JPH08178549A - 電子材料焼成用ジルコニア質セッター - Google Patents

電子材料焼成用ジルコニア質セッター

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JPH08178549A
JPH08178549A JP6325652A JP32565294A JPH08178549A JP H08178549 A JPH08178549 A JP H08178549A JP 6325652 A JP6325652 A JP 6325652A JP 32565294 A JP32565294 A JP 32565294A JP H08178549 A JPH08178549 A JP H08178549A
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JP
Japan
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zirconia
mgo
cao
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JP6325652A
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English (en)
Inventor
Osamu Yamakawa
治 山川
Hiroaki Nihonmatsu
浩明 二本松
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NGK Insulators Ltd
NGK Adrec Co Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
NGK Adrec Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 CaO、MgO、Y23、CeO2から選ば
れた一種以上の安定化剤によって安定化された、前記安
定化剤とジルコニア以外の不純物の含有量が1.0重量
%以下である安定化ジルコニア原料に対し、CaO、M
gO、Y23、CeO2から選ばれた一種以上の成分を
0.1〜2.0重量%添加して得られた粉体を成形し、
これを焼成してなる電子材料焼成用ジルコニア質セッタ
ー。 【効果】 本発明のジルコニア質セッターは、被焼成体
の特性に悪影響を及ぼすような不純物の量を極力抑えな
がら、セッターとして求められる強度を満たし、かつ被
焼成体からの成分の浸透に対する耐反応性が改善された
ものである。したがって、焼成中における被焼成体との
反応が少なく、強度、耐久性にも優れたセッターとし
て、電子材料の焼成に好適に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フェライト、セラミッ
クコンデンサー、バリスタ等の電子材料を焼成する際に
使用するジルコニア質セッターに関する。
【0002】
【従来の技術】フェライト、セラミックコンデンサー、
バリスタ等の電子材料の焼成は、これら被焼成体をジル
コニア質のセッター上に載置した状態で行われるのが一
般的である。この焼成の際に使用されるジルコニア質セ
ッターは、CaO、MgO、Y23等によって安定化さ
れたジルコニア原料を用いて作製される。そして、より
高特性な電子材料を得るため、焼成時に電子材料(被焼
成体)と反応してその特性を害するような不純物の量を
極力低下させた原料が使用されるようになってきてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに原料中の不純物量を低下させるにつれて、一部焼結
助剤的な役割を果たしていた成分まで減少し、従来得る
ことのできたセッターとして必要な強度が得にくくなっ
てきた。また、繰り返し使用での被焼成体からの成分の
浸透によってセッターに反りや膨張が生じやすく、耐久
性に乏しいという問題があった。
【0004】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされてたものであり、その目的とするところ
は、被焼成体の特性に悪影響を及ぼすような不純物の量
を極力抑えながら、セッターとして求められる強度を満
たし、かつ被焼成体からの成分の浸透に対する耐反応性
が改善された電子材料焼成用ジルコニア質セッターを提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、Ca
O、MgO、Y23、CeO2から選ばれた一種以上の
安定化剤によって安定化された、前記安定化剤とジルコ
ニア以外の不純物の含有量が1.0重量%以下である安
定化ジルコニア原料に対し、CaO、MgO、Y23
CeO2から選ばれた一種以上の成分を0.1〜2.0
重量%添加して得られた粉体を成形し、これを焼成して
なることを特徴とする電子材料焼成用ジルコニア質セッ
ター、が提供される。
【0006】また、本発明によれば、CaO、MgO、
23、CeO2から選ばれた一種以上の安定化剤によ
って安定化された、前記安定化剤とジルコニア以外の不
純物の含有量が1.0重量%以下である安定化ジルコニ
ア原料に対し、SiO2を0.1〜0.8重量%添加し
て得られた粉体を成形し、これを焼成してなることを特
徴とする電子材料焼成用ジルコニア質セッター、が提供
される。
【0007】更に、本発明によれば、CaO、MgO、
23、CeO2から選ばれた一種以上の安定化剤によ
って安定化された、前記安定化剤とジルコニア以外の不
純物の含有量が1.0重量%以下である安定化ジルコニ
ア原料に対し、CaO、MgO、Y23、CeO2から
選ばれた一種以上の成分とSiO2とを両者のモル比
(CaO、MgO、Y23、CeO2から選ばれた一種
以上の成分:SiO2)が10:0〜4:6になるよう
にして合計0.1〜2.0重量%添加して得られた粉体
を成形し、これを焼成してなることを特徴とする電子材
料焼成用ジルコニア質セッター、が提供される。
【0008】
【作用】上記のように所定の安定化剤で安定化され、そ
の不純物(安定化剤とジルコニア以外の成分)の含有量
が1.0重量%以下にまで高純度化された安定化ジルコ
ニア原料に対し、CaO、MgO、Y23、CeO2
ら選ばれた一種以上の成分及び/又はSiO2を所定量
添加することにより、焼結性及び被焼成体からの成分の
浸透に対する耐反応性が改善され、高強度で反りなどの
生じにくい耐久性に優れたジルコニア質セッターが得ら
れる。
【0009】添加される成分のうち、SiO2は、原料
の高純度化に伴って失われた種々の不純物成分の中か
ら、特に焼結助剤としての役割を果たす成分として見出
され、原料の高純度化後に改めて所定量添加されること
が、強度、耐反応性等の特性向上に有望と認められたも
のである。
【0010】また、CaO、MgO、Y23、CeO2
は、安定化剤として元来安定化ジルコニア原料にも含ま
れているものであるが、ジルコニアを安定化処理し、高
純度化した後、改めて所定量添加することにより、Si
2と同様に焼結助剤として作用し、強度や耐反応性を
向上させることが認められた。なお、安定化ジルコニア
原料に安定化剤として元来含まれているCaO、Mg
O、Y23、CeO2成分は、ジルコニアの安定化にの
み作用しており、焼成過程における焼結助剤としての役
割は果たさないので、焼結助剤としての作用を目的とす
るCaO、MgO、Y23、CeO2は、ジルコニアを
安定化処理し、それを高純度化した後に、別途添加する
必要がある。
【0011】原料の高純度化によって失われた不純物成
分には、SiO2の他、代表的なものとしてFe23
Al23があるが、Fe23は被焼成体からの成分浸透
に対する耐反応性の改善にはほとんど寄与せず、更にA
23に関しては添加することにより強度が低下する傾
向にある。
【0012】本発明において、SiO2を単独で添加す
る場合は、安定化ジルコニア原料に対し0.1〜0.8
重量%、好ましくは0.3〜0.5重量%の添加量とす
る。SiO2を添加せず、CaO、MgO、Y23、C
eO2から選ばれた一種以上の成分のみを添加する場合
には、安定化ジルコニア原料に対し0.1〜2.0重量
%、好ましくは0.5〜1.0重量%の添加量とする。
また、CaO、MgO、Y23、CeO2から選ばれた
一種以上の成分とSiO2とを両方添加する場合には、
両者のモル比(CaO、MgO、Y23、CeO2から
選ばれた一種以上の成分:SiO2)が10:0〜4:
6になるようにして、その合計の添加量が安定化ジルコ
ニア原料に対し0.1〜2.0重量%、好ましくは0.
5〜1.0重量%となるようにする。ここで、両者のモ
ル比を10:0〜4:6とするのは、添加成分中のSi
2の割合がモル比で6割を超えると、耐反応性が悪く
なるとともに、被焼成体の特性に影響を及ぼすようにな
るからである。
【0013】また、それぞれ添加量が上記範囲より少な
いと、十分な焼結力が得られず、耐反応性においても十
分な効果が得られない。一方、上記範囲を超えると、C
aO、MgO、Y23、CeO2から選ばれた一種以上
の成分が添加されたものにおいては被焼成体の特性に影
響を及ぼすとともに耐スポール性が悪くなり、また、前
記成分とともにあるいは単独でSiO2が添加されたも
のにおいては被焼成体の特性に影響を及ぼすとともに、
残存膨張率が大きくなってセッターの寿命が短くなる。
なお、焼結性、残存膨張を考慮すると、CaOを単独添
加するのが最も効果が高く好ましい。また、被焼成体か
らの成分の浸透に対する耐反応性は、結晶粒径、焼成温
度により変動するため、上記範囲内で添加量を微調整す
ることにより対応することが望ましい。
【0014】上記添加成分を添加する安定化ジルコニア
原料としては、CaO、MgO、Y23、CeO2から
選ばれた一種以上の安定化剤によって安定化された安定
化ジルコニア原料であって、その不純物(安定化剤とジ
ルコニア以外の成分)の含有量が1.0重量%以下にま
で高純度化されたものとする。不純物含有量が1.0重
量%を超えると、被焼成体である電子材料の特性に及ぼ
す悪影響が大きくなって、高特性の製品が得られなくな
る。なお、経済性の観点からは、CaOによって安定化
されたCaO安定化ジルコニア原料を用いるのが好まし
い。
【0015】このような安定化ジルコニア原料に、上記
添加成分を添加して得た粉体は、油圧プレス等により所
望のセッター形状に成形され、これを乾燥後、例えば大
気中1350〜1600℃程度の温度で約1〜5時間焼
成することにより、本発明のセッターが得られる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
【0017】(試験No.1〜23):不純物の含有量
が0.39重量%であるCaO安定化ジルコニア原料を
#100F粉末が40重量%、#325F粉末が60重
量%の配合比となるように秤量し、これに表1〜表3に
示す種々の添加成分を所定量加えて乾式で混合した(た
だし、試験No.1は添加成分無し)。次いで、バイン
ダー(ポリビニルアルコール)と水を加え、フレットで
混練して坏土を得た。得られた坏土を油圧プレスにより
1000kg/cm2の圧力で成形し、88mm×88mm×3mm
の寸法の成形体を得た。これを電気炉にて1600℃で
3時間焼成し、No.1〜23の試験体を得た。このよ
うにして作製されたNo.1〜23の各試験体につい
て、その諸特性を測定・評価し、結果を表1〜表3に示
した。
【0018】なお、表に示す測定・評価項目のうち、見
掛気孔率、見掛比重及びカサ比重については、JIS
R 2205−74に準拠して測定した。また、常温曲
げ強度は、JIS R 2213−78に準拠し、常温に
て3点曲げ法で測定した。安定化率は、CuKα線を用
いて測定したX線回折の2θ=30.6゜での安定化ジ
ルコニアの最強ピーク高さQ1と、同じく2θ=28.
2゜での未安定化ジルコニアの最強ピーク高さM1
ら、{Q1/(M1+Q1)}×100(%)によって算
出した。
【0019】耐反応性については、各試験体より切り出
した88mm×30mm×3mmのサンプルの片側表面に、被
焼成体としてチタン酸バリウムとBi23とを重量比
1:1で混合しスラリー化したBi23含有チタン酸バ
リウムを約1〜2μの厚さに塗布し、これを塗布面が上
になるようにしてアルミナ質耐火物板の上に載せ、この
状態で電気炉にて1200℃で2時間加熱し室温で自然
冷却した後、反り量と残存膨張率の測定を行った。
【0020】反り量は、図1(A)、(B)に示すように、
定板2上にサンプル1をおいて、サンプルの厚みaと、
反り量とサンプル厚みの合計bとを1/100mmまで測
定可能なダイヤルゲージを用いて測定し、bの値からa
の値を差し引いて求めた。この結果より、反り量が0.
2mm未満のものを「○」、0.2〜0.5mmのものを
「△」、0.5mmを超えるものを「×」とした。残存膨
張率は、加熱前のサンプルの長さC0と、加熱後のサン
プルの長さCTから、(CT/C0−1)×100(%)
によって算出し、残存膨張率が0.2%未満のものを
「○」、0.2〜0.4%のものを「△」、0.4%を
超えるものを「×」とした。ワーク反応は、所定の電子
材料を各試験体上に載せて焼成し、焼成後の電子材料の
誘電率を測定して、良好なものを「○」、合格レベル
(使用上問題なし)のものを「△」、不良レベル(使用
不可)のものを「×」とした。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】(試験No.24〜27):不純物の含有
量が0.39重量%であるCaO安定化ジルコニア原料
を#100F粉末が40重量%、#325F粉末が60
重量%の配合比となるように秤量し、これに添加成分と
してCaO及びSiO2を表4に示す添加量及びモル比
となるように加えて乾式で混合した。次いで、バインダ
ー(ポリビニルアルコール)と水を加え、フレットで混
練して坏土を得た。得られた坏土を上記試験No.1〜
23の場合と同様にして成形及び焼成し、No.24〜
27の試験体を得た。このようにして作製されたNo.
24〜27の各試験体について、上記試験No.1〜2
3の場合と同様にしてその諸特性を測定・評価し、結果
を表4に示した。
【0025】
【表4】
【0026】(試験No.28〜32):不純物の含有
量が0.67重量%であるY23安定化ジルコニア原料
を#100F粉末が20重量%、#325F粉末が80
重量%の配合比となるように秤量し、これに表5に示す
種々の添加成分を所定量加えて乾式で混合した(ただ
し、試験No.28は添加成分無し)。次いで、バイン
ダー(ポリビニルアルコール)と水を加え、フレットで
混練して坏土を得た。得られた坏土を上記試験No.1
〜23の場合と同様にして成形及び焼成し、No.28
〜32の試験体を得た。このようにして作製されたN
o.28〜32の各試験体について、上記試験No.1
〜23の場合と同様にしてその諸特性を測定・評価し、
結果を表5に示した。
【0027】
【表5】
【0028】上記表1〜表5に示すとおり、本発明の実
施例に該当する試験体は、添加成分を含まないNo.1
及び28、添加成分の添加量が過剰なNo.6、16、
20及び31、モル比が不適切なNo.27の各試験体
に比べ、電子材料焼成用セッターとして好ましい特性を
有するものであった。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のジルコニ
ア質セッターは、被焼成体の特性に悪影響を及ぼすよう
な不純物の量を極力抑えながら、セッターとして求めら
れる強度を満たし、かつ被焼成体からの成分の浸透に対
する耐反応性が改善されたものである。したがって、焼
成中における被焼成体との反応が少なく、強度、耐久性
にも優れたセッターとして、電子材料の焼成に好適に使
用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】反り量の測定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
1…サンプル、2…定板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CaO、MgO、Y23、CeO2から
    選ばれた一種以上の安定化剤によって安定化された、前
    記安定化剤とジルコニア以外の不純物の含有量が1.0
    重量%以下である安定化ジルコニア原料に対し、Ca
    O、MgO、Y23、CeO2から選ばれた一種以上の
    成分を0.1〜2.0重量%添加して得られた粉体を成
    形し、これを焼成してなることを特徴とする電子材料焼
    成用ジルコニア質セッター。
  2. 【請求項2】 CaO、MgO、Y23、CeO2から
    選ばれた一種以上の安定化剤によって安定化された、前
    記安定化剤とジルコニア以外の不純物の含有量が1.0
    重量%以下である安定化ジルコニア原料に対し、SiO
    2を0.1〜0.8重量%添加して得られた粉体を成形
    し、これを焼成してなることを特徴とする電子材料焼成
    用ジルコニア質セッター。
  3. 【請求項3】 CaO、MgO、Y23、CeO2から
    選ばれた一種以上の安定化剤によって安定化された、前
    記安定化剤とジルコニア以外の不純物の含有量が1.0
    重量%以下である安定化ジルコニア原料に対し、Ca
    O、MgO、Y23、CeO2から選ばれた一種以上の
    成分とSiO2とを両者のモル比が10:0〜4:6に
    なるようにして合計0.1〜2.0重量%添加して得ら
    れた粉体を成形し、これを焼成してなることを特徴とす
    る電子材料焼成用ジルコニア質セッター。
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Effective date: 20040713