JPH1164118A - Thermal hysteresis sensor - Google Patents

Thermal hysteresis sensor

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JPH1164118A
JPH1164118A JP9224835A JP22483597A JPH1164118A JP H1164118 A JPH1164118 A JP H1164118A JP 9224835 A JP9224835 A JP 9224835A JP 22483597 A JP22483597 A JP 22483597A JP H1164118 A JPH1164118 A JP H1164118A
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JP
Japan
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powder
temperature
firing
aln
range
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Withdrawn
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JP9224835A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Kato
務 加藤
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Publication date
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely measure an indicated temperature in a wide range of high temperature area under non-oxidizing atmosphere by manufacturing a non-baked body in which a specified wt.% by inner ratio of Y2 O3 is added to AlN as base material by CIP(cold isostatic pressurization) molding, and setting its density within a specified range. SOLUTION: In this thermal hysteresis sensor, a non-baked compact in which about 4-5 wt.% by inner ratio of Y2 O3 is added to AlN as base material is manufactured by CIP molding. Further, the density is preferably set within the range of about 1.9-2.3 g/cm<3> . The sintering characteristic of the manufactured compact is significantly influenced by the uniformity of the mixing state of AlN powder with Y2 O3 and the constancy of form, surface activity and grain size distribution of each powder. Therefore, for a mixed powder obtained by pulverizing mixing treatment such as ball mill treatment, it is important to perform the form observation, specific surface area measurement, and grain size distribution measurement of the powder in the same manner as the starting material powdery to confirm whether the results satisfy prescribed conditions or not.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、セラミック製品
等の高温焼成工程における熱履歴を検知するための熱履
歴センサに関し、特に、従来から放射高温計により温度
の制御を行っている1450℃〜2000℃という高温
域における被焼成体の熱履歴を高精度に測定することが
できる熱履歴センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat history sensor for detecting a heat history in a high-temperature firing step of a ceramic product or the like, and more particularly, to a temperature control of 1450.degree. The present invention relates to a heat history sensor capable of measuring a heat history of a body to be fired in a high temperature range of ℃ with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】 セラミック製品の製造工程における焼
成工程は、一連の製造工程の中でも製品の品質を左右す
る重要な工程である。しかしながら、焼成炉の温度分布
は、その炉内形状や加熱方法、あるいは温度を感知する
熱電対等の特性によって差があり、特に、大型焼成炉に
おいて、温度分布が不均一となりやすい。このような状
況下において、製品が所定温度に到達しない熱履歴ある
いは反対に所定温度よりも高温の熱履歴で焼成がされた
場合には、焼結の過不足による製品の機械的強度の低
下、あるいは種々の機能的特性の低下が起こり、製造歩
留まりが低下することとなる。
2. Description of the Related Art A firing process in a ceramic product manufacturing process is an important process that determines the quality of a product in a series of manufacturing processes. However, the temperature distribution of the firing furnace varies depending on the shape of the furnace, the heating method, and the characteristics of the thermocouple for sensing the temperature, and the temperature distribution tends to be non-uniform especially in a large firing furnace. Under such circumstances, if the product is fired with a heat history not reaching the predetermined temperature or conversely, a heat history higher than the predetermined temperature, a decrease in the mechanical strength of the product due to excessive or insufficient sintering, Alternatively, various functional characteristics are reduced, and the manufacturing yield is reduced.

【0003】 こうした事態を回避するため、大型焼成
炉において多数の製品を焼成する場合には、焼成炉内で
の温度分布が均一になるように、製品の配置や治具の形
状を考慮し、通常、ある一定の温度範囲で焼成が行われ
れば製品の品質がほぼ同等に保たれるように焼成条件が
設定されている。また、小型焼成炉を用いて試作を行っ
ていた製品を大型焼成炉を用いた製造へ移管する場合に
も、焼成炉の温度校正は必要不可欠な作業となる。
In order to avoid such a situation, when a large number of products are fired in a large-scale firing furnace, the arrangement of the products and the shape of the jig are taken into consideration so that the temperature distribution in the firing furnace becomes uniform. Usually, the firing conditions are set so that if the firing is performed in a certain temperature range, the quality of the product is kept substantially equal. Also, when transferring a product that has been prototyped using a small firing furnace to production using a large firing furnace, temperature calibration of the firing furnace is an indispensable operation.

【0004】 焼成炉内の各部の温度測定、あるいは熱
電対等の温度校正方法としては、従来より、ゼーゲルコ
ーンやサーマルチップを用いた方法が一般的に採用され
ている。ゼーゲルコーンは溶融温度の異なる三角錐状体
を支持台上に傾斜をつけて立て、モルタル等で固定し、
被焼成体とともに焼成した後、その三角錐状体の倒れ方
から熱履歴を検出するものである。しかしながら、この
方法では測定誤差が数十度にまでおよぶことから、近
年、その使用は減少する傾向にある。
A method using a Zegel cone or a thermal chip has been generally adopted as a method of measuring the temperature of each part in a firing furnace or calibrating a temperature of a thermocouple or the like. Seegel cones are set up with triangular pyramids with different melting temperatures on a support base with an inclination, and fixed with mortar, etc.
After firing together with the object to be fired, the thermal history is detected from the manner in which the triangular pyramid falls down. However, in this method, since the measurement error reaches several tens of degrees, the use thereof has been decreasing in recent years.

【0005】 また、サーマルチップは、リング状ある
いは一辺が弓弧状の略長方形平板状の未焼成の成形体で
あって、被焼成物と同時に焼成して、その焼成収縮率か
ら熱履歴を検知するものである。しかしながら、この成
形体は不純物を多く含む天然原料を多く使用して作製さ
れるため、焼成収縮にばらつきが生じ、±10℃程度の
測定誤差は避けられず、特に焼成の際の温度プログラム
が複雑な場合に測定誤差が大きくなる傾向がある。
Further, the thermal chip is an unsintered molded body having a ring shape or a substantially rectangular flat plate shape with one side of an arc, which is fired at the same time as an object to be fired, and detects a thermal history from a firing shrinkage rate. Things. However, since this molded body is manufactured using a large amount of natural raw materials containing many impurities, the firing shrinkage varies, and a measurement error of about ± 10 ° C. is inevitable. In particular, the temperature program during firing is complicated. In such a case, the measurement error tends to increase.

【0006】 また、サーマルチップは未焼成成形体を
焼成するものであるから、その収縮率が温度のみならず
時間によっても変化することはいうまでもないが、焼成
プログラムにおける最高温度保持時間がそのまま実際の
保持時間であるとは限らない。したがって、サーマルチ
ップの焼成収縮寸法から得られる温度は実温を測定した
ものでもなく、熱履歴を表すものであるため、こうして
測定される温度は一般的に指示温度と呼ばれている。そ
して、焼成炉が違っても、この指示温度を一定とするこ
とで、製品の熱履歴の違いを最小限にとどめることが可
能となる。
Further, since the thermal chip is for firing an unsintered molded body, it is needless to say that the shrinkage rate varies not only with temperature but also with time, but the maximum temperature holding time in the baking program remains unchanged. It is not always the actual holding time. Therefore, the temperature obtained from the firing shrinkage dimension of the thermal chip is not a measured actual temperature but a thermal history, and the temperature measured in this manner is generally called an indicated temperature. Then, even if the firing furnaces are different, it is possible to minimize the difference in the thermal history of the product by keeping the indicated temperature constant.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】 上述した従来の熱履
歴センサの測定誤差を小さくすることを目的としたもの
として、近年、財団法人ファインセラミックスセンター
より、リファサーモと呼ばれる未焼成成形体が販売され
ている。リファサーモは、原料の組成、粒度分布、成形
密度等を厳重に管理することで、従来のサーマルチップ
における焼成収縮誤差を低減したものであり、主として
Al23を基材とし、大気雰囲気下、1000℃〜17
00℃の焼成温度の校正に好適に使用される。
In order to reduce the measurement error of the above-mentioned conventional thermal history sensor, an unsintered molded body called "Referthermo" has recently been sold by the Fine Ceramics Center. I have. Refathermo reduces firing shrinkage errors in conventional thermal chips by strictly controlling the composition of the raw material, particle size distribution, molding density, etc., and mainly uses Al 2 O 3 as a base material, under air atmosphere, 1000 ° C ~ 17
It is suitably used for calibration of the firing temperature of 00 ° C.

【0008】 また、特開平5−302857号公報に
は、AlNを基材とし不純物の含有量及び酸素含有量を
制御した未焼成成形体からなる熱履歴検知用成形体が開
示されており、1650℃〜1950℃での非酸化物セ
ラミックスの焼成に好適に用いられると記されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-302857 discloses a heat history detecting molded article composed of an unsintered molded article using AlN as a base material and controlling the content of impurities and the content of oxygen. It is described that it is suitably used for firing non-oxide ceramics at a temperature of from 1C to 1950C.

【0009】 このように改良された未焼成成形体が開
発されているが、リファサーモは使用最高温度が170
0℃である点で、これよりも高温でしかも非酸化性雰囲
気における焼成を必要とする非酸化物セラミックスの焼
成には適用することができない。また、特開平5−30
2857号公報に記載の熱履歴検知用成形体の適用温度
範囲を広げ、焼成収縮と指示温度との関係を示す良好な
検量線を得ることが可能であれば、さらに使用の適用範
囲が広がる可能性がある。
[0009] Although an improved unsintered green body has been developed as described above, the maximum operating temperature of the reference thermostat is 170.
Since it is 0 ° C., it cannot be applied to firing non-oxide ceramics which require firing at a higher temperature and in a non-oxidizing atmosphere. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 5-30
If the applicable temperature range of the heat history detecting molded body described in Japanese Patent No. 2857 can be expanded and a good calibration curve showing the relationship between firing shrinkage and the indicated temperature can be obtained, the applicable range of use can be further expanded. There is.

【0010】 ここで、特開平5−302857号公報
には、AlNを基材とした熱履歴検知用成形体において
は、AlN以外の金属成分を0.3重量%以下としなけ
れば、この成形体は1650℃以下で緻密化し、また、
成形体に変化が生じ易く、熱履歴を正確に測定できない
と記載されているが、発明者らがAlNを基材とした熱
履歴センサについて検討した結果、特開平5−3028
57号公報における記載とは反対に、適当な添加物を適
量混入させることで、1450℃〜2000℃の温度範
囲で使用できる熱履歴センサを作製することができるこ
とが明らかとなった。
[0010] Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. Hei 5-302857 discloses that in a molded article for thermal history detection using AlN as a base material, if the metal component other than AlN is not less than 0.3% by weight, Is densified below 1650 ° C.
Although it is described that the molded body is liable to change and the thermal history cannot be measured accurately, the inventors of the present invention have studied a thermal history sensor using AlN as a base material.
Contrary to the description in JP-A-57-57, it has been clarified that by mixing an appropriate amount of an appropriate additive, a thermal history sensor usable in a temperature range of 1450 ° C. to 2000 ° C. can be produced.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、AlNを基材とし、Y23を内比で4〜5重量%
添加してなる未焼成成形体からなることを特徴とする熱
履歴センサ、が提供される。また、本発明の熱履歴セン
サにおいては、その未焼成成形体がCIP成型法により
作製されることが好ましく、さらに、その成形体の密度
は1.9〜2.3g/cm3の範囲にあることが好まし
い。
That is, according to the present invention, AlN is used as a base material, and Y 2 O 3 is contained in an internal ratio of 4 to 5% by weight.
There is provided a thermal history sensor comprising a green compact to which addition has been made. Further, in the thermal history sensor of the present invention, it is preferable that the unsintered molded body is manufactured by the CIP molding method, and the density of the molded body is in the range of 1.9 to 2.3 g / cm 3. Is preferred.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】 本発明の熱履歴センサによれ
ば、適用温度範囲が1450℃〜2000℃と広く、ま
た、この温度範囲における焼成収縮と指示温度との関係
が滑らかに変化しているため、正確な熱履歴の測定が可
能となる。これにより、焼成炉の実際の運転において使
用する放射高温計等の校正や焼成炉内での温度分布のば
らつきの低減を的確に行うことが可能となる。以下、本
発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれら
の実施形態に限定されるものではない。
According to the thermal history sensor of the present invention, the applicable temperature range is as wide as 1450 ° C. to 2000 ° C., and the relationship between the firing shrinkage and the indicated temperature in this temperature range changes smoothly. Therefore, accurate measurement of the heat history becomes possible. This makes it possible to accurately calibrate the radiation pyrometer and the like used in the actual operation of the firing furnace and to accurately reduce the variation in the temperature distribution in the firing furnace. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.

【0013】 本発明の熱履歴センサたる未焼成成形体
は、AlNを基材とし、これに焼結制御のための添加物
であるY23を添加した組成からなるものである。この
未焼成成形体の作製における原料としては、粉体が好適
に用いられ、市販の各種粉体を用いることが可能である
が、純度に関して、99%以上の純度を有する粉体を用
いることが、正確な指示温度を求めるために好ましい。
The unsintered molded body as the thermal history sensor of the present invention has a composition in which AlN is used as a base material and Y 2 O 3 which is an additive for controlling sintering is added thereto. Powder is suitably used as a raw material in the production of the green compact, and various commercially available powders can be used. However, with respect to purity, powder having a purity of 99% or more is preferably used. It is preferable to obtain an accurate indicated temperature.

【0014】 また、各原料粉体としては、製造方法が
一定していれば、量産品を用いることが好ましい。この
ような粉体は一般的に粉体特性も一定しているものが多
く、製造コストを安価に抑えることが可能となるからで
ある。但し、実際の使用に当たり、ロット毎に粉体特性
を測定、確認することが、成形体の特性を一定に保つ立
場から好ましい。
It is preferable to use mass-produced powders for each raw material as long as the production method is constant. This is because many of such powders generally have constant powder characteristics, and the production cost can be reduced. However, in actual use, it is preferable to measure and confirm the powder characteristics for each lot from the standpoint of keeping the characteristics of the molded body constant.

【0015】 ここで確認すべき基本的な粉体特性とし
ては、粉体の形態、表面活性および粒度分布が挙げられ
るが、表面活性は粉体の比表面積で代替して調べること
が可能である。これらの特性の評価は、それぞれSEM
観察、BET法による比表面積測定、レーザー回折法に
よる粒度分布測定等により簡単に行うことができる。
The basic powder characteristics to be confirmed here include the morphology, surface activity, and particle size distribution of the powder, but the surface activity can be examined by substituting the specific surface area of the powder. . The evaluation of these properties was performed by SEM
It can be easily performed by observation, measurement of specific surface area by BET method, measurement of particle size distribution by laser diffraction method, and the like.

【0016】 こうして選定された粉体を混合して混合
粉体を作製するにあたっては、公知の各種粉砕混合方法
を用いることができ、湿式ボールミルによるものが設備
的に安価であり、しかも良好な混合粉末を得ることがで
きる方法として好ましい。ボールミルを用いる場合に
は、例えば、鉄球入りナイロンボールを用いれば、原料
粉体の粉砕を行わずに混合処理のみを主体に行うことが
でき、また、窒化珪素球石を用いれば、原料粉体の粉砕
と混合を同時に行うことが可能である。
In preparing the mixed powder by mixing the powders selected in this way, various known pulverizing and mixing methods can be used, and a wet ball mill is inexpensive in terms of equipment and has good mixing. It is preferable as a method for obtaining a powder. In the case of using a ball mill, for example, if nylon balls containing iron balls are used, only the mixing process can be mainly performed without pulverizing the raw material powder. It is possible to simultaneously grind and mix the body.

【0017】 なお、ボールミルを用いる場合には、溶
媒としてアルコール等の揮発性有機溶媒を用い、水を用
いないことが好ましい。水を用いると、原料粉体の表面
が酸化され、原料純度が低下するおそれがあるためであ
る。
When a ball mill is used, it is preferable to use a volatile organic solvent such as alcohol as a solvent and not use water. When water is used, the surface of the raw material powder is oxidized, and the purity of the raw material may be reduced.

【0018】 ここで、AlN粉体とY23粉体との混
合状態が均一であること、各粉体の形態が一定している
こと、各粉体の表面活性が一定していること、各粉体の
粒度分布が一定していることが、作製する成形体の焼結
特性に大きな影響を与えることから、ボールミル処理等
の粉砕混合処理後に得られる混合粉体については、原料
粉体と同様の粉体の形態観察、比表面積測定、粒度分布
測定を行い、これらの結果が所定の条件を満たしている
かを確認することが重要である。
Here, the mixing state of the AlN powder and the Y 2 O 3 powder is uniform, the form of each powder is constant, and the surface activity of each powder is constant. Since the fact that the particle size distribution of each powder is constant greatly affects the sintering characteristics of the compact to be produced, the mixed powder obtained after the pulverization and mixing treatment such as a ball mill treatment is the raw material powder. It is important to confirm the morphology of the powder, measure the specific surface area, and measure the particle size distribution in the same manner as described above, and confirm that these results satisfy predetermined conditions.

【0019】 こうして、所定条件を満足するように混
合処理して得られたスラリー、あるいはスラリーを乾燥
して得られる混合粉体にバインダー、可塑剤等を加えて
造粒処理を行い、後述するプレス成形に適した流動性の
よい顆粒を作製する。
In this way, a binder, a plasticizer and the like are added to the slurry obtained by performing the mixing process so as to satisfy the predetermined conditions or the mixed powder obtained by drying the slurry, and a granulating process is performed. A flowable granule suitable for molding is produced.

【0020】 得られた造粒粉の成形にあたっては、成
形体の製造条件に制御すべきパラメータが少なく、成形
体の密度が一定していることが、成形体の収縮特性を一
定に保つために好ましい。そこで、本発明においては、
プレス成型法が好適に用いられるが、一軸プレス法は印
加圧力に異方性が生ずることから焼成収縮率に異方性が
生ずるために好ましくなく、CIP(冷間静水圧加圧)
成型法が採用される。CIP成形法によれば、成形体は
等方的に加圧されるために焼成の際に収縮異方性が生じ
ず、また、焼成による反りといった変形が起こり難い特
徴がある。
In molding the obtained granulated powder, there are few parameters to be controlled in the production conditions of the molded body, and the constant density of the molded body is necessary in order to keep the shrinkage characteristics of the molded body constant. preferable. Therefore, in the present invention,
The press molding method is preferably used, but the uniaxial pressing method is not preferable because anisotropy occurs in the applied pressure and thus anisotropy occurs in the firing shrinkage ratio. CIP (cold isostatic pressing)
A molding method is adopted. According to the CIP molding method, since the molded body is pressed isotropically, no shrinkage anisotropy occurs during firing, and deformation such as warping due to firing hardly occurs.

【0021】 次いで、作製されたCIP成形体を所定
形状に生加工(白加工)する。このとき、一定の厚みを
有する直方体形状に加工すると、薄板状とした場合と比
較して焼成持の反りや変形が防止され、また、生加工中
の試料破損も減少し、作製が容易となる。なお、作製さ
れた成形体の成形密度は一定範囲に収まっていなければ
ならない。これは、成形密度のばらつきは焼結状態のば
らつきにつながり、収縮率が一定しない、あるいは、焼
成中にクラック等が生ずるといった不具合をまねくこと
となるからである。
Next, the produced CIP molded body is green-processed (white-processed) into a predetermined shape. At this time, when processed into a rectangular parallelepiped shape having a certain thickness, warpage and deformation during firing can be prevented as compared with the case of forming a thin plate, and sample damage during raw processing is reduced, which facilitates production. . In addition, the molding density of the produced molded body must be within a certain range. This is because a variation in the molding density leads to a variation in the sintering state, leading to a problem that the shrinkage rate is not constant or cracks or the like occur during firing.

【0022】 作製された成形体は、即座に、あるいは
成形体が変質しない一定条件下で保管された状態から取
り出されて、非酸化雰囲気における種々の温度で(焼成
炉の設定温度)で焼成され、得られた焼成収縮率から指
示温度が決定される。
The produced compact is taken out immediately or from a state where it is stored under a certain condition under which the compact is not deteriorated, and calcined at various temperatures in a non-oxidizing atmosphere (set temperature of a calciner). The indicated temperature is determined from the obtained firing shrinkage.

【0023】 こうして、用意される焼成収縮率と指示
温度との検量線あるいは換算表をもとに、異なる焼成炉
を用いたり、異なる焼成条件で焼成を行う際に製品たる
被焼成体と共にこの成形体を焼成し、焼成後の収縮率を
測定することで、前述した検量線あるいは換算表から支
持温度を求めることができ、この指示温度が一定となる
ように焼成炉の運転状態を制御することで、一定品質の
製品を製造することが可能となる。
In this way, based on the prepared calibration curve or conversion table between the firing shrinkage ratio and the indicated temperature, a different firing furnace is used, and when firing is performed under different firing conditions, this molding is performed together with the object to be fired. By sintering the body and measuring the shrinkage after sintering, the support temperature can be obtained from the above-mentioned calibration curve or conversion table, and the operating state of the sintering furnace is controlled so that the indicated temperature is constant. Thus, it is possible to manufacture a product of a constant quality.

【0024】 上述した本発明の実施態様は大きく、熱
履歴センサたる成形体の作製から検量線の作製、および
その後の指示温度の測定全てを、これら作業を必要とす
る所定の場所等で行い、その結果を作業が行われた場所
等の標準的な条件と定めるように実施する態様と、特定
の条件下で製造され、指示温度を決定した熱履歴センサ
および検量線が商品として流通して使用者の手に渡り、
その使用者により使用される実施の態様とに分けられ
る。
The embodiment of the present invention described above is large, and all of the production of the molded body as the heat history sensor, the production of the calibration curve, and the subsequent measurement of the indicated temperature are performed at a predetermined place or the like where these operations are required. A mode in which the result is defined as a standard condition such as a place where the work is performed, and a heat history sensor and a calibration curve which are manufactured under specific conditions and determine the indicated temperature are distributed and used as products. In the hands of the
And the embodiment used by the user.

【0025】 これらの実施態様のうち後者の場合につ
いては、商品が使用者の手に渡り、実際に使用されるま
でにはある程度の期間を要し、また、一定の期間は商品
が保管されてもその収縮特性が変化しないことが要求さ
れることはいうまでもない。また、前者の実施態様にお
いても、成形体の特性が経時的に変化しないことが好ま
しい。したがって、成形体は一定の変質の起こらない一
定条件下で保管されることが好ましい。
In the latter case of these embodiments, it takes a certain period of time for the product to reach the user's hand and be actually used, and the product is stored for a certain period of time. Needless to say, it is required that the shrinkage characteristics do not change. Also in the former embodiment, it is preferable that the characteristics of the molded body do not change with time. Therefore, it is preferable that the molded body is stored under certain conditions under which certain deterioration does not occur.

【0026】 ここで、未焼成成形体においては、粉体
の表面活性が高い状態に維持されていることにより粉体
表面に大気中の水分が吸着し易く、また、バインダーの
経時劣化も懸念される。そこで、成形体を一定の強度が
保て、吸湿性のほとんどない状態に脱脂・仮焼処理して
保存することが好ましい。このように処理することで、
長期にわたって安定な焼成収縮特性を維持することがで
きるようになる。
Here, in the green compact, since the surface activity of the powder is maintained in a high state, moisture in the air is easily adsorbed on the surface of the powder, and the binder may be deteriorated with time. You. Therefore, it is preferable to preserve the molded body by degreasing and calcining it so as to maintain a certain strength and to have almost no hygroscopicity. By processing like this,
It becomes possible to maintain stable firing shrinkage characteristics over a long period of time.

【0027】[0027]

【実施例】 以下、本発明について、実施例に基づきさ
らに詳細に説明する。AlN粉末の出発原料として徳山
ソーダ製Hグレード(純度99.9%)粉末を用い、こ
れに内比で3〜6重量%相当の信越化学製Y23粉末
(純度99.9%)を添加し、IPAを溶媒として用い
てボールミル処理を20時間行うことで混合処理を行っ
た。得られたスラリーにバインダーとしてアクリル樹脂
を外比で4重量%添加してスプレードライすることによ
り、造粒粉を作製した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Using Tokuyama Soda Ltd. H-grade (99.9% purity) powder as a starting material of the AlN powder, which on the inner ratio 3-6% by weight equivalent of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Y 2 O 3 powder (purity: 99.9%) The mixture was added, and a ball mill treatment was performed for 20 hours using IPA as a solvent to perform a mixing treatment. An acrylic resin was added as a binder to the obtained slurry at an external ratio of 4% by weight and spray-dried to prepare a granulated powder.

【0028】 作製した造粒粉を底面形状が50mm×
50mm以上の大きさの金型を用い、200kg/cm
2の圧力で一次成形した後に氷嚢に詰め、5t/cm2
圧力で10秒間のCIP処理を行い、二次成形を行っ
た。なお、造粒粉の成形については、造粒粉をゴム型に
充填して直接にCIP処理してもかまわない。
[0028] The prepared granulated powder is prepared with a bottom shape of 50 mm x
Using a mold with a size of 50 mm or more, 200 kg / cm
After the primary molding at a pressure of 2 , the resultant was packed in an ice bag and subjected to a CIP treatment at a pressure of 5 t / cm 2 for 10 seconds to perform a secondary molding. As for the molding of the granulated powder, the granulated powder may be filled in a rubber mold and directly subjected to the CIP treatment.

【0029】 次に、作製したCIP成形体を10mm
×10mm×20mmの形状に生加工し、寸法の精度が
所定値の±0.25%の範囲内に収まっていることを確
認し、熱履歴センサたる未焼成成形体とした。この成形
体は40℃〜50℃の乾燥器または窒素置換デシケータ
中で保管し、品質を一定に管理した。
Next, the produced CIP compact was
It was green-processed into a shape of × 10 mm × 20 mm, and it was confirmed that the dimensional accuracy was within a range of ± 0.25% of a predetermined value. The molded body was stored in a dryer at 40 ° C. to 50 ° C. or a desiccator with nitrogen purge, and the quality was constantly controlled.

【0030】 作製した成形体を1200℃以上の温度
で使用する放射高温計を装着した雰囲気加熱炉におい
て、種々の温度にて焼成し、さらに、その作業を十数回
繰り返して得られた焼成収縮率と焼成温度の関係から、
検量線を作成した結果を図1に示す。なお、この時点で
焼成温度が指示温度となる。
The formed compact is fired at various temperatures in an atmosphere heating furnace equipped with a radiation pyrometer that uses the temperature of 1200 ° C. or more, and further, the firing shrinkage obtained by repeating the operation more than ten times From the relationship between the rate and the firing temperature,
FIG. 1 shows the result of preparing the calibration curve. At this point, the firing temperature becomes the specified temperature.

【0031】 図1より、Y23添加量が3wt%の場
合には、焼成収縮の開始温度が高くなり、1650℃以
下の温度での指示温度の測定が困難であった。一方、Y
23添加量が6wt%の場合には、焼成収縮の始まる温
度が低くなり、その結果、1680℃でほぼ緻密化し、
これより高い温度での指示温度の測定が不可能であるこ
とがわかる。
From FIG. 1, when the amount of Y 2 O 3 added is 3 wt%, the starting temperature of firing shrinkage becomes high, and it is difficult to measure the indicated temperature at a temperature of 1650 ° C. or less. On the other hand, Y
When the added amount of 2 O 3 is 6 wt%, the temperature at which the firing shrinkage starts becomes low, and as a result, it becomes almost dense at 1680 ° C.
It turns out that it is impossible to measure the indicated temperature at a higher temperature.

【0032】 これに対し、Y23添加量が4〜5wt
%の場合には、1450℃〜2000℃において滑らか
に変化する検量線が得られ、熱履歴センサとして優れた
特性を示すことが明らかとなった。また、測定誤差は、
測定温度範囲において±0.40%、例えば、1500
℃では1500℃±6℃の範囲内であった。
On the other hand, when the added amount of Y 2 O 3 is 4 to 5 wt.
In the case of%, a calibration curve that smoothly changes at 1450 ° C. to 2000 ° C. was obtained, and it was clear that excellent characteristics were exhibited as the thermal history sensor. The measurement error is
± 0.40% in the measurement temperature range, for example, 1500
At ℃, it was in the range of 1500 ℃ ± 6 ℃.

【0033】 なお、図1の検量線の作成にあたって焼
成処理した成形体の中には、焼成収縮が他の試料より大
きく外れるか、あるいは焼成割れを起こす試料が幾つか
確認された。これらの結果は、成形体作製時の成形体密
度と関係のあることがわかり、検量線に適合する適正な
成形体密度は1.9〜2.3g/cm3の範囲にあるこ
とが明らかとなった。つまり、成形体の密度がこの範囲
よりも小さい場合には収縮率がばらつき、一方、この範
囲よりも大きい場合には成形体に無理な応力が残留する
ことで焼成中にクラックが発生したものと考えられた。
It should be noted that, among the compacts fired to prepare the calibration curve shown in FIG. 1, several samples whose firing shrinkage deviated significantly from other samples or which caused fire cracking were confirmed. These results were found to be related to the compact density at the time of producing the compact, and it was clear that the proper compact density suitable for the calibration curve was in the range of 1.9 to 2.3 g / cm 3. became. In other words, if the density of the molded body is smaller than this range, the shrinkage ratio varies, while if it is larger than this range, unreasonable stress remains in the molded body and cracks occur during firing. it was thought.

【0034】[0034]

【発明の効果】 上述の通り、本発明の熱履歴センサに
よれば、非酸化性雰囲気下、1450℃〜2000℃と
いう広い温度範囲において、指示温度の正確な測定を行
うことができるので、焼成炉の熱電対や放射高温計の校
正、あるいは、焼成条件の適正化を容易に行うことがで
きるという顕著な効果を奏する。そしてその結果、焼成
する製品の品質を一定に保つことが可能となる利点があ
る。
As described above, according to the thermal history sensor of the present invention, an accurate measurement of the indicated temperature can be performed in a wide temperature range of 1450 ° C. to 2000 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. It has a remarkable effect that the calibration of the thermocouple or the radiation pyrometer of the furnace or the optimization of the firing conditions can be easily performed. As a result, there is an advantage that the quality of the product to be fired can be kept constant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の熱履歴センサの焼成収縮と焼成温度
との関係を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between firing shrinkage and firing temperature of a thermal history sensor of the present invention.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 AlNを基材とし、Y23を内比で4〜
5重量%添加してなる未焼成成形体からなることを特徴
とする熱履歴センサ。
1. An AlN substrate having a Y 2 O 3 content of 4 to 4
A thermal history sensor comprising an unfired molded body to which 5% by weight is added.
【請求項2】 当該未焼成成形体が、CIP成型法によ
り作製されることを特徴とする請求項1記載の熱履歴セ
ンサ。
2. The thermal history sensor according to claim 1, wherein the unfired molded body is manufactured by a CIP molding method.
【請求項3】 当該未焼成成形体の密度が1.9〜2.
3g/cm3の範囲にあることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の熱履歴センサ。
3. The green compact having a density of 1.9 to 2.
The thermal history sensor according to claim 1, wherein the thermal history sensor is in a range of 3 g / cm 3 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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