JPH11322427A - ガラス状カーボン製部材の製造方法 - Google Patents
ガラス状カーボン製部材の製造方法Info
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- JPH11322427A JPH11322427A JP10136673A JP13667398A JPH11322427A JP H11322427 A JPH11322427 A JP H11322427A JP 10136673 A JP10136673 A JP 10136673A JP 13667398 A JP13667398 A JP 13667398A JP H11322427 A JPH11322427 A JP H11322427A
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- vitreous carbon
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
-
- 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
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
- C04B35/524—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from polymer precursors, e.g. glass-like carbon material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温下での繰り返し応力、あるいは加熱冷却
の繰り返しによる熱負荷に対する耐久性を備えたガラス
状カーボン製部材の製造方法を提供する。 【解決手段】 原料となる樹脂を型の中で硬化させた
後、これを焼成してガラス状カーボンからなる成形体を
得る。この成形体を所定の形状に機械加工する。機械加
工後の成形体の表面に前記樹脂を含浸させる。前記樹脂
を含浸させた成形体を焼成して、前記樹脂をガラス状カ
ーボンに変える。
の繰り返しによる熱負荷に対する耐久性を備えたガラス
状カーボン製部材の製造方法を提供する。 【解決手段】 原料となる樹脂を型の中で硬化させた
後、これを焼成してガラス状カーボンからなる成形体を
得る。この成形体を所定の形状に機械加工する。機械加
工後の成形体の表面に前記樹脂を含浸させる。前記樹脂
を含浸させた成形体を焼成して、前記樹脂をガラス状カ
ーボンに変える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス状カーボン
製部材の製造方法に係り、特に、半導体製造装置などに
おいて５００℃以上の高温雰囲気下で使用されるガラス
状カーボン製部材の製造方法に関する。
製部材の製造方法に係り、特に、半導体製造装置などに
おいて５００℃以上の高温雰囲気下で使用されるガラス
状カーボン製部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス状カーボン製の部材は、高温下に
おける化学的安定性及び強度に優れているので、半導体
製造装置などにおいて、高温に曝され且つ機械的強度が
要求される部分に使用されている。
おける化学的安定性及び強度に優れているので、半導体
製造装置などにおいて、高温に曝され且つ機械的強度が
要求される部分に使用されている。
【０００３】従来のガラス状カーボン製部材の製造工程
は、概略、以下の通りである。先ず、原料となる樹脂
を、型の中で重合及び硬化させて所定の形状に成形した
後、これを焼成する。この結果得られた成形体に切削加
工及び研削加工を施して最終形状に仕上げる。次いで、
純水中で超音波洗浄を行い、寸法、形状及び表面欠陥な
どについて検査を行う。
は、概略、以下の通りである。先ず、原料となる樹脂
を、型の中で重合及び硬化させて所定の形状に成形した
後、これを焼成する。この結果得られた成形体に切削加
工及び研削加工を施して最終形状に仕上げる。次いで、
純水中で超音波洗浄を行い、寸法、形状及び表面欠陥な
どについて検査を行う。
【０００４】（従来の製造方法の問題点）従来の製造方
法では、上記の様に、重合体を焼成した後、これに機械
加工を施すことによって最終形状に仕上げている。とこ
ろが、機械加工の際に、ガラス状カーボン製部材の表面
に微細なひび割れやキズ（以下、マイクロクラックと呼
ぶ）が発生する。この様なガラス状カーボン製部材に、
高温下で繰り返しの応力が作用したり、あるいは加熱冷
却の繰り返しによる熱負荷が作用したりすると、上記の
マイクロクラックなどを起点にして熱疲労亀裂が成長
し、ガラス状カーボン製部材が比較的短時間で破壊に至
ると言う問題がある。
法では、上記の様に、重合体を焼成した後、これに機械
加工を施すことによって最終形状に仕上げている。とこ
ろが、機械加工の際に、ガラス状カーボン製部材の表面
に微細なひび割れやキズ（以下、マイクロクラックと呼
ぶ）が発生する。この様なガラス状カーボン製部材に、
高温下で繰り返しの応力が作用したり、あるいは加熱冷
却の繰り返しによる熱負荷が作用したりすると、上記の
マイクロクラックなどを起点にして熱疲労亀裂が成長
し、ガラス状カーボン製部材が比較的短時間で破壊に至
ると言う問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
従来の製造方法によるガラス状カーボン製部材の問題点
に鑑み成されたもので、本発明の目的は、高温下での繰
り返しの応力あるいは加熱冷却の繰り返しによる熱負荷
に対する耐久性を備えたガラス状カーボン製部材の製造
方法を提供することにある。
従来の製造方法によるガラス状カーボン製部材の問題点
に鑑み成されたもので、本発明の目的は、高温下での繰
り返しの応力あるいは加熱冷却の繰り返しによる熱負荷
に対する耐久性を備えたガラス状カーボン製部材の製造
方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のガラス状カーボ
ン製部材の製造方法は、原料となる樹脂を型の中で硬化
させた後、これを焼成してガラス状カーボンからなる成
形体を得る工程と、この成形体を所定の形状に機械加工
する工程と、機械加工後の成形体の表面に前記樹脂を含
浸させる工程と、前記樹脂を含浸させた成形体を焼成し
て、前記樹脂をガラス状カーボンに変える工程と、を備
えたことを特徴とする。
ン製部材の製造方法は、原料となる樹脂を型の中で硬化
させた後、これを焼成してガラス状カーボンからなる成
形体を得る工程と、この成形体を所定の形状に機械加工
する工程と、機械加工後の成形体の表面に前記樹脂を含
浸させる工程と、前記樹脂を含浸させた成形体を焼成し
て、前記樹脂をガラス状カーボンに変える工程と、を備
えたことを特徴とする。
【０００７】本発明の、ガラス状カーボン製部材の製造
方法によれば、機械加工後の成形体の表面に原料となる
樹脂を含浸させ、これを焼成するので、機械加工の際に
表面に形成されたマイクロクラック等が塞がれ、表面欠
陥が少ないガラス状カーボン製部材を得ることができ
る。この結果、ガラス状カーボン製部材の高温下での疲
労強度及び熱疲労強度を向上させることができる。
方法によれば、機械加工後の成形体の表面に原料となる
樹脂を含浸させ、これを焼成するので、機械加工の際に
表面に形成されたマイクロクラック等が塞がれ、表面欠
陥が少ないガラス状カーボン製部材を得ることができ
る。この結果、ガラス状カーボン製部材の高温下での疲
労強度及び熱疲労強度を向上させることができる。
【０００８】なお、前記原料となる樹脂として、例え
ば、フルフラールなどのフラン系原料やイミド系原料を
重合させた樹脂を使用することができる。前記機械加工
後の成形体の表面への樹脂の含浸は、塗布によるか、あ
るいは減圧下若しくは加圧下での浸漬により行うことが
できる。
ば、フルフラールなどのフラン系原料やイミド系原料を
重合させた樹脂を使用することができる。前記機械加工
後の成形体の表面への樹脂の含浸は、塗布によるか、あ
るいは減圧下若しくは加圧下での浸漬により行うことが
できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のガラス状カーボン製部材
の製造方法に基づいて、気相成長装置においてシリコン
ウエハを支持するサセプタとして使用される円板状の部
品を、下記の工程によって製造した。
の製造方法に基づいて、気相成長装置においてシリコン
ウエハを支持するサセプタとして使用される円板状の部
品を、下記の工程によって製造した。
【００１０】図１に、その製造フローを示す。 （例１）フラン環を有する原料であるフルフラールを、
温度３０℃で攪拌して重合させた後、型の中で温度７２
℃で３０時間、乾燥して硬化させ、最終形状よりも一回
り大きい円板（直径３７５ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を製作し
た。この様にして得られた円板を、温度１３００℃で１
２時間、焼成を行って成形体（半製品）を製作した。こ
の成形体に切削加工及び研削加工を施して、最終形状で
ある直径３６０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板に仕上げた。
温度３０℃で攪拌して重合させた後、型の中で温度７２
℃で３０時間、乾燥して硬化させ、最終形状よりも一回
り大きい円板（直径３７５ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を製作し
た。この様にして得られた円板を、温度１３００℃で１
２時間、焼成を行って成形体（半製品）を製作した。こ
の成形体に切削加工及び研削加工を施して、最終形状で
ある直径３６０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板に仕上げた。
【００１１】次に、この円板の表面にフルフラール重合
液を塗布してフルラール重合液を含浸させた後、余剰の
重合液を除去し、温度１７００℃で８時間、焼成を行っ
た。次に、純水中で４ｋＨｚの超音波を用いて洗浄を行
い、更に寸法、形状及び表面欠陥などについて検査を行
い、ガラス状カーボンからなる円板状の部材を完成させ
た。
液を塗布してフルラール重合液を含浸させた後、余剰の
重合液を除去し、温度１７００℃で８時間、焼成を行っ
た。次に、純水中で４ｋＨｚの超音波を用いて洗浄を行
い、更に寸法、形状及び表面欠陥などについて検査を行
い、ガラス状カーボンからなる円板状の部材を完成させ
た。
【００１２】（例２）例１における機械加工後の円板へ
のフルフラール重合体の塗布に代えて、機械加工後の円
板をフルフラール重合液中に浸漬し、室温、圧力０．１
気圧の雰囲気下で、この円板の表面にフルラール重合液
を含浸させた。それ以外の条件は、例１と同じである。
のフルフラール重合体の塗布に代えて、機械加工後の円
板をフルフラール重合液中に浸漬し、室温、圧力０．１
気圧の雰囲気下で、この円板の表面にフルラール重合液
を含浸させた。それ以外の条件は、例１と同じである。
【００１３】（例３）例１における機械加工後の円板へ
のフルフラール重合体の塗布に代えて、機械加工後の円
板をフルフラール重合液中に浸漬し、室温、圧力３気圧
の雰囲気下で、この円板の表面にフルラール重合液を含
浸させた。それ以外の条件は、例１と同じである。
のフルフラール重合体の塗布に代えて、機械加工後の円
板をフルフラール重合液中に浸漬し、室温、圧力３気圧
の雰囲気下で、この円板の表面にフルラール重合液を含
浸させた。それ以外の条件は、例１と同じである。
【００１４】上記の例１〜例３の方法に基づいて製作さ
れたガラス状カーボン製部材を、室温と１０００℃との
間で、１００回の加熱冷却を繰り返し、その前後におけ
る曲げ強度の変化について調査した。その結果を、表１
に示す。なお、この表１には、比較のため、従来の方法
に基づいて製作されたガラス状カーボン製部材について
の試験結果も、合わせて示されている。
れたガラス状カーボン製部材を、室温と１０００℃との
間で、１００回の加熱冷却を繰り返し、その前後におけ
る曲げ強度の変化について調査した。その結果を、表１
に示す。なお、この表１には、比較のため、従来の方法
に基づいて製作されたガラス状カーボン製部材について
の試験結果も、合わせて示されている。
【００１５】 上記の例１〜例３の内、最も低い強度を示した例１の方
法に基づいて製作された部材の曲げ強度でも、加熱冷却
の繰り返し前及び繰り返し後で、それぞれ、３８．４ｋ
ｇｆ／ｍｍ2及び３４．６ｋｇｆ／ｍｍ2であった。これ
に対して、従来の方法に基づいて製作された部材の曲げ
強度は、それぞれ、２０．０ｋｇｆ／ｍｍ2及び１１．
２ｋｇｆ／ｍｍ2であった。この様に、本発明の方法に
基づいて製作された部材は、加熱冷却の繰り返し前で、
従来のものと比べて約二倍の曲げ強度を備えている。ま
た、本発明の方法に基づいて製作された部材は、加熱冷
却の繰り返し後でも、曲げ強度の低下の割合が小さい
が、これに対して、従来のものでは曲げ強度が半分近く
まで低下している。
法に基づいて製作された部材の曲げ強度でも、加熱冷却
の繰り返し前及び繰り返し後で、それぞれ、３８．４ｋ
ｇｆ／ｍｍ2及び３４．６ｋｇｆ／ｍｍ2であった。これ
に対して、従来の方法に基づいて製作された部材の曲げ
強度は、それぞれ、２０．０ｋｇｆ／ｍｍ2及び１１．
２ｋｇｆ／ｍｍ2であった。この様に、本発明の方法に
基づいて製作された部材は、加熱冷却の繰り返し前で、
従来のものと比べて約二倍の曲げ強度を備えている。ま
た、本発明の方法に基づいて製作された部材は、加熱冷
却の繰り返し後でも、曲げ強度の低下の割合が小さい
が、これに対して、従来のものでは曲げ強度が半分近く
まで低下している。
【００１６】次に、温度５００℃と１２００℃との間
で、加熱冷却の繰り返しを行い、破壊までの繰り返し数
（寿命）について調べた、この結果、例１の方法に基づ
いて製作された部材は、１６００回の繰り返し後に破壊
した。これに対して、従来のものは、１３０回の繰り返
し後に破壊した。即ち、本発明の方法に基づいて製作さ
れた部材は、従来のものと比べて、約１２倍の熱疲労強
度を備えていることが判明した。
で、加熱冷却の繰り返しを行い、破壊までの繰り返し数
（寿命）について調べた、この結果、例１の方法に基づ
いて製作された部材は、１６００回の繰り返し後に破壊
した。これに対して、従来のものは、１３０回の繰り返
し後に破壊した。即ち、本発明の方法に基づいて製作さ
れた部材は、従来のものと比べて、約１２倍の熱疲労強
度を備えていることが判明した。
【００１７】
【発明の効果】本発明の、ガラス状カーボン製部材の製
造方法によれば、ガラス状カーボンからなる成形体に機
械加工を施した後、その表面に原料である樹脂を含浸さ
せ、これを焼成するので、機械加工の際に表面に形成さ
れたマイクロクラック等が塞がれ、表面欠陥が少ないガ
ラス状カーボン製部材を得ることができる。この結果、
ガラス状カーボン製部材の、高温下での疲労強度及び熱
疲労強度を向上させることができる。
造方法によれば、ガラス状カーボンからなる成形体に機
械加工を施した後、その表面に原料である樹脂を含浸さ
せ、これを焼成するので、機械加工の際に表面に形成さ
れたマイクロクラック等が塞がれ、表面欠陥が少ないガ
ラス状カーボン製部材を得ることができる。この結果、
ガラス状カーボン製部材の、高温下での疲労強度及び熱
疲労強度を向上させることができる。
【図１】本発明に基づくガラス状カーボン製部材の製造
方法の例を示す工程フロー図。
方法の例を示す工程フロー図。
フロントページの続き (72)発明者 三谷 慎一 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)発明者 大橋 忠 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミッ クス株式会社開発研究所内 (72)発明者 鳥觜 修治 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミッ クス株式会社開発研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 原料となる樹脂を型の中で硬化させた
後、これを焼成してガラス状カーボンからなる成形体を
得る工程と、 この成形体を所定の形状に機械加工する工程と、 機械加工後の成形体の表面に前記樹脂を含浸させる工程
と、 前記樹脂を含浸させた成形体を焼成して、前記樹脂をガ
ラス状カーボンに変える工程と、 を備えたガラス状カーボン製部材の製造方法。 - 【請求項２】 前記樹脂は、フラン系原料またはイミド
系原料を重合させた樹脂であることを特徴とする請求項
１に記載のガラス状カーボン製部材の製造方法。 - 【請求項３】 前記機械加工後の成形体に、前記樹脂を
塗布することにより、この成形体の表面に前記樹脂を含
浸させることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載のガラス状カーボン製部材の製造方法。 - 【請求項４】 前記機械加工後の成形体を、前記樹脂の
中に減圧浸漬することにより、この成形体の表面に前記
樹脂を含浸させることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載のガラス状カーボン製部材の製造方法。 - 【請求項５】 前記機械加工後の成形体を、前記樹脂の
中に加圧浸漬することにより、この成形体の表面に前記
樹脂を含浸させることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載のガラス状カーボン製部材の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10136673A JPH11322427A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | ガラス状カーボン製部材の製造方法 |
| TW088107716A TWI235741B (en) | 1998-05-19 | 1999-05-12 | Process for manufacturing a product of glassy carbon |
| US09/312,695 US6245313B1 (en) | 1998-05-19 | 1999-05-17 | Process for manufacturing a product of glassy carbon |
| KR1019990017882A KR100570908B1 (ko) | 1998-05-19 | 1999-05-18 | 유리질 탄소제 부재의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10136673A JPH11322427A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | ガラス状カーボン製部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11322427A true JPH11322427A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15180810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10136673A Pending JPH11322427A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | ガラス状カーボン製部材の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6245313B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11322427A (ja) |
| KR (1) | KR100570908B1 (ja) |
| TW (1) | TWI235741B (ja) |
Cited By (1)
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-
1998
- 1998-05-19 JP JP10136673A patent/JPH11322427A/ja active Pending
-
1999
- 1999-05-12 TW TW088107716A patent/TWI235741B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-05-17 US US09/312,695 patent/US6245313B1/en not_active Expired - Fee Related
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