JPH0967159A - アルミナ質セラミックスおよびその製造方法 - Google Patents
アルミナ質セラミックスおよびその製造方法Info
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- JPH0967159A JPH0967159A JP7223286A JP22328695A JPH0967159A JP H0967159 A JPH0967159 A JP H0967159A JP 7223286 A JP7223286 A JP 7223286A JP 22328695 A JP22328695 A JP 22328695A JP H0967159 A JPH0967159 A JP H0967159A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はアルミナ質セラミックスおよびその
製造方法に関するものであり、焼成後の寸法変化が小さ
く、しかも１１００〜１４００℃の低い温度で焼成可能
なアルミナ質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と金属アルミ粉末の混合物に、
１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前記酸
化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末と、１．０
〜４．０ｗｔ％の酸化銅粉末もしくは前記酸化銅粉末に
相当する量の金属銅粉末もしくは１．０〜４．０ｗｔ％
の酸化マンガン粉末もしくは前記酸化マンガン粉末に相
当する量の金属マンガン粉末、０．２〜３ｗｔ％の酸化
珪素粉末もしくは前記酸化珪素粉末に相当する量の金属
珪素粉末を主成分として添加し焼成することにより複合
酸化物の粒２から構成される。
製造方法に関するものであり、焼成後の寸法変化が小さ
く、しかも１１００〜１４００℃の低い温度で焼成可能
なアルミナ質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と金属アルミ粉末の混合物に、
１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前記酸
化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末と、１．０
〜４．０ｗｔ％の酸化銅粉末もしくは前記酸化銅粉末に
相当する量の金属銅粉末もしくは１．０〜４．０ｗｔ％
の酸化マンガン粉末もしくは前記酸化マンガン粉末に相
当する量の金属マンガン粉末、０．２〜３ｗｔ％の酸化
珪素粉末もしくは前記酸化珪素粉末に相当する量の金属
珪素粉末を主成分として添加し焼成することにより複合
酸化物の粒２から構成される。
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
るアルミナ質セラミックスおよびその製造方法に関する
ものである。
るアルミナ質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】従来のアルミナ質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
末を成形し、次にこの成型品を１６００℃前後で焼成し
てアルミナ質セラミックスを得るものであった。
うにして製造されていた。まず、セラミックスの原料粉
末を成形し、次にこの成型品を１６００℃前後で焼成し
てアルミナ質セラミックスを得るものであった。
【０００３】しかしながらこのようにして製造されたア
ルミナ質セラミックスでは、焼成中に成型品は必ず収縮
してしまうため高精度の形状・寸法のセラミックスが得
難かった。
ルミナ質セラミックスでは、焼成中に成型品は必ず収縮
してしまうため高精度の形状・寸法のセラミックスが得
難かった。
【０００４】そこで焼成中の収縮率を実質的に無くして
高精度の形状・寸法のセラミックスが提案されている
（特公平２−１０１１８号公報参照）。
高精度の形状・寸法のセラミックスが提案されている
（特公平２−１０１１８号公報参照）。
【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、アルミナ粉末に金属アルミ粉末を混
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１６００℃で焼成して得てい
る。
のであり、例えば、アルミナ粉末に金属アルミ粉末を混
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１６００℃で焼成して得てい
る。
【０００６】この従来のアルミナ質セラミックスによれ
ば、焼成中に前記金属アルミが酸素ガスと反応して膨張
するので焼成収縮の小さなアルミナ質セラミックスを得
ることができるというものである。
ば、焼成中に前記金属アルミが酸素ガスと反応して膨張
するので焼成収縮の小さなアルミナ質セラミックスを得
ることができるというものである。
【０００７】
【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アルミナ質セラミックスは、多
孔質であるが故に熱伝導率や機械強度などの材料特性が
優れず、また金属アルミ粒子の酸化やアルミナ粒子どう
しを焼結させるために焼成温度を高く設定する必要があ
り、その結果製造コストの点で不利になるといった問題
点を有していた。
の技術によって得られるアルミナ質セラミックスは、多
孔質であるが故に熱伝導率や機械強度などの材料特性が
優れず、また金属アルミ粒子の酸化やアルミナ粒子どう
しを焼結させるために焼成温度を高く設定する必要があ
り、その結果製造コストの点で不利になるといった問題
点を有していた。
【０００８】本発明は前記課題を解決するものであり、
焼成中の成形体の収縮率をきわめて小さく抑えかつ気孔
率をさらに小さく抑えた１１００〜１４００℃の低い温
度で焼成可能なアルミナ質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。
焼成中の成形体の収縮率をきわめて小さく抑えかつ気孔
率をさらに小さく抑えた１１００〜１４００℃の低い温
度で焼成可能なアルミナ質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。
【０００９】
【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、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合物
に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化銅粉末もしくは前記酸
化銅粉末に相当する量の金属銅粉末と、１．０〜４．０
ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前記酸化チタン粉末に
相当する量の金属チタン粉末とを主成分として添加し焼
成したことによって熱伝導率や機械強度の優れたアルミ
ナ質セラミックスを提供可能とするものである。
に本発明は、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合物
に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化銅粉末もしくは前記酸
化銅粉末に相当する量の金属銅粉末と、１．０〜４．０
ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前記酸化チタン粉末に
相当する量の金属チタン粉末とを主成分として添加し焼
成したことによって熱伝導率や機械強度の優れたアルミ
ナ質セラミックスを提供可能とするものである。
【００１０】また、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化銅粉末もしくは前
記酸化銅粉末に相当する量の金属銅粉末と、１．０〜
４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前記酸化チタン
粉末に相当する量の金属チタン粉末と、０．２〜３ｗｔ
％の酸化珪素粉末もしくは前記酸化珪素粉末に相当する
量の金属珪素粉末を主成分として添加し焼成したことに
よって熱伝導率や機械強度の優れた超緻密のアルミナ質
セラミックスを提供可能とするものである。
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化銅粉末もしくは前
記酸化銅粉末に相当する量の金属銅粉末と、１．０〜
４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前記酸化チタン
粉末に相当する量の金属チタン粉末と、０．２〜３ｗｔ
％の酸化珪素粉末もしくは前記酸化珪素粉末に相当する
量の金属珪素粉末を主成分として添加し焼成したことに
よって熱伝導率や機械強度の優れた超緻密のアルミナ質
セラミックスを提供可能とするものである。
【００１１】また、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化マンガン粉末もし
くは前記酸化マンガン粉末に相当する量の金属マンガン
粉末と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしく
は前記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末と
を主成分として添加し焼成したことによって機械強度の
優れた低誘電のアルミナ質セラミックスを提供可能とす
るものである。
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化マンガン粉末もし
くは前記酸化マンガン粉末に相当する量の金属マンガン
粉末と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしく
は前記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末と
を主成分として添加し焼成したことによって機械強度の
優れた低誘電のアルミナ質セラミックスを提供可能とす
るものである。
【００１２】また、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化マンガン粉末もし
くは前記酸化マンガン粉末に相当する量の金属マンガン
粉末と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしく
は前記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末
と、０．２〜３ｗｔ％の酸化珪素粉末もしくは前記酸化
珪素粉末に相当する量の金属珪素粉末を主成分として添
加し焼成したことによって機械強度の優れた低誘電かつ
超緻密のアルミナ質セラミックスを提供可能とするもの
である。
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化マンガン粉末もし
くは前記酸化マンガン粉末に相当する量の金属マンガン
粉末と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしく
は前記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末
と、０．２〜３ｗｔ％の酸化珪素粉末もしくは前記酸化
珪素粉末に相当する量の金属珪素粉末を主成分として添
加し焼成したことによって機械強度の優れた低誘電かつ
超緻密のアルミナ質セラミックスを提供可能とするもの
である。
【００１３】また、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混
合物に、少なくとも銅成分を有する無機物粉末とチタン
成分を含む無機物粉末、もしくは少なくともマンガン成
分を有する無機物粉末とチタン成分を含む無機物粉末を
混合する第１工程と、この第１工程にて得られた混合物
を形成する第２工程と、この第２工程で得られた成型品
を１１００〜１４００℃以下で焼成する第３工程からな
るアルミナ質セラミックスの製造方法に関するものであ
る。
合物に、少なくとも銅成分を有する無機物粉末とチタン
成分を含む無機物粉末、もしくは少なくともマンガン成
分を有する無機物粉末とチタン成分を含む無機物粉末を
混合する第１工程と、この第１工程にて得られた混合物
を形成する第２工程と、この第２工程で得られた成型品
を１１００〜１４００℃以下で焼成する第３工程からな
るアルミナ質セラミックスの製造方法に関するものであ
る。
【００１４】
【作用】上記構成によれば、焼成による寸法変化率が小
さく、しかも十分な機械特性や吸水率、熱伝導率、比誘
電率を有するアルミナ質セラミックスが１１００〜１４
００℃の低い焼成温度で得られた。
さく、しかも十分な機械特性や吸水率、熱伝導率、比誘
電率を有するアルミナ質セラミックスが１１００〜１４
００℃の低い焼成温度で得られた。
【００１５】その理由は、チタンと銅あるいはチタンと
マンガン元素が、焼成中のアルミナ粒どうしの結合と、
金属アルミ粒子と外部から供給される酸素との化学反応
とを促進し、前記金属粒子から形成される酸化物が成形
体中の空隙を徐々に埋めるとともに前記酸化物と無機化
合物とが化学反応して複合酸化物を形成しながら外部酸
素が通過した開気孔を埋めるためであり、これに珪素を
含んだ成分を加えることでさらに前記のような効果が顕
著になるため、１１００〜１４００℃の低い焼成温度で
あっても焼成体の気孔率を著しく減少させるからであ
る。
マンガン元素が、焼成中のアルミナ粒どうしの結合と、
金属アルミ粒子と外部から供給される酸素との化学反応
とを促進し、前記金属粒子から形成される酸化物が成形
体中の空隙を徐々に埋めるとともに前記酸化物と無機化
合物とが化学反応して複合酸化物を形成しながら外部酸
素が通過した開気孔を埋めるためであり、これに珪素を
含んだ成分を加えることでさらに前記のような効果が顕
著になるため、１１００〜１４００℃の低い焼成温度で
あっても焼成体の気孔率を著しく減少させるからであ
る。
【００１６】
【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
のアルミナ質セラミックスの内部構造を示す拡大図であ
る。このアルミナ質セラミックスは、無数のアルミナ粒
１と、これら無数のアルミナ粒１間に位置する複合酸化
物の粒２とにより構成されている。この複合酸化物はチ
タンと銅もしくはチタンとマンガン元素を少なくとも含
んでいる。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
のアルミナ質セラミックスの内部構造を示す拡大図であ
る。このアルミナ質セラミックスは、無数のアルミナ粒
１と、これら無数のアルミナ粒１間に位置する複合酸化
物の粒２とにより構成されている。この複合酸化物はチ
タンと銅もしくはチタンとマンガン元素を少なくとも含
んでいる。なお、３は気孔を示す。
【００１７】また、本発明のアルミナ質セラミックスの
製造方法は、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合物に
複合酸化物の粒２を作るべく、少なくとも銅成分を有す
る無機物粉末とチタン成分を含む無機物粉末もしくは少
なくともマンガン成分を有する無機物粉末とチタン成分
を含む無機物粉末を混合する第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
で得られた成型品を昇温中に酸化反応および化学反応を
起こしつつ１１００〜１４００℃で焼成する第３工程と
を有したものである。
製造方法は、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合物に
複合酸化物の粒２を作るべく、少なくとも銅成分を有す
る無機物粉末とチタン成分を含む無機物粉末もしくは少
なくともマンガン成分を有する無機物粉末とチタン成分
を含む無機物粉末を混合する第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
で得られた成型品を昇温中に酸化反応および化学反応を
起こしつつ１１００〜１４００℃で焼成する第３工程と
を有したものである。
【００１８】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
に知られる成型方法を用いてもよい。
で造粒粉を形成し、押し出し成形、圧縮成形などの一般
に知られる成型方法を用いてもよい。
【００１９】また、金属アルミ粉末の混合量が少ないほ
ど焼成収縮が大きくなり、また金属アルミ粉末の添加量
が多くなるほど焼成収縮は抑制されるが焼成品の表面性
の劣化等の現象が認められることから、金属アルミ粉末
の添加量は１０〜６０ｗｔ％の範囲が望ましい。
ど焼成収縮が大きくなり、また金属アルミ粉末の添加量
が多くなるほど焼成収縮は抑制されるが焼成品の表面性
の劣化等の現象が認められることから、金属アルミ粉末
の添加量は１０〜６０ｗｔ％の範囲が望ましい。
【００２０】以下、具体的な実施例について説明する。 （実施例１）本発明の実施例１におけるアルミナ質セラ
ミックスは、無数のアルミナ粒１と、少なくともチタン
と銅元素を含む複合酸化物の粒２とにより構成されてお
り、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合粉末に酸化銅
粉末と酸化チタン粉末とを添加して成形し、１２００℃
で焼成して複合酸化物の粒２を形成した（試料１）。
ミックスは、無数のアルミナ粒１と、少なくともチタン
と銅元素を含む複合酸化物の粒２とにより構成されてお
り、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合粉末に酸化銅
粉末と酸化チタン粉末とを添加して成形し、１２００℃
で焼成して複合酸化物の粒２を形成した（試料１）。
【００２１】また、本発明の実施例１におけるアルミナ
質セラミックスの製造方法は、アルミナ粉末と金属アル
ミ粉末と酸化銅粉末と酸化チタン粉末を５１：４５：
２：２のｗｔ％比で混合させる第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てスラリーを形成
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１２００℃で焼成する第３工程とを有したものであ
る。
質セラミックスの製造方法は、アルミナ粉末と金属アル
ミ粉末と酸化銅粉末と酸化チタン粉末を５１：４５：
２：２のｗｔ％比で混合させる第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てスラリーを形成
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１２００℃で焼成する第３工程とを有したものであ
る。
【００２２】（試料１）と、アルミナ粉末と金属アルミ
粉末のみの混合物の成型品を１２００℃で焼成したもの
（比較品１）の特性を（表１）に比較して示している。
粉末のみの混合物の成型品を１２００℃で焼成したもの
（比較品１）の特性を（表１）に比較して示している。
【００２３】
【表１】
【００２４】（表１）から明らかなように比較品１は、
寸法変化率がきわめて小さいものの十分に焼結が進行し
ていないために気孔率が大きく機械強度が小さい。本発
明によれば、チタンと銅の作用によってアルミナどうし
の焼結や金属アルミ粒子の酸化や複合酸化物の形成が進
行し、試料１のごとく寸法変化がきわめて小さく、かつ
低気孔率で十分な機械強度を有し、熱伝導の優れたアル
ミナ質セラミックスが１２００℃という低い焼成温度で
得られた。
寸法変化率がきわめて小さいものの十分に焼結が進行し
ていないために気孔率が大きく機械強度が小さい。本発
明によれば、チタンと銅の作用によってアルミナどうし
の焼結や金属アルミ粒子の酸化や複合酸化物の形成が進
行し、試料１のごとく寸法変化がきわめて小さく、かつ
低気孔率で十分な機械強度を有し、熱伝導の優れたアル
ミナ質セラミックスが１２００℃という低い焼成温度で
得られた。
【００２５】また、図２に酸化銅と酸化チタンの添加量
を変えた場合の吸水率を示す。このように酸化銅が１〜
４ｗｔ％、酸化チタンが１〜４ｗｔ％で１２００℃焼成
での焼成品の吸水率が０．０１％以下となり、焼結が進
行していることがわかる。
を変えた場合の吸水率を示す。このように酸化銅が１〜
４ｗｔ％、酸化チタンが１〜４ｗｔ％で１２００℃焼成
での焼成品の吸水率が０．０１％以下となり、焼結が進
行していることがわかる。
【００２６】なお、それぞれの酸化物を４ｗｔ％より多
く添加した場合には焼成品形状ひずみが生じやすくな
り、酸化物の添加は４ｗｔ％以下が望ましい。
く添加した場合には焼成品形状ひずみが生じやすくな
り、酸化物の添加は４ｗｔ％以下が望ましい。
【００２７】また、図３に試料１と同様な組成で配合し
た成型品を１０００〜１４００℃で焼成したときの焼成
品の吸水率を示す。この焼成温度領域では寸法変化率は
０〜−１％程度であるが、１１００℃以上で吸水率は
０．１程度まで小さくなっており焼成過程でほとんど寸
法変化することなく焼結が進行していることがわかる。
た成型品を１０００〜１４００℃で焼成したときの焼成
品の吸水率を示す。この焼成温度領域では寸法変化率は
０〜−１％程度であるが、１１００℃以上で吸水率は
０．１程度まで小さくなっており焼成過程でほとんど寸
法変化することなく焼結が進行していることがわかる。
【００２８】また１４００℃よりも高い温度で焼成した
場合、敷き粉やセッターとの反応や焼成品形状のゆがみ
等が生じるため、焼成温度は１１００〜１４００℃の範
囲で製造コストを考慮してできるだけ低温が望ましい。
場合、敷き粉やセッターとの反応や焼成品形状のゆがみ
等が生じるため、焼成温度は１１００〜１４００℃の範
囲で製造コストを考慮してできるだけ低温が望ましい。
【００２９】なお、酸化銅を金属銅粒子に、酸化チタン
を金属チタン粒子に置き換えて（試料１）と同様な方法
で得られたアルミナ質セラミックスについても実質的に
同等な特性を有していた。
を金属チタン粒子に置き換えて（試料１）と同様な方法
で得られたアルミナ質セラミックスについても実質的に
同等な特性を有していた。
【００３０】（実施例２）本発明の実施例２におけるア
ルミナ質セラミックスは、無数のアルミナ粒１と、少な
くともチタンと銅とシリコン元素を含む複合酸化物の粒
２とにより構成されており、アルミナ粉末と金属アルミ
粉末の混合粉末に酸化銅粉末と酸化チタン粉末と酸化珪
素を添加して成形し、１２００℃で焼成して複合酸化物
の粒２を形成した。
ルミナ質セラミックスは、無数のアルミナ粒１と、少な
くともチタンと銅とシリコン元素を含む複合酸化物の粒
２とにより構成されており、アルミナ粉末と金属アルミ
粉末の混合粉末に酸化銅粉末と酸化チタン粉末と酸化珪
素を添加して成形し、１２００℃で焼成して複合酸化物
の粒２を形成した。
【００３１】図４にアルミナ粉末と金属アルミ粉末と酸
化銅粉末と酸化チタン粉末と酸化珪素とを５１−ｘ：４
５：２：２：ｘのｗｔ％比で混合した場合の焼成中の寸
法変化率と焼成体の吸水率を示す。寸法変化率に大きな
違いは認められないが、０．２〜３．０ｗｔ％以下の範
囲で酸化珪素を多く添加するに従って１２００℃焼成で
の吸水率が小さくなり、超緻密なアルミナ質セラミック
スが得られた。
化銅粉末と酸化チタン粉末と酸化珪素とを５１−ｘ：４
５：２：２：ｘのｗｔ％比で混合した場合の焼成中の寸
法変化率と焼成体の吸水率を示す。寸法変化率に大きな
違いは認められないが、０．２〜３．０ｗｔ％以下の範
囲で酸化珪素を多く添加するに従って１２００℃焼成で
の吸水率が小さくなり、超緻密なアルミナ質セラミック
スが得られた。
【００３２】なお、酸化銅を金属銅粒子に、酸化チタン
を金属チタン粒子に、酸化珪素を金属珪素に置き換えて
同様な方法で得られたアルミナ質セラミックスについて
も実質的に同等な特性を有していた。
を金属チタン粒子に、酸化珪素を金属珪素に置き換えて
同様な方法で得られたアルミナ質セラミックスについて
も実質的に同等な特性を有していた。
【００３３】（実施例３）本発明の実施例３におけるア
ルミナ質セラミックスは、無数のアルミナ粒１と、少な
くともチタンとマンガン元素を含む複合酸化物の粒２と
により構成されており、アルミナ粉末と金属アルミ粉末
の混合粉末に酸化マンガン粉末と酸化チタン粉末とを添
加して成形し、１２００℃で焼成して複合酸化物の粒２
を形成した（試料２）。
ルミナ質セラミックスは、無数のアルミナ粒１と、少な
くともチタンとマンガン元素を含む複合酸化物の粒２と
により構成されており、アルミナ粉末と金属アルミ粉末
の混合粉末に酸化マンガン粉末と酸化チタン粉末とを添
加して成形し、１２００℃で焼成して複合酸化物の粒２
を形成した（試料２）。
【００３４】また、本発明の実施例１におけるアルミナ
質セラミックスの製造方法は、アルミナ粉末と金属アル
ミ粉末と酸化マンガン粉末と酸化チタン粉末を５１：４
５：２：２のｗｔ％比で混合させる第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てスラリーを形
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１２００℃で焼成する第３工程とを有したもので
ある。
質セラミックスの製造方法は、アルミナ粉末と金属アル
ミ粉末と酸化マンガン粉末と酸化チタン粉末を５１：４
５：２：２のｗｔ％比で混合させる第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てスラリーを形
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１２００℃で焼成する第３工程とを有したもので
ある。
【００３５】（試料２）と、アルミナ粉末と金属アルミ
粉末のみの混合物の成型品を１２００℃で焼成したもの
（比較品１）の特性を（表２）に比較して示している。
粉末のみの混合物の成型品を１２００℃で焼成したもの
（比較品１）の特性を（表２）に比較して示している。
【００３６】
【表２】
【００３７】（表２）から明らかなように比較品１は、
寸法変化率がきわめて小さいものの十分に焼結が進行し
ていないために気孔率が大きく機械強度が小さい。本発
明によれば、チタンとマンガンの作用によってアルミナ
どうしの焼結や金属アルミ粒子の酸化や複合酸化物の形
成が進行し、試料２のごとく寸法変化がきわめて小さ
く、かつ低気孔率で十分な機械強度を有し、誘電率が小
さなアルミナ質セラミックスが１２００℃という低い焼
成温度で得られた。
寸法変化率がきわめて小さいものの十分に焼結が進行し
ていないために気孔率が大きく機械強度が小さい。本発
明によれば、チタンとマンガンの作用によってアルミナ
どうしの焼結や金属アルミ粒子の酸化や複合酸化物の形
成が進行し、試料２のごとく寸法変化がきわめて小さ
く、かつ低気孔率で十分な機械強度を有し、誘電率が小
さなアルミナ質セラミックスが１２００℃という低い焼
成温度で得られた。
【００３８】また、図５に酸化マンガンと酸化チタンの
添加量を変えた場合の吸水率を示す。このように酸化マ
ンガンが１〜４ｗｔ％、酸化チタンが１〜４ｗｔ％で１
２００℃焼成での焼成品の吸水率が０．０１％以下とな
り、焼結が進行していることがわかる。
添加量を変えた場合の吸水率を示す。このように酸化マ
ンガンが１〜４ｗｔ％、酸化チタンが１〜４ｗｔ％で１
２００℃焼成での焼成品の吸水率が０．０１％以下とな
り、焼結が進行していることがわかる。
【００３９】なお、それぞれの酸化物を４ｗｔ％より多
く添加した場合には焼成品形状ひずみが生じやすくな
り、酸化物の添加は４ｗｔ％以下が望ましい。
く添加した場合には焼成品形状ひずみが生じやすくな
り、酸化物の添加は４ｗｔ％以下が望ましい。
【００４０】なお、酸化マンガンを金属マンガン粒子
に、酸化チタンを金属チタン粒子に、酸化珪素を金属珪
素に置き換えて（試料２）と同様な方法で得られたアル
ミナ質セラミックスについても実質的に同等な特性を有
していた。
に、酸化チタンを金属チタン粒子に、酸化珪素を金属珪
素に置き換えて（試料２）と同様な方法で得られたアル
ミナ質セラミックスについても実質的に同等な特性を有
していた。
【００４１】（実施例４）本発明の実施例４におけるア
ルミナ質セラミックスは、無数のアルミナ粒１と、少な
くともチタンとマンガンとシリコン元素を含む複合酸化
物の粒２とにより構成されており、アルミナ粉末と金属
アルミ粉末の混合粉末に酸化マンガン粉末と酸化チタン
粉末と酸化珪素を添加して成形し、１２００℃で焼成し
て複合酸化物の粒２を形成した。
ルミナ質セラミックスは、無数のアルミナ粒１と、少な
くともチタンとマンガンとシリコン元素を含む複合酸化
物の粒２とにより構成されており、アルミナ粉末と金属
アルミ粉末の混合粉末に酸化マンガン粉末と酸化チタン
粉末と酸化珪素を添加して成形し、１２００℃で焼成し
て複合酸化物の粒２を形成した。
【００４２】図６にアルミナ粉末と金属アルミ粉末と酸
化銅粉末と酸化チタン粉末と酸化珪素とを５１−ｘ：４
５：２：２：ｘのｗｔ％比で混合した場合の焼成中の寸
法変化率と焼成体の吸水率を示す。寸法変化率に大きな
違いは認められないが、０．２〜３．０ｗｔ％以下の範
囲で酸化珪素を多く添加するに従って１２００℃焼成で
の吸水率が小さくなり、超緻密なアルミナ質セラミック
スが得られた。
化銅粉末と酸化チタン粉末と酸化珪素とを５１−ｘ：４
５：２：２：ｘのｗｔ％比で混合した場合の焼成中の寸
法変化率と焼成体の吸水率を示す。寸法変化率に大きな
違いは認められないが、０．２〜３．０ｗｔ％以下の範
囲で酸化珪素を多く添加するに従って１２００℃焼成で
の吸水率が小さくなり、超緻密なアルミナ質セラミック
スが得られた。
【００４３】なお、酸化マンガンを金属マンガン粒子
に、酸化チタンを金属チタン粒子に、酸化珪素を金属珪
素に置き換えて同様な方法で得られたアルミナ質セラミ
ックスについても実質的に同等な特性を有していた。
に、酸化チタンを金属チタン粒子に、酸化珪素を金属珪
素に置き換えて同様な方法で得られたアルミナ質セラミ
ックスについても実質的に同等な特性を有していた。
【００４４】なお、実施例１から実施例４における寸法
変化率、吸水率、熱伝導率、比誘電率の測定は以下のよ
うに測定、算出している。
変化率、吸水率、熱伝導率、比誘電率の測定は以下のよ
うに測定、算出している。
【００４５】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。
【００４６】吸水率、熱伝導率、比誘電率はＪＩＳ２１
４１に従い、測定、算出した。機械強度は、ＪＩＳ２１
４１に従い、曲げ強度を測定、算出した。
４１に従い、測定、算出した。機械強度は、ＪＩＳ２１
４１に従い、曲げ強度を測定、算出した。
【００４７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アルミナ
粉末と金属アルミ粉末の混合物に、１．０〜４．０ｗｔ
％の酸化銅粉末もしくは前記酸化銅粉末に相当する量の
金属銅粉末と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末
もしくは前記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン
粉末とを主成分として添加した組成とすることによっ
て、寸法変化がきわめて小さく、かつ低気孔率で十分な
機械強度を有し、熱伝導の優れたアルミナ質セラミック
スを１１００〜１４００℃以下の低い焼成温度で得られ
るので製造コストも安くできるアルミナ質セラミックス
およびその製造方法を提供できるものである。
粉末と金属アルミ粉末の混合物に、１．０〜４．０ｗｔ
％の酸化銅粉末もしくは前記酸化銅粉末に相当する量の
金属銅粉末と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末
もしくは前記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン
粉末とを主成分として添加した組成とすることによっ
て、寸法変化がきわめて小さく、かつ低気孔率で十分な
機械強度を有し、熱伝導の優れたアルミナ質セラミック
スを１１００〜１４００℃以下の低い焼成温度で得られ
るので製造コストも安くできるアルミナ質セラミックス
およびその製造方法を提供できるものである。
【００４８】また、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化銅粉末もしくは前
記酸化銅粉末に相当する量の金属銅粉末と、１．０〜
４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前記酸化チタン
粉末に相当する量の金属チタン粉末と、０．２〜３ｗｔ
％の酸化珪素粉末もしくは前記酸化珪素粉末に相当する
量の金属珪素粉末を主成分として添加した組成とするこ
とによって、寸法変化がきわめて小さく、かつ低気孔率
で十分な機械強度を有し、熱伝導の優れたアルミナ質セ
ラミックスを１１００〜１４００℃以下の低い焼成温度
で得られるので製造コストも安くできる緻密なアルミナ
質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。
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化銅粉末もしくは前
記酸化銅粉末に相当する量の金属銅粉末と、１．０〜
４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前記酸化チタン
粉末に相当する量の金属チタン粉末と、０．２〜３ｗｔ
％の酸化珪素粉末もしくは前記酸化珪素粉末に相当する
量の金属珪素粉末を主成分として添加した組成とするこ
とによって、寸法変化がきわめて小さく、かつ低気孔率
で十分な機械強度を有し、熱伝導の優れたアルミナ質セ
ラミックスを１１００〜１４００℃以下の低い焼成温度
で得られるので製造コストも安くできる緻密なアルミナ
質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。
【００４９】また、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化マンガン粉末もし
くは前記酸化マンガン粉末に相当する量の金属マンガン
粉末と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしく
は前記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末と
を主成分として添加した組成とすることによって、寸法
変化がきわめて小さく、かつ低気孔率で十分な機械強度
を有し、低誘電率のアルミナ質セラミックスを１１００
〜１４００℃の低い焼成温度で得られるので製造コスト
も安くできるアルミナ質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。
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化マンガン粉末もし
くは前記酸化マンガン粉末に相当する量の金属マンガン
粉末と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしく
は前記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末と
を主成分として添加した組成とすることによって、寸法
変化がきわめて小さく、かつ低気孔率で十分な機械強度
を有し、低誘電率のアルミナ質セラミックスを１１００
〜１４００℃の低い焼成温度で得られるので製造コスト
も安くできるアルミナ質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。
【００５０】また、アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化マンガン粉末もし
くは前記酸化マンガン粉末に相当する量の金属マンガン
粉末と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしく
は前記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末
と、０．２〜３．０ｗｔ％の酸化珪素粉末もしくは前記
酸化珪素粉末に相当する量の金属珪素粉末を主成分とし
て添加した組成とすることによって、寸法変化がきわめ
て小さく、かつ低気孔率で十分な機械強度を有し、低誘
電率のアルミナ質セラミックスを１１００〜１４００℃
の低い焼成温度で得られるので製造コストも安くできる
緻密なアルミナ質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。
合物に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化マンガン粉末もし
くは前記酸化マンガン粉末に相当する量の金属マンガン
粉末と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしく
は前記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末
と、０．２〜３．０ｗｔ％の酸化珪素粉末もしくは前記
酸化珪素粉末に相当する量の金属珪素粉末を主成分とし
て添加した組成とすることによって、寸法変化がきわめ
て小さく、かつ低気孔率で十分な機械強度を有し、低誘
電率のアルミナ質セラミックスを１１００〜１４００℃
の低い焼成温度で得られるので製造コストも安くできる
緻密なアルミナ質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アルミナ質
セラミックスの内部構造を示す説明図
セラミックスの内部構造を示す説明図
【図２】同アルミナ質セラミックスの酸化銅の添加量と
吸水率の関係を示す特性図
吸水率の関係を示す特性図
【図３】同焼成温度と吸水率と寸法変化率の関係を示す
特性図
特性図
【図４】同実施例２の酸化珪素の添加量と吸水率と寸法
変化率との関係を示す特性図
変化率との関係を示す特性図
【図５】同実施例３の酸化マンガンの添加量と吸水率の
関係を示す特性図
関係を示す特性図
【図６】同実施例４の酸化珪素の添加量と吸水率と寸法
変化率との関係を示す特性図
変化率との関係を示す特性図
１ アルミナの粒 ２ 複合酸化物の粒 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 (72)発明者 原田 真二 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 (6)
- 【請求項１】 アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合物
に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化銅粉末もしくは前記酸
化銅粉末に相当する量の金属銅粉末と、１．０〜４．０
ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前記酸化チタン粉末に
相当する量の金属チタン粉末とを主成分として添加し焼
成したアルミナ質セラミックス。 - 【請求項２】 アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合物
に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化銅粉末もしくは前記酸
化銅粉末に相当する量の金属銅粉末と、１．０〜４．０
ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前記酸化チタン粉末に
相当する量の金属チタン粉末と、０．２〜３ｗｔ％の酸
化珪素粉末もしくは前記酸化珪素粉末に相当する量の金
属珪素粉末を主成分として添加し焼成したアルミナ質セ
ラミックス。 - 【請求項３】 アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合物
に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化マンガン粉末もしくは
前記酸化マンガン粉末に相当する量の金属マンガン粉末
と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前
記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末とを主
成分として添加し焼成したアルミナ質セラミックス。 - 【請求項４】 アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合物
に、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化マンガン粉末もしくは
前記酸化マンガン粉末に相当する量の金属マンガン粉末
と、１．０〜４．０ｗｔ％の酸化チタン粉末もしくは前
記酸化チタン粉末に相当する量の金属チタン粉末と、
０．２〜３ｗｔ％の酸化珪素粉末もしくは前記酸化珪素
粉末に相当する量の金属珪素粉末を主成分として添加し
焼成したアルミナ質セラミックス。 - 【請求項５】 アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合物
に、少なくとも銅成分を有する無機物粉末とチタン成分
を含む無機物粉末もしくは少なくともマンガン成分を有
する無機物粉末とチタン成分を含む無機物粉末を混合す
る第１工程と、この第１工程にて得られた混合物を形成
する第２工程と、この第２工程で得られた成型品を１１
００〜１４００℃で焼成する第３工程からなるアルミナ
質セラミックスの製造方法。 - 【請求項６】 アルミナ粉末と金属アルミ粉末の混合物
に、少なくとも銅成分を有する無機物粉末とチタン成分
を有する無機物粉末さらに珪素成分を含む無機物粉末も
しくは少なくともマンガン成分を有する無機物粉末とチ
タン成分を含む無機物粉末さらに珪素成分を含む無機物
粉末を混合する第１工程と、この第１工程にて得られた
混合物を形成する第２工程と、この第２工程で得られた
成型品を１１００〜１４００℃で焼成する第３工程から
なるアルミナ質セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223286A JPH0967159A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | アルミナ質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 |
|---|---|---|---|
| JP7223286A JPH0967159A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | アルミナ質セラミックスおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0967159A true JPH0967159A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16795759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7223286A Pending JPH0967159A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | アルミナ質セラミックスおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0967159A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434422B1 (ko) * | 2000-09-08 | 2004-06-04 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 고주파 세라믹 콤팩트, 그 이용 및 그 제조방법 |
| US7446067B2 (en) | 2005-12-20 | 2008-11-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Ceramic green sheet and ceramic substrate |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP7223286A patent/JPH0967159A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434422B1 (ko) * | 2000-09-08 | 2004-06-04 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 고주파 세라믹 콤팩트, 그 이용 및 그 제조방법 |
| US7446067B2 (en) | 2005-12-20 | 2008-11-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Ceramic green sheet and ceramic substrate |
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