JPH01310293A - セラミックス焼成用匣 - Google Patents

セラミックス焼成用匣

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JPH01310293A
JPH01310293A JP63139825A JP13982588A JPH01310293A JP H01310293 A JPH01310293 A JP H01310293A JP 63139825 A JP63139825 A JP 63139825A JP 13982588 A JP13982588 A JP 13982588A JP H01310293 A JPH01310293 A JP H01310293A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Pb、B、Biなどの低融点蒸発物を含むセ
ラミック組成物にバインダーを混合して成形した後、焼
成工程において、このセラミック成形体を収納して焼成
するためのセラミックス焼成用匣に関する。
〔背景技術とその問題点〕
セラミック焼結体の製造にあたっては、まず各原料粉を
所定割合となるように秤量して混合した後、これを仮焼
し、この仮焼粉を粉砕して細かな粉砕粉を得る。ついで
、この粉砕粉にポリビニルアルコール(PVA)系やポ
リビニルブチラール(PVB)系などの成形用バインダ
ーや焼結助剤などを混合し、この混合粉を加圧成形その
他の適宜成形手段によって成形した後、この粉体のセラ
ミック成形体く生成形体)を焼成用匣に納め、焼成工程
を通じて焼き上げると共に上記バインダーを熱分解して
蒸発除去させている。
このように、セラミック成形体の焼成工程においては、
成形用のバインダーを熱分解して大気中などへ蒸発除去
させる必要があるため、一般には、受は皿状なとの開放
構造の焼成用匣が用いられている。
ところが、セラミック組成物には、Pb、B。
Biなどの低融点蒸発物を含むものが多くある。
例えば、pbを含むセラミック組成物には、圧電体セラ
ミックスとして、 PbZrO3−PbTiO3 Pb (Sn 0,2Sb 172 )03−PbZr
03−PbT 103Pb(14nl、3Nb273)
03−PbZr03−PbTiOgなどがあり、コンデ
ンサなどに用いられる複合ペロブスカイト誘電体セラミ
ックスとして、Pb(FexzzNb+、z□)03−
Pb04g+zJb2/s>03Pb(Fe2/3WI
/3)03−Pb(Fel/2Nbl/2)03Pb(
Mg1zzW+/□)O5−PbTi03などがある。
また、Bを含むセラミック組成物には、低温焼結多層基
板に用いられているAl□03−CaO−5iO□−M
gO−B20゜BaO−8i02−ABaO−8i02
−AI20などがある。
このような低融点蒸発物を組成に含むセラミック成形体
を開放構造の焼成用匣に収納して焼成した場合、バイン
ダーばかりでなく低融点組成物も大気中などへ蒸発して
しまい、セラミック焼結体の組成が調合時のものからず
れ、物理的特性や電気的特性にバラツキを生じるという
問題があつた。
このため、Pb、B、Biなどの低融点蒸発物を組成に
含むセラミック成形体の焼成用としては、一般に、第4
図に示すようなほぼ密閉された構造の擦り合わせ匣12
が用いられている。そして、この擦り合わせ匣12内に
セラミック成形体1と共にこのセラミック成形体1に含
まれる低融点蒸発物の粉末13を入れておき、低融点蒸
発物の粉末13を蒸発させることによってセラミック成
形体1を低融点蒸発物の飽和雰囲気中に置き、これによ
ってセラミック成形体1からの低融点蒸発物の蒸発を抑
制している。しかしながら、この密閉構造の擦り合わせ
匣12を用いると、酸素不足によってバインダーが熱分
解しにくく、しかも蒸発したバインダーを外部へ排出で
きに<<、完全にバインダーを除去することができない
という問題があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来にあっては、上述の如(Pb、B、Biなどの低融
点蒸発物を組成に含むセラミック成形体を焼成する工程
においては、開放構造の焼成用匣を用いるとバインダー
の除去性に優れるが、低融点蒸発物の蒸発によってセラ
ミック焼結体の組成にバラツキが生じ、また密閉構造の
焼成用匣を用いると低融点蒸発物の蒸発を抑制できるも
ののバインダーの除去を完全に行えないという問題があ
った。
したがって、本発明は低融点蒸発物の蒸発を抑制しなが
らセラミック成形体中からバインダーを完全に除去する
ことができるようにすることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のセラミックス焼成用匣は、低融点蒸発物を組成
の一部に含んだセラミック成形体を納めるための収納空
間を高融点材料によって形成された匣体の内部に形成し
、この匣体の少なくとも一部分に前記収納空間と匣体外
部とを通気させるための多孔質部を設け、前記収納空間
の内面ないし多孔質部内部に前記低融点蒸発物ないし前
記低融点蒸発物を含んだセラミック材料を付着させたこ
とを特徴としている。
〔作用〕
本発明にあっては、叙述の如くセラミックス成形体を収
納する匣体の少なくとも一部に多孔質部を設けであるの
で、成形用のバインダーを燃焼させるための酸素(空気
)は多孔質部から収納空間内へ供給され、また熱分解さ
れたバインダーのガスは多孔質部から外部へ排出される
。一方、セラミック成形体を収納している収納空間内の
温度が低融点蒸発物の融点温度近くまで上昇すると、匣
体に付着させられた低融点蒸発物が蒸発して収納空間内
に充満され、セラミック成形体に含まれる低融点蒸発物
のセラミック成形体からの蒸発を抑制することができる
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。
第1図に示すように、匣体3はセラミック成形体1を載
置するための板状のセッター5と多孔質の上蓋体6とか
ら構成されている。セッター5は緻密な高融点のアルミ
ナ焼結体によって平板状に形成されている。上蓋体6は
、アルミナを基材とするセラミックス多孔質体により形
成されていて全体が多孔質部4となっており、その空孔
は上蓋体6の内面から外面に連通していて通気性を有し
ており、しかもこの空孔率は20%〜80%(体積比)
となっている。また、上蓋体6の下面には凹所8が設け
られており、セッター5の上に上蓋体6を載置すると、
上蓋体6とセッター5との間には、下面をセッター5に
よって塞がれ、上面及び側周面を多孔質の上蓋体6によ
って囲まれた収納空間2が形成される。
この多孔質体で形成された上蓋体6は、焼成しようとす
るセラミック成形体1の調合原料のスラリー中に予め浸
漬して付着したスラリーを乾燥させてあり、従って上蓋
体6の表面及び多孔質部4内部(空孔内)には、低融点
蒸発物を組成として含むセラミック材料が付着させられ
ている。
しかして、Pb、B、Biなどの低融点蒸発物を組成に
含むセラミック材料にポリビニルアルコールやポリビニ
ルブチラールなどのバインダーを混合した後、所定形状
に成形されたセラミック成形体1を焼成する工程におい
ては、まずセッター5の上にセラミック成形体1を積み
重ねて、あるいは並べて載置し、このセラミック成形#
lを覆うようにしてセッター5の上に上蓋体6を被せる
。さらに、このセラミック成形体1を収納した匣体3を
第2図に示すような受は匣7内に入れ、これを第3図に
示すように複数段に積み重ねる。
ここで、受は匣7は、ムライト質のセラミックスによっ
て形成されており、周縁部4辺の上面には比較的大きな
切り欠き9が設けられており、切り火きりを通して自由
に通気するようになっている。そして、受は匣7を用い
て多孔質の上蓋体6に荷重がかからないように積み重ね
られた匣体3は、焼成炉中に入れられ、加熱される。焼
成炉中で徐々に温度を上昇させて焼成工程を進行させる
と、まず上蓋体6に付着させられているセラミック材料
の低融点蒸発物が蒸発し、この低融点蒸発物の蒸気ガス
は空気よりも重いので、収納空間2内に沈降し、これに
よって収納空間2内で低融点蒸発物の蒸気ガスが過飽和
状態になり、セラミック成形体1からの低融点蒸発物の
蒸発が抑制され、低融点蒸発物の蒸発によってセラミッ
ク焼結体の組成に変動を生じるのを防止することができ
るのである。一方、上蓋体6の低融点蒸発物が蒸発する
と、蒸発した後には多孔質部4の空孔が開口されるので
、収納空間2内に酸素(空気)が供給され、バインダー
が燃焼させられて熱分解し、燃焼した後のガスは多孔質
部4から外部へ排出され、切り欠きりを通って大気へ放
出される。したがって、バインダーを完全に燃焼させて
除去することかでき、かつ速やかにバインダーを燃焼さ
せることができるので高速の焼成も可能になる。上蓋体
6の空孔率は、上記のごとく20%〜80%としている
が、これは空孔率が20%以下であると、焼成物によっ
ては、バインダーの燃焼が不完全になる場合があり、ま
た空孔率が80%以上であると、低融点蒸発物の蒸発量
抑制効果が不完全になることがあるためである。
なお、上記実施例では、全体が多孔質部となった上蓋体
を用いたが、多孔質部は上蓋体の一部に設けられていて
も良い。また、下側のセッターの全体もしくは一部に多
孔質部を設けることも可能である。上蓋体及びセッター
の形状も図示のようなものに限定されず、セッターの上
面に凹所を設け、上蓋体を板状にしても差し支えない。
上記実施例では、匣体に予めセラミック成形体の調合原
料を付着させておいたが、セラミック成形体の調合原料
に含まれる低融点蒸発物だけを焼成工程の前に予め匣体
に付着させておいても良い。但し、セラミック成形体の
製造にあたっては、その調合原料が用意されているから
、これを利用するのが便利であろう。
また、セラミック成形体の調合原料もしくは低融点蒸発
物は、必ずしも多孔質部の表面や内部に付着させる必要
はなく、収納空間の内面において多孔質部具外の箇所に
塗布しておいても差し支えない。もっとも、pbやB等
の低融点蒸発物は空気よりも重いので、収納空間内の上
部に付着させるのが効果的である。また、多孔質部に低
融点蒸発物もしくは低融点蒸発物を含んだセラミック材
料を付着させた実施例においては、初めは多孔質部はこ
の低融点蒸発物等によって塞がれているが、焼成工程に
おいて匣体の温度が上昇するにつれて低融点蒸発物の蒸
発量が多くなり、低融点蒸発物の蒸発に伴って多孔質部
の通気率も大きくなり、低融点蒸発物の蒸発量とバラン
スしながら通気率が大きくなってゆき、また低融点蒸発
物が蒸発した後に多孔質部が開口されるので、これは好
ましい実施態様である。更に、多孔質部に付着させるこ
とによって付着力が大きくなり、低融点蒸発物の剥離な
どが生じにくい。
なお、匣体は繰り返し使用されるので、低融点蒸発物等
のセラミック材料が焼成工程によって消耗した場合には
、再び匣体をスラリーに浸漬乾燥させてセラミック材料
を匣体に付着させるものである。
又、多孔質部に低融点蒸発物ないし低融点蒸発物を含ん
だセラミック材料を付着させた場合、多孔質部からバイ
ンダーが排出され易い状態、つまり通気部が残るように
してもよく、更に、匣体内部と外部をつなぐ通気部は低
融点蒸発物が外部に排出されにくい構造、つまり蛇行状
としておくほうが好ましい。
(実施例1) 80wtXPb(Jt7Jbzzs)Os−15wtX
Pb(Zr173Nb27g)03−5wt%PbTi
O3の組成を有する複合へロブスカイト誘電体材料によ
りセラミック成形体を形成した。この低融点蒸発物pb
を組成に含むセラミック成形体を、第1図に示したよう
なアルミナ焼結体のセッターとアルミナを基材とする多
孔質の上蓋体からなる匣体内に納めた。この上蓋体には
、予め上記組成のスラリーに浸漬乾燥させてセラミック
成形体と同組成のセラミック材料を付着させておいた。
これを第3図のようにムライト質の受は匣内に入れ、焼
成炉中で焼成温度を1000℃に設定して高速で昇降温
させて焼成した。この結果、キュリー点は室温付近く2
5℃)にあって組成から推定される値からのずれが小・
さく、焼成による組成の変動の小さいことが裏付けられ
た。また、比誘電率εが20000の良好な誘電体が得
られた。
(比較例1) 匣体にセラミック材料を付着させず、上記実施例1と同
じ条件で、同じ組成のセラミック成形体を焼成した。こ
の結果、キュリー点は45℃だけ高温側にずれ、組成変
動(pbの一部の蒸発)の大きいことを示した。また、
比誘電率εも9000に低下した。
(実施例2) BaO−8i02−Al2O2−CaO−B203の組
成(低融点蒸発物はB)を有する多層基板材料によって
板状のセラミック成形体を形成した。これを実施例1と
同様にして焼成した。但し、上蓋体には上記多層基板材
料と同じ組成のスラリーに浸漬乾燥させておいた。この
結果、焼成されたセラミック多層基板の反り変形は1%
以内であった。
(比較例2) 上蓋体をスラリーに浸漬せず、上記実施例2と同じセラ
ミック成形体を実施例2と同じ条件で焼成した。この結
果、焼成されたセラミック多層基板の反り変形は5%で
あった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、多孔質部から収納空間内に酸素(空気
)を供給してバインダーを燃焼させ、熱分解したバイン
ダーのガスを多孔質部から外部へ排出することができ、
セラミック成形体からバインダーを確実に除去すること
ができる。更に、匣体の温度が上昇すると、匣体に付着
させられていた低融点蒸発物が蒸発し、収納空間に充満
してセラミック成形体に含まれている低融点蒸発物の蒸
発を抑制することができ、セラミック焼結体の組成のバ
ラツキを小さくすることができる。従って、本発明のセ
ラミックス焼成用匣を用いることにより、セラミック成
形体に含まれている低融点蒸発物の蒸発を防止しながら
、バインダーを確実に除去することが可能となるもので
あり、セラミック成形体の焼成工程と脱バインダー工程
とを同時に行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は同上
の焼成用匣を納めるための受は匣を示す斜視図、第3図
は同上の焼成用匣を受は匣に納めて積み重ねた状態を示
す断面図、第4図は従来例の擦り合わせ匣を示す断面図
である。 1・・・セラミック成形体 2・・・収納空間 3・・・匣体 4・・・多孔質部 特許出願人  株式会社 村田製作所 代理人弁理士 中 野  雅 房 第2図 「

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)低融点蒸発物を組成の一部に含んだセラミック成
    形体を納めるための収納空間を高融点材料によって形成
    された匣体の内部に形成し、この匣体の少なくとも一部
    分に前記収納空間と匣体外部とを通気させるための多孔
    質部を設け、前記収納空間の内面ないし多孔質部内部に
    前記低融点蒸発物ないし前記低融点蒸発物を含んだセラ
    ミック材料を付着させたことを特徴とするセラミックス
    焼成用匣。
JP63139825A 1988-06-07 1988-06-07 セラミックス焼成用匣 Expired - Fee Related JPH0718662B2 (ja)

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