JP2020073432A - Ceramic lattice body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はセラミックス製の格子体に関する。 The present invention relates to a ceramic lattice.
セラミックス製の電子部品やガラスを焼成するときには、被焼成物を棚板や敷板などとも呼ばれるセッター上に載置して焼成を行うことが一般的である。被焼成物の脱脂・焼成時間を短くして、単位時間当たりの製造個数を増加させるためには、焼成工程を急熱及び急冷することが必要であるところ、従来のセラミックス製セッターはこれを急熱及び/又は急冷すると、割れ等の欠陥が生じやすくなる。また、繰り返しの使用によっても割れ等の欠陥が生じやすくなる。また、金属製セッターを用いた場合には、酸化雰囲気では使用できないという問題や、1200℃以上の高温領域では、繰り返し使用すると、大きく変形するという問題が指摘されている。 When firing ceramic electronic components or glass, it is common to place the article to be fired on a setter also called a shelf plate or floor plate and perform firing. In order to shorten the degreasing / firing time of the material to be fired and increase the number of products produced per unit time, it is necessary to rapidly heat and cool the firing process. When heated and / or rapidly cooled, defects such as cracks easily occur. Further, defects such as cracks easily occur even after repeated use. Further, it has been pointed out that when a metal setter is used, it cannot be used in an oxidizing atmosphere, and in a high temperature region of 1200 ° C. or more, it is greatly deformed when repeatedly used.
セラミックス製セッターに関する従来の技術としては、例えば窒化アルミニウムを主成分とするセラミックスより作られ、且つ表裏を貫通する多数の穴を持つ多孔板からなる加熱成型加工用セッターが知られている(特許文献1参照)。同文献によれば、セラミックスとして窒化アルミニウムを用いることで、その使用可能な最高温度がアルミナやマグネシアに代表される酸化物セラミックスに比べて高く、且つ熱伝導率も大きいので、急熱や急冷の熱ショックに対して抵抗力が大きくなるとされている。 As a conventional technique relating to a ceramic setter, for example, a heat-molding setter made of a ceramic containing aluminum nitride as a main component and comprising a perforated plate having a large number of holes penetrating the front and back is known (Patent Document 1). 1). According to this document, by using aluminum nitride as a ceramic, the maximum temperature that can be used is higher than that of oxide ceramics typified by alumina and magnesia, and the thermal conductivity is also large. It is said that resistance to heat shock will increase.
特許文献2には、被焼成物を載置する表面側、及び裏面側に少なくとも凹凸形状が付与されているとともに、開口部が形成されているセラミック焼成用窯道具板が記載されている。同文献には、この窯道具板によれば、熱容量の低減化とコスト削減化を図ることができ、焼成物との接触面積が減少することで、ガスの抜けが良化し、更に雰囲気の均一化によって被焼成体が均一に製造できると記載されている。
しかし、前記の各特許文献に記載の技術を用いても、被焼成物の急速な加熱及び冷却を行うときに、セッターに割れ等が発生することを、満足できるレベルにまで防止することは容易でない。 However, even if the technique described in each of the above patent documents is used, it is easy to prevent cracks or the like from occurring in the setter when performing rapid heating and cooling of the object to be burned to a satisfactory level. Not.
したがって本発明の課題は、前述した従来技術が有する種々の欠点を解消し得るセラミックス格子体を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a ceramic grid body which can solve the various drawbacks of the above-mentioned conventional techniques.
本発明は、一方向に向けて延びるセラミックス製の複数の第1の線条部と、該第1の線条部と交差する方向に向けて延びるセラミックス製の複数の第2線条部とを有するセラミックス格子体であって、
第1の線条部と第2の線条部との交差部は、いずれの該交差部においても、第1の線条部上に第2の線条部が配されており、
第1の線条部は、その断面が、前記交差部以外の部位において、直線部と、該直線部の両端部を端部とする凸形の曲線部とから構成される形状を有しており、
第2の線条部は、その断面が、前記交差部以外の部位において、円形又は楕円形の形状を有しており、
第2の線条部は、その平面視での投影像が、前記交差部において、幅方向外方に向けて湾曲膨出した形状になっており、それによって前記交差部における投影像の幅が、前記交差部以外の部位における投影像の幅よりも大きくなっている、セラミックス格子体を提供するものである。
The present invention provides a plurality of first linear filament portions made of ceramics extending in one direction and a plurality of second linear filament portions made of ceramics extending in a direction intersecting with the first linear filament portions. A ceramic lattice body having:
The intersection of the first linear portion and the second linear portion, at any of the intersections, the second linear portion is arranged on the first linear portion,
The cross section of the first linear portion has a shape composed of a linear portion and a convex curved portion whose end portions are both end portions of the linear portion, in a portion other than the intersecting portion. Cage,
The cross section of the second linear portion has a circular or elliptical shape in a portion other than the crossing portion,
The projected image of the second linear portion in a plan view has a shape that bulges outward in the width direction at the intersecting portion, whereby the width of the projected image at the intersecting portion is increased. And a ceramic grid body having a width larger than a width of a projected image in a portion other than the intersection portion.
本発明のセラミックス格子体は、高強度で且つ耐スポーリング性に優れたものである。 The ceramic grid body of the present invention has high strength and excellent spalling resistance.
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図1(a)及び図1(b)には、本発明のセラミックス格子体の一実施形態が示されている。これらの図に示すセラミックス格子体(以下、単に「格子体」ともいう。)1は、一方向Xに向けて延びるセラミックス製の複数の第1の線条部10を有する。それぞれの第1の線条部10は、直線をしており互いに平行に延びている。またセラミックス格子体1は、X方向と異なる方向であるY方向に向けて延びるセラミックス製の複数の第2の線条部20を有する。それぞれの第2の線条部20は、直線をしており互いに平行に延びている。X方向とY方向とは異なる方向なので、第1の線条部10と第2の線条部20とは交差している。両線条部10,20の交差角度は、セラミックス格子体10の具体的な用途に応じて設定することができる。例えば第1の線条部10に対して、第2の線条部20の交差角度を90度とすることができる。あるいは、第1の線条部10に対する第2の線条部20の交差角度を90度±10度の範囲で変更させることもできる。複数の第1の線条部10と、複数の第2の線条部20とが交差していることによって格子体1が形成される。
The present invention will be described below based on its preferred embodiments with reference to the drawings. 1 (a) and 1 (b) show one embodiment of the ceramic grid body of the present invention. A ceramic lattice body (hereinafter, also simply referred to as “lattice body”) 1 shown in these drawings has a plurality of first
セラミックス格子体1は、第1の線条部10と第2の線条部20とが交差することによって格子をなし、該格子によって画成される複数の貫通孔3を有する板状の形状をしている。セラミックス格子体1は、第1面1aと、これに対向する第2面1bとを有している。
The
セラミックス格子体1は、それぞれの第1の線条部10と、それぞれの第2の線条部20とが交差する部位に交差部2を有する。交差部2は、セラミックス格子体1の平面視での投影像において、第1の線条部10と第2の線条部20とが重なり合う部位である。
The
第1の線条部10は、両線条部10,20の交差部2以外の位置において、平面視して一定の幅W1(図2参照)を有している。第1の線条部10は、その長手方向に直交する方向での厚み方向に沿った断面形状が、図2及び図3に示すとおり、セラミックス格子体1の第1面1a側に位置する第1面10aと、セラミックス格子体1の第2面1b側に位置する第2面10bとで画成される。詳細には、第1の線条部10は、その長手方向に直交する方向での厚み方向に沿った断面が、交差部2以外の部位において、直線部10Aと、該直線部10Aの両端部を端部とする凸形の曲線部10Bとから構成される形状を有している。その結果、第1の線条部10の第1面10aは、該線条部10の厚み方向での断面が平坦面になっている。該平坦面は、セラミックス格子体1の面内方向と略平行になっている。一方、第1の線条部10の第2面10bは、該線条部10の厚み方向での断面が、セラミックス格子体1の第1面1aから第2面1bに向けた凸の曲面形状をしている。
The first
第1の線条部10と同様に、第2の線条部20も、両線条部10,20の交差部2以外の位置において、平面視して一定の幅W2(図5参照)を有している。幅W2は、第1の線条部10の幅W1と同じであってもよく、あるいは異なっていてもよい。第2の線条部20は、その長手方向に直交する方向での厚み方向に沿った断面形状が、図4及び図5に示すとおり、セラミックス格子体1の第1面1a側に位置する第1面20aと、セラミックス格子体1の第2面1b側に位置する第2面20bとで画成される。第2の線条部20の第1面20aは、セラミックス格子体1の第2面1bから第1面1aに向けた凸の曲面形状になっている。一方、第2の線条部20の第2面20bは、該線条部20の厚み方向での断面が、セラミックス格子体1の第1面1aから第2面1bに向けた凸の曲面形状をしている。この曲面形状は、第1の線条部10における曲面形状と同じであってもよく、あるいは異なっていてもよい。本実施形態においては、第2の線条部20の第1面20aと第2面20bとは対称形になっており、その結果、第2の線条部20は、その長手方向に直交する方向での厚み方向に沿った断面形状が、円形又は楕円形になっている。
Similar to the first
図3及び図4に示すとおり、第1の線条部10における直線部10A、すなわち第1面10aを載置面として平面P上に載置したとき、各第1面10aはすべて平面P上に位置する。第1面10aは、セラミックス格子体1における第1面1aをなすものであるから、各第1面10aがすべて平面P上に位置することは、該格子体1における第1面1aが平坦面になっていることを意味する。したがってセラミックス格子体1を、その第1面1aが、平坦な載置面と当接するように載置した場合には、該第1面1aの全域が載置面と接することとなる。
As shown in FIGS. 3 and 4, when the
図3に示すとおり、第1の線条部10における直線部10A、すなわち第1面10aを載置面として平面P上に載置したとき、第2の線条部20は、隣り合う2つの交差部2の間において平面Pから離間する形状をしている。したがって、隣り合う2つの交差部2の間において、第2の線条部20と平面Pとの間には空間Sが形成される。
As shown in FIG. 3, when the
一方、セラミックス格子体1における第2面1bは、凸の曲面形状になっている第2の線条部20の第2面20bから構成されているので、平坦面ではなく、凹凸面となっている。
On the other hand, the
セラミックス格子体1における第1の線条部10と第2の線条部20との交差部2において、両線条部10,20は一体化している。「一体化している」とは、交差部2の断面を観察において、両線条部10,20間が、セラミックスとして連続した構造体となっていることをいう。両線条部10,20の交差によってセラミックス格子体1に形成されている各貫通孔3は同寸法であり、且つ同形をしている。各貫通孔3は略矩形をしている。貫通孔3は規則的に配置されている。
At the
図1、図3及び図4に示すとおり、第1の線条部10と第2の線条部20との交差部2は、いずれの交差部2においても、第1の線条部10上に第2の線条部20が配されている。つまり、第1の線条部10と第2の線条部20との交差部2においては、格子体1の2つの面1a,1bのうち、相対的に第1面側1aに位置する第1の線条部10上に、相対的に第2面1b側に位置する第2の線条部20が配されている。そして、交差部2における厚みが、該交差部以外の部位における第1の線条部の厚み及び第2の線条部の厚みのいずれよりも大きくなっている。つまり、両線条部10,20の交差部2以外の位置における第1の線条部10の厚みをT1とし(図2参照)、両線条部10,20の交差部2以外の位置における第2の線条部20の厚みをT2とし(図5参照)、更に交差部における厚みをTcとしたとき(図3及び図4参照)、Tc>T1であり、Tc>T2である。したがって、セラミックス格子体1の第2面1bにおいては、両線条部10,20の交差部の位置が最も高くなっている。
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the
図4に示すとおり、第1の線条部10は、交差部2以外の部位において、該第1の線条部10における第2面10bの最高位置、すなわち頂部の位置が、第1の線条部10の延びる方向に沿って同じになっている。第2の線条部20に関しては、図3に示すとおり、第2の線条部20における第2面20bの最高位置は、交差部2の位置及び交差部2以外の位置のいずれにおいても、第1の線条部10の延びる方向に沿って互いに同じ位置になっている。第2の線条部20における第1面20aの最低位置は、交差部2以外の部位において、第2の線条部20の延びる方向に沿って互いに同じ位置になっている。
As shown in FIG. 4, in the first
図1(a)及び図6に示すとおり、第2の線条部20は、その平面視での投影像が、交差部2において、幅方向Xの外方に向けて湾曲膨出した形状になっている。それによって交差部2における投影像の幅W2aが、交差部2以外の部位における投影像の幅W2bよりも大きくなっている。詳細には、第2の線条部20は、平面視での投影像の長手方向に沿う輪郭が、交差部2において、幅方向Xの外方に向けて緩やかな凸の曲線21,21を描いている。第2の線条部20の平面視での投影像の長手方向に沿う輪郭は、幅W2aを有する最大幅部を有し、その最大幅部から離れるに連れて幅が漸次緩やかに減少していき、交差部2どうしの間の位置では幅W2bになる。幅W2bは、先に述べた幅W2と同じである。
As shown in FIG. 1A and FIG. 6, the second
一方、第1の線条部10は、図1(b)及び図7に示すとおり、その平面視での投影像が、交差部2において、幅方向Yの外方に向けて湾曲膨出した形状になっている。それによって交差部2における投影像の幅W1aが、交差部2以外の部位における投影像の幅W1bよりも大きくなっている。詳細には、第1の線条部10は、平面視での投影像の長手方向に沿う輪郭が、交差部2において、幅方向Yの外方に向けて緩やかな凸の曲線11,11を描いている。第1の線条部10の平面視での投影像の長手方向に沿う輪郭は、幅W1aを有する最大幅部を有し、その最大幅部から離れるに連れて幅が漸次緩やかに減少していき、交差部2どうしの間の位置では幅W1bになる。幅W1bは、先に述べた幅W1と同じである。
On the other hand, as shown in FIGS. 1B and 7, the projection image of the first
図8には、セラミックス格子体1の平面図が示されている。同図に示すとおり、格子体1には、複数の第1の線条部10と複数の第2の線条部20とが略直交することで、該格子体の平面視において略矩形状の複数の貫通孔3が形成されている。略矩形状をなす貫通孔3は、対向する一組の辺である第1辺3a,3aを有している。これとともに貫通孔3は、対向する別の一組の辺である第2辺3b,3bを有している。第1辺3a,3aは、第1の線条部10の両側縁に対応する辺である。一方、第2辺3b,3bは、第2の線条部20の両側縁に対応する辺である。貫通孔3は、これらの四辺によって画定されている。対向する第1辺3a,3aどうしは直線になっており互いに平行に延びている。同様に、対向する第2辺3b,3bどうしも直線になっており互いに平行に延びている。そして、第1の線条部10及び第2の線条部20が、それらの交差部2において上述した湾曲膨出形状を有することによって、第1の線条部10と第2の線条部20とが略直交することによって形成される貫通孔3は、隅部30が直角の矩形ではなく、図8に示す模式図のように、隅部30がやや丸みを帯びた矩形となる。
FIG. 8 shows a plan view of the
以上の構成を有するセラミックス格子体1は、これを例えば被焼成体の焼成用セッターとして用いた場合、矩形をした貫通孔3の隅部30が丸みを帯びていることに起因して、強度及び耐スポーリング性が向上する。この理由は、セラミックス格子体1のうち、クラック等の欠陥が最も発生しやすい部位は貫通孔3の隅部30であるところ、該隅部30が丸みを帯びていることに起因して、該隅部30にクラック等が生じにくいからである。これとは対照的に、例えば上述した特許文献2に記載されている開口部を有する窯道具板では、該開口部の隅部が直角になっているので、クラック等が生じやすい。
When the
上述した強度及び耐スポーリング性の向上は、第1の線条部10と第2の線条部20との交差部2において、少なくとも第2の線条部20が、平面視での投影像の長手方向に沿う輪郭に、前記の凸の曲線21を有していれば十分に達成される。特に、第1の線条部10及び第2の線条部20の双方が、平面視での投影像の長手方向に沿う輪郭に、前記の凸の曲線11,21を有していると、強度及び耐スポーリング性が更に一層向上する。
The above-described improvement in strength and spalling resistance is achieved by projecting a plan view of at least the second
以上の構成を有するセラミックス格子体1は、これを例えば被焼成体の焼成用セッターとして用いた場合、該格子体1の第1面1aに被焼成体を載置すれば、該該第1面1aは平坦面であることから、平坦性を求められる被焼成体の載置に好適なものとなる。平坦性を求められる被焼成体としては、例えば積層セラミックコンデンサ等の小型のチップ状電子部品などが挙げられる。これらの小型電子部品は、焼成工程においてセッターに引っ掛からないことが必要とされるので、格子体1の第1面1aが平坦であることは有利である。また、被焼成体は、第1面1aを構成する部材である第1の線条部10のみ接触するので、格子体1と被焼成体との接触面積が大幅に低減し、それによって被焼成体の急激な加熱及び冷却を行いやすくなる。また、格子体1は第1及び第2の線条部10,20の交差によって形成されており複数の貫通孔3が形成されているので、熱容量が小さく、その点からも被焼成体の急激な加熱及び冷却を行いやすい。更に格子体1は、複数の貫通孔3が存在していることに起因して通気性が良好なので、このことによっても被焼成体の急激な冷却を行いやすい。良好な通気性は、隣り合う交差部2どうしの間において第2の線条部20が浮いていることによって一層顕著なものとなる。しかも格子体1においては、第1及び第2の線条部10,20が交差部2において一体化しているので、充分な強度を有するものである。
When the ceramic
一方、格子体1の第2面1bには、mmオーダーの被焼成体を載置することが有利である。第2面1bは、第2の線条部20の曲面に起因する凹凸面となっているところ、このオーダーのサイズの電子部品は、それが載置される面に凹凸を有することが、脱脂性を高める観点から有利だからである。
On the other hand, it is advantageous to mount a mm-order object to be fired on the
このように本実施形態の格子体1は、その一方の面が平坦であり、他方の面が凹凸面になっていることから、被焼成体の種類に応じて載置面を使い分けることができるという点で有利である。
As described above, in the
上述した各種の有利な効果を一層顕著なものとする観点から、T1の値は、50μm以上5mm以下であることが好ましく、200μm以上2mm以下であることが更に好ましい。一方、T2の値は、50μm以上5mm以下であることが好ましく、200μm以上2mm以下であることが更に好ましい。T1とT2の値の大小関係に特に制限はなく、T1>T2であってもよく、逆にT1<T2であってもよく、あるいはT1=T2であってもよい。 From the viewpoint of making the above-mentioned various advantageous effects more remarkable, the value of T1 is preferably 50 μm or more and 5 mm or less, and more preferably 200 μm or more and 2 mm or less. On the other hand, the value of T2 is preferably 50 μm or more and 5 mm or less, and more preferably 200 μm or more and 2 mm or less. The magnitude relationship between the values of T1 and T2 is not particularly limited, and may be T1> T2, conversely T1 <T2, or T1 = T2.
同様の観点から、交差部2における厚みTcは0.1mm以上2mm以下であることが好ましく、0.3mm以上1.5mm以下であることが更に好ましい。なお、交差部2における厚みTcは、T1及びT2の総和であるT1+T2よりも小さくなっている。
From the same viewpoint, the thickness Tc at the
また、第2の線条部20の厚み方向での断面形状(図5参照)が楕円形である場合、楕円形の短軸が格子体1の厚み方向に一致し、且つ楕円形の長軸が格子体1の平面方向に一致することが、被焼成体の載置を首尾よく行える点から好ましい。この場合、長軸/短軸の比率は、1以上5以下であることが好ましく、1以上3以下であることが更に好ましい。また、第2の線条部20の厚み方向での断面形状が楕円形又は円形であることは、格子体1の強度向上にも寄与している。
When the cross-sectional shape of the second
セラミックス格子体1に形成された貫通孔3は、その面積が100μm2以上100mm2以下、特に2500μm2以上1mm2以下であることが、格子体1の熱容量を低下させる点や、通気性を向上させる点、及び格子体1の強度維持の点から好ましい。また、平面視におけるセラミックス格子体1の見かけの面積に対する貫通孔3の面積の総和の割合(この値を)は、1%以上80%以下であることが好ましく、3%以上70%以下であることが更に好ましく、10%以上70%以下であることが一層好ましい。この割合は、セラミックス格子体1を平面視して、任意の大きさの矩形に切り取り、その矩形内に含まれる貫通孔3の面積の総和を算出し、その総和を矩形の面積で除し100を乗じて算出される。また、各貫通孔3の面積は、格子体1の顕微鏡観察像を画像解析することで測定できる。
The through
貫通孔3の面積に関連して、第1の線条部10の幅W1は50μm以上10mm以下であることが好ましく、75μm以上1mm以下であることが更に好ましい。一方、第2の線条部20の幅W2は50μm以上10mm以下であることが好ましく、75μm以上1mm以下であることが更に好ましい。W1とW2の値の大小関係に特に制限はなく、W1>W2であってもよく、逆にW1<W2であってもよく、あるいはW1=W2であってもよい。
In relation to the area of the through
第1及び第2の線条部10,20の幅W1,W2との関連において、隣り合う第1の線条部10間のピッチP1は、100μm以上10mm以下であることが好ましく、150μm以上5mm以下であることが更に好ましい。一方、隣り合う第2の線条部20間のピッチP2は、100μm以上10mm以下であることが好ましく、150μm以上5mm以下であることが更に好ましい。
In relation to the widths W1 and W2 of the first and second
第1の線条部10は、その表面のうち第1面10aが平滑であることが好ましい。線条部10の第1面10aが平滑であることによって、セラミックス格子体1上に被焼成体を載置したときに、該被焼成体に傷がつきにくくなるという利点がある。また被焼成体の焼成によって得られた焼成体が、セラミックス格子体1に引っ掛かりにくくなり、取り出し性が良好になるという利点もある。更に、被焼成体が基板などの薄肉のテープ成形体であれば、第1面10aの表面状態が被焼成体の底面に転写されるため、被焼成体底面がより平滑に仕上がりやすくなるメリットもある。一方で、表面粗さが大きいと、被焼成体を載置したときに、被焼成体下のガスの流れがよくなるため、脱脂がスムーズに進みやすくなるという利点がある。これらの観点から、第1の線条部10の第1面10aの表面粗さRaは、0.01μm以上20μm以下であることが好ましく、0.01μm以上10μm以下であることが更に好ましい。一方、第2の線条部10の第2面20bの表面粗さRaは、10μm以上300μm以下であることが好ましく、20μm以上100μm以下であることが更に好ましい。表面粗さRaは、具体的には、次の方法で測定される。カラー3Dレーザー顕微鏡((株)キーエンス製、VK―8710)を用いて、撮影倍率を200倍として測定した。第1の線条部10の第1面10aに関しては、第1面10aの中線に沿って、表面粗さを測定し、20個の測定値から平均値を算出し、Raとした。一方、第2の線条部20の第2面20bでは、線条部10bの中線に沿って表面粗さを測定し、20個の測定値から平均値を算出し、Raとした。
It is preferable that the
線条部10a、20aの表面粗さRaの値を小さくするためには、例えば、該線条部の形成に用いられるペーストを塗布する基板として表面粗さの小さいものを用いたり、あるいは該ペーストとして低粘度のものを用いたりすればよい。一方、線条部10b、20bの表面粗さRaの値を大きくするためには、例えば、該ペーストとして、高粘度のものを用いたり、吐出させるノズル径を大きくしたりすればよい。場合によっては、セラミックス格子体1の第1面1a及び/又は第2面1bを研磨して所定の表面粗さとなるように加工してもよい。
In order to reduce the value of the surface roughness Ra of the
セラミックス格子体1を構成するセラミックス素材としては、種々のものを用いることができる。例えば、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、ジルコン、コージェライト、チタン酸アルミニウム、チタン酸マグネシウム、マグネシア、二硼化チタン、窒化ホウ素などが挙げられる。これらのセラミックス素材は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。特に、アルミナ、ムライト、コージェライト、ジルコニア又は炭化ケイ素を含むセラミックスからなることが好ましい。ジルコニアを含むセラミックスを用いる場合には、格子体1を高温焼成での使用により適したものとするため、イットリア添加により完全安定化したジルコニアなどを用いることができる。セラミックス格子体1を急激な加熱及び冷却に付す場合には、セラミックス素材として炭化ケイ素を用いることが特に好ましい。なお炭化ケイ素は、被焼成体との反応の懸念があることから、セラミックス素材として炭化ケイ素を用いる場合には、表面をジルコニア等の反応性の低いセラミックス素材でコートすることが好ましい。格子体1を構成するセラミックス素材の原料粉としては、ペーストにした場合の粘性や焼結されやすさを考慮すると、0.1μm以上200μm以下の粒径のものを用いることが好ましい。第1の線条部10を構成するセラミックス素材と、第2の線条部20を構成するセラミックス素材とは同じでもよく、あるいは異なっていてもよい。交差部2における第1及び第2の線条部10,20の一体性を高くする観点からは、両線条部10,20を構成するセラミックス素材は同じであることが好ましい。
Various materials can be used as the ceramic material forming the
次に、本実施形態のセラミックス格子体1の好適な製造方法について説明する。本製造方法においては、まずセラミックス素材の原料粉を用意し、該原料粉を、水等の媒体及び結合剤と混合して線条部製造用のペーストを調製する。
Next, a suitable method of manufacturing the
結合剤としては、この種のペーストに従来用いられたものと同様のものを用いることができる。その例としてはポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、デキストリン、リグニンスルホン酸ソーダ及びアンモニウム、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム及びアンモニウム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アラビアゴム、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸及びポリアクリルアミドなどのアクリル系ポリマー、キサンタンガム及びグアガムなどの増粘多糖体類、ゼラチン、寒天及びペクチンなどのゲル化剤、酢酸ビニル樹脂エマルジョン、ワックスエマルジョン、並びにアルミナゾル及びシリカゾルなどの無機バインダーなどが挙げられる。これらのうちの2種類以上を混合して用いてもよい。 As the binder, the same binder as that conventionally used for this type of paste can be used. Examples thereof are polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyethylene oxide, dextrin, sodium lignin sulfonate and ammonium, carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, sodium and ammonium alginate, epoxy resin, phenol. Resin, gum arabic, polyvinyl butyral, acrylic polymers such as polyacrylic acid and polyacrylamide, thickening polysaccharides such as xanthan gum and guar gum, gelatin, gelling agents such as agar and pectin, vinyl acetate resin emulsion, wax emulsion, And inorganic binders such as alumina sol and silica sol Etc., and the like. Two or more of these may be mixed and used.
ペーストの粘度は、塗布時の温度において高粘度であることが、本実施形態の構造を有する格子体1を首尾よく製造し得る点から好ましい。詳細には、ペーストの粘度は、塗布時の温度において、1.5MPa・s以上5.0MPa・s以下であることが好ましく、1.7MPa・s以上3.0MPa・s以下であることが更に好ましい。ペーストの粘度は、コーンプレート型回転式粘度計又はレオメーターを用いて、回転数0.3pmにて測定開始後4分時の測定値を用いた。
It is preferable that the paste has a high viscosity at the temperature at the time of application from the viewpoint that the
ペーストとして比較的低粘度のものを用いることもできる。低粘度のペーストを用いる場合には、後述する格子状前駆体を製造した後、該格子状前駆体を焼成工程に付す前に、該格子状前駆体を乾燥させて液体分を除去し、該格子状前駆体の保形性を高めてから焼成を行うことが好ましい。比較的低粘度のペーストを用いる場合、その粘度は、塗布時の温度において、10kPa・s以上1.5MPa・s以下であることが好ましく、0.5MPa・s以上1.3MPa・s以下であることが更に好ましい。 It is also possible to use a paste having a relatively low viscosity. When a low-viscosity paste is used, after producing the lattice-like precursor described later, and before subjecting the lattice-like precursor to the firing step, the lattice-like precursor is dried to remove the liquid content, It is preferable to perform the firing after enhancing the shape retention of the lattice-form precursor. When using a paste having a relatively low viscosity, the viscosity is preferably 10 kPa · s or more and 1.5 MPa · s or less, and 0.5 MPa · s or more and 1.3 MPa · s or less at the temperature at the time of application. More preferably.
ペーストが高粘度のものである場合、及び比較的低粘度のものである場合のいずれの場合であっても、ペーストにおけるセラミックス素材の原料粉の割合は、20質量%以上85質量%以下であることが好ましく、35質量%以上75質量%以下であることが更に好ましい。ペーストにおける媒体の割合は、15質量%以上60質量%以下であることが好ましく、20質量%以上55質量%以下であることが更に好ましい。ペーストにおける結合剤の割合は、1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、5質量%以上25質量%以下であることが更に好ましい。 Regardless of whether the paste has a high viscosity or a relatively low viscosity, the ratio of the raw material powder of the ceramic material in the paste is 20% by mass or more and 85% by mass or less. It is preferably 35% by mass or more and 75% by mass or less. The proportion of the medium in the paste is preferably 15% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 55% by mass or less. The proportion of the binder in the paste is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less.
ペーストには、粘性調整剤として、増粘剤、凝集剤、チクソトロピック剤などを含有させることができる。増粘剤の例としては、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、アルキルアリルスルホン酸、アルキルアンモニウム塩、エチルビニルエーテル・無水マレン酸コポリマー、フュームドシリカ、アルブミンなどのタンパク質などが挙げられる。多くの場合、結合剤は、増粘効果があるため、増粘剤に分類されることがあるが、更に厳密な粘性調整が必要とされる場合には、別途、結合剤に分類されない増粘剤を用いることができる。凝集剤の例として、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸エステル、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムなどが挙げられる。チクソトロピック剤の例として、脂肪酸アマイド、酸化ポリオレフィン、ポリエーテルエステル型界面活性剤などが挙げられる。ペースト調製用の溶媒としては、水以外にも、アルコール、アセトン及び酢酸エチルなどが用いられ、これらを2種類以上混合してもよい。また吐出量を安定させるために、可塑剤、潤滑剤、分散剤、沈降抑制剤、PH調整剤などを添加してもよい。可塑剤には、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコールなどのグリコール系、グリセリン、ブタンジオール、フタル酸系、アジピン酸系、リン酸系などが挙げられる。潤滑剤には、流動パラフィン、マイクロワックス、合成パラフィンなどの炭化水素系、高級脂肪酸、脂肪酸アミドなどが挙げられる。分散剤には、ポリカルボン酸ナトリウム若しくはアンモニウム塩、アクリル酸系、ポリイチレンイミン、リン酸系などが挙げられる。沈降抑制剤には、ポリアマイドアミン塩、ベントナイト、ステアリン酸アルミニウムなどが挙げられる。PH調整剤には、水酸化ナトリウム、アンモニア水、シュウ酸、酢酸、塩酸などが挙げられる。 The paste may contain a thickener, a coagulant, a thixotropic agent, etc. as a viscosity modifier. Examples of the thickener include polyethylene glycol fatty acid ester, alkylallyl sulfonic acid, alkyl ammonium salt, ethyl vinyl ether / maleic anhydride copolymer, fumed silica, proteins such as albumin, and the like. In many cases, binders are classified as thickeners because they have a thickening effect, but when more precise viscosity adjustment is required, thickeners not separately classified as binders are used. Agents can be used. Examples of the aggregating agent include polyacrylamide, polyacrylic acid ester, aluminum sulfate, polyaluminum chloride and the like. Examples of thixotropic agents include fatty acid amides, polyolefin oxides, and polyether ester type surfactants. As the solvent for preparing the paste, alcohol, acetone, ethyl acetate and the like are used in addition to water, and two or more kinds thereof may be mixed. Further, in order to stabilize the discharge amount, a plasticizer, a lubricant, a dispersant, a sedimentation inhibitor, a pH adjusting agent and the like may be added. Examples of the plasticizer include glycol type such as trimethylene glycol and tetramethylene glycol, glycerin, butanediol, phthalic acid type, adipic acid type and phosphoric acid type. Examples of the lubricant include hydrocarbons such as liquid paraffin, microwax, and synthetic paraffin, higher fatty acids, and fatty acid amides. Examples of the dispersant include sodium or ammonium polycarboxylic acid, acrylic acid type, polyethyleneimine, and phosphoric acid type. Examples of sedimentation inhibitors include polyamine amine salts, bentonite, aluminum stearate and the like. Examples of the pH adjusting agent include sodium hydroxide, aqueous ammonia, oxalic acid, acetic acid, hydrochloric acid and the like.
得られたペーストを用い、平坦な基板上に、複数条の線条第1塗工体を互いに平行に且つ直線状に形成する。線条第1塗工体は、目的とする格子体1における第1の線条部10に対応するものである。線条第1塗工体の形成には、種々の塗布装置を用いることができる。例えばディスペンサを用いることができる。吐出方式は、ペーストが比較的低い粘性の場合は、スクリュータイプが吐出精度の観点から好ましく、比較的粘性が高い場合は、吐出安定性の観点から、一軸偏心ネジポンプ型が好ましい。ディスペンサにおけるノズルの直径は、例えば0.2mm以上5.0mm以下にすることができる。
Using the obtained paste, a plurality of linear first coating bodies are formed on a flat substrate in parallel and linearly. The first linear filament coated body corresponds to the first
線条第1塗工体が形成されたら、次いで、該線条第1塗工体と交差するように、複数条の線条第2塗工体を互いに平行に且つ直線状に形成する。線条第2塗工体は、目的とする格子体1における第2の線条部20に対応するものである。線条第2塗工体の形成には、線条第1塗工体と同様の塗布装置を用いることができる。このように線条第1塗工体と線条第2塗工体とを順次形成することで、第1の線条部10上に第2の線条部20が位置する格子体1が首尾よく得られる。この場合、ペーストとして高粘度のものを用いることで、線条第1塗工体と線条第2塗工体との交差部において、線条第2塗工体が適度に線条第1塗工体内に沈み込み、それによって、これらの塗工体の側縁が幅方向の外方に向けて湾曲膨出する。更に、隣り合う交差部の間において、線条第2塗工体が橋渡し状態(つまり浮いた状態)になる。
After the first linear filament coating body is formed, a plurality of linear second filament coating bodies are formed in parallel with each other so as to intersect with the first linear filament coating body. The line-shaped second coated body corresponds to the second line-shaped
このようにして、2種類の線条塗工体によって形成された格子状前駆体が得られる。格子状前駆体を製造するときに用いたペーストの粘度が比較的低い場合には、この格子状前駆体を乾燥させて、保形性を発現させることが好ましい。それによって、線条第2塗工体が過度に線条第1塗工体内に沈み込むことが防止されて、これらの塗工体の側縁が幅方向の外方に向けて適度に湾曲膨出する。また、隣り合う交差部の間において、線条第2塗工体が自重で下方に向けて撓むことが防止されて、線条第2塗工体の橋渡し状態が維持される。乾燥は、例えば大気下に40℃以上80℃以下の温度で格子状前駆体を加熱することで行われる。加熱時間は、例えば0.5時間以上12時間以下とすることができる。ペーストの粘度が高い場合には、格子状前駆体の乾燥は必要がない場合が多く、そのときには格子状前駆体を直接に以下に述べる焼成工程に付すことができる。 In this way, the grid-like precursor formed by the two types of filament coating bodies is obtained. When the viscosity of the paste used for producing the lattice-shaped precursor is relatively low, it is preferable to dry the lattice-shaped precursor to exhibit the shape retention property. This prevents the second line-coated body from excessively sinking into the first line-coated body, and the side edges of these line-shaped coated bodies are appropriately curved and expanded outward in the width direction. Put out. Further, between the adjacent intersecting portions, the second linear filament coating body is prevented from bending downward by its own weight, and the bridging state of the second linear filament coating body is maintained. The drying is performed, for example, by heating the lattice-shaped precursor in the air at a temperature of 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. The heating time can be, for example, 0.5 hours or more and 12 hours or less. When the paste has a high viscosity, it is often unnecessary to dry the lattice-shaped precursor, and in that case, the lattice-shaped precursor can be directly subjected to the firing step described below.
乾燥後の格子状前駆体は、これを基板から剥離して焼成炉内に載置して焼成を行う。この焼成によって目的とするセラミックス格子体1が得られる。焼成は一般に大気下で行うことができる。焼成温度は、セラミックス素材の原料粉の種類に応じて適切な温度を選択すればよい。焼成時間に関しても同様である。
The dried lattice-shaped precursor is peeled from the substrate, placed in a firing furnace, and fired. The target
以上の方法によって、目的とするセラミックス格子体1が得られる。このセラミックス格子体1は、棚板や敷板など、セラミックス製品の脱脂又は焼成用セッターとして好適に用いられるほか、セッター以外の窯道具、例えば匣やビームとしても用いることができる。更に、窯道具以外の用途、例えばフィルター、触媒担体などの各種の治具や各種構造材として用いることもできる。この場合、格子体1における凹凸面である第2面1b上に被焼成体を載置することが一般的であるが、被焼成体の種類によっては、平坦面である第1面1a上に被焼成体を載置してもよい。例えば積層セラミックコンデンサ(MLCC)の製造過程における焼成工程を行う場合には、被焼成体を、平坦面である第1面1a上に載置することが好ましい。
By the above method, the
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態のセラミックス格子体1は、第1の線条部10と第2の線条部20とが略直交するように交差していたが、両線条部10,20の交差角度は90度に限られない。
Although the present invention has been described above based on its preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the
また、前記実施形態のセラミックス格子体1は、第1の線条部10及び第2線条部20の2種類の線条部を用いていたが、これに加えて第3の線条部(図示せず)や、更に第4、第5の線条部(図示せず)といった3種類以上の線条部を用いてもよい。このような3種類以上の線条部を用いる場合において第3の線条部以降の線状部は、それぞれ厚みT1、幅W1及びピッチP1について前述のような第1及び第2の線条部と同様の構成であることが望ましい。また第3の線条部以降の線状部によって形成される交差部の構成についても、前述のような第1及び第2の線条部により形成される交差部と同様の構成を有することが望ましい。
In addition, the
また、前記実施形態のセラミックス格子体1は単層構造のものであったが、これに代えて該格子体1を複数用い、それらを例えば図9(a)及び図9(b)に示すように複数段積層して用いてもよい。図9(a)に示す実施形態においては、第1の線条部10’及び第2の線条部20’からなる第1格子体1’と、第1の線条部10”及び第2の線条部20”からなる第2格子体1”とが積層されて格子体1が形成されている。第1格子体1’における第1の線条部10’と、第2格子体1”における第1の線条部10”とは同ピッチになるように配置されている。同様に、第1格子体1’における第2の線条部20’と、第2格子体1”における第2の線条部20”とも同ピッチになるように配置されている。
Further, although the
一方、図9(a)に示す実施形態においては、第1格子体1’における第1の線条部10’と、第2格子体1”における第1の線条部10”とは半ピッチずれるように配置されている。同様に、第1格子体1’における第2の線条部20’と、第2格子体1”における第2の線条部20”とも半ピッチずれるように配置されている。
On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 9A, the first
また、前記実施形態のセラミックス格子体1の強度を向上させる目的で、該格子体1の外周に外枠を設けてもよい。この外枠は該格子体1と同じ材料から一体的に形成してもよく、あるいは該格子体1とは別途製造しておき、所定の接合手段で接合してもよい。また、耐スポーリング性を向上させる目的で、第1の線条部10及び/又は第2の線条部20の長手方向に沿う辺の一部に、幅方向内方に向けてスリットを入れてもよい。
Further, for the purpose of improving the strength of the
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「部」は「質量部」を意味する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the scope of the invention is not limited to such embodiments. Unless otherwise specified, “part” means “part by mass”.
〔実施例1〕
(1)線条塗工体形成用のペーストの調製
平均粒径0.8μmの8モル%イットリア添加完全安定化ジルコニア粉65.3部と、水系結合剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロース(平均重合度:30万g/mol)5.0部と、可塑剤として、グリセリン2.5部と、ポリカルボン酸系分散剤(分子量12000)1.1部と、水26.1部とを混合し、脱泡してペーストを調製した。ペーストの粘度は25℃において2.3MPa・sであった。
(2)線条塗工体の形成
前記のペーストを原料とし、直径0.4mmのノズルを有するディスペンサを用いて樹脂基板上に線条第1塗工体を形成し、引き続きそれに交差する線条第2塗工体を形成した。両線条塗工体の交差角度は90度とした。このようにして格子状前駆体を得た。
(3)焼成工程
乾燥後の格子状前駆体を樹脂基板から剥離した後、大気焼成炉内に載置した。この焼成炉内で脱脂及び焼成を行い、図1ないし図8に示す形状のセラミックス格子体を得た。焼成温度は1450℃とし、焼成時間は3時間とした。得られた格子体における諸元を以下の表1に示す。得られた格子体においては、図8に示すとおり、矩形の貫通孔における隅部が丸みを帯びていた。
[Example 1]
(1) Preparation of paste for forming linear coated body 65.3 parts of 8 mol% yttria-added completely stabilized zirconia powder having an average particle size of 0.8 μm and hydroxypropylmethylcellulose (average degree of polymerization: 30) as an aqueous binder 5.0 parts of 10,000 g / mol), 2.5 parts of glycerin as a plasticizer, 1.1 parts of a polycarboxylic acid-based dispersant (molecular weight 12000) and 26.1 parts of water are mixed to remove bubbles. To prepare a paste. The viscosity of the paste was 2.3 MPa · s at 25 ° C.
(2) Formation of filament coating body A filament coating first coating body is formed on a resin substrate by using the above-mentioned paste as a raw material and a dispenser having a nozzle having a diameter of 0.4 mm, and subsequently a filament coating. A second coated body was formed. The intersecting angle between the two linear coated bodies was 90 degrees. Thus, a lattice-form precursor was obtained.
(3) Firing Step After the dried lattice-shaped precursor was peeled from the resin substrate, it was placed in an atmospheric firing furnace. Degreasing and firing were carried out in this firing furnace to obtain a ceramic grid body having the shape shown in FIGS. 1 to 8. The firing temperature was 1450 ° C. and the firing time was 3 hours. The specifications of the obtained lattice are shown in Table 1 below. In the obtained grating body, as shown in FIG. 8, the corners of the rectangular through holes were rounded.
〔実施例2〕
ノズルの直径を0.8mmとした以外は実施例1と同様にセラミックス格子体を得た。得られた格子体においては、図8に示すとおり、矩形の貫通孔における隅部が丸みを帯びていた。
[Example 2]
A ceramic grid was obtained in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the nozzle was 0.8 mm. In the obtained grating body, as shown in FIG. 8, the corners of the rectangular through holes were rounded.
〔実施例3〕
平均粒径0.8μmの8モル%イットリア添加完全安定化ジルコニア粉53.6部と、水系結合剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロース(平均重合度:30万g/mol)4.1部と、可塑剤として、グリセリン2.0部と、ポリカルボン酸系分散剤(分子量12000)、水39.4部とを混合し、脱泡してペーストを調製した。ペーストの粘度は25℃において115万Pa・sであった。このペーストを用い実施例1と同様の操作によって格子状前駆体を得た。ただし、ノズルの直径を0.4mmとした。この格子状前駆体をドライヤーにて乾燥させながらディスペンサにより塗工体を形成し、更に、塗工体形成後に、乾燥機により60℃で12時間にわたり乾燥させた。これ以外は実施例1と同様にセラミックス格子体を得た。得られた格子体においては、図8に示すとおり、矩形の貫通孔における隅部が丸みを帯びていた。
[Example 3]
53.6 parts of 8 mol% yttria-added completely stabilized zirconia powder having an average particle diameter of 0.8 μm, 4.1 parts of hydroxypropylmethyl cellulose (average polymerization degree: 300,000 g / mol) as an aqueous binder, and a plasticizer , 2.0 parts of glycerin, a polycarboxylic acid-based dispersant (molecular weight: 12000) and 39.4 parts of water were mixed and defoamed to prepare a paste. The viscosity of the paste was 1.15 million Pa · s at 25 ° C. Using this paste, a grid-form precursor was obtained by the same operation as in Example 1. However, the diameter of the nozzle was 0.4 mm. A coated body was formed with a dispenser while drying the lattice-shaped precursor with a dryer, and after the coated body was formed, it was dried with a dryer at 60 ° C. for 12 hours. A ceramic grid body was obtained in the same manner as in Example 1 except for this. In the obtained grating body, as shown in FIG. 8, the corners of the rectangular through holes were rounded.
〔実施例4〕
実施例3においてノズルの直径を0.8mmとした。これ以外は実施例3と同様にセラミックス格子体を得た。得られた格子体においては、図8に示すとおり、矩形の貫通孔における隅部が丸みを帯びていた。
[Example 4]
In Example 3, the nozzle diameter was 0.8 mm. A ceramic latticed body was obtained in the same manner as in Example 3 except for the above. In the obtained grating body, as shown in FIG. 8, the corners of the rectangular through holes were rounded.
〔実施例5〕
実施例1において、線条部を4種類とした。4種類の線条部は、第1の線条部、第2の線条部、第3の線条部、及び第4の線条部の順序に積層した。上下に隣り合う線条部どうしは90度で交差させた。第1の線条部と第2の線条部の交差によって生じる交差部の位置は、第2の線条部と第3の線条部の交差によって生じる線条部の位置と、平面視において同じになるようにした。第2の線条部と第3の線条部との交差部、及び第3の線条部と第4の線条部との交差部についても同様である。これ以外は実施例1と同様にセラミックス格子体を得た。諸元を示した表1において、第3の線条部の厚み、幅と、線条部の間のピッチを、それぞれT3、W3、P3として示した。また第4の線条部の厚み、幅と、線条部の間のピッチを、それぞれT4、W4、P4として示した。また表1において、セラミックス格子体の第1面とは第1の線条部の外面のことであり、第2面とは第4の線条部の該面のことである。得られた格子体においては、図8に示すとおり、矩形の貫通孔における隅部が丸みを帯びていた。
[Example 5]
In Example 1, there were four types of linear portions. The four types of linear portions were laminated in the order of the first linear portion, the second linear portion, the third linear portion, and the fourth linear portion. The linear parts adjacent to each other were crossed at 90 degrees. The position of the intersecting portion generated by the intersection of the first linear portion and the second linear portion is, in plan view, the position of the linear portion generated by the intersection of the second linear portion and the third linear portion. I tried to be the same. The same applies to the intersection between the second linear portion and the third linear portion and the intersection between the third linear portion and the fourth linear portion. A ceramic grid body was obtained in the same manner as in Example 1 except for this. In Table 1 showing the specifications, the thickness and width of the third linear portion and the pitch between the linear portions are shown as T3, W3, and P3, respectively. Further, the thickness and width of the fourth linear portion and the pitch between the linear portions are shown as T4, W4, and P4, respectively. Further, in Table 1, the first surface of the ceramic grid is the outer surface of the first linear portion, and the second surface is the surface of the fourth linear portion. In the obtained grating body, as shown in FIG. 8, the corners of the rectangular through holes were rounded.
〔比較例1〕
本比較例は、格子体としてニッケル網を用いた例である。このニッケル網は、太さ315μmのニッケル線材を平織りして形成された32メッシュにジルコニア溶射コートしたものであり、厚みは0.6mmである。
[Comparative Example 1]
This comparative example is an example in which a nickel mesh is used as a lattice. This nickel net is a 32 mesh formed by plain weaving a nickel wire rod having a thickness of 315 μm, and is zirconia spray-coated, and has a thickness of 0.6 mm.
〔比較例2〕
本比較例は、ゼラチンを湯に溶解させて得られた溶液(ゼラチンの濃度は水に対して3%)を用意し、この溶液を、予め調製しておいたイットリア完全安定化ジルコニアスラリーと混合した。混合は、混合液におけるイットリア完全安定化ジルコニアと水との体積比が10:90になるように行った。この混合液を冷蔵庫内に静置してゲル化させた。このゲルをエタノール凍結機によって凍結させた。凍結させたゲルを乾燥(凍結乾燥)した後、得られた乾燥体を脱脂し、1600℃にて3時間焼成した。このようにして得られた格子体は、気孔率は79%、気孔径は95μmで、厚み方向に気孔が配向した構造が形成されたものであった。
[Comparative Example 2]
In this comparative example, a solution obtained by dissolving gelatin in hot water (the concentration of gelatin is 3% with respect to water) was prepared, and this solution was mixed with a yttria completely stabilized zirconia slurry prepared in advance. did. The mixing was performed so that the volume ratio of yttria completely stabilized zirconia and water in the mixed solution was 10:90. This mixed solution was allowed to stand in a refrigerator to cause gelation. The gel was frozen with an ethanol freezer. After the frozen gel was dried (freeze-dried), the obtained dried body was defatted and calcined at 1600 ° C. for 3 hours. The thus obtained lattice had a porosity of 79%, a pore diameter of 95 μm, and a structure in which the pores were oriented in the thickness direction.
〔評価〕
実施例及び比較例で得られた格子体について、スポーリング性の評価を以下の方法で行った。それらの結果を以下の表2に示す。
[Evaluation]
With respect to the lattice bodies obtained in Examples and Comparative Examples, the spalling property was evaluated by the following method. The results are shown in Table 2 below.
〔耐スポーリング性の評価〕
縦150mm×横150mm×厚さ0.8〜1.5mmのサンプルを用意した。ムライト質足付きラック形状窯道具(外寸が165mm×165mmであり、中央にある十字形状幅寸法が15mmであり、外枠と十字の間には60mm×60mmの4つの中空構造を有する)を台板に載せ、そのラック上にサンプルをセットし、大気焼成炉にて高温加熱して1時間以上所望の温度に保持した後に、電気炉から取り出して室温に晒し、肉眼にてサンプルの割れの有無を評価した。設定温度を200℃から950℃まで50℃ずつ昇温させながら変更し、割れの生じない温度の上限を「耐スポーリング性」とした。
[Evaluation of spalling resistance]
A sample having a length of 150 mm, a width of 150 mm, and a thickness of 0.8 to 1.5 mm was prepared. Rack-shaped kiln tool with mullite feet (outer size is 165 mm x 165 mm, cross shape width dimension in the center is 15 mm, and there are four hollow structures of 60 mm x 60 mm between the outer frame and the cross) Place the sample on the base plate, set the sample on the rack, heat at high temperature in the atmospheric baking furnace and keep it at the desired temperature for 1 hour or more, then take it out from the electric furnace and expose it to room temperature. The presence or absence was evaluated. The set temperature was changed from 200 ° C. to 950 ° C. while increasing the temperature by 50 ° C., and the upper limit of the temperature at which cracking did not occur was “spalling resistance”.
〔繰り返し焼成による形状変化評価〕
縦150mm×横150mmの各サンプルを用意し、カーボンるつぼの中で、アルゴン雰囲気下で400℃/hrで昇温し、1300℃で5分キープし、400℃/hr冷却する焼成パターンを65回繰り返し、初期と繰り返し焼成後のサンプル形状の差異について、外観から評価した。
[Evaluation of shape change due to repeated firing]
Each sample of 150 mm in length × 150 mm in width is prepared, heated in a carbon crucible at 400 ° C./hr in an argon atmosphere, kept at 1300 ° C. for 5 minutes, and cooled at 400 ° C./hr. Repeatedly, the difference in sample shape between the initial stage and the repeated firing was evaluated from the appearance.
表2に示す結果から明らかなとおり、各実施例で得られた格子体は、各比較例に比べて耐スポーリング性が高いことが判る。 As is clear from the results shown in Table 2, it can be seen that the lattice bodies obtained in the respective examples have higher spalling resistance than the comparative examples.
1 セラミックス格子体
1a 第1面
1b 第2面
2 交差部
3 貫通孔
10 第1の線条部
10a 第1面
10b 第2面
20 第2の線条部
20a 第1面
20b 第2面
DESCRIPTION OF
以上の構成を有するセラミックス格子体1は、これを例えば被焼成体の焼成用セッターとして用いた場合、格子体1の第1面1aに被焼成体を載置すれば、該第1面1aは平坦面であることから、平坦性を求められる被焼成体の載置に好適なものとなる。平坦性を求められる被焼成体としては、例えば積層セラミックコンデンサ等の小型のチップ状電子部品などが挙げられる。これらの小型電子部品は、焼成工程においてセッターに引っ掛からないことが必要とされるので、格子体1の第1面1aが平坦であることは有利である。また、被焼成体は、第1面1aを構成する部材である第1の線条部10のみ接触するので、格子体1と被焼成体との接触面積が大幅に低減し、それによって被焼成体の急激な加熱及び冷却を行いやすくなる。また、格子体1は第1及び第2の線条部10,20の交差によって形成されており複数の貫通孔3が形成されているので、熱容量が小さく、その点からも被焼成体の急激な加熱及び冷却を行いやすい。更に格子体1は、複数の貫通孔3が存在していることに起因して通気性が良好なので、このことによっても被焼成体の急激な冷却を行いやすい。良好な通気性は、隣り合う交差部2どうしの間において第2の線条部20が浮いていることによって一層顕著なものとなる。しかも格子体1においては、第1及び第2の線条部10,20が交差部2において一体化しているので、充分な強度を有するものである。
The
また、前記実施形態のセラミックス格子体1は、第1の線条部10及び第2の線条部20の2種類の線条部を用いていたが、これに加えて第3の線条部(図示せず)や、更に第4、第5の線条部(図示せず)といった3種類以上の線条部を用いてもよい。このような3種類以上の線条部を用いる場合において第3の線条部以降の線状部は、それぞれ厚みT1、幅W1及びピッチP1について前述のような第1及び第2の線条部と同様の構成であることが望ましい。また第3の線条部以降の線状部によって形成される交差部の構成についても、前述のような第1及び第2の線条部により形成される交差部と同様の構成を有することが望ましい。
Also, the
Claims (6)
第1の線条部と第2の線条部との交差部は、いずれの該交差部においても、第1の線条部上に第2の線条部が配されており、
第1の線条部は、その断面が、前記交差部以外の部位において、直線部と、該直線部の両端部を端部とする凸形の曲線部とから構成される形状を有しており、
第2の線条部は、その断面が、前記交差部以外の部位において、円形又は楕円形の形状を有しており、
第2の線条部は、その平面視での投影像が、前記交差部において、幅方向外方に向けて湾曲膨出した形状になっており、それによって前記交差部における投影像の幅が、前記交差部以外の部位における投影像の幅よりも大きくなっている、セラミックス格子体。 Ceramic grid body having a plurality of first linear filament portions made of ceramics extending in one direction and a plurality of second linear filament portions made of ceramics extending in a direction intersecting with the first linear filament portions And
The intersection of the first linear portion and the second linear portion, at any of the intersections, the second linear portion is arranged on the first linear portion,
The cross section of the first linear portion has a shape composed of a linear portion and a convex curved portion whose end portions are both end portions of the linear portion, in a portion other than the intersecting portion. Cage,
The cross section of the second linear portion has a circular or elliptical shape in a portion other than the crossing portion,
The projected image of the second linear portion in a plan view has a shape that bulges outward in the width direction at the intersecting portion, whereby the width of the projected image at the intersecting portion is increased. The ceramic grid body has a width larger than the width of the projected image in a region other than the intersection.
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