KR100917038B1

KR100917038B1 - 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물, 소결체 및 그제조방법

Info

Publication number: KR100917038B1
Application number: KR1020080035753A
Authority: KR
Inventors: 박상환; 김영욱; 노명훈
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2009-09-10

Abstract

본 발명은 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물, 소결체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 β-SiC 서브마이크론 분말과 β-SiC 나노 분말을 혼합사용하여 탄화규소의 소결성을 현저하게 향상시킬 수 있고, 질화알루미늄과 특정의 금속산화물을 함유하는 소결조제의 함량은 소량으로 줄일 수 있게 되어, 체적비저항 감소와 고온강도의 증가를 동시에 달성할 수 있는 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물에 관한 것이고, 상기 조성물을 포함하여 내열성과 전기전도성이 매우 향상됨으로써 고온 구조, 반도체 제조 장치용 부품, 진공장치용 부품 및 반도체 공정용 히터 등의 소재로 유용하게 사용할 수 있는 탄화규소 소결체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

탄화규소, 소결체, 내열성, 체적비저항

Description

탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물, 소결체 및 그 제조방법{Ceramic compositions for sintered silicon carbide body, sintered body and its preparing method}

본 발명은 β-SiC 서브마이크론 분말, β-SiC 나노 분말, 및 질화알루미늄과 특정의 금속산화물을 함유하는 소결조제를 일정 함량으로 포함하는 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물에 관한 것이고, 상기 조성물을 포함하여 내열성과 전기전도성이 매우 향상되어 고온 구조, 반도체 제조 장치용 부품, 진공장치용 부품 및 반도체 공정용 히터 등의 소재로 유용하게 사용할 수 있는 탄화규소 소결체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

탄화규소는 강한 공유결합에 기인하여 소결조제를 첨가하지 않고는 소결이 어려운 난소결성 세라믹스이며, 탄화규소 소재의 소결방법으로는 고상소결과 액상소결의 두 가지 방법이 널리 알려져 있다.

고상소결법에 대해서는 미국 특허 제4,004,934호, 및 제4,346,049 호 등에 제시되어 있는데, 이들 특허에 제시되어 있는 제조방법을 요약하면, 탄화규소 분말에 보론(B)과 카본(C)을 소결조제로 첨가하여, 세라믹스의 일반적인 혼합 및 성형공정을 거친 후, 상압소결공정에 의해 2000 ℃ 이상에서 소결하여 95 % 이상의 소결밀도를 갖는 탄화규소 소결체를 제조한다. 이렇게 제조된 탄화규소 소재는 1400 ℃에서 대략 300 ~ 500 MPa 정도의 낮은 강도를 갖기 때문에 고온 구조재료로 사용시 신뢰도에 제약이 따르는 것으로 알려져 있다. 또한 보론과 카본을 첨가한 탄화규소 소재는 체적비저항이 10¹ ~ 10⁴ Ω·cm 정도로 전기전도성 소재로 사용하기에는 전기전도도가 좋지 않은 단점을 갖고 있었다.

한편, 액상소결법에 대해서 미국 특허 제4,829,027호에 의하면, 소결조제로 0.5 ~ 19.5 중량% 산화알루미늄(Al₂O₃)과 0.5 ~ 19.5 중량%의 희토류 산화물을 포함하여 전체 소결조제의 함량을 2 ~ 20 중량% 첨가하여 소결하는 방법이 공지되었고, 미국 특허 제5,580,510 호에 의하면, 소결조제로 5 ~ 20 중량%의 질화알루미늄 및 0.5 ~ 10 중량%의 산화알루미늄을 첨가하여 소결하는 방법 등이 제시되었으며, 대한민국 등록특허 제40700호에서는 소결조제로 1.5 ~ 5.0 중량%의 산화이트륨과 1.5 ~ 6.0 중량%의 산화알루미늄을 동시에 첨가하여 액상소결 방법으로 탄화규소 소재를 제조하는 방법이 제시되었다.

상기 특허에 제시되어 있는 제조방법을 요약하면, 탄화규소 분말에 소결조제로서, 고온에서 액상을 형성하는 산화물 또는 산화물의 혼합물 또는 산화물과 질화알루미늄을 동시에 첨가하여, 세라믹스의 일반적인 혼합 및 성형공정을 거친 후, 상압소결 또는 가압소결 공정으로 1750 ℃ 이상의 온도에서 소결함으로써, 소결공정 동안에 소결조제의 용융에 기인하여 형성된 액상이 액상소결 기구로 치밀화를 촉진하여 3.0 g/cm³ 이상의 소결밀도를 갖는 탄화규소 소결체를 제조한 것이다. 이렇게 제조된 탄화규소 소재는 1400 ℃에서 강도가 대략 50 ~ 500 MPa 범위로 고온강도가 매우 나쁘고, 과량의 액상을 함유함으로서 체적비저항이 10 ~ 10³ Ω·cm 범위로 전기전도성 소재로 사용하기에는 체적비저항이 너무 높은 단점을 갖고 있었다.

한편, 대한민국 등록특허 제395685호에 의하면 β-SiC 분말에 세라믹 전체 중량에 대하여 0.5 ~ 10 중량%의 α-SiC 분말과 소결조제로서 1 ~　12 중량%의 질화알루미늄(AlN)과 2 ~ 25 중량%의 산화에르비움(Er₂O₃) 또는 1 ~ 12 중량%의 질화알루미늄(AlN)과 2 ~ 25 중량%의 산화이터비움(Yb₂O₃) 중에서 선택된 어느 한 종류로 2 ~ 25 중량%의 소결조제를 첨가하여 소결 및 열처리 단계를 거쳐 파괴인성이 6 MN/m^3/2 이상으로 우수하고 1600 ℃에서 강도가 500 ~ 570 MPa 범위인 탄화규소 소재가 개발되었다.

또한, 대한민국 등록특허 제426804호에 의하면 β-SiC 분말에 세라믹 전체 중량에 대하여 0.5 ~ 10 중량%의 α-SiC 분말과 소결조제로서 1 ~ 12 중량%의 질화알루미늄(AlN)과 2 ~ 25 중량%의 희토류 금속 실리케이트 화합물(Re₂Si₂O₇, Re=Y, Yb, Er, Lu, La, Sc)의 조성물 또는 1 ~ 12 중량%의 질화알루미늄(AlN)과 2 ~ 25 중량%의 희토류 금속 산화물(Re₂O₃, Re=Y, Yb, Er, Lu, La, Sc)과 실리카(SiO₂)의 조성물로 이루어지는 2 ~ 25 중량%의 소결조제를 첨가하여 제조된 내산화성이 향상된 탄화규소 소재가 개발되었다.

그러나 상기 공지된 두 발명은 소결조제의 총 함량이 세라믹 전체 중량에 대하여 2 ~ 25 중량% 범위로 과량을 함유함으로서 체적비저항이 10 Ω·cm 이상으로 양호한 전기 도체가 아니므로 방전 가공을 하기가 어려운 단점이 있었다. 특히, 방전가공을 이용하지 않고, 두께 1 mm 이하의 부품을 제작하는 경우에는 성형체의 취급이 곤란하므로 통상 5 ~ 20 mm 범위의 소결체를 제조한 다음에 밀링 등에 의해 원하는 두께까지 연삭 가공해야하므로 경제적인 불이익이 큰 단점을 갖고 있었다.

본 발명은 종래의 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물에 있어서, 소결밀도를 증가시키기 위하여 첨가하는 소결조제의 높은 함량으로 인하여, 전기전도도가 저하되는 문제점을 해결하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 탄화규소 소결체의 내열성을 향상시키는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 (a) 0.1 μm 이상 1.0 μm 미만 범위의 평균 입경을 갖는 β-SiC 서브마이크론 분말 78 ~ 98.9 중량%; (b) 10 nm 이상 100 nm 미만 범위의 평균 입경을 갖는 β-SiC 나노 분말 1 ~ 20 중량%; 및 (c) 질화알루미늄과 CeO₂, Nd₂O₃, Sm₂O₃, Eu₂O₃, Gd₂O₃, Dy₂O₃, Ho₂O₃, Er₂O₃, Yb₂O₃, Lu₂O₃, Sc₂O₃, Y₂O₃ 및 La₂O₃ 중에서 선택된 1종 이상의 금속산화물을 함유하는 소결조제 0.1 ~ 2 중량%를 포함하여 이루어진 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물을 제공함으로써, 상기 과제를 해결한다.

또한, 본 발명은 상기 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물을 사용하는 탄화규소 소결체의 제조 방법을 제공함으로써, 상기 과제를 해결한다.

또한, 본 발명은 상기 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물을 포함하거나, 상기 제조방법으로 제조된 탄화규소 소결체를 제공함으로써, 상기 과제를 해결한다.

본 발명은 β-SiC 서브마이크론 분말과 β-SiC 나노 분말을 혼합사용함으로써, 탄화규소의 소결성을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기와 같은 이유로 질화알루미늄과 특정의 금속산화물을 함유하는 소결조제의 함량을 소량으로 줄일 수 있어 체적비저항 감소와 고온강도의 증가를 동시에 달성할 수 있 는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 내열성과 전기전도성이 매우 향상되어 고온 구조, 반도체 제조 장치용 부품, 진공장치용 부품 및 반도체 공정용 히터 등의 소재로 유용하게 적용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 고온 구조, 반도체 제조 장치용 부품, 진공장치용 부품 및 반도체 공정용 히터 등의 소재로 사용하기 위하여 내열성과 전기전도성이 우수한 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물, 소결체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기한 본 발명에 따른 내열성과 전기전도성이 우수한 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물은 (a) 0.1 μm 이상 1.0 μm 미만 범위의 평균 입경을 갖는 β-SiC 서브마이크론 분말 78 ~ 98.9 중량%; (b) 10 nm 이상 100 nm 미만 범위의 평균 입경을 갖는 β-SiC 나노 분말 1 ~ 20 중량%; 및 (c) 질화알루미늄과 특정의 금속산화물을 함유하는 소결조제 0.1 ~ 2 중량%를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 β-SiC 서브마이크론 분말과 β-SiC 나노 분말을 혼합사용함으로써, 탄화규소의 소결성을 현저하게 향상시킬 수 있어, 고온강도를 증가시킬 수 있고, 체적비저항 증가의 원인인 질화알루미늄과 특정의 금속산화물을 함유하는 소결조제의 함량을 소량으로 줄일 수 있다. 따라서, 체적비저항 감소와 고온강도의 증가를 동시에 달성할 수 있는 효과가 있는 것이다. β-SiC 서브마이크론 분말 에 β-SiC 나노 분말을 혼합 사용함으로써, 가압소결시 충진밀도를 높여 소결을 촉진하고, β-SiC 나노 분말은 높은 비표면적을 가지므로, 높은 표면에너지에 기인한 소결의 구동력 (driving force) 증가에 기인하여 소결이 촉진된다.

상기 평균입자크기가 10 nm 이상 100 nm 미만 범위의 평균 입경을 갖는 β-SiC 나노 분말은 세라믹 전체 중량에 대하여, 1 ~ 20 중량% 범위의 함량으로 첨가하는 것이 좋은 바, β-SiC 나노 분말의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 소결성이 좋지 못하고, 20 중량%를 초과하는 경우에는 소결성은 충분하나, β-SiC 나노 분말의 가격은 β-SiC 서브마이크론 분말의 가격에 비해 적어도 3 배 이상이 비싸므로 경제적으로 손실이 커서 바람직하지 못하다.

또한, 질화알루미늄과 특정의 금속산화물을 함유하는 소결조제는 세라믹 전체 중량에 대하여, 0.1 ~ 2 중량% 범위의 함량으로 첨가하는 것이 좋은 바, 보다 바람직하기로는 질화알루미늄 0.05 ~ 1 중량%와 특정의 금속산화물 0.05 ~ 1 중량%를 함유하는 것이 좋다. 상기 금속산화물은 CeO₂, Nd₂O₃, Sm₂O₃, Eu₂O₃, Gd₂O₃, Dy₂O₃, Ho₂O₃, Er₂O₃, Yb₂O₃, Lu₂O₃, Sc₂O₃, Y₂O₃ 및 La₂O₃ 중에서 선택된 단일 금속산화물 또는 2종 이상의 금속산화물일 수 있다.

상기 질화알루미늄의 함량이 0.05 중량% 미만인 경우에는 소결성이 좋지 못하여 소결밀도가 감소되어 치밀한 소결체를 제조할 수 없는 문제점이 있고, 1.0 중량%를 초과하는 경우에는 뚜렷한 소결밀도의 증가는 없는 상태에서 과량의 질화알루미늄이 금속산화물과 함께 입계상으로 남게되어, 체적비저항이 증가하여 전기 전 도도가 감소되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 질화알루미늄과 함께 소결조제로 첨가되는 금속산화물의 함량이 0.05 중량% 미만인 경우에는 소결성이 좋지 못하여 소결밀도가 감소되어 치밀한 소결체를 제조할 수 없는 문제점이 있고, 1.0 중량%를 초과하는 경우에는 뚜렷한 소결밀도의 증가는 없는 상태에서 과량의 금속산화물이 질화알루미늄과 함께 입계상으로 남게되어, 체적비저항이 증가하여 전기 전도도가 감소되는 문제가 발생할 수 있다.

상기 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물을 사용하는 탄화규소 소결체의 제조 방법으로는 당분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 특별히 한정하지 않지만, 예를 들어, 상기 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물 100 중량부와, 용매 30 ~ 100 중량부를 혼합하여 원료분말 혼합체를 얻는 1 단계; 및 얻어진 성형체를 아르곤(Ar) 또는 질소(N₂) 가스 분위기, 1800 ~ 2500 ℃의 온도 및 18 ~ 40 MPa의 압력 조건에서 가압 소결하는 2 단계;를 포함하여 이루어진 제조방법으로 제조된 수 있다.

상기 원료분말 혼합체를 얻는 1 단계는 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물과 용매를 혼합하여 습식 볼밀링 함으로서 원료분말을 충분히 혼합할 수 있다. 또한, 상기 볼밀링은 폴리프로필렌 볼밀과 탄화규소 볼 또는 탄화규소 볼밀과 탄화규소 볼을 사용하여 약 6 ~ 48 시간 동안 수행하는 것이 적당하다. 또한, 상기 원료의 혼합을 위해 볼밀링 시 사용하는 용매로는 증류수 또는 에틸알콜 또는 메틸알콜 또는 아세톤을 보다 바람직하게 사용할 수 있고, 이러한 용매는 상기 탄 화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물 100 중량부에 대하여, 30 ~ 100 중량부를 혼합하는 것이 좋다.

상기 습식 볼밀링에 의하여 충분히 혼합된 원료분말은 건조공정을 거침으로서 내열성 및 전기전도성이 현저하게 향상된 탄화규소 소결체 제조용 원료 혼합물로서, 준비된다.

상기 원료 혼합물의 가압 소결(hot-pressing) 공정은 아르곤(Ar) 또는 질소(N₂) 가스 분위기, 1800 ~ 2500 ℃의 온도 및 18 ~ 40 MPa의 압력 조건에서 1 ~ 24 시간 동안 가압 소결함으로서, 탄화규소 소결체를 제조할 수 있다. 상기 원료 혼합물에 첨가된 소결조제는 소결공정 동안에 액상을 형성하고, 탄화규소 입자가 소결조제 액상에 일부 용해되는 액상소결공정으로 탄화규소를 치밀화시킴으로써, 내열성과 전기전도성이 현저하게 향상된 탄화규소 소결체의 제조가 가능한 것이다.

이 때, 상기 가압소결 공정은 1800 ~ 2500 ℃의 온도 범위에서 수행되는 바, 1800 ℃ 미만의 온도에서는 소결성이 저하되어 소결체의 밀도가 너무 낮은 문제점이 발생할 수 있고, 2500 ℃의 온도를 초과하는 경우에는 과도한 입자 결정의 성장을 일으켜, 고온 강도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있으므로 상기 온도 범위의 조건에서 수행하는 것이 좋다. 보다 바람직하기로는 1900 ~ 2250 ℃의 온도 범위에서 수행하는 것이 좋다. 또한, 상기 가압소결 공정은 18 ~ 40 MPa의 압력 조건에서 수행하는 바, 18 MPa 미만의 압력에서는 소결이 불충분하여 소결밀 도가 낮아지는 단점이 있고, 40 MPa의 압력을 초과하는 경우에는 통상의 가압소결용 흑연 모울드는 강도가 낮아 사용할 수 없고, 탄화규소 등 특수한 재질의 모울드를 사용해야 하므로 경제적이지 못하므로, 상기 범위의 압력 조건에서 수행하는 것이 좋다.

본 발명은 상기한 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물을 포함하는 탄화규소 소결체를 제공하고, 상기한 제조방법으로 제조된 탄화규소 소결체를 제공한다. 이러한 상기 탄화규소 소결체는 소결밀도가 3.05 g/cm³이상 (바람직하기로는 3.05 ~ 3.50 g/cm³)이고, 체적 비저항이 5.0 × 10^-1 Ω·cm 이하 (바람직하기로는 9 × 10^-3 ~ 5.0 × 10^-1 Ω·cm) 이며, 1400 ℃에서 강도가 600 MPa 이상(바람직하기로는 600 ~ 1000 MPa)으로 매우 우수하여 내열성과 전기전도성이 동시에 현저하게 향상된 탄화규소 소결체를 제공한다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 ~ 14 및 비교예 1 ~ 3

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 평균입경이 0.27 μm인 β-SiC 서브마이크론 분말, 평균입경이 30 nm인 β-SiC 나노 분말, 및 여러 가지 조성의 소결조제를 혼합하여 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물을 준비하였다. 상기 세라믹 조성물 100 중량부에 대하여 60 중량부의 에탄올을 용매로서 첨가하여, 폴리프로필렌 볼밀과 탄화규소 볼을 사용하여 24 시간 동안 볼밀링하여 원료분말 혼합체를 얻었다.

상기 원료 혼합물을 30 × 30 × 10 mm의 직육면체를 가압소결할 수 있는 흑연 모울드를 사용하여 하기 표 2에 나타나 있는 가압소결 조건으로 소결하여 내열성과 전기전도성이 현저하게 향상된 액상소결 탄화규소 소결체를 제조하였다.

상기와 같이 제조된 탄화규소 소결체에 대하여 각각 밀도, 1400 ℃에서 고온강도 4-point bending 방법) 및 체적비저항(4-point probe 방법, KEITHLEY 2400 Sourcemeter)을 측정하였고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 종래의 기술인 산화알루미늄과 산화이트륨을 소결조제로 첨가한 시편들(비교예1 및 비교예2)은 1400 ℃에서 약 300 ~ 400 MPa 범위의 강도를 나타내었고, 체적비저항은 3 × 10¹Ω·cm를 초과하였다. 또한 종래의 기술인 β-SiC 분말 87 중량%에 종자입자로 1 중량%의 α-SiC를 첨가하고, 소결조제로서 2 중량% AlN 과 10 중량% Er₂O₃를 첨가한 비교예3의 경우에는 1400 ℃에서 강도가 560 MPa로서 비교적 우수하였으나, 체적비저항이 2 × 10¹Ω·cm를 초과하여 방전가공을 하기에는 적합하지 않은 낮은 전기 전도도를 나타내었다.

그러나 본 발명의 기술인 β-SiC 서브마이크론 분말에 β-SiC 나노 분말을 1 ~ 20 중량% 첨가하고, 소결조제로서 0.05 ~ 1.0 중량% 범위의 질화알루미늄과 CeO₂, Nd₂O₃, Sm₂O₃, Eu₂O₃, Gd₂O₃, Dy₂O₃, Ho₂O₃, Er₂O₃, Yb₂O₃, Lu₂O₃, Sc₂O₃, Y₂O₃, La₂O₃ 중에서 선택되는 금속산화물을 0.05 ~ 1.0 중량%로 첨가하여 가압소결한 탄화규소 소결체는 소결밀도가 3.05 g/cm³ 이상이고, 체적 비저항이 5.0 × 10^-1 Ω·cm 이하이며, 1400 ℃에서 강도가 600 MPa 이상으로 매우 우수하여 본 발명이 종래의 기술보다 고온 강도 및 전기전도성이 현저하게 향상된 탄화규소 소결체를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.

실시예 15 ~ 19 및 비교예 4

하기 표 4에 나타낸 바와 같이, 평균입경이 0.46 μm인 β-SiC 서브마이크론 분말, 평균입경이 50 nm인 β-SiC 나노 분말, 및 여러 가지 조성의 소결조제를 혼합하여 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물을 준비하였다. 상기 세라믹 조성물 100 중량부에 대하여 70 중량부의 에탄올을 용매로서 첨가하여, 폴리프로필렌 볼밀과 탄화규소 볼을 사용하여 36 시간 동안 볼밀링하여 원료분말 혼합체를 얻었다.

상기 원료 혼합물은 21 × 25 × 5 mm의 직육면체를 가압소결할 수 있는 흑연 모울드를 사용하여 하기 표 5에 나타나 있는 가압소결 조건으로 소결하여 내열성과 전기전도성이 현저하게 향상된 액상소결 탄화규소 소결체를 제조하였다.

상기와 같이 제조된 탄화규소 소결체에 대하여 각각 밀도, 1400 ℃에서 고온강도 (4-point bending 방법) 및 체적비저항(4-point probe 방법, KEITHLEY 2400 Sourcemeter)을 측정하였고, 그 결과를 표 6에 나타내었다.

상기 표 6에 나타난 바와 같이, 소결첨가제를 세라믹 전체 중량에 대해 0.1 ~ 2.0 중량% 함량 범위로 첨가한 실시예 15 ~ 19에 따른 탄화규소 소결체의 경우에는, 소결밀도가 3.05 g/cm³ 이상이고, 체적 비저항이 5.0× 10^-1 Ω·cm 이하이며, 1400 ℃에서 강도가 600 MPa 이상으로 매우 우수하여, 상기 실시예 15 ~ 19의 탄화규소 소결체와 동일한 β-SiC 서브마이크론 분말과 β-SiC 나노 분말을 사용하고, 상기 표 4에 제시한 소결조제를 사용한 비교예 4의 탄화규소 소결체와 비교하여, 고온 강도 및 전기전도성이 현저하게 향상된 탄화규소 소결체를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims

(a) 0.1 μm 이상 1.0 μm 미만 범위의 평균 입경을 갖는 β-SiC 서브마이크론 분말 78 ~ 98.9 중량%;

(b) 10 nm 이상 100 nm 미만 범위의 평균 입경을 갖는 β-SiC 나노 분말 1 ~ 20 중량%; 및

(c) 질화알루미늄과, CeO₂, Nd₂O₃, Sm₂O₃, Eu₂O₃, Gd₂O₃, Dy₂O₃, Ho₂O₃, Er₂O₃, Yb₂O₃, Lu₂O₃, Sc₂O₃, Y₂O₃ 및 La₂O₃ 중에서 선택된 1종 이상의 금속산화물을 함유하는 소결조제 0.1 ~ 2 중량%;

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 소결조제(c)는 전체 세라믹 조성물에 대하여, 질화알루미늄 0.05 ~ 1 중량%와, 금속산화물 0.05 ~ 1 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물.
(a) 0.1 μm 이상 1.0 μm 미만 범위의 평균 입경을 갖는 β-SiC 서브마이 크론 분말 78 ~ 98.9 중량%; (b) 10 nm 이상 100 nm 미만 범위의 평균 입경을 갖는 β-SiC 나노 분말 1 ~ 20 중량%; 및 (c) 질화알루미늄과, CeO₂, Nd₂O₃, Sm₂O₃, Eu₂O₃, Gd₂O₃, Dy₂O₃, Ho₂O₃, Er₂O₃, Yb₂O₃, Lu₂O₃, Sc₂O₃, Y₂O₃ 및 La₂O₃ 중에서 선택된 1종 이상의 금속산화물을 함유하는 소결조제를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄화규소 소결체 제조용 세라믹 조성물 100 중량부와, 용매 30 ~ 100 중량부를 혼합하여 원료분말 혼합체를 얻는 단계;

상기 원료분말 혼합체를 아르곤(Ar) 또는 질소(N₂) 가스 분위기, 1800 ~ 2500 ℃의 온도 및 18 ~ 40 MPa의 압력 조건에서 가압소결 하는 단계;

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄화규소 소결체의 제조방법.
제 3 항에 있어서, 상기 소결조제(c)는 전체 세라믹 조성물에 대하여, 질화알루미늄 0.05 ~ 1 중량%와, 금속산화물 0.05 ~ 1 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 소결체의 제조방법.
청구항 1 또는 청구항 2의 조성물을 포함하는 것으로, 소결밀도가 3.05 ~ 3.50 g/cm³ 이고, 체적 비저항이 9 × 10^-3 ~ 5.0 × 10^-1 Ω·cm 이며, 1400 ℃에서 강도가 600 ~ 1000 MPa인 것을 특징으로 하는 탄화규소 소결체.
청구항 3 또는 청구항 4의 방법으로 제조된 것으로, 소결밀도가 3.05 ~ 3.50 g/cm³ 이고, 체적 비저항이 9 × 10^-3 ~ 5.0 × 10^-1 Ω·cm 이며, 1400 ℃에서 강도가 600 ~ 1000 MPa인 것을 특징으로 하는 탄화규소 소결체.