JP4077427B2 - 窒化アルミニウム質セラミックス基材の接合体およびその製造方法 - Google Patents
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基材を構成する窒化アルミニウム質セラミックスの中には、種々の焼結助剤や着色剤などの添加剤を含有させ得る。図1(a)に模式的に示すように、基材の接合面1aと基材2の接合面2aとを対向させる。このとき、所定の接合剤3を接合面1aと2aとの間に介在させる。
(1)X化合物、Y化合物およびZ化合物からなる混合物。この場合には、X化合物、Y化合物およびZ化合物として、それぞれ、前記した酸化物、フッ化物、炭酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、リン酸塩などを使用できる。
(2)X、Y、Zのすべての成分を含有する化合物。例えば、Xを構成する金属の酸化物と、Yを構成する金属の酸化物と、Zを構成する金属の酸化物とを混合して混合物を得、この混合物を仮焼または焼成することによって、複合酸化物またはガラスを得ることができる。この複合酸化物またはガラスを融材として使用できる。
(実験1)
表1、表2に示す各実験を行って接合体を作製し、得られた接合体について、各種特性を評価した。
試薬特級のCaO、Y2O3、Al2O3を重量%で37CaO−19Y2O3−44Al2O3となるように混合し、大気中で1600℃で溶解した後、水中に投下し、次いで、32ミクロンの篩を通るまでボールミルにて粉砕した。
試薬特級のCaO、Y2O3、Al2O3を、重量%で各組成比率となるように混合し、乳鉢にて−32ミクロンの篩を通るまで粉砕した。
純度99.9%の窒化アルミニウム粉末をペレット状に成形し、窒素中、1900℃で相対密度が98%以上になるまで焼結した。この焼結体を解砕し、32ミクロンの篩を通るまでボールミルにて粉砕した。
実験1と同様にして、表3、表4に示す各実験番号の条件に従って、各接合体を製造し、実験1と同様の試験に供した。ただし、実験2においては、95%AlNからなる基材同士を接合した。これらの結果を表3、4に示す。
実験1と同様にして、表5、表6に示す各実験番号の条件に従って、各接合体を製造し、実験1と同様の試験に供した。これらの結果を表5、6に示す。
図3、図4に示す接合体を試作した。具体的には、モリブデン製のコイル状のヒーターと、モリブデン製のメッシュ(高周波プラズマ電極)とが埋設されている窒化アルミニウム製の円板(サセプター)6を、窒化アルミニウム製のパイプ(保持具)8に対して接合することを試みた。保持具8の寸法は、外径60mm、内径52mm、長さ210mmであった。保持具8は、AlNの純度が95%である常圧焼結品である。
実験1と同様にして、表7、表8に示す各実験番号の条件に従って、各接合体を製造し、実験1と同様の試験に供した。ただし、X、Y、Zの化合物の種類、各化合物の融材中における割合(mol%)、融材と窒化アルミニウム骨材との重量比率(重量部)を、表7、8に示すように変更した。これらの結果を表7、8に示す。
1a、2a 基材の接合面
3 接合剤
6 サセプター
8 保持具
9 保持具8の内部空間
10、11 ケーブル
12 抵抗発熱体の端子
13 電極の端子
20 溶融した接合剤
21 液状になった基材の界面近傍
Claims (6)
- 窒化アルミニウム質セラミックスからなる複数の基材の接合体であって、
前記基材の接合界面に、液相中から再析出した窒化アルミニウム質セラミックスの粒子が、基材の接合界面に沿って層状をなす、窒化アルミニウム質セラミックス相からなる再析出相を生成していることを特徴とする、窒化アルミニウム質基材の接合体。 - 前記再析出相中に存在する窒化アルミニウム質セラミックス粒子の平均粒径が1μm以上、3.0μm以下であることを特徴とする、請求項1記載の窒化アルミニウム質基材の接合体。
- 窒化アルミニウム質セラミックスからなる複数の基材の接合体を製造する方法であって、
前記基材の間に、少なくとも窒化アルミニウム質セラミックスと融材とを含有する接合剤を設け、熱処理によって前記窒化アルミニウム質セラミックスと前記融材とを共融させ、次いで前記基材の接合界面に、窒化アルミニウム質セラミックスの粒子が、基材の接合界面に沿って層状をなす、窒化アルミニウム質セラミックス相からなる再析出相を再析出させることを特徴とする、窒化アルミニウム質セラミックス基材の接合体の製造方法。 - 窒化アルミニウム質セラミックスからなる複数の基材の接合体であって、
前記基材の接合界面に、液相中から再析出した窒化アルミニウム質セラミックスからなり、窒化アルミニウム質セラミックスの粒子が、前記基材の前記接合界面に沿って層状をなす再析出相を生成しており、前記基材が前記再析出相を介して直接に接合されていることを特徴とする、窒化アルミニウム質基材の接合体。 - 前記再析出相中に存在する窒化アルミニウム質セラミックス粒子の平均粒径が1μm以上、3.0μm以下であることを特徴とする、請求項4記載の窒化アルミニウム質基材の接合体。
- 窒化アルミニウム質セラミックスからなる複数の基材の接合体を製造する方法であって、
前記基材の間に、少なくとも窒化アルミニウム質セラミックスと融材とを含有する接合剤を設け、熱処理によって前記窒化アルミニウム質セラミックスと前記融材とを共融させ、次いで前記基材の接合界面に窒化アルミニウム質セラミックスからなり、窒化アルミニウム質セラミックスの粒子が、前記基材の前記接合界面に沿って層状をなす再析出相を再析出させ、前記再析出相を介して前記基材を直接に接合することを特徴とする、窒化アルミニウム質セラミックス基材の接合体の製造方法。
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