JP4763452B2 - 表面被覆セラミック焼結体 - Google Patents
表面被覆セラミック焼結体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4763452B2 JP4763452B2 JP2005376945A JP2005376945A JP4763452B2 JP 4763452 B2 JP4763452 B2 JP 4763452B2 JP 2005376945 A JP2005376945 A JP 2005376945A JP 2005376945 A JP2005376945 A JP 2005376945A JP 4763452 B2 JP4763452 B2 JP 4763452B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- thermal expansion
- expansion coefficient
- surface layer
- sintered body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
上記のようなセラミック粒子又はセラミック短繊維を含有した中間層構造を採用することにより、表面層に発生したクラックの進展を抑制し、中間層や表面層の剥離を抑制することができ、その結果、被覆層(中間層・表面層)の剥離を抑制することができる。
前記表面層がクラックを具備することが好ましい。これにより、表面層や中間層に発生する残留応力を低減し、剥離をより効果的に抑制することができる。
以下、本発明の表面被覆セラミック焼結体の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態にかかる表面被覆セラミック焼結体を示す概略断面図である。図1に示すように、この表面被覆セラミック焼結体10は、セラミック基体1の表面に中間層2を介して前記セラミック基体1よりも熱膨張係数の大きな表面層3が積層されて構成されている。
セラミック基体2は、特に限定されるものではなく、例えば窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、コージェライト、スピネル(MgAl2O4)、YAG(Y3Al5O12)、ダイシリケート等を主成分とする焼結体が挙げられる。これらの中でも、高強度構造材料として炭化珪素及び窒化珪素が、耐食性部材として窒化アルミニウム、スピネル及びYAGが、低熱膨張材料としてコージェライトが、低コスト材料としてアルミナが好適に用いられる。また、前記主成分の他、必要に応じて他の成分が含まれていてもよい。他の成分としては、例えば周期律表第3a族元素の酸化物、ダイシリケートやモノシリケートなどのシリケート化合物、アルミナ、シリカ、マグネシアなどが挙げられる。
中間層2は、セラミックマトリックス中にセラミック粒子及びセラミック短繊維の少なくとも一方を分散してなる。これにより、該中間層2が、表面層3で発生したクラックの進展を抑制することができる。クラックの進展を抑制することができる理由としては、表面層3で発生したクラックの先端が中間層2に到達した際に、該クラックの先端がセラミック粒子またはセラミック短繊維によって偏向されて破壊エネルギーが増大し、クラックの進展が抑制されると推察される。
表面層3は、例えばアルミナ、イットリア等の希土類化合物、YAG(Y3Al5O12)、スピネル(MgAl2O4)、マグネシア(MgO)等の耐食性や耐摩耗性に優れるものの他、所望の特性を有するセラミックスを採用することができる。
次に、上記で説明した表面被覆セラミック焼結体10の製造方法について説明する。
まず、平均粒子径0.2〜0.6μm程度の窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム等のセラミック粉末に、酸化ルテチウム、二酸化ケイ素等の焼結助剤や、必要に応じて他の成分を混合し、さらにバインダー、溶媒等を添加し混合してスラリーを得る。ついで、得られたスラリーを乾燥した後、プレス成形などの方法で成形し、1800〜1900℃で5〜10時間焼成することによりセラミック基体1を得る。
<試料No.1〜14>
以下の手順で、図1に示すような形態の試料No.1〜14の試験片を作製した。
まず、セラミック基体として、窒化珪素(Si3N4)、炭化珪素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)の各焼結体を準備した。そして、これらのセラミック基体を、縦4mm、横40mm、厚み3mmの形状に加工した。
また、中間層として、下記に示すセラミック粒子及びセラミック短繊維(分散相)と、セラミックマトリックスとして、粉末状のY2Si2O7、Er2Si2O7、Yb2Si2O7及びLu2Si2O7を準備した。
(分散相)
セラミック粒子
Si3N4:平均粒子径0.5μm
SiC:平均粒子径0.5μm
AlN:平均粒子径0.5μm
セラミック短繊維
SiC:平均直径0.5μm、平均長さ50μm
以下の手順で、中間層を有しない形態の試料No.15〜19の試験片を作製した。
まず、セラミック基体として、Si3N4、SiC、AlNの各焼結体を準備し、これらのセラミック基体を前記試料No.1〜14と同様にして、縦4mm、横40mm、厚み3mmの形状に加工した。
なお、表面層の熱膨張係数は、前記試料No.1〜14と同様にして測定することにより得た。その結果を表1に示す。また、表面層の厚みについて、前記試料No.1〜14と同様にして測定した結果、表面層の厚みは50μmであった。
上記で得られた試料No.1〜19の試験片を用いて、熱衝撃性試験を行った。熱衝撃性試験は、1000℃までの昇温と200℃までの降温を繰り返す熱サイクル試験を1000サイクル行い、100サイクル毎に表面層に剥離があるか否かを蛍光探傷液浸透法を用いて観察した。その結果を表1に示す。なお、表1中、「熱衝撃性試験」の「○」は、1000サイクル後の表面層にクラックがないことを意味する。
2 中間層
3 表面層
10 表面被覆セラミック焼結体
Claims (4)
- セラミック基体の表面に中間層を介して前記セラミック基体よりも熱膨張係数の大きな表面層が積層された表面被覆セラミック焼結体であって、
前記セラミック基体は、窒化珪素、炭化珪素および窒化アルミニウムから選ばれる1種を主成分とする焼結体からなり、
前記中間層は、RE 2 Si 2 O 7 で表されるダイシリケート(REは、Y、Er、YbおよびLuから選ばれる1種)をセラミックマトリックスとし、該セラミックマトリックス中に、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウムから選ばれる1種からなる、セラミック粒子またはセラミック短繊維を分散してなり、前記セラミック粒子または前記セラミック短繊維の熱膨張係数と、前記セラミックマトリックスの熱膨張係数との間に1ppm以上の差があることを特徴とする表面被覆セラミック焼結体。 - 前記中間層の熱膨張係数が、前記セラミック基体の熱膨張係数より大きく、且つ前記表面層の熱膨張係数より小さい請求項1に記載の表面被覆セラミック焼結体。
- 前記中間層が、耐食性セラミックスまたは耐摩耗性セラミックスからなる請求項1または2記載の表面被覆セラミック焼結体。
- 前記表面層が、クラックを具備する請求項1〜3のいずれかに記載の表面被覆セラミック焼結体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005376945A JP4763452B2 (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | 表面被覆セラミック焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005376945A JP4763452B2 (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | 表面被覆セラミック焼結体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007176734A JP2007176734A (ja) | 2007-07-12 |
JP4763452B2 true JP4763452B2 (ja) | 2011-08-31 |
Family
ID=38302276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005376945A Expired - Fee Related JP4763452B2 (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | 表面被覆セラミック焼結体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4763452B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6150427B2 (ja) * | 2013-08-06 | 2017-06-21 | クアーズテック株式会社 | 炭化ケイ素発熱体及びその製造方法 |
JP6811196B2 (ja) * | 2018-01-10 | 2021-01-13 | 日本碍子株式会社 | 焼成用セッター |
CN115917234A (zh) * | 2020-08-28 | 2023-04-04 | 日本碍子株式会社 | 陶瓷部件 |
CN115772043A (zh) * | 2021-09-06 | 2023-03-10 | 沈阳富创精密设备股份有限公司 | 一种陶瓷基体上的等离子体喷涂氧化钇涂层制备方法 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05238859A (ja) * | 1992-02-28 | 1993-09-17 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | セラミックコーティング部材 |
JPH07237973A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 窒化アルミニウム基板及び回路基板 |
JPH0967165A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-11 | Hitachi Ltd | 炭化けい素セラミックスおよびその製造方法 |
JPH11139883A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-25 | Toshiba Corp | 積層セラミックスの製造方法 |
JP2000264746A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-09-26 | Toshiba Corp | 積層セラミックスの製造方法 |
JP2001240482A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Kyocera Corp | 耐プラズマ部材、高周波透過部材およびプラズマ装置 |
JP2003137676A (ja) * | 2001-10-26 | 2003-05-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セラミックス粉末及び金属粉末を用いた傾斜組織コーティング複合材料及びその作製方法 |
JP2003201191A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-15 | Kyocera Corp | 耐食性セラミックス |
JP2004175627A (ja) * | 2002-11-28 | 2004-06-24 | Kyocera Corp | 耐食性セラミックス |
JP2005200226A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 耐環境性皮膜材料及びそれを利用した皮膜構造体並びにセラミック構造物 |
JP2005335990A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Kyocera Corp | 表面被覆セラミック焼結体 |
JP2006028002A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-02-02 | Kyocera Corp | 耐食性窒化珪素セラミックス |
JP2007091504A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Kyocera Corp | 表面被覆セラミック焼結体 |
-
2005
- 2005-12-28 JP JP2005376945A patent/JP4763452B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05238859A (ja) * | 1992-02-28 | 1993-09-17 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | セラミックコーティング部材 |
JPH07237973A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 窒化アルミニウム基板及び回路基板 |
JPH0967165A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-11 | Hitachi Ltd | 炭化けい素セラミックスおよびその製造方法 |
JPH11139883A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-25 | Toshiba Corp | 積層セラミックスの製造方法 |
JP2000264746A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-09-26 | Toshiba Corp | 積層セラミックスの製造方法 |
JP2001240482A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Kyocera Corp | 耐プラズマ部材、高周波透過部材およびプラズマ装置 |
JP2003137676A (ja) * | 2001-10-26 | 2003-05-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セラミックス粉末及び金属粉末を用いた傾斜組織コーティング複合材料及びその作製方法 |
JP2003201191A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-15 | Kyocera Corp | 耐食性セラミックス |
JP2004175627A (ja) * | 2002-11-28 | 2004-06-24 | Kyocera Corp | 耐食性セラミックス |
JP2005200226A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 耐環境性皮膜材料及びそれを利用した皮膜構造体並びにセラミック構造物 |
JP2005335990A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Kyocera Corp | 表面被覆セラミック焼結体 |
JP2006028002A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-02-02 | Kyocera Corp | 耐食性窒化珪素セラミックス |
JP2007091504A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Kyocera Corp | 表面被覆セラミック焼結体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007176734A (ja) | 2007-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2976182C (en) | Coated member, coating material, and method of manufacturing coated member | |
JP6362683B2 (ja) | シリコンを含有する耐熱性基材用の環境バリア | |
Bolelli et al. | Plasma-sprayed glass-ceramic coatings on ceramic tiles: microstructure, chemical resistance and mechanical properties | |
JP4681841B2 (ja) | 耐食性窒化珪素セラミックス | |
KR20110089348A (ko) | 플라즈마에 노출되는 세라믹 구성요소들을 결합시키기 위한 내부식성 결합제 | |
US20040157062A1 (en) | Environmental and thermal barrier coating for ceramic components | |
JP4763452B2 (ja) | 表面被覆セラミック焼結体 | |
JP4832043B2 (ja) | 表面被覆セラミック焼結体 | |
KR20190085481A (ko) | 소성용 세터 | |
JP4601160B2 (ja) | 耐食性部材 | |
JP4632692B2 (ja) | 表面被覆セラミック焼結体 | |
JP5465143B2 (ja) | SiC焼成用道具材 | |
JP5438345B2 (ja) | 焼成用治具 | |
EP3738942A1 (de) | Keramik mit korrosionsschutzschicht, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung | |
JP2008137860A (ja) | 電子部品用セラミックス焼成用道具材 | |
JP4090335B2 (ja) | 耐食性セラミックス | |
JP4800990B2 (ja) | 静電チャック | |
JPH08319582A (ja) | 金属表面の絶縁性セラミックス膜及びその形成方法 | |
JP4092122B2 (ja) | 半導体製造装置用部材及びその製造方法 | |
JP4879002B2 (ja) | 半導体製造装置用部材 | |
Xie et al. | Effects of adhesive composition on bond strength of joined silicon nitride ceramics | |
JP2016084256A (ja) | 窒化アルミニウム焼結体及び半導体製造用部品並びに窒化アルミニウム焼結体の製造方法 | |
JP3819352B2 (ja) | 電子部品焼成用治具 | |
JP2984654B1 (ja) | 溶射セラミックス層を有するセラミックス積層体の製造方法 | |
JP4054098B2 (ja) | 焼成治具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080717 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110222 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110420 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110517 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110609 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140617 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |