JPS6191069A - セラミツクス焼結体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明扛、ホットプレス焼結法によるセラミックス、特
に炭化珪素を主成分とするセラミックス焼結体の製造方
法に関するものである。

〔発明の背景〕

ホットプレス焼結法によるセラミックスの製造において
は、廻」えは、特公昭５１−２９２３あるいは特公昭５
２−３４１５に開ボされているように、ダイスあるいハ
ハンチと成形体との反応による固Ｍ　’ｒ　Ｉ＞ｈぐた
め、ダイス、パンチと成形体の同にスペーサを介在させ
ることか知られている。これにより、ダイス、パンチは
損傷することなくと−り返し便用できる。さらに、ホッ
トプレス焼結法で多数の成形体を同時に焼結する場合に
は、成形体同志の固層をｐノ止する心安がある。そのた
めに従来第２図に示されるように、成形体１をスペーサ
２の間にはさみ、これを積み重ねてダイス中に充填して
加圧、加熱して９’Ａ　Ｌｉ体を得、次いで焼結体の両
面にｌｐｌ府したスペーサを取り除、いて作製していた
。図において、３はスリーブ、４ｆ″ｉダイス、５をま
上１，６ハンチ、６は下部パンチである。また、第３図
は、焼結後の状態ケ示すもので、７は焼結体でありその
両端四にスペーサ２が固層している。

このスペーサは、に械的に研削するか、又は、炭素質の
場合は醇化雰囲気中で焼き飛ばして除去される。しかる
に、この従来法によって製造された焼結体においては、
スペーサがすべて消耗してしまうこと、焼結後固府した
スペーサを除去するのに時間がかかることが間鴎であっ
た。又、炭素質スペーサを用いる炭化珪素系焼結体の場
合、スペーサから混入する不純物が焼結体の特性に大き
な影輪を与えるため、高純度のスペーサを用いる必要が
あるが、このようなスペーサは高価である等の問題があ
った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し安定し
た特性を有する焼結体を得るとともに、消耗するスペー
サを最小限にすることのできるセラミックス焼結体の製
造方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、セラミックス生成形体間に２種以上のスペー
サを介在させて被数枚の焼結体を同時に焼結することを
特徴とするセラミック焼結体の製造法にある。

多数の試料を同時にホットプレスする焼結法において、
スペーサは先に述べたように成形体同志の固層を防ぐた
めに用いる。従って、この目的のためには成形体同志が
同君しない限り、できるだけ満いスペーサを用いる方が
、−既により多数の成１ｔり体をダイス中に充填できる
点で望ましい。又、焼結体に固層したスペーサの除去の
容易さの点でも、スペーサハ薄い方が良い。しかし、一
方、多数の試りを同時に焼結する場合、成形体にかかる
圧力分布を均等化し、反りのない焼結体を作るためには
スペーサにある程度の剛性が要求されるため、スペーサ
はむやみに薄くできない。

発明者らは、上記の２つの矛盾する要求を満たす方法に
ごついて梗々検討した結果、成形体間の固着防止用とし
て薄いシート状の第１スペーサを、成形体の反応防止用
として厚い板状の第２スペーサをそれぞれ組合せて用い
ることにより、上記問題を解決できることを見出した。

即ち、本発明は第３図に示した如〈従来のスペーサを２
つないしそれＮトνこ分はで、Ｉｆ接成形体に接してい
て■結後焼結体に固着してしまう部分はできるだけ薄く
し、成形体にかかる圧力を均青化する部分は必要な厚さ
のものを用いるようにしたことを特徴とするものである
。

本発明において、シート状の第１スペーサの岸みは成形
体間の固着を防ぎうる範囲°で、できるだけ薄い方が望
ましいが、成に一体との反応量や成形体数シ扱い上の問
題等も考慮に入れて決められるべきである。ＳｉＣを主
取分とする焼結体の場合、炭素質スペーサが用いられる
が、本発明におけるシート状の第１スペーサとしては各
棟の樹脂あるいはセルロース等の有機８−１を炭化して
作った黒鉛シート、あるいは天然黒鉛を原料とする発泡
黒鉛を圧縮又は圧延して作られた黒鉛シートが好適であ
る。第１スペーサの厚さは、取り扱い上、及び焼結体と
の反応ｋｋの点から０．０５ｗｍ以上あることが望まし
い。非消耗の第２スペーサは囮性の点で少なくとも１■
以上の厚さが必要であるが、よシ好ましくは２簡以上あ
る方が良い。同、第２スペーサは、１■以下の薄板を被
数枚組合せて所定の必要厚さにして用いても、本発明の
効果を何ら損うものではないし、１簡以上の複数の厚い
板と組付せて用いることも可能である。叉、第２スペー
サはｂｔ形体に直接接しないため、純黒、苦瓜あるいは
熱膀張係数などの特性の異なる材質を用いることもでき
る。

本柘明は、ホットプレスによって作製されるあらゆるセ
ラミックスの焼結に通用可能であるが、特１（（、炭化
鰍索を主成分又は含有するセラミックスの焼結に適して
いる。

〔発明の実施例〕

（実施例１） 炭化珪素粉１ｏｏｉ量部と酸化ベリリウム粉２Ｎ量部の
混合粉を圧粉成形し、第１図に示す構成にして黒鉛ダイ
ス中にセットした。第１スペーサ８として発泡黒鉛を圧
延して作製した淳さ０．３５門の黒鉛シートを用い、第
２スペーサ９としては２順厚さの黒鉛板を用いた。２１
００Ｃ，ｌｈ。

真空中でホットプレス焼結した後、３枚の焼結体は、各
々、第１スペーサ８と第２スペーサ９の間で容易に分離
した。第１スペーサは焼結体に固着したが、第２スペー
サには何ら変化が認められず、貴使用可能な状態であっ
た。焼結体両面に固着した第１スペーサは空気中９００
Ｃに加熱することによって、約４ｈで酸化除去できた。

これは、従来の２ｍ厚さの板状黒鉛スペーサ食用いた時
の約１１５である。焼結体の密度、ｔＣＣ低抵抗率熱伝
導率はそれぞれ、３．２０　ｇ／ｃｒｎ”　、　１０”
Ωｍ１２６５　Ｗ／１ｍｃあり、従来の板状スペーサを
用いた場合と変わらない特性を示した。

（実施例２） 第１スペーサとして樹脂を熱分解して得られた厚さ０．
１簡のシート状黒鉛を用いて、実施例１と同様にホット
プレスによシ焼結体を作製した。結果は、実施例１と同
様であった。

（実施例３） 炭化珪素粉に２ｉｆｉ部の窒化アルミニウム粉を添加し
混合、成形して作製した成形体を実施例１と同様にして
ホットプレス焼結した。焼結体の電気的、熱的特性以外
は実施例１と同様の結果が得られた。焼結体の諸特性は
従来と同様のものが得られた。

（実施例４） 炭化珪素粉４０重動部、硼化ジルコニウム粉６０重ｉ部
を混合したのち成形し、実施例１と同様にしてホットプ
レス焼結した。焼結体の電気的。

熱的特性以外は実施例１と同様の結果が得られた。

焼結体の諸特性は従来と同様のものが得られた。

（実施例５） 実施例１と同様にしてホットプレス焼結したのち、焼結
体両面に固着している第１スペーサをサンドブラストに
て除去した。直径７０簡の板状焼結体の両面に固着した
第１スペーサを、約１０分で取り除くことができた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スペーサの消耗を少なくするとともに
、焼結体間の分離を短時間で行うことができる顕著な効
果が得られる。

図面のｎ（）単な説明 第１図は本発明によるホットプレス焼結法による焼結体
の側面図、第２図はホットプレス装置内ダイスと生成形
体の栴成図、第３図は従来法によるホットプレス焼結後
の焼結体の側面図である。

１・・・生成形体、２・・・スペーサ、３・・・スリー
ブ、４・・・ダイス、５・・・上部パンチ、６・・・下
部ノくンチ、７第２図 乙 箪３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ホットプレス焼結法によるセラミックス焼結体の製
   造法において、セラミックス生成形体間に２種類以上の
   スペーサを同一個所に介在させて被数枚の焼結体を形成
   することを特徴とするセラミックス焼結体の製造法。 ２、前記セラミックスは炭化珪素を主成分とする特許請
   求の範囲第１項記載のセラミックス焼結体の製造法。 ３、前記セラミックスはベリリウム及び／又は、ベリリ
   ウム化合物を０．１〜３．５重量％含む特許請求の範囲
   第２項記載のセラミックス焼結体の製造法。 ４、前記セラミックスは、窒化アルミニウムを含む特許
   請求の範囲第２項記載のセラミックス焼結体の製造法。 ５、前記セラミックスは、炭化珪素とホウ化ジルコニウ
   ムを含む特許請求の範囲第１項記載のセラミックス焼結
   体の製造法。 ６、前記スペーサは、炭素質からなる特許請求の範囲第
   ２項ないし第５項のいずれかに記載のセラミックス焼結
   体の製造法。 ７、前記スペーサは、材質の異なる２種類以上の炭素質
   で構成されている特許請求の範囲第２項ないし第６項の
   いずれかに記載のセラミックス焼結体の製造法。 ８、焼結体に固着した前記スペーサを、サンドブラスト
   により除去する特許請求の範囲第１項ないし第７項のい
   ずれかに記載のセラミックス焼結体の製造法。 ９、前記スペーサは厚さが異なる特許請求の範囲第１項
   〜第８項のいずれかに記載のセラミックス焼結体の製造
   法。