JP2642573B2

JP2642573B2 - ＳｉＣ質焼結体

Info

Publication number: JP2642573B2
Application number: JP4354033A
Authority: JP
Inventors: 茂半澤; 常夫古宮山
Original assignee: NIPPON GAISHI KK
Current assignee: NIPPON GAISHI KK
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1992-12-15
Publication date: 1997-08-20
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JPH05339059A; US5338576A; DE4243941A1; DE4243941C2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＳｉＣ質焼結体とその
製造方法に係り、さらに詳しくは、タイル焼成などの迅
速焼成炉用棚板などに好適に使用することができるＳｉ
Ｃ質焼結体とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンカーバイド（ＳｉＣ）質焼結体
は、その優れた耐熱性、耐火性から工業上重要な地位を
占めており、例えば陶磁器焼成用の棚板、その他半導体
焼成用炉芯管などに多用されている。このようなＳｉＣ
質焼結体の製造方法として、従来より、α−ＳｉＣ粒子
にカーボン微粉末および有機バインダーを添加し、これ
をプレス成形、流し込み成形または押出成形等により成
形後、Ｓｉ雰囲気中で焼成し、焼結体を得る方法が知ら
れている。こうして得られた焼結体では、α−シリコン
カーバイドの結晶粒の周囲に、カーボンがシリコンと反
応して生成したβ−シリコンカーバイドの結晶粒が分散
し、製造中に生じる気孔はシリコンで埋められている。
図２は、この走査型電子顕微鏡写真であり、その倍率は
図１と同じである。図２では、白い部分がα−シリコン
カーバイドの結晶粒である。また、α−ＳｉＣ粒子にガ
ラス生成成分およびバインダーを添加してこれを成形
し、Ｏ₂ 存在下で焼成することも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では、一般に肉厚の焼結体しか製造することがで
きず、そのため重量及び熱容量が大きくなり、熱分布が
生じ易く、耐熱衝撃性（△Ｔ）が低いという問題があっ
た。又、肉厚品の場合、中心部分に気孔が残存し、耐酸
化性が低下するという問題もあった。また、シリコンを
含有するＳｉＣ質焼結体中には、従来特別な酸化防止剤
が添加されていないため、耐酸化性が低下することがし
ばしば見られた。一方、上記の方法で肉薄品を製造せん
として、α−ＳｉＣ粒子を微粒化しようとするとコスト
が大幅に上昇し、又、α−ＳｉＣ粒子が粗粒のままでは
肉薄品を成形することは、強度がないため保形性がな
く、焼成時には変形することから、いずれも困難であ
る。従って、本発明は上記従来の問題を解決した、薄肉
品で、耐熱衝撃性および耐酸化性に優れたＳｉＣ質焼結
体とその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれ
ば、炭素質材料からなる成形体に対し、珪素を溶融し、
浸透させ、焼成したＳｉＣ質焼結体において、上記成形
体を構成する炭素の００２面に垂直方向の結晶子の大き
さであるＬ_c （００２）が１０００オングストローム以
下であるとともに、上記成形体が９９重量％以上のグラ
ファイトを含有し、かつＳｉＣ質焼結体の気孔率が１０
％以下であることを特徴とするＳｉＣ質焼結体、が提供
される。また、本発明によれば、炭素質材料からなる成
形体に対し、珪素を溶融し、浸透させ、焼成したＳｉＣ
質焼結体において、上記ＳｉＣ質焼結体に含有する未反
応の炭素質材料は、当該ＳｉＣ質焼結体に含有するシリ
コンカーバイド及び珪素の重量和に対して１重量％以下
であるとともに、上記成形体が９９重量％以上のグラフ
ァイトを含有し、かつＳｉＣ質焼結体の気孔率が１０％
以下であることを特徴とするＳｉＣ質焼結体、が提供さ
れる。

【０００５】ここで、ＳｉＣ質焼結体（シリコンカー
バイド焼結体）は、５０〜９９．５重量部のシリコンカ
ーバイドと、５０〜０．５重量部の珪素とを含有するこ
とが好ましい。更に、ＳｉＣ質焼結体に含有するシリコ
ンカーバイドが、実質上すべてβ−ＳｉＣであることが
好ましい。更にまた、ＳｉＣ質焼結体の肉厚が０．３〜
１０ｍｍであることが好ましい。更にまた、ＳｉＣ質焼
結体は、Ｆｅ、Ｃａ及びＡｌからなる群より選ばれた少
なくとも一種以上の元素を、当該ＳｉＣ質焼結体に含有
するシリコンカーバイド及び珪素の重量和に対して０．
０１〜３重量％含有することが好ましい。

【０００６】そして、このようなＳｉＣ質焼結体は、炭
素００２面に垂直方向の結晶子の大きさであるＬ_c（０
０２）が１０００オングストローム以下である炭素質材
料を９９重量％以上含有する成形体に対し、非酸化雰囲
気中、減圧又は真空下、１４００℃〜２５００℃で珪素
を溶融し、浸透させ、焼成するシリコンカーバイド焼結
体の製造方法により製造することができる。また原料に
用いる炭素質材料としてのグラファイト、カーボン繊維
及びシリコンが高純度のもので、しかも焼結体中に、Ｆ
ｅ，Ｃａ及びＡｌの少なくとも一種以上の元素を０．０
１重量％以上３重量％以下（外比率）の範囲で焼結後含
浸させ、酸化防止手段を施すことができる。

【０００７】

【作用】本発明に係るＳｉＣ質焼結体は、５０〜９９．
５重量部のシリコンカーバイドと、５０〜０．５重量部
の珪素とを含有することが好ましい。また、本発明に係
るＳｉＣ質焼結体は、実質上、５０〜９９．５重量部の
シリコンカーバイドと、５０〜０．５重量部の珪素とか
らなることは、好ましい。シリコンカーバイド量が５０
重量部未満ではＳｉＣ質焼結体の強度および耐熱衝撃性
が低下する。またＳｉ量が５０重量部を超えると、同様
にＳｉＣ質焼結体の強度および耐熱衝撃性が低下する。
なお、出発材であり、また、成形体でもある炭素質材料
としてのグラファイトシート又はカーボン繊維からなる
カーボンシートには気孔が存在するため、その気孔を埋
め、かつ生成したＳｉＣ質焼結体表面をシリコンにて覆
うために、シリコン量は少なくとも０．５重量部以上必
要である。

【０００８】また本発明のＳｉＣ質焼結体は、その気孔
率が１０％以下であることが好ましい。気孔率が５．０
％以下であることは好ましく、１．０％以下であること
は更に好ましい。焼結体を、大気中のような酸素を含有
する雰囲気中、例えば、９００℃以上の高温で使用する
とき、気孔表面にあるシリコンカーバイドが酸素と反応
し、二酸化珪素が、体積膨張しつつ、これらの表面に生
成する。二酸化珪素の生成は、焼結体の内部歪やクラッ
クを生じる原因となる。従って、シリコンカーバイド焼
結体の気孔率が１０％を超えると、この二酸化珪素生成
反応により、焼結体の耐酸化性の低下が著しく、酸素含
有雰囲気下における使用に耐えることができない。この
ように、焼結体の気孔率は小さい方が好ましい。

【０００９】シリコンカーバイド焼結体に含有する未反
応の炭素質材料は、シリコンカーバイド焼結体に含有す
るシリコンカーバイド及び珪素の重量和に対して１重量
％以下であることが好ましく、０．５重量％以下である
ことが更に好ましく、０．２重量％以下であることが更
になお好ましい。また、残存炭素のモル量は、焼結体中
のシリコンカーバイドのモル量の１％以下であること
は、好ましい。焼結体を、大気中のような酸素を含有す
る雰囲気中で高温で使用するとき、このような焼結体に
残存している炭素が酸素と反応し、二酸化炭素になり、
炭素があった部分が気孔となり、焼結体の空孔率が上昇
する。また、二酸化炭素を生成するとき、ガスの体積の
方が炭素の体積より大きいので、クラックを生じるとき
がある。従って、残留炭素の量は、少ない方が好まし
い。なお、この未反応炭素の量は、後に記載する炭素の
Ｌ_c（００２）で、制御できる。

【００１０】さらに、シリコンカーバイド焼結体の肉厚
が０．３〜１０ｍｍであることは、好ましい。ＳｉＣ質
焼結体の肉厚が０．３ｍｍ未満では焼結体の機械強度が
低くなり、また肉厚が１０ｍｍを超えると焼結体の中心
部に気孔が残存し易く、耐酸化性が低下する。

【００１１】次に、本発明では、ＳｉＣ質焼結体を製造
するに際し、炭素質材料として純度９９％以上のグラフ
ァイトからなるシートを出発材の成形体とすることは好
ましい。また、純度９９．９９％以上のグラファイトか
らなるシートを用いることは、更に好ましい。このシー
トには、カーボン繊維が含有していることも好ましい。
グラファイトの純度が９９％未満では、得られるＳｉＣ
質焼結体におけるシリコンカーバイドの含有率が低くな
り、耐熱衝撃性などの特性が満足すべきものでない。

【００１２】炭素質材料としてのグラファイトシートと
しては、グラファイトの薄片を積層しシート状に成形し
た成形物が好ましく、例えば、ドイツのＳＩＧＲＩ社製
シグラフレックス（登録商標）、東洋炭素製のパーマ・
フォイル（登録商標）などが挙げられる。また、グラフ
ァイトシート又はカーボン繊維からなるカーボンシート
は、灰分が少ないものが好ましく、具体的には灰分が
０．５重量％以下が好ましく、さらにグラファイトシー
ト又はカーボンシートはその成形体密度が高いもの、具
体的には、成形体密度が０．３ｇ／ｃｍ³ 以上であるこ
とが好ましく、０．９ｇ／ｃｍ³ 以上であることが更に
好ましい。

【００１３】又、市販のグラファイトシートは１．０ｇ
／ｃｍ³ の密度のものしかなく、これ以上の密度のグラ
ファイトシートについての評価は現在のところできない
が、細孔径の予想値から技術的に考えた場合、密度２．
０ｇ／ｃｍ³ 程度までのシートについては、本発明にか
かるＳｉＣ質焼結体および製造方法に適用可能である。

【００１４】次に、本発明では、ＳｉＣ質焼結体の出発
材である成形体を構成する炭素における００２面に垂直
方向の結晶子の大きさであるＬ_c（００２）が１０００
オングストローム以下である。Ｌ_c（００２）が８００
オングストローム以下であることは、好ましい。Ｌ
_c（００２）が５００オングストローム以下であること
は、更に好ましい。

【００１５】結晶子とは、結晶の繰り返し単位である結
晶格子が、何等かの態様で集合しているものである。そ
して、グラファイトの炭素のＬ_c（００２）とは、層状
構造をなすグラファイトで、層と垂直な方向の長さを表
すものである。Ｌ_c（００２）を求めることは、シート
状の成形体を粉末とし、高純度シリコンを内部標準物質
として添加し、炭素の００２回折線図形及びシリコンの
１１１回折線図形をＸ線回折計で求め、これらの回折線
図形を公知の関係式によってデータ処理をすることでで
きる。なお、詳細な測定方法は実施例に記載する。

【００１６】シート状の成形体を構成する炭素のＬ
_c（００２）が１０００オングストロームより大きい場
合、成形体の表面にある炭素は、溶融した珪素と反応
し、シリコンカーバイドを生成するが、成形体の内部に
ある炭素は、反応し難い。例えば、成形体の炭素の６０
〜８０％が反応し、残りの炭素は、未反応となるときが
あり、また、炭素５〜１０％は、珪素と反応せず、焼結
体に残存するときがある。一方、成形体を構成する炭素
のＬ_c（００２）が１０００オングストローム以下の場
合、成形体の表面にある炭素のみならず、内部の炭素ま
で溶融した珪素と反応し、成形体を構成する炭素で珪素
と反応しないものは、一般に１％以下である。また、成
形体の炭素の０．８％が未反応となるときもあった。上
記したように、このような残存炭素は少ない方が好まし
い。

【００１７】また、シート状の成形体を構成する炭素の
Ｌ_c（００２）が１０００オングストロームより大きい
場合、珪素との化学反応により、シートの平面の方向に
はさほど膨張しないが、シートの厚さ方向に５０％より
大きい膨張をし、焼結体の形状精度に悪影響を与える。
しかし、シート状の成形体を構成する炭素のＬ_c（００
２）が１０００オングストローム以下の場合、シートの
平面の方向にはさほど膨張しないが、シートの厚さ方向
の膨張は、５０％以下の膨張に留まり、多くの場合、１
０〜２０％程度のものである。このような膨張は、焼結
体中に気孔が生成することと関連すると考えられる。

【００１８】本発明のＳｉＣ質焼結体におけるシリコン
カーバイドはそのすべてが実質上β−ＳｉＣであること
が好ましい。ＳｉＣ質焼結体に、一部にα−ＳｉＣが存
在すると、耐熱衝撃性が悪化する。

【００１９】カーボンシートは、カーボン繊維をより込
んで作製されたもので、細い繊維をより合わせた繊維直
径が０．５ｍｍ以下のカーボン繊維を用いることが、本
発明の如きシリコンカーバイドとシリコンからなるＳｉ
Ｃ焼結体を作製する上で好ましい。

【００２０】また、本発明では、シリコン雰囲気下に出
発材であるグラファイトシート又はカーボンシート（以
下、出発シートという）を置く。ここで、シリコン（Ｓ
ｉ）は純度が高い方が好ましく、具体的には、Ｆｅ，Ａ
ｌ，Ｃａ等の総量が３重量％を超えない９７重量％以上
程度がよい。

【００２１】次いで、本発明の製造方法を具体的に説明
する。出発材たるグラファイトシート又はカーボンシー
トを、シリコン粉末を充填したカーボンるつぼ内に載置
する。このとき、立設することは好ましい。このカーボ
ンるつぼは、キャピラリー効果を有しないような緻密な
ものが使用される。このカーボンるつぼの表面を、特に
シリコンを充填する内部表面を、ボロンナイトライドで
被覆することが望ましい。また、シリコンの充填量は、
シリコンが溶融したとき、出発シートの下部が溶融した
シリコンに浸される程度にする。

【００２２】次いで、１４５０〜２５００℃の温度範囲
で所定時間焼成するが、その際焼成炉内をＡｒ，Ｈｅ，
Ｎ₂ 等の不活性ガス雰囲気として減圧するか、又は真空
とする。なお、不活性ガス中、シリコンに対する濡れ性
としては、Ａｒ＞Ｈｅ＞Ｎ₂であり、Ａｒガス雰囲気が
最もよくシリコンが出発シート内に侵入するため好まし
い。

【００２３】また、焼成中にシリコンが溶融し、出発シ
ートの下部は、溶融したシリコンに浸される。そして、
溶融したシリコンは、出発シート中の気孔を通じてキャ
ピラリー効果により出発シート内に侵入し、シートを構
成する炭素とシリコンとが反応して、シリコンカーバイ
ドが生成する。こうして、本発明に係るβ−ＳｉＣとシ
リコンとからなる焼結体が製造される。シートは、キャ
ピラリー効果を有する程度に小さな気孔径がある。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもので
はない。（耐熱衝撃性（△Ｔ）の評価方法）厚さを変えた２００
ｍｍ×２００ｍｍのシリコンカーバイド板に、１００ｍ
ｍ×１００ｍｍ×１０ｍｍ（厚さ）のアルミナ板を載せ
て表に示す所定温度の炉内で加熱し、次いで炉から室温
下にある大気中に引き出す操作を表に示す所定回数、繰
り返し、シリコンカーバイド板にクラックが入るか否か
を測定した。

【００２５】（耐酸化性の評価方法）９０℃のＨ₂Ｏで
飽和させた酸素雰囲気中の炉内にて、焼結体を１１００
℃で５０時間保持し、保持した後の重量増加率で評価し
た。（α−ＳｉＣ、β−ＳｉＣの生成比率）α−ＳｉＣ及び
β−ＳｉＣの生成比率は、ＣｕのＫαをＸ線源として用
いて確認した。（即ち、４０ｋＶ、３０ｍＡの管電圧を
かけ、１°あたり１分でスキャンすることにより確認し
た。）

【００２６】（実施例１）グラファイトシートとして純
度９９．７重量％のグラファイトからなり、灰分を約
０．１重量％含有し、成形体の密度が１．０ｇ／ｃｍ³
である東洋炭素（株）のパーマ・フォイル（登録商標）
の板状成形体（２００ｍｍ×２００ｍｍ×２ｍｍ（厚
さ））を用い、これを純度９９．８％であり、平均粒径
１ｍｍのシリコン粉末で充填されたカーボンるつぼ内に
立設した。次いで、焼成炉内にカーボンるつぼを移動
し、０．０５ａｔｍのＡｒガス雰囲気下、１７００℃で
３時間焼成し、ＳｉＣ質焼結体の薄板を得た。

【００２７】得られたＳｉＣ質焼結体の組成を検査した
ところ、β−ＳｉＣが８０重量％、シリコンが２０重量
％で、β−ＳｉＣとシリコンとの合計量を１００とした
場合に、Ｃａが０．１重量％、Ｆｅが０．０５重量％、
Ａｌが０．０５重量％残留していたが、炭素は検出でき
なかった。即ち、炭素の残留量は、０．１重量％以下で
ある。これらの残留量は、蛍光Ｘ線分析で定量分析し
た。また、ＳｉＣ質焼結体の耐熱衝撃性（△Ｔ）を評価
したところ（６００℃と常温との間を５サイクル繰返し
て評価）、ＳｉＣ質焼結体の薄板にはクラックは入らな
かった。これらの条件および結果を表１に示す。

【００２８】（実施例２〜１２、比較例１〜４）用いる
グラファイトシートの種類、肉厚、成形体密度を表１の
ように変え、また焼成温度、雰囲気ガス、雰囲気圧力を
表１のように変え、その他の条件は実施例１と同様にし
て、ＳｉＣ質焼結体の薄板を得た。得られたＳｉＣ質焼
結体の組成を表１に示す。また、ＳｉＣ質焼結体の耐熱
衝撃性（△Ｔ）を評価したところ、実施例２〜１２に示
すような本発明範囲内の条件で焼成したＳｉＣ質焼結体
の薄板にはクラックは入らなかった。一方、比較例１〜
３に示すような本発明範囲外の条件で焼成した場合に
は、焼結せずＳｉＣ質焼結体は得られなかった。これら
の条件および結果を表１に示す。

【００２９】図１は、実施例６で得た焼結体の走査型電
子顕微鏡写真である。黒くなっている部分がβ−シリコ
ンカーバイドであり、白い部分がシリコンであり、さも
なけらば残留するであろう気孔部分を埋めている。

【００３０】

【表１】

【００３１】（実施例１３〜１８、比較例５〜８）次
に、用いるグラファイトシートをシグラフレックスと
し、そのシート（成形体）密度、また焼成温度を１８０
０℃とし、雰囲気ガス、雰囲気圧力を変化させ、かつ、
シリコンの供給量を制御し、その他の条件は実施例１と
同様にして、表２に示すようにシリコンカーバイドとシ
リコンの比率および気孔率を種々変えたＳｉＣ質焼結体
の薄板を得た。ここで、実施例１３と比較例８の場合に
は、シートをホットプレス（３００ｋｇｆ／ｃｍ² ）し
ながら圧縮し、シリコン量の少ないＳｉＣ質焼結体を作
製した。また実施例１３は、焼結後塩化カルシウムと乳
酸アルミニウムのスラリーに浸漬し、再度１４００℃で
焼成して表２の組成のＳｉＣ質焼結体を得た。実施例１
４〜１８は、シリコン中にＣａＣＯ₃ 、Ａｌ₂Ｏ₃ 、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃ を適宜添加して表２に示す通りのＳｉＣ質焼結
体を得た。

【００３２】一方、比較例５〜８は、高純度のシリコン
（９９．９９％以上）を用いて焼結することにより表２
の組成のＳｉＣ質焼結体を得た。得られたＳｉＣ質焼結
体の耐熱衝撃性（△Ｔ）、耐酸化性、及び曲げ強度比
（常温／１３００℃）を評価した。結果を表２に示す。
表２から明らかなように、実施例１３〜１８に示すよう
な本発明範囲内の組成を有するＳｉＣ質焼結体の薄板に
はクラックは入らなかったが、比較例５〜７に示す本発
明範囲外の組成のＳｉＣ質焼結体の場合には、１回でク
ラックが発生した。

【００３３】

【表２】

【００３４】（炭素のＬ_c（００２）の測定方法）自動
記録式Ｘ線回折計として、理学電機（株）製、RINT1000
を用いて、グラファイト材中の炭素の００２回折線図形
を測定した。グラファイト材としては、日本黒鉛（株）
の商品名PTFであるリン状黒鉛、日本カーボン（株）の
ニカフィルム（登録商標）、SIGRI社製のシグラフレッ
クス(SIGRAFLEX)（登録商標）及び東洋炭素（株）のパ
ーマフォイル（登録商標）を用いた。測定方法及びデー
タ処理は、「炭素繊維」（著者代表：大谷杉郎、近代編
集社、昭和６１年発行）７３３〜７４１頁、及び、稲垣
道夫著、「ＣＡＲＢＯＮ−Ｘマニュアル」、炭素材料学
会編、リアライズ社、１９８７年、２１〜２７頁を参照
した。

【００３５】各々のグラファイト材から目の細かいやす
りで粉末を削り落とした。この粉末を２００メッシュ標
準篩を通し、グラファイト試料とした。また、予め、粉
末になっているELKEM社製のシリコン粉末を３３０メッ
シュ標準篩を通した。グラファイト試料にその約５０重
量％の量のシリコン粉末を内部標準物質として添加し
た。グラファイト化の進んだ試料に加える上、（００
２）回折線のみを測定するので、この添加量は、このよ
うに通常より大きくした。グラファイト試料とシリコン
粉末とをメノウ乳鉢で入念に混合し、Ｘ線回折測定用の
試料とした。次いで、試料板にこの試料を均一に充填し
た。

【００３６】Ｘ線は、波長が１．３４１８オングストロ
ームであるＣｕ−Ｋα線を用い、Ｃｕ−Ｋβ線はモノク
ロメーターを用いて除去した。Ｘ線管球への印加電圧は
３５ｋＶ、電流は２０ｍＡとした。Ｘ線回折計のスリッ
ト系の条件として、Divergence slitが１°、Scatterin
gslitが０．１５ｍｍ、Receiving slitが１°と設定し
た。ゴニオメーターの条件として、１ステップが０．０
１°、サンプル時間が各ステップで１秒、回折角２θが
２４〜３０゜の範囲となるように設定し、ステップスキ
ャン法により、各々の試料における炭素００２回折線図
形及びシリコン１１１回折線図形を測定した。各々の回
折線図形で回折角２θ、観測半価幅を求めた。これらの
結果を表３〜５にまとめる。

【００３７】

【表３】

【００３８】

【表４】

【００３９】

【表５】

【００４０】各々の試料におけるＣ（００２）の回折角
２θを、Ｓｉ（１１１）の回折角２θの平均値２８．４
６５により、補正した。Ｓｉ（１１１）の格子定数
（ｄ）は３．１３５５２となる。Ｃ（００２）の２θの
誤差、０．０２゜より、格子定数の誤差は、±０．００
２５となる。炭素００２回折線図形についての観測半価
幅Ｂ₀、標準となるシリコン１１１回折線図形について
の観測半価幅ｂ₀から、Δ／Ｂ₀、Δ／ｂ₀を求めた（表
４、表５）。このとき、Ｃ（００２）のΔは０．０６７
であり、Ｓｉ（１１１）のΔは０．０７３である。

【００４１】次いで、公知の関係式（炭素繊維、７３９
頁、付図２及び付図３）を用いて、Δ／Ｂ₀よりＢ／
Ｂ₀、Δ／ｂ₀よりＢ／Ｂ₀を求めた（表４、表５）。こ
れらの値より真の半価幅β（角度単位）を求め、数１よ
り、炭素００２回折線より求めた結晶子のｃ軸方向の厚
みＬｃ（００２）（オングストローム）を得た（表
６）。

【００４２】

【数１】

【００４３】

【表６】

【００４４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のＳｉＣ質
焼結体は、気孔率が小さく、未反応炭素が少なく、しか
も耐熱衝撃性、耐酸化性に優れるものである。このＳｉ
Ｃ質焼結体は熱容量が小さいため、省エネルギーに効果
的であり、また常温強度と高温強度にほとんど差がなく
安定したものである。従って、本発明のＳｉＣ質焼結体
は、耐熱衝撃性重視の迅速焼成炉用棚板、匣鉢、サヤな
どの窯道具、内燃機関用耐熱部材、ガスタービン用耐熱
材料、発熱体、放熱基板、ラジアントチューブ等の耐熱
工業材料に適用が可能である。特にローラーハースキル
ンを用いたタイル焼成用棚板に好ましく用いることがで
きる。また、薄板が可能で密度も小さく作業が楽なた
め、陶磁器焼成用棚板にも好適に用いることができる。
さらに、半導体焼成用炉芯管としても用いることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＳｉＣ質焼結体であ
るセラミック材料の組織の走査型電子顕微鏡写真であ
る。

【図２】従来のＳｉＣ質焼結体であるセラミック材料
の組織の走査型顕微鏡写真である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素質材料からなる成形体に対し、珪素
を溶融し、浸透させ、焼成したＳｉＣ質焼結体におい
て、上記成形体を構成する炭素の００２面に垂直方向の結晶
子の大きさであるＬ_c（００２）が１０００オングスト
ローム以下であるとともに、上記成形体が９９重量％以
上のグラファイトを含有し、かつＳｉＣ質焼結体の気孔
率が１０％以下であることを特徴とするＳｉＣ質焼結
体。
【請求項２】炭素質材料からなる成形体に対し、珪素
を溶融し、浸透させ、焼成したＳｉＣ質焼結体におい
て、上記ＳｉＣ質焼結体に含有する未反応の炭素質材料は、
当該ＳｉＣ質焼結体に含有するシリコンカーバイド及び
珪素の重量和に対して１重量％以下であるとともに、上
記成形体が９９重量％以上のグラファイトを含有し、か
つＳｉＣ質焼結体の気孔率が１０％以下であることを特
徴とするＳｉＣ質焼結体。
【請求項３】上記ＳｉＣ質焼結体は、５０〜９９．５
重量部のシリコンカーバイドと、５０〜０．５重量部の
珪素とを含有することを特徴とする請求項１又は２に記
載のＳｉＣ質焼結体。
【請求項４】上記ＳｉＣ質焼結体に含有するシリコン
カーバイドが、実質上すべてβ−ＳｉＣであることを特
徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＳｉＣ質焼結
体。
【請求項５】上記ＳｉＣ質焼結体の肉厚が０．３〜１
０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに
記載のＳｉＣ質焼結体。
【請求項６】上記ＳｉＣ質焼結体は、Ｆｅ、Ｃａ及び
Ａｌからなる群より選ばれた少なくとも一種以上の元素
を、当該ＳｉＣ質焼結体に含有するシリコンカーバイド
及び珪素の重量和に対して０．０１〜３重量％含有する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のＳｉＣ
質焼結体。