JPH0949890A - プラズマ又はビーム対向板 - Google Patents
プラズマ又はビーム対向板Info
- Publication number
- JPH0949890A JPH0949890A JP7199660A JP19966095A JPH0949890A JP H0949890 A JPH0949890 A JP H0949890A JP 7199660 A JP7199660 A JP 7199660A JP 19966095 A JP19966095 A JP 19966095A JP H0949890 A JPH0949890 A JP H0949890A
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- JP
- Japan
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- carbon
- plasma
- crystallinity
- base material
- counter plate
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 長寿命なプラズマ又はビーム対向板を提供す
る。 【解決手段】 粉末Ｘ線回折におけるピーク値から求め
られる、黒鉛結晶化度を示すＣ軸の格子定数が、０．６
７０８〜０．６７３０ｎｍであるカーボン材を基材とす
るプラズマ又はビーム対向板。
る。 【解決手段】 粉末Ｘ線回折におけるピーク値から求め
られる、黒鉛結晶化度を示すＣ軸の格子定数が、０．６
７０８〜０．６７３０ｎｍであるカーボン材を基材とす
るプラズマ又はビーム対向板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、核融合装置、半導
体製造装置などで、プラズマ、イオンビーム、電子ビー
ムなどから容器を保護するカーボン製のプラズマ又はビ
ーム対向板に関する。
体製造装置などで、プラズマ、イオンビーム、電子ビー
ムなどから容器を保護するカーボン製のプラズマ又はビ
ーム対向板に関する。
【０００２】
【従来の技術】カーボン材料は、耐熱性が高く、耐食性
もよいことから、保護板として用いられている。一般に
摩耗に対しては硬度が高く、密度が高いものがよいとさ
れており、プラズマ、イオンビーム及び電子ビームに対
する材料にも使用されている。一般にその物性は、密度
１．８５〜１．９５ｇ／ｃｍ3、硬度（ショア硬度）が
６０〜８０の高密度高硬度材が使用されている。高密度
高硬度材は、確かに機械的摩耗は少ないが、プラズマな
どの活性な原子又は電子による反応性は、また別の性質
によるものである。
もよいことから、保護板として用いられている。一般に
摩耗に対しては硬度が高く、密度が高いものがよいとさ
れており、プラズマ、イオンビーム及び電子ビームに対
する材料にも使用されている。一般にその物性は、密度
１．８５〜１．９５ｇ／ｃｍ3、硬度（ショア硬度）が
６０〜８０の高密度高硬度材が使用されている。高密度
高硬度材は、確かに機械的摩耗は少ないが、プラズマな
どの活性な原子又は電子による反応性は、また別の性質
によるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、カーボ
ンが損耗するメカニズムについて検討し本発明をなし得
た。請求項１記載の発明は、長寿命なプラズマ又はビー
ム対向板を提供するものである。請求項２記載の発明
は、請求項１記載の発明の解決しようとする課題に加
え、さらに長寿命なプラズマ又はビーム対向板を提供す
るものである。
ンが損耗するメカニズムについて検討し本発明をなし得
た。請求項１記載の発明は、長寿命なプラズマ又はビー
ム対向板を提供するものである。請求項２記載の発明
は、請求項１記載の発明の解決しようとする課題に加
え、さらに長寿命なプラズマ又はビーム対向板を提供す
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、粉末Ｘ線回折
におけるピーク値から求められる、黒鉛結晶化度を示す
Ｃ軸の格子定数が、０．６７０８〜０．６７３０ｎｍで
あるカーボン材を基材とするプラズマ又はビーム対向板
に関する。また本発明は、前記プラズマ又はビーム対向
板において、カーボン材が、熱伝導率が１２０Ｗ／ｍ・
ｋ以上（２０℃）であるプラズマ又はビーム対向板に関
する。
におけるピーク値から求められる、黒鉛結晶化度を示す
Ｃ軸の格子定数が、０．６７０８〜０．６７３０ｎｍで
あるカーボン材を基材とするプラズマ又はビーム対向板
に関する。また本発明は、前記プラズマ又はビーム対向
板において、カーボン材が、熱伝導率が１２０Ｗ／ｍ・
ｋ以上（２０℃）であるプラズマ又はビーム対向板に関
する。
【０００５】本発明においてはカーボン材を基材として
用いる。このカーボン材は、一般に知られている等方性
や異方性の人造黒鉛材、炭素繊維強化炭素複合材（Ｃ／
Ｃ複合材）等から選択できる。但し、本発明において
は、粉末Ｘ線回折におけるピーク値から求められる、黒
鉛結晶化度を示すＣ軸の格子定数（即ち結晶の面間隔）
が、０．６７０８（黒鉛の単結晶の値）〜０．６７３０
ｎｍであるカーボン材を基材とすることが重要である。
これにより、各種プラズマ、イオンビーム、電子ビーム
に耐久性のある損耗が少ないプラズマ又はビーム対向板
が得られる。粉末Ｘ線回折は、標準試料としてＳｉ粉末
を用い、Ｓｉ粉末と、カーボン材粉末のＣ００２面のピ
ークの角度差よりＣ００２面の面間隔を測定し、これを
黒鉛結晶化度を示すＣ軸の格子定数とする。
用いる。このカーボン材は、一般に知られている等方性
や異方性の人造黒鉛材、炭素繊維強化炭素複合材（Ｃ／
Ｃ複合材）等から選択できる。但し、本発明において
は、粉末Ｘ線回折におけるピーク値から求められる、黒
鉛結晶化度を示すＣ軸の格子定数（即ち結晶の面間隔）
が、０．６７０８（黒鉛の単結晶の値）〜０．６７３０
ｎｍであるカーボン材を基材とすることが重要である。
これにより、各種プラズマ、イオンビーム、電子ビーム
に耐久性のある損耗が少ないプラズマ又はビーム対向板
が得られる。粉末Ｘ線回折は、標準試料としてＳｉ粉末
を用い、Ｓｉ粉末と、カーボン材粉末のＣ００２面のピ
ークの角度差よりＣ００２面の面間隔を測定し、これを
黒鉛結晶化度を示すＣ軸の格子定数とする。
【０００６】このようなカーボン材を得るには、上記の
結晶化度を有する天然黒鉛、人造黒鉛等をフィラーとし
て用いて製造する方法、２５００〜３０００℃の温度で
上記の結晶化度になるコークス、石油系又は石炭系の高
弾性炭素繊維（弾性率４０ＧＰａ以上）等をフィラーと
して用いるか、２５００〜３０００℃の温度で上記の結
晶化度になるピッチ、タール等のマトリクス材料をバイ
ンダーとして用いて、２５００〜３０００℃の温度で焼
結して製造する方法などがある。なお、前記炭素繊維を
フィラーとする場合は、黒鉛治具で保型して、熱分解炭
素を含浸して製造してもよい。
結晶化度を有する天然黒鉛、人造黒鉛等をフィラーとし
て用いて製造する方法、２５００〜３０００℃の温度で
上記の結晶化度になるコークス、石油系又は石炭系の高
弾性炭素繊維（弾性率４０ＧＰａ以上）等をフィラーと
して用いるか、２５００〜３０００℃の温度で上記の結
晶化度になるピッチ、タール等のマトリクス材料をバイ
ンダーとして用いて、２５００〜３０００℃の温度で焼
結して製造する方法などがある。なお、前記炭素繊維を
フィラーとする場合は、黒鉛治具で保型して、熱分解炭
素を含浸して製造してもよい。
【０００７】また、用いるカーボン材の熱伝導率は、カ
ーボン板表面に入射された熱を放散させ、表面温度上昇
を抑制し、昇華による損耗を減らすことができるので、
１２０Ｗ／ｍ・ｋ以上（２０℃）であることが好まし
く、２００〜６００Ｗ／ｍ・ｋ（２０℃）であることが
より好ましい。上記のカーボン材は、必要に応じて機械
加工して本発明のプラズマ又はビーム対向板とすること
ができる。
ーボン板表面に入射された熱を放散させ、表面温度上昇
を抑制し、昇華による損耗を減らすことができるので、
１２０Ｗ／ｍ・ｋ以上（２０℃）であることが好まし
く、２００〜６００Ｗ／ｍ・ｋ（２０℃）であることが
より好ましい。上記のカーボン材は、必要に応じて機械
加工して本発明のプラズマ又はビーム対向板とすること
ができる。
【０００８】
実施例１ 人造黒鉛粉末（平均粒子径１０μｍ、粉末Ｘ線回折にお
けるピーク値から求められた格子定数０．６７２ｎｍ）
を石油系ピッチ（軟化点１２０℃）と２５０℃で加熱混
合し、さらに冷却、粉砕した混合粉を静水圧プレスで１
０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加圧し、成形体を得た。そ
れを１０００℃で焼成し、次いで３０００℃で黒鉛化し
てカーボン材を得た。製品の特性を表１に示す。
けるピーク値から求められた格子定数０．６７２ｎｍ）
を石油系ピッチ（軟化点１２０℃）と２５０℃で加熱混
合し、さらに冷却、粉砕した混合粉を静水圧プレスで１
０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加圧し、成形体を得た。そ
れを１０００℃で焼成し、次いで３０００℃で黒鉛化し
てカーボン材を得た。製品の特性を表１に示す。
【０００９】実施例２ ピッチ系高弾性繊維（商品名 カーボニックＨＭ−５
０、（株）ペトカ製、弾性率５００ＧＰａ、粉末Ｘ線回
折におけるピーク値から求められた格子定数０．６７４
ｎｍ）を一方向に並べて積層し、フェノール樹脂（日立
化成工業（株）製ＰＲ５０２７３）を含浸し、乾燥し、
硬化（１５０℃）させ、成形体を得た。それを不活性雰
囲気で１０００℃で焼成し、３０００℃で黒鉛化した。
次に、真空加熱炉に入れ、２０００℃に加熱し、窒素を
キャリアガスとしてプロパンを導入し、内部で熱分解炭
素を炭素基材に含浸した。含浸後、不活性ガス雰囲気中
で３０００℃で加熱し、Ｃ／Ｃ複合材を得た。製品の特
性を表１に示す。
０、（株）ペトカ製、弾性率５００ＧＰａ、粉末Ｘ線回
折におけるピーク値から求められた格子定数０．６７４
ｎｍ）を一方向に並べて積層し、フェノール樹脂（日立
化成工業（株）製ＰＲ５０２７３）を含浸し、乾燥し、
硬化（１５０℃）させ、成形体を得た。それを不活性雰
囲気で１０００℃で焼成し、３０００℃で黒鉛化した。
次に、真空加熱炉に入れ、２０００℃に加熱し、窒素を
キャリアガスとしてプロパンを導入し、内部で熱分解炭
素を炭素基材に含浸した。含浸後、不活性ガス雰囲気中
で３０００℃で加熱し、Ｃ／Ｃ複合材を得た。製品の特
性を表１に示す。
【００１０】比較例１ ピッチ系汎用繊維（商品名 クレカＣ１０６Ｔ、呉羽化
学（株）製、弾性率３２ＧＰａ、非晶質のため格子定数
測定不能）を使用し、実施例２の方法でＣ／Ｃ複合材を
得た。製品の特性を表１に示す。
学（株）製、弾性率３２ＧＰａ、非晶質のため格子定数
測定不能）を使用し、実施例２の方法でＣ／Ｃ複合材を
得た。製品の特性を表１に示す。
【００１１】水素プラズマ、水素イオンビーム及び電子
ビームに対する耐久性を比較した。尚、照射条件は、入
射エネルギー ５ｋＷ／ｃｍ2、照射時間 ５秒、照射
面積直径１５ｍｍの円とし、試験片サイズは２５ｍｍ×
２５ｍｍ×２５ｍｍとした。損耗量は、照射前後の重量
変化を電子天秤で測定し求めた。結果を表１に示す。Ｃ
軸の格子定数が小さく、熱伝導率の高いものが損耗が少
ないことを示している。
ビームに対する耐久性を比較した。尚、照射条件は、入
射エネルギー ５ｋＷ／ｃｍ2、照射時間 ５秒、照射
面積直径１５ｍｍの円とし、試験片サイズは２５ｍｍ×
２５ｍｍ×２５ｍｍとした。損耗量は、照射前後の重量
変化を電子天秤で測定し求めた。結果を表１に示す。Ｃ
軸の格子定数が小さく、熱伝導率の高いものが損耗が少
ないことを示している。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【発明の効果】請求項１記載のプラズマ又はビーム対向
板はプラズマ又はビームによる損耗量が少なく、長寿命
である。請求項２記載のプラズマ又はビーム対向板は請
求項１記載のプラズマ又はビーム対向板の効果に加え、
さらに損耗量が少なく長寿命のものである。
板はプラズマ又はビームによる損耗量が少なく、長寿命
である。請求項２記載のプラズマ又はビーム対向板は請
求項１記載のプラズマ又はビーム対向板の効果に加え、
さらに損耗量が少なく長寿命のものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/52 Ｃ０４Ｂ 35/52 Ｅ Ｈ０５Ｈ 1/46 35/54 Ａ Ｄ (72)発明者 中山 憲一 茨城県日立市鮎川町三丁目３番１号 日立 化成工業株式会社山崎工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 粉末Ｘ線回折におけるピーク値から求め
られる、黒鉛結晶化度を示すＣ軸の格子定数が、０．６
７０８〜０．６７３０ｎｍであるカーボン材を基材とす
るプラズマ又はビーム対向板。 - 【請求項２】 カーボン材が、熱伝導率が１２０Ｗ／ｍ
・ｋ以上（２０℃）である請求項１記載のプラズマ又は
ビーム対向板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7199660A JPH0949890A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | プラズマ又はビーム対向板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7199660A JPH0949890A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | プラズマ又はビーム対向板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949890A true JPH0949890A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16411523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7199660A Pending JPH0949890A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | プラズマ又はビーム対向板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0949890A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003115461A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-04-18 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ウェーハ処理部材 |
| JP2018104250A (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 東海カーボン株式会社 | 一方向性炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 |
-
1995
- 1995-08-04 JP JP7199660A patent/JPH0949890A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003115461A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-04-18 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ウェーハ処理部材 |
| JP2018104250A (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 東海カーボン株式会社 | 一方向性炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041118 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050331 |