JP7222296B2 - 焼成用治具 - Google Patents

焼成用治具 Download PDF

Info

Publication number
JP7222296B2
JP7222296B2 JP2019075411A JP2019075411A JP7222296B2 JP 7222296 B2 JP7222296 B2 JP 7222296B2 JP 2019075411 A JP2019075411 A JP 2019075411A JP 2019075411 A JP2019075411 A JP 2019075411A JP 7222296 B2 JP7222296 B2 JP 7222296B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intermediate layer
thickness
layer
substrate
fired
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.)
Active
Application number
JP2019075411A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020173065A (ja
Inventor
俊宏 井口
晋亮 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2019075411A priority Critical patent/JP7222296B2/ja
Publication of JP2020173065A publication Critical patent/JP2020173065A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7222296B2 publication Critical patent/JP7222296B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)

Description

本発明は、焼成用治具に関する。
Alを含む酸化物からなる基材と、基材上に設けられており、安定化ジルコニアを主成分とする表面層と、を備えている焼成用治具が知られている(たとえば、特許文献1参照)。安定化ジルコニアを主成分とする表面層は、被焼成体と焼成用治具との反応を抑制する。
特開昭63-084011号公報
本発明は、被焼成体との反応を確実に抑制する焼成用治具を提供することを目的とする。
本発明者らの調査研究の結果、以下の事項が判明した。
被焼成体が含有する材料によっては、安定化ジルコニアを主成分とする表面層では、被焼成体と焼成用治具との反応を抑制しがたい。被焼成体が、たとえば、(Ca,Sr)ZrO系又は(Sr,Ba)Nb系の誘電体セラミック材料を含有している場合、安定化ジルコニアを主成分とする表面層は、被焼成体と反応する傾向がある。被焼成体と表面層とが反応する場合、焼成体が焼成用治具から剥がれがたくなるおそれがある。
本発明者らは、被焼成体と焼成用治具との反応を確実に抑制する構成について、更なる調査研究を行った。その結果、本発明者らは、以下の事実を見出し、本発明を想到するに至った。
BaZrOを主成分とする表面層が、被焼成体と焼成用治具との反応を確実に抑制する。被焼成体が、たとえば、(Ca,Sr)ZrO系又は(Sr,Ba)Nb系の誘電体セラミック材料を含有している場合でも、BaZrOを主成分とする表面層は、被焼成体と反応しがたい。
本発明の一つの態様に係る焼成用治具は、Alを含む酸化物からなる基材と、基材上に設けられており、BaとAlとを含む酸化物を主成分とする中間層と、中間層上に設けられており、BaZrOを主成分とする表面層と、を備えている。
上記一つの態様は、BaZrOを主成分とする表面層を備えているので、被焼成体との反応を確実に抑制する。
基材と表面層との間に位置している中間層の主成分は、BaとAlとを含む酸化物である。中間層は、基材を構成する元素の一つであるAlを含んでいる。したがって、中間層と基材との密着性が高く、中間層と基材とは、剥離しがたい。中間層は、表面層を構成する元素であるBaも含んでいる。したがって、中間層と表面層との密着性が高く、中間層と表面層とは、剥離しがたい。これらの結果、上記一つの態様は、表面層(中間層)の剥離を抑制する。
上記一つの態様では、中間層の厚みは、10μm以上60μm以下であってもよい。中間層の厚みは、10μm以上60μm以下である構成は、表面層(中間層)の剥離をより一層抑制する。
本発明の別の態様に係る焼成用治具は、Alを含む酸化物からなる基材と、基材上に設けられており、BaとAlとを含む酸化物を主成分とする第一中間層と、第一中間層上に設けられており、ZrOを主成分とする第二中間層と、第二中間層上に設けられており、BaZrOを主成分とする表面層と、を備えている。
上記別の態様は、BaZrOを主成分とする表面層を備えているので、被焼成体との反応を確実に抑制する。
第一中間層の主成分は、BaとAlとを含む酸化物である。第一中間層は、基材を構成する元素であるAlを含んでいる。したがって、第一中間層と基材との密着性が高く、第一中間層と基材とは、剥離しがたい。第一中間層と表面層との間に位置している第二中間層の主成分は、ZrOである。ZrOは、第一中間層及び表面層を構成する元素の一つであるBaと強固な化合物を形成する傾向がある。したがって、第二中間層は、第一中間層及び表面層と密着性が高く、第二中間層と第一中間層及び表面層とは、剥離しがたい。これらの結果、上記一つの態様は、表面層(第一及び第二中間層)の剥離を抑制する。
第二中間層の主成分であるZrOが、バデライト(Baddeleyite)であってもよい。
バデライトが主成分である層は、安定化ジルコニアが主成分である層に比して、微細なクラックが生じる傾向がある。微細なクラックが第二中間層に生じる場合、第二中間層に生じる微細なクラックに起因して、表面層にも微細なクラックが生じる。微細なクラックが生じた表面層は、微細なクラックが生じていない表面層に比して、被焼成体との接触面積が小さい。したがって、本構成は、被焼成体との反応をより一層確実に抑制する。
上記別の態様では、第一中間層の厚みは、10μm以上60μm以下であってもよい。第一中間層の厚みは、10μm以上60μm以下である構成は、表面層(第一及び第二中間層)の剥離をより一層抑制する。
上記一つの態様及び上記別の態様では、表面層の厚みは、10μm以上であってもよい。表面層の厚みは、10μm以上である構成は、被焼成体との反応をより一層確実に抑制する。
上記一つの態様及び上記別の態様では、基材の表面粗さは、10μm以上であってもよい。基材の表面粗さは、10μm以上である構成は、被焼成体との反応をより一層確実に抑制する。
本発明によれば、被焼成体との反応を確実に抑制する焼成用治具が提供される。
第1実施形態に係る焼成用治具の断面構成を示す図である。 各試料における剥離耐性及び被焼成体との反応性を示す図表である。 第2実施形態に係る焼成用治具の断面構成を示す図である。 各試料における剥離耐性及び被焼成体との反応性を示す図表である。 第一中間層、第二中間層、及び表面層の断面構成を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
まず、図1を参照して、第1実施形態に係る焼成用治具1の構成を説明する。図1は、第1実施形態に係る焼成用治具の断面構成を示す図である。
焼成用治具1は、基材3と、中間層5と、表面層7と、を備えている。焼成用治具1は、いわゆるセッターである。焼成用治具1は、たとえば、積層セラミックコンデンサの製造過程に含まれる焼成過程で用いられる。この場合、被焼成体は、誘電体材料を含むセラミックグリーンシートの積層体を含む。誘電体材料は、たとえば、(Ca,Sr)ZrO系又は(Sr,Ba)Nb系の誘電体セラミック材料を含む。被焼成体は、誘電体材料を含むセラミック粉末のプレス成型体であってもよい。
基材3は、Alを含む酸化物からなる。基材3は、たとえば、ムライト(Al-SiO)からなる。基材3は、不可避的な微量の不純物を含有してもよい。基材3がムライトからなる場合、Alの含有量は、たとえば、71.8~77.2重量%である。基材3は、たとえば、ムライト・コランダムからなっていてもよい。ムライト・コランダムは、ムライトの結晶構造とコランダム(Al)の結晶構造とが共存している状態を有する。基材3がムライト・コランダムからなる場合、Alの含有量は、たとえば、71.8~100重量%である。
基材3の表面粗さは、10μm以上であってもよい。基材3の表面粗さは、たとえば、算術平均粗さ(Ra)で規定される。算術平均粗さ(Ra)は、JIS B 0601:2013(ISO 4287:1997)に定義されている。基材3の厚みは、たとえば、1~10mmである。本実施形態では、基材3の厚みは、3mmである。基材3は、たとえば、板状の部材である。基材3には、複数の基材3を積層する際に、隣り合う基材3の間に隙間を確保するためのスペーサが一体に設けられていてもよい。
中間層5は、基材3上に設けられている。中間層5は、BaとAlとを含む酸化物を主成分としている。BaとAlとを含む酸化物は、たとえば、BaAl、0.82BaO・6Al、又はBa(AlSi)である。中間層5は、たとえば、BaAl、0.82BaO・6Al、及びBa(AlSi)のうち少なくとも一種を含有している。中間層5において、主成分は、全成分中に80重量%以上存在する成分を意味する。中間層5は、不可避的な微量の不純物を含有してもよい。
中間層5の厚みは、10μm以上60μm以下であってもよい。
表面層7は、中間層5上に設けられている。表面層7は、焼成用治具1の最外層であり、被焼成体と接する。表面層7は、BaZrOを主成分としている。表面層7において、主成分は、全成分中に80重量%%以上存在する成分を意味する。表面層7は、不可避的な微量の不純物を含有してもよい。
表面層7の厚みは、10μm以上であってもよい。
基材3の表面粗さ、中間層5の厚み、及び表面層7の厚みと、表面層7(中間層5)の剥離耐性、及び、被焼成体との反応性の関係について詳細に説明する。
本発明者らは、上記関係を明らかにするために、以下の試験を行った。すなわち、本発明者らは、基材3の表面粗さ、中間層5の厚み、及び表面層7の厚みが異なる試料1~21を用意し、各試料1~21における、剥離耐性及び被焼成体との反応性とを確認した。試験の結果を図2に示す。図2は、各試料における剥離耐性及び被焼成体との反応性を示す図表である。
各試料1~21では、基材3は、ムライトからなり、平面視で矩形状を呈している。基材3のサイズは、120mm×60mm×3mmである。
試料1では、表面層7の厚みが38μmであり、中間層5の厚みが59μmであり、基材3の表面粗さが9μmである。中間層5の主成分は、BaAlである。
試料2では、表面層7の厚みが26μmであり、中間層5の厚みが44μmであり、基材3の表面粗さが9μmである。中間層5の主成分は、0.82BaO・6Alである。
試料3では、表面層7の厚みが37μmであり、中間層5の厚みが45μmであり、基材3の表面粗さが7μmである。中間層5の主成分は、Ba(AlSi)である。
試料4では、表面層7の厚みが8μmであり、中間層5の厚みが47μmであり、基材3の表面粗さが9μmである。中間層5の主成分は、BaAlである。
試料5では、表面層7の厚みが9μmであり、中間層5の厚みが41μmであり、基材3の表面粗さが5μmである。中間層5の主成分は、0.82BaO・6Alである。
試料6では、表面層7の厚みが7μmであり、中間層5の厚みが41μmであり、基材3の表面粗さが8μmである。中間層5の主成分は、Ba(AlSi)である。
試料7では、表面層7の厚みが38μmであり、中間層5の厚みが67μmであり、基材3の表面粗さが5μmである。中間層5の主成分は、BaAlである。
試料8では、表面層7の厚みが24μmであり、中間層5の厚みが68μmであり、基材3の表面粗さが7μmである。中間層5の主成分は、0.82BaO・6Alである。
試料9では、表面層7の厚みが38μmであり、中間層5の厚みが66μmであり、基材3の表面粗さが5μmである。中間層5の主成分は、Ba(AlSi)である。
試料10では、表面層7の厚みが30μmであり、中間層5の厚みが6μmであり、基材3の表面粗さが6μmである。中間層5の主成分は、BaAlである。
試料11では、表面層7の厚みが28μmであり、中間層5の厚みが9μmであり、基材3の表面粗さが8μmである。中間層5の主成分は、0.82BaO・6Alである。
試料12では、表面層7の厚みが26μmであり、中間層5の厚みが8μmであり、基材3の表面粗さが5μmである。中間層5の主成分は、Ba(AlSi)である。
試料13では、表面層7の厚みが31μmであり、中間層5の厚みが48μmであり、基材3の表面粗さが27μmである。中間層5の主成分は、BaAlである。
試料14では、表面層7の厚みが37μmであり、中間層5の厚みが49μmであり、基材3の表面粗さが25μmである。中間層5の主成分は、0.82BaO・6Alである。
試料15では、表面層7の厚みが37μmであり、中間層5の厚みが41μmであり、基材3の表面粗さが14μmである。中間層5の主成分は、Ba(AlSi)である。
試料16では、表面層7の厚みが34μmであり、中間層5の厚みが12μmであり、基材3の表面粗さが12μmである。中間層5の主成分は、BaAlである。
試料17では、表面層7の厚みが35μmであり、中間層5の厚みが15μmであり、基材3の表面粗さが29μmである。中間層5の主成分は、0.82BaO・6Alである。
試料18では、表面層7の厚みが31μmであり、中間層5の厚みが11μmであり、基材3の表面粗さが24μmである。中間層5の主成分は、Ba(AlSi)である。
試料19では、表面層7の厚みが22μmであり、中間層5の厚みが35μmであり、基材3の表面粗さが22μmである。中間層5の主成分は、BaAlである。
試料20では、表面層7の厚みが38μmであり、中間層5の厚みが28μmであり、基材3の表面粗さが15μmである。中間層5の主成分は、0.82BaO・6Alである。
試料21では、表面層7の厚みが30μmであり、中間層5の厚みが31μmであり、基材3の表面粗さが26μmである。中間層5の主成分は、Ba(AlSi)である。
表面層7(中間層5)の剥離耐性は、以下のようにして確認した。
試料1~21ごとに、熱サイクル試験を実施した。熱サイクル試験では、焼成用治具1を、500℃から1300℃まで3時間かけて加熱し、その後、1300℃から500℃まで3時間かけて冷却する熱サイクルを100回繰り返した。熱サイクルを30回繰り返した後、熱サイクルを50回繰り返した後、及び熱サイクルを100回繰り返した後に、表面層7(中間層5)の剥離の有無を観察した。
熱サイクルを30回繰り返した後では、各試料1~21とも、表面層7(中間層5)の剥離は観察されなかった。
熱サイクルを50回繰り返した後では、試料7~12において、表面層7(中間層5)に剥離が生じていた。試料1~6及び13~21では、表面層7(中間層5)の剥離は観察されなかった。
熱サイクルを100回繰り返した後では、試料4~12において、表面層7(中間層5)に剥離が生じていた。試料1~3及び13~21では、表面層7(中間層5)の剥離は観察されなかった。
被焼成体との反応性は、以下のようにして確認した。
被焼成体を各試料1~21(焼成用治具1)に載置して、被焼成体を所定の温度で焼成した。焼成後に、焼成により得られた焼成体の状態を観察した。
反応性“A”は、Mnが添加された(Ca,Sr)ZrOを含むセラミック粉末のプレス成型体である被焼成体との反応性である。焼成温度は、1300℃である。
反応性“B”は、(Sr,Ba)Nbを含むセラミック粉末のプレス成型体である被焼成体との反応性である。焼成温度は、1350℃である。
反応性“C”は、(Sr,Ba)Nbを含むセラミック粉末のプレス成型体である被焼成体との反応性である。焼成温度は、1375℃である。
各被焼成体は、単板状である。本試験では、バインダー溶液が加えられたセラミック粉末を造粒した後、プレス成型により、単板状の成型体を得た。被焼成体(成型体)のサイズは、φ12mmである。プレス圧力は、12MPaである。
Mnが添加された(Ca,Sr)ZrOを含むセラミック粉末のプレス成型体を1300℃で焼成した場合、及び、(Sr,Ba)Nbを含むセラミック粉末のプレス成型体を1350℃で焼成した場合、各試料1~21とも、焼成体が焼成用治具1から剥がれた。焼成体に異常は観察されなかった。
(Sr,Ba)Nbを含むセラミック粉末のプレス成型体を1375℃で焼成した場合、試料13~21では、焼成体が焼成用治具1から剥がれた。焼成体に異常は観察されなかった。試料1~12では、焼成体が焼成用治具1と反応しており、焼成体が焼成用治具1から剥がれなかった。
本発明者らは、以下の二つの対比試験も行った。
(対比試験I)
まず、基材3と、基材3上に設けられており、イットリウム安定化ジルコニウムからなる表面層と、を備えている焼成用治具を作製した。この焼成用治具を用いて、試料1~21と同様に、表面層の剥離耐性、及び、被焼成体との反応性を確認した。基材3は、試料1~21と同じく、ムライトからなり、平面視で矩形状を呈している。基材3のサイズは、120mm×60mm×3mmである。表面層の厚みは、22μmであり、基材3の表面粗さは、9μmである。イットリウム安定化ジルコニウムでは、イットリウムが、酸化物に換算して、4wt%含有されている。対比試験Iに用いた焼成用治具は、上述した中間層5及び表面層7を備えていない。
熱サイクルを100回繰り返した後の状態でも、表面層の剥離は観察されなかった。
反応性“A”に関しては、焼成体の、焼成用治具(表面層)と接した面が白く変色していた。反応性“B”及び“C”に関しては、焼成体が焼成用治具と反応しており、焼成体が焼成用治具から剥がれなかった。
(対比試験II)
まず、基材3と、基材3上に設けられており、BaZrOを主成分としている表面層と、を備えている焼成用治具を作製した。この焼成用治具を用いて、試料1~21と同様に、表面層の剥離耐性、及び、被焼成体との反応性を確認した。基材3は、試料1~21と同じく、ムライトからなり、平面視で矩形状を呈している。基材3のサイズは、120mm×60mm×3mmである。表面層の厚みは、34μmであり、基材3の表面粗さは、6μmである。対比試験IIに用いた焼成用治具は、上述した中間層5を備えていない。
熱サイクルを30回繰り返した後に、表面層が基材3から剥離した。
反応性“A”に関しては、焼成体に異常は観察されなかった。反応性“B”及び“C”に関しては、焼成体が焼成用治具と反応しており、焼成体が焼成用治具から剥がれなかった。
以上のように、焼成用治具1は、BaZrOを主成分とする表面層7を備えている。したがって、焼成用治具1は、被焼成体との反応を確実に抑制する。
基材3と表面層7との間に位置している中間層5の主成分は、BaとAlとを含む酸化物である。中間層5は、基材3を構成する元素の一つであるAlを含んでいる。したがって、中間層5と基材3との密着性が高く、中間層5と基材3とは、剥離しがたい。中間層5は、表面層7を構成する元素であるBaも含んでいる。したがって、中間層5と表面層7との密着性が高く、中間層5と表面層7とは、剥離しがたい。これらの結果、焼成用治具1は、表面層7(中間層5)の剥離を抑制する。
中間層5の厚みが、10μm以上60μm以下である場合、焼成用治具1は、表面層7(中間層5)の剥離をより一層抑制する。
表面層7の厚みが、10μm以上である場合、焼成用治具1は、被焼成体との反応をより一層確実に抑制する。
基材3の表面粗さが、10μm以上である場合、焼成用治具1は、被焼成体との反応をより一層確実に抑制する。
(第2実施形態)
次に、図3を参照して、第2実施形態に係る焼成用治具11の構成を説明する。図3は、第2実施形態に係る焼成用治具の断面構成を示す図である。
焼成用治具11は、基材3と、第一中間層15と、第二中間層16と、表面層7と、を備えている。焼成用治具11は、いわゆるセッターである。焼成用治具11も、焼成用治具1と同じく、たとえば、積層セラミックコンデンサの製造過程に含まれる焼成過程で用いられる。この場合、被焼成体は、誘電体材料を含むセラミックグリーンシートの積層体を含む。誘電体材料は、たとえば、(Ca,Sr)ZrO系又は(Sr,Ba)Nb系の誘電体セラミック材料を含む。被焼成体は、誘電体材料を含むセラミック粉末のプレス成型体であってもよい。
第一中間層15は、基材3上に設けられている。第一中間層15は、BaとAlとを含む酸化物を主成分としている。BaとAlとを含む酸化物は、たとえば、BaAl、0.82BaO・6Al、又はBa(AlSi)である。第一中間層15は、たとえば、BaAl、0.82BaO・6Al、及びBa(AlSi)のうち少なくとも一種を含有している。第一中間層15において、主成分は、全成分中に80重量%以上存在する成分を意味する。第一中間層15は、不可避的な微量の不純物を含有してもよい。
第一中間層15の厚みは、10μm以上60μm以下であってもよい。
第二中間層16は、第一中間層15上に設けられている。第二中間層16は、ZrOを主成分としている。BaとAlとを含む酸化物は、第二中間層16において、主成分は、全成分中に80重量%以上存在する成分を意味する。第二中間層16は、不可避的な微量の不純物を含有してもよい。第二中間層16の主成分であるZrOは、バデライトであってもよい。
第二中間層16の厚みは、たとえば、20μm以上40μm以下であってもよい。
表面層7は、第二中間層16上に設けられている。表面層7は、焼成用治具11の最外層であり、被焼成体と接する。
表面層7の厚みは、10μm以上であってもよい。
基材3の表面粗さ、第一中間層15の厚み、及び表面層7の厚みと、表面層7(第一中間層15及び第二中間層16)の剥離耐性、及び、被焼成体との反応性の関係について詳細に説明する。
本発明者らは、上記関係を明らかにするために、以下の試験を行った。すなわち、本発明者らは、基材3の表面粗さ、第一中間層15の厚み、及び表面層7の厚みが異なる試料22~42を用意し、各試料22~42における、剥離耐性及び被焼成体との反応性とを確認した。試験の結果を図4に示す。図4は、各試料における剥離耐性及び被焼成体との反応性を示す図表である。
各試料22~42では、基材3は、ムライトからなり、平面視で矩形状を呈している。基材3のサイズは、120mm×60mm×3mmである。
試料22では、表面層7の厚みが21μmであり、第一中間層15の厚みが59μmであり、基材3の表面粗さが23μmである。第一中間層15の主成分は、BaAlである。第二中間層16の厚みは、30μmである。
試料23では、表面層7の厚みが31μmであり、第一中間層15の厚みが42μmであり、基材3の表面粗さが25μmである。第一中間層15の主成分は、0.82BaO・6Alである。第二中間層16の厚みは、30μmである。
試料24では、表面層7の厚みが32μmであり、第一中間層15の厚みが48μmであり、基材3の表面粗さが22μmである。第一中間層15の主成分は、Ba(AlSi)である。第二中間層16の厚みは、21μmである。
試料25では、表面層7の厚みが23μmであり、第一中間層15の厚みが67μmであり、基材3の表面粗さが20μmである。第一中間層15の主成分は、BaAlである。第二中間層16の厚みは、20μmである。
試料26では、表面層7の厚みが39μmであり、第一中間層15の厚みが79μmであり、基材3の表面粗さが22μmである。第一中間層15の主成分は、0.82BaO・6Alである。第二中間層16の厚みは、37μmである。
試料27では、表面層7の厚みが27μmであり、第一中間層15の厚みが78μmであり、基材3の表面粗さが24μmである。第一中間層15の主成分は、Ba(AlSi)である。第二中間層16の厚みは、23μmである。
試料28では、表面層7の厚みが25μmであり、第一中間層15の厚みが8μmであり、基材3の表面粗さが21μmである。第一中間層15の主成分は、BaAlである。第二中間層16の厚みは、37μmである。
試料29では、表面層7の厚みが31μmであり、第一中間層15の厚みが6μmであり、基材3の表面粗さが25μmである。第一中間層15の主成分は、0.82BaO・6Alである。第二中間層16の厚みは、36μmである。
試料30では、表面層7の厚みが34μmであり、第一中間層15の厚みが4μmであり、基材3の表面粗さが21μmである。第一中間層15の主成分は、Ba(AlSi)である。第二中間層16の厚みは、24μmである。
試料31では、表面層7の厚みが5μmであり、第一中間層15の厚みが43μmであり、基材3の表面粗さが25μmである。第一中間層15の主成分は、BaAlである。第二中間層16の厚みは、33μmである。
試料32では、表面層7の厚みが7μmであり、第一中間層15の厚みが44μmであり、基材3の表面粗さが20μmである。第一中間層15の主成分は、0.82BaO・6Alである。第二中間層16の厚みは、32μmである。
試料33では、表面層7の厚みが9μmであり、第一中間層15の厚みが43μmであり、基材3の表面粗さが22μmである。第一中間層15の主成分は、Ba(AlSi)である。第二中間層16の厚みは、27μmである。
試料34では、表面層7の厚みが20μmであり、第一中間層15の厚みが53μmであり、基材3の表面粗さが7μmである。第一中間層15の主成分は、BaAlである。第二中間層16の厚みは、31μmである。
試料35では、表面層7の厚みが24μmであり、第一中間層15の厚みが46μmであり、基材3の表面粗さが8μmである。第一中間層15の主成分は、0.82BaO・6Alである。第二中間層16の厚みは、39μmである。
試料36では、表面層7の厚みが23μmであり、第一中間層15の厚みが40μmであり、基材3の表面粗さが8μmである。第一中間層15の主成分は、Ba(AlSi)である。第二中間層16の厚みは、39μmである。
試料37では、表面層7の厚みが23μmであり、第一中間層15の厚みが13μmであり、基材3の表面粗さが20μmである。第一中間層15の主成分は、BaAlである。第二中間層16の厚みは、38μmである。
試料38では、表面層7の厚みが24μmであり、第一中間層15の厚みが14μmであり、基材3の表面粗さが25μmである。第一中間層15の主成分は、0.82BaO・6Alである。第二中間層16の厚みは、20μmである。
試料39では、表面層7の厚みが24μmであり、第一中間層15の厚みが11μmであり、基材3の表面粗さが21μmである。第一中間層15の主成分は、Ba(AlSi)である。第二中間層16の厚みは、22μmである。
試料40では、表面層7の厚みが32μmであり、第一中間層15の厚みが26μmであり、基材3の表面粗さが21μmである。第一中間層15の主成分は、BaAlである。第二中間層16の厚みは、26μmである。
試料41では、表面層7の厚みが21μmであり、第一中間層15の厚みが33μmであり、基材3の表面粗さが28μmである。第一中間層15の主成分は、0.82BaO・6Alである。第二中間層16の厚みは、34μmである。
試料42では、表面層7の厚みが29μmであり、第一中間層15の厚みが31μmであり、基材3の表面粗さが20μmである。第一中間層15の主成分は、Ba(AlSi)である。第二中間層16の厚みは、20μmである。
表面層7(第一中間層15及び第二中間層16)の剥離耐性は、以下のようにして確認した。
試料22~42ごとに、熱サイクル試験を実施した。この熱サイクル試験でも、焼成用治具1を、500℃から1300℃まで3時間かけて加熱し、その後、1300℃から500℃まで3時間かけて冷却する熱サイクルを100回繰り返した。熱サイクルを30回繰り返した後、熱サイクルを50回繰り返した後、及び熱サイクルを100回繰り返した後に、表面層7(第一中間層15及び第二中間層16)の剥離の有無を観察した。
熱サイクルを30回繰り返した後、及び、熱サイクルを50回繰り返した後では、各試料22~42とも、表面層7(第一中間層15及び第二中間層16)の剥離は観察されなかった。
熱サイクルを100回繰り返した後では、試料25~30において、表面層7(第一中間層15及び第二中間層16)に剥離が生じていた。試料22~24及び31~42では、表面層7(第一中間層15及び第二中間層16)の剥離は観察されなかった。
被焼成体との反応性は、以下のようにして確認した。
被焼成体を各試料22~42(焼成用治具11)に載置して、被焼成体を所定の温度で焼成した。焼成後に、焼成により得られた焼成体の状態を観察した。
反応性“A”は、Mnが添加された(Ca,Sr)ZrOを含むセラミック粉末のプレス成型体である被焼成体との反応性である。焼成温度は、1300℃である。
反応性“B”は、(Sr,Ba)Nbを含むセラミック粉末のプレス成型体である被焼成体との反応性である。焼成温度は、1350℃である。
反応性“C”は、(Sr,Ba)Nbを含むセラミック粉末のプレス成型体である被焼成体との反応性である。焼成温度は、1375℃である。
各被焼成体は、単板状である。本試験でも、バインダー溶液が加えられたセラミック粉末を造粒した後、プレス成型により、単板状の成型体を得た。被焼成体(成型体)のサイズは、φ12mmである。プレス圧力は、12MPaである。
Mnが添加された(Ca,Sr)ZrOを含むセラミック粉末のプレス成型体を1300℃で焼成した場合、及び、(Sr,Ba)Nbを含むセラミック粉末のプレス成型体を1350℃で焼成した場合、各試料22~42とも、焼成体が焼成用治具1から剥がれた。焼成体に異常は観察されなかった。
(Sr,Ba)Nbを含むセラミック粉末のプレス成型体を1375℃で焼成した場合、試料22~30及び37~42では、焼成体が焼成用治具11から剥がれた。焼成体に異常は観察されなかった。試料31~36では、被焼成体が焼成用治具11と反応しており、焼成体が焼成用治具11から剥がれなかった。
以上のように、焼成用治具11は、BaZrOを主成分とする表面層7を備えている。したがって、焼成用治具11は、被焼成体との反応を確実に抑制する。
第一中間層15の主成分は、BaとAlとを含む酸化物である。第一中間層15は、基材3を構成する元素であるAlを含んでいる。したがって、第一中間層15と基材3との密着性が高く、第一中間層15と基材3とは、剥離しがたい。第一中間層15と表面層7との間に位置している第二中間層16の主成分は、ZrOである。ZrOは、第一中間層15及び表面層7を構成する元素の一つであるBaと強固な化合物を形成する傾向がある。したがって、第二中間層16は、第一中間層15及び表面層7と密着性が高く、第二中間層16と第一中間層15及び表面層7とは、剥離しがたい。これらの結果、焼成用治具11は、表面層7(第一中間層15及び第二中間層16)の剥離を抑制する。
バデライトが主成分である層は、安定化ジルコニアが主成分である層に比して、微細なクラックが生じる傾向がある。微細なクラックが第二中間層16に生じる場合、第二中間層16に生じる微細なクラックに起因して、図5に示されるように、表面層7にも微細なクラックが生じる。微細なクラックが生じた表面層7は、微細なクラックが生じていない表面層に比して、被焼成体との接触面積が小さい。したがって、第二中間層16の主成分であるZrOが、バデライトである場合、焼成用治具11は、被焼成体との反応をより一層確実に抑制する。図5は、第一中間層、第二中間層、及び表面層の断面構成を示す図である。
第一中間層15の厚みが、10μm以上60μm以下である場合、焼成用治具11は、表面層7(第一中間層15及び第二中間層16)の剥離をより一層抑制する。
表面層7の厚みが、10μm以上である場合、焼成用治具11は、被焼成体との反応をより一層確実に抑制する。
基材3の表面粗さが、10μm以上である場合、焼成用治具11は、被焼成体との反応をより一層確実に抑制する。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
中間層5及び表面層7からなる層構造体、並びに、第一中間層15、第二中間層16、及び表面層7からなる層構造体は、基材3の一方面に配置されているが、各層構造体は、基材3の両面に配置されていてもよい。各層構造体は、基材3の表面全体を覆っていてもよい。
中間層5及び第一中間層15の各厚みは、10μm未満又は60μmより大きくてもよい。中間層5及び第一中間層15の各厚みが10μm以上60μm以下である場合、上述したように、焼成用治具1,11は、表面層7(中間層5、第一中間層15、及び第二中間層16)の剥離をより一層抑制する。
表面層7の厚みは、10μm未満であってもよい。表面層7の厚みが10μm以上である場合、上述したように、焼成用治具1,11は、被焼成体との反応をより一層確実に抑制する。
基材3の表面粗さは、10μm未満であってもよい。基材3の表面粗さが、10μm以上である場合、上述したように、焼成用治具1,11は、被焼成体との反応をより一層確実に抑制する。
上述した実施形態では、焼成用治具1,11は、積層セラミックコンデンサの製造過程(焼成過程)で用いられる焼成用治具であるが、焼成用治具1,11は、積層セラミックコンデンサ以外のセラミック電子部品の製造過程(焼成過程)で用いられる焼成用治具であってもよい。
焼成用治具1,11を用いて焼成する被焼成体は、(Ca,Sr)ZrO系又は(Sr,Ba)Nb系の誘電体セラミック材料以外の、セラミック材料を含んでいてもよい。被焼成体は、たとえば、BaTiO系、Ba(Ti,Zr)O系、又は(Ba,Ca)TiO系などの誘電体セラミック材料を含んでいてもよい。
1,11…焼成用治具、3…基材、5…中間層、7…表面層、15…第一中間層、16…第二中間層。

Claims (5)

  1. Alを含む酸化物からなる基材と、
    前記基材上に設けられており、BaとAlとを含む酸化物を主成分とする第一中間層と、
    前記第一中間層上に設けられており、ZrOを主成分とする第二中間層と、
    前記第二中間層上に設けられており、BaZrOを主成分とする表面層と、を備えている、焼成用治具。
  2. 前記第二中間層の主成分であるZrOが、バデライトである、請求項に記載の焼成用治具。
  3. 前記第一中間層の厚みは、10μm以上60μm以下である、請求項1又は2に記載の焼成用治具。
  4. 前記表面層の厚みは、10μm以上である、請求項1~のいずれか一項に記載の焼成用治具。
  5. 前記基材の表面粗さは、10μm以上である、請求項1~のいずれか一項に記載の焼成用治具。
JP2019075411A 2019-04-11 2019-04-11 焼成用治具 Active JP7222296B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019075411A JP7222296B2 (ja) 2019-04-11 2019-04-11 焼成用治具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019075411A JP7222296B2 (ja) 2019-04-11 2019-04-11 焼成用治具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020173065A JP2020173065A (ja) 2020-10-22
JP7222296B2 true JP7222296B2 (ja) 2023-02-15

Family

ID=72831155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019075411A Active JP7222296B2 (ja) 2019-04-11 2019-04-11 焼成用治具

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7222296B2 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002060287A (ja) 2000-06-07 2002-02-26 Toshiba Ceramics Co Ltd 焼成用容器
JP2003020292A (ja) 2001-07-06 2003-01-24 Toshiba Ceramics Co Ltd 焼成用道具材
JP2010037121A (ja) 2008-08-04 2010-02-18 Ngk Insulators Ltd 焼成用セッター
JP2010223468A (ja) 2009-03-23 2010-10-07 Ngk Insulators Ltd 焼成用治具

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002060287A (ja) 2000-06-07 2002-02-26 Toshiba Ceramics Co Ltd 焼成用容器
JP2003020292A (ja) 2001-07-06 2003-01-24 Toshiba Ceramics Co Ltd 焼成用道具材
JP2010037121A (ja) 2008-08-04 2010-02-18 Ngk Insulators Ltd 焼成用セッター
JP2010223468A (ja) 2009-03-23 2010-10-07 Ngk Insulators Ltd 焼成用治具

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020173065A (ja) 2020-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101141372B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품, 및 적층 세라믹 전자부품의 제조방법
JP5256804B2 (ja) 圧電磁器及びそれを用いた圧電素子
US8269402B2 (en) BNT-BKT-BT piezoelectric composition, element and methods of manufacturing
US7982367B2 (en) Piezoelectric/electrostrictive element having a multilayer external electrode structure and method for manufacturing thereof
TWI739988B (zh) 電子零件包裝體、及電子零件之收納方法
WO2014148133A1 (ja) 積層セラミックコンデンサ
JP2018098327A (ja) 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
CN112979308B (zh) 电介质组合物及电子部件
US20110012051A1 (en) Piezoelectric/electrostrictive ceramic composition
WO2006120883A1 (ja) 薄膜キャパシタの製造方法
KR20150125443A (ko) 적층 세라믹 전자부품 및 그 제조방법
JP2010269983A (ja) 圧電磁器組成物及び圧電素子
KR102407421B1 (ko) 소성 지그
JPH11292625A (ja) 圧電セラミック素子の製造方法
US8119023B2 (en) Piezoelectric/electrostrictive ceramic composition manufacturing method
JP2010030818A (ja) 圧電/電歪磁器組成物の製造方法
JP2022145817A (ja) セラミックコンデンサ
EP2017240B1 (en) Jig for calcining electronic component
KR20190100857A (ko) 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법
JP7222296B2 (ja) 焼成用治具
JP5044437B2 (ja) 圧電/電歪磁器焼結体の製造方法
EP2287128B1 (en) Piezoelectric/electrostrictive ceramic composition
JP6457628B2 (ja) 電子部品
JP2017204562A (ja) 積層セラミックコンデンサの製造方法
JP4622887B2 (ja) セラミック焼成体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221025

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7222296

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150