JPH07277816A - セラミックスおよびその製造方法 - Google Patents
セラミックスおよびその製造方法Info
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- JPH07277816A JPH07277816A JP6074803A JP7480394A JPH07277816A JP H07277816 A JPH07277816 A JP H07277816A JP 6074803 A JP6074803 A JP 6074803A JP 7480394 A JP7480394 A JP 7480394A JP H07277816 A JPH07277816 A JP H07277816A
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- composite oxide
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は反応生成物であるＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5
Ｏ18系コージエライト複合酸化物の機能をも付与しつつ
焼成中の成形体の収縮をきわめて小さく抑え、かつ焼成
体の変形の発生をさらに小さく抑えたセラミックスを提
供することを目的とするものである。 【構成】 アルミナ粒１と、これらのアルミナ粒１間に
介在し焼成によりその外周に接する前記アルミナ粒１と
焼結反応するとともに、酸化反応した少なくともＳｉ粒
子、Ａｌ粒子の１種以上とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合
酸化物を含む無機化合物から形成されるＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ
5Ｏ18系コージエライト複合酸化物の粒２により構成さ
れている。
Ｏ18系コージエライト複合酸化物の機能をも付与しつつ
焼成中の成形体の収縮をきわめて小さく抑え、かつ焼成
体の変形の発生をさらに小さく抑えたセラミックスを提
供することを目的とするものである。 【構成】 アルミナ粒１と、これらのアルミナ粒１間に
介在し焼成によりその外周に接する前記アルミナ粒１と
焼結反応するとともに、酸化反応した少なくともＳｉ粒
子、Ａｌ粒子の１種以上とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合
酸化物を含む無機化合物から形成されるＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ
5Ｏ18系コージエライト複合酸化物の粒２により構成さ
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種電子部品に利用され
るセラミックスおよびその製造方法に関するものであ
る。
るセラミックスおよびその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のセラミックスは次のようにして製
造されていた。まず、セラミックスの原料粉末を金型に
いれて成形し、次に金型から取り出したこの成形品を焼
成してセラミックスを得るものであった。しかしながら
このようにして製造されたセラミックスでは、前記焼成
中に成形品がどうしても収縮してしまうので高精度の形
状・寸法のセラミックスが得難かった。
造されていた。まず、セラミックスの原料粉末を金型に
いれて成形し、次に金型から取り出したこの成形品を焼
成してセラミックスを得るものであった。しかしながら
このようにして製造されたセラミックスでは、前記焼成
中に成形品がどうしても収縮してしまうので高精度の形
状・寸法のセラミックスが得難かった。
【０００３】したがって、この焼成後に前記セラミック
スを希望する形状・寸法とすべく切削もしくは研摩加工
する作業が必要となるものであった。
スを希望する形状・寸法とすべく切削もしくは研摩加工
する作業が必要となるものであった。
【０００４】しかしながら焼成をした後のセラミックス
は非常に硬いため、前記切削もしくは研摩加工する作業
はコスト高を伴うものであった。そこで焼成中の収縮を
実質的に無くして前記のような切削加工を不必要とした
高精度の形状・寸法のセラミックスが提案されている
（特開平１−３１７１５７号公報）。
は非常に硬いため、前記切削もしくは研摩加工する作業
はコスト高を伴うものであった。そこで焼成中の収縮を
実質的に無くして前記のような切削加工を不必要とした
高精度の形状・寸法のセラミックスが提案されている
（特開平１−３１７１５７号公報）。
【０００５】これは、反応焼結法を用いて製造されるも
のであり、例えば、絶縁性と熱伝導性機能を有する材料
としてのアルミナ粉末と金属Ｔｉ粉末を混合し、次にこ
の混合体を金型に入れて成形し、その後金型から取り出
した成形体を窒素雰囲気中で焼成して得られる。その構
造は、前記アルミナ粉末を焼成中に前記金属Ｔｉ粉末か
ら生成した窒化チタンで結合してなる反応焼結体である
ことを特徴とするセラミックスであった。この従来のセ
ラミックスによれば、前記金属Ｔｉ粉末が窒素ガスと反
応して膨張するので、焼成中における成形体の収縮をき
わめて小さく抑えることができ、また、低誘電材料であ
る窒化チタンで結合しているので誘電率の低いアルミナ
質のセラミックスを得ることができるというものであ
る。
のであり、例えば、絶縁性と熱伝導性機能を有する材料
としてのアルミナ粉末と金属Ｔｉ粉末を混合し、次にこ
の混合体を金型に入れて成形し、その後金型から取り出
した成形体を窒素雰囲気中で焼成して得られる。その構
造は、前記アルミナ粉末を焼成中に前記金属Ｔｉ粉末か
ら生成した窒化チタンで結合してなる反応焼結体である
ことを特徴とするセラミックスであった。この従来のセ
ラミックスによれば、前記金属Ｔｉ粉末が窒素ガスと反
応して膨張するので、焼成中における成形体の収縮をき
わめて小さく抑えることができ、また、低誘電材料であ
る窒化チタンで結合しているので誘電率の低いアルミナ
質のセラミックスを得ることができるというものであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの従来
の技術によって得られるセラミックスは、金属粒子と反
応させる反応性ガスを成形体中の開気孔を通じて外部か
ら成形体内部へ供給し、金属粒子と反応性ガスが反応す
るときの焼成過程での体積膨張を利用して成形体の収縮
を抑えており、焼成過程におけるこの体積膨張によって
焼成体の変形が生じやすいという反応焼結法特有の問題
点を有していた。
の技術によって得られるセラミックスは、金属粒子と反
応させる反応性ガスを成形体中の開気孔を通じて外部か
ら成形体内部へ供給し、金属粒子と反応性ガスが反応す
るときの焼成過程での体積膨張を利用して成形体の収縮
を抑えており、焼成過程におけるこの体積膨張によって
焼成体の変形が生じやすいという反応焼結法特有の問題
点を有していた。
【０００７】本発明は前記課題を解決するものであり、
アルミナ粒子の特性を最大限に引き出しながらＭｇ2Ａ
ｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物の機能をも付
与しつつ焼成中の成形体の収縮をきわめて小さく抑え、
かつ焼成体の変形の発生をさらに小さく抑えたセラミッ
クスおよびその製造方法を提供することを目的とするも
のである。
アルミナ粒子の特性を最大限に引き出しながらＭｇ2Ａ
ｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物の機能をも付
与しつつ焼成中の成形体の収縮をきわめて小さく抑え、
かつ焼成体の変形の発生をさらに小さく抑えたセラミッ
クスおよびその製造方法を提供することを目的とするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、アルミナ粒と、少なくともＳｉ粒子とＭｇ
Ａｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒子を含む無機化合物粒
子との混合物が焼成時に膨張するとともに化学反応して
形成されるＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合
酸化物粒を主構成物とするセラミックスに関するもので
ある。
に本発明は、アルミナ粒と、少なくともＳｉ粒子とＭｇ
Ａｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒子を含む無機化合物粒
子との混合物が焼成時に膨張するとともに化学反応して
形成されるＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合
酸化物粒を主構成物とするセラミックスに関するもので
ある。
【０００９】また、本発明のセラミックスの製造方法
は、アルミナ粒と、少なくともＳｉ粒子とＭｇＡｌ2Ｏ4
系スピネル複合酸化物粒子とを含む無機化合物粒子の粉
末を混合させる第１工程と、この第１工程にて得られた
混合物を成形する第２工程と、この第２工程で得られた
成形品を焼成する第３工程とからなる製造方法である。
は、アルミナ粒と、少なくともＳｉ粒子とＭｇＡｌ2Ｏ4
系スピネル複合酸化物粒子とを含む無機化合物粒子の粉
末を混合させる第１工程と、この第１工程にて得られた
混合物を成形する第２工程と、この第２工程で得られた
成形品を焼成する第３工程とからなる製造方法である。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、焼成による変形が少なく、
しかも十分な機械強度やアルミナ粒のもつ特性にＭｇ2
Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物のもつさま
ざまな特性を付与したセラミックスが得られた。その理
由は、変形の原因である金属粒子と無機化合物が焼成過
程で反応してＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物を形成
する際の体積膨張を防止するために、あらかじめ金属粒
子と無機化合物との混合粉末にＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル
複合酸化物粒子を混合して成形・焼成することによっ
て、焼成過程でのＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物の
形成を抑制するからである。
しかも十分な機械強度やアルミナ粒のもつ特性にＭｇ2
Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物のもつさま
ざまな特性を付与したセラミックスが得られた。その理
由は、変形の原因である金属粒子と無機化合物が焼成過
程で反応してＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物を形成
する際の体積膨張を防止するために、あらかじめ金属粒
子と無機化合物との混合粉末にＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル
複合酸化物粒子を混合して成形・焼成することによっ
て、焼成過程でのＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物の
形成を抑制するからである。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の一実施例である平板状
のセラミックスの内部構造を示す拡大図である。このセ
ラミックスは、無数のアルミナ粒１と、これら無数のア
ルミナ粒１間に位置するＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージ
エライト複合酸化物の粒２とにより構成されており、図
２のごとくアルミナの粉末１ａに、少なくともＳｉ粒子
とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒子とを含む無機
化合物粒子の混合物２ａを混合して焼成し、これにより
図１のごとくアルミナ粒１間にＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系
コージエライト複合酸化物の粒２を形成した。なお、３
は気孔を示す。
ながら説明する。図１は本発明の一実施例である平板状
のセラミックスの内部構造を示す拡大図である。このセ
ラミックスは、無数のアルミナ粒１と、これら無数のア
ルミナ粒１間に位置するＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージ
エライト複合酸化物の粒２とにより構成されており、図
２のごとくアルミナの粉末１ａに、少なくともＳｉ粒子
とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒子とを含む無機
化合物粒子の混合物２ａを混合して焼成し、これにより
図１のごとくアルミナ粒１間にＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系
コージエライト複合酸化物の粒２を形成した。なお、３
は気孔を示す。
【００１２】また、本発明のセラミックスの製造方法
は、図２のごとくアルミナの粉末１ａに、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓ
ｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物２を作るべく少な
くともＳｉ粒子とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒
子を含む無機化合物粒子の混合物２ａを混合させる第１
工程と、この第１工程で得られた混合物を成形する第２
工程と、この第２工程で得られた成形品を昇温中に酸化
反応および化学反応を起こしつつ焼成する第３工程とを
有したものである。
は、図２のごとくアルミナの粉末１ａに、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓ
ｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物２を作るべく少な
くともＳｉ粒子とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒
子を含む無機化合物粒子の混合物２ａを混合させる第１
工程と、この第１工程で得られた混合物を成形する第２
工程と、この第２工程で得られた成形品を昇温中に酸化
反応および化学反応を起こしつつ焼成する第３工程とを
有したものである。
【００１３】なお、成形体の形状によっては、第２工程
で造粒粉を形成し、押し出し成形、圧縮成形などの一般
に知られる成形方法を用いても良い。
で造粒粉を形成し、押し出し成形、圧縮成形などの一般
に知られる成形方法を用いても良い。
【００１４】具体的には、本発明におけるセラミックス
は、無数のアルミナ粒１と、これら無数のアルミナ粒１
間に位置するＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複
合酸化物粒２とにより構成されており、アルミナ粉末
に、Ｓｉ粒子とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒子
との混合粉末を混合し、焼成し、これによりアルミナ粒
間にＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物
の粒２を形成した（試料１）。
は、無数のアルミナ粒１と、これら無数のアルミナ粒１
間に位置するＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複
合酸化物粒２とにより構成されており、アルミナ粉末
に、Ｓｉ粒子とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒子
との混合粉末を混合し、焼成し、これによりアルミナ粒
間にＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物
の粒２を形成した（試料１）。
【００１５】また、本発明の実施例１におけるセラミッ
クスの製造方法は、図２のごとくアルミナ粉末１ａに、
Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物粒２
を作るべくＳｉ粒子とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化
物粒子とを３３：６７重量比で配合した混合粉末２ａを
アルミナ粉末１００重量部に対して４０重量部混合させ
る第１工程と、この第１工程で得られた混合物にブチラ
ール樹脂とメチルエチルケトンと酢酸Ｎブチルを加えて
混練しスラリーを形成し、このスラリーをドクターブレ
ード法によって平板状のグリーンシートを得る第２工程
と、このグリーンシートを昇温中に酸化反応および化学
反応を起こしつつ電気炉で１４３０℃で焼成する第３工
程とを有したものである。
クスの製造方法は、図２のごとくアルミナ粉末１ａに、
Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物粒２
を作るべくＳｉ粒子とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化
物粒子とを３３：６７重量比で配合した混合粉末２ａを
アルミナ粉末１００重量部に対して４０重量部混合させ
る第１工程と、この第１工程で得られた混合物にブチラ
ール樹脂とメチルエチルケトンと酢酸Ｎブチルを加えて
混練しスラリーを形成し、このスラリーをドクターブレ
ード法によって平板状のグリーンシートを得る第２工程
と、このグリーンシートを昇温中に酸化反応および化学
反応を起こしつつ電気炉で１４３０℃で焼成する第３工
程とを有したものである。
【００１６】また、前記実施例においてＭｇＡｌ2Ｏ4系
スピネル複合酸化物粒子を、ＭｇＯ粒子とＡｌ粒子とを
４３：５７重量比で配合した混合粉末に置き換えて得た
セラミックス（比較品１）の特性とを（表１）に比較し
て示している。
スピネル複合酸化物粒子を、ＭｇＯ粒子とＡｌ粒子とを
４３：５７重量比で配合した混合粉末に置き換えて得た
セラミックス（比較品１）の特性とを（表１）に比較し
て示している。
【００１７】
【表１】
【００１８】（表１）から明らかなように、試料１、比
較品１とも寸法変化率は極めて小さく、諸特性も実質上
差は認められない。しかしながら、比較品１では、焼成
過程でＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物が形成される
ために変形量が大きい。本発明によれば、あらかじめ原
料粉末としてＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒子を
配合することによって試料１のごとく、寸法変化率が極
めて小さく十分な諸特性を有し、かつ変形量の小さなセ
ラミックスが得られた。
較品１とも寸法変化率は極めて小さく、諸特性も実質上
差は認められない。しかしながら、比較品１では、焼成
過程でＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物が形成される
ために変形量が大きい。本発明によれば、あらかじめ原
料粉末としてＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒子を
配合することによって試料１のごとく、寸法変化率が極
めて小さく十分な諸特性を有し、かつ変形量の小さなセ
ラミックスが得られた。
【００１９】なお、実施例における変形量、寸法変化
率、気孔率、熱伝導率、熱膨張係数、誘電率の測定は以
下のように測定、算出している。
率、気孔率、熱伝導率、熱膨張係数、誘電率の測定は以
下のように測定、算出している。
【００２０】変形量は、１００mm×１００mmの平板状焼
成体の対角を基準としたときの最大の反り量でもって表
した。
成体の対角を基準としたときの最大の反り量でもって表
した。
【００２１】寸法変化率は、焼成前のグリーンシートと
焼成後の平板状のセラミックスの寸法を測定し、その比
を算出した。マイナス符号は収縮を表す。
焼成後の平板状のセラミックスの寸法を測定し、その比
を算出した。マイナス符号は収縮を表す。
【００２２】気孔率、熱伝導率、平均線膨張係数、誘電
率は、ＪＩＳ２１４１に従い、測定、算出した。
率は、ＪＩＳ２１４１に従い、測定、算出した。
【００２３】機械強度は、ＪＩＳ２１４１に従い、曲げ
強度を測定、算出した。
強度を測定、算出した。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アルミナ
粒と、少なくともＳｉ粒子とＭｇＡｌ 2Ｏ4系スピネル複
合酸化物粒子の混合物から焼成過程であらたにＭｇＡｌ
2Ｏ4系スピネル複合酸化物を形成することなく、成形体
中の空隙を徐々に埋めながら形成されるＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ
5Ｏ18系コージエライト複合酸化物の粒とからなるセラ
ミックスであるので、焼成体中の成形体の収縮を極めて
小さく抑え、しかも焼成体の変形量が極めて小さくでき
るセラミックスおよびその製造方法を提供できるもので
ある。
粒と、少なくともＳｉ粒子とＭｇＡｌ 2Ｏ4系スピネル複
合酸化物粒子の混合物から焼成過程であらたにＭｇＡｌ
2Ｏ4系スピネル複合酸化物を形成することなく、成形体
中の空隙を徐々に埋めながら形成されるＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ
5Ｏ18系コージエライト複合酸化物の粒とからなるセラ
ミックスであるので、焼成体中の成形体の収縮を極めて
小さく抑え、しかも焼成体の変形量が極めて小さくでき
るセラミックスおよびその製造方法を提供できるもので
ある。
【図１】本発明の一実施例における平板状のセラミック
スの内部構造を示す要部の拡大断面図
スの内部構造を示す要部の拡大断面図
【図２】本発明の一実施例における平板状のセラミック
スの焼成前の内部構造を示す要部の断面図
スの焼成前の内部構造を示す要部の断面図
１ アルミナ粒 １ａ アルミナの粉末 ２ Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合酸化物
の粒 ２ａ Ｓｉ粒子とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒
子を含む無機化合物粉末の混合物 ３ 気孔
の粒 ２ａ Ｓｉ粒子とＭｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒
子を含む無機化合物粉末の混合物 ３ 気孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富岡 聡志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミナ粒と、少なくともＳｉ粒子とＭ
ｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒子を含む無機化合物
粒子の混合物が焼成時に膨張するとともに化学反応して
形成されるＭｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18系コージエライト複合
酸化物粒とを主構成物とするセラミックス。 - 【請求項２】 アルミナ粒と、少なくともＳｉ粒子とＭ
ｇＡｌ2Ｏ4系スピネル複合酸化物粒子を含む無機化合物
粒子の粉末を混合させる第１工程と、この第１工程にて
得られた混合物を成形する第２工程と、この第２工程で
得られた成形品を焼成する第３工程とからなるセラミッ
クスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074803A JPH07277816A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | セラミックスおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074803A JPH07277816A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | セラミックスおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07277816A true JPH07277816A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=13557839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6074803A Pending JPH07277816A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | セラミックスおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07277816A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003095731A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Taiheiyo Cement Corp | アルミナ質焼結体の製造方法 |
-
1994
- 1994-04-13 JP JP6074803A patent/JPH07277816A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003095731A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Taiheiyo Cement Corp | アルミナ質焼結体の製造方法 |
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