JPH04302991A - セラミック焼成用容器 - Google Patents
セラミック焼成用容器Info
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- JPH04302991A JPH04302991A JP3064179A JP6417991A JPH04302991A JP H04302991 A JPH04302991 A JP H04302991A JP 3064179 A JP3064179 A JP 3064179A JP 6417991 A JP6417991 A JP 6417991A JP H04302991 A JPH04302991 A JP H04302991A
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- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原料の粉体を高温に加
熱してセラミック微粉末に焼成処理するためのセラミッ
ク焼成用容器に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】セラミックの微粉末は、例えば特開昭６
１−５８８０６号公報、特開昭６２−１００４０４号公
報に示される如く原料の粉体を非酸化性等の所定の雰囲
気中で１２００℃〜２０００℃の高温に加熱し、精製す
ると同時にセラミック微粉末に焼成処理される。この場
合、焼成用容器として通常黒鉛ルツボが使用されている
。この従来の焼成用容器（以下単に容器という）は外径
が ３００ｍｍ程度のものが多用されており、図５に示
すように容器１内に原料の粉体２を充填し、積木状の段
積みにしてマッフル炉３内のマッフル４で全体を覆い、
電極５によりマッフル４を介して加熱している。なお、
６は炉床で、７は排ガスのダクトである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前記容器は
積木状に段積みされているため、マッフル内の容積効率
が悪く、しかも容器が小径であるにもかかわらず、容器
内面の近傍と中央部で温度差が生じ昇温カーブは図６に
示すように容器１の中央部で大きな遅れが生じる。この
図において、容器１の底部および側壁の近傍では■で示
す如く設定昇温カーブと余り差がなく、上部も■のよう
に最終的には■とほぼ同時に設定温度に到達しているが
、中央部■はΔｔの遅れが発生するため、必然的に設定
温度での保持時間もそれだけ長くしなければならない。 【０００４】従って、容器中央部では結晶粒子径にバラ
ツキが生じるとともに、加熱電力の使用量も多くなり問
題となっていた。そしてこの傾向は容器の径が大きくな
れば当然助長されるものである。本発明は上述従来のセ
ラミック焼成用容器における課題を解決するためになさ
れたもので、充填した原料粉体が全てほぼ均一に加熱、
昇温できる容器を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、外筒を有する
竪形の容器内に少なくとも１個の前記外筒と同心円状の
内筒、およびまたは容器中心に伝熱円柱を立設し、さら
にこの容器の外径Ｄ０ に対する各部の寸法が下記条件
の範囲になるようにして、上述従来のセラミック焼成用
容器における課題を解決した。 【０００６】 容器底部の厚さ ｈ ＝０．
０５Ｄ０ 〜０．１Ｄ０ 最も内側にある内筒の外径
Ｄ１ ＝０．２ Ｄ０ 〜０．５ Ｄ０ 外筒の厚さ
ｔ０ ＝０．０２Ｄ
０ 〜０．０５Ｄ０ 内筒の厚さ
ｔ１ ＝０．０２Ｄ０ 〜０．０５Ｄ０
伝熱円柱の直径 ｄ ＝０．
０５Ｄ０ 〜 ０．１Ｄ０ 【０００７】 【作 用】本発明の容器は、従来の竪形の容器内に少
なくとも１個の内筒、およびまたは容器中心に伝熱円柱
を立設し容器底部に加えられる熱をこれら内筒、伝熱円
柱を介して容器内の原料粉体に伝達することにより、容
器内全体のセラミック粉体をほぼ均一に加熱、昇温する
ことが可能となった。 【０００８】先ず、容器の構成について種々なものを試
作し、上記構成の容器が最も効果的であることが判明し
た。ただし、容器中心に立設する伝熱円柱については円
筒状のものでもよいが、一般に高温の容器は黒鉛素材か
ら旋削により作製するものであるから、内径のあまり小
さな円筒の旋削は困難であり、また原料粉体を充填する
ためにはできるだけ容器の内容積が大きい方が有利であ
るため円柱状の伝熱体にするのが望ましい。 【０００９】そして、本発明における容器の上記した各
部寸法条件は原料の粉体の均一加熱、昇温のためと、加
熱、冷却の繰り返しによる熱応力に基づく割れ防止のた
めに、その範囲を定めたものである。これらの知見に基
づき、図１に示す如き３種の容器を試作した。Ａは従来
の容器に相当し、Ｂ、Ｃは本発明による容器で、Ｂは内
筒のみ、Ｃは内筒と伝熱円柱とを立設してある。これら
容器の寸法は表１に示すとおりであり、容器内に原料の
粉体を充填し、マッフル内の雰囲気温度を ９７０℃〜
１１００℃に設定して約 ２２０分間加熱した。そのと
きの容器側面近傍の粉体温度■と中央部の粉体温度■と
の温度差■−■を表１に併せて示す。 【００１０】 【表１】 【００１１】表からわかるように、従来の容器に相当す
るＡでは可成の温度差が生じ、また内筒のみ立設したＢ
でも相当の効果があり、内筒と伝熱円柱を立設したＣで
はほとんど温度差が生じない。また中心に伝熱円柱のみ
を立設したものでも小径の容器では十分効果があること
がわかった。さらに、上記本発明によるＣの容器につい
て粉体の昇温カーブを調査した。このときのマッフル内
雰囲気温度は１０００℃で図２に示すように約 ２３０
分後に粉体の温度は約 ９５０℃となり測温点■と■の
昇温カーブはほとんど一致していることがわかる。 【００１２】なお、容器の寸法条件についてさらに詳し
く説明すると、各部寸法は強度上相互に関係するもので
あり、特に容器の外径Ｄ０ と底部の厚さｈ、底部の厚
さｈと外筒ならびに内筒の厚さｔ０ 、ｔ１ は関係が
大きい。一方、容器の内容積はできるだけ大きい方がよ
いことは前述のとおりである。そして、前記実験におい
て確認した粉体の加熱状態を加味して定めたのが上記し
た条件である。 【００１３】また、容器の高さＨについては処理する原
料の成分により、焼成反応で発生するガスの組成、量に
合わせて適宜決定されるべきもので、例えば窒化硼素系
セラミックの場合であれば、高さＨが ３００ｍｍを超
えると発生するガスの脱出が困難となり、結晶粒子径の
大きさにバラツキが生じることがあるので ３００ｍｍ
以下にするのが望ましい。 【００１４】 【実施例】図３は本発明の一実施例の説明図であり、図
４はこの容器を用いてセラミック粉末を焼成処理してい
る場合の例である。図３において、容器１０は外筒１１
、底部１２から成る竪形の容器であり、この底部１２か
ら外筒１１と同心円状の内筒１３と、その中心に伝熱円
柱１４を立設してある。さらに、マッフルの中心と容器
の中心とを一致させるために設けたセンタリング用切込
み１５と、図４に示す如く容器の軸心を一致させて段積
みしたとき、容器相互の位置合わせをするために下縁全
周に設けた段差部１６と、上縁４箇所に設けたガス抜用
開口部１７とを有する。段差部１６、開口部１７は段積
みして使用しないのであれば必要ではない。１８はハン
ドリング用の切込みである。 【００１５】そして、この容器の寸法条件はその外径Ｄ
０ に対して、 容器底部１２の厚さ
ｈ ＝０．０５Ｄ０ 〜０．１ Ｄ０
最も内側にある内筒１３の外径 Ｄ１ ＝０．２
Ｄ０ 〜０．５ Ｄ０ 外筒１１の厚さ
ｔ０ ＝０．０２Ｄ
０ 〜０．０５Ｄ０ 内筒１３の厚さ
ｔ１ ＝０．０２Ｄ０
〜０．０５Ｄ０ 伝熱円柱１４の直径
ｄ ＝０．０５Ｄ０ 〜 ０．
１Ｄ０ にしてあることはもちろんである。 【００１６】ここで内筒は一個に限られるものではなく
、必要に応じて複数個適宜な位置に設ければよいが、そ
の場合にも最も内側にある内筒の外径は上記条件の範囲
内とし、全ての内筒の厚さも上記条件の範囲内にする必
要がある。また内筒に代えてその全てを、または一部の
内筒を円柱等の伝熱体にすることも考えられるが、本発
明の容器はほとんどが黒鉛素材から旋削して作製するも
のであるから、全ての形状を同心円状に配設した構成の
ものに限定した。 【００１７】図４に、本発明の容器１０をその軸心を一
致させて３段の段積みにし、反応処理している状態を示
した。４はマッフルで６は炉床、６′は容器１０の受台
である。そして５は電極等の加熱体であり、図示省略し
たマッフル炉内でマッフル４、容器１０を介して窒化硼
素系の原料粉体２を約２０００℃に昇温、 １２０分間
保持して反応処理した。なおこの場合に使用した容器１
０の寸法は表１のＣに示すものであり、その処理結果を
従来の技術と比較して表２に示す。 【００１８】 【表２】 【００１９】表２に示すように、本発明の方が結晶粒子
径のバラツキが少なく、歩留りも向上したことがわかる
。 【００２０】 【発明の効果】本発明によるセラミック焼成用容器を使
用した場合、容器内の全体にわたって加熱、昇温を均一
に行い得ることから、セラミック微粉末の結晶粒子径の
バラツキが少なくなり歩留りの向上が達成されるととも
に、全体の処理時間が短縮できるので消費電力が軽減さ
れ、直立状に段積みして処理することも可能で処理効率
の向上も図れる利点がある。
熱してセラミック微粉末に焼成処理するためのセラミッ
ク焼成用容器に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】セラミックの微粉末は、例えば特開昭６
１−５８８０６号公報、特開昭６２−１００４０４号公
報に示される如く原料の粉体を非酸化性等の所定の雰囲
気中で１２００℃〜２０００℃の高温に加熱し、精製す
ると同時にセラミック微粉末に焼成処理される。この場
合、焼成用容器として通常黒鉛ルツボが使用されている
。この従来の焼成用容器（以下単に容器という）は外径
が ３００ｍｍ程度のものが多用されており、図５に示
すように容器１内に原料の粉体２を充填し、積木状の段
積みにしてマッフル炉３内のマッフル４で全体を覆い、
電極５によりマッフル４を介して加熱している。なお、
６は炉床で、７は排ガスのダクトである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前記容器は
積木状に段積みされているため、マッフル内の容積効率
が悪く、しかも容器が小径であるにもかかわらず、容器
内面の近傍と中央部で温度差が生じ昇温カーブは図６に
示すように容器１の中央部で大きな遅れが生じる。この
図において、容器１の底部および側壁の近傍では■で示
す如く設定昇温カーブと余り差がなく、上部も■のよう
に最終的には■とほぼ同時に設定温度に到達しているが
、中央部■はΔｔの遅れが発生するため、必然的に設定
温度での保持時間もそれだけ長くしなければならない。 【０００４】従って、容器中央部では結晶粒子径にバラ
ツキが生じるとともに、加熱電力の使用量も多くなり問
題となっていた。そしてこの傾向は容器の径が大きくな
れば当然助長されるものである。本発明は上述従来のセ
ラミック焼成用容器における課題を解決するためになさ
れたもので、充填した原料粉体が全てほぼ均一に加熱、
昇温できる容器を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、外筒を有する
竪形の容器内に少なくとも１個の前記外筒と同心円状の
内筒、およびまたは容器中心に伝熱円柱を立設し、さら
にこの容器の外径Ｄ０ に対する各部の寸法が下記条件
の範囲になるようにして、上述従来のセラミック焼成用
容器における課題を解決した。 【０００６】 容器底部の厚さ ｈ ＝０．
０５Ｄ０ 〜０．１Ｄ０ 最も内側にある内筒の外径
Ｄ１ ＝０．２ Ｄ０ 〜０．５ Ｄ０ 外筒の厚さ
ｔ０ ＝０．０２Ｄ
０ 〜０．０５Ｄ０ 内筒の厚さ
ｔ１ ＝０．０２Ｄ０ 〜０．０５Ｄ０
伝熱円柱の直径 ｄ ＝０．
０５Ｄ０ 〜 ０．１Ｄ０ 【０００７】 【作 用】本発明の容器は、従来の竪形の容器内に少
なくとも１個の内筒、およびまたは容器中心に伝熱円柱
を立設し容器底部に加えられる熱をこれら内筒、伝熱円
柱を介して容器内の原料粉体に伝達することにより、容
器内全体のセラミック粉体をほぼ均一に加熱、昇温する
ことが可能となった。 【０００８】先ず、容器の構成について種々なものを試
作し、上記構成の容器が最も効果的であることが判明し
た。ただし、容器中心に立設する伝熱円柱については円
筒状のものでもよいが、一般に高温の容器は黒鉛素材か
ら旋削により作製するものであるから、内径のあまり小
さな円筒の旋削は困難であり、また原料粉体を充填する
ためにはできるだけ容器の内容積が大きい方が有利であ
るため円柱状の伝熱体にするのが望ましい。 【０００９】そして、本発明における容器の上記した各
部寸法条件は原料の粉体の均一加熱、昇温のためと、加
熱、冷却の繰り返しによる熱応力に基づく割れ防止のた
めに、その範囲を定めたものである。これらの知見に基
づき、図１に示す如き３種の容器を試作した。Ａは従来
の容器に相当し、Ｂ、Ｃは本発明による容器で、Ｂは内
筒のみ、Ｃは内筒と伝熱円柱とを立設してある。これら
容器の寸法は表１に示すとおりであり、容器内に原料の
粉体を充填し、マッフル内の雰囲気温度を ９７０℃〜
１１００℃に設定して約 ２２０分間加熱した。そのと
きの容器側面近傍の粉体温度■と中央部の粉体温度■と
の温度差■−■を表１に併せて示す。 【００１０】 【表１】 【００１１】表からわかるように、従来の容器に相当す
るＡでは可成の温度差が生じ、また内筒のみ立設したＢ
でも相当の効果があり、内筒と伝熱円柱を立設したＣで
はほとんど温度差が生じない。また中心に伝熱円柱のみ
を立設したものでも小径の容器では十分効果があること
がわかった。さらに、上記本発明によるＣの容器につい
て粉体の昇温カーブを調査した。このときのマッフル内
雰囲気温度は１０００℃で図２に示すように約 ２３０
分後に粉体の温度は約 ９５０℃となり測温点■と■の
昇温カーブはほとんど一致していることがわかる。 【００１２】なお、容器の寸法条件についてさらに詳し
く説明すると、各部寸法は強度上相互に関係するもので
あり、特に容器の外径Ｄ０ と底部の厚さｈ、底部の厚
さｈと外筒ならびに内筒の厚さｔ０ 、ｔ１ は関係が
大きい。一方、容器の内容積はできるだけ大きい方がよ
いことは前述のとおりである。そして、前記実験におい
て確認した粉体の加熱状態を加味して定めたのが上記し
た条件である。 【００１３】また、容器の高さＨについては処理する原
料の成分により、焼成反応で発生するガスの組成、量に
合わせて適宜決定されるべきもので、例えば窒化硼素系
セラミックの場合であれば、高さＨが ３００ｍｍを超
えると発生するガスの脱出が困難となり、結晶粒子径の
大きさにバラツキが生じることがあるので ３００ｍｍ
以下にするのが望ましい。 【００１４】 【実施例】図３は本発明の一実施例の説明図であり、図
４はこの容器を用いてセラミック粉末を焼成処理してい
る場合の例である。図３において、容器１０は外筒１１
、底部１２から成る竪形の容器であり、この底部１２か
ら外筒１１と同心円状の内筒１３と、その中心に伝熱円
柱１４を立設してある。さらに、マッフルの中心と容器
の中心とを一致させるために設けたセンタリング用切込
み１５と、図４に示す如く容器の軸心を一致させて段積
みしたとき、容器相互の位置合わせをするために下縁全
周に設けた段差部１６と、上縁４箇所に設けたガス抜用
開口部１７とを有する。段差部１６、開口部１７は段積
みして使用しないのであれば必要ではない。１８はハン
ドリング用の切込みである。 【００１５】そして、この容器の寸法条件はその外径Ｄ
０ に対して、 容器底部１２の厚さ
ｈ ＝０．０５Ｄ０ 〜０．１ Ｄ０
最も内側にある内筒１３の外径 Ｄ１ ＝０．２
Ｄ０ 〜０．５ Ｄ０ 外筒１１の厚さ
ｔ０ ＝０．０２Ｄ
０ 〜０．０５Ｄ０ 内筒１３の厚さ
ｔ１ ＝０．０２Ｄ０
〜０．０５Ｄ０ 伝熱円柱１４の直径
ｄ ＝０．０５Ｄ０ 〜 ０．
１Ｄ０ にしてあることはもちろんである。 【００１６】ここで内筒は一個に限られるものではなく
、必要に応じて複数個適宜な位置に設ければよいが、そ
の場合にも最も内側にある内筒の外径は上記条件の範囲
内とし、全ての内筒の厚さも上記条件の範囲内にする必
要がある。また内筒に代えてその全てを、または一部の
内筒を円柱等の伝熱体にすることも考えられるが、本発
明の容器はほとんどが黒鉛素材から旋削して作製するも
のであるから、全ての形状を同心円状に配設した構成の
ものに限定した。 【００１７】図４に、本発明の容器１０をその軸心を一
致させて３段の段積みにし、反応処理している状態を示
した。４はマッフルで６は炉床、６′は容器１０の受台
である。そして５は電極等の加熱体であり、図示省略し
たマッフル炉内でマッフル４、容器１０を介して窒化硼
素系の原料粉体２を約２０００℃に昇温、 １２０分間
保持して反応処理した。なおこの場合に使用した容器１
０の寸法は表１のＣに示すものであり、その処理結果を
従来の技術と比較して表２に示す。 【００１８】 【表２】 【００１９】表２に示すように、本発明の方が結晶粒子
径のバラツキが少なく、歩留りも向上したことがわかる
。 【００２０】 【発明の効果】本発明によるセラミック焼成用容器を使
用した場合、容器内の全体にわたって加熱、昇温を均一
に行い得ることから、セラミック微粉末の結晶粒子径の
バラツキが少なくなり歩留りの向上が達成されるととも
に、全体の処理時間が短縮できるので消費電力が軽減さ
れ、直立状に段積みして処理することも可能で処理効率
の向上も図れる利点がある。
【図１】本発明の作用の説明図である。
【図２】本発明によるセラミック焼成用容器の昇温カー
ブの例を示す説明図である。
ブの例を示す説明図である。
【図３】本発明によるセラミック焼成用容器の実施例で
（ア）は断面図、（イ）は平面図である。
（ア）は断面図、（イ）は平面図である。
【図４】本発明のセラミック焼成用容器を使用して焼成
処理をする場合の一例を示す説明図である。
処理をする場合の一例を示す説明図である。
【図５】従来の焼成用容器を使用して焼成処理する場合
の説明図である。
の説明図である。
【図６】従来技術における容器内各部の昇温カーブの説
明図である。
明図である。
１ セラミック焼成用容器
２ 原料粉体
３ マッフル炉
４ マッフル
５ 電極
６ 炉床
７ ダクト
１０ セラミック焼成用容器
１１ 外筒
１２ 容器底部
１３ 内筒
１４ 伝熱円柱
１５ 切込み
１６ 段差部
１７ 開口部
１８ 切込み
Claims (2)
- 【請求項１】 粉末セラミックの焼成用容器であって
、外筒を有する竪形の容器内に少なくとも１個の前記外
筒と同心円状の内筒、およびまたは容器中心に伝熱円柱
を立設したことを特徴とするセラミック焼成用容器。 - 【請求項２】 容器の外径Ｄ０ に対する各部の寸法
が下記条件の範囲であることを特徴とする請求項１記載
のセラミック焼成用容器。 容器底部の厚さ ｈ ＝０．
０５Ｄ０ 〜０．１Ｄ０ 最も内側にある内筒の外径
Ｄ１ ＝０．２ Ｄ０ 〜０．５ Ｄ０ 外筒の厚さ
ｔ０ ＝０．０２Ｄ
０ 〜０．０５Ｄ０ 内筒の厚さ
ｔ１ ＝０．０２Ｄ０ 〜０．０５Ｄ０
伝熱円柱の直径 ｄ ＝０．
０５Ｄ０ 〜 ０．１Ｄ０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064179A JP2828517B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | セラミック焼成用容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064179A JP2828517B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | セラミック焼成用容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04302991A true JPH04302991A (ja) | 1992-10-26 |
| JP2828517B2 JP2828517B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=13250579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3064179A Expired - Lifetime JP2828517B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | セラミック焼成用容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2828517B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08152279A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | セラミック粉体の仮焼用匣 |
| JP2013537615A (ja) * | 2010-07-30 | 2013-10-03 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 真空熱処理装置用の熱処理容器 |
| KR101483863B1 (ko) * | 2012-06-21 | 2015-01-16 | 이비덴 가부시키가이샤 | 흑연재의 제조 방법 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP3064179A patent/JP2828517B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2013537615A (ja) * | 2010-07-30 | 2013-10-03 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 真空熱処理装置用の熱処理容器 |
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