JP3825116B2 - Ceramic firing method, ceramic firing apparatus and firing jig - Google Patents

Ceramic firing method, ceramic firing apparatus and firing jig Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種セラミックスを焼成させるための方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ホットプレス法によるセラミックスの加圧焼成法は、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム等の各種のセラミックスの焼結のために使用されてきており、例えば磁気ヘッド用フェライト、強誘電性圧電セラミックス、透光性セラミックス、透光性圧電セラミックス等の電子材料や、セラミックスヒーター、セラミックス静電チャック、セラミックス高周波電極装置、セラミックスサセプター等の半導体製造用装置の基材を製造するのに使用されている。
【0003】
セラミックスのホットプレス装置は、基本的には加圧機構と加熱機構とからなり、加圧機構には、通常は押し型とパンチとが含まれている。加圧機構の材質は、セラミックスの粉末や成形体の加熱条件で、例えば1000〜2500℃の温度下で、所定の圧力に耐えるだけの十分な機械的強度を備え、セラミックスの粉末等と化学反応を起こさないことが求められる。こうした材料として、例えば真空中あるいはN2 、Ar等の不活性ガス中では、黒鉛が使用されている。更に、押し型やパンチには高い寸法精度が求められるために、製造コストが高く、高価であった。
【0004】
しかし、現実のホットプレス装置においては、高温、高圧下で、例えばセラミックスの成形体や粉末を保持するスリーブが、こうしたセラミックスの原料あるいは焼結助剤と密着あるいは反応したり、あるいは上パンチ、下パンチがセラミックスの原料あるいは焼結助剤と密着あるいは反応したりすることがあった。こうした場合には、スリーブの内側面や上パンチ、下パンチの表面にセラミックスやその化学反応生成物が強固に反応する。ホットプレス後には、スリーブや上パンチ、下パンチ等と、セラミックス(焼成品)との間には多大の圧力が加わっているので、焼成品を取り外すのはもともと困難である上に、前記のような強固な反応物の存在によって焼成品の取り外しが一層困難になっていた。
【0005】
この現象を模式図として図6(a)、(b)に示す。例えば、受け台31と型32とが組み合わされている場合、セラミックスの粉末やその成形体から排出された排出物33や、これが型32の材質と反応して生じた反応物33が、型32の内側面32aと反応する。これらの排出物の一部は、型32の内側面に沿って流下し、受け台31の表面や、受け台31と型32との隙間に達する。
【0006】
そして、この排出物ないし反応物33によって焼成品の取り外しが困難になるだけでなく、排出物ないし反応物33を取り除くときに、34で示すようにスリーブ32Aないし受け台31Aから、欠けが発生することがある。
【0007】
この結果、焼成品をスリーブや上パンチ、下パンチ等から取り外すのに際して、スリーブ等が局所的に破損したりすることがあった。また、スリーブ等に強固に反応した、セラミックスやその化学反応生成物などの反応物を除去する際にも、欠けが生ずることがあった。こうした場合には、スリーブ、上パンチ、下パンチ等の高価な焼成治具を交換する必要があるために、焼成品の製造コストの上昇の原因となっていた。
【0008】
この問題を解決するために、本出願人は、特開平5−318427号公報において、スリーブの内側面と、パンチの成形体と接触する表面とを、グラファイトホイル等の耐熱性箔片によって被覆することを提案した。これは、高温、高圧下で、スリーブやパンチとセラミックスとの化学反応による生成物や、セラミックスが、スリーブやパンチに強固に付着するのを防止する上で、極めて有効な方法であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法によっても、セラミックスの種類や特定の条件下では、いまだ問題が起こることが判明してきた。例えば、セラミックスの原料粉末やその成形体の中に、Y2 3 等の助剤が含まれている場合、ホットプレス用のスリーブおよびパンチの中で、その助剤ないし助剤成分が拡散して物質移動してくることがある。
【0010】
このようにして拡散、物質移動した助剤ないし助剤成分が、グラファイトホイルの一部と反応して、更にスリーブやパンチ等の焼成治具と反応し、これらが脆化して、寿命が短くなることがあった。また、助剤成分と焼成治具との反応が著しい場合には、焼成品をスリーブ等の焼成治具内から取り出すこと(型ぬき)が困難になり、最悪の場合には焼成品が破損したり、あるいはパンチやスリーブが破損することがあった。
【0011】
特に、窒化アルミニウムセラミックスのように、液相焼結するタイプのセラミックスの原料中に焼結助剤が含有されている場合に、前記のような現象が起こりやすかった。
【0012】
本発明の課題は、セラミックスの未焼成物を加熱して焼成させるのに際して、未焼成物の加熱中にその外部へと浸出、拡散して物質移動してくる助剤成分等の排出物が、スリーブ等の焼成治具やパンチと反応するのを、効果的に防止できるようにすることである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、
セラミックスの未焼成物を加熱して焼成させるのに際して、前記未焼成物を加熱する間に前記未焼成物から排出された排出物を吸収するための、繊維、フェルト及びクロスの少なくとも1種からなる形態を呈する吸収体と、グラファイトホイルとを備え、前記未焼成物に対し、接触する面に前記吸収体を設置し、その外側に前記グラファイトホイルを設置することを特徴とする、セラミックスの焼成方法に関する。
【0014】
また、本発明は、セラミックスの未焼成物を加熱して焼成させるための焼成装置において、前記未焼成物を加熱する間に前記未焼成物から排出される排出物を吸収するための、繊維、フェルト及びクロスの少なくとも1種からなる形態を呈する吸収体と、グラファイトホイルとを備え、前記未焼成物に対し、接触する面に前記吸収体を設置し、その外側に前記グラファイトホイルを設置することを特徴とする、セラミックスの焼成装置に関する。
【0015】
また、本発明は、上記セラミックス焼成装置用の焼成治具であって、前記未焼成物を前記焼成治具の内側に保持し、この焼成治具の内側面に沿って加圧用部材が進入可能であり、前記焼成治具のうち前記未焼成物が配置されない下部で前記内側面に凹部が設けられていることを特徴とする、焼成治具に関する。
【0016】
本特許明細書中に記載されている「未焼成物」とは、粉体、成形体、仮焼体のすべてを含んでいる。
【0017】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を更に説明する。
図1は、本発明の焼成装置の一実施形態を概略的に示す断面図である。この焼成装置は、ホットプレス用のものである。図1では、型3の内側面3aに接するように略半円筒形状のスリーブ4A、4Bが収容されている。本実施形態では、スリーブを2つに分割することによって、焼成後に焼成品を型3内から取り出しやすいようにしている。スリーブは3個以上に分割することもできる。
【0018】
スリーブ4A、4Bの内側面4aに沿って、上パンチ1を、一軸方向(図1においては上下方向)へと向かって移動させることができる。また、スリーブ4A、4Bの下側には、受け台2が、図示しない炉体に設置、固定されており、上パンチ1の加圧面1aと、受け台2の加圧面2aとが互いに対向し、ホットプレス用の空間を形成している。上パンチ1と受け台2とは、本発明で言う加圧用部材である。
【0019】
上パンチ1の加圧面1aの内側にはスペーサー5Aが設置されており、受け台2の加圧面2aの内側には、スペーサー5Bが設置されている。スペーサー5Aと5Bとの間に被焼成体8が収容されている。この被焼成体8は、セラミックスの原料粉末であるか、あるいは粉末の加圧成形体であることが好ましいが、この成形体の脱脂体であっても良い。
【0020】
被焼成体8の加圧面8aとスペーサー5Aとの間、および加圧面8bとスペーサー5Bとの間に、それぞれ面状吸収体7が設置されている。また、被焼成体8の非加圧面8cとスリーブ4A、4Bの内側面4aとの間に、吸収体6が設置されている。
【0021】
これらの各吸収体6、7は、未焼成物8の焼結が進行するのに伴って未焼成物8の中から排出されてくる助剤成分等を吸収し、助剤成分が直接にスリーブ4A、4Bやスペーサー5A、5Bに対して接触しないようにする。これによって、スリーブ4A、4B等の焼成治具へと各焼成品が強固に接合して焼成品を型内から取り出せなくなったり、あるいは焼成品をスリーブ4A、4Bから取り外す際にスリーブが破損することを防止できる。
【0022】
このような焼成方法および装置は、セラミックス全般に適用することができ、特に焼結助剤を含有するセラミックス全般に適用できる。こうしたセラミックスとしては、窒化珪素、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化珪素基複合材料、窒化アルミニウム基複合材料あるいはアルミナ基複合材料等を例示できる。また、焼結助剤としては、Y2 3 、Yb2 3 等の希土類元素、Ca、Mg等のIIA族元素等を例示できる。
【0023】
本発明は、窒化アルミニウム質セラミックス等の液相焼結するセラミックスに対して特に好適である。窒化アルミニウム質セラミックスは、いわゆる液相焼結と呼ばれる焼結プロセスを経過する。即ち、いったん窒化アルミニウム粒子と助剤成分とが反応し、液状化した後に、冷却過程で固化するというプロセスを経過する。
【0024】
窒化アルミニウム質の粉末の中には、通常は焼結助剤、例えばイットリアを5重量%以下添加し、加熱する。この際には、窒化アルミニウムの原料粉末表面のアルミニウム酸化物相とY2 3 等の焼結助剤が反応してアルミン酸イットリウムが生成し、液相焼結が進行する。焼成治具にカーボンを使用し、窒素中で長時間焼成すると、カーボンガスによる還元窒化反応により、物質移動が比較的容易に起こり、従って、焼結体の中心部から表面に向かって酸化物が移動して、焼結体の内部から外部へと向かって排出されていく。
【0025】
こうした焼結助剤の排出量はかなり多く、このためにグラファイトホイルのような非反応性の被膜のみを使用した場合には、グラファイトホイルに向かって相当量の焼結助剤が反応してホイルが破れたりし易いものと思われる。本発明は、未焼成物から排出された相当量の焼結助剤を、未焼成物の近傍に、あるいは未焼成物に接触するように設置された吸収体によって、ホットプレス等の焼結工程の進行と同時に、積極的に吸収することが特徴である。
【0026】
以下、更に具体的な実施形態について述べる。本発明で使用する吸収体は、好ましくは、セラミックスの焼成温度以上の融点を有し、かつセラミックスと実質的に反応しない材質からなることが好ましい。こうした材質としては、窒化ホウ素、カーボン等の他、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、ハフニウム等の、焼成温度で溶融しない高融点金属が好ましい。
【0028】
また、吸収体の形態は、繊維、フェルトまたはクロスであってよい。高融点金属の粉末は取扱いが面倒なので、粉末焼結体からなる平板が好ましい。特に、窒化アルミニウム質セラミックスとの反応性が低く、かつ不純物となりにくい点で、カーボン材質からなる吸収体が好ましく、カーボン繊維、カーボンフェルトまたはカーボンクロスが一層好ましい。
【0029】
スリーブ等の保持部材の内側面と、未焼成物8の非加圧面8cとの間に設ける保持部材側吸収体としては、粉末、繊維、フェルト、クロスのいずれも使用できる。一方、保持部材8の加圧面8a、8bとスペーサーとの間に設ける吸収体としては、粉末は取扱いにくいので、繊維、フェルト、クロスが好ましい。
【0030】
フェルトの多孔質成形製品を使用する場合には、その嵩密度を0.05〜0.5g/cm3 とすることが好ましい。また、その厚みは0.5〜20mmとすることが好ましい。
【0031】
ただし、フェルトの厚みは、使用する場所と排出物の量とに応じて変化させることが好ましい。
【0032】
具体的には、排出物の量が少ない場合には、まず未焼成体の外周部に巻くフェルトで対処し、1〜2mmと薄くできる。この際、特に図1〜図3の炉材構成の場合には、フェルトの厚さを1〜2mmと薄くすることが、バリの発生を少なくできる点で好ましい。これはクロスでもよい。
【0033】
排出物の量が多く、このフェルトによって対処できない場合には、フェルトの厚さを増加させることができる。ただし、この場合にはバリが発生するおそれがある。
【0034】
また、バリの発生を防止したい場合や、未焼成体の外周部に巻くフェルトの厚さを2mmよりも大きくしても排出物に対処できない場合には、次の(1)、(2)の一方または双方を実施することが好ましい。
【0035】
(1)図4の炉材構成を採用する。図4の炉材構成の場合は、バリの発生を抑制できるので、フェルトの厚さを5〜10mmと大きくしても良い。(2)未焼成物の上下にフェルトを配置する。
【0036】
(2)におけるように、スペーサーと未焼成物の間にフェルトを挿入する場合であって、未焼成物が電極等の埋設品(静電チャック、プラズマ電極内蔵サセプタ)である場合には、使用するフェルトの厚みが厚いと、焼成後の製品の膜の厚みがばらつき易いので、フェルトの厚さを1〜2mmとすることが好ましい。
【0037】
これらによっても排出物に対処できない場合には、スリーブの凹部にフェルトを充填できる。この際に使用するフェルトの厚みは、10〜20mmの厚い方が、作業性の面から良い。薄いフェルトを重ねてセットする場合よりも、容易にセットできるからである。
【0038】
クロスを使用する場合、目付けが150g/m2 〜300g/m2 のものが良く、厚みは0.3〜1mmが好ましい。使用については、上記フェルトと同様に扱えば良い。クロスの場合、フェルトよりも吸収力が落ちるものの、200kg/cm2 程度の面圧で負荷されても粉化しないので、30g/cm2 程度の面圧で粉化するフェルトと比較すると、焼成後の製品の取り出しが一層容易である。
【0039】
図2は、本発明の他の実施形態に係るホットプレス装置を概略的に示す断面図である。この装置の型13の内側面13aに接するように、スリーブ14Aと14Bとが設けられている。型13の内側面13aには一定のテーパーが設けられており、スリーブ14A、14Bの内側面14aは、図2において上方から下方へと向かって真っ直ぐに延びている。
【0040】
型13およびスリーブ14A、14Bの下側に受け台12が固定されている。スリーブ14A、14B内では、上パンチ11と受け台12との間に、四枚のスペーサー5と、3個の未焼成物18A、18B、18Cとが収容されている。上パンチ11の加圧面11a、受け台12の加圧面12aに対して、それぞれスペーサー5が接触している。
【0041】
各スペーサー5と、各未焼成物18A、18B、18Cの各加圧面18a、18bとの間には、それぞれ面状の吸収体17が介在している。各スペーサー5の非加圧面および各未焼成物の非加圧面18cとスリーブ14A、14Bとの間には、それぞれ保持部材側吸収体16が設けられている。
【0042】
こうしたホットプレス装置によれば、前記した本発明の作用効果に加えて、多数の焼成品を一度のホットプレス操作で製造することができる。
【0043】
しかし、このホットプレス装置によって現実に焼成工程を実施してみると、更に次の問題点があることが判明してきた。即ち、複数枚の、場合によっては10枚以上の未焼成物を積層し、同時にホットプレス処理すると、前記したような焼結助剤等の排出物が型の内部で多量に発生する。これらの排出物ないし揮発物の多くは、吸収体16および17でかなり吸収されるが、大きな圧力が加わっている条件下では、吸収しきれなかった排出物がスリーブ14A、14Bと未焼成物およびスペーサーとの間を流下し、受け台12にまで達することがあった。これは、多数の未焼成物を積層して一括して処理しているために、排出物の量が多いためである。
【0044】
このため、本発明者は、少なくとも一方の加圧用部材(上パンチまたは下パンチ等)が進入可能な焼成治具(スリーブ等)において、この焼成治具のうち未焼成物が配置されない下部で、焼成治具の内側面に凹部を設けることを想到した。そして、この凹部の中に、未焼成物を加熱する間に未焼成物から排出される排出物を吸収するための吸収体を設置してみた。
【0045】
図3、図4は、それぞれ、本発明のこの実施形態に係るホットプレス装置を概略的に示す断面図である。ただし、図2に示したものと同じ部材には同じ符号を付け、その説明は省略する。
【0046】
図3の装置においては、スリーブ24A、24Bの内側面24aのうち、未焼成物に対して接触しない下部に、段差部分ないし凹部21をそれぞれ形成した。各凹部21は、それぞれ受け台12に対して近接している。各凹部21内には吸収体22が充填されており、各凹部内吸収体22はそれぞれ保持部材側吸収体16に対して接触している。
【0047】
各未焼成物から排出され、スリーブ24A、24Bと各未焼成物およびスペーサー5との隙間を流下し、保持部材側吸収体16によって吸収されなかった排出物が、凹部内吸収体22によって吸収される。従って、排出物が、受け台12に対して直接接触し、反応するのを防止できる。
【0048】
図4の装置においても、各スペーサー5と各未焼成物28A、28B、28Cとが交互に積層されており、各スペーサー5の加圧面が、各未焼成物28A、28B、28Cの各加圧面28a、28bに対して接触している。本実施形態では、各スペーサー5の寸法よりも各未焼成物28A、28B、28Cの寸法の方を小さくし、各未焼成物28A、28B、28Cの非加圧面28cと保持部材側吸収体16との間に空間を形成した。そして、この空間に、非加圧面側吸収体29を、各未焼成物を包囲するように設置した。
【0049】
こうした構成によって得られる作用効果について述べる。図2、図3に示すような装置においては、各スペーサー5の寸法と各未焼成物の寸法とがほぼ一致している。こうした条件で各未焼成物を焼成させると、焼成品の角部にいわゆる「バリ」が発生することがあった。
【0050】
例えば図5に模式的に示すように、未焼成物18A(18B、18C)の寸法は、図示しないスペーサーの寸法を示す仮想線Aとほぼ一致している。この状態で図2、図3において上下方向に加圧すると、未焼成物を構成する成分が、焼成過程で、液相生成温度以上になると収縮と共に塑性変形し、その一部が未焼成物の角部へと向かって押し出されてくる。この結果、図5(a)に示す焼成品30の角部に、「バリ」ないし小突起30aを生じさせる。
【0051】
これに対して、図4に示すように、各未焼成物28A、28B、28Cと吸収体16との間の空間に非加圧面側吸収体29を設けることによって、前記のような「バリ」の発生を効果的に防止することに成功した。なぜなら、図5(b)に模式的に示すように、未焼成物28A、28B、28Cの寸法(仮想線Bで表す)は、スペーサーの寸法(仮想線Aで示す)よりも小さく、この寸法差によって生ずる空間には吸収体29が設置されている。
【0052】
ホットプレス時には、未焼成物が、焼成過程で、液相生成温度以上になると、収縮と共に塑性変形し、スリーブ24A、24Bの方へと向かって広がり、焼成品30Aを生成する。つまり、焼成品30Aの寸法は、未焼成物の寸法よりも大きくなっており、仮想線Aに近づいている。しかし、空隙内の吸収体29の作用によって径方向の寸法の膨張が止まり、未焼成物の構成物質がスペーサー5の非加圧面とスリーブ24A、24Bの内側面24aとの隙間に入り込まず、このために「バリ」の発生が防止される。
【0053】
【実施例】
以下、更に具体的な実験結果について述べる。
(実験1)
図1に示したホットプレス装置を使用して焼成実験を行った。セラミックス原料として、AlN100重量%に対して5重量%のイットリアを含有する窒化アルミニウム粉末の円盤状成形体8を使用した。この成形体の直径は45mmとし、厚さは30mmとした。受け台2の加圧面2aの直径を50mmとし、この上にスペーサー5Bを介して厚さ0.25mmのグラファイトホイルを載せ、この上に厚さ0.7mmのカーボンフェルトのシートを吸収体7として設置し、吸収体7の上に円盤状成形体8を載せた。
【0054】
円盤状成形体8の上に、厚さ2mmのカーボンフェルトのシートを吸収体7として載せ、この上に厚さ0.25mmのグラファイトホイルを載せ、この上にスペーサー5Aを介して上パンチ1を載せた。
【0055】
円盤状成形体8の非加圧面8cと、スリーブ4A、4Bの内側面4aとの間に、平均粒径500μmの灰分20ppm以下の高純度カーボン粉末を厚さ約2.5mmとなるように充填し、保持部材側吸収体6とした。本実施例では、高純度カーボンを用いたが、製品に影響がない場合には、0.1%程度の灰分を含むカーボンでも良い。
【0056】
この状態で、成形体をホットプレスした。この際には、ゲージ圧で1.5気圧の窒素雰囲気下で、最高温度1850℃で、200kg/cm2 の圧力を加えつつ、4時間保持した。
【0057】
この結果、スリーブ等へのイットリア成分の浸出が見られず、型3の中から焼成品を容易に取り出すことができた。成形体の周囲に充填したカーボン粉末6は、イットリアを吸収し、焼き固まっていたが、しかしスリーブ側へのイットリア成分の反応には至っていなかった。こうして得られた焼成体の平均強度は420MPaであり、平均嵩密度は3.36g/ccであって、良好な結果が得られた。
【0058】
(実験2)
図3に示すホットプレス装置を使用し、焼成実験を行った。この成形体の直径は240mmとし、厚さは50mmとした。スリーブ24A、24Bの内径は244mmとした。ただし、スリーブの凹部21の内径は257mmとした。受け台12の加圧面12aの直径、スペーサー5の直径を244mmとした。
【0059】
各面状吸収体17として、厚さ2mmのフェルトを使用した。凹部21内の吸収体22としては、外形φ57mm、内径φ244mm、厚さ6.5mmのリング状のフェルトを使用した。保持部材側吸収体16の種類は、表1に示すように変更した。
【0060】
未焼成物18A等を10個積層した。各未焼成物の原料、焼結助剤および焼結助剤の添加量を、図1に示すように変更した。また、焼成圧力は200kg/cm2 とし、焼成工程における最高温度と最高温度における保持時間とを、それぞれ表1に示すように変更した。
【0061】
【表1】

Figure 0003825116
【0062】
焼成後、型13から取り出すときの荷重、型から取り出した焼成体の状態を表1に示す。また、焼成体とスペーサー24A、24Bとの反応は、ほとんど見られないか、まったく見られなかった。
【0063】
次に、上記と同様の手順に従って、比較実験を行った。ただし、図3における吸収体16、17、22は設けず、吸収体16の位置に、厚さ0.25mmの柔軟性黒鉛シート(グラファイトホイル)を設置した。また、原料の種類、焼結助剤の種類、焼結助剤の添加量、焼成工程における最高温度、最高温度での保持時間を、表2に示すように変更した。
【0064】
【表2】
Figure 0003825116
【0065】
焼結助剤の添加量が3重量%以上である場合には、焼成後、型13から焼成品を取り出すときの荷重は、いずれも20トン以上が必要であり、かつ型抜き時にダイスが破損した。また、スリーブと焼成品とが激しく反応しており、かつ型から取り出した焼成品に欠けまたはクラックが見られた。
【0066】
焼結助剤の添加量が0.1重量%である場合には、焼成後、型13から焼成品を取り出すときの荷重は10トン以下であり、焼成品に欠け、クラックが認められなかった。ただし、焼成品とスリーブとが一部反応していたので、スリーブの寿命が短くなることが判った。
【0067】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、セラミックスの未焼成物を加熱して焼成させるのに際して、未焼成物の加熱中にその外部へと浸出、拡散反応により物質移動してくる助剤成分等の排出物が、スリーブ等の焼成治具やパンチ等と反応するのを、効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るホットプレス装置を概略的に示す断面図である。
【図2】本発明の他の実施形態に係り、複数の未焼成物を同時に処理するためのホットプレス装置を概略的に示す断面図である。
【図3】本発明の更に他の実施形態に係り、複数の未焼成物を同時に処理するためのホットプレス装置を概略的に示す断面図である。
【図4】本発明の更に他の実施形態に係り、複数の未焼成物を同時に処理するためのホットプレス装置を概略的に示す断面図である。
【図5】(a)、(b)は、図4のホットプレス装置の作用効果を説明するための模式的断面図である。
【図6】(a)、(b)は、受け台やスリーブへの排出物、反応物等の付着や破損の状況を説明するための模式図である。
【符号の説明】
1,11 上パンチ、 1a,11a 上パンチの加圧面、 2,12 受け台、 2a,12a 受け台の加圧面、 3,13 型、 4A,4B,14A,14B,24A,24B スリーブ、 5,5A,5B スペーサー、 6,16 保持部材側吸収体、 7,17 面状吸収体、 8,18A,18B,18C,28A,28B,28C 未焼成物、 8a,8b,18a,18b,28a,28b 未焼成物の加圧面、 8c,18c,28c 未焼成物の非加圧面、 29 非加圧面側吸収体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for firing various ceramics.
[0002]
[Prior art]
The press firing method of ceramics by the hot press method has been used for sintering various ceramics such as silicon nitride, silicon carbide, and aluminum nitride. For example, ferrite for magnetic heads, ferroelectric piezoelectric ceramics, transparent It is used to manufacture base materials for electronic materials such as photoceramics and translucent piezoelectric ceramics, and semiconductor manufacturing devices such as ceramic heaters, ceramic electrostatic chucks, ceramic high-frequency electrode devices, and ceramic susceptors.
[0003]
A ceramic hot press apparatus basically includes a pressurizing mechanism and a heating mechanism, and the pressurizing mechanism usually includes a pressing die and a punch. The material of the pressurizing mechanism is sufficient to withstand a predetermined pressure under a heating condition of the ceramic powder or the molded body, for example, at a temperature of 1000 to 2500 ° C., and the chemical reaction with the ceramic powder or the like. It is required not to cause. As such a material, for example, graphite is used in a vacuum or in an inert gas such as N 2 or Ar. Further, since the dies and punches are required to have high dimensional accuracy, the manufacturing cost is high and expensive.
[0004]
However, in an actual hot press apparatus, a sleeve for holding a ceramic compact or powder, for example, is in close contact with or reacts with the ceramic raw material or sintering aid at high temperature and high pressure, or an upper punch, lower The punch sometimes adhered or reacted with the ceramic raw material or the sintering aid. In such a case, ceramics or a chemical reaction product thereof strongly reacts with the inner surface of the sleeve, the upper punch, and the lower punch. After hot pressing, a great deal of pressure is applied between the sleeve, upper punch, lower punch, etc., and the ceramics (fired product), so it is difficult to remove the fired product, as described above. Removal of the fired product has become more difficult due to the presence of a strong reaction product.
[0005]
This phenomenon is schematically shown in FIGS. 6A and 6B. For example, when the cradle 31 and the mold 32 are combined, the ceramic powder or the discharge 33 discharged from the molded body, or the reaction product 33 generated by the reaction with the material of the mold 32 is converted into the mold 32. It reacts with the inner surface 32a. Some of these discharges flow down along the inner surface of the mold 32 and reach the surface of the cradle 31 and the gap between the cradle 31 and the mold 32.
[0006]
The discharged product or reactant 33 not only makes it difficult to remove the fired product, but also when the discharged product or reactant 33 is removed, chipping occurs from the sleeve 32A or the cradle 31A as indicated by 34. Sometimes.
[0007]
As a result, when removing the fired product from the sleeve, the upper punch, the lower punch or the like, the sleeve or the like may be locally damaged. Also, chipping may occur when removing reactants such as ceramics and their chemical reaction products that have reacted strongly to the sleeve or the like. In such a case, since it is necessary to replace expensive firing jigs such as a sleeve, an upper punch, a lower punch, etc., this has caused an increase in the manufacturing cost of the fired product.
[0008]
In order to solve this problem, the present applicant, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-318427, covers the inner surface of the sleeve and the surface in contact with the punch formed body with a heat-resistant foil piece such as graphite foil. Proposed that. This is an extremely effective method for preventing the product of the chemical reaction between the sleeve or punch and the ceramics or the ceramics from firmly attaching to the sleeve or the punches at high temperature and high pressure.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, even with this method, it has been found that problems still occur under the types of ceramics and under specific conditions. For example, when an auxiliary material such as Y 2 O 3 is contained in the ceramic raw powder or its molded product, the auxiliary agent or auxiliary component diffuses in the hot press sleeve and punch. May cause mass transfer.
[0010]
The auxiliary agent or auxiliary component diffused and transferred in this way reacts with a part of the graphite foil, and further reacts with a firing jig such as a sleeve or a punch, which becomes brittle and shortens the life. There was a thing. In addition, when the reaction between the auxiliary component and the firing jig is remarkable, it becomes difficult to take out the fired product from the firing jig such as a sleeve (unmolding), and in the worst case, the fired product is damaged. Or the punch and sleeve may be damaged.
[0011]
In particular, such a phenomenon is likely to occur when a sintering aid is contained in a raw material of a liquid phase sintered type ceramic such as aluminum nitride ceramics.
[0012]
The subject of the present invention is that when the ceramic unfired product is heated and fired, the effluent such as an auxiliary component that leaches out and diffuses to the outside during the heating of the unfired product and moves through the substance, It is to be able to effectively prevent a reaction with a firing jig such as a sleeve or a punch.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides:
When the ceramic unfired material is heated and fired, the ceramic material comprises at least one of fiber, felt, and cloth for absorbing the discharged material discharged from the unfired material while the unfired material is heated. A ceramic firing method comprising: an absorbent body having a form ; and a graphite foil, wherein the absorbent body is disposed on a surface in contact with the unfired material, and the graphite foil is disposed on the outside thereof. About.
[0014]
Further, the present invention provides a firing apparatus for heating and firing a ceramic unfired product, a fiber for absorbing exhaust discharged from the unfired product while heating the unfired product, An absorber having a form composed of at least one of felt and cloth; and a graphite foil; the absorber is installed on a surface in contact with the unfired product; and the graphite foil is installed outside the absorber. The present invention relates to a ceramic firing apparatus.
[0015]
The present invention is also a firing jig for the ceramic firing apparatus, wherein the unfired product is held inside the firing jig, and a pressing member can enter along the inner surface of the firing jig. Further, the present invention relates to a firing jig characterized in that a concave portion is provided on the inner surface at a lower portion of the firing jig where the unfired material is not disposed.
[0016]
The “unfired product” described in this patent specification includes all of powders, molded products, and calcined products.
[0017]
The present invention will be further described below with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a firing apparatus of the present invention. This baking apparatus is for hot pressing. In FIG. 1, sleeves 4 </ b> A and 4 </ b> B having a substantially semicylindrical shape are accommodated so as to contact the inner side surface 3 a of the mold 3. In the present embodiment, the sleeve is divided into two parts so that the fired product can be easily taken out from the mold 3 after firing. The sleeve can also be divided into three or more.
[0018]
The upper punch 1 can be moved toward the uniaxial direction (vertical direction in FIG. 1) along the inner surface 4a of the sleeves 4A and 4B. The cradle 2 is installed and fixed to a furnace body (not shown) below the sleeves 4A and 4B, and the pressurizing surface 1a of the upper punch 1 and the pressurizing surface 2a of the cradle 2 face each other. A space for hot pressing is formed. The upper punch 1 and the cradle 2 are pressing members as referred to in the present invention.
[0019]
A spacer 5 </ b> A is installed inside the pressure surface 1 a of the upper punch 1, and a spacer 5 </ b> B is installed inside the pressure surface 2 a of the cradle 2. The to-be-fired body 8 is accommodated between the spacers 5A and 5B. The body to be fired 8 is preferably a ceramic raw material powder or a pressure-molded body of powder, but may be a degreased body of this molded body.
[0020]
The planar absorbent bodies 7 are respectively installed between the pressure surface 8a and the spacer 5A of the body 8 to be fired and between the pressure surface 8b and the spacer 5B. Moreover, the absorber 6 is installed between the non-pressurized surface 8c of the to-be-fired body 8, and the inner surface 4a of sleeve 4A, 4B.
[0021]
Each of these absorbers 6 and 7 absorbs the auxiliary component and the like discharged from the non-fired product 8 as the sintering of the green product 8 proceeds, and the auxiliary component is directly in the sleeve. Avoid contact with 4A, 4B and spacers 5A, 5B. As a result, each fired product is firmly bonded to a firing jig such as the sleeve 4A, 4B, and the fired product cannot be taken out of the mold, or the sleeve is damaged when the fired product is removed from the sleeve 4A, 4B. Can be prevented.
[0022]
Such a firing method and apparatus can be applied to all ceramics, and particularly applicable to all ceramics containing a sintering aid. Examples of such ceramics include silicon nitride, aluminum nitride, alumina, silicon nitride-based composite material, aluminum nitride-based composite material, and alumina-based composite material. Examples of the sintering aid include rare earth elements such as Y 2 O 3 and Yb 2 O 3 and IIA group elements such as Ca and Mg.
[0023]
The present invention is particularly suitable for ceramics that undergo liquid phase sintering, such as aluminum nitride ceramics. Aluminum nitride ceramics undergo a sintering process called so-called liquid phase sintering. That is, a process in which the aluminum nitride particles once react with the auxiliary component and liquefy, then solidifies in the cooling process.
[0024]
In the aluminum nitride powder, usually 5% by weight or less of a sintering aid, for example, yttria is added and heated. At this time, the aluminum oxide phase on the surface of the aluminum nitride raw material powder reacts with a sintering aid such as Y 2 O 3 to produce yttrium aluminate, and liquid phase sintering proceeds. When carbon is used for the firing jig and fired in nitrogen for a long time, mass transfer occurs relatively easily due to the reduction and nitridation reaction by the carbon gas. Therefore, oxide is formed from the center of the sintered body toward the surface. It moves and is discharged from the inside of the sintered body to the outside.
[0025]
The amount of discharge of such sintering aids is quite large. For this reason, when only a non-reactive coating such as graphite foil is used, a considerable amount of sintering aid reacts toward the foil and the foil Seems to be easily broken. The present invention relates to a sintering process such as hot pressing by using an absorber disposed in the vicinity of the unfired product or in contact with the unfired product with a considerable amount of the sintering aid discharged from the unfired product. As it progresses, it is characterized by active absorption.
[0026]
Hereinafter, more specific embodiments will be described. The absorber used in the present invention is preferably made of a material that has a melting point equal to or higher than the firing temperature of the ceramic and does not substantially react with the ceramic. Such materials are preferably refractory metals that do not melt at the firing temperature, such as boron nitride and carbon, as well as molybdenum, tungsten, tantalum, niobium and hafnium.
[0028]
Moreover, the form of an absorber may be a fiber, felt, or cloth. Since the refractory metal powder is troublesome to handle, a flat plate made of a powder sintered body is preferable. In particular, an absorber made of a carbon material is preferable in that it has low reactivity with an aluminum nitride ceramic and is less likely to be an impurity, and carbon fiber, carbon felt, or carbon cloth is more preferable.
[0029]
As the holding member side absorbent body provided between the inner side surface of the holding member such as a sleeve and the non-pressurized surface 8c of the unfired product 8, any of powder, fiber, felt, and cloth can be used. On the other hand, as the absorber provided between the pressing surfaces 8a and 8b of the holding member 8 and the spacer, since powder is difficult to handle, fibers, felts, and cloth are preferable.
[0030]
When using a felt porous molded product, the bulk density is preferably 0.05 to 0.5 g / cm 3 . Moreover, it is preferable that the thickness shall be 0.5-20 mm.
[0031]
However, it is preferable to change the thickness of the felt according to the place of use and the amount of discharged matter.
[0032]
Specifically, when the amount of discharged matter is small, first, the felt wound around the outer periphery of the unfired body is dealt with, and the thickness can be reduced to 1 to 2 mm. At this time, particularly in the case of the furnace material configuration shown in FIGS. 1 to 3, it is preferable that the thickness of the felt is as thin as 1 to 2 mm from the viewpoint of reducing the generation of burrs. This may be a cross.
[0033]
If the amount of emissions is large and cannot be dealt with by this felt, the thickness of the felt can be increased. In this case, however, burrs may occur.
[0034]
When it is desired to prevent the generation of burrs, or when the thickness of the felt wound around the outer periphery of the green body cannot be dealt with even if the thickness is greater than 2 mm, the following (1) and (2) It is preferred to carry out one or both.
[0035]
(1) The furnace material configuration shown in FIG. 4 is adopted. In the case of the furnace material configuration of FIG. 4, since the generation of burrs can be suppressed, the thickness of the felt may be increased to 5 to 10 mm. (2) Place felt on top and bottom of the green product.
[0036]
As in (2), when felt is inserted between the spacer and the unfired material, and the unfired material is an embedded product such as an electrode (electrostatic chuck, plasma electrode built-in susceptor), use If the felt thickness is large, the thickness of the product film after firing is likely to vary, so the felt thickness is preferably 1 to 2 mm.
[0037]
If the discharge cannot be dealt with by these, the concave portion of the sleeve can be filled with felt. In this case, the thickness of the felt used is preferably 10 to 20 mm from the viewpoint of workability. This is because it can be set more easily than when thin felts are stacked.
[0038]
When using cross, having a basis weight better ones 150g / m 2 ~300g / m 2 , thickness 0.3~1mm is preferred. About use, what is necessary is just to handle like the said felt. In the case of cloth, although the absorption power is lower than felt, it does not pulverize even when loaded with a surface pressure of about 200 kg / cm 2, so compared to felt pulverized with a surface pressure of about 30 g / cm 2 , after firing It is easier to remove the product.
[0039]
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a hot press apparatus according to another embodiment of the present invention. Sleeves 14A and 14B are provided so as to contact the inner side surface 13a of the mold 13 of this apparatus. The inner surface 13a of the mold 13 is provided with a certain taper, and the inner surfaces 14a of the sleeves 14A and 14B extend straight from the upper side to the lower side in FIG.
[0040]
The cradle 12 is fixed to the lower side of the mold 13 and the sleeves 14A and 14B. In the sleeves 14A and 14B, four spacers 5 and three unfired products 18A, 18B, and 18C are accommodated between the upper punch 11 and the cradle 12. The spacer 5 is in contact with the pressure surface 11 a of the upper punch 11 and the pressure surface 12 a of the cradle 12.
[0041]
Between each spacer 5 and each pressing surface 18a, 18b of each unfired product 18A, 18B, 18C, a planar absorbent body 17 is interposed. Holding member side absorbers 16 are provided between the non-pressurized surfaces of the spacers 5 and the non-pressurized surfaces 18c of the unfired products and the sleeves 14A and 14B, respectively.
[0042]
According to such a hot press apparatus, in addition to the above-described effects of the present invention, a large number of fired products can be manufactured by a single hot press operation.
[0043]
However, when the firing process is actually carried out with this hot press apparatus, it has been found that there are the following problems. That is, when a plurality of, in some cases, 10 or more unfired materials are stacked and simultaneously subjected to hot pressing, a large amount of discharge such as the above-mentioned sintering aid is generated inside the mold. Most of these effluents or volatiles are absorbed by the absorbers 16 and 17, but under the condition that a large pressure is applied, the exhausts that could not be absorbed are the sleeves 14A and 14B and the unfired and It sometimes flowed down between the spacers and reached the cradle 12. This is because a large number of unfired materials are stacked and processed in a lump so that the amount of discharged matter is large.
[0044]
For this reason, the present inventor, in a firing jig (sleeve etc.) in which at least one pressing member (upper punch or lower punch etc.) can enter, It was conceived to provide a recess on the inner surface of the firing jig. And in this recessed part, the absorber for absorbing the discharge | emission discharged | emitted from an unbaked thing while heating an unbaked thing was installed.
[0045]
3 and 4 are sectional views schematically showing a hot press apparatus according to this embodiment of the present invention. However, the same members as those shown in FIG.
[0046]
In the apparatus of FIG. 3, step portions or recesses 21 are formed in the lower portions of the inner surfaces 24a of the sleeves 24A and 24B that do not contact the unfired product. Each recess 21 is close to the cradle 12. Each concave portion 21 is filled with an absorber 22, and each concave portion absorber 22 is in contact with the holding member side absorber 16.
[0047]
Exhaust discharged from each unfired material, flowing down the gaps between the sleeves 24A, 24B, each unfired material and the spacer 5, and not absorbed by the holding member side absorber 16 is absorbed by the absorbent 22 in the recess. The Accordingly, it is possible to prevent the discharged material from directly contacting and reacting with the cradle 12.
[0048]
Also in the apparatus of FIG. 4, the spacers 5 and the unfired products 28 </ b> A, 28 </ b> B, 28 </ b> C are alternately stacked, and the pressurization surfaces of the spacers 5 are the pressurization surfaces of the unfired products 28 </ b> A, 28 </ b> B, 28 </ b> C. 28a and 28b are in contact. In the present embodiment, the size of each green product 28A, 28B, 28C is made smaller than the size of each spacer 5, and the non-pressurized surface 28c of each green product 28A, 28B, 28C and the holding member side absorber 16 are set. A space was formed between them. And in this space, the non-pressurized surface side absorber 29 was installed so that each unbaked thing might be surrounded.
[0049]
The effects obtained by such a configuration will be described. In the apparatus as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the dimensions of the spacers 5 and the dimensions of the unfired products are substantially the same. When each unfired product is fired under these conditions, so-called “burrs” may occur at the corners of the fired product.
[0050]
For example, as schematically shown in FIG. 5, the size of the unfired product 18A (18B, 18C) substantially coincides with a virtual line A indicating the size of a spacer (not shown). In this state, when the pressure is applied in the vertical direction in FIGS. 2 and 3, the components constituting the unfired product are plastically deformed together with the shrinkage when the temperature is higher than the liquid phase generation temperature in the firing process, and a part of the unfired product is formed. It is pushed out toward the corner. As a result, “burrs” or small protrusions 30a are generated at the corners of the fired product 30 shown in FIG.
[0051]
On the other hand, as shown in FIG. 4, by providing the non-pressurized surface side absorbent body 29 in the space between each unfired product 28A, 28B, 28C and the absorbent body 16, the “burr” as described above. We have succeeded in effectively preventing the occurrence of This is because, as schematically shown in FIG. 5B, the dimensions of the unfired products 28A, 28B, and 28C (represented by imaginary line B) are smaller than the dimensions of the spacer (represented by imaginary line A). An absorber 29 is installed in a space generated by the difference.
[0052]
At the time of hot pressing, when the unfired product reaches the liquid phase generation temperature or higher in the firing process, it is plastically deformed with shrinkage and spreads toward the sleeves 24A and 24B to produce a fired product 30A. That is, the size of the fired product 30A is larger than the size of the unfired product, and approaches the virtual line A. However, the expansion of the dimension in the radial direction is stopped by the action of the absorber 29 in the gap, and the constituent material of the unfired material does not enter the gap between the non-pressurized surface of the spacer 5 and the inner side surface 24a of the sleeve 24A, 24B. Therefore, the occurrence of “burrs” is prevented.
[0053]
【Example】
Hereinafter, more specific experimental results will be described.
(Experiment 1)
Firing experiments were performed using the hot press apparatus shown in FIG. As a ceramic raw material, a disk-shaped formed body 8 of aluminum nitride powder containing 5% by weight of yttria with respect to 100% by weight of AlN was used. This molded body had a diameter of 45 mm and a thickness of 30 mm. The pressure surface 2a of the cradle 2 has a diameter of 50 mm, and a graphite foil having a thickness of 0.25 mm is placed thereon via a spacer 5B. A carbon felt sheet having a thickness of 0.7 mm is placed on the graphite foil as the absorber 7. The disc-shaped molded body 8 was placed on the absorber 7.
[0054]
A sheet of carbon felt having a thickness of 2 mm is placed on the disk-shaped molded body 8 as the absorbent body 7, and a graphite foil having a thickness of 0.25 mm is placed thereon, and the upper punch 1 is placed thereon via a spacer 5 </ b> A. I put it.
[0055]
High-purity carbon powder having an average particle size of 500 μm and an ash content of 20 ppm or less is filled between the non-pressurized surface 8c of the disk-shaped molded body 8 and the inner surface 4a of the sleeves 4A and 4B so as to have a thickness of about 2.5 mm. And it was set as the holding member side absorber 6. FIG. In this example, high-purity carbon was used. However, when there is no influence on the product, carbon containing about 0.1% ash may be used.
[0056]
In this state, the compact was hot pressed. At this time, it was held for 4 hours while applying a pressure of 200 kg / cm 2 at a maximum temperature of 1850 ° C. under a nitrogen atmosphere of 1.5 atm.
[0057]
As a result, no yttria component leached into the sleeve or the like, and the fired product could be easily taken out from the mold 3. The carbon powder 6 filled around the molded body absorbed yttria and was baked and hardened, but the reaction of the yttria component to the sleeve side was not reached. The average strength of the fired body thus obtained was 420 MPa, the average bulk density was 3.36 g / cc, and good results were obtained.
[0058]
(Experiment 2)
Using the hot press apparatus shown in FIG. 3, a firing experiment was performed. The molded body had a diameter of 240 mm and a thickness of 50 mm. The inner diameters of the sleeves 24A and 24B were 244 mm. However, the inner diameter of the sleeve recess 21 was 257 mm. The diameter of the pressing surface 12a of the cradle 12 and the diameter of the spacer 5 were 244 mm.
[0059]
A felt having a thickness of 2 mm was used as each planar absorber 17. As the absorber 22 in the recess 21, a ring-shaped felt having an outer diameter of 57 mm, an inner diameter of 244 mm, and a thickness of 6.5 mm was used. The type of the holding member side absorber 16 was changed as shown in Table 1.
[0060]
Ten unfired products 18A and the like were stacked. The raw material of each unfired product, the sintering aid, and the addition amount of the sintering aid were changed as shown in FIG. The firing pressure was 200 kg / cm 2 , and the maximum temperature in the firing step and the holding time at the maximum temperature were changed as shown in Table 1, respectively.
[0061]
[Table 1]
Figure 0003825116
[0062]
Table 1 shows the load when taking out from the mold 13 after firing, and the state of the fired body taken out from the mold. Further, the reaction between the fired body and the spacers 24A and 24B was hardly seen or not seen at all.
[0063]
Next, a comparative experiment was performed according to the same procedure as described above. However, the absorbers 16, 17 and 22 in FIG. 3 were not provided, and a flexible graphite sheet (graphite foil) having a thickness of 0.25 mm was installed at the position of the absorber 16. In addition, as shown in Table 2, the type of raw material, the type of sintering aid, the addition amount of the sintering aid, the maximum temperature in the firing step, and the holding time at the maximum temperature were changed.
[0064]
[Table 2]
Figure 0003825116
[0065]
When the amount of sintering aid added is 3% by weight or more, the load when taking out the fired product from the mold 13 after firing must be 20 tons or more, and the die breaks during die cutting. did. Further, the sleeve and the fired product reacted vigorously, and the fired product taken out from the mold was chipped or cracked.
[0066]
When the additive amount of the sintering aid was 0.1% by weight, the load when the fired product was taken out from the mold 13 after firing was 10 tons or less, the fired product was chipped, and no cracks were observed. . However, since the fired product and the sleeve partially reacted, it was found that the life of the sleeve was shortened.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when an unsintered ceramic product is heated and fired, the auxiliary component leaches out to the outside during the heating of the unsintered product and moves through a diffusion reaction. It is possible to effectively prevent the discharge product such as a sleeve from reacting with a firing jig such as a sleeve or a punch.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a hot press apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a hot press apparatus for simultaneously processing a plurality of unfired products according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a hot press apparatus for simultaneously processing a plurality of unfired products according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a hot press apparatus for simultaneously processing a plurality of unfired products according to still another embodiment of the present invention.
5A and 5B are schematic cross-sectional views for explaining the operational effects of the hot press apparatus of FIG.
FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams for explaining the state of attachment and breakage of discharged substances, reactants, and the like to the cradle and the sleeve. FIGS.
[Explanation of symbols]
1,11 upper punch, 1a, 11a upper punch pressure surface, 2,12 cradle, 2a, 12a cradle pressure surface, 3,13 type, 4A, 4B, 14A, 14B, 24A, 24B sleeve, 5, 5A, 5B Spacer, 6, 16 Holding member side absorber, 7, 17 Planar absorber, 8, 18A, 18B, 18C, 28A, 28B, 28C Unfired product, 8a, 8b, 18a, 18b, 28a, 28b Pressurized surface of green product, 8c, 18c, 28c Non-pressurized surface of green product, 29 Non-pressurized surface side absorber

Claims (13)

セラミックスの未焼成物を加熱して焼成させるのに際して、前記未焼成物を加熱する間に前記未焼成物から排出された排出物を吸収するための、繊維、フェルト及びクロスの少なくとも1種からなる形態を呈する吸収体と、グラファイトホイルとを備え、前記未焼成物に対し、接触する面に前記吸収体を設置し、その外側に前記グラファイトホイルを設置することを特徴とする、セラミックスの焼成方法。When the ceramic unfired material is heated and fired, the ceramic material comprises at least one of fiber, felt, and cloth for absorbing the discharged material discharged from the unfired material while the unfired material is heated. A ceramic firing method comprising: an absorbent body having a form ; and a graphite foil, wherein the absorbent body is disposed on a surface in contact with the unfired material, and the graphite foil is disposed on the outside thereof. . 前記吸収体が、前記セラミックスの焼成温度以上の融点を有し、かつ前記セラミックスと実質的に反応しない材質からなることを特徴とする、請求項1記載のセラミックスの焼成方法。  2. The ceramic firing method according to claim 1, wherein the absorber is made of a material having a melting point equal to or higher than a firing temperature of the ceramic and does not substantially react with the ceramic. 前記吸収体が、カーボン繊維、カーボンフェルトおよびカーボンクロスからなる群より選ばれた一種以上の材質からなることを特徴とする、請求項2記載のセラミックスの焼成方法。3. The ceramic firing method according to claim 2, wherein the absorber is made of at least one material selected from the group consisting of carbon fiber, carbon felt, and carbon cloth . セラミックスの未焼成物を加熱して焼成させるための焼成装置において、前記未焼成物を加熱する間に前記未焼成物から排出される排出物を吸収するための、繊維、フェルト及びクロスの少なくとも1種からなる形態を呈する吸収体と、グラファイトホイルとを備え、前記未焼成物に対し、接触する面に前記吸収体を設置し、その外側に前記グラファイトホイルを設置することを特徴とする、セラミックスの焼成装置。In a firing apparatus for heating and firing a ceramic unfired material, at least one of fibers, felts, and cloth for absorbing discharge discharged from the unfired material while heating the unfired material A ceramic comprising: an absorber exhibiting a form composed of seeds; and a graphite foil, wherein the absorber is installed on a surface in contact with the unfired product, and the graphite foil is installed outside the absorber. Firing equipment. 前記未焼成物を加圧および加熱することによって焼成させるための焼成装置であって、前記未焼成物を加圧するための一対の加圧用部材と、前記未焼成物を保持するための保持部材であって、この保持部材の内側面に沿って前記加圧用部材の少なくとも一方が進入可能な保持部材とを備えており、前記保持部材の前記内側面と前記未焼成物の非加圧面との間に前記吸収体として保持部材側吸収体が設けられていることを特徴とする、請求項記載のセラミックスの焼成装置。 A firing apparatus for firing the green product by pressurizing and heating, a pair of pressing members for pressurizing the green product, and a holding member for holding the green product A holding member into which at least one of the pressurizing members can enter along the inner side surface of the holding member, and between the inner side surface of the holding member and the non-pressurized surface of the unfired material. The ceramic firing apparatus according to claim 4 , wherein a holding member side absorber is provided as the absorber . 前記保持部材側吸収体の厚みが0.3mm〜2mmであることを特徴とする、請求項5記載のセラミックスの焼成装置。The ceramic firing apparatus according to claim 5, wherein the holding member side absorber has a thickness of 0.3 mm to 2 mm. 前記保持部材のうち前記未焼成物が配置されていない下部で、前記内側面に凹部が設けられており、この凹部の中に前記吸収体として凹部内吸収体が設けられていることを特徴とする、請求項5又は6記載のセラミックスの焼成装置。In the lower part of the holding member where the unfired product is not disposed, a concave portion is provided on the inner side surface, and an in-recessed absorbent body is provided as the absorbent body in the concave portion. The ceramic firing apparatus according to claim 5 or 6 . 前記凹部内吸収体の厚みが10〜20mmであることを特徴とする、請求項7記載のセラミックスの焼成装置。The ceramic firing apparatus according to claim 7, wherein the thickness of the absorber in the recess is 10 to 20 mm. 前記保持部材の中に複数の前記未焼成物が収容されており、かつ各未焼成物の間に前記吸収体として面状吸収体が介在していることを特徴とする、請求項5〜8のいずれか一つの請求項に記載のセラミックスの焼成装置。 A plurality of the unfired materials are accommodated in the holding member, and a planar absorbent body is interposed between the unfired materials as the absorbent body. The ceramic firing apparatus according to claim 1. 前記面状吸収体の厚みが0.3mm〜2mmであることを特徴とする、請求項9記載のセラミックスの焼成装置。10. The ceramic firing apparatus according to claim 9, wherein a thickness of the planar absorber is 0.3 mm to 2 mm. 前記保持部材の中で、前記未焼成物とスペーサーとが交互に積層されており、各未焼成物と各スペーサーとの間に前記面状吸収体が介在しており、前記各スペーサーが前記保持部材側吸収体に対して接触しており、かつ前記各未焼成物の非加圧面と前記保持部材側吸収体との間に空隙が設けられており、この空隙に前記吸収体として非加圧面側吸収体が設けられていることを特徴とする、請求項9または10に記載のセラミックスの焼成装置。Among the holding members, the unfired material and the spacer are alternately laminated, and the planar absorbent body is interposed between each unfired material and each spacer, and each of the spacers holds the holding material. A gap is provided between the non-pressurized surface of each unfired product and the holding member-side absorber, and is in contact with the member-side absorbent body. The ceramic firing apparatus according to claim 9 or 10 , wherein a side absorber is provided. 前記非加圧面側吸収体の厚みが5〜10mmであることを特徴とする、請求項11記載のセラミックスの焼成装置。  The ceramic firing apparatus according to claim 11, wherein the non-pressurized surface side absorber has a thickness of 5 to 10 mm. 請求項7〜12のいずれか一に記載のセラミックス焼成装置用の焼成治具であって、前記未焼成物を前記焼成治具の内側に保持し、この焼成治具の内側面に沿って加圧用部材が進入可能であり、前記焼成治具のうち前記未焼成物が配置されない下部で前記内側面に凹部が設けられていることを特徴とする、焼成治具。A firing jig for a ceramic firing apparatus according to any one of claims 7 to 12 , wherein the unfired product is held inside the firing jig and applied along an inner surface of the firing jig. A firing jig, wherein a pressing member can enter, and a concave portion is provided on the inner surface at a lower portion of the firing jig where the unfired material is not disposed.
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