KR20070017468A - 금속의 증발을 위한 용기 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내화성 붕화물, 붕소 질화물, 및 희귀토금속 산화물, 질화물, 탄화물, 및 그들의 혼합물중의 하나로부터 선택된 희귀토금속 화합물 약 0.10 내지 10중량%로 필수적으로 구성된, 상당히 개선된 사용 수명 및 부식 저항성을 갖는 금속을 증발시키기 위한 내화성 용기에 관한 것이다.

Description

금속의 증발을 위한 용기 및 그의 제조 방법{CONTAINER FOR EVAPORATION OF METAL AND METHOD TO MANUFACTURE THEREOF}

본 발명은 금속의 진공 증발을 위한 개선된 용기에 관한 것이다.

진공 침착은 알루미늄, 구리, 아연, 및 주석 같은 금속을 금속, 유리, 및 플라스틱의 다양한 기판 상에 코팅하기 위한 통상적인 방법이다. 상기 금속은 전형적으로 당분야에서 일반적으로 "보트(boat)" 또는 금속화 보트로 지칭되는 금속 또는 세라믹 용기 또는 관(vessel)에서 전기 저항 가열에 의해 증기화된다. 상기 보트는 비워진 챔버내에서 전력원에 연결되고, 보트와 접촉하도록 위치된 금속 충전물을 증발시키기에 충분한 제어된 작동 온도로 가열된다.

진공 금속화 공정에서, 금속화 보트중의 금속 용융물은 1200℃ 이상의 매우 높은 온도(많은 예에서 주조 작동에서 전형적으로 보이는 것보다 높은 온도)로 가열된다. 이는 금속 용융물(즉, 알루미늄 용융물)이 훨씬 더 활성이 있고, 금속화 보트의 수명을 낮추는 부식산으로서 거동한다는 것을 의미한다.

금속화 조건 이외에, 보트의 수명에서 하나의 인자는 보트 표면의 습윤성이 다. 보트의 표면이 용융된 금속에 대해 실질적으로 습윤성이 아닌 경우, 보다 적은 증발 표면적 때문에 알루미늄 단위량을 증발시키기 위해 보다 높은 보트 온도가 필요할 것이다. 보다 높은 작동 온도는 결과적으로 보다 높은 부식률을 야기하여, 보트의 사용 수명을 감소시킨다. 보트 표면의 습윤성 이외에, 보다 긴/유용한 보트 수명을 위한 중요한 또 다른 인자는 보트의 강(cavity) 내의 슬래그 축적물의 습윤성이다. 금속화 작동 몇 시간 후, 슬래그는 보트 내의 금속 반죽(puddle)의 가장자리 주변에 축적되기 시작한다. 상기 슬래그는 내화성 보트와 용융된 금속의 반응 부산물이다. 상기 슬래그는 전형적으로 금속화 금속에 비습윤성이고, 금속 반죽의 스프레딩(spreading)을 억제시켜 작동 온도를 증가시키고, 추가로 보트의 사용 수명을 감소시킨다. 보트 및/또는 슬래그 표면의 개선된 습윤성은 금속화 보트의 평균 수명을 증가시키는데 중요한 인자로 여겨진다.

보다 길고 유용한 보트 수명에 중요한 또 다른 특성/인자가 존재한다. 즉, 보트의 열 분해에 대한 저항성이다. 보트 작동 온도가 임계값, 예를 들어 1600℃ 초과이면, 상기 보트는 열 분해될 것이고, 용융된 금속이 보트를 관통하여 보트의 사용 수명을 감소시킨다. 상기 현상은 와이어가 보트 표면으로 단일하게 공급되지 않는 경우, 전형적으로 보트내에서 국부화된 고온점의 발달을 야기한다.

종래 기술에서 금속화 보트의 평균 수명은, 금속화 조건에 따라 약 600,000피트의 금속화된 기판 내지 약 1,000,000피트의 기판을 제공하는 약 10시간이다. 다양한 내화성 보트 조성물로 금속화 보트의 사용 수명을 증가시키는 것에 대해 계속 관심이 있어 왔다. 미국 특허 제 4,528,120 호는, 붕소 질화물("BN") 10 내지 60중량% , 하나 이상의 알루미늄 질화물 및 규소 질화물 0 내지 60%, 및 티타늄 붕화물, 지르코늄 붕화물, 알루미늄 붕화물, 및 크롬 붕화물; 및 규소 탄화물, 티타늄 탄화물 및 크롬 탄화물의 그룹중의 하나 30 내지 70중량%를 포함하는 보트를 개시하고 있다. 일본 공개 번호 제 06-298566 호는 알칼리 토금속 산화물, 희귀토 산화물, 또는 알칼리 토금속 붕화물 0.3 내지 10중량%, BN 15 내지 50중량%, 및 1:1.5 내지 1:4의 비의 알루미늄 질화물 및 티타늄 이붕화물을 남은 분량으로 포함하는 조성물을 개시하고 있다.

몽고메리(Montgomery)에게 허여된 미국 특허 제 5,604,164 호에서는 "몰리브덴 같은 원소 금속 및 Y₂O₃ 같은 산화물 첨가제의 티타늄 이붕화물 및 붕소 질화물의 세라믹 복합체 조성물로의 첨가로 알루미늄에 의한 보트 강의 부식 비율의 감소 및 보트의 특성, 특히 그의 습윤 특성을 실질적으로 개선시키는 것을 밝혀냈다"고 개시하고 있다. 몽고메리는 필수적으로 티타늄 이붕화물; 붕소 질화물; Mo, W, Ta, 및 Nb로부터 선택된 금속 3중량% 이상; 및 CaO 및 Y₂O₃로부터 선택된 산화물 0.7중량% 이상으로 구성된 내화성 보트를 개시하고 있다.

금속화 보트의 사용 수명을 증가시킬 필요성은 여전히 존재한다. 본 발명자들은 놀랍게도 개선된 열 분해에 대한 저항성, 습윤성, 및 부식 저항성을 포함한 개선된 특성을 가진 내화성 보트 조성물은 보다 길어진 사용 수명을 제공한다는 사실을 밝혀냈다. 한 실시양태에서, 놀랍게 개선된 내화성 보트용 조성물은, 금속 원소 Mo, Ta, W, 및/또는 Nb 3중량% 이상을 함유한 조성물의 도핑을 요구하지 않으 면서, a) 감소된 보트 표면의 부식; b) 보다 높은 열 분해 저항성, c) 보다 습윤성 보트 표면; 및 d) 보다 습윤성 슬래그의 특성을 보인다.

발명의 요약

금속을 증발시키기 위한 내화성 용기는, 필수적으로 내화성 붕화물, 붕소 질화물, 및 희귀토금속 산화물, 탄화물, 질화물 또는 그들의 혼합물로부터 선택된 희귀토금속 화합물 0.10 내지 10중량%로 구성된다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 희귀토금속 화합물은 필수적으로 이리듐 산화물로 구성된다.

본 발명은 또한 a) 필수적으로 내화성 붕화물; 붕소 질화물; 및 희귀퇴금속 산화물, 탄화물, 질화물 또는 그들의 혼합물로부터 선택된 희귀토금속 화합물 0.10 내지 10중량%로 구성된 조성물의 분말의 균질한 혼합물을 형성하는 단계; b) 분말 혼합물의 이론적인 밀도의 50% 이상의 밀도를 갖는 그린 바디(green body)를 형성하는 단계; d) 이론적인 밀도의 약 85% 이상의 농밀화된 강편(billet)을 형성하기에 충분히 높은 온도 및 압력에서 상기 그린 바디를 가열하는 단계; 및 e) 상기 강편을 냉각시키고, 회수하는 단계를 포함하는, 금속을 증발시키기 위한 내화성 용기의 제조 방법에 관한 것이다.

본원에서 사용된 바와 같이, 표현 "필수적으로 구성된"은 고려되는 내화성 조성물의 기본적이고 신규한 특성에 부정적인 영향을 미치지 않는 물질의 포함을 허용한다.

본 발명의 내화성 보트의 조성물

본 발명의 하나의 실시양태에서, 내화성 조성물은 필수적으로 내화성 붕화물; 붕소 질화물; 및 희귀토금속 산화물, 질화물, 탄화물 또는 그들의 혼합물로부터 선택된 희귀토금속 화합물 0.10 내지 10중량%로 구성된다.

희귀토금속의 예는 이트륨, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 및 루테튬을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 희귀토금속 산화물의 예는 이트륨 산화물, 란탄 산화물, 세륨 산화물, 프라세오디뮴 산화물, 네오디뮴 산화물, 사마륨 산화물, 유로퓸 산화물, 가돌리늄 산화물, 테르븀 산화물, 디스프로슘 산화물, 홀뮴 산화물, 에르븀 산화물, 툴륨 산화물, 이테르븀 산화물, 및 루테튬 산화물을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 한 실시양태에서, 내화성 조성물은 필수적으로 내화성 붕화물 약 35 내지 65중량%, 붕소 질화물 45 내지 65중량%, 및 희귀토금속 산화물을 포함한 희귀토금속 화합물 약 0.10 내지 10중량%로 구성된다. 한 예에서, 희귀토금속 산화물을 포함한 희귀토금속 화합물의 양은 조성물의 0.10 내지 7중량%의 범위이다.

내화성 붕화물의 예는 Ta, Zr 같은 내화성 경화 금속 및 Ti와 같은 전이 금속의 붕화물, 예를 들어 티타늄 이붕화물, 지르코늄 이붕화물, 또는 그들의 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 제 2 실시양태에서, 상기 조성물은 추가로 약 15마이크론 이하의 평균 입경을 갖는 알루미늄 질화물 또는 규소 질화물 분말을 약 10중량% 미만으로 포함한다. 한 예에서, 알루미늄 질화물 또는 규소 질화물의 양은 5% 미만이다. 또 다른 예에서, 3% 미만이다.

본 발명의 제 3 실시양태에서, 상기 조성물은 추가로 10중량% 미만의 총 산화물의 농도로 칼슘 산화물 또는 알루미늄 산화물, 및/또는 이들 산화물 및 희귀토 산화물의 화합물을 포함한다.

본 발명의 제 4 실시양태에서, 상기 조성물은 추가로 원소 Al, Si, Ti, Fe, Co, Ni의 탄화물 및 질화물 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소 또는 화합물 0.2 내지 5중량%를 포함한다.

본 발명의 제 5 실시양태에서, 희귀토금속 산화물 대신에 또는 희귀토금속 산화물에 추가로, 희귀토금속 질화물(예를 들어, 이트륨 질화물)은, 희귀토금속 산화물을 포함한 내화성 보트를 위한 고온 프레스 공정에서 부분적으로 또는 완전하게 산화물로 전환되도록 출발 조성물에 포함된다.

본 발명의 제 6 실시양태에서, 출발 조성물중에서 희귀토금속 산화물 대신에 또는 희귀토금속 산화물에 추가로, 희귀토금속 탄화물(예를 들어, 란탄 탄화물)은, 고온 압착 공정에서 희귀토금속 산화물 또는 산화물 화합물로의 부분 또는 완전 전환을 위해 출발 조성물에 포함된다.

본 발명의 또 다른 실시양태에서, 붕소 질화물 분말 성분은 약 2 내지 40㎡/g의 비표면적(당분야에 공지된 BET 방법으로 측정됨) 및 96중량% 이상의 순도를 갖는다. 용어 "96% 순도"는 분석으로 발견된 총 붕소 및 질소가 96중량% 이상이고, 결합된 붕산 산화물 및 붕소 산화질화물의 형태에서 산소가 3.8중량% 이하의 양으로 존재할 수 있고, 총 약 0.1중량% 이하의 탄소 및 0.5중량%의 금속 불순물이 조성물중에 존재할 수 있다.

하나의 실시양태에서 티타늄 이붕화물 분말 성분은 방출 분광기 분석에 의해 확정된 바와 같이 실질적으로 바람직하지 않은 금속 오염물을 포함하지 않는다(즉, 상기 분말은 필수적으로 순수함). 존재하는 경우 금속 불순물(원소 금속으로서)은 통상적으로 이에 한정되지는 않지만, 알루미늄, 바륨, 칼슘, 크롬, 코발트, 구리, 철, 칼륨, 리튬, 마그네슘, 망간, 나트륨, 니켈, 규소, 바나듐, 텅스텐, 및 아연을 포함한 붕화물 분말의 5,000ppm 미만(즉, TiB₂의 총 중량의 0.5 중량% 미만)이다. 존재하는 경우, 붕화물 분말 제품에서 이러한 금속 불순물의 공급원은 통상적으로 제품을 제조하기 위해 사용된 반응물 또는 장치이다. 티타늄 및 붕소 원소의 산화물, 탄화물, 및 질화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 1중량% 이하의 불순물이 또한 존재할 수 있다.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 희귀토금속 화합물은 이트륨 산화물 또는 란탄 산화물이다. 예에서, 본 발명자들은 놀랍게도 실질적으로 개선된 사용 수명을 가진 금속화 보트에 있어서 대부분 이트륨 산화물 Y₂O₃으로 구성된 이트륨 화합물이 내화성 보트 및 그 내부에 형성된 슬래그의 습윤 특성을 개선시킨다는 것을 발견하였다.

희귀토금속 산화물이 이트륨 산화물인 하나의 실시양태에서, 이트리아 또는 이트륨 산화물 성분은 순도 95% 이상이고 약 15마이크론 이하의 평균 입경을 갖는다.

또 다른 실시양태에서, CaO, MgO, Al₂O₃, TiO₂, 이들 산화물 및 희귀토 산화물의 화합물을 포함한 선택적인 산화물은 희귀토금속 산화물(예를 들어, Y₂O₃)과 조합되어 총량의 약 0.10 내지 10중량%의 수준으로 사용될 수 있다. 희귀토 산화물의 화합물의 예는 YAG(Al₅Y₃O₁₂), YAP(AlYO₃) 및 YAM(Al₂Y₄O₇)을 포함한다.

하나의 실시양태에서, 선택적인 금속 산화물의 총량은 약 0.75 내지 5중량%이다. 또 다른 실시양태에서, 상기 양은 약 1 내지 3중량%이다.

금속화 보트의 제조 방법

하나의 실시양태에서, BN, TiB₂, 희귀토금속 산화물 분말 및 선택적으로 AlN 및/또는 CaO, Al₂O₃ 및 TiO₂의 분말 혼합물은 균질한 혼합물을 제조하기 위해 혼합 장치(예를 들어, 고전단 블렌딩, 볼 밀링(ball milling), 어트리터 밀링(attritor milling), 제트 밀링(jet milling) 등)를 사용하여 제조된다. 예를 들어 공기중에서 습윤 또는 건조 조건 하에서, 또는 아르곤 또는 질소와 같은 비활성 기체 하에서, 또는 물 또는 아세톤, 메탄올, 또는 아이소프로판올 같은 유기 용매중에서 혼합이 수행될 수 있다. 이어 혼합물 분말은 성형되어 건조 압착 성형, 냉각 등방성 압력(CIP) 성형, 사출 성형 등과 같은 성형 장치에 의해 그린 컴팩트(green compact)가 수득된다.

이어서, 상기 그린 컴팩트는 대기압 소결, 진공 소결, 기체 압력 소결, 고온 압착 소결, 또는 고온 등방성 압력(HIP) 소결과 같은 소결 장치를 사용함으로써 진공 또는 비활성 기체 대기(예를 들어, 질소 및 아르곤)와 같은 비-산화 대기, 또는 환원 기체 대기(예를 들어, 수소)에서 85% 이상의 이론적인 밀도로 소결된다. 비-산화 대기는 비-산화물 세라믹 분말의 산화를 예방하기 위한 것이다. HIP 소결은 통상적으로 그린 컴팩트를 금속 또는 유리 캡슐로 밀봉하고, 상기 캡슐을 고온의 등방성 압력 하에 두는 단계를 포함한다. 하나의 예에서, 농밀화 온도는 약 1300 내지 2100℃의 범위이고, 인가된 압력은 약 5 내지 300MPa의 범위이다.

소결 공정으로부터, 물질의 이론적인 밀도(TD)의 약 85 내지 98% 이상의 밀도를 갖는 농밀화된 강편이 수득된다. 상기 밀도는 상기 공정에서 사용된 압력, 온도 및 체류 시간에 따른다. 증발 보트는 임의의 바람직한 방향으로 농밀화된 강편으로 제조될 수 있다.

실시예는, 본원에서 본 발명을 예시하기 위해 제공되며, 본 발명의 범위를 제한하고자 의도되지 않는다.

실시예 1 내지 5:

실시예 1 내지 5에서, 하기처럼 분석된 분말이 희귀토금속 산화물로서 Y₂O₃과 함께 출발 물질로서 사용된다. 실시예 5는 몽고메리의 참조문헌(따라서, "몽고 메리"의 실시예임)의 그레이드 Mo-21P를 포함한다.

각각의 실시예에서, 상기 성분을 포함하는 분말 혼합물은 고전단 혼합기에서 건조 균질화된다. 이어서 분말 혼합물은 냉각 압착되어 직경 2인치, 높이 2 내지 5인치의 원통형 그린 바디를 형성한다. 상기 그린 바디는 고온 프레스에 도입되고, 아르곤 기체 퍼지 하에서 환원 대기중에서 1450 내지 2000℃에서 농밀화된다.

대략 100mm×20mm×6mm의 증발 보트가 블록으로부터 절단되고, 대략 60mm×15mm×2mm으로 측정된 디프레션(depression) 또는 강이 제공된다. 블록에서의 그들의 위치에 상관없이, 실시예 1 내지 5의 조성물로부터 제조된 증발 보트는 400 내지 1200 μohm x cm의 비저항성으로 84 내지 90%의 밀도(이론적인 밀도(TD))를 갖는다.

증발 보트 1 내지 5에 대한 시험:

실시예 1 내지 5로부터 제조된 증발 보트를 알루미늄의 진공 증발에 대해 하기의 조건 하에서 시험하였다. 상기 보트를 진공 챔버에서 전류의 직접 통과에 의해서 가열하였다. 강의 한쪽 말단부 근처에서 알루미늄 와이어 공급원료를 통해 알루미늄을 연속적으로 공급하고, 보트의 먼 쪽 말단부에서 고온점을 유도하였다. 고온점의 최대 온도는 약 1715 내지 1781℃의 범위이다.

상기 시험의 진행 시, 보트 중심 아래에서 크랙을 형성한 실시예 5의 보트("몽고메리" 보트)를 통해 알루미늄이 완전하게 스며나오는 것에 주의해야 한다. 실시예 1 내지 4는 알루미늄이 상당히 적게 스며나왔다. 30분 후, 여전히 사용가능한 본 발명의 보트(금속 도핑 없음)와 반대로 상기 몽고메리 보트는 크랙이 눈에 보이는 지점에서 열 분해되는 것이 관측되었다.

실시예 6 내지 10:

약 95 내지 99% 순도의 란탄 산화물 분말을 대신 사용하는 것을 제외하고 실시예 1 내지 5를 반복하였다. 실험의 결과는, 실시예 1 내지 5에서 수득된 결과와 유사하였고, 본 발명의 실시예는 종래 분야의 몽고메리 예와 비교시 최소의 또는 보다 적은 양의 알루미늄이 스며나왔다.

실시예 11 내지 19:

본 실시예에서, 표 2에 기재된 조성물을 포함하는 강편을 형성하여, 전기 전도성에 대해 측정할 뿐만 아니라, 습윤성 시험을 실시하였다. 표 2의 모든 성분은 중량%이다.

고전단 혼합기에서 성분의 분말화된 혼합물을 건조 균질화하여 상기 강편을 형성하였다. 이어서, 혼합된 분말을 냉각 압착하여 직경 2인치 및 높이 4 내지 6인치의 원통형 그린 바디를 형성하였다. 상기 그린 바디를 고온 프레스에 도입하고 아르곤 기체 퍼지 하에서 환원 대기에서 1450 내지 2100℃에서 농밀화하여 강판을 형성하였다. 실시예 15에 있어서, ZrO₂ 분말이 0.7㎛ 미만임을 확인하기 위해서 ZrO₂를 함유하는 예비혼합된 분말을 다른 성분과 균질화하기 전에 습윤 볼-밀링하고 건조하였다.

습윤성 시험에서, 광택을 낸 샘플의 표면에 공지된 질량의 알루미늄 주괴(ingot)를 위치시킴으로써 용융된 알루미늄에 대한 강편 샘플의 습윤성을 측정하였다. 이어서, 0.001밀리바 미만의 진공 하에서 상기 알루미늄이 용융되고, 스프레딩되고, 이어서 증발될 때까지 상기 샘플 및 알루미늄을 빠르게 가열하였다. 증발 후, 알루미늄이 스프레딩된 면적이 눈에 보이고, 이를 디지털 이미지 분석을 사용하여 측정할 수 있다. 습윤성 수치는, 알루미늄의 스프레딩 면적을 알루미늄 주괴의 질량으로 나누어서 mm²/g의 단위로 수득될 수 있다.

습윤성 특성, 밀도, 및 저항성을 측정한 강편 상의 시험 결과는 표 3에 개시되어 있다:

실시예 20 내지 22:

이들 실시예에서, 금속화 보트를 형성하여 형성된 금속화 필름에서 시험하였다. 본 발명의 조성물을 포함하는 보트를 시판중인 금속 보트, 즉 미국 오하이오주 클래블랜드에 소재한 GE 어드밴스드 세라믹스(GE Advanced Ceramics)의 "클래식(Classic)" 보트와 비교하였다. 실시예 20에서는 주요 구성성분으로서 "2-부 보트"로 공지된 클래식 보트 조성물 또는 TiB₂ 및 BN을 함유한 조성물을 사용하였다. 실시예 21은 "AC-6000"으로서 GE 어드밴스드 세라믹스에서 시판중인 "3-부 보트" 조성물을 나타낸다. 3-부 조성물은 전형적으로 주요 성분으로서 TiB₂, BN, 및 AlN을 함유하는 조성물로서 정의된다. 실시예 22는 본 발명의 실시예이다. 모든 성분은 중량%이다.

요셉슨(E. Josephson) 등의 "The Effects of Boat and Wire Parameters on Boat Life and Coating Quality in Vacuum Metallization of an OPP Web"이라는 제목의 상기 문헌에서, 2-부 보트(BN/TiB₂ - 실시예 20의 보트의 유형)의 보트 사용 수명을 3-부 보트(BN/AlN/TiB₂ - 실시예 21의 보트의 유형)의 수명과 비교하였다. 상기 저자는 결론 부분에서 하기와 같이 언급하였다: "두 개의 전형적인 보트 수명의 측정법을 사용하여, 2상 보트는 보다 긴 수명을 나타내었다. 보트 조성물은 롤의 수에서 90% 신뢰도 및 선형 피트 금속화에 있어서 75%의 신뢰도의 통계적인 유의성을 갖는다." 또한, "2상 보트에 있어서 상기 보트의 육안 검사는 보다 적은 침착 및 보다 양호한 부식 저항성을 보여준다"고 개시하였다.

부식성 및 습윤성 시험의 결과는 실시예 21 및 22가 실시예 20의 클래식 보트에 비하여 상당히 개선된 특성을 보임을 나타낸다. 그러나, 실시예 22가 실시예 21의 보트에 비해 상당히 양호하게 수행되어 습윤성 및 부식 저항성 특성 둘 다에서 개선을 보인다. 습윤성 및 부식 저항성 특성 사이에 상호 교환(trade-off)이 존재함이 당분야에 공지되어 있다. 3-부 보트는 전형적으로 보다 습윤성이지만; 2-부 보트는 보다 큰 부식 저항성이다. 본 발명의 실시예 22는 놀랍게도 보다 습윤성일 뿐만 아니라 보다 큰 부식 저항성을 가진 보트의 개선되고 균형을 이룬 특성을 제시한다.

본 발명은 바람직한 실시양태를 참고하여 개시되지만, 당분야의 숙련자들은 본 발명의 범위에서 벗어남 없이 다양한 변형이 이루어질 수 있고, 등가물이 그의 요소를 대체할 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명은 본 발명을 수행하기 위한 최선의 모드로서 개시된 특정 실시양태로 제한되지 않으며 첨부된 청구의 범위의 범위 내에 해당되는 모든 실시양태를 포함하는 것으로 의도된다.

달리 표시되지 않는 한, 본 출원에서 모든 단위는 미터법 시스템이며, 모든 양 및 퍼센트는 중량에 의한다. 또한 본원에서 참고된 모든 참고문헌은 명백하게 참조로서 본원에 인용되어 있다.

Claims (15)

1. 붕소 질화물 약 45 내지 65중량%;

   내화성 붕화물 약 35 내지 65중량%; 및 희귀토금속 산화물, 탄화물, 질화물, 및 그들의 혼합물중의 하나로부터 선택된 희귀토금속 화합물 약 0.10 내지 10중량%로 필수적으로 구성된, 금속을 증발시키기 위한 내화성 용기.
2. 제 1 항에 있어서,

   희귀토금속 화합물이 이트륨 산화물, 란탄 산화물, 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 내화성 용기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   희귀토금속 화합물이 95% 이상의 순도 및 약 15마이크론 이하의 평균 입경을 갖는 이트륨 산화물인 내화성 용기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   약 15마이크론 이하의 평균 입경을 갖는 알루미늄 질화물 또는 규소 질화물 10중량% 이하를 추가로 포함하는 내화성 용기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   하나 이상의 칼슘 산화물, 알루미늄 산화물, 마그네슘 산화물, 및 티타늄 산화물을 추가로 포함하는 내화성 용기.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   YAG(Al₅Y₃O₁₂), YAP(AlYO₃), YAM(Al₂Y₄O₇), 및 그들의 혼합물중의 하나로부터 선택된 화합물을 추가로 포함하는 내화성 용기.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   원소 Al, Si, Ti, Fe, Co, Ni의 탄화물 및 질화물 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소 또는 화합물 0.2 내지 5중량%를 추가로 포함하는 내화성 용기.
8. 붕소 질화물 약 45 내지 65중량%; 및 내화성 붕화물 약 35 내지 65중량%로 필수적으로 구성된 조성물을 희귀토금속 산화물, 질화물, 탄화물, 및 그들의 혼합물중의 희귀토금속 화합물 약 0.10 내지 10중량%로 도핑하는 것을 포함하는, 금속을 증발시키기 위한 내화성 보트의 사용 수명을 개선시키기 위한 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   원소 Al, Si, Ti, Fe, Co, Ni의 탄화물 및 질화물 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹 으로부터 선택된 원소 또는 화합물 0.2 내지 5중량%로 상기 조성물을 도핑하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
10. 붕소 질화물 45 내지 65중량%; 내화성 붕화물 약 35 내지 65중량%; 및 희귀토금속 산화물, 질화물, 또는 탄화물, 또는 그들의 혼합물의 희귀토금속 화합물 약 0.10 내지 10중량%로 필수적으로 구성된 분말의 균질한 혼합물을 포함하는 성형된 제품을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 바디(body)로부터 내화성 보트를 형성하는 단계를 포함하는, 금속을 증발시키기 위한 내화성 보트를 제조하기 위한 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    희귀토금속 화합물이 95% 이상의 순도 및 약 15마이크론 이하의 평균 입경을 갖는 이트륨 산화물인 방법.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    성형된 제품이 약 15마이크론 이하의 평균 입경을 갖는 알루미늄 질화물 또는 규소 질화물을 10중량% 이하로 추가로 포함하는 방법.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

    성형된 제품이 하나 이상의 칼슘 산화물, 알루미늄 산화물, 마그네슘 산화물, 및 티타늄 산화물을 추가로 포함하는 방법.
14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

    성형된 제품이 YAG(Al₅Y₃O₁₂), YAP(AlYO₃), YAM(Al₂Y₄O₇), 및 그들의 혼합물중의 하나로부터 선택된 화합물을 추가로 포함하는 방법.
15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    성형된 제품이 원소 Al, Si, Ti, Fe, Co, Ni의 탄화물 및 질화물 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소 또는 화합물 0.2 내지 5중량%를 추가로 포함하는 방법.