JP6612817B2 - Mold, mold manufacturing method and ceramic molded body manufacturing method - Google Patents

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本明細書に開示される技術は、成形型に関する。   The technology disclosed in this specification relates to a mold.

セラミックス成形体の製造方法(成形方法)として、セラミックス粉末と分散剤と溶媒としての水との混合物(スラリー)を加圧しながら成形型に流し込み、成形型に溶媒を吸収させることによってセラミックス成形体を製造する加圧鋳込み成形が知られている。   As a method for manufacturing a ceramic molded body (molding method), a ceramic molded body is formed by pouring a mixture (slurry) of ceramic powder, a dispersant, and water as a solvent into a mold while applying pressure, and allowing the mold to absorb the solvent. Pressure casting is known for manufacturing.

加圧鋳込み成形には、成形型として、例えば石膏型が用いられる。しかし、加圧鋳込み成形に石膏型を用いると、石膏型からセラミックス成形体へのイオン(カルシウムイオンや硫酸イオン)の拡散が発生するおそれがある。石膏型からセラミックス成形体へのイオンの拡散が発生すると、その後にセラミックス成形体を焼成する際に焼成温度を上げる必要があるため、異常粒成長が生じてセラミックス焼結体の強度が低下するおそれがある。また、石膏型は、強度が比較的低いため、繰り返し使用すると割れが生じるおそれがある。   For pressure casting, for example, a gypsum mold is used as a mold. However, if a gypsum mold is used for pressure casting, ions (calcium ions and sulfate ions) may diffuse from the gypsum mold to the ceramic molded body. If diffusion of ions from the gypsum mold to the ceramic molded body occurs, it is necessary to raise the firing temperature when firing the ceramic molded body thereafter, which may cause abnormal grain growth and reduce the strength of the ceramic sintered body. There is. Moreover, since the gypsum mold has a relatively low strength, there is a risk of cracking when used repeatedly.

そこで、石膏型の代わりに、アルミナ多孔体により形成された成形型(以下、「アルミナ多孔体型」という)を用いる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。加圧鋳込み成形にアルミナ多孔体型を用いれば、成形型からセラミックス成形体へのイオンの拡散が発生することを回避することができると共に、成形型の割れの発生を抑制することができる。   Then, the technique using the shaping | molding die (henceforth "alumina porous body type | mold") formed with the alumina porous body instead of the gypsum mold is known (for example, refer patent document 1). If an alumina porous body mold is used for pressure casting, it is possible to avoid the diffusion of ions from the mold to the ceramic molded body, and to suppress the occurrence of cracks in the mold.

特開2004−315313号公報JP 2004-315313 A

しかし、従来のアルミナ多孔体型は、少なからず不純物を含有している。そのため、そのような少なからず不純物を含有する従来のアルミナ多孔体型を用いて加圧鋳込み成形を行うと、石膏型を用いた場合と同様に、製造されるセラミックス成形体に不純物が混入し、セラミックス成形体の品質が低下するおそれがあるという課題がある。また、従来のアルミナ多孔体型は、気孔径のばらつきが大きい。これは、例えば、成形型の製造(焼成)の際に、材料に含まれる不純物の存在に起因する異常粒成長などにより焼結性にばらつきが発生したり、成形型に焼結部分と未焼結部分とが併存したりすることになるためである。そのため、そのような気孔径のばらつきが大きい従来のアルミナ多孔体型を用いて加圧鋳込み成形を行うと、スラリー中の溶媒を均一に成形型に吸収させることができず、セラミックス成形体の局所的な品質(中実性、緻密性等)の低下が発生するおそれがあるという課題がある。   However, the conventional alumina porous body type contains not a few impurities. Therefore, when pressure casting is performed using such a conventional alumina porous body mold that contains impurities, impurities are mixed into the produced ceramic body as in the case of using a gypsum mold. There exists a subject that the quality of a molded object may fall. Moreover, the conventional alumina porous body type has a large variation in pore diameter. This is because, for example, during the manufacturing (firing) of the mold, the sinterability varies due to abnormal grain growth due to the presence of impurities contained in the material, or the sintered part and the unfired mold are formed on the mold. This is because the tie part coexists. Therefore, when pressure casting is performed using a conventional alumina porous body mold having a large variation in pore diameter, the solvent in the slurry cannot be uniformly absorbed by the mold, and the ceramic molded body is locally There is a problem in that there is a risk that deterioration in quality (solidity, denseness, etc.) may occur.

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。   In this specification, the technique which can solve the subject mentioned above is disclosed.

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。   The technology disclosed in the present specification can be realized as, for example, the following forms.

(1)本明細書に開示される成形型は、セラミックス粉末と分散剤と溶媒としての水との混合物を加圧しながら成形型に流し込み、前記成形型に前記溶媒を吸収させることによってセラミックス成形体を製造するために使用される前記成形型において、アルミナの純度が99wt%以上であり、かつ、気孔率が15%以上、60%以下であるアルミナ多孔体により形成されている。このように、本成形型は、極めて高純度の(すなわち、不純物の含有量が極めて少ない)アルミナ多孔体により形成されている。そのため、本成形型によれば、成形型を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体を製造する際に、製造されるセラミックス成形体に不純物が混入することを抑制することができ、セラミックス成形体の品質が低下することを抑制することができる。また、本成形型は、純度99wt%以上のアルミナ多孔体により形成されていることから、成形型の製造(焼成)の際に、材料に含まれる不純物の存在に起因して焼結性にばらつきが発生することが抑制されており、その結果、気孔径のばらつきが小さくなっている。従って、本成形型によれば、成形型を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体を製造する際に、溶媒の吸収性のばらつきを抑制することができ、その結果、製造されるセラミックス成形体の局所的な品質(中実性、緻密性等)の低下を抑制することができる。また、本成形型によれば、気孔率が過度に低くなることを抑制することができるため、成形型の吸水性が過度に低くなって成形型を用いた加圧鋳込み成形の際の着肉性が低下することを抑制することができる。 (1) A mold disclosed in the present specification is a ceramic molded body obtained by pouring a mixture of ceramic powder, a dispersant, and water as a solvent into a mold while applying pressure, and allowing the mold to absorb the solvent. In the molding die used for manufacturing, the alumina has a purity of 99 wt% or more and a porosity of 15% or more and 60% or less. As described above, the mold is formed of an alumina porous body having an extremely high purity (that is, an extremely small impurity content). Therefore, according to the present mold, when a ceramic molded body is produced by pressure casting using the mold, impurities can be prevented from being mixed into the produced ceramic molded body. It is possible to suppress the deterioration of quality. In addition, since this mold is formed of an alumina porous body having a purity of 99 wt% or more, the sinterability varies due to the presence of impurities contained in the material during the manufacture (firing) of the mold. As a result, the variation in pore diameter is reduced. Therefore, according to the present mold, when producing a ceramic molded body by pressure casting using the mold, it is possible to suppress variations in solvent absorbability, and as a result, the produced ceramic molded body. The deterioration of local quality (solidity, denseness, etc.) can be suppressed. In addition, according to the present mold, since the porosity can be suppressed from being excessively low, the water absorption of the mold is excessively low, so that the thickness of the mold during pressure casting using the mold is increased. It can suppress that property falls.

(2)上記成形型において、前記アルミナ多孔体の平均気孔径は、0.09μm以上、0.54μm以下である構成としてもよい。このように、本成形型では、成形型を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径が0.09μm以上と過度に小さくないため、成形型を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体を製造する際に、溶媒の吸収性が過度に低下して着肉性が低下することを抑制することができる。また、本成形型では、成形型を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径が0.54μm以下と過度に大きくないため、成形型を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体を製造する際に、セラミックス成形体の原料粉末が成形型の気孔内に侵入して目詰まりが発生することを抑制することができ、該目詰まりに起因して生産性が低下することを抑制することができる。 (2) The said shaping | molding die WHEREIN: The average pore diameter of the said alumina porous body is good also as a structure which is 0.09 micrometer or more and 0.54 micrometer or less. As described above, in the present mold, the average pore diameter of the alumina porous body constituting the mold is not excessively small as 0.09 μm or more. Therefore, when the ceramic molded body is manufactured by pressure casting using the mold. Moreover, it can suppress that the absorptivity of a solvent falls too much and a fleshiness falls. Further, in the present mold, since the average pore diameter of the alumina porous body constituting the mold is not excessively large as 0.54 μm or less, when producing a ceramic molded body by pressure casting using the mold, It can suppress that the raw material powder of a ceramic molded body penetrate | invades in the pore of a shaping | molding die, and clogging generate | occur | produces, and it can suppress that productivity falls resulting from this clogging.

(3)上記成形型において、前記アルミナ多孔体の粒子の短径に対する長径の比の平均値は、2.5以下である構成としてもよい。本成形型によれば、アルミナ多孔体の粒子の短径に対する長径の比の平均値が2.5以下であることから、アルミナ粒子が球状に近くなるため、アルミナ粒子の充填性が高くなり、成形型を構成するアルミナ多孔体が気孔径の小さい緻密体となる。そのため、成形型を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体を製造する際に、セラミック成形体の原料粉末の粒子の粒子径より、成形型を構成するアルミナ多孔体の気孔径が小さくなりやすく、セラミックス成形体の原料粉末が成形型の気孔内に侵入して目詰まりが発生することを抑制することができ、該目詰まりに起因して生産性が低下することを抑制することができる。 (3) In the above mold, the average value of the ratio of the major axis to the minor axis of the particles of the alumina porous body may be 2.5 or less. According to the present mold, since the average value of the ratio of the major axis to the minor axis of the particles of the porous alumina body is 2.5 or less, the alumina particles become nearly spherical, so that the packing property of the alumina particles is increased, The alumina porous body constituting the mold becomes a dense body having a small pore diameter. Therefore, when producing a ceramic molded body by pressure casting using a mold, the pore diameter of the alumina porous body constituting the mold is likely to be smaller than the particle diameter of the raw material powder particles of the ceramic molded body, It can suppress that the raw material powder of a ceramic molded body penetrate | invades in the pore of a shaping | molding die, and clogging generate | occur | produces, and it can suppress that productivity falls resulting from this clogging.

(4)本明細書に開示される成形型の製造方法は、セラミックス粉末と分散剤と溶媒としての水との混合物を加圧しながら成形型に流し込み、前記成形型に前記溶媒を吸収させることによってセラミックス成形体を製造するために使用される前記成形型の製造方法において、純度99wt%以上のアルミナ原料粉末を準備する工程と、前記アルミナ原料粉末を成形してアルミナ成形体を作製する工程と、前記アルミナ成形体を焼成して前記成形型を作製する工程と、を備える。本成形型の製造方法によれば、製造される成形型を構成するアルミナ多孔体が、純度99wt%以上のアルミナ多孔体となる。そのため、本成形型の製造方法によれば、成形型を用いた加圧鋳込み成形により製造されるセラミックス成形体に不純物が混入することを抑制することができるような、かつ、製造されるセラミックス成形体の局所的な品質(中実性、緻密性等)の低下を抑制することができるような、成形型を製造することができる。 (4) The manufacturing method of the shaping | molding die disclosed by this specification is poured into a shaping | molding die, pressing the mixture of ceramic powder, a dispersing agent, and water as a solvent, and making the said shaping | molding absorb the said solvent. In the method for producing a mold used for producing a ceramic molded body, a step of preparing an alumina raw material powder having a purity of 99 wt% or more, a step of molding the alumina raw material powder to produce an alumina molded body, And firing the alumina molded body to produce the mold. According to the manufacturing method of the present mold, the alumina porous body constituting the manufactured mold is an alumina porous body having a purity of 99 wt% or more. Therefore, according to the manufacturing method of the present mold, it is possible to prevent impurities from being mixed into the ceramic molded body manufactured by pressure casting using the mold, and to be manufactured. It is possible to manufacture a mold that can suppress a decrease in local quality (solidity, denseness, etc.) of the body.

(5)上記成形型の製造方法において、前記アルミナ原料粉末の平均粒径は、2μm以下である構成としてもよい。本成形型の製造方法によれば、製造される成形型を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径を、比較的小さくすることができ、成形型を用いた加圧鋳込み成形の際に気孔の目詰まりの発生が抑制されるような成形型を製造することができる。 (5) In the method for producing a mold, the alumina raw material powder may have an average particle size of 2 μm or less. According to the method for producing the mold, the average pore diameter of the alumina porous body constituting the mold to be produced can be made relatively small, and the pore size can be determined during pressure casting using the mold. A mold that can prevent clogging can be manufactured.

(6)本明細書に開示されるセラミックス成形体の製造方法は、上記成形型に、セラミックス粉末と分散剤と溶媒としての水との混合物を加圧しながら流し込む第1の工程と、前記第1の工程の後、前記成形型内に形成されたセラミックス成形体を取り出す工程と、を備える。本セラミックス成形体の製造方法によれば、不純物の混入が抑制され、かつ、局所的な品質(中実性、緻密性等)の低下が抑制されたセラミックス成形体を製造することができる。 (6) The method for producing a ceramic molded body disclosed in the present specification includes a first step in which a mixture of ceramic powder, a dispersant, and water as a solvent is poured into the molding die while pressing, And a step of taking out the ceramic molded body formed in the mold. According to the method for producing a ceramic molded body, it is possible to produce a ceramic molded body in which mixing of impurities is suppressed and deterioration in local quality (solidity, denseness, etc.) is suppressed.

(7)上記セラミックス成形体の製造方法において、前記セラミックス粉末は、平均粒径が0.2μm以下であり、かつ、純度が99.99%以上である構成としてもよい。本セラミックス成形体の製造方法では、原料であるセラミックス粉末の平均粒径が比較的小さく、かつ、純度が比較的高いため、製造されたセラミックス成形体を焼成してセラミックス焼結体を作製することにより、緻密性、強度、耐電圧について高性能なセラミックス焼結体を得ることができる。そのため、本セラミックス成形体の製造方法によれば、このような高性能が要求されるセラミックス成形体(例えば、半導体製造装置用部品用のセラミックス成形体)を製造することができる。 (7) In the method for producing a ceramic molded body, the ceramic powder may have an average particle diameter of 0.2 μm or less and a purity of 99.99% or more. In the method for producing a ceramic molded body, since the average particle size of the ceramic powder as a raw material is relatively small and the purity is relatively high, the produced ceramic molded body is fired to produce a ceramic sintered body. As a result, a high-performance ceramic sintered body can be obtained with respect to denseness, strength, and withstand voltage. Therefore, according to the method for manufacturing a ceramic molded body, a ceramic molded body (for example, a ceramic molded body for a part for a semiconductor manufacturing apparatus) that requires such high performance can be manufactured.

(8)上記セラミックス成形体の製造方法において、前記セラミックス粉末は、アルミナ粉末である構成としてもよい。本セラミックス成形体の製造方法によれば、製造されたセラミックス成形体を焼成してセラミックス焼結体を作製することにより、耐電圧が極めて高い(例えば、耐電圧が250kV/mm以上の)セラミックス焼結体を得ることができる。そのため、本セラミックス成形体の製造方法によれば、このような高耐電圧が要求されるセラミックス成形体(例えば、半導体製造装置用部品用のセラミックス成形体)を製造することができる。 (8) In the method for manufacturing a ceramic molded body, the ceramic powder may be an alumina powder. According to the method for producing a ceramic molded body, a ceramic sintered body is produced by firing the produced ceramic molded body, thereby producing a ceramic sintered body having an extremely high withstand voltage (for example, withstand voltage of 250 kV / mm or more). A ligation can be obtained. Therefore, according to the method for manufacturing a ceramic molded body, a ceramic molded body (for example, a ceramic molded body for a part for a semiconductor manufacturing apparatus) that requires such a high withstand voltage can be manufactured.

(9)上記セラミックス成形体の製造方法において、前記セラミックス成形体は、半導体製造装置用部品用の成形体であることを特徴とする構成としてもよい。本セラミックス成形体の製造方法によれば、製造されたセラミックス成形体を焼成してセラミックス焼結体を作製することにより、耐電圧が極めて高い(例えば、耐電圧が250kV/mm以上の)半導体製造装置用部品を得ることができる。 (9) In the method for manufacturing a ceramic molded body, the ceramic molded body may be a molded body for a component for a semiconductor manufacturing apparatus. According to the method for manufacturing a ceramic molded body, a manufactured ceramic molded body is fired to produce a ceramic sintered body, thereby producing a semiconductor having an extremely high withstand voltage (for example, withstand voltage of 250 kV / mm or more). Device parts can be obtained.

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、成形型、セラミックス成形体、成形型またはセラミックス成形体の製造方法等の形態で実現することが可能である。   The technology disclosed in the present specification can be realized in various forms, for example, in the form of a forming die, a ceramic forming body, a forming die, a method for manufacturing a ceramic forming body, or the like. Is possible.

本実施形態における成形型100の構成を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematically the structure of the shaping | molding die 100 in this embodiment. 本実施形態における成形型100の製造方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the shaping | molding die 100 in this embodiment. セラミックス焼結体の製造方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of a ceramic sintered compact. セラミックス焼結体の製造方法の一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically an example of the manufacturing method of a ceramic sintered compact. 性能評価結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a performance evaluation result.

A.実施形態:
A−1.成形型100の構成:
図1は、本実施形態における成形型100の構成を概略的に示す説明図である。本実施形態の成形型100は、セラミックス成形体の製造方法(成形方法)の1つである加圧鋳込み成形に用いられる型である。加圧鋳込み成形とは、原料粉末(セラミックス成形体を製造する場合にはセラミックス粉末)と分散剤と溶媒としての水との混合物(スラリー)を加圧しながら成形型100に流し込み、成形型100に溶媒を吸収させることによって成形体を製造(成形)する方法である。加圧鋳込み成形は、他の成型方法(例えば、射出成形、プレス成形(CIP成形等)、ゲルキャスト成形等)と比較して、複雑な形状の成形を行うことができるために二次加工を短縮または省略することができ、かつ、有機成分が極めて少なく、溶媒が吸収されるので、乾燥工程および脱脂工程を短縮または省略することができる。
A. Embodiment:
A-1. Configuration of mold 100:
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a mold 100 in the present embodiment. The mold 100 according to the present embodiment is a mold used for pressure casting molding, which is one of the ceramic molded body manufacturing methods (molding methods). In the pressure casting molding, a mixture (slurry) of raw material powder (ceramic powder in the case of manufacturing a ceramic molded body), a dispersant, and water as a solvent is poured into the molding die 100 while being pressurized. In this method, a molded body is produced (molded) by absorbing a solvent. Pressure casting is a secondary process because it can form a complex shape compared to other molding methods (for example, injection molding, press molding (CIP molding, etc.), gel cast molding, etc.). Since the organic component is extremely small and the solvent is absorbed, the drying step and the degreasing step can be shortened or omitted.

なお、本実施形態の成形型100を用いて製造されるセラミックス成形体は、その後、焼成されることによってセラミックス焼結体となる。このようなセラミックス焼結体は、例えば、半導体製造装置用部品や電子部品等として使用される。すなわち、本実施形態の成形型100を用いて製造されるセラミックス成形体は、例えば、半導体製造装置用部品用や電子部品用の成形体である。半導体製造装置用部品としては、例えば、シャフト、チューブ、サセプターリング、リング、アーム、ドーム、静電チャック、ヒータ等が挙げられる。このような半導体製造装置用部品には、例えば半導体製造装置内で使用されるプラズマに耐えるため、高緻密性、高強度、高耐電圧といった性能が求められる。   In addition, the ceramic molded body manufactured using the shaping | molding die 100 of this embodiment becomes a ceramic sintered compact by baking after that. Such a ceramic sintered body is used, for example, as a component for a semiconductor manufacturing apparatus or an electronic component. That is, the ceramic molded body manufactured using the molding die 100 of the present embodiment is, for example, a molded body for a semiconductor manufacturing apparatus component or an electronic component. Examples of the semiconductor manufacturing apparatus component include a shaft, a tube, a susceptor ring, a ring, an arm, a dome, an electrostatic chuck, and a heater. Such a component for a semiconductor manufacturing apparatus is required to have high density, high strength, and high withstand voltage in order to withstand, for example, plasma used in the semiconductor manufacturing apparatus.

図1に示すように、本実施形態の成形型100は、上型110と、下型120とを備える。上型110と下型120とが組み合わされた状態において、成形型100の内部には空間SPが形成される。下型120には、成形型100の外部と内部の空間SPとを連通する貫通孔122が形成されている。この貫通孔122は、後述するように、スラリーの投入孔として用いられる。なお、貫通孔122における内側(空間SP側)の開口幅は、外側(外部側)の開口幅より広い方が好ましい。このような構成とすれば、上型110と下型120とをはずしてセラミック成形体を取り出す際に、貫通孔122の部分でセラミック成形体が破損することを抑制することができる。また、成形型100の空間SPの形状は、製造するセラミックス成形体の形状に応じて定められる。例えば、円板状のセラミックス成形体を製造する場合には、成形型100の空間SPの形状も円板状とされる。   As shown in FIG. 1, the mold 100 of the present embodiment includes an upper mold 110 and a lower mold 120. In a state where the upper mold 110 and the lower mold 120 are combined, a space SP is formed inside the mold 100. The lower mold 120 is formed with a through-hole 122 that allows communication between the outside of the mold 100 and the internal space SP. The through hole 122 is used as a slurry charging hole, as will be described later. In addition, it is preferable that the opening width on the inner side (space SP side) in the through hole 122 is wider than the opening width on the outer side (external side). With such a configuration, when the upper mold 110 and the lower mold 120 are removed and the ceramic molded body is taken out, the ceramic molded body can be prevented from being damaged at the portion of the through hole 122. Further, the shape of the space SP of the mold 100 is determined according to the shape of the ceramic molded body to be manufactured. For example, when manufacturing a disk-shaped ceramic molded body, the shape of the space SP of the mold 100 is also disk-shaped.

本実施形態の成形型100は、アルミナ多孔体により形成されたアルミナ多孔体型である。本実施形態では、成形型100は、純度99wt%以上と極めて高純度の(すなわち、不純物の含有量が極めて少ない)アルミナ多孔体により形成されている。   The mold 100 of this embodiment is an alumina porous body mold formed of an alumina porous body. In the present embodiment, the mold 100 is formed of a highly porous alumina body having a purity of 99 wt% or more (that is, the content of impurities is extremely small).

また、本実施形態の成形型100は、純度99wt%以上のアルミナ多孔体により形成されているため、後述するように、成形型100の製造(焼成)の際に、材料に含まれる不純物の存在に起因する焼結の均一性の低下が抑制され、その結果、成形型100の気孔径のばらつきが抑制されている。そのため、本実施形態の成形型100では、気孔径のばらつきが小さい。   In addition, since the mold 100 of the present embodiment is formed of an alumina porous body having a purity of 99 wt% or more, as will be described later, the presence of impurities contained in the material when the mold 100 is manufactured (fired) As a result, the variation in pore diameter of the mold 100 is suppressed. For this reason, in the mold 100 of the present embodiment, the variation in pore diameter is small.

また、本実施形態では、成形型100を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径は、0.09μm以上、0.54μm以下である。すなわち、本実施形態では、成形型100を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径が、過度に小さくもないし、過度に大きくもない。また、本実施形態では、成形型100を構成するアルミナ多孔体の粒子の短径に対する長径の比の平均値は、2.5以下である。すなわち、本実施形態では、成形型100を構成するアルミナ多孔体の粒子が、過度に細長くない。また、本実施形態では、成形型100を構成するアルミナ多孔体の気孔率は、15%以上、60%以下である。なお、成形型100を構成するアルミナ多孔体の気孔率は、40%以上、60%以下であることがより好ましい。   Moreover, in this embodiment, the average pore diameter of the alumina porous body constituting the mold 100 is 0.09 μm or more and 0.54 μm or less. That is, in this embodiment, the average pore diameter of the alumina porous body constituting the mold 100 is neither too small nor too large. In this embodiment, the average value of the ratio of the major axis to the minor axis of the alumina porous body particles constituting the mold 100 is 2.5 or less. That is, in this embodiment, the alumina porous body particles constituting the mold 100 are not excessively elongated. Moreover, in this embodiment, the porosity of the alumina porous body which comprises the shaping | molding die 100 is 15% or more and 60% or less. Note that the porosity of the alumina porous body constituting the mold 100 is more preferably 40% or more and 60% or less.

A−2.成形型100の製造方法:
次に、成形型100の製造方法について説明する。図2は、本実施形態における成形型100の製造方法の一例を示すフローチャートである。
A-2. Manufacturing method of mold 100:
Next, a method for manufacturing the mold 100 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing the mold 100 in the present embodiment.

はじめに、純度99wt%以上のアルミナ原料粉末を準備する(S110)。このような極めて高純度のアルミナ原料粉末としては、例えば、大明化学工業製のTM−DAR、住友化学製のAKP−30、昭和電工製のAL−160SG−3、日本軽金属製のLS−11等を用いることができる。また、使用するアルミナ原料粉末の平均粒径は、2μm以下であり、使用するアルミナ原料粉末の粒子の短径に対する長径の比の平均値は、2.5以下である。   First, an alumina raw material powder having a purity of 99 wt% or more is prepared (S110). Examples of such extremely high-purity alumina raw material powder include TM-DAR manufactured by Daimei Chemical, AKP-30 manufactured by Sumitomo Chemical, AL-160SG-3 manufactured by Showa Denko, LS-11 manufactured by Nippon Light Metal, and the like. Can be used. The average particle size of the alumina raw material powder used is 2 μm or less, and the average value of the ratio of the major axis to the minor axis of the alumina raw material powder particles used is 2.5 or less.

次に、アルミナ原料粉末を成形して、成形型100用のアルミナ成形体を作製する(S120)。このアルミナ原料粉末の成形は、例えば、冷間等方圧加圧成形法(CIP成形法)により行われる。   Next, the alumina raw material powder is molded to produce an alumina molded body for the mold 100 (S120). The alumina raw material powder is molded by, for example, a cold isostatic pressing method (CIP molding method).

次に、成形型100用のアルミナ成形体を焼成して、アルミナ焼結体である成形型100を作製する(S130)。このときの焼成温度は、1200℃〜1500℃とされる。   Next, the alumina molded body for the mold 100 is fired to produce the mold 100 which is an alumina sintered body (S130). The firing temperature at this time is set to 1200 ° C to 1500 ° C.

以上の製造方法により、上述した構成の成形型100が製造される。上述したように、本製造方法では、純度99wt%以上のアルミナ原料粉末が用いられるため、製造される成形型100を構成するアルミナ多孔体は、純度99wt%以上のアルミナ多孔体となる。また、本製造方法では、純度99wt%以上のアルミナ原料粉末が用いられるため、焼成(S130)の際に、材料に含まれる不純物の存在に起因する焼結の均一性の低下が抑制され、成形型100の気孔径のばらつきが抑制される。   By the above manufacturing method, the mold 100 having the above-described configuration is manufactured. As described above, since the alumina raw material powder having a purity of 99 wt% or higher is used in the present manufacturing method, the alumina porous body constituting the mold 100 to be manufactured is an alumina porous body having a purity of 99 wt% or higher. Moreover, in this manufacturing method, since alumina raw material powder with a purity of 99 wt% or more is used, a reduction in uniformity of sintering due to the presence of impurities contained in the material is suppressed during firing (S130), and molding is performed. Variation in the pore diameter of the mold 100 is suppressed.

また、本製造方法では、アルミナ原料粉末の平均粒径は2μm以下であるため、製造される成形型100を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径は、比較的小さくなる(例えば、0.54μm以下となる)。また、本製造方法では、アルミナ原料粉末の粒子の短径に対する長径の比の平均値は2.5以下であるため、製造される成形型100を構成するアルミナ多孔体の粒子の短径に対する長径の比の平均値は、2.5以下となる。   Moreover, in this manufacturing method, since the average particle diameter of the alumina raw material powder is 2 μm or less, the average pore diameter of the alumina porous body constituting the mold 100 to be manufactured is relatively small (for example, 0.54 μm or less). Become). Further, in this production method, since the average value of the ratio of the major axis to the minor axis of the alumina raw material powder particles is 2.5 or less, the major axis to the minor axis of the alumina porous body particles constituting the mold 100 to be produced The average value of the ratio is 2.5 or less.

A−3.セラミックス焼結体の製造方法:
次に、セラミックス焼結体の製造方法について説明する。図3は、セラミックス焼結体の製造方法の一例を示すフローチャートである。また。図4は、セラミックス焼結体の製造方法の一例を模式的に示す説明図である。本実施形態のセラミックス焼結体の製造方法は、成形型100を用いてセラミックス成形体(より具体的には、アルミナ成形体)を製造した後、セラミックス成形体を焼成してセラミックス焼結体(より具体的には、アルミナ焼結体)を製造する方法である。すなわち、セラミックス焼結体の製造方法は、セラミックス成形体の製造方法(成型方法)を含んでいる。
A-3. Manufacturing method of ceramic sintered body:
Next, a method for manufacturing a ceramic sintered body will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a method for producing a ceramic sintered body. Also. FIG. 4 is an explanatory view schematically showing an example of a method for producing a ceramic sintered body. In the method for manufacturing a ceramic sintered body according to the present embodiment, a ceramic molded body (more specifically, an alumina molded body) is manufactured using a molding die 100, and then the ceramic molded body is fired to obtain a ceramic sintered body ( More specifically, this is a method for producing an alumina sintered body. That is, the method for producing a ceramic sintered body includes a method for producing a ceramic molded body (molding method).

はじめに、アルミナ粉末(セラミックス粉末の一例)と分散剤と溶媒(水)とを攪拌・混合して、これらの混合物であるスラリーSLを作製する(S210)。アルミナ粉末としては、例えば、平均粒径(一次粒子径)が0.2μm以下であり、かつ、純度が99.99%以上であるものが用いられる。このようなアルミナ粉末としては、例えば、大明化学工業製のTM−DAR等を用いることができる。また、分散剤としては、例えば、東亞合成製のA−6114等を用いることができる。   First, alumina powder (an example of ceramic powder), a dispersant, and a solvent (water) are stirred and mixed to produce a slurry SL that is a mixture of these (S210). As the alumina powder, for example, one having an average particle diameter (primary particle diameter) of 0.2 μm or less and a purity of 99.99% or more is used. As such alumina powder, for example, TM-DAR manufactured by Daimei Chemical Industry can be used. As the dispersant, for example, A-6114 manufactured by Toagosei Co., Ltd. can be used.

次に、成形型100に、スラリーSLを加圧しながら流し込む(S220)。図4の上段には、スラリーSLを収容する容器210から、配管220および下型120に形成された貫通孔122を介して、成形型100内の空間SPに、スラリーSLが流入している様子が示されている。このときの加圧の圧力は、例えば、0.1MPa〜1.0MPa程度とされる。また、流し込み完了後、所定時間、加圧状態が保持される。このときの所定時間は、成形体の大きさに応じて設定され、例えば、1分間〜1時間程度とされる。   Next, the slurry SL is poured into the mold 100 while being pressurized (S220). In the upper part of FIG. 4, the state where the slurry SL flows from the container 210 containing the slurry SL into the space SP in the molding die 100 through the pipe 220 and the through hole 122 formed in the lower die 120. It is shown. The pressurizing pressure at this time is, for example, about 0.1 MPa to 1.0 MPa. Further, after completion of pouring, the pressurized state is maintained for a predetermined time. The predetermined time at this time is set according to the size of the molded body, and is, for example, about 1 minute to 1 hour.

上記所定時間経過後、成形型100から、成形型100内に形成されたセラミックス成形体310を取り出す(S230)。その後、必要に応じて、セラミックス成形体310から貫通孔122に相当する部分(図示せず)を除去し、形を整える。図4の中段には、成形型100からセラミックス成形体310が示されている。ここまでの製造方法により、セラミックス成形体310が製造される。   After the predetermined time has elapsed, the ceramic molded body 310 formed in the mold 100 is taken out from the mold 100 (S230). Thereafter, if necessary, a portion (not shown) corresponding to the through hole 122 is removed from the ceramic molded body 310 to adjust the shape. The middle part of FIG. 4 shows a ceramic molded body 310 from the mold 100. The ceramic molded body 310 is manufactured by the manufacturing method so far.

次に、製造されたセラミックス成形体310を焼成することにより、セラミックス焼結体320を作製する(S240)。以上の製造方法により、セラミックス焼結体320が製造される。セラミックス焼結体320は、例えば、半導体製造装置用部品や電子部品等である。図4の中段には、セラミックス成形体310を焼成することにより得られたセラミックス焼結体320が示されている。一般に、焼成による収縮のため、セラミックス焼結体320の大きさは、セラミックス成形体310より小さくなる。   Next, the manufactured ceramic molded body 310 is fired to produce a ceramic sintered body 320 (S240). The ceramic sintered body 320 is manufactured by the above manufacturing method. The ceramic sintered body 320 is, for example, a semiconductor manufacturing apparatus component or an electronic component. The middle part of FIG. 4 shows a ceramic sintered body 320 obtained by firing the ceramic molded body 310. In general, due to shrinkage due to firing, the size of the ceramic sintered body 320 is smaller than that of the ceramic molded body 310.

A−4.本実施形態の効果:
(成形型100に関して)
以上説明したように、本実施形態の成形型100は、セラミックス粉末と分散剤と溶媒としての水との混合物(スラリーSL)を加圧しながら成形型100に流し込み、成形型100に溶媒を吸収させることによってセラミックス成形体310を製造するために使用されるものである。成形型100は、アルミナの純度が99wt%以上であり、かつ、気孔率が15%以上、60%以下であるアルミナ多孔体により形成されている。すなわち、成形型100は、極めて高純度の(すなわち、不純物の含有量が極めて少ない)アルミナ多孔体により形成されている。そのため、本実施形態の成形型100によれば、成形型100を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体310を製造する際に、製造されるセラミックス成形体310に不純物が混入することを抑制することができ、セラミックス成形体310の品質が低下することを抑制することができる。また、本実施形態の成形型100によれば、気孔率が過度に低くなることを抑制することができるため、成形型100の吸水性が過度に低くなって成形型100を用いた加圧鋳込み成形の際の着肉性が低下することを抑制することができる。
A-4. Effects of this embodiment:
(Regarding the mold 100)
As described above, the mold 100 of the present embodiment causes the mold 100 to absorb the solvent by pouring the mixture (slurry SL) of ceramic powder, a dispersant, and water as a solvent into the mold 100 while applying pressure. Thus, the ceramic molded body 310 is used for manufacturing. The mold 100 is formed of an alumina porous body having an alumina purity of 99 wt% or more and a porosity of 15% or more and 60% or less. That is, the mold 100 is formed of an alumina porous body having an extremely high purity (that is, an impurity content is extremely small). Therefore, according to the mold 100 of the present embodiment, when the ceramic molded body 310 is manufactured by pressure casting using the mold 100, impurities are prevented from being mixed into the manufactured ceramic molded body 310. It can suppress that the quality of the ceramic compact 310 falls. In addition, according to the mold 100 of the present embodiment, it is possible to suppress the porosity from becoming excessively low, so that the water absorption of the mold 100 becomes excessively low and pressure casting using the mold 100 is performed. It can suppress that the inking property in the case of shaping | molding falls.

また、本実施形態の成形型100は、純度99wt%以上のアルミナ多孔体により形成されていることから、成形型100の製造(焼成)の際に、材料に含まれる不純物の存在に起因して焼結性にばらつきが発生することが抑制されており、その結果、気孔径のばらつきが小さくなっている。従って、本実施形態の成形型100によれば、成形型100を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体310を製造する際に、スラリーSL中の溶媒の吸収性のばらつきを抑制することができ、その結果、製造されるセラミックス成形体310の局所的な品質(中実性、緻密性等)の低下を抑制することができる。   In addition, since the mold 100 of the present embodiment is formed of an alumina porous body having a purity of 99 wt% or more, it is caused by the presence of impurities contained in the material when the mold 100 is manufactured (fired). Occurrence of variation in sinterability is suppressed, and as a result, variation in pore diameter is reduced. Therefore, according to the mold 100 of the present embodiment, when the ceramic molded body 310 is manufactured by pressure casting using the mold 100, variation in the absorbability of the solvent in the slurry SL can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a decrease in local quality (solidity, denseness, etc.) of the ceramic molded body 310 to be manufactured.

また、本実施形態の成形型100では、成形型100を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径が、0.09μm以上、0.54μm以下である。このように、本実施形態の成形型100では、成形型100を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径が0.09μm以上と過度に小さくないため、成形型100を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体310を製造する際に、スラリーSL中の溶媒の吸収性が過度に低下して着肉性が低下することを抑制することができる。また、本実施形態の成形型100では、成形型100を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径が0.54μm以下と過度に大きくないため、成形型100を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体310を製造する際に、セラミックス成形体310の原料粉末が成形型100の気孔内に侵入して目詰まりが発生することを抑制することができ、該目詰まりに起因して生産性が低下することを抑制することができる。   Moreover, in the shaping | molding die 100 of this embodiment, the average pore diameter of the alumina porous body which comprises the shaping | molding die 100 is 0.09 micrometer or more and 0.54 micrometer or less. As described above, in the mold 100 of the present embodiment, the average pore diameter of the alumina porous body constituting the mold 100 is not excessively small as 0.09 μm or more. Therefore, the ceramic is obtained by pressure casting using the mold 100. When manufacturing the molded object 310, it can suppress that the absorptivity of the solvent in slurry SL falls too much, and a fleshiness falls. Further, in the molding die 100 of the present embodiment, the average pore diameter of the alumina porous body constituting the molding die 100 is not excessively large, 0.54 μm or less. Therefore, the ceramic molded body is formed by pressure casting using the molding die 100. When manufacturing 310, it can suppress that the raw material powder of the ceramic molded object 310 penetrate | invades in the pore of the shaping | molding die 100, and clogging generate | occur | produces, Productivity falls resulting from this clogging. This can be suppressed.

また、本実施形態の成形型100では、成形型100を構成するアルミナ多孔体の粒子の短径に対する長径の比の平均値が、2.5以下である。そのため、本実施形態の成形型100によれば、アルミナ多孔体の粒子の短径に対する長径の比の平均値が2.5以下であることから、アルミナ粒子が球状に近くなるため、アルミナ粒子の充填性が高くなり、成形型100を構成するアルミナ多孔体の気孔径を比較的小さくする(例えば、0.54μm以下とする)ことができる。そのため、成形型100を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体310を製造する際に、セラミックス成形体310の原料粉末の粒子の粒子径より、成形型100を構成するアルミナ多孔体の気孔径が小さくなりやすく、セラミックス成形体310の原料粉末が成形型100の気孔内に侵入して目詰まりが発生することを抑制することができ、該目詰まりに起因して生産性が低下することを抑制することができる。   In the mold 100 of this embodiment, the average value of the ratio of the major axis to the minor axis of the alumina porous body particles constituting the mold 100 is 2.5 or less. Therefore, according to the molding die 100 of the present embodiment, since the average value of the ratio of the major axis to the minor axis of the alumina porous body particles is 2.5 or less, the alumina particles become nearly spherical. Fillability becomes high, and the pore diameter of the alumina porous body constituting the mold 100 can be made relatively small (for example, 0.54 μm or less). Therefore, when the ceramic molded body 310 is manufactured by pressure casting using the molding die 100, the pore diameter of the porous alumina body constituting the molding die 100 is determined from the particle diameter of the raw material powder particles of the ceramic molded body 310. The material powder of the ceramic compact 310 can be prevented from entering the pores of the mold 100 and causing clogging, and the productivity is prevented from being reduced due to the clogging. can do.

(成形型100の製造方法に関して)
また、以上説明したように、本実施形態の成形型100の製造方法は、セラミックス粉末と分散剤と溶媒としての水との混合物(スラリーSL)を加圧しながら成形型100に流し込み、成形型100に溶媒を吸収させることによってセラミックス成形体310を製造するために使用される成形型100の製造方法である。この製造方法は、純度99wt%以上のアルミナ原料粉末を準備する工程(S110)と、アルミナ原料粉末を成形して成形型100用のアルミナ成形体を作製する工程(S120)と、成形型100用のアルミナ成形体を焼成して成形型100を作製する工程(S130)とを備える。そのため、本実施形態の成形型100の製造方法によれば、製造される成形型100を構成するアルミナ多孔体が、純度99wt%以上のアルミナ多孔体となる。そのため、本実施形態の成形型100の製造方法によれば、成形型100を用いた加圧鋳込み成形により製造されるセラミックス成形体310に不純物が混入することを抑制することができるような、かつ、製造されるセラミックス成形体310の局所的な品質(中実性、緻密性等)の低下を抑制することができるような、成形型100を製造することができる。
(Regarding the manufacturing method of the mold 100)
Further, as described above, the method for manufacturing the mold 100 according to the present embodiment is to pour a mixture (slurry SL) of ceramic powder, a dispersant, and water as a solvent into the mold 100 while applying pressure to the mold 100. It is a manufacturing method of the shaping | molding die 100 used in order to manufacture the ceramic molded object 310 by making a solvent absorb. This manufacturing method includes a step of preparing an alumina raw material powder having a purity of 99 wt% or more (S110), a step of forming an alumina raw material powder to produce an alumina molded body for the molding die 100, and a molding die 100 A step (S130) of firing the alumina molded body and producing the mold 100. Therefore, according to the method for manufacturing the mold 100 of the present embodiment, the alumina porous body constituting the mold 100 to be manufactured becomes an alumina porous body having a purity of 99 wt% or more. Therefore, according to the method for manufacturing the mold 100 of the present embodiment, it is possible to prevent impurities from being mixed into the ceramic molded body 310 manufactured by pressure casting using the mold 100, and Thus, it is possible to manufacture the mold 100 that can suppress the deterioration of local quality (solidity, denseness, etc.) of the ceramic molded body 310 to be manufactured.

また、本実施形態の成形型100の製造方法において、アルミナ原料粉末の平均粒径は2μm以下である。そのため、本実施形態の成形型100の製造方法によれば、製造される成形型100を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径を、比較的小さくする(例えば、0.54μm以下とする)ことができる。従って、本実施形態の成形型100の製造方法によれば、成形型100を用いた加圧鋳込み成形の際に気孔の目詰まりの発生が抑制されるような成形型100を製造することができる。   Moreover, in the manufacturing method of the shaping | molding die 100 of this embodiment, the average particle diameter of an alumina raw material powder is 2 micrometers or less. Therefore, according to the method for manufacturing the mold 100 of the present embodiment, the average pore diameter of the porous alumina body constituting the mold 100 to be manufactured can be made relatively small (for example, 0.54 μm or less). it can. Therefore, according to the method for manufacturing the mold 100 of the present embodiment, it is possible to manufacture the mold 100 in which the occurrence of clogging of pores is suppressed during the pressure casting using the mold 100. .

なお、上述したように、本実施形態の成形型100の製造方法では、焼成温度が1200℃以上とされる。そのため、焼成温度が過度に低くなることに起因して未焼結部分が発生することを抑制することができる。その結果、製造された成形型100において、焼結部分と未焼結部分とが併存することによって、強度が低下したり、気孔径のばらつきが大きくなったりすることを抑制することができる。また、上述したように、本実施形態の成形型100の製造方法では、焼成温度が1500℃以下とされる。そのため、焼成温度が過度に高くなることに起因して過焼結部分(異常粒成長した部分)が発生することを抑制することができる。その結果、製造された成形型100において、(適切な)焼結部分と過焼結部分とが併存することにより、気孔率が低下したり、気孔径のばらつきが大きくなったりすることを抑制することができる。従って、本実施形態の成形型100の製造方法によれば、気孔径のばらつきが小さい成形型100を製造することができ、成形型100を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体310を製造する際に、スラリーSL中の溶媒の吸収性のばらつきを抑制することができ、その結果、製造されるセラミックス成形体310の局所的な品質(中実性、緻密性等)の低下を抑制することができる。   As described above, in the method for manufacturing the mold 100 of the present embodiment, the firing temperature is 1200 ° C. or higher. Therefore, it can suppress that a non-sintered part generate | occur | produces resulting from baking temperature becoming low too much. As a result, in the manufactured mold 100, the presence of the sintered portion and the unsintered portion can prevent the strength from decreasing and the variation in pore diameter from increasing. Moreover, as mentioned above, in the manufacturing method of the shaping | molding die 100 of this embodiment, a calcination temperature shall be 1500 degrees C or less. Therefore, generation | occurrence | production of the oversintered part (part which abnormally grain-growth) resulting from baking temperature becoming high too much can be suppressed. As a result, in the manufactured mold 100, the (suitable) sintered portion and the oversintered portion coexist to suppress a decrease in porosity and a large variation in pore diameter. be able to. Therefore, according to the manufacturing method of the molding die 100 of the present embodiment, the molding die 100 having a small variation in pore diameter can be manufactured, and the ceramic molded body 310 is manufactured by pressure casting using the molding die 100. In this case, it is possible to suppress the variation in the absorbability of the solvent in the slurry SL, and as a result, it is possible to suppress a decrease in local quality (solidity, denseness, etc.) of the produced ceramic molded body 310. Can do.

(セラミックス成形体310の製造方法に関して)
また、以上説明したように、本実施形態のセラミックス成形体310の製造方法は、本実施形態の成形型100にセラミックス粉末と分散剤と溶媒としての水との混合物(スラリーSL)を加圧しながら流し込む工程(S220)と、S220の工程の後、成形型100内に形成されたセラミックス成形体310を取り出す工程(S230)とを備える。そのため、本実施形態のセラミックス成形体310の製造方法によれば、不純物の混入が抑制され、かつ、局所的な品質(中実性、緻密性等)の低下が抑制されたセラミックス成形体310を製造することができる。
(Regarding the method for producing the ceramic molded body 310)
As described above, the method for manufacturing the ceramic molded body 310 according to the present embodiment pressurizes a mixture (slurry SL) of ceramic powder, a dispersant, and water as a solvent to the mold 100 according to the present embodiment. A pouring step (S220), and a step (S230) for removing the ceramic molded body 310 formed in the mold 100 after the step S220. Therefore, according to the method for manufacturing the ceramic molded body 310 of the present embodiment, the ceramic molded body 310 in which the mixing of impurities is suppressed and the deterioration of local quality (solidity, denseness, etc.) is suppressed. Can be manufactured.

また、本実施形態のセラミックス成形体310の製造方法では、原料であるセラミックス粉末は、平均粒径が0.2μm以下であり、かつ、純度が99.99%以上である。このように、本実施形態のセラミックス成形体310の製造方法では、原料であるセラミックス粉末の平均粒径が比較的小さく、かつ、純度が比較的高いため、製造されたセラミックス成形体310を焼成してセラミックス焼結体320を作製することにより、緻密性、強度、耐電圧について高性能なセラミックス焼結体320を得ることができる。そのため、本実施形態のセラミックス成形体310の製造方法によれば、このような高性能が要求されるセラミックス成形体310(例えば、半導体製造装置用部品用や電子部品用のセラミックス成形体)を製造することができる。   In the method for manufacturing the ceramic molded body 310 of the present embodiment, the ceramic powder as the raw material has an average particle size of 0.2 μm or less and a purity of 99.99% or more. Thus, in the manufacturing method of the ceramic molded body 310 of this embodiment, since the average particle diameter of the ceramic powder as a raw material is relatively small and the purity is relatively high, the manufactured ceramic molded body 310 is fired. By manufacturing the ceramic sintered body 320, a high-performance ceramic sintered body 320 can be obtained with respect to denseness, strength, and withstand voltage. Therefore, according to the manufacturing method of the ceramic molded body 310 of the present embodiment, such a ceramic molded body 310 (for example, a ceramic molded body for a semiconductor manufacturing apparatus or an electronic component) that requires high performance is manufactured. can do.

また、本実施形態のセラミックス成形体310の製造方法では、原料であるセラミックス粉末は、アルミナ粉末である。そのため、本実施形態のセラミックス成形体310の製造方法によれば、製造されたセラミックス成形体310を焼成してセラミックス焼結体320を作製することにより、耐電圧が極めて高い(例えば、耐電圧が250kV/mm以上の)セラミックス焼結体320を得ることができる。そのため、本実施形態のセラミックス成形体310の製造方法によれば、このような高耐電圧が要求されるセラミックス成形体310(例えば、半導体製造装置用部品用や電子部品用のセラミックス成形体)を製造することができる。   In the method for manufacturing the ceramic molded body 310 of the present embodiment, the ceramic powder as the raw material is an alumina powder. Therefore, according to the method for manufacturing the ceramic molded body 310 of the present embodiment, the ceramic molded body 310 is fired to produce the ceramic sintered body 320, so that the withstand voltage is extremely high (for example, the withstand voltage is high). A ceramic sintered body 320 (250 kV / mm or more) can be obtained. Therefore, according to the method for manufacturing the ceramic molded body 310 of the present embodiment, such a ceramic molded body 310 (for example, a ceramic molded body for a semiconductor manufacturing apparatus or an electronic component) that requires a high withstand voltage is used. Can be manufactured.

A−5.性能評価:
加圧鋳込み成型によるセラミックス成形体の製造に用いられる成形型について、性能評価を行った。図5は、性能評価結果を示す説明図である。
A-5. Performance evaluation:
Performance evaluation was performed about the shaping | molding die used for manufacture of the ceramic molded object by pressure casting. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the performance evaluation results.

(各サンプルについて)
図5に示すように、性能評価には、15個のサンプル(サンプルS1〜S15)の成形型が用いられた。各サンプルの成形型は、形成材料や製造製法が互いに異なっており、その結果、平均気孔径や気孔率等の特性が互いに異なっている。
(About each sample)
As shown in FIG. 5, the molds of 15 samples (samples S1 to S15) were used for performance evaluation. The molding dies of the samples are different from each other in forming material and manufacturing method, and as a result, characteristics such as average pore diameter and porosity are different from each other.

サンプルS1〜S3では、成形型の形成材料として、親水性樹脂材料を用いた。より詳細には、親水性樹脂材料を60mm×60mm×厚さ20mmの角柱状に切断し、中央部に18mm×18mm×深さ2.5mmの凹部を設けて成形型を作製した。なお、サンプルS1では、親水性樹脂材料としてフェノール樹脂(フタムラ化学製のFL−FLE)を用い、サンプルS2では、親水性樹脂材料としてポリアミド樹脂(東レプラスチック精工製のTPS N66)を用い、サンプルS3では、親水性樹脂材料としてPVA(ポリビニルアルコール)樹脂(アイオン製のベルイーターA)を用いた。   In samples S1 to S3, a hydrophilic resin material was used as a forming material for the mold. More specifically, the hydrophilic resin material was cut into a prismatic shape having a size of 60 mm × 60 mm × thickness 20 mm, and a concave portion having a size of 18 mm × 18 mm × depth 2.5 mm was provided at the center to produce a molding die. In sample S1, phenol resin (FL-FLE manufactured by Phutamura Chemical) is used as the hydrophilic resin material, and in sample S2, polyamide resin (TPS N66 manufactured by Toray Plastic Seiko Co., Ltd.) is used as the hydrophilic resin material. Then, PVA (polyvinyl alcohol) resin (Aion Beleater A) was used as the hydrophilic resin material.

サンプルS4では、成形型の形成材料として、多孔質金属材料(日本精線製のエクセルポア)を用いた。より詳細には、多孔質金属材料を60mm×60mmに切断し、中央部に18mm×18mm×深さ2.5mmの凹部を設けて成形型を作製した。   In sample S4, a porous metal material (Excelpore manufactured by Nippon Seisen) was used as the forming material of the mold. More specifically, a porous metal material was cut into 60 mm × 60 mm, and a concave portion having a size of 18 mm × 18 mm × depth 2.5 mm was provided in the center portion to produce a molding die.

サンプルS5では、成形型の形成材料として、石膏(吉野石膏製 特級)を用いた。より詳細には、石膏100重量部に対し水67重量部を添加して9分間混合し、原型(18mm×18mm×厚さ2.5mmの角柱状)を入れた容器に流し込み、5分間放置することで硬化させた後、原型を取出すことにより、18mm×18mm×深さ2.5mmの凹部を備える成形型を作製した。   In sample S5, gypsum (special grade made by Yoshino gypsum) was used as the forming material of the mold. More specifically, 67 parts by weight of water is added to 100 parts by weight of gypsum, mixed for 9 minutes, poured into a container containing the original mold (18 mm × 18 mm × 2.5 mm thick prism), and left for 5 minutes. After being cured by this, by removing the original mold, a mold having a recess of 18 mm × 18 mm × depth 2.5 mm was produced.

サンプルS6〜S15では、成形型の形成材料として、アルミナを用いた。より詳細には、アルミナ粉末を150g秤量し、秤量したアルミナ粉末を成形型(カーボン製)へ投入し、プレス機にて加圧(圧力:25kN)し、60mm×60mm×厚さ20mmの角柱状に成形した後、さらに、冷間等方圧加圧成形(CIP成形)(圧力:1.5ton)を行った。作製した成形体をアルミナサヤに入れ、焼成(焼成温度:1200〜1500℃の範囲内の図5に示す温度)を行い、成形型を作製した。   In samples S6 to S15, alumina was used as a forming material for the mold. More specifically, 150 g of alumina powder is weighed, and the weighed alumina powder is put into a mold (made of carbon) and pressed (pressure: 25 kN) by a press machine, and is a prismatic shape having a size of 60 mm × 60 mm × thickness 20 mm. Then, cold isostatic pressing (CIP molding) (pressure: 1.5 ton) was further performed. The produced molded body was put in an alumina sheath and fired (firing temperature: a temperature shown in FIG. 5 within a range of 1200 to 1500 ° C.) to produce a mold.

なお、サンプルS6では、アルミナとして、大明化学工業製のTM−DAR(平均粒径:0.1μm、純度99.99%以上)を用い(図5では「アルミナ(A)」と表す)、サンプルS7では、アルミナとして、住友化学製のAKP−30(平均粒径:0.3μm、純度99.99%以上)を用い(図5では「アルミナ(B)」と表す)、サンプルS8〜S11では、アルミナとして、昭和電工製のAL−160SG−3(平均粒径:0.5μm、純度:99.5%)を用い(図5では「アルミナ(C)」と表す)、サンプルS12〜S14では、アルミナとして、日本軽金属製のLS−11(平均粒径:2μm、純度:99.8%)を用いた(図5では「アルミナ(D)」と表す)。また、サンプルS15では、アルミナとして、住友化学製のAL−7(平均粒径:0.5μm、純度:99.5%)を原料として、AL−7の95.0wt%に対し、焼結助剤としてシリカ2.5wt%、マグネシア0.2wt%、炭酸バリウム2.3wt%、合計5.0wt%を添加した純度95%のアルミナを用いた(図5では「アルミナ(E)」と表す)。   In sample S6, TM-DAR (average particle size: 0.1 μm, purity 99.99% or more) manufactured by Daimei Chemical Industry was used as the alumina (referred to as “alumina (A)” in FIG. 5). In S7, AKP-30 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (average particle size: 0.3 μm, purity 99.99% or more) is used as alumina (indicated as “alumina (B)” in FIG. 5), and in samples S8 to S11, As an alumina, Showa Denko AL-160SG-3 (average particle size: 0.5 μm, purity: 99.5%) is used (referred to as “alumina (C)” in FIG. 5), and in samples S12 to S14, LS-11 (average particle diameter: 2 μm, purity: 99.8%) manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd. was used as alumina (referred to as “alumina (D)” in FIG. 5). In sample S15, AL-7 (average particle size: 0.5 μm, purity: 99.5%) manufactured by Sumitomo Chemical was used as the alumina as a raw material, and sintering aid was compared with 95.0 wt% of AL-7. As an agent, alumina having a purity of 95% to which 2.5 wt% of silica, 0.2 wt% of magnesia, 2.3 wt% of barium carbonate, and 5.0 wt% in total were added was used (referred to as "alumina (E)" in FIG. 5). .

このように、サンプルS6〜S15では、成形型の製造に使用されるアルミナ原料粉末の平均粒径は、2μm以下であった。なお、アルミナ原料粉末の平均粒径は、サンプルS6に使用したもの(アルミナ(A))が最も小さく、サンプルS7に使用したもの(アルミナ(B))が2番目に小さく、サンプルS8〜S11に使用したもの(アルミナ(C))およびサンプルS15に使用したもの(アルミナ(E))が3番目に小さく、サンプルS12〜S14に使用したもの(アルミナ(D))が最も大きい。なお、サンプルS12〜S14に使用したもの(アルミナ(D))は、コスト面で最も優れている。   Thus, in samples S6 to S15, the average particle diameter of the alumina raw material powder used for the production of the mold was 2 μm or less. The average particle size of the alumina raw material powder is the smallest for the sample S6 (alumina (A)), the second for the sample S7 (alumina (B)), and the samples S8 to S11. The one used (alumina (C)) and the one used for sample S15 (alumina (E)) are the third smallest, and the one used for samples S12 to S14 (alumina (D)) is the largest. In addition, what was used for sample S12-S14 (alumina (D)) is the most excellent in terms of cost.

また、図5に示すように、成形型の形成材料として石膏を用いたサンプルS5、および、成形型の形成材料としてアルミナを用いたサンプルS6〜S15の一部について、平均気孔径および気孔率を測定した。平均気孔径は、水銀ポロシメーター(島津製作所製のオートポアIV)を用いて測定し、気孔率は、アルキメデス法により焼結密度を測定し、相対密度に対する、相対密度と焼結密度との差の割合として算出した(気孔率の算出式:(相対密度−焼結密度)/(相対密度) ×100(%))。   Further, as shown in FIG. 5, the average pore diameter and the porosity of sample S5 using gypsum as a forming material of the mold and samples S6 to S15 using alumina as the forming material of the forming die are shown. It was measured. The average pore diameter is measured using a mercury porosimeter (Autopore IV manufactured by Shimadzu Corporation), and the porosity is measured by a sintered density by the Archimedes method, and the ratio of the difference between the relative density and the sintered density to the relative density. (Porosity calculation formula: (relative density−sintered density) / (relative density) × 100 (%)).

成形型の形成材料としてアルミナを用いたサンプルS6〜S15では、全体的に、成形型の形成材料として石膏を用いたサンプルS5と比較して、平均気孔径が小さく、かつ、気孔率が低かった。なお、サンプルS6〜S15では、成形型を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径は、0.09μm以上、0.54μm以下の範囲内であった。また、成形型の形成材料としてアルミナ粉末を用いたサンプルS6〜S15の中では、アルミナ粉末の平均粒径が小さいほど、平均気孔径が小さく、かつ、気孔率が低いという傾向であった。また、使用するアルミナ粉末の種類が同じであるサンプル同士を比較すると、焼成温度が高いほど、気孔率が低いという傾向であった。   In the samples S6 to S15 using alumina as the forming material of the mold, the average pore diameter and the porosity were generally low as compared with the sample S5 using gypsum as the forming material of the mold. . In samples S6 to S15, the average pore diameter of the alumina porous body constituting the mold was in the range of 0.09 μm to 0.54 μm. Further, among the samples S6 to S15 using alumina powder as the forming material of the mold, the average pore diameter was smaller and the porosity was lower as the average particle diameter of the alumina powder was smaller. Further, when samples of the same kind of alumina powder to be used were compared, the higher the firing temperature, the lower the porosity.

(評価項目および評価方法について)
本性能評価では、各サンプルの成形型を用いて加圧鋳込み成形を行うことによりセラミックス成形体を作製し、着肉性と、脱型性と、割れにくさと、不純物混入度合いについての評価を行った。なお、セラミックス成形体の形成材料としてのスラリーは、アルミナ粉末(大明化学工業のTM−DAR(平均粒径:0.1μm、純度:99.99%以上):500g、イオン交換水:206.79g、分散剤(東亜合成製のA−6114):12.5gを秤量し、撹拌・混合することにより得た。また、加圧鋳込み成形は、各サンプルの成形型の中央部に設けられた凹部(18mm×18mm×深さ2.5mm)に調製したスラリーを流し込むことにより行った。なお、加圧の圧力は0.3MPaとし、加圧時間は5分間とした。加圧時間の経過後、成形型から製造されたセラミックス成形体を取り出した。
(Evaluation items and evaluation methods)
In this performance evaluation, a ceramic molded body is produced by performing pressure casting using a molding die of each sample, and evaluation is performed on the inking property, demolding property, resistance to cracking, and the degree of impurity contamination. went. In addition, the slurry as a forming material of the ceramic molded body was alumina powder (TM-DAR (average particle size: 0.1 μm, purity: 99.99% or more) of Daimei Chemical Industries: 500 g, ion-exchanged water: 206.79 g. The dispersant (A-6114 manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) was obtained by weighing 12.5 g, stirring and mixing, and the pressure casting was a recess provided in the center of the mold of each sample. This was performed by pouring the prepared slurry into (18 mm × 18 mm × depth 2.5 mm), where the pressure of pressurization was 0.3 MPa and the pressurization time was 5 minutes. The ceramic molded body produced from the mold was taken out.

着肉性評価については、加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体として形があるものを得られた場合に合格(〇)と判定し、スラリーのままだった場合など、セラミックス成形体が得られなかった場合に不合格(×)と判定した。なお、合格と判定された場合には、着肉厚さをノギスを用いて測定した。   Regarding the inking property evaluation, a ceramic molded body could not be obtained, for example, when it was determined that the ceramic molded body had a shape by pressure casting and was judged to be acceptable (◯) and remained in slurry. The case was judged as rejected (x). In addition, when it was determined to be acceptable, the thickness of the flesh was measured using calipers.

脱型性評価については、セラミックス成形体を成形型から取り出すことができた場合に合格(〇)と判定し、セラミックス成形体を成形型から取り出すことができなかった場合に不合格(×)と判定した。なお、着肉性の評価が不合格(×)であった場合には、脱型性評価は評価不能(−)とした。   For demolding evaluation, it was determined that the ceramic molded body could be taken out from the mold (O), and the ceramic molded body could not be taken out from the mold. Judged. In addition, when the evaluation of the inking property was unacceptable (x), the demoldability evaluation was not possible (−).

割れにくさ評価については、加圧鋳込み成形を50回行い、成形型に割れが発生しなかった場合に合格(〇)と判定し、成形型に割れが発生した場合に不合格(×)と判定した。   For the evaluation of resistance to cracking, press casting was performed 50 times, and when the mold was not cracked, it was judged as acceptable (O), and when the mold was cracked, it was rejected (X). Judged.

不純物混入評価については、成形型から取り出したセラミックス成形体の外観を目視により観察し、成形型からの不純物の混入箇所(セラミックスの地色とは異なる着色箇所)の有無を調べた。また、セラミックス成形体を焼成したセラミックス焼結体の断面を対象としたSEM画像の観察やSEM−EDS分析により、成形型からの不純物の混入箇所(成形型に含有される元素が検出される箇所)の有無を調べた。不純物の混入箇所が存在しない場合に合格(〇)と判定し、不純物の混入箇所が存在する場合に不合格(×)と判定した。   For the impurity contamination evaluation, the appearance of the ceramic molded body taken out from the mold was visually observed, and the presence / absence of an impurity contamination location (colored location different from the ceramic ground color) from the mold was examined. Also, the location where impurities are mixed from the mold (location where elements contained in the mold are detected) is observed by SEM image observation or SEM-EDS analysis of the cross section of the ceramic sintered body obtained by firing the ceramic molded body. ) Was examined. When there was no impurity-contaminated portion, it was judged as acceptable (◯), and when there was an impurity-contaminated portion, it was judged as unacceptable (x).

すべての評価項目について合格(〇)と判定されたサンプルについて、総合的に合格(〇)と判定し、少なくとも1つの評価項目について不合格(×)と判定されたサンプルについて、総合的に不合格(×)と判定した。   Samples judged as acceptable (◯) for all evaluation items are comprehensively judged as acceptable (○), and samples judged as failed (×) for at least one evaluation item are totally rejected. (X) was determined.

なお、成形型の形成材料として石膏を用いたサンプルS5、および、成形型の形成材料としてアルミナを用いたサンプルS13については、作製されたセラミックス成形体を焼成(焼成温度:1400℃)してセラミックス焼結体を作製し、「JIS C 2110 固体電気材料の絶縁耐力」の試験方法に準じて、耐電圧を測定した。   For the sample S5 using gypsum as the forming material of the mold and the sample S13 using alumina as the forming material of the forming die, the ceramic formed body was fired (firing temperature: 1400 ° C.) to produce ceramics. A sintered body was prepared, and the withstand voltage was measured in accordance with the test method of “JIS C 2110 Dielectric strength of solid electrical material”.

(評価結果)
図5に示すように、着肉性の評価において、サンプルS1〜S3,S11では不合格(×)と判定された。サンプルS1〜S3では、通常の樹脂は疎水性であるところ、成形型の形成材料として親水性樹脂を用いたが、成形型の吸水性が低く、着肉しなかったものと考えられる。また、サンプルS11では、成形型の形成材料としてアルミナが用いられているが、その気孔率が過度に低い(7.1%)ため、成形型の吸水性が低く、着肉しなかったものと考えられる。一方、他のサンプル(S4〜S10,S12〜S15)では、着肉性については合格(〇)と判定された。また、これらのサンプル(S4〜S10,S12〜S15)では、脱型性についても合格(〇)と判定された。このように、成形型の形成材料としてアルミナが用いられているサンプル(S6〜S15)の内、着肉性および脱型性について合格(〇)と判定されたサンプルS6〜S10,S12〜S15では、アルミナの気孔率が15%以上、60%以下であった。
(Evaluation results)
As shown in FIG. 5, in the evaluation of the inking property, the samples S1 to S3 and S11 were determined to be rejected (x). In Samples S1 to S3, although the normal resin is hydrophobic, a hydrophilic resin was used as the forming material of the mold, but it is considered that the mold did not absorb water and did not sink. In sample S11, alumina is used as the forming material of the mold, but its porosity is excessively low (7.1%), so that the mold has low water absorption and is not fleshed. Conceivable. On the other hand, the other samples (S4 to S10, S12 to S15) were determined to be acceptable (◯) for the inking property. Moreover, in these samples (S4 to S10, S12 to S15), the demoldability was also determined to be acceptable (◯). Thus, among the samples (S6 to S15) in which alumina is used as the forming material of the mold, the samples S6 to S10 and S12 to S15 that are determined to be acceptable (◯) for the inking property and the demolding property are used. The porosity of alumina was 15% or more and 60% or less.

なお、着肉厚さについては、成形型の形成材料としてアルミナを用いたサンプルS6〜S15では、成形型の形成材料として石膏を用いたサンプルS5と同等以上であった。特に、サンプルS7では、気孔率が同等のサンプルS9と比較しても着肉厚さが非常に厚くなっており、短時間での加圧鋳込み成形が可能であった。このサンプルS7では、成形型の形成材料としてのアルミナ粉末の平均粒径(0.3μm)が比較的小さいため、成形型の平均気孔径(0.09μm)が比較的小さくなっている。そのため、このサンプルS7では、成形型の目詰まりの発生が抑制され、かつ、吸水性が高くなり、良好な着肉性が得られたものと考えられる。一方、成形型の形成材料としてアルミナを用いたサンプルの中でも、成形型の形成材料としてのアルミナ粉末の平均粒径(2.0μm)が比較的大きく、その結果、平均気孔径(0.54μm)が比較的大きいサンプルS12〜S14では、サンプルS7等と比べると、成形型の目詰まりの発生が十分に抑制されなかったものと考えられる。なお、成形型に目詰まりが発生すると、目詰まりした部分と目詰まりしていない部分との間に密度差が生ずるため、製造されたセラミックス成形体を焼成して得られるセラミックス焼結体の強度や耐電圧が低下すると考えられ、好ましくない。   In addition, regarding the thickness of the sample, the samples S6 to S15 using alumina as the forming material of the mold were equal to or more than the sample S5 using gypsum as the forming material of the mold. In particular, the sample S7 had a very thick wall thickness even when compared with the sample S9 having the same porosity, and the pressure casting molding was possible in a short time. In this sample S7, since the average particle diameter (0.3 μm) of the alumina powder as the forming material of the mold is relatively small, the average pore diameter (0.09 μm) of the mold is relatively small. Therefore, in this sample S7, it is considered that the occurrence of clogging of the molding die is suppressed, the water absorption is increased, and good inking properties are obtained. On the other hand, among the samples using alumina as the forming material for the mold, the average particle diameter (2.0 μm) of the alumina powder as the forming material for the forming mold is relatively large. As a result, the average pore diameter (0.54 μm) In the samples S12 to S14 having a relatively large size, it is considered that the occurrence of clogging of the mold was not sufficiently suppressed as compared with the sample S7 and the like. When clogging occurs in the mold, there is a difference in density between the clogged part and the part that is not clogged. Therefore, the strength of the ceramic sintered body obtained by firing the produced ceramic compact In addition, the withstand voltage is considered to decrease, which is not preferable.

また、割れにくさの評価において、サンプルS5では不合格(×)と判定された。このサンプルS5では、成形型の形成材料として強度の低い石膏が用いられているためであると考えられる。一方、他のサンプル(S1〜S4,S6〜S14)では、割れにくさについては合格(〇)と判定された。   Further, in the evaluation of the difficulty of cracking, the sample S5 was determined to be rejected (x). In this sample S5, it is considered that plaster with low strength is used as the forming material of the mold. On the other hand, in the other samples (S1 to S4, S6 to S14), it was determined that the cracking resistance was acceptable (◯).

また、不純物混入評価において、サンプルS4では、セラミックス成形体の外観の目視観察により灰色の着色箇所が認められたため、不純物の混入箇所が存在するとして、不合格(×)と判定された。このサンプルS4では、成形型の形成材料として多孔質金属が用いられているため、加圧鋳込み成形の際に、多孔質金属の表面が剥離し、セラミックス成形体に混入したものと考えられる。また、サンプルS5では、セラミックス焼結体の断面のSEM画像において、均質な組織ではなく、成分の異なる針状の粒子の存在が認められた。また、SEM−EDS分析により、この針状粒子は、カルシウムを含んでいることが確認された。そのため、サンプルS5では、不純物の混入箇所が存在するとして、不合格(×)と判定された。このサンプルS5では、成形型の形成材料として石膏が用いられているため、加圧鋳込み成形の際に、石膏に含まれるカルシウムがセラミックス成形体に混入したものと考えられる。また、サンプルS15では、SEM−EDS分析により、マグネシウムが確認された。サンプルS15では、焼結していないアルミナと焼結助剤との混晶が存在し、これがセラミックに混入したものと考えられる。一方、他のサンプル(S6〜S14)では、不純物混入については合格(〇)と判定された。   Further, in the impurity contamination evaluation, in sample S4, since a gray colored portion was observed by visual observation of the appearance of the ceramic molded body, it was determined as rejected (x) because an impurity contamination portion was present. In this sample S4, since a porous metal is used as a forming material of the mold, it is considered that the surface of the porous metal was peeled off and mixed into the ceramic molded body during pressure casting. Further, in sample S5, in the SEM image of the cross section of the ceramic sintered body, the presence of acicular particles having different components was recognized instead of a homogeneous structure. Moreover, it was confirmed by SEM-EDS analysis that the acicular particles contain calcium. Therefore, in sample S5, it was determined that the sample was rejected (x) because there was a portion where impurities were mixed. In this sample S5, since gypsum is used as the forming material of the mold, it is considered that calcium contained in the gypsum is mixed into the ceramic molded body during pressure casting. In sample S15, magnesium was confirmed by SEM-EDS analysis. In sample S15, there is a mixed crystal of unsintered alumina and a sintering aid, which is considered to be mixed in the ceramic. On the other hand, in the other samples (S6 to S14), it was determined that the impurity contamination was acceptable (◯).

また、耐電圧評価において、成形型の形成材料としてアルミナを用いたサンプルS13では、成形型の形成材料として石膏を用いたサンプルS5よりも高い耐電圧(耐電圧が250kV/mm以上)を示した。サンプルS13では、成形型からの不純物の混入が効果的に抑制されたため、成形型からの不純物(カルシウム等)の混入が発生したサンプルS5よりも耐電圧が高くなったものと考えられる。なお、サンプルS13の成形型により作製されたセラミックス成形体を焼成して形成されたセラミックス焼結体を分析したところ、最大気孔径が2μmの良好な緻密体であることが確認された。   Moreover, in the withstand voltage evaluation, the sample S13 using alumina as the forming material of the mold showed a higher withstand voltage (withstand voltage of 250 kV / mm or more) than the sample S5 using plaster as the forming material of the forming mold. . In sample S13, since the mixing of impurities from the mold was effectively suppressed, it is considered that the withstand voltage was higher than that of sample S5 in which the mixing of impurities (such as calcium) from the mold occurred. In addition, when the ceramic sintered body formed by baking the ceramic molded body produced with the shaping | molding die of sample S13 was analyzed, it was confirmed that it is a favorable dense body whose maximum pore diameter is 2 micrometers.

以上説明した性能評価により、成形型が、アルミナの純度が99wt%以上であり、かつ、気孔率が15%以上、60%以下であるアルミナ多孔体により形成されていれば、成形型を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体を製造する際に、製造されるセラミックス成形体に不純物が混入することを抑制することができると共に、製造されるセラミックス成形体の局所的な品質(中実性、緻密性等)の低下を抑制することができることが確認された。   According to the performance evaluation described above, if the mold is formed of an alumina porous body having an alumina purity of 99 wt% or more and a porosity of 15% or more and 60% or less, the mold was used. When manufacturing a ceramic molded body by pressure casting, it is possible to prevent impurities from being mixed into the manufactured ceramic molded body, and to improve the local quality (solidity, It was confirmed that the reduction in the density and the like) can be suppressed.

また、上記の性能評価により、成形型を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径が0.09μm以上、0.54μm以下であれば、成形型の着肉性が低下することを抑制することができると共に、成形型の目詰まりが発生することを抑制することができることが確認された。   Moreover, by said performance evaluation, if the average pore diameter of the alumina porous body which comprises a shaping | molding die is 0.09 micrometer or more and 0.54 micrometer or less, it can suppress that the moldability of a shaping | molding die falls. At the same time, it has been confirmed that clogging of the mold can be suppressed.

また、上記の性能評価により、成形型の製造に用いられるアルミナ原料粉末の平均粒径が2μm以下であれば、製造される成形型を構成するアルミナ多孔体の平均気孔径を比較的小さくする(例えば、0.54μm以下とする)ことができることが確認された。   Moreover, if the average particle diameter of the alumina raw material powder used for manufacture of a shaping | molding die is 2 micrometers or less by said performance evaluation, the average pore diameter of the alumina porous body which comprises the shaping | molding die manufactured is made comparatively small ( For example, it was confirmed that the thickness could be 0.54 μm or less.

また、上記の性能評価により、成形型を製造する際の焼成温度が1200℃以上、1500℃以下であれば、成形型の気孔径のばらつきを小さくすることができ、成形型を用いた加圧鋳込み成形によりセラミックス成形体を製造する際のスラリー中の溶媒の吸収性のばらつきを抑制することができ、その結果、製造されるセラミックス成形体の局所的な品質(中実性、緻密性等)の低下を抑制することができることが確認された。   Further, according to the above performance evaluation, if the firing temperature at the time of producing the mold is 1200 ° C. or more and 1500 ° C. or less, the variation in the pore diameter of the mold can be reduced, and pressurization using the mold It is possible to suppress variations in the absorbability of the solvent in the slurry when producing a ceramic body by casting, and as a result, local quality (solidity, denseness, etc.) of the produced ceramic body. It was confirmed that the decrease in the resistance can be suppressed.

また、上記の性能評価により、セラミックス成形体の原料であるセラミックス粉末の平均粒径が0.2μm以下であり、かつ、純度が99.99%以上であれば、緻密性、強度、耐電圧について高性能なセラミックス焼結体を得ることができるようなセラミックス成形体を製造することができることが確認された。   Further, according to the above performance evaluation, if the average particle size of the ceramic powder as a raw material of the ceramic molded body is 0.2 μm or less and the purity is 99.99% or more, the denseness, strength, and withstand voltage will be increased. It was confirmed that a ceramic molded body capable of obtaining a high-performance ceramic sintered body can be produced.

また、上記の性能評価により、セラミックス成形体の原料であるセラミックス粉末としてアルミナ粉末を用いれば、耐電圧が極めて高いセラミックス焼結体を得ることができるようなセラミックス成形体を製造することができることが確認された。   Further, according to the above performance evaluation, if alumina powder is used as the ceramic powder that is a raw material of the ceramic molded body, a ceramic molded body capable of obtaining a ceramic sintered body having an extremely high withstand voltage can be manufactured. confirmed.

B.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
B. Variation:
The technology disclosed in the present specification is not limited to the above-described embodiment, and can be modified into various forms without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

上記実施形態における成形型100の構成は、あくまで例示であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、成形型100が上型110と下型120との2つの部品から構成されているが、成形型100の構成部品数は任意に変更可能である。   The structure of the shaping | molding die 100 in the said embodiment is an illustration to the last, and can deform | transform variously. For example, in the above embodiment, the mold 100 is composed of two parts, the upper mold 110 and the lower mold 120, but the number of components of the mold 100 can be arbitrarily changed.

また、上記実施形態において説明した成形型100を構成するアルミナ多孔体についての特性(平均気孔率、粒子の短径に対する長径の比の平均値等)や、成形型100の製造方法についての特性(アルミナ原料粉末の平均粒径、焼成温度等)、セラミックス成形体310の製造方法についての特性(原料の種類、平均粒径、純度等)は、具備するのが好ましいが、必ずしも具備する必要はない。   In addition, characteristics of the alumina porous body constituting the mold 100 described in the above embodiment (average porosity, average value of ratio of major axis to minor axis of particles, etc.) and characteristics of the manufacturing method of the mold 100 ( The average particle size of alumina raw material powder, firing temperature, etc.) and the characteristics of the ceramic molded body 310 manufacturing method (type of raw material, average particle size, purity, etc.) are preferably provided, but not necessarily provided. .

また、上記実施形態における成形型100の製造方法やセラミックス成形体310の製造方法は、あくまで一例であり、種々変形可能である。   Moreover, the manufacturing method of the shaping | molding die 100 in the said embodiment and the manufacturing method of the ceramic molded object 310 are an example to the last, and can deform | transform variously.

100:成形型 110:上型 120:下型 122:貫通孔 210:容器 220:配管 310:セラミックス成形体 320:セラミックス焼結体 100: Mold 110: Upper mold 120: Lower mold 122: Through hole 210: Container 220: Piping 310: Ceramic molded body 320: Ceramic sintered body

Claims (10)

セラミックス粉末と分散剤と溶媒としての水との混合物を加圧しながら成形型に流し込み、前記成形型に前記溶媒を吸収させることによってセラミックス成形体を製造するために使用される前記成形型において、
アルミナの純度が99wt%以上であり、かつ、気孔率が40%以上、60%以下であるアルミナ多孔体により形成され
前記アルミナ多孔体の平均気孔径は0.09μm以上、0.54μm以下であることを特徴とする、成形型。
In the molding die used for producing a ceramic molded body by pouring a mixture of ceramic powder, a dispersant and water as a solvent into a molding die while pressing, and absorbing the solvent in the molding die,
The alumina has a purity of 99 wt% or more and is formed of an alumina porous body having a porosity of 40% or more and 60% or less ,
The alumina porous body has an average pore diameter of 0.09 μm or more and 0.54 μm or less .
請求項に記載の成形型において、
前記アルミナ多孔体の粒子の短径に対する長径の比の平均値は、2.5以下であることを特徴とする、成形型。
The mold according to claim 1 , wherein
The average value of the ratio of the major axis to the minor axis of the particles of the alumina porous body is 2.5 or less.
セラミックス粉末と分散剤と溶媒としての水との混合物を加圧しながら成形型に流し込み、前記成形型に前記溶媒を吸収させることによってセラミックス成形体を製造するために使用される前記成形型の製造方法において、
純度99wt%以上のアルミナ原料粉末を準備する工程と、
前記アルミナ原料粉末を成形してアルミナ成形体を作製する工程と、
前記アルミナ成形体を焼成して前記成形型を作製する工程と、
を備え
前記成形型において、
アルミナの純度が99wt%以上であり、かつ、気孔率が40%以上、60%以下であるアルミナ多孔体により形成され、
前記アルミナ多孔体の平均気孔径は0.09μm以上、0.54μm以下であることを特徴とする、成形型の製造方法。
A method for producing a mold used for producing a ceramic molded body by pouring a mixture of ceramic powder, a dispersant and water as a solvent into a mold while pressurizing the mixture, and absorbing the solvent in the mold In
A step of preparing an alumina raw material powder having a purity of 99 wt% or more;
Forming the alumina raw material powder to produce an alumina compact,
Firing the alumina molded body to produce the mold; and
Equipped with a,
In the mold,
The alumina has a purity of 99 wt% or more, and is formed of an alumina porous body having a porosity of 40% or more and 60% or less,
An average pore diameter of the alumina porous body is 0.09 μm or more and 0.54 μm or less .
請求項に記載の成形型の製造方法において、
前記アルミナ原料粉末の平均粒径は、2μm以下であることを特徴とする、成形型の製造方法。
In the manufacturing method of the shaping die according to claim 3 ,
The method for producing a mold, wherein the alumina raw material powder has an average particle size of 2 μm or less.
セラミックス成形体の製造方法において、
請求項1または請求項2に記載の成形型に、セラミックス粉末と分散剤と溶媒としての水との混合物を加圧しながら流し込む第1の工程と、
前記第1の工程の後、前記成形型内に形成されたセラミックス成形体を取り出す工程と、
を備えることを特徴とする、セラミックス成形体の製造方法。
In the method for producing a ceramic molded body,
A first step of pouring a mixture of ceramic powder, a dispersant and water as a solvent into the mold according to claim 1 or 2 while applying pressure;
After the first step, a step of taking out the ceramic molded body formed in the mold;
A method for producing a ceramic molded body, comprising:
請求項に記載のセラミックス成形体の製造方法において、
前記セラミックス粉末は、平均粒径が0.2μm以下であり、かつ、純度が99.99%以上であることを特徴とする、セラミックス成形体の製造方法。
In the manufacturing method of the ceramic forming object according to claim 5 ,
The ceramic powder has an average particle size of 0.2 μm or less and a purity of 99.99% or more.
請求項または請求項に記載のセラミックス成形体の製造方法において、
前記セラミックス粉末は、アルミナ粉末であることを特徴とする、セラミックス成形体の製造方法。
In the manufacturing method of the ceramic molded body according to claim 5 or 6 ,
The method for producing a ceramic molded body, wherein the ceramic powder is an alumina powder.
請求項5から請求項7のいずれか一項に記載のセラミックス成形体の製造方法において、In the manufacturing method of the ceramic forming body according to any one of claims 5 to 7,
前記第1の工程において、前記混合物を0.1MPa〜1.0MPaで加圧しながら流し込み、In the first step, the mixture is poured while being pressurized at 0.1 MPa to 1.0 MPa,
前記成形型内に形成された前記セラミックス成形体を取り出す工程において、第1の工程の後、所定時間加圧状態を保持した後、前記セラミックス成形体を取り出すことを特徴とする、セラミックス成形体の製造方法。In the step of taking out the ceramic molded body formed in the mold, the ceramic molded body is taken out after holding the pressurized state for a predetermined time after the first step. Production method.
請求項から請求項8のいずれか一項に記載のセラミックス成形体の製造方法において、
前記セラミックス成形体は、半導体製造装置用部品用の成形体であることを特徴とする、セラミックス成形体の製造方法。
In the manufacturing method of the ceramic molded body according to any one of claims 5 to 8,
The method for manufacturing a ceramic molded body, wherein the ceramic molded body is a molded body for a component for a semiconductor manufacturing apparatus.
請求項5から請求項9のいずれか一項に記載のセラミックス成形体の製造方法において、In the manufacturing method of the ceramic compact according to any one of claims 5 to 9,
前記セラミックス成形体は、中実の成形体であることを特徴とする、セラミックス成形体の製造方法。The method for producing a ceramic molded body, wherein the ceramic molded body is a solid molded body.
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