JP2017076024A - ペリクル枠およびペリクル枠の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】枠形状に形成されたペリクル枠を、ヤング率が150GPa以上で、かつビッカース硬度が800以上の焼結体から構成し、しかも焼結体の20℃における体積抵抗率を、1.0×10−3Ω・cm以下とする。こうすれば、十分な耐久性を備え、かつ加工性に優れたペリクル枠を提供できる。
【選択図】図4
Description
図1は、本発明の各実施形態に共通のペリクル枠10の形状を示す斜視図である。また、図2は、図1の2−2矢視断面図である。図2では、理解の便を図って、ペリクル枠10の片面に張設されたペリクル膜30を併せて記載した。ペリクル枠10にペリクル膜30を張設したものをペリクル40と呼ぶ。本明細書では、ペリクル枠の全ての面のうち、ペリクル膜が張設される面を区別する場合には、図2においてペリクル膜が張設された側を「上面」といい、反対の面を「下面」という。また、この両面と外側の面の3つの面を含めて「外周面」と呼び、ペリクル枠の内側の面を「内周面」と呼ぶことがある。また、これらの面をそれぞれ区別する必要がない場合は、単に「表面」と呼ぶことがある。
図1、図2に示したペリクル枠10は、以下の製造工程を経て製造される。この製造工程を図3に示した。原材料の主成分としてアルミナ、炭化チタンおよび窒化チタンの複合セラミックからなるペリクル枠10を、以下の工程により製造した。ペリクル枠10を製造する場合には、まず粉体を製作する(工程P10)。ここで粉体とは、焼結体の元になる物質であり、例えば窒化ケイ素やジルコニア、あるいはアルミナなどの原料粉末に焼結助剤などを適宜加え湿式混合した後、噴霧乾燥法によって50ないし100μmの顆粒に作製したものである。一例として、平均粒径0.5μmのαーアルミナ粉末63%、平均粒径1.0μmの炭化チタン10%、平均粒径1.0μmの窒化チタン25%、残部をMgO:Y2O3=1:1の焼結助剤からなる複合材料を湿式混合し、成型用有機バインダを加えたのち通常の噴霧乾燥法によりアルミナ・炭化チタン・窒化チタン複合セラミック素地粉末を作製した。なお、原料粉末の粒径の測定は、レーザー回折・散乱法により行なったが、動的光散乱法や沈降法により行なってもよい。
以上説明した実施形態では、アルミナ−炭化チタン−窒化チタンの複合セラミックのサンプル(サンプル番号1)の他、ジルコニア−窒化チタンのサンプル(サンプル番号2)、超硬によるサンプル(サンプル番号3)、比較例としてのアルミナ−炭化チタンのサンプル(サンプル番号4)を作製した。いずれのサンプルも、その製造工程は、図3に示した製造工程と基本的に同一であるが、素材の性質により、適切な焼成温度、焼成時間、ブラスト処理などを選択している。
(1)加工速度が速い。実施例では、放電加工(くりぬき)の1回目(粗加工)で4mm/分、2回目(仕上げ加工)で6mm/分であった。
(2)加工工具の消耗が少なく、コストが低い。放電加工は、対象の硬度が高くても放電による溶融と飛散により加工がなされるため、加工用チップなどが摩耗や損傷することがない。また放電ワイヤーは銅線または真鍮線で、消耗しても切削チップなどと比べて安価である。
(3)加工面の加工精度が十分に高い。後述するように、サンドブラストを行なわなくても、表面の算術平均粗さRaは1μm以下、最大高さ粗さは10μm以下であった。
(4)細孔の孔開けや有底の孔加工において、残留応力による歪みや貫通孔における出口側カケ不良などが生じない。
算術平均粗さRaが、0.9μm
10点平均粗さRzJISが、4.0μm
最大高さ粗さRzが、9.5μmであった。
これをサンドブラストしたところ、1分間または2分間のサンドブラストにより、
算術平均粗さRaが、0.5から0.7μm
10点平均粗さRzJISが、1.9〜2.5μm
最大高さ粗さRzが、3.8〜4.5μm
程度に改善された。また、加工深さは、サンドブラスト1分または2分において、4.5μmであった。
上記実施形態では、アルミナ−炭化チタン−窒化チタンの複合セラミックを用いたが、体積抵抗率が1.0×10−3Ω・cm以下の焼結体または高融点金属を含む焼結体であって、ヤング率が150GPa、ビッカース硬度が800以上であれば、他の材料を用いてもよい。図4にサンプルを示したジルコニア窒化チタンや超硬以外でも、耐熱温度1500℃以上の導電性の無機化合物である窒化物、炭化物、珪化物、硼化物の成分を少なくとも一種含む材料で、上記物性を満たせば、使用することができる。また、高融点金属材料、例えばタングステン(3387℃),レニウム(3180℃),タンタル(2996℃),オスミウム(2700℃),モリブデン(2610℃),ニオブ(2468℃),イリジウム(2447℃),ルテニウム(2250℃),ハフニウム(2150℃)やその合金を含み、上記物性を満たす焼結体を用いることもできる。
12,14…有底孔
20…貫通孔
30…ペリクル膜
40…ペリクル
Claims (10)
- 枠形状に形成されたペリクル枠であり、
ヤング率が150GPa以上で、かつビッカース硬度が800以上の焼結体からなり、
前記焼結体の20℃における体積抵抗率が、1.0×10−3Ω・cm以下である
ペリクル枠。 - 前記焼結体は、耐熱温度1500℃以上の導電性の無機化合物である窒化物、炭化物、珪化物、硼化物の成分を少なくとも一種含むことを特徴とする請求項1に記載のペリクル枠。
- 前記焼結体は、高融点金属材料の成分を含むことを特徴とする請求項1に記載のペリクル枠。
- 前記焼結体は、炭化珪素焼結体である請求項1に記載のペリクル枠。
- ヤング率が250GPa以上あるいはビッカース硬度が1000以上であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のペリクル枠。
- 枠形状を備えるペリクル枠を製造する方法であって、
焼結体材料を前記枠形状より大きな形状として用意する第1工程と、
前記用意された焼結体材料をワイヤー放電加工により、前記枠形状のペリクル枠の内周面、外周面および開口面の少なくとも一つを得る第2工程と
を備えたペリクル枠の製造方法。 - 前記ワイヤー放電加工を、同一の面に対して少なくとも2回行なう請求項6記載のペリクル枠を製造する方法。
- 前記放電加工された面の変質層を除去する第3工程を備える請求項6または請求項7に記載のペリクル枠の製造方法。
- 前記第3工程における変質層の除去は、ブラスト処理、研磨および化学処理のうち少なくとも一つによって行なう請求項8に記載のペリクル枠の製造方法。
- 前記第2工程を含む加工により得られたペリクル枠の枠体に、貫通孔または有底孔を、細孔放電加工により形成する工程を備えた請求項6から請求項9のうちのいずれか一項に記載のペリクル枠の製造方法。
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