JPH10212181A - アンモニア雰囲気炉用炭素複合材料 - Google Patents
アンモニア雰囲気炉用炭素複合材料Info
- Publication number
- JPH10212181A JPH10212181A JP1616397A JP1616397A JPH10212181A JP H10212181 A JPH10212181 A JP H10212181A JP 1616397 A JP1616397 A JP 1616397A JP 1616397 A JP1616397 A JP 1616397A JP H10212181 A JPH10212181 A JP H10212181A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ammonia
- composite material
- silicon nitride
- carbon composite
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5062—Borides, Nitrides or Silicides
- C04B41/5066—Silicon nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １０００°Ｃを超える高温のアンモニア雰囲
気中においても優れたアンモニア反応抑制効果を発揮
し、製品寿命の著しい延命化を図ることができるアンモ
ニア雰囲気炉用炭素複合材料を提供する。 【解決手段】 黒鉛基材の表面に直接又は炭化ケイ素被
膜を介して窒化ケイ素の被膜が１０〜５０μｍ形成され
てなるアンモニア雰囲気炉用炭素複合材料。
気中においても優れたアンモニア反応抑制効果を発揮
し、製品寿命の著しい延命化を図ることができるアンモ
ニア雰囲気炉用炭素複合材料を提供する。 【解決手段】 黒鉛基材の表面に直接又は炭化ケイ素被
膜を介して窒化ケイ素の被膜が１０〜５０μｍ形成され
てなるアンモニア雰囲気炉用炭素複合材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温でのアンモニ
ア反応抑制効果に優れた炭素複合材料、さらに詳しくは
１０００°Ｃを超える高温のアンモニア雰囲気中におい
ても十分なアンモニア反応抑制効果を発揮することがで
きる窒化ケイ素被覆黒鉛系材料に関するものである。
ア反応抑制効果に優れた炭素複合材料、さらに詳しくは
１０００°Ｃを超える高温のアンモニア雰囲気中におい
ても十分なアンモニア反応抑制効果を発揮することがで
きる窒化ケイ素被覆黒鉛系材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高温のアンモニア雰囲気下に晒さ
れる黒鉛系材料は、当然ながらアンモニアとの反応によ
って変質したり目減りし、その材料に求められている本
来の機能が十分果たせなくなったとき、寿命が尽きたと
して新しい部材と取り換えることが行われる。
れる黒鉛系材料は、当然ながらアンモニアとの反応によ
って変質したり目減りし、その材料に求められている本
来の機能が十分果たせなくなったとき、寿命が尽きたと
して新しい部材と取り換えることが行われる。
【０００３】例えば、炉内に黒鉛系材料からなるヒータ
ーを配置し、炉内にアンモニアガスを導入してアンモニ
ア雰囲気を形成し、そのヒーターで炉内を１２００°Ｃ
程度に加熱保持されたアンモニア雰囲気炉の場合につい
ていえば、ヒーターとしては一般には黒鉛基材の表面に
炭化ケイ素を被覆した黒鉛系材料が使用される。これ
は、黒鉛基材そのものはアンモニアと非常に反応しやす
いため、黒鉛製のヒーターでは短時間のうちに消耗が進
行し穴が開き始める、つまり断線が生じるため、このよ
うな現象を回避して少しでもヒーターとしての寿命を長
くできるように、アンモニアとの反応を緩和させる手段
として、黒鉛基材の表面に炭化ケイ素を形成したもので
ある。
ーを配置し、炉内にアンモニアガスを導入してアンモニ
ア雰囲気を形成し、そのヒーターで炉内を１２００°Ｃ
程度に加熱保持されたアンモニア雰囲気炉の場合につい
ていえば、ヒーターとしては一般には黒鉛基材の表面に
炭化ケイ素を被覆した黒鉛系材料が使用される。これ
は、黒鉛基材そのものはアンモニアと非常に反応しやす
いため、黒鉛製のヒーターでは短時間のうちに消耗が進
行し穴が開き始める、つまり断線が生じるため、このよ
うな現象を回避して少しでもヒーターとしての寿命を長
くできるように、アンモニアとの反応を緩和させる手段
として、黒鉛基材の表面に炭化ケイ素を形成したもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の炭化ケ
イ素の被覆という手段は、あくまでもヒーターとアンモ
ニアとの反応を緩慢にしてヒーターの消耗を遅らせるこ
とを目的としており、黒鉛基材上の炭化ケイ素被膜とア
ンモニアとの反応が徐々に進行することに変わりはな
い。そして、炭化ケイ素被膜がアンモニアとの反応によ
り徐々に薄くなり、黒鉛基材の露出にまで至ると、黒鉛
基材とアンモニアが一気に反応し、上述したように短時
間のうちに消耗が進行し穴が開き始め、つまり断線が生
じ、ヒーターとしての寿命が尽きることになる。
イ素の被覆という手段は、あくまでもヒーターとアンモ
ニアとの反応を緩慢にしてヒーターの消耗を遅らせるこ
とを目的としており、黒鉛基材上の炭化ケイ素被膜とア
ンモニアとの反応が徐々に進行することに変わりはな
い。そして、炭化ケイ素被膜がアンモニアとの反応によ
り徐々に薄くなり、黒鉛基材の露出にまで至ると、黒鉛
基材とアンモニアが一気に反応し、上述したように短時
間のうちに消耗が進行し穴が開き始め、つまり断線が生
じ、ヒーターとしての寿命が尽きることになる。
【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、１０００°Ｃを超
える高温のアンモニア雰囲気中においても優れたアンモ
ニア反応抑制効果を発揮し、製品寿命の著しい延命化を
図ることができるアンモニア雰囲気炉用炭素複合材料を
提供する点にある。
のであり、その目的とするところは、１０００°Ｃを超
える高温のアンモニア雰囲気中においても優れたアンモ
ニア反応抑制効果を発揮し、製品寿命の著しい延命化を
図ることができるアンモニア雰囲気炉用炭素複合材料を
提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明のうち請求項１記載の発明のアンモニア雰囲気炉用
炭素複合材料は、黒鉛基材の表面に窒化ケイ素の被膜が
形成されてなることを特徴とする。理論的にアンモニア
と反応しない窒化ケイ素を被覆することにより、黒鉛基
材とアンモニアとの接触を基本的に遮断することができ
るので、その複合材料の寿命を著しく延ばすことができ
る。
発明のうち請求項１記載の発明のアンモニア雰囲気炉用
炭素複合材料は、黒鉛基材の表面に窒化ケイ素の被膜が
形成されてなることを特徴とする。理論的にアンモニア
と反応しない窒化ケイ素を被覆することにより、黒鉛基
材とアンモニアとの接触を基本的に遮断することができ
るので、その複合材料の寿命を著しく延ばすことができ
る。
【０００７】また、請求項２記載の発明のアンモニア雰
囲気炉用炭素複合材料は、黒鉛基材の表面に炭化ケイ素
の被膜が形成され、さらにその表面に窒化ケイ素の被膜
が形成されてなることを特徴とする。黒鉛基材と窒化ケ
イ素被膜との間に炭化ケイ素被膜の層を介在させること
により、黒鉛基材中の不純物が窒化ケイ素被膜の外表面
に達するまでの拡散の時間を長くすることができ、その
分、窒化ケイ素被膜だけが存在する材料の場合に比べて
さらに延命化を図ることができる。
囲気炉用炭素複合材料は、黒鉛基材の表面に炭化ケイ素
の被膜が形成され、さらにその表面に窒化ケイ素の被膜
が形成されてなることを特徴とする。黒鉛基材と窒化ケ
イ素被膜との間に炭化ケイ素被膜の層を介在させること
により、黒鉛基材中の不純物が窒化ケイ素被膜の外表面
に達するまでの拡散の時間を長くすることができ、その
分、窒化ケイ素被膜だけが存在する材料の場合に比べて
さらに延命化を図ることができる。
【０００８】また、請求項３記載の発明のアンモニア雰
囲気炉用炭素複合材料は、請求項１又は請求項２に記載
の発明の構成のうち、窒化ケイ素の被膜の厚みが１０〜
５０μｍとなるように形成したことを特徴とする。窒化
ケイ素の被膜の厚みを最適な範囲に設定することによ
り、アンモニア抑制効果を十分に発揮させつつも、必要
以上の被膜形成に要するコストの無駄を省き、製品コス
トの上昇を防止することができる。
囲気炉用炭素複合材料は、請求項１又は請求項２に記載
の発明の構成のうち、窒化ケイ素の被膜の厚みが１０〜
５０μｍとなるように形成したことを特徴とする。窒化
ケイ素の被膜の厚みを最適な範囲に設定することによ
り、アンモニア抑制効果を十分に発揮させつつも、必要
以上の被膜形成に要するコストの無駄を省き、製品コス
トの上昇を防止することができる。
【０００９】さらに、請求項４記載の発明は、請求項１
乃至請求項３のいずれか一項に記載の発明の構成のう
ち、アンモニア雰囲気炉用炭素複合材料が青色発光ダイ
オード成膜炉用ヒーターであることを特徴とする。ヒー
ターの著しい延命化により、青色発光ダイオード成膜に
要するコストの低減化を図ることができる。
乃至請求項３のいずれか一項に記載の発明の構成のう
ち、アンモニア雰囲気炉用炭素複合材料が青色発光ダイ
オード成膜炉用ヒーターであることを特徴とする。ヒー
ターの著しい延命化により、青色発光ダイオード成膜に
要するコストの低減化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１及び図２は、本発明に係る
アンモニア雰囲気炉用炭素複合材料を示す断面模式図で
あり、図３は、この炭素複合材料の製造方法の一例を示
す工程図であり、図４は、適用製品例の概略斜視図であ
る。
を参照しつつ説明する。図１及び図２は、本発明に係る
アンモニア雰囲気炉用炭素複合材料を示す断面模式図で
あり、図３は、この炭素複合材料の製造方法の一例を示
す工程図であり、図４は、適用製品例の概略斜視図であ
る。
【００１１】図１において、本発明の複合材料１は、炭
素基材２の表面に窒化ケイ素被膜３が形成された構造を
している。黒鉛基材２としては、高純度等方性黒鉛製の
ものが望ましく、中でも熱膨張係数が３．２〜４．０
（１０-6／Ｋ）程度のものが望ましい。この数値限定の
理由は次の事項を考慮したことによる。即ち、表面を覆
う窒化ケイ素被膜３の窒化ケイ素の熱膨張係数は３．２
である。従って、３．２未満の黒鉛基材２を使用した場
合、窒化ケイ素被膜３に引張応力が作用することになる
が、被膜はこの引張応力に対して非常に弱いため、３．
２以上として被膜にむしろ圧縮応力を作用させることが
望ましい。但し、４．０程度以上になると、逆に窒化ケ
イ素被膜３に作用する圧縮応力が大きすぎてやはり被膜
に悪影響が出やすくなるので、上限は４．０程度に止め
ることが望ましい。
素基材２の表面に窒化ケイ素被膜３が形成された構造を
している。黒鉛基材２としては、高純度等方性黒鉛製の
ものが望ましく、中でも熱膨張係数が３．２〜４．０
（１０-6／Ｋ）程度のものが望ましい。この数値限定の
理由は次の事項を考慮したことによる。即ち、表面を覆
う窒化ケイ素被膜３の窒化ケイ素の熱膨張係数は３．２
である。従って、３．２未満の黒鉛基材２を使用した場
合、窒化ケイ素被膜３に引張応力が作用することになる
が、被膜はこの引張応力に対して非常に弱いため、３．
２以上として被膜にむしろ圧縮応力を作用させることが
望ましい。但し、４．０程度以上になると、逆に窒化ケ
イ素被膜３に作用する圧縮応力が大きすぎてやはり被膜
に悪影響が出やすくなるので、上限は４．０程度に止め
ることが望ましい。
【００１２】また、窒化ケイ素被膜３は、膜の特性とし
て嵩密度が３．１８５（ｇ／ｃｍ3）、気孔率が０
（％）であるようなものが望ましい。このような特性を
有する窒化ケイ素被膜３を形成するには、（ＳｉＣｌ4
＋Ｈ2 ＋ＮＨ3 ）を原料ガスとするＣＶＤ法の実施が有
効である。他にも、例えば、炭素基材２にシラン（Ｓｉ
Ｈ 4 ）やトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3 ）等のシラン
系ガスを所定の圧力下、高温加熱状態で流すことによ
り、その表面にさらにＳｉをコーティングした後、さら
に、高温の窒素ガスを流すことにより、表面のＳｉコー
ト層を窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）の膜に転化する方法も
考えられる。但し、窒化ケイ素被膜３の気孔率が一般に
数（％）とやや多孔質になりやすいため、この方法で得
た材料の使用に際しては、用途との関係を十分配慮する
必要がある。
て嵩密度が３．１８５（ｇ／ｃｍ3）、気孔率が０
（％）であるようなものが望ましい。このような特性を
有する窒化ケイ素被膜３を形成するには、（ＳｉＣｌ4
＋Ｈ2 ＋ＮＨ3 ）を原料ガスとするＣＶＤ法の実施が有
効である。他にも、例えば、炭素基材２にシラン（Ｓｉ
Ｈ 4 ）やトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3 ）等のシラン
系ガスを所定の圧力下、高温加熱状態で流すことによ
り、その表面にさらにＳｉをコーティングした後、さら
に、高温の窒素ガスを流すことにより、表面のＳｉコー
ト層を窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）の膜に転化する方法も
考えられる。但し、窒化ケイ素被膜３の気孔率が一般に
数（％）とやや多孔質になりやすいため、この方法で得
た材料の使用に際しては、用途との関係を十分配慮する
必要がある。
【００１３】従って、本発明の複合材料１を高温のアン
モニア雰囲気下に晒しても、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）
そのものはアンモニアと反応しないため、黒鉛基材２の
表面に窒化ケイ素被膜３を形成させていることにより、
基本的に黒鉛基材２とアンモニアとの接触を遮断するこ
とができる。この場合、複合材料１が高温のアンモニア
雰囲気下に晒される間に、黒鉛基材２中に不可避的に含
有されていた鉄、アルミニウム等の不純物等が窒化ケイ
素被膜３を通過して外部に抜け出る現象は避けられな
い。このため、不純物等の抜け出し現象により窒化ケイ
素被膜３にいわばピンホールが一旦生じれば、その時点
で炭素基材２とアンモニアとが接触し、後は一気に反応
し、黒鉛基材２が急速に消耗して複合材料１としての寿
命が尽きることになる。
モニア雰囲気下に晒しても、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）
そのものはアンモニアと反応しないため、黒鉛基材２の
表面に窒化ケイ素被膜３を形成させていることにより、
基本的に黒鉛基材２とアンモニアとの接触を遮断するこ
とができる。この場合、複合材料１が高温のアンモニア
雰囲気下に晒される間に、黒鉛基材２中に不可避的に含
有されていた鉄、アルミニウム等の不純物等が窒化ケイ
素被膜３を通過して外部に抜け出る現象は避けられな
い。このため、不純物等の抜け出し現象により窒化ケイ
素被膜３にいわばピンホールが一旦生じれば、その時点
で炭素基材２とアンモニアとが接触し、後は一気に反応
し、黒鉛基材２が急速に消耗して複合材料１としての寿
命が尽きることになる。
【００１４】しかしながら、黒鉛基材２中の不純物等が
外部に拡散する速度は、従来品（黒鉛基材に炭化ケイ素
被膜を形成した複合材料）における炭化ケイ素被膜とア
ンモニアとの反応速度に比べると、非常に遅いため、結
果として本発明の複合材料１の寿命を従来品よりも大き
く延ばすことができる。
外部に拡散する速度は、従来品（黒鉛基材に炭化ケイ素
被膜を形成した複合材料）における炭化ケイ素被膜とア
ンモニアとの反応速度に比べると、非常に遅いため、結
果として本発明の複合材料１の寿命を従来品よりも大き
く延ばすことができる。
【００１５】また、窒化ケイ素被膜３は、その厚みが１
０〜５０μｍ、望ましくは２０〜４０μｍとなるように
形成しておくことが望ましい。窒化ケイ素被膜３の厚み
をこのように最適な範囲に設定することにより、アンモ
ニア抑制効果を十分に発揮させつつも、必要以上の被膜
形成に要するコストの無駄を省き、製品コストの上昇を
防止することができる。
０〜５０μｍ、望ましくは２０〜４０μｍとなるように
形成しておくことが望ましい。窒化ケイ素被膜３の厚み
をこのように最適な範囲に設定することにより、アンモ
ニア抑制効果を十分に発揮させつつも、必要以上の被膜
形成に要するコストの無駄を省き、製品コストの上昇を
防止することができる。
【００１６】次に、図２に示す本発明の複合材料５は、
炭素基材２の表面に炭化ケイ素被膜４が形成され、さら
にその表面に窒化ケイ素被膜３が形成された構造をして
いる。黒鉛基材２としては、図１に示す複合材料１の場
合と同様、高純度等方性黒鉛製のものが望ましい。但
し、熱膨張係数が４．４〜５．０（１０-6／Ｋ）程度の
ものを選定すべきである。表面を覆う炭化ケイ素被膜４
の炭化ケイ素の熱膨張係数が４．４だからであり、前述
したように炭化ケイ素被膜４に適度の圧縮応力を作用さ
せる一方、引張応力は作用させないようにするためであ
る。
炭素基材２の表面に炭化ケイ素被膜４が形成され、さら
にその表面に窒化ケイ素被膜３が形成された構造をして
いる。黒鉛基材２としては、図１に示す複合材料１の場
合と同様、高純度等方性黒鉛製のものが望ましい。但
し、熱膨張係数が４．４〜５．０（１０-6／Ｋ）程度の
ものを選定すべきである。表面を覆う炭化ケイ素被膜４
の炭化ケイ素の熱膨張係数が４．４だからであり、前述
したように炭化ケイ素被膜４に適度の圧縮応力を作用さ
せる一方、引張応力は作用させないようにするためであ
る。
【００１７】窒化ケイ素被膜３の構成及び形成方法は、
図１に示す複合材料１の場合と同様である。また、炭化
ケイ素被膜４は、通常のＣＶＤ法を実施して形成すれば
よい。このように黒鉛基材２と窒化ケイ素被膜３との間
に炭化ケイ素被膜４の緻密な層を介在させることによ
り、黒鉛基材２中の不純物等が窒化ケイ素被膜３の外表
面に達するまでの拡散時間をさらに長くすることがで
き、つまりピンホールの発生を遅らせることができ、そ
の分、図１の複合材料に比べてさらに延命化を図ること
ができる。
図１に示す複合材料１の場合と同様である。また、炭化
ケイ素被膜４は、通常のＣＶＤ法を実施して形成すれば
よい。このように黒鉛基材２と窒化ケイ素被膜３との間
に炭化ケイ素被膜４の緻密な層を介在させることによ
り、黒鉛基材２中の不純物等が窒化ケイ素被膜３の外表
面に達するまでの拡散時間をさらに長くすることがで
き、つまりピンホールの発生を遅らせることができ、そ
の分、図１の複合材料に比べてさらに延命化を図ること
ができる。
【００１８】次に、図２に示す本発明複合材料５の製造
法の一例について図３及び図２を参照しつつ説明する。
まず、黒鉛基材２を第１ＣＶＤ処理部６に導入し、所定
のＣＶＤ法を実施して黒鉛基材２の表面に炭化ケイ素被
膜４を形成する。次に、この炭化ケイ素被膜４を有する
黒鉛基材２を第２ＣＶＤ処理部７に導き、１００Ｔｏｒ
ｒ前後の圧力下で１３００℃程度に加熱した（ＳｉＣｌ
4 ＋Ｈ2 ＋ＮＨ3 ）からなる原料ガスを用いてＣＶＤ法
により、その炭化ケイ素被膜４の表面にさらに１０〜５
０μｍの厚みで窒化ケイ素被膜３を形成する。
法の一例について図３及び図２を参照しつつ説明する。
まず、黒鉛基材２を第１ＣＶＤ処理部６に導入し、所定
のＣＶＤ法を実施して黒鉛基材２の表面に炭化ケイ素被
膜４を形成する。次に、この炭化ケイ素被膜４を有する
黒鉛基材２を第２ＣＶＤ処理部７に導き、１００Ｔｏｒ
ｒ前後の圧力下で１３００℃程度に加熱した（ＳｉＣｌ
4 ＋Ｈ2 ＋ＮＨ3 ）からなる原料ガスを用いてＣＶＤ法
により、その炭化ケイ素被膜４の表面にさらに１０〜５
０μｍの厚みで窒化ケイ素被膜３を形成する。
【００１９】
（実施例１）図４に示す円筒スリット型（φ１００ｍｍ
×ｔ５ｍｍ）の形状寸法からなる黒鉛製ヒーターであっ
て、黒鉛の特性として嵩密度が１．８０（ｇ／ｃ
ｍ3 ）、熱膨張係数が４．４〜５．０（１０-6／Ｋ）の
ものに対してＣＶＤ処理を行い、黒鉛製ヒーターの表面
に炭化ケイ素被膜を１００μｍの厚みで形成する。この
炭化ケイ素被膜が形成された黒鉛製ヒーターに対し、さ
らにＣＶＤ法により膜厚４０μｍの窒化ケイ素被膜を形
成した。ＣＶＤ条件は、次の通りである。 得られた窒化ケイ素被膜の嵩密度は３．１８５（ｇ／ｃ
ｍ3 ）、気孔率は０（％）であった。なお、気孔率は、
水銀圧入法により測定した。
×ｔ５ｍｍ）の形状寸法からなる黒鉛製ヒーターであっ
て、黒鉛の特性として嵩密度が１．８０（ｇ／ｃ
ｍ3 ）、熱膨張係数が４．４〜５．０（１０-6／Ｋ）の
ものに対してＣＶＤ処理を行い、黒鉛製ヒーターの表面
に炭化ケイ素被膜を１００μｍの厚みで形成する。この
炭化ケイ素被膜が形成された黒鉛製ヒーターに対し、さ
らにＣＶＤ法により膜厚４０μｍの窒化ケイ素被膜を形
成した。ＣＶＤ条件は、次の通りである。 得られた窒化ケイ素被膜の嵩密度は３．１８５（ｇ／ｃ
ｍ3 ）、気孔率は０（％）であった。なお、気孔率は、
水銀圧入法により測定した。
【００２０】得られた製品としてのアンモニア雰囲気炉
用ヒーターを使用して、１２００°Ｃのアンモニア雰囲
気下にある青色発光ダイオード成膜炉でのＧａＮ成膜実
験を繰り返し行った。断線した時点をもってヒーターの
寿命とした。結果は、５００回繰り返し使用しても（延
べ時間にすると１５００時間使用しても）、断線は起こ
らなかった。
用ヒーターを使用して、１２００°Ｃのアンモニア雰囲
気下にある青色発光ダイオード成膜炉でのＧａＮ成膜実
験を繰り返し行った。断線した時点をもってヒーターの
寿命とした。結果は、５００回繰り返し使用しても（延
べ時間にすると１５００時間使用しても）、断線は起こ
らなかった。
【００２１】（比較例１）実施例１と同一の形状寸法及
び特性からなる黒鉛製ヒーターに対してＣＶＤ処理を行
い、ヒーターの表面に炭化ケイ素被膜を１００μｍの厚
みで形成した。得られた従来型製品としてのアンモニア
雰囲気炉用ヒーターを使用して、実施例１と同様にして
同一条件下にある青色発光ダイオード成膜炉でのＧａＮ
成膜実験を繰り返し行い、断線した時点をもってヒータ
ーの寿命とした。結果は、５０回繰り返し使用で（延べ
時間にすると１５０時間の使用で）、断線した。
び特性からなる黒鉛製ヒーターに対してＣＶＤ処理を行
い、ヒーターの表面に炭化ケイ素被膜を１００μｍの厚
みで形成した。得られた従来型製品としてのアンモニア
雰囲気炉用ヒーターを使用して、実施例１と同様にして
同一条件下にある青色発光ダイオード成膜炉でのＧａＮ
成膜実験を繰り返し行い、断線した時点をもってヒータ
ーの寿命とした。結果は、５０回繰り返し使用で（延べ
時間にすると１５０時間の使用で）、断線した。
【００２２】
【発明の効果】本発明のうち請求項１記載の発明のアン
モニア雰囲気炉用炭素複合材料は、黒鉛基材の表面に窒
化ケイ素の被膜が形成したものであり、このように理論
的にアンモニアと反応しない窒化ケイ素を被覆すること
により、黒鉛基材とアンモニアとの接触を基本的に遮断
することができるので、その複合材料の寿命を著しく延
ばすことができる。
モニア雰囲気炉用炭素複合材料は、黒鉛基材の表面に窒
化ケイ素の被膜が形成したものであり、このように理論
的にアンモニアと反応しない窒化ケイ素を被覆すること
により、黒鉛基材とアンモニアとの接触を基本的に遮断
することができるので、その複合材料の寿命を著しく延
ばすことができる。
【００２３】また、請求項２記載の発明のアンモニア雰
囲気炉用炭素複合材料は、黒鉛基材の表面にまず炭化ケ
イ素の被膜が形成し、さらにその表面に窒化ケイ素の被
膜を重ねて形成したものである。このように黒鉛基材と
窒化ケイ素被膜との間に炭化ケイ素被膜の層を介在させ
ることにより、黒鉛基材中の不純物が窒化ケイ素被膜の
外表面に達するまでの拡散の時間を長くすることがで
き、その分、請求項１記載の発明の複合材料の場合に比
べてさらに延命化を図ることができる。
囲気炉用炭素複合材料は、黒鉛基材の表面にまず炭化ケ
イ素の被膜が形成し、さらにその表面に窒化ケイ素の被
膜を重ねて形成したものである。このように黒鉛基材と
窒化ケイ素被膜との間に炭化ケイ素被膜の層を介在させ
ることにより、黒鉛基材中の不純物が窒化ケイ素被膜の
外表面に達するまでの拡散の時間を長くすることがで
き、その分、請求項１記載の発明の複合材料の場合に比
べてさらに延命化を図ることができる。
【００２４】また請求項３記載の発明のアンモニア雰囲
気炉用炭素複合材料は、窒化ケイ素の被膜の厚みを最適
な範囲（１０〜５０μｍ）に形成したものである。従っ
て、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果を十分に
発揮させつつも、必要以上の被膜形成に要する製作コス
トの無駄を省き、製品コストの上昇を防止することがで
きる。
気炉用炭素複合材料は、窒化ケイ素の被膜の厚みを最適
な範囲（１０〜５０μｍ）に形成したものである。従っ
て、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果を十分に
発揮させつつも、必要以上の被膜形成に要する製作コス
トの無駄を省き、製品コストの上昇を防止することがで
きる。
【００２５】さらに、請求項４記載の発明は、アンモニ
ア雰囲気炉用炭素複合材料を青色発光ダイオード成膜炉
用ヒーターに適用するものであり、このヒーターの著し
い延命化により、青色発光ダイオード成膜に要するコス
トの低減化を図ることができる。
ア雰囲気炉用炭素複合材料を青色発光ダイオード成膜炉
用ヒーターに適用するものであり、このヒーターの著し
い延命化により、青色発光ダイオード成膜に要するコス
トの低減化を図ることができる。
【図１】本発明のアンモニア雰囲気炉用炭素複合材料を
示す断面模式図である。
示す断面模式図である。
【図２】本発明の他のアンモニア雰囲気炉用炭素複合材
料を示す断面模式図である。
料を示す断面模式図である。
【図３】図２に示すアンモニア雰囲気炉用炭素複合材料
の製造方法の一例を示す工程図である。
の製造方法の一例を示す工程図である。
【図４】青色発光ダイオード成膜炉用ヒーターの概略斜
視図である。
視図である。
１，５ 本発明複合材料 ２ 黒鉛基材 ３ 窒化ケイ素被膜 ４ 炭化ケイ素被膜 ６ 第１ＣＶＤ処理部 ７ 第２ＣＶＤ処理部
Claims (4)
- 【請求項１】 黒鉛基材の表面に窒化ケイ素の被膜が形
成されてなることを特徴とするアンモニア雰囲気炉用炭
素複合材料。 - 【請求項２】 上記黒鉛基材の表面に炭化ケイ素の被膜
が形成され、さらにその表面に窒化ケイ素の被膜が形成
されてなることを特徴とするアンモニア雰囲気炉用炭素
複合材料。 - 【請求項３】 上記窒化ケイ素の被膜の厚みが１０〜５
０μｍである請求項１又は請求項２に記載のアンモニア
雰囲気炉用炭素複合材料。 - 【請求項４】 上記炭素複合材料が青色発光ダイオード
成膜炉用ヒーターである請求項１乃至請求項３のいずれ
か一項に記載のアンモニア雰囲気炉用炭素複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1616397A JPH10212181A (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | アンモニア雰囲気炉用炭素複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1616397A JPH10212181A (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | アンモニア雰囲気炉用炭素複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10212181A true JPH10212181A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=11908849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1616397A Pending JPH10212181A (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | アンモニア雰囲気炉用炭素複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10212181A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013540092A (ja) * | 2010-09-27 | 2013-10-31 | ジーティーエイティー・コーポレーション | ヒータ、およびヒータのための関連方法 |
| CN105256375A (zh) * | 2015-09-02 | 2016-01-20 | 陈犹郎 | 一种提高太阳能电池扩散炉碳化硅桨抗疲劳强度的方法 |
| EP3155870A4 (en) * | 2014-06-13 | 2018-02-28 | Momentive Performance Materials Inc. | One-coat encapsulated graphite heater and process |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5556072A (en) * | 1978-10-18 | 1980-04-24 | Toshiba Ceramics Co | Refractory material |
| JPS5617913A (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-20 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Artificial graphite substrate for silicon carbide or silicon nitride coating and its manufacture |
| JPS6199773A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | Hitachi Chem Co Ltd | シ−ル |
| JPH01282112A (ja) * | 1988-05-10 | 1989-11-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆炭素材料 |
| JPH0459661A (ja) * | 1990-06-29 | 1992-02-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱分解窒化ほう素成形体の製造方法 |
| JPH04297023A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-10-21 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 |
| JPH07225095A (ja) * | 1994-02-15 | 1995-08-22 | Toyo Tanso Kk | ブロック式及び多管式黒鉛製熱交換器 |
| JPH07288178A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-31 | Toyo Tanso Kk | 炭素質材料からなる導電性構造体及びその取付け方法 |
| JPH097956A (ja) * | 1995-06-15 | 1997-01-10 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体熱処理用電気抵抗発熱体 |
-
1997
- 1997-01-30 JP JP1616397A patent/JPH10212181A/ja active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5556072A (en) * | 1978-10-18 | 1980-04-24 | Toshiba Ceramics Co | Refractory material |
| JPS5617913A (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-20 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Artificial graphite substrate for silicon carbide or silicon nitride coating and its manufacture |
| JPS6199773A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | Hitachi Chem Co Ltd | シ−ル |
| JPH01282112A (ja) * | 1988-05-10 | 1989-11-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆炭素材料 |
| JPH0459661A (ja) * | 1990-06-29 | 1992-02-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱分解窒化ほう素成形体の製造方法 |
| JPH04297023A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-10-21 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 |
| JPH07225095A (ja) * | 1994-02-15 | 1995-08-22 | Toyo Tanso Kk | ブロック式及び多管式黒鉛製熱交換器 |
| JPH07288178A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-31 | Toyo Tanso Kk | 炭素質材料からなる導電性構造体及びその取付け方法 |
| JPH097956A (ja) * | 1995-06-15 | 1997-01-10 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体熱処理用電気抵抗発熱体 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013540092A (ja) * | 2010-09-27 | 2013-10-31 | ジーティーエイティー・コーポレーション | ヒータ、およびヒータのための関連方法 |
| US10315181B2 (en) | 2010-09-27 | 2019-06-11 | Gtat Corporation | Heater and related methods therefor |
| EP3155870A4 (en) * | 2014-06-13 | 2018-02-28 | Momentive Performance Materials Inc. | One-coat encapsulated graphite heater and process |
| US10687393B2 (en) | 2014-06-13 | 2020-06-16 | Momentive Performance Materials Inc. | One-coat encapsulated graphite heater and process |
| CN105256375A (zh) * | 2015-09-02 | 2016-01-20 | 陈犹郎 | 一种提高太阳能电池扩散炉碳化硅桨抗疲劳强度的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH02170974A (ja) | 酸化ケイ素膜の低温ｃｖｄ法 | |
| JPH0469119B2 (ja) | ||
| KR100281218B1 (ko) | 반도체 장치 제조 장치 및 방법 | |
| JPH04149081A (ja) | ＳｉＣ被覆Ｃ／Ｃ複合材 | |
| US4987016A (en) | Component for producing semiconductor devices and process of producing it | |
| JP2556397B2 (ja) | 多結晶ケイ素の製造における始動フィラメント用黒鉛チャック及びその保護方法 | |
| EP0781739B1 (en) | Jig for heat treatment and process for fabricating the jig | |
| KR20020011860A (ko) | ＳｉＣ 성형체 및 그 제조 방법 | |
| JPH10212181A (ja) | アンモニア雰囲気炉用炭素複合材料 | |
| JP2002003285A (ja) | ＳｉＣ被覆黒鉛部材およびその製造方法 | |
| US11932937B2 (en) | Coated product and production method | |
| JP2000302576A (ja) | 炭化珪素被覆黒鉛材 | |
| KR20000028899A (ko) | 염소계 가스에 대한 내식성 부재 | |
| TW200925108A (en) | Carbon material and method for producing the same | |
| JP3442077B2 (ja) | Ｃｖｄ窒化ケイ素の製造方法 | |
| JPH10251062A (ja) | 炭化珪素成形体の製造方法 | |
| JP2004075493A (ja) | ＣＶＤ−ＳｉＣ被覆黒鉛材及びその製造方法 | |
| JPH0583517B2 (ja) | ||
| KR100679870B1 (ko) | 단결정 실리콘층, 그 에피택셜 성장 방법 및 반도체 장치 | |
| JP2933148B2 (ja) | 半導体用拡散炉部材の製造方法 | |
| JPH10256108A (ja) | 炭化ケイ素質ダミーウェハ | |
| JPH03187954A (ja) | 耐火材料及びその製造方法 | |
| JP3559195B2 (ja) | 表面窒化改質部材 | |
| JPH06163439A (ja) | 半導体拡散炉用ボート及びその製造方法 | |
| JP3724688B2 (ja) | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20031209 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060710 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070213 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070416 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070717 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071204 |