JP4208580B2

JP4208580B2 - 複合焼結体およびその製造方法

Info

Publication number: JP4208580B2
Application number: JP2003007488A
Authority: JP
Inventors: 裕丈山田; 努内藤
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: US20040138047A1; JP2004217478A; US7226673B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イットリウム−アルミニウム・ガーネットからなる焼結体を備える複合焼結体およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スーパークリーン状態を必要とする半導体製造装置では、デポジション用ガス、エッチング用ガス、及びクリーニング用ガスとして、塩素系ガス、及びフッ素系ガスなどのハロゲン系腐食性ガスが使用されている。例えば、熱ＣＶＤ装置などの半導体製造装置においては、デポジション後にＣｌＦ_３、ＮＦ_３、ＣＦ_４、ＨＦ、及びＨＣｌなどのハロゲン系腐食性ガスからなる半導体クリーニングガスを用いている。また、デポジションの段階でも、ＷＦ_６、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２などのハロゲン系腐食性ガスを成膜用ガスとして使用している。
【０００３】
従って、半導体製造装置用部材、例えば装置内に収容する部材や、チャンバーの内壁面には、ハロゲンガスやそのプラズマに対する耐食性が高く、長期間にわたって安定した被膜を形成することが望まれる。
【０００４】
本出願人は、特許文献１において、基体表面にイットリウム−アルミニウム・ガーネット膜を溶射法によって形成することで、ハロゲンガスのプラズマに対して高い耐食性を付与し、パーティクルの発生を抑制できることを開示した。
【特許文献１】
特開２００２−２４９８６４
【０００５】
しかし、溶射法では、ある程度以上の厚さの膜を形成することが難しい。例えば厚さ０．５ｍｍ以上の膜を形成することは困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人は、特許文献２において、ゲルキャスト法を応用してアルミナ基体表面にイットリウム−アルミニウム・ガーネット膜を形成することを開示した。
【特許文献２】
特願２００２−１６５１００号公報
【０００７】
しかし、本発明者が更に検討を進めたところ、イットリウム−アルミニウム・ガーネット膜を厚くしていくと、膜にクラックが発生し、膜とアルミナ基体との剥離が生ずる製品の個数が増加し、製造歩留りが低下する場合があった。
【０００８】
本発明の課題は、少なくとも第一相と、イットリウム−アルミニウム・ガーネットを主成分とする第二相とを備えている複合焼結体において、第二相のクラックおよび第一相からの剥離の発生率を低減し、製造歩留りを向上させることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも第一相と第二相とを備えている複合焼結体であって、第一相が、合計量で１２重量％以上、５０重量％以下の安定化ジルコニアおよび／又は部分安定化ジルコニアが添加されたアルミナを主成分としており、第二相がイットリウム−アルミニウム・ガーネットを主成分とすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも第一相と第二相とを備えている複合焼結体を製造する方法であって、第一相が、合計量で１２重量％以上、５０重量％以下の安定化ジルコニアおよび／又は部分安定化ジルコニアが添加されたアルミナを主成分としており、第二相がイットリウム−アルミニウム・ガーネットを主成分としており、前記第一相の成形体および前記第二相の成形体を含む複合成形体を得、この際前記第一相と前記第二相との少なくとも一方をゲルキャスト法によって成形し、前記複合成形体を焼成することによって前記複合焼結体を得ることを特徴とする。
【００１１】
本発明者は、イットリウム−アルミニウム・ガーネット相と一体化されたアルミナ相に対して、合計量で１２重量％以上、５０重量％以下の安定化ジルコニアおよび／又は部分安定化ジルコニアを添加混合することによって、イットリウム−アルミニウム・ガーネット相の厚さを大きくしてもこのガーネット相のアルミナ相からの剥離の発生率を低減できることを見いだし、本発明に到達した。
【００１２】
本発明においては、安定化ジルコニアと部分安定化ジルコニアとの一方または双方をアルミナに添加する。そして、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニアおよびアルミナの合計量を１００重量％としたとき、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニアの合計量を１２〜５０重量％とする。
【００１３】
安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニアの合計量を１２重量％以上とすることによって、第二相の剥離の発生率を著しく低減できる。この観点からは、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニアの合計量を２０重量％以上とすることが好ましく、２５重量％以上とすることが一層好ましい。また、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニアとの合計量を５０重量％以下とすることによって、第二相の剥離の発生率を著しく低減できる。この観点からは、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニアとの合計量を４０重量％以下とすることが好ましく、３５重量％以下とすることが一層好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
第二相を構成するイットリウム−アルミニウム・ガーネットは、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２（ＹＡＧ：３Ｙ_２Ｏ_３・５Ａｌ_２Ｏ_３）で表記される。この組成は、イットリアとアルミナとを約３：５の割合で含み、ガーネット結晶構造を有する。
【００１５】
第一相においては、アルミナに対して安定化ジルコニアおよび／または部分安定化ジルコニアを添加混合する。安定化ジルコニアの安定化剤とその割合を下記に例示する。
安定化剤安定化剤の割合（ｍｏｌ％）
Ｙ２Ｏ３８−５０
ＣａＯ１５−２８
ＣｅＯ２１５−５０
Ｓｍ２Ｏ３８−３３
【００１６】
部分安定化ジルコニアの安定化剤とその割合を下記に例示する。
安定化剤安定化剤の割合（ｍｏｌ％）
Ｙ２Ｏ３１−７
ＣａＯ１−１４
ＣｅＯ２１−１４
Ｓｍ２Ｏ３１−７
ＭｇＯ１−５０
【００１７】
第二相においては、イットリウム−アルミニウム・ガーネット以外に、添加成分や不純物が含まれていて良い。しかし、イットリウム−アルミニウム・ガーネット以外の成分の割合は１０重量％以下であることが好ましい。
【００１８】
第一相においては、アルミナ、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア以外に、添加成分や不純物が含まれていて良い。しかし、この成分の割合は１０重量％以下であることが好ましい。
【００１９】
第一相、第二相のいずれにおいても、他の成分の粉末が含まれていて良い。こうした成分は、ガーネット相においてイットリアまたはアルミナを置換するような成分であることが好ましい。こうした成分としては、以下を例示できる。
Ｌａ_２Ｏ_３、Ｐｒ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｓｍ_２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｔｂ_２Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｔｍ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３
【００２０】
好ましくは、安定化ジルコニアがイットリア安定化ジルコニアである。また、好ましくは、部分安定化ジルコニアがイットリア部分安定化ジルコニアである。特に好ましくは、イットリアの割合が３〜１２ｍｏｌ％である。
【００２１】
第一相、第二相の形態は特に限定されない。好適な実施形態においては、図１（ａ）に示すように、第一相が基体３であり、第二相が膜２であり、基体３と膜２とが積層されている。４は第一相と第二相との界面である。しかし、図１（ｂ）に示す複合焼結体１１においては、第一相１２と第二相１３とがともに塊状であって、互いに一体化されている。
【００２２】
本発明の複合焼結体は、第一相、第二相の他に、一つまたは複数の焼結体相を備えていて良い。これら他の焼結体相の形態は限定されないが、第一相、第二相と積層されていることが好ましい。また、他の焼結体相は、第一相と隣接していてよく、第二相と隣接していてよく、第一相および第二相の両方と隣接していてよい。
【００２３】
第一相、第二相の成形方法は限定されない。しかし、ゲルキャスト法、コールドアイソスタティックプレス法、スリップキャスト法、スラリーディップ法、ドクターブレード法、射出成形法を例示できる。また、第一相と第二相との成形の順序も限定されない。例えば、第一相をゲルキャスト法によって成形した後、第二相をゲルキャスト法または他の方法によって成形し、複合成形体を製造できる。あるいは、第二相をゲルキャスト法または他の方法によって成形した後で、この成形体を型中に入れ、第一相をゲルキャスト法によって成形できる。
【００２４】
好適な実施形態においては、第一相と第二相との少なくとも一方をゲルキャスト法によって成形する。ゲルキャスト法は、セラミック、原料粉体、分散媒、及びゲル化剤を含むスラリーを注型した後に、このスラリーを温度条件や架橋剤の添加等によりゲル化させることにより固化して成形体を得る粉体成形体の製造方法である。
【００２５】
ゲルキャスト法は、粉末成形体の製造方法としては知られている。しかし、第一相成形部と第二相成形部とを有する複合成形体の成形に際して、第一相をゲルキャスト法によって成形することは知られていない。そして、こうして得られた複合成形体を共焼結させることによって、複合焼結体を得ることも知られていない。
【００２６】
具体的には、図２に示すように、第一相（アルミナ相）を先に成形できる。即ち、第一相をゲルキャスト法または他の方法によって成形する。そして、第二相の材料（イットリウム−アルミニウム・ガーネット）を秤量し、湿式混合し、攪拌して第二相用スラリーを製造する。そして、第一相の成形体を型中に入れ、第二相用のスラリーを注型し、硬化させ、複合成形体を製造する。そして、この複合成形体を離型し、脱溶媒、脱脂、焼成する。
【００２７】
本発明においては、第二相の厚さ（図１（ａ）のＴＡ）を０．２ｍｍ以上とすることができ、更には０．５ｍｍ以上とすることができ、この場合にも第二相の剥離の発生を抑制できる。
【００２８】
好適な実施形態においては、ゲルキャスト法が以下の方法である。
（１）原料粉体とともに、ゲル化剤となるポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等のプレポリマーを分散媒中に分散してスラリーを調製し、注型後、架橋剤により三次元的に架橋してゲル化させることにより、スラリーを固化させる。
（２）反応性官能基を有する有機分散媒とゲル化剤とを化学結合させることにより、スラリーを固化させる。この方法は、本出願人の特開２００１−３３５３７１号公報に記載されている。
【００２９】
この方法においては、２以上の反応性官能基を有する有機分散媒を使用することが好ましい。また、全分散媒のうち６０質量％以上が、反応性官能基を有する有機分散媒であることが好ましい。
【００３０】
反応性官能基を有する有機分散媒の２０℃における粘度が２０ｃｐｓ以下であることが好ましく、ゲル化剤の２０℃における粘度が３０００ｃｐｓ以下であることが好ましい。具体的には、２以上のエステル基を有する有機分散媒と、イソシアナート基、及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤とを化学結合させることによりスラリーを固化することが好ましい。
【００３１】
有機分散媒は、ゲル化剤と化学結合し、スラリーを固化可能な液状物質であること、及び注型が容易な高流動性のスラリーを形成できる液状物質であること、の２条件を満たすことが必要である。
【００３２】
ゲル化剤と化学結合し、スラリーを固化するためには、反応性官能基、即ち水酸基、カルボキシル基、アミノ基のようなゲル化剤と化学結合を形成し得る官能基を分子内に有していることが必要である。
【００３３】
前記有機分散媒は少なくとも１の反応性官能基を有するものであれば足りるが、より充分な固化状態を得るためには、２以上の反応性官能基を有する有機分散媒を使用することが好ましい。
【００３４】
２以上の反応性官能基を有する液状物質としては、例えば多価アルコール（エチレングリコールのようなジオール類、グリセリンのようなトリオール類等）、多塩基酸（ジカルボン酸類等）が考えられる。
【００３５】
尚、分子内の反応性官能基は必ずしも同種の官能基である必要はなく、異なる官能基であってもよい。また、反応性官能基はポリエチレングリコールのように多数あってもよい。
【００３６】
一方、注型が容易な高流動性のスラリーを形成するためには、可能な限り粘性の低い液状物質を使用することが好ましく、特に２０℃における粘度が２０ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。
【００３７】
既述の多価アルコールや多塩基酸は水素結合の形成により粘性が高い場合があるため、たとえスラリーを固化することが可能であっても反応性分散媒として好ましくない場合がある。従って、多塩基酸エステル（例えば、グルタル酸ジメチル等）、多価アルコールの酸エステル（例えば、トリアセチン等）等の２以上のエステル基を有するエステル類を前記有機分散媒として使用することが好ましい。
【００３８】
エステル類は比較的安定ではあるものの、反応性が高いゲル化剤とであれば充分反応可能であり、粘性も低いため、上記２条件を満たすからである。特に、全体の炭素数が２０以下のエステルは低粘性であるため、反応性分散媒として好適に用いることができる。
【００３９】
この実施形態においては、非反応性分散媒を併用できる。この分散媒としては、エーテル、炭化水素、トルエン等が好ましい。
【００４０】
また、非反応性分散媒として有機化合物を用いる場合であっても、ゲル化剤との反応効率を確保する観点からは、全分散媒のうち、反応性分散媒を６０質量％以上含有させることが好ましく、８５質量％以上含有させることがより好ましい。
【００４１】
反応性のゲル化剤の例は、特開２００１−３３５３７１号公報に記載されている。
【００４２】
具体的には、この反応性のゲル化剤は、分散媒と化学結合し、スラリーを固化可能な物質である。従って、本発明におけるゲル化剤は、分子内に、分散媒と化学反応し得る反応性官能基を有するものであればよく、例えば、モノマー、オリゴマー、架橋剤の添加により三次元的に架橋するプレポリマー（例えば、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等）等のいずれであってもよい。
【００４３】
但し、前記反応性ゲル化剤は、スラリーの流動性を確保する観点から、粘性が低いもの、具体的には２０℃における粘度が３０００ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。
【００４４】
一般に平均分子量が大きなプレポリマー及びポリマーは、粘性が高いため、本発明では、これらより分子量が小さいもの、具体的には平均分子量（ＧＰＣ法による）が２０００以下のモノマー又はオリゴマーを使用することが好ましい。
【００４５】
尚、ここでの「粘度」とは、ゲル化剤自体の粘度（ゲル化剤が１００％の時の粘度）を意味し、市販のゲル化剤希釈溶液（例えば、ゲル化剤の水溶液等）の粘度を意味するものではない。
【００４６】
本発明におけるゲル化剤の反応性官能基は、反応性分散媒との反応性を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば反応性分散媒として比較的反応性が低いエステル類を用いる場合は、反応性が高いイソシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、及び／又はイソチオシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）を有するゲル化剤を選択することが好ましい。
【００４７】
イソシアナート類はジオール類やジアミン類と反応させることが一般的であるが、ジオール類は既述の如く高粘性のものが多く、ジアミン類は反応性が高すぎて注型前にスラリーが固化してしまう場合がある。
【００４８】
このような観点からも、エステルからなる反応性分散媒と、イソシアナート基、及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤との反応によりスラリーを固化することが好ましく、より充分な固化状態を得るためには、２以上のエステル基を有する反応性分散媒と、イソシアナート基、及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤との反応によりスラリーを固化することが好ましい。
【００４９】
イソシアナート基、及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤としては、例えば、ＭＤＩ（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート）系イソシアナート（樹脂）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアナート）系イソシアネート（樹脂）、ＴＤＩ（トリレンジイソシアナート）系イソシアナート（樹脂）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアナート）系イソシアナート（樹脂）、イソチオシアナート（樹脂）等を挙げることができる。
【００５０】
また、反応性分散媒との相溶性等の化学的特性を考慮して、前述した基本化学構造中に他の官能基を導入することが好ましい。例えば、エステルからなる反応性分散媒と反応させる場合には、エステルとの相溶性を高めて、混合時の均質性を向上させる点から、親水性の官能基を導入することが好ましい。
【００５１】
尚、ゲル化剤分子内に、イソシアナート基又はイソチオシアナート基以外の反応性官能基を含有させてもよく、イソシアナート基とイソチオシアナート基が混在してもよい。さらには、ポリイソシアナートのように、反応性官能基が多数存在してもよい。
【００５２】
第一相、第二相用の成形用スラリーは、以下のようにして製造できる。
（１）分散媒に原料粉体を分散してスラリーとした後、ゲル化剤を添加する。
（２）分散媒に原料粉体及びゲル化剤を同時に添加して分散することによりスラリーを製造する。
【００５３】
注型時の作業性を考慮すると２０℃におけるスラリーの粘度は３００００ｃｐｓ以下であることが好ましく、２００００ｃｐｓ以下であることがより好ましい。スラリーの粘度は、既述した反応性分散媒やゲル化剤の粘度の他、粉体の種類、分散剤の量、スラリー濃度（スラリー全体体積に対する粉体体積％）によっても調整することができる。
【００５４】
但し、スラリー濃度が低すぎれば成形体密度が低下し、成形体の強度低下、乾燥・焼成時におけるクラックの発生や収縮率の増加に伴う変形等の問題を生ずる点において好ましくない。従って、通常は、スラリー濃度が２５〜７５体積％のものが好ましく、乾燥収縮によるクラックを少なくすることを考慮すると、３５〜７５体積％のものが更に好ましい。
【００５５】
尚、成形用スラリーには種々の添加剤、例えば分散媒とゲル化剤との反応を促進するための触媒、スラリー調製を容易にするための分散剤、消泡剤、界面活性剤、或いは焼結体特性を向上させるための焼結助剤等を加えることが可能である。
【００５６】
本発明の複合焼結体は、第一相と第二相との境界の面積が大きい場合でも、第一相と第二相との間で剥離が発生しにくいという特徴を有しており、これによって大面積の複合焼結体の製造に適している。本発明による方法では、第一相と第二相との境界の面積が、２５ｃｍ^２以上、更には１００ｃｍ^２以上の複合体も製造が可能であり、特には１６００ｃｍ^２以上のものも製造可能である。
【００５７】
上記のようにして得られた複合成形体を焼結させることによって、本発明の複合焼結体が得られる。ここで、焼成温度、雰囲気、昇温速度、降温速度、最高温度での保持時間は、複合成形体を構成する材質によって決定されるべきものであるが、焼成温度は、１４００〜１７００℃とすることが好ましい。
【００５８】
【実施例】
（試験番号１〜２２）
図１（ａ）に示すような形状の複合焼結体１を、図２に示すスキームに従って製造した。本例では、アルミナ基体３およびイットリウム−アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）膜２をいずれもゲルキャスト法によって連続的に成形した。
【００５９】
具体的には、アルミナ粉末（住友化学株式会社製「ＡＥＳ−１１Ｃ」）、８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア粉末（東ソー株式会社「ＴＺ８Ｙ」）、グルタル酸ジメチル（反応性分散媒）２５重量部、脂肪族ポリイソシアネート（ゲル化剤）６重量部をポットミル中で混合し、アルミナ基体用スラリーを得た。ここで、アルミナ粉末と８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア粉末との合計量は１００重量部である。また、アルミナ粉末と８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア粉末との合計量を１００重量％としたとき、８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア粉末の添加量を、表１に示すように変更した。このスラリーを成形型に注型後、一定時間放置し、ゲル化させて固化することにより、アルミナ基体用の成形部を作製した。アルミナ基体の厚さの設計値は７．０ｍｍである。
【００６０】
また、イットリウム−アルミニウム・ガーネット粉末１００重量部、グルタル酸ジメチル（反応性分散媒）２７重量部、脂肪族ポリイソシアネート６重量部を秤量し、ポットミル中で混合分散させ、ＹＡＧ膜用スラリーを得た。このスラリーを成形型に注型し、硬化させ、ＹＡＧ膜用の成形部を得た。ＹＡＧ膜の厚さの設計値は０．２ｍｍである。
【００６１】
得られた複合成形体１を離型し、２５０℃で５時間熱処理して脱溶媒し、１０００℃で２時間熱処理して脱脂し、次いで１６００℃で６時間熱処理して焼成し、複合焼結体を得た。
【００６２】
得られた複合焼結体について、断面を光学顕微鏡によって観察し、クラックや剥離の発生個数／製造個数の比率を表１に示す。製造個数は、各例について１０個である。
【００６３】
【表１】

【００６４】
試験番号１では、アルミナ中にジルコニアを添加していない。この結果、クラック・剥離発生率は１０／１０となった。試験番号２では８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニアを１０重量％添加したが、やはりクラック・剥離発生率は高くなった。試験番号３〜１１では、クラック・剥離発生率は低減された。試験番号１２では、８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニアの添加量が５５重量％となっているが、クラック・剥離発生率が７／１０まで上昇した。
【００６５】
試験番号１３〜１８においては、膜の基体への接触面積を１００ｃｍ^２まで拡大した。言うまでもなく、膜の基体への接触面積を大きくすると、クラック・剥離発生率は通常は大きく上昇する。試験番号１３では８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア添加量が１２重量％であるが、クラック・剥離発生率は３／１０まで上昇した。しかし、試験番号１４〜１７ではクラック・剥離発生率は０／１０であった。試験番号１８では８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア添加量が５０重量％であるが、クラック・剥離発生率は２／１０と若干上昇した。この結果から、８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニアの添加量が２０〜４０重量％の場合が最も好適であることがわかる。
【００６６】
試験番号１９〜２２においては、膜の基体への接触面積を１６００ｃｍ^２まで拡大した。試験番号１９では８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア添加量が２０重量％であるが、クラック・剥離発生率は３／１０まで上昇した。しかし、試験番号２０、２１ではクラック・剥離発生率は０／１０であった。試験番号２２では安定化ジルコニア添加量が４０重量％であるが、クラック・剥離発生率は２／１０と若干上昇した。この結果から、安定化ジルコニアの添加量が２５〜３５重量％の場合が最も好適であることがわかる。
【００６７】
（試験番号２３〜４０）
試験番号１〜２２と同様にして複合焼結体を製造した。ただし、ＹＡＧ層の厚さを０．５ｍｍに増加させた。この結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】

【００６９】
試験番号２３〜３０では、ＹＡＧ層の膜厚を０．５ｍｍとしており、１２〜５０重量％の８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニアを添加しているが、クラック・剥離発生率は低い。安定化ジルコニアの添加量は２０〜４５重量％が特に好ましいことがわかる。
【００７０】
試験番号３１〜３６においては、膜の基体への接触面積を１００ｃｍ^２まで拡大した。試験番号３１では安定化ジルコニア添加量が１２重量％であるが、クラック・剥離発生率は４／１０まで上昇した。試験番号３６では安定化ジルコニア添加量が５０重量％であるが、クラック・剥離発生率は４／１０と若干上昇した。安定化ジルコニアの添加量が２０〜４０重量％であると好ましいことがわかる。
【００７１】
試験番号３７〜４０においては、膜の基体への接触面積を１６００ｃｍ^２まで拡大した。試験番号３７では安定化ジルコニア添加量が２０重量％であるが、クラック・剥離発生率は５／１０まで上昇した。試験番号４０では安定化ジルコニア添加量が４０重量％であるが、クラック・剥離発生率は４／１０と上昇した。この結果から、安定化ジルコニアの添加量が２５〜３５重量％の場合が最も好適であることがわかる。
【００７２】
（試験番号４１〜４６）
試験番号１〜２２と同様にして複合焼結体を製造した。ただし、ＹＡＧ層の厚さを０．５ｍｍに増加させ、ジルコニア中の安定化剤の量を変更した。この結果を表３に示す。
【００７３】
【表３】

【００７４】
試験番号４１〜４５では、ＹＡＧ層の膜厚を０．５ｍｍとしており、安定化または部分安定化ジルコニアを添加している。試験番号４１、４２においても比較例に比べるとクラック・剥離発生率が低くなっているが、安定化剤の量を５ｍｏｌ％とするとクラック・剥離発生率が低下し、安定化ジルコニアとするとクラック・剥離発生率が一層低下する。また、試験番号４６からわかるように、イットリア以外の安定化剤を使用した場合も本発明の作用効果が得られる。
【００７５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、少なくとも第一相と、イットリウム−アルミニウム・ガーネットを主成分とする第二相とを備えている複合焼結体において、第二層の第一相からの剥離の発生率を低減し、製造歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、複合焼結体の一例を示す模式図である。
【図２】複合焼結体の製造プロセスの好適例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１、１１複合焼結体２、１２第二相３、１３第一相４界面ＴＡ第二相の厚さＴＢ第一相の厚さ

Claims

少なくとも第一相と第二相とを備えている複合焼結体であって、
前記第一相が、合計量で１２重量％以上、５０重量％以下の安定化ジルコニアおよび／又は部分安定化ジルコニアを含有したアルミナを主成分としており、前記第二相がイットリウム−アルミニウム・ガーネットを主成分とすることを特徴とする、複合焼結体。
前記第一相と前記第二相からなる層状構造を呈し、前記第一相の厚さが前記第二相の厚さよりも大きいことを特徴とする、請求項１記載の複合焼結体。
前記第二相の厚さが０．２ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２記載の複合焼結体。
前記第一相と前記第二相との境界の面積が２５ｃｍ^２以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の複合焼結体。
前記第一相が安定化ジルコニアを含有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の複合焼結体。
前記安定化ジルコニアが８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニアであることを特徴とする、請求項５記載の複合焼結体。
少なくとも第一相と第二相とを備えている複合焼結体を製造する方法であって、
前記第一相が、合計量で１２重量％以上、５０重量％以下の安定化ジルコニアおよび／又は部分安定化ジルコニアを含有したアルミナを主成分としており、前記第二相がイットリウム−アルミニウム・ガーネットを主成分としており、前記第一相の成形体および前記第二相の成形体を含む複合成形体を得、この際前記第一相と前記第二相との少なくとも一方をゲルキャスト法によって成形し、前記複合成形体を焼成することによって前記複合焼結体を得ることを特徴とする、複合焼結体の製造方法。
前記ゲルキャスト法において、反応性官能基を有する有機分散媒を使用し、この有機分散媒とゲル化剤とを化学結合させることによりスラリーを固化することを特徴とする、請求項７記載の方法。
前記有機分散媒が２以上の反応性官能基を有することを特徴とする、請求項８記載の方法。
前記有機分散媒がエステルであり、前記ゲル化剤がイソシアナート基及び／又はイソチオシアナート基を有する化合物であることを特徴とする、請求項８または９記載の方法。