JPH0556931U - 窒化アルミニウムの常圧焼成用セッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形体の脱脂時及び本焼成時の何れの場合に
も使用でき、かつ脱脂された成形体がセッター交換に起
因して破損することを未然に回避する。 【構成】 本考案は窒化アルミニウム成形体４を常圧で
焼成する際に、主にその成形体４の形状を保持するため
に用いられるセッター１に関する。セッター１は、窒化
ホウ素製の充実体２と、その充実体２の両側面に形成さ
れた窒化ホウ素製の多孔質体３とからなる。充実体２は
ホットプレス焼成したものであり、かつ前記多孔質体３
は常圧焼成したものである。また、多孔質体３の表面に
は窒化ホウ素粉末が塗布され、焼結時にはその塗布面が
成形体４側に配置される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、窒化アルミニウム成形体を常圧で焼成する際に、主にその成形体の 形状を保持するために用いられるセッターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】

従来より窒化アルミニウム製焼結体を製造する場合には、窒化アルミニウム粒 子にバインダ等を添加した原料スラリーから成形体を形成し、非酸化雰囲気下か つ常圧下でその成形体を窒化アルミニウムの焼結温度に加熱することにより、成 形体の本焼成を行っている。

【０００３】 通常上記の製造工程においては、成形体中にバインダとして含まれる炭素を酸 化除去するために、前記成形体は焼成が施される前に酸化雰囲気下、約数百℃で 仮焼成（脱脂）される。この脱脂の際、成形体の周囲には主として成形体の形状 保持のためにセッターが配置される。また、成形体を脱脂したときに発生する炭 酸ガス等を成形体外部に放出させるため、脱脂用セッターには、例えばガス透過 性に優れた多孔質性のセラミックス材料が用いられている。そして、成形体の本 焼成を行う際にも、その周囲には成形体の形状保持のためにセラミックス材料製 のセッターが同様に配置される。

【０００４】 本焼成用セッターは１８００℃以上の高い温度に曝されるものであるため、脱 脂用セッターのような多孔質性のセラミックス材料では破損してしまう。焼結温 度に耐え得る物理的強度をセッターに付与するには、例えば緻密なセラミックス 材料を使用すれば良い。

【０００５】 しかしながら、このようなセラミックス材料をセッターに用いるとすると、好 適なガス透過性を犠牲にせざるを得ない。上記の事情から、従来では脱脂用及び 本焼成用の２種類のセッターが必要とされ、脱脂工程から本焼成工程に移行する 際に成形体を包囲しているセッターの交換を余儀なくされる。また、この種の煩 雑な作業は、製造時間全体を短縮する上で妨げになっている。

【０００６】 更に、脱脂された成形体は非常に脆弱であるため、セッター交換の際の物理的 な衝撃等により、成形体に破損が生じ易い。 本考案は上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、成形体の脱脂 時及び本焼成時の何れの場合にも使用でき、かつ脱脂された成形体がセッター交 換に起因して破損することを未然に回避し得る窒化アルミニウムの常圧焼成用セ ッターを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】

上記の課題を解決するために、本考案では、窒化アルミニウム成形体を常圧で 焼成する際に、主にその成形体の形状を保持するために用いられるセッターにお いて、セラミックス製の充実体と、その充実体の少なくとも一側面に形成された セラミックス製の多孔質体とからなるセッターを設けている。

【０００８】 この構成によると、セッター自体にはセラミックス製の充実体によって窒化ア ルミニウムの焼結温度に耐え得るだけの物理的強度が確保されている。また、前 記充実体の少なくとも一側面は多孔質体であるため、セッターには脱脂時に必要 なガス透過性も同時に確保されている。そして、脱脂時に発生する炭酸ガス等は セッターの多孔質部分を介して成形体外部に放出される。

【０００９】 本考案のセッターを使用する際には、多孔質体が形成されたセッター側面を成 形体側に密着配置させれば良く、この配置状態で脱脂及び本焼成を行えば、特に セッターの交換を行う必要がない。よって、脱脂された成形体がセッター交換に よって破損してしまうことを未然に回避できる。

【００１０】 前記充実体はホットプレス焼成したものであり、かつ前記多孔質体は前記充実 体と同一の材料を常圧焼成したものであることが望ましい。 ホットプレス焼成によって充実体を形成する理由は、高温加圧下でセラミック ス材料を焼成することにより、気孔が少ない緻密な焼結体が得られるからである 。こうして得られる焼結体は好適な物理的強度を備えており、セッターに用いる 充実体としては好ましい。尚、前記充実体を製造するためのセラミックス材料と しては耐熱強度に優れた窒化ホウ素を用いることが良い。

【００１１】 また、常圧焼成によって多孔質体を形成する理由は、ホットプレス焼成では焼 結体を多孔質化することが難しいからである。そして、同一のセラミックス材料 から充実体と多孔質体とを焼成する理由は、両者の焼成収縮率を揃えるためであ る。

【００１２】 充実体部分の肉厚に対する多孔質体部分の肉厚の比は１／３〜１／６であるこ とが好ましい。この比が前記値より小さいと、セッターに充分なガス透過性が確 保できない。この比が前記値より大きいと、セッターに充分な物理的強度が確保 できない。また、セッター全体の肉厚は１mm以上であることが好ましく、それ未 満であるとセッター自体の強度が低下してしまう。

【００１３】 更に、前記多孔質体の表面には窒化ホウ素粉末が塗布され、焼結時にはその塗 布面が成形体側に配置されることが望ましい。その理由は、セッター表面の滑り 抵抗を小さくしておくことにより、本焼成後に成形体とセッターとの分離を確実 に行えるようにするためである。

【００１４】

【実施例】

以下に本考案を具体化した一実施例について図面に基づき詳細に説明する。 図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施例の板状セッター１は、１枚 の充実体２及び２枚の多孔質体３によって構成されている。

【００１５】 前記充実体２は略正方形状を呈する肉厚１mmの板状部材であり、その両面の各 角部には、断面円形状で直径８mmの突起２ａが合計８つ突設されている。この充 実体２は窒化ホウ素を主成分とする原料スラリーを成形した後、その成形体を常 法によりホットプレス焼成することによって得られる。従って、充実体２は内部 に殆ど気孔のない緻密な結晶構造を有しており、物理的強度にも優れている。尚 、各突起２ａは原料スラリーを成形する際に充実体２と一体に形成される。

【００１６】 前記多孔質体３は充実体２と同様の外形を備える肉厚０．５mmの板状部材であ る。多孔質体３の気孔率は５０％，平均気孔径５０μｍであり、それ故前記充実 体２に比してガス透過性に優れている。また、この多孔質体３は前記原料スラリ ーからなる成形体を常圧下で焼成することにより製造される。各多孔質体３の各 角部において前記各突起２ａに対応する位置には、断面円形状の嵌め込み穴３ａ が形成されている。前記嵌め込み穴３ａはドリル加工またはパンチング等の常法 により透設され、その際には嵌め込み穴３ａの内径は前記突起２ａの直径とほぼ 同程度に設定される。

【００１７】 図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、充実体２の各突起２ａに多孔質体３ の各嵌め込み穴３ａを嵌合させることにより、充実体２の両側面に多孔質体３を 備えた板状セッター１が形成される。このセッター１では、充実体２部分に対す る多孔質体３部分の肉厚比は１になり、セッター１全体の肉厚は２mmになる。

【００１８】 以下、そのセッター１を用いて窒化アルミニウム焼結体を製造する方法につい て図２に基づき説明する。 窒化アルミニウム焼結体を製造する場合には、窒化アルミニウム粒子にバイン ダ、焼結助剤及び添加剤等を混合したスラリーから、成形体としてのグリーンシ ート４を成形する。前記グリーンシート４には、酸化雰囲気下で６００℃〜８０ ０℃の脱脂が施され、その後非酸化雰囲気下で１８００℃〜１９００℃の本焼成 が施される。前記板状セッター１は脱脂及び本焼成の際に、主としてグリーンシ ート４の形状を保持するために使用される。次いで、その使用方法について述べ る。

【００１９】 図２に示すように、先ず板状セッター１上に前記グリーンシート４を載置して 、そのグリーンシート４の周縁部に４本の棒状セッター５を配置する。棒状のセ ッター５には、板状セッター１を構成する充実体２と同様に窒化ホウ素焼結体が 用いられている。そして、更にそのグリーンシート４の上に板状セッター１を載 置して、グリーンシート４を各セッター１，５によって完全に包囲する。尚、板 状セッター１の多孔質体３の表面には滑り抵抗を低減する目的で予め窒化ホウ素 粉末６が塗布されており、その塗布面はグリーンシート４側に配置される。また 、本実施例では、包囲された前記グリーンシート４上に更に別のグリーンシート ４を載置し、かつ同様の方法によりそのグリーンシート４を包囲している。

【００２０】 図２に示すように、これらをるつぼＭ内に配置した後、前記脱脂温度に加熱す ると、グリーンシート４中にバインダとして含まれる炭素が酸化され、炭酸ガス （ＣＯ₂ ）や一酸化炭素（ＣＯ）が形成される。グリーンシート４側にはガス透 過性に優れた多孔質体３が密接配置されているため、発生したガスは図２に示す 矢印の経路を経て、グリーンシート４の外部に放出される。その結果、グリーン シート４中の残留炭素が確実に除去される。脱脂されたグリーンシート４はより 高い温度によって本焼成され、所望の窒化アルミニウム焼結体となる。このよう な高温に曝されたとしても、その温度に耐え得るだけの物理的強度が確保されて いるため、各セッター１，５自体が破損することはない。

【００２１】 上述のように、本実施例の板状セッター１を用いた場合、脱脂時と本焼成時と で同一の板状セッター１を使用できる。そのため、性質の異なる２種類のセッタ ーを用意しておく必要がない。また、従来とは異なり、脱脂工程から本焼成工程 に移行する際のセッター交換が不要なため、セッター交換に起因したグリーンシ ート４の破損は未然に回避できる。更に、セッターの交換という煩雑な作業が解 消され、窒化アルミニウム焼結体を製造する時間全体が短縮される。加えて、脱 脂用るつぼと本焼成用るつぼとが異なる場合でも、実施例のセッター１で包囲し た状態であれば、脱脂されたグリーンシート４に直接触れることなく別のるつぼ に移送できる。この場合でも、グリーンシート４が破損することはない。

【００２２】 尚、本考案は上記実施例のみに限定されるわけではなく、以下に示す構成のよ うに変更することが可能である。例えば、 （ａ）図３に示すように、充実体１１からなる棒状セッター１０の一側面に多孔 質体１２を設けても良い。このセッター１０では、充実体１１に形成された突起 １１ａが多孔質体１２に透設された嵌め込み穴１２ａに嵌合されている。このよ うな棒状セッター１０と前記板状セッター１とを組み合わせて使用することによ り、脱脂時のガス抜け効率が向上する。 （ｂ）また、前記実施例のように複数のグリーンシート４を重ね合わせて脱脂及 び本焼成を行わないのであれば、図４に示す板状セッター１３のように、充実体 ２の一側面のみに多孔質体３を配置したもので充分である。 （ｃ）図５に示す板状セッター１４では、充実体２の四隅にＬ字状の突片１５を 設け、かつ多孔質体３には各突片１５に対応する形状の切欠き部１６が形成され ている。そして、これらの突片１５と切欠き部１６との係合により、充実体２と 多孔質体３とを接合させても良い。 （ｄ）充実体２と多孔質体３とをねじによって接合固定させても良い。この場合 用いられるねじは、窒化アルミニウムの焼結温度に耐え得る材料であることが要 求される。

【００２３】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案の窒化アルミニウムの常圧焼成用セッターによれ ば、成形体の脱脂時及び本焼成時の何れの場合にも使用でき、かつ脱脂された成 形体がセッター交換に起因して破損することを未然に回避できるという優れた効 果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本考案の窒化アルミニウムの常圧焼成
用セッターを示す斜視図であり、（ｂ）はそのセッター
のＡ−Ａ線における断面図である。

【図２】実施例の板状セッターを使用した状態を示す断
面図である。

【図３】前記板状セッターと共に、別例の棒状セッター
を使用した状態を示す断面図である。

【図４】別例の板状セッターを示す断面図である。

【図５】別例の板状セッターを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ （板状）セッター、２ 充実体、３ 多孔質体、４
成形体、６ 窒化ホウ素粉末。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】窒化アルミニウム成形体（４）を常圧で焼
   成する際に、主にその成形体（４）の形状を保持するた
   めに用いられるセッター（１）において、 セラミックス製の充実体（２）と、その充実体（２）の
   少なくとも一側面に形成されたセラミックス製の多孔質
   体（３）とからなる窒化アルミニウムの常圧焼成用セッ
   ター。
2. 【請求項２】前記充実体（２）はホットプレス焼成した
   ものであり、かつ前記多孔質体（３）は前記充実体
   （２）と同一の材料を常圧焼成したものであることを特
   徴とする請求項１に記載の窒化アルミニウムの常圧焼成
   用セッター。
3. 【請求項３】前記多孔質体の表面には窒化ホウ素粉末
   （６）が塗布され、焼結時にはその塗布面が成形体
   （４）側に配置されることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の窒化アルミニウムの常圧焼成用セッター。