KR20160049493A - Composite refractory and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a technology capable of obtaining a setter having excellent thermal shock resistance. A composite refractory material contains 35-70 wt% of SiC and 25-60 wt% of metal Si as a chemical composition, and is formed with a first Si-SiC sintered compact part (1) having a fibrous three-dimensional structure and a second Si-SiC sintered compact part (2) which is a matrix for supporting the fibrous three-dimensional structure, wherein the first Si-SiC sintered compact part (1) is covered with the second Si-SiC sintered compact part (2), and the first Si-SiC sintered compact part (1) and the second Si-SiC sintered compact part (2) both are formed of a dense substance having 1% of porosity or less.

Description

복합 내화물 및 그 제조방법{COMPOSITE REFRACTORY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a composite refractory,

본 발명은 복합 내화물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite refractory and a method of manufacturing the same.

전자 부품(세라믹 콘덴서 등)의 열처리에 이용하는 내화물(세터 등)에는, 내열성이나 기계적 강도와 같은 특성이 요구된다. 또한, 최근, 열에너지 효율이나 가마 채움 효율의 관점에서, 열용량 저감을 목적으로 하여, 세터의 박육화를 도모하는 기술이 요구되고 있다. 또한, 박육화에 따른 세터의 내열충격성의 향상이 요구되고 있다.The refractory (setter, etc.) used for the heat treatment of electronic components (ceramic capacitors, etc.) is required to have properties such as heat resistance and mechanical strength. Further, from the viewpoint of thermal energy efficiency and kiln filling efficiency, there has been a demand for a technology for reducing the setter thickness for the purpose of reducing the heat capacity. In addition, improvement of thermal shock resistance of the setter due to thinning is required.

세터의 박육화에 관하여, 닥터 블레이드 장치를 이용한 테이프 성형에 의해, 두께 0.2∼2 mm의 세터를 제조하는 기술이 개시되어 있다(특허문헌 1).With regard to thinning of the setter, a technique of producing a setter having a thickness of 0.2 to 2 mm by tape forming using a doctor blade apparatus is disclosed (Patent Document 1).

특허문헌 1에서는, 세터용의 재질로서, 알루미나, 실리카, 멀라이트, 마그네시아, 지르코니아, 코디어라이트, 질화규소, 탄화규소 등의 세라믹스, 혹은, 이들을 주성분으로 하는 재료를 이용하고 있다.In Patent Document 1, ceramics such as alumina, silica, mullite, magnesia, zirconia, cordierite, silicon nitride, and silicon carbide are used as a setter material, or a material mainly composed of them is used.

그러나, 특허문헌 1 등의 종래 기술에서는, 모두 세터의 내열충격성이 불충분하여, 세터에 균열이 생기기 쉽다는 문제가 있었다.However, in the prior art such as Patent Document 1, all of the setters have insufficient thermal shock resistance, and the setter tends to have cracks.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평11-79853호 공보Patent Document 1: JP-A-11-79853

본 발명의 목적은 전술한 문제를 해결하여, 종래보다 내열충격성이 우수한 내화물을 얻을 수 있는 기술을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a technique capable of obtaining a refractory excellent in thermal shock resistance.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 청구항 1에 관련된 발명은, 화학 성분으로서, SiC를 35∼70 질량%만큼, 그리고 금속 Si를 25∼60 질량%만큼 함유하고, 섬유형의 3차원 구조를 갖는 제1 Si-SiC 소결체부와, 상기 섬유형의 3차원 구조를 지지하는 매트릭스인 제2 Si-SiC 소결체부로 구성되는 복합 내화물로서, 상기 제1 Si-SiC 소결체부를 제2 Si-SiC 소결체부로 덮은 구조를 가지며, 상기 제1 Si-SiC 소결체부와 제2 Si-SiC 소결체부는 모두 기공률 1% 이하의 치밀질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: providing a silicon carbide film containing SiC in an amount of 35 to 70 mass% and metal Si in an amount of 25 to 60 mass% SiC sintered body portion and a second Si-SiC sintered body portion which is a matrix for supporting the fibrous three-dimensional structure, wherein the first Si-SiC sintered body portion is covered with the second Si-SiC sintered body portion And the first Si-SiC sintered body portion and the second Si-SiC sintered body portion are both dense with a porosity of 1% or less.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 복합 내화물에 있어서, 화학 성분으로서, SiC를 40∼65 질량%만큼, 그리고 금속 Si를 30∼55 질량%만큼 함유하는 것을 특징으로 하는 것이다.The invention recited in claim 2 is characterized in that the composite refractory according to claim 1 contains, as chemical components, SiC by 40 to 65 mass% and metal Si by 30 to 55 mass%.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 복합 내화물에 있어서, 상기 제1 Si-SiC 소결체부는, 금속 Si를 주성분으로 하고, 잔부에 SiC를 포함하며, 상기 제2 Si-SiC 소결체부는, SiC를 주성분으로 하고, 잔부에 금속 Si를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.According to a third aspect of the present invention, in the composite refractory according to the first aspect of the present invention, the first Si-SiC sintered body portion contains metal Si as a main component and SiC as the remainder, and the second Si- And the metallic Si is contained in the remaining part.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 복합 내화물에 있어서, 상기 제1 Si-SiC 소결체부에서의 C 원소의 함유 비율이 5∼45 질량%이고, 상기 제2 Si-SiC 소결체부에서의 C 원소의 함유 비율이 15∼60 질량%인 것을 특징으로 하는 것이다.According to a fourth aspect of the present invention, in the composite refractory according to the first aspect, the content ratio of the C element in the first Si-SiC sintered body portion is 5 to 45 mass% and the content of C in the second Si- And the content of the element is 15 to 60% by mass.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 복합 내화물을 2층 이상 적층한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention according to claim 5 is characterized by having a structure in which two or more layers of the composite refractory according to claim 1 are laminated.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 복합 내화물로서, 인접하는 두 층에 있어서 상기 섬유형의 3차원 구조를 갖는 제1 Si-SiC 소결체부가 적층면에 수직인 축을 중심으로 (1° 이상의) 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.According to a sixth aspect of the present invention, in the composite refractory according to the fifth aspect, the first Si-SiC sintered body portion having the fiber-like three-dimensional structure in two adjacent layers has a center And has anisotropy.

청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 복합 내화물에, 3차원 메시형 구조를 갖는 다공질층을 적층시킨 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.The invention described in claim 7 is characterized in that the composite refractory according to claim 1 has a structure in which a porous layer having a three-dimensional mesh structure is laminated.

청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 복합 내화물을 이용한 세터로서, 2차원 메시형 골격 구조를 갖는 치밀질층으로 형성되고, 피가열물을 적재하는 면에 관통구를 갖고 있으며, 개구율의 합계가 10% 이상인 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention according to claim 8 is a setter using the complex refractory according to claim 1, wherein the setter is formed of a dense layer having a two-dimensional mesh-like framework structure, has a through-hole on a surface on which the object to be heated is placed, 10% or more.

청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 복합 내화물을 이용한 세터로서, 피가열물을 적재하는 면에 2차원 메시형의 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.According to a ninth aspect of the invention, there is provided a setter using the complex refractory according to the first aspect, characterized in that the surface on which the object to be heated is placed has a two-dimensional mesh-like concavo-convex portion.

청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 복합 내화물의 제조방법에 관한 것으로, 유기 용제에 SiC 분말을 분산시키고, 또한 겔화제를 첨가하여 얻어진 성형용 슬러리에, 템플릿을 침지하고, 슬러리를 경화시켜 SiC 성형체로 하는 성형 공정과, 상기 SiC 성형체에 금속 Si를 접촉시킨 상태에서, 불활성 가스 분위기 내에서 소성을 행하고, SiC 성형체에 금속 Si를 함침시켜 Si-SiC 소결체로 하는 소성 공정을 갖는 복합 내화물의 제조방법으로서, 상기 템플릿으로서 가연성 혹은 열경화성의 섬유 및/또는 가연성 혹은 열경화성의 섬유로 이루어지는 시트형의 직물 및/또는 부직포를 이용하는 것을 특징으로 하는 것이다.The invention according to claim 10 relates to a process for producing a complex refractory according to claim 1, wherein the template is immersed in a molding slurry obtained by dispersing SiC powder in an organic solvent and further adding a gelling agent, and the slurry is cured And a sintering step of sintering the SiC compacted body by impregnating the SiC compacted body with the metal Si to form a Si-SiC sintered body. As a manufacturing method, a sheet-like fabric and / or a nonwoven fabric made of a flammable or thermosetting fiber and / or a flammable or thermosetting fiber is used as the template.

본 발명의 복합 내화물(즉, 성분으로서, SiC를 35∼70 질량%만큼, 그리고 금속 Si를 25∼60 질량%만큼 함유하고, 그 복합 내화물을, 섬유형의 3차원 구조를 갖는 제1 Si-SiC 소결체부와, 상기 섬유형의 3차원 구조를 지지하는 매트릭스인 제2 Si-SiC 소결체부로 구성하고, 상기 제1 Si-SiC 소결체부와 제2 Si-SiC 소결체부는 모두 기공률 1% 이하의 치밀질로 한 복합 내화물)은, 충분한 강도를 갖고, 열전도율이 높으며, 탄성률이 낮기 때문에, 우수한 내열충격성을 갖는다. 이들 특성을 구비하는 본 발명의 복합 내화물을 세터로서 사용함으로써, 종래보다 내열충격성이 우수한 세터를 실현할 수 있다.The composite refractory of the present invention (that is, as the component, contains SiC in an amount of 35 to 70 mass% and metal Si in an amount of 25 to 60 mass%, and the composite refractory is formed into a first Si- SiC sintered body portion and a second Si-SiC sintered body portion which is a matrix for supporting the fibrous three-dimensional structure, wherein the first Si-SiC sintered body portion and the second Si-SiC sintered body portion are both compact Has a high thermal conductivity and a low modulus of elasticity, and therefore has excellent thermal shock resistance. By using the composite refractory of the present invention having these properties as a setter, it is possible to realize a setter excellent in thermal shock resistance than the conventional one.

또한, 본 발명의 복합 내화물을 세터로서 사용함으로써, 박육화한 경우에도 내열충격성이 높고, 신뢰성이 높은 세터를 실현할 수 있다.Further, by using the composite refractory of the present invention as a setter, it is possible to realize a setter having high thermal shock resistance and high reliability even when it is made thinner.

청구항 7에 기재된 발명과 같이, 본 발명의 복합 내화물을, 3차원 메시형 구조를 갖는 다공질층에 적층시킴으로써, 내열충격성이 높고, 신뢰성이 높은 치밀질층을 구비한 통기성 세터를 실현할 수 있다.By stacking the composite refractory of the present invention on a porous layer having a three-dimensional mesh-like structure as in the invention described in claim 7, it is possible to realize an air permeable setter having a highly dense layer with high thermal shock resistance and high reliability.

도 1은, 실시형태 1의 제조 공정을 나타내는 플로우도이다.
도 2는, 실시형태 1의 세터(템플릿으로서 폴리우레탄 섬유 직물을 사용한 것)의 적재면에 대하여 수직 단면에서의 조성상이다[니혼 덴시 주식회사(JEOL) 제조의 주사 전자 현미경 JSM-5600을 사용하여 촬영].
도 3은, 실시형태 1의 세터(템플릿으로서 펄프 섬유 부직포를 사용한 것)의 적재면에 대하여 수직 단면에서의 조성상이다[니혼 덴시 주식회사(JEOL) 제조의 주사 전자 현미경 JSM-5600을 사용하여 촬영].
도 4는, 실시형태 2의 제조 공정을 나타내는 플로우도이다.
도 5는, 템플릿으로서 우레탄 폼을 사용한 SiC 성형체의 개략 설명도이다.
도 6은, 실시형태 2의 세터의 개략 설명도이다.
도 7은, 다공질층의 개략 설명도이다.
도 8은, 실시예 1 내지 실시예 7의 세터 및 실시예 8의 필터의 중심선에 있어서의 단면 모식도이다.
1 is a flowchart showing a manufacturing process of the first embodiment.
2 is a graph showing the composition of the setter in the vertical section in the setting plane of the setter (template made of polyurethane fiber fabric) of Embodiment 1 (photographed using a scanning electron microscope JSM-5600 manufactured by JEOL) ].
3 is a graph showing the composition of the setter in the vertical cross section (taken using a scanning electron microscope JSM-5600 manufactured by Nihon Denshi Co., Ltd. (JEOL)) on the loading surface of the setter of the first embodiment (using a pulp fiber nonwoven fabric as a template) .
4 is a flowchart showing the manufacturing process of the second embodiment.
5 is a schematic explanatory view of an SiC compact using urethane foam as a template.
6 is a schematic explanatory diagram of a setter according to the second embodiment.
7 is a schematic explanatory view of the porous layer.
8 is a schematic cross-sectional view of the setter of the first to seventh embodiments and the center line of the filter of the eighth embodiment.

이하에 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

(실시형태 1 : 치밀질 세터)(Embodiment 1: compactness setter)

본 실시형태의 복합 내화물은 치밀질의 세터이다.The composite refractory of this embodiment is a dense quality setter.

이하, 본 실시형태의 세터의 제조방법에 대하여 상술한다. 본 실시형태의 세터는, 겔 캐스트법에 의해, 도 1에 나타내는 각 스텝 (ST1)∼(ST7)에 의해 제조된다. 겔 캐스트법이란, 본 출원인의 발명에 관련된 분체 성형 방법으로서, 세라믹스, 유리, 혹은 금속으로부터 선택된 1종 이상의 분체를 분산매에 분산시켜 제조한 슬러리에, 겔화능을 갖는 물질(겔화제)을 첨가함으로써 슬러리를 경화시켜, 임의 형상의 성형체를 얻는 방법이다.Hereinafter, a method of manufacturing the setter of the present embodiment will be described in detail. The setter of the present embodiment is manufactured by the gel-casting method by the steps (ST1) to (ST7) shown in Fig. The gel casting method refers to a powder forming method related to the present invention of the present applicant, wherein a gelation agent (gelling agent) is added to a slurry prepared by dispersing at least one powder selected from ceramics, glass or metal in a dispersion medium And then the slurry is cured to obtain a shaped body having an arbitrary shape.

(ST1) : (ST1):

본 실시형태의 세터는, 겔 캐스트법에 의해 성형되기 때문에, 우선 성형용 슬러리를 제조한다. 본 실시형태의 성형용 슬러리는, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 SiC 분말을 유기 용제에 분산시킨 후, 겔화제를 첨가함으로써, 혹은, 유기 용제에, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 SiC 분말 및 겔화제를 동시에 첨가하여 분산시킴으로써 제조할 수 있다.Since the setter of the present embodiment is formed by a gel casting method, a slurry for molding is first produced. The molding slurry of the present embodiment can be obtained by dispersing an SiC powder having an average particle diameter of 1 mu m or less in an organic solvent and then adding a gelling agent or by adding an SiC powder having an average particle diameter of 1 mu m or less and a gelling agent And then dispersing the mixture.

SiC 분말 외에, 카본, 탄화붕소 등의 분체를 적절히 혼합하여 사용할 수도 있다. 또한, 전술한 각 세라믹스 분체의 입경은, 슬러리를 제조하는 것이 가능한 한에서는, 특별히 한정되지 않고, 목적으로 하는 성형체에 따라 적절히 선정되는 것이다.In addition to SiC powder, powders of carbon, boron carbide and the like may be appropriately mixed and used. The particle diameters of the above-mentioned ceramic powders are not particularly limited as long as the slurry can be produced, and are appropriately selected according to the intended molded article.

분산매로서 이용하는 유기 용제는, 에틸렌글리콜 등의 디올류나 글리세린 등의 트리올류 등의 다가 알콜, 디카르복실산 등의 다염기산, 글루타르산디메틸, 말론산디메틸 등의 다염기산에스테르, 트리아세틴 등, 다가 알콜의 에스테르 등의 에스테르류를 들 수 있다.Examples of the organic solvent used as the dispersion medium include polyhydric alcohols such as diols such as ethylene glycol and triols such as glycerin, polybasic acids such as dicarboxylic acid, polybasic acid esters such as dimethyl glutarate and dimethyl malonate, triacetin, And the like.

겔화제는, 슬러리를 경화시키기 위한 반응성 관능기를 갖는 유기 화합물이면 된다. 이러한 유기 화합물로는, 가교제의 개재에 의해 3차원적으로 가교하는 프리폴리머 등, 예컨대, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다. 겔화제는, 분산매 중의 유기 화합물과의 반응성을 고려하여, 적합한 반응성 관능기를 갖는 것을 선정하는 것이 바람직하다. 예컨대, 분산매로서 비교적 반응성이 낮은 에스테르류를 사용하는 경우, 겔화제를 구성하는 반응성 관능기를 갖는 유기 화합물로는, 반응성이 높은 이소시아네이트기(-N=C=O) 및/또는 이소티오시아네이트기(-N=C=S)를 갖는 유기 화합물을 선택하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 하기의 ST2에 기재된 바와 같이 성형용 슬러리를 시트형 템플릿에 함침시켜 성형하기 때문에, 시트형 템플릿의 변형(휨 등)에 따른 SiC 성형체의 파괴를 방지하기 위해, 고무 탄성이 높은 수지를 이용하는 것이 바람직하다.The gelling agent may be an organic compound having a reactive functional group for curing the slurry. Examples of such an organic compound include a urethane resin, an acrylic resin, an epoxy resin, and a phenol resin, such as a prepolymer which is three-dimensionally crosslinked by interposing a crosslinking agent. The gelling agent is preferably selected to have a suitable reactive functional group in consideration of the reactivity with the organic compound in the dispersion medium. For example, when an ester having a relatively low reactivity is used as the dispersion medium, the organic compound having a reactive functional group constituting the gelling agent is preferably an isocyanate group (-N═C═O) having high reactivity and / or an isothiocyanate group (-N = C = S). In this embodiment, since the molding slurry is impregnated into the sheet-form template as described in ST2 below, it is preferable to use a resin having high rubber elasticity so as to prevent breakage of the SiC formed body due to deformation Is preferably used.

성형용 슬러리는, 시트형 템플릿에 대한 함침 시에는 경화되지 않고, 성형 후에는 신속히 경화되는 것이 바람직하다. 이 때문에, 슬러리의 제조에 있어서는, 겔화제의 종류나 함유량 등을 고려하는 것이 바람직하다. 작업성을 고려하면, 20℃에서의 슬러리 점성이 50 dPa·s 이하인 것이 바람직하고, 20 dPa·s 이하인 것이 보다 바람직하다.It is preferable that the molding slurry is not cured at the time of impregnation of the sheet-form template but hardened quickly after molding. Therefore, in the production of the slurry, it is preferable to take into consideration the kind and content of the gelling agent. In consideration of workability, the slurry viscosity at 20 캜 is preferably 50 dPa s or less, and more preferably 20 dPa 쨌 s or less.

성형용 슬러리의 제조 공정에서는, 세라믹스 분체, 분산매의 조합을 행하여, 혼합한다. 그 후, 겔화제를 첨가, 혼합하고, 이것을 시트형 템플릿에 대한 함침 성형에 앞서 탈포한다.In the production step of the slurry for molding, the ceramics powder and the dispersion medium are combined and mixed. Thereafter, a gelling agent is added and mixed, and this is defoamed prior to impregnation molding with the sheet-form template.

성형용 슬러리의 혼합은 포트 밀이나 볼 밀 등으로 행하고, 옥석을 사용하여 온도 15℃∼35℃에서 12시간 이상, 바람직하게는 72시간 이상 행한다. 또한, 슬러리의 탈포는, 진공 분위기에서 교반하여 행하고, 진공도 -0.090 MPa 이하, 바람직하게는 -0.095 MPa 이하, 교반 속도는 바람직하게는 100 rpm∼500 rpm, 교반 시간은 바람직하게는 5분∼30분 하에서 행한다.Mixing of the molding slurry is carried out using a pot mill, a ball mill or the like and is carried out at a temperature of 15 ° C to 35 ° C for 12 hours or more, preferably 72 hours or more, using a jade stone. The degassing of the slurry is carried out by stirring in a vacuum atmosphere. The degree of vacuum is -0.090 MPa or less, preferably -0.095 MPa or less, the stirring speed is preferably 100 rpm to 500 rpm, the stirring time is preferably 5 minutes to 30 Min.

(ST2)∼(ST4) : (ST2) to (ST4):

ST1에서 제조한 성형용 슬러리에, 시트형 템플릿으로서 가연성 혹은 열경화성의 섬유로 이루어지는 시트(직물, 부직포, 종이, 망 등)를 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 소정의 두께 및 형상이 되도록 지그를 이용하여 고정하고, 상온∼40℃에서 수 시간∼수십 시간 정치한다. 이에 따라, 성형용 슬러리는, 겔화에 의해 경화되어, 시트형 템플릿의 표면에 SiC 층을 형성한 SiC 성형체가 된다. 시트형 템플릿으로는, 예컨대, 폴리우레탄이나 폴리에스테르 등의 화학 섬유로 이루어지는 시트나, 면, 마, 견, 울 또는 캐시미어 등의 천연 섬유로 이루어지는 시트를 사용할 수 있다.A sheet (fabric, nonwoven fabric, paper, mesh, etc.) made of flammable or thermosetting fibers is immersed as a sheet-form template in the molding slurry prepared in ST1, and the excess slurry is removed. And is left at room temperature to 40 DEG C for several hours to several hours. As a result, the molding slurry is cured by gelation and becomes an SiC compact having an SiC layer formed on the surface of the sheet-like template. As the sheet type template, for example, a sheet made of chemical fiber such as polyurethane or polyester or a sheet made of natural fiber such as cotton, hemp, wool, wool or cashmere can be used.

(ST5) : (ST5):

계속해서, 40℃∼200℃에서 3∼24시간 동안 성형체의 건조를 행한다.Subsequently, the molded body is dried at 40 ° C to 200 ° C for 3 to 24 hours.

(ST6)∼(ST7) : (ST6) to (ST7):

계속해서, SiC 성형체를, 금속 Si과 접촉시킨 상태로, 불활성 가스 분위기 내에서 1400℃∼1500℃로 1∼3시간 동안 소성을 행한다. 가연성 혹은 열경화성의 섬유로 이루어지는 시트형 템플릿은, 500℃ 부근에서 소실 혹은 열분해되지만, 시트형 템플릿의 소실 혹은 열분해에 의해 형성되는 공간에 금속 Si를 함침함으로써, 도 2(시트형 템플릿으로서 폴리우레탄 섬유 직물을 사용한 것), 도 3(시트형 템플릿으로서 펄프 섬유 부직포를 사용한 것)에 나타내는 바와 같이, 섬유형의 3차원 구조를 갖는 제1 Si-SiC 소결체부(1)가 형성된다. 또한, SiC 성형체의 SiC 층의 기공에 금속 Si를 함침함으로써, 상기 섬유형의 3차원 구조를 지지하는 매트릭스로서의 기능을 갖는 제2 Si-SiC 소결체부(2)가 형성된다. 이에 따라 제1 Si-SiC 소결체부와 제2 Si-SiC 소결체부는 모두 기공률 1% 이하의 치밀질로 이루어진다.Subsequently, the SiC formed body is fired in an inert gas atmosphere at 1400 ° C to 1500 ° C for 1 to 3 hours in a state of being in contact with the metal Si. A sheet-like template made of a flammable or thermosetting fiber disappears or pyrolyzes at around 500 DEG C, but the space formed by the disappearance or thermal decomposition of the sheet-like template is impregnated with metal Si, , A first Si-SiC sintered body portion 1 having a fiber-like three-dimensional structure is formed as shown in Fig. 3 (using a pulp fiber nonwoven fabric as a sheet-shaped template). The second Si-SiC sintered body portion 2 having a function of supporting the fiber-like three-dimensional structure is formed by impregnating the pores of the SiC layer of the SiC compact with metal Si. Accordingly, the first Si-SiC sintered body portion and the second Si-SiC sintered body portion are both made of a compact having a porosity of 1% or less.

전술한 각 공정을 거쳐 제조된 세터는 기공률 1% 이하의 Si-SiC제의 치밀질 세터가 된다. 또, 본 발명에 있어서 「기공률」이란, 「JIS R 2205 내화 벽돌의 겉보기 기공률, 흡수율 및 비중의 측정 방법」에 의해 얻어지는 겉보기 기공률을 의미한다.The setter manufactured through each of the steps described above is a dense setter of Si-SiC having a porosity of 1% or less. In the present invention, the term "porosity" means the apparent porosity obtained by the "method of measuring the apparent porosity, absorption and specific gravity of JIS R 2205 refractory bricks".

본 발명에서는, 복합 내화물(본 실시형태에서는, 치밀질 세터)의 SiC의 함유 비율이 35∼70 질량%, Si의 함유 비율이 25∼60 질량%가 되도록, 성형용 슬러리의 화학 성분을 조정하고 있다. 여기서, 복합 내화물의 화학 성분은 JIS R 2011(탄소 및 탄화규소 함유 내화물의 화학 분석 방법)에 의해 측정될 수 있다. SiC의 함유 비율이 70 질량%보다 많은 경우, SiC 입자 사이에 기공이 잔존하기 쉽기 때문에 강도가 저하되는 문제가 있고, 35 질량%보다 적은 경우, 내열성이 저하되기 때문에, 고온의 소성 공정에서, 크리프 변형이 생기기 쉬워지는 문제가 있다. 또한, Si의 함유 비율이 60 질량%보다 많은 경우, 내열성이 저하되기 때문에, 고온의 소성 공정에서, 크리프 변형이 생기기 쉬운 문제가 있고, 25 질량%보다 적은 경우, SiC 입자 사이에 기공이 잔존하기 쉽기 때문에 강도가 저하되는 문제가 있다. 또, 잔부는 카본이나 탄화붕소 등의 산화 방지제이다.In the present invention, the chemical composition of the molding slurry is adjusted so that the content ratio of SiC in the complex refractory (in this embodiment, the dense setter) is 35 to 70 mass% and the Si content is 25 to 60 mass% have. Here, the chemical composition of the complex refractory material can be measured by JIS R 2011 (chemical analysis method of carbon and silicon carbide refractory). When the content ratio of SiC is more than 70% by mass, there is a problem that the strength is lowered because the SiC particles tend to remain in the pores. When the content is less than 35% by mass, the heat resistance is lowered. There is a problem that deformation easily occurs. When the content of Si is more than 60 mass%, the heat resistance is lowered. Therefore, creep deformation tends to occur in a high-temperature firing step. When the content is less than 25 mass%, pores remain in the SiC particles There is a problem that strength is lowered because it is easy. The remainder is an antioxidant such as carbon or boron carbide.

또한, Si 함유 비율이 55 질량%보다 많은 경우에는, Si가 산화되어 표층에서 SiO2를 발생시키기 쉽고, 30 질량%보다 적은 경우에는, SiC 입자 사이에 기공이 잔존하기 쉽기 때문에, SiC가 산화되어 표층에서 SiO2를 발생시키기 쉬우며, 모두, 발생된 SiO2에서 기인하여, 내열충격성 및 내열성의 저하에 의한 균열 및 휨 변형, 노 내에 대한 산소 반입량의 증가, 피처리체와의 반응이라는 문제가 생기기 쉬워지기 때문에, 세터의 신뢰성 향상 및 수명 장기화의 관점에서, SiC의 함유 비율이 40∼65 질량%, Si의 함유 비율이 30∼55 질량%가 되도록 각 성분량을 조정하는 것이 보다 바람직하다.When the content of Si is more than 55 mass%, Si is easily oxidized to generate SiO 2 in the surface layer. When the Si content is less than 30 mass%, pores are likely to remain between the SiC particles, It is easy to generate SiO 2 in the surface layer and all of them cause problems such as crack and bending deformation due to deterioration of thermal shock resistance and heat resistance due to generated SiO 2 , increase in oxygen loading amount in the furnace, and reaction with the object to be treated It is more preferable to adjust each component amount so that the content ratio of SiC is 40 to 65 mass% and the content ratio of Si is 30 to 55 mass% from the viewpoint of improving the reliability of the setter and prolonging the service life.

본 발명에서는, 이와 같이 탄성률이 높은 SiC(탄성률 : 400 GPa 정도)와, 탄성률이 낮은 금속 Si(탄성률 : 100 GPa 정도)를, SiC의 함유 비율이 35∼70 질량%, Si의 함유 비율이 25∼60 질량%가 되도록, 보다 바람직하게는 SiC의 함유 비율이 40∼65 질량%, Si의 함유 비율이 30∼55 질량%가 되도록 조정하여 복합 내화물을 형성함으로써, Si-SiC 소결체의 탄성률의 저감을 도모하고 있다. 내열충격성은, 일반적으로, 열충격 파괴 저항 계수 R'=σ(1-ν)λ/(αE)(여기서 σ : 강도, E : 탄성률, ν : 프와송비, λ : 열전도율, α : 선팽창 계수)로 나타낼 수 있으며, 탄성률의 저감은 내열충격성의 향상으로 이어진다. 상기 구성에 의하면, 고강도 그리고 또한 고열전도율이라는 특성에 덧붙여, 탄성률의 저감을 도모함으로써, 우수한 내열충격성을 갖는 복합 내화물을 실현할 수 있다.In the present invention, SiC having a high modulus of elasticity (about 400 GPa) and metallic Si having a low modulus of elasticity (elastic modulus: about 100 GPa) are contained in an amount of 35 to 70 mass% To 60% by mass, more preferably, the content ratio of SiC is set to 40 to 65% by mass and the content of Si is adjusted to 30% to 55% by mass to form a composite refractory material, thereby reducing the modulus of elasticity of the Si- . The thermal shock resistance is generally expressed by the following formula: R '= σ (1-ν) λ / (αE where σ is the strength, E is the modulus of elasticity, ν is the friction coefficient, λ is the thermal conductivity, , And reduction of the modulus of elasticity leads to improvement of thermal shock resistance. According to the above configuration, a composite refractory having excellent thermal shock resistance can be realized by reducing the elastic modulus in addition to the characteristics of high strength and high thermal conductivity.

본 실시형태에 있어서, 상기 복합 내화물은, 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 섬유형의 3차원 구조를 갖는 제1 Si-SiC 소결체부(1)와, 상기 섬유형의 3차원 구조를 지지하는 매트릭스인 제2 Si-SiC 소결체부(2)로 구성되어 있다.In the present embodiment, as shown in Figs. 2 and 3, the composite refractory comprises a first Si-SiC sintered compact portion 1 having a fiber-like three-dimensional structure, and a second Si- And a second Si-SiC sintered body portion 2 serving as a matrix for forming a second Si-SiC sintered body.

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1에는, 도 2, 도 3의 조성상의 임의의 측정점 2개소에서의 EDS 분석 결과를 나타내고 있다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 이들 각 Si-SiC 소결체부는, 구성 원소 비율이 상이하여, 제1 Si-SiC 소결체부(1)에서는, C 원소의 함유 비율이 5∼45 질량%, Si 원소의 함유 비율이 45∼95 질량%, 제2 Si-SiC 소결체부(2)에서는, C 원소의 함유 비율이 15∼60 질량%, Si 원소의 함유 비율이 35∼85 질량%로 되어 있다. 상기 복합 내화물에서의 유리 탄소(F. C)의 함유량은 0.1% 이하이고, 상기 복합 내화물에 있어서 C 원소는, 거의 SiC로서 존재하고 있다. 따라서, 상기 원소 함유 비율로 이루어지는 제1 Si-SiC 소결체부(1)에서는, 금속 Si를 주성분으로 하고, 잔부에 소량의 SiC를 함유하고 있다. 제2 Si-SiC 소결체부(2)에서는, SiC를 주성분으로 하고, 그 기공에 금속 Si를 충전한 구조를 갖고 있다.Table 1 shows the results of EDS analysis at two arbitrary measurement points on the composition of FIG. 2 and FIG. As shown in Table 1, each of these Si-SiC sintered body portions has a different constituent element ratio. In the first Si-SiC sintered body portion 1, the content of C element is 5 to 45 mass%, the content of Si element In the second Si-SiC sintered compact portion 2, the content of the C element is 15 to 60 mass% and the content of the Si element is 35 to 85 mass%. The content of free carbon (F.C) in the complex refractory is 0.1% or less, and the C element in the complex refractory is present almost as SiC. Therefore, in the first Si-SiC sintered compact portion 1 composed of the above element-containing ratios, the main component is metal Si and the remaining portion contains a small amount of SiC. The second Si-SiC sintered body portion 2 has a structure in which SiC is the main component and the pores thereof are filled with metal Si.

제1 Si-SiC 소결체부(1)의 C 원소의 함유 비율이 45 질량%보다 많은 경우에는, 제1 Si-SiC 소결체부(1)에 기공이 잔존하기 쉬워, 강도가 저하된다. 한편, 5 질량%보다 적은 경우에는, 내열성이 저하되기 때문에, 제1 Si-SiC 소결체부(1)의 C 원소의 함유 비율은 전술한 범위로 하는 것이 바람직하다.When the content ratio of the C element in the first Si-SiC sintered compact portion 1 is more than 45 mass%, the pores are liable to remain in the first Si-SiC sintered compact portion 1, and the strength is lowered. On the other hand, if it is less than 5% by mass, the heat resistance deteriorates. Therefore, the content ratio of the C element in the first Si-SiC sintered body portion 1 is preferably set within the above-mentioned range.

제2 Si-SiC 소결체부(2)의 C 원소의 함유 비율이 60 질량%보다 많은 경우에는, SiC 입자 사이에 기공이 잔존하기 쉬워, 강도가 저하된다. 한편, 15 질량%보다 적은 경우에는, 내열성이 저하되기 때문에, 제2 Si-SiC 소결체부(2)의 C 원소의 함유 비율은 전술한 범위로 하는 것이 바람직하다.When the content ratio of the C element in the second Si-SiC sintered compact portion 2 is more than 60% by mass, pores easily remain between the SiC particles and the strength is lowered. On the other hand, if it is less than 15% by mass, the heat resistance is lowered. Therefore, the content ratio of the C element in the second Si-SiC sintered body portion 2 is preferably set within the above-mentioned range.

성형용 슬러리에 시트형 템플릿을 침지하는 공정(ST2)에 있어서, 필요에 따라, 눈금 간격부가 슬러리로 메워지지 않도록 잉여의 슬러리를 제거한 후, 소정의 두께 및 형상이 되도록 지그를 이용하여 고정하고, 슬러리를 경화시키고, 계속해서, 40℃∼200℃에서 3∼24시간 동안 건조를 행한 후, SiC 성형체를, 금속 Si와 접촉시킨 상태로 불활성 가스 분위기 내에서 1400℃∼1500℃로 1∼3시간 동안 소성을 행함으로써, 기공률이 1% 이하인 Si-SiC 치밀질의 골격으로 형성된 2차원 메시형 구조를 갖는 통기성 세터를 제조할 수도 있다. 내열충격성이 우수한 점은 전술한 바와 마찬가지이다.In the step (ST2) of immersing the sheet-form template in the molding slurry, if necessary, the excess slurry is removed so as to prevent the scale interval portion from being filled with the slurry, fixed with a jig so as to have a predetermined thickness and shape, And then dried at 40 ° C to 200 ° C for 3 to 24 hours. Thereafter, the SiC compact is contacted with metallic Si in an inert gas atmosphere at 1400 ° C to 1500 ° C for 1 to 3 hours By carrying out the sintering, an air-permeable setter having a two-dimensional mesh-like structure formed of a Si-SiC dense framework having a porosity of 1% or less can be produced. The superior thermal shock resistance is the same as described above.

또한, 성형용 슬러리에 시트형 템플릿을 침지하는 공정(ST2)에 있어서, 필요에 따라, 상기 가연성 혹은 열경화성의 섬유로 이루어지는 시트를 2장 이상 겹쳐 사용하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 소정의 두께 및 형상이 되도록 지그를 이용하여 고정함으로써, 적층 구조를 갖는 세터를 제조할 수도 있다.Further, in the step (ST2) of immersing the sheet-form template in the slurry for molding, if necessary, two or more sheets made of the above-mentioned flammable or thermosetting fibers are used in a superposed state, A setter having a laminated structure may be produced by fixing the substrate with a jig so as to have a shape.

또한, 인접하는 상기 가연성 혹은 열경화성의 섬유로 이루어지는 시트를 적층면에 수직인 축을 중심으로 (1° 이상) 회전시켜 접합하여 사용하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 소정의 두께 및 형상이 되도록 지그를 이용하여 고정함으로써, 인접하는 두 층에 있어서 상기 섬유형의 3차원 구조를 갖는 제1 Si-SiC 소결체부가 적층면에 수직인 축을 중심으로 (1° 이상의) 이방성을 갖는 적층 구조를 갖는 세터를 제조할 수도 있다. 내열충격성이 우수한 점은 전술한 바와 마찬가지이다.Further, a sheet made of the adjacent flammable or thermosetting fibers is joined and rotated around an axis perpendicular to the lamination surface (1 DEG or more), and after the excess slurry is removed, a jig SiC sintered body having the fibrous three-dimensional structure in the adjacent two layers is set to have a laminate structure having a laminate structure having anisotropy (at least 1 DEG) around an axis perpendicular to the laminate surface You may. The superior thermal shock resistance is the same as described above.

이와 같이 인접하는 두 층에 있어서 상기 섬유형의 3차원 구조를 갖는 제1 Si-SiC 소결체부가 적층면에 수직인 축을 중심으로 (1° 이상의) 이방성을 갖는 적층 구조를 형성함으로써, 복합 내화물에 크랙이 생겼을 때에, 층 사이에서 크랙이 전파되기 어려워지기 때문에, 균열이 생기기 더욱 어려워지는 효과를 얻을 수 있다.Thus, by forming a laminate structure in which the first Si-SiC sintered body having the fibrous three-dimensional structure in the adjacent two layers has anisotropy (about 1 DEG or more) about an axis perpendicular to the laminate surface, Cracks are less likely to propagate between the layers, so that cracks are more likely to occur.

(실시형태 2 : 치밀질층과 다공질층을 적층한 세터)(Embodiment 2: Setter in which a dense layer and a porous layer are laminated)

본 실시형태의 복합 내화물은, 기공률 1% 이하의 Si-SiC 치밀질층과, 기공률이 1% 이하인 Si-SiC 치밀질의 골격으로 형성된 기공률 50∼98%의 3차원 메시 구조를 갖는 Si-SiC 다공질층을 적층한 구조를 갖는 세터이다.The composite refractory of the present embodiment has a Si-SiC dense layer having a porosity of 1% or less and a Si-SiC porous layer having a 3-dimensional mesh structure having a porosity of 50 to 98% formed of a Si-SiC dense framework having a porosity of 1% Are stacked.

이하, 본 실시형태의 세터의 제조방법에 대하여 상술한다. 본 실시형태의 세터는, 겔 캐스트법에 의해, 도 4에 나타내는 각 스텝 (ST1)∼(ST7)에 의해 제조된다. 겔 캐스트법이란, 본 출원인의 발명에 관련된 분체 성형 방법으로서, 세라믹스, 유리, 혹은 금속으로부터 선택된 1종 이상의 분체를 분산매에 분산시켜 제조한 슬러리에, 겔화능을 갖는 물질(겔화제)을 첨가함으로써 슬러리를 경화시켜, 임의 형상의 성형체를 얻는 방법이다.Hereinafter, a method of manufacturing the setter of the present embodiment will be described in detail. The setter of the present embodiment is manufactured by the gel casting method by the steps ST1 to ST7 shown in Fig. The gel casting method refers to a powder forming method related to the present invention of the present applicant, wherein a gelation agent (gelling agent) is added to a slurry prepared by dispersing at least one powder selected from ceramics, glass or metal in a dispersion medium And then the slurry is cured to obtain a shaped body having an arbitrary shape.

(ST1) : (ST1):

본 실시형태의 세터는, 겔 캐스트법에 의해 성형되기 때문에, 우선 성형용 슬러리를 제조한다. 성형용 슬러리의 원료 및 제조 순서는 상기 실시형태 1과 동일하다.Since the setter of the present embodiment is formed by a gel casting method, a slurry for molding is first produced. The raw materials and the manufacturing procedure of the molding slurry are the same as those in the first embodiment.

(ST2)∼(ST3) : (ST2) to (ST3):

ST1에서 제조한 성형용 슬러리에, 시트형 템플릿으로서 가연성 혹은 열경화성의 섬유로 이루어지는 시트(직물, 부직포, 종이, 망 등)를 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 소정의 두께 및 형상이 되도록 지그를 이용하여 고정하고, 상온∼40℃에서 수 시간∼수십 시간 정치한다. 이에 따라, 성형용 슬러리는, 겔화에 의해 경화되어, 시트형 템플릿의 표면에 SiC 층을 형성한 SiC 성형체(이하, 프리 성형체라고 함)가 된다.A sheet (fabric, nonwoven fabric, paper, mesh, etc.) made of flammable or thermosetting fibers is immersed as a sheet-form template in the molding slurry prepared in ST1, and the excess slurry is removed. And is left at room temperature to 40 DEG C for several hours to several hours. Thus, the molding slurry is cured by gelation, and becomes an SiC compact (hereinafter referred to as a pre-compact) having a SiC layer formed on the surface of the sheet-like template.

(ST2')∼(ST3')∼(ST3'')∼(ST4) : (ST2 ') to (ST3') to (ST3 '') to (ST4):

다음으로, 성형용 슬러리에, 예컨대 판형의 우레탄 폼을 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 이 우레탄 폼의 임의의 면(예컨대 편평하게 놓았을 때의 상하면 또는 측면)에, 상기 ST3에서 제조한 프리 성형체를 접합하여 일체화한 후, 소정의 두께 및 형상이 되도록 지그를 이용하여 고정하고, 상온∼40℃에서 수 시간∼수십 시간 정치하여 성형용 슬러리를 경화시킴으로써, 시트형의 SiC 층과 3차원 메시 구조를 갖는 SiC 층을 적층시킨 구조를 갖는 SiC 성형체가 된다.Subsequently, a plate-like urethane foam is immersed in the slurry for forming, and the excess slurry is removed. Thereafter, on any surface of the urethane foam (for example, the upper surface or side surface when laid flat) The preform bodies are joined and integrated, fixed with a jig so as to have a predetermined thickness and shape, and allowed to stand at room temperature to 40 deg. C for several hours to several hours to cure the molding slurry, SiC < / RTI >

도 5에 나타내는 바와 같이, 우레탄 폼은, 골격부(3)와 공극부(4)로 구성되고, 이상을 갖춘 SiC 성형체에 있어서, 우레탄 폼부는, 골격부(3)의 표면에 SiC 층(5)을 형성한 구조가 된다.5, the urethane foam is constituted by a skeleton portion 3 and a void portion 4, and in the SiC formed body having the above, the urethane foam portion is formed on the surface of the skeleton portion 3 with the SiC layer 5 ) Is formed.

(ST5) : (ST5):

계속해서, 40℃∼200℃에서 3∼24시간 동안 성형체의 건조를 행한다.Subsequently, the molded body is dried at 40 ° C to 200 ° C for 3 to 24 hours.

(ST6)∼(ST7) : (ST6) to (ST7):

계속해서, SiC 성형체를, 금속 Si와 접촉시킨 상태로 불활성 가스 분위기 내에서 1400℃∼1500℃로 1∼3시간 동안 소성을 행한다. 우레탄 폼, 및 가연성 혹은 열경화성의 섬유로 이루어지는 시트형 템플릿은, 500℃ 부근에서 소실 혹은 열분해되지만, 우레탄 폼 및 시트형 템플릿의 소실 혹은 열분해에 의해 형성되는 공간에 금속 Si를 함침함과 동시에, SiC 성형체의 SiC 층의 기공에 금속 Si를 함침함으로써, 도 6에 나타내는 바와 같이, 기공률이 1% 이하인 Si-SiC 치밀질의 골격으로 형성된 기공률 50∼98%의 3차원 메시 구조를 갖는 다공질층(6)(=우레탄 폼을 이용하여 형성된 층)과, 기공률 1% 이하의 Si-SiC 치밀질층(7)(=가연성 혹은 열경화성의 섬유로 이루어지는 시트형 템플릿을 이용하여 형성된 층)을 적층시킨 구조를 갖는 Si-SiC제의 세터를 제조할 수 있다. 피가열물을 적재하는 면을, 3차원 메시 구조를 갖는 다공질층(6)으로 함으로써, 전자 부품의 열처리 공정에서, 피가열물로부터 발생하는 연소 가스를 효율적으로 배기하는 효과를 얻을 수 있다. 한편, 3차원 메시 구조만으로 구성되는 다공질층(6)은 강도, 내마모성 등이 불충분하지만, 본 발명의 통기성 세터에 의하면, 기공률이 1% 이하인 Si-SiC 치밀질의 골격으로 형성된 기공률 50∼98%의 3차원 메시 구조를 갖는 다공질층(6)과, 기공률 1% 이하의 Si-SiC 치밀질층(7)을 적층한 구조로 함으로써, 우수한 통기성과 강도, 내마모성을 실현할 수 있다.Subsequently, the SiC compact is sintered in an inert gas atmosphere at 1400 ° C to 1500 ° C for 1 to 3 hours while being in contact with the metal Si. The sheet-like template made of the urethane foam and the combustible or thermosetting fiber is disappeared or pyrolyzed at around 500 캜, but the space formed by the disappearance or pyrolysis of the urethane foam and the sheet-like template is impregnated with the metal Si and at the same time, By impregnating the pores of the SiC layer with the metal Si, as shown in Fig. 6, the porous layer 6 having a three-dimensional mesh structure with a porosity of 50 to 98% formed of a Si-SiC dense framework having a porosity of 1% SiC material having a structure in which a Si-SiC dense layer 7 having a porosity of 1% or less (= a layer formed by using a sheet-shaped template made of a combustible or thermosetting fiber) Can be produced. By using the porous layer 6 having a three-dimensional mesh structure as the surface on which the object to be heated is placed, it is possible to obtain an effect of efficiently exhausting the combustion gas generated from the object in the heat treatment process of the electronic component. On the other hand, the porous layer 6 composed of only the three-dimensional mesh structure is insufficient in strength, abrasion resistance and the like. However, according to the air permeable setter of the present invention, the porous layer 6 having a porosity of 50 to 98% By providing a laminated structure of the porous layer 6 having a three-dimensional mesh structure and the Si-SiC dense layer 7 having a porosity of 1% or less, excellent air permeability, strength and abrasion resistance can be realized.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 복합 내화물(본 실시형태에서는, 치밀질층과 다공질층을 적층한 세터)에서의 SiC의 함유 비율이 35∼70 질량%, Si의 함유 비율이 25∼60 질량%가 되도록, 성형용 슬러리의 화학 성분을 조정하고 있다.As described above, in the present invention, the content ratio of SiC in the complex refractory material (in this embodiment, the setter in which the dense layer and the porous layer are laminated) is 35 to 70 mass%, the Si content is 25 to 60 mass% The chemical composition of the slurry for molding is adjusted.

본 실시형태에 있어서, 치밀질층은, 실시형태 1과 동일하게, 섬유형의 3차원 구조를 갖는 제1 Si-SiC 소결체부(1)와, 상기 섬유형의 3차원 구조를 지지하는 매트릭스로서의 기능을 갖는 제2 Si-SiC 소결체부(2)로 구성되어 있다.In the present embodiment, the dense layer includes a first Si-SiC sintered compact portion 1 having a fiber-like three-dimensional structure and a function as a matrix for supporting the fibrous three-dimensional structure And a second Si-SiC sintered body portion 2 having a second Si-

본 실시형태에 있어서, 다공질층(6)의 골격부는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 코어부(8)와, 표층부(9) 및 기공부(10)로 구성되어 있다. 코어부(8)와 표층부(9)는, 구성 원소 비율이 상이하여, 코어부(8)에서는, C 원소의 함유 비율이 5∼20 질량%, Si 원소의 함유 비율이 80∼95 질량%로 되어 있고, 표층부(9)에서는, C 원소의 함유 비율이 15∼50 질량%, Si 원소의 함유 비율이 50∼85 질량%로 되어 있다. 상기 골격부에서의 유리 탄소(F. C)의 함유량은 0.1% 이하이고, 상기 골격부에서 C 원소는, 거의 SiC로서 존재하고 있다. 따라서, 상기 원소 함유율로 이루어지는 코어부(8)에서는, 금속 Si를 주성분으로 하고, 잔부에 소량의 SiC를 함유하고 있다. 표층부(9)에서는, SiC를 주성분으로 하고, 그 기공에 금속 Si를 충전한 구조를 갖고 있다.In this embodiment, the skeleton of the porous layer 6 is composed of a core portion 8, a surface layer portion 9 and a punched portion 10 as shown in Fig. The core portion 8 and the surface layer portion 9 have different constituent elements and the content of the C element is 5 to 20 mass% and the content of the Si element is 80 to 95 mass% in the core portion 8 In the surface layer portion 9, the content of the C element is 15 to 50 mass% and the content of the Si element is 50 to 85 mass%. The content of free carbon (F.C) in the skeleton is 0.1% or less, and the element C in the skeleton substantially exists as SiC. Therefore, in the core portion 8 made of the above element content, the main component is metal Si and the remaining portion contains a small amount of SiC. The surface layer portion 9 has a structure in which SiC is the main component and the pores thereof are filled with metal Si.

코어부(8)의 C 원소의 함유 비율이 20 질량%보다 많은 경우에는, 코어부(8)에 기공이 잔존하기 쉬워, 강도가 저하된다. 한편, 5 질량%보다 적은 경우에는, 내열성이 저하되기 때문에, 고온의 소성 공정에서, 크리프 변형이 생기기 쉬워지므로, 코어부(8)의 C 원소의 함유 비율은 전술한 범위로 하는 것이 바람직하다.When the content ratio of the C element in the core portion 8 is more than 20 mass%, the pores are liable to remain in the core portion 8, and the strength is lowered. On the other hand, when the content is less than 5% by mass, the heat resistance is lowered, and therefore creep deformation tends to occur in a high-temperature firing step. Therefore, the content ratio of the C element in the core portion 8 is preferably within the above-

표층부(9)의 C 원소의 함유 비율이 50 질량%보다 많은 경우에는, SiC 입자 사이에 기공이 잔존하기 쉬워, 강도가 저하된다. 한편, 15 질량%보다 적은 경우에는, 내열성이 저하되기 때문에, 고온의 소성 공정에서, 크리프 변형이 생기기 쉬워지므로, 표층부(9)의 C 원소의 함유 비율은 전술한 범위로 하는 것이 바람직하다.When the content ratio of the C element in the surface layer portion 9 is more than 50 mass%, pores are likely to remain between the SiC grains and the strength is lowered. On the other hand, if it is less than 15% by mass, the heat resistance is lowered, so that creep deformation tends to occur in the high-temperature firing step, so that the content ratio of the C element in the surface layer portion 9 is preferably set within the above-

(실시형태 3 : 치밀질층과 다공질층을 적층한 필터)(Embodiment 3: a filter in which a dense layer and a porous layer are laminated)

또, 상기 실시형태 2에 있어서 사용되는 판형의 우레탄 폼 대신에, 예컨대 원기둥형의 우레탄 폼을 사용하고, 이 우레탄 폼의 임의의 면(예컨대 원기둥의 측면)에, 상기 ST3에서 제조한 프리 성형체를 접합하여 일체화함으로써, 기공률 50∼98%의 3차원 메시 구조를 갖는 Si-SiC 다공질층의 측면에 기공률 1% 이하의 Si-SiC 치밀질층을 구비한, 원기둥형의 Si-SiC제 필터를 제조할 수도 있다.It is also possible to use, for example, a cylindrical urethane foam in place of the plate-like urethane foam used in the second embodiment, and to apply the preformed product prepared in ST3 on any surface of the urethane foam (for example, SiC compacted layer having a porosity of 1% or less and a Si-SiC dense layer on the side of the Si-SiC porous layer having a three-dimensional mesh structure with a porosity of 50 to 98% It is possible.

실시예Example

[실시예 A][Example A]

하기의 실시예 1 내지 실시예 7의 방법으로 제조한 세터, 실시예 8의 방법으로 제조한 필터, 및 비교예 1의 방법으로 제조한 세터에 대하여 가열 시험을 행하고, 열충격에 의한 「균열」의 발생을 조사한 바, 실시예 1 내지 실시예 8에서는, 모두 「균열」이 확인되지 않은 반면, 비교예 1에서는 「균열」이 확인되었다. 또한, 하기의 실시예 1 내지 실시예 7의 방법으로 제조한 세터, 실시예 8의 방법으로 제조한 필터의 개략을 도 8에 나타낸다.The setter produced by the method of the following Examples 1 to 7, the filter prepared by the method of Example 8 and the setter produced by the method of Comparative Example 1 were subjected to a heating test, As a result of investigating the occurrence, "cracks" were not confirmed in all of Examples 1 to 8, while "cracks" in Comparative Example 1 were confirmed. The outline of the filter fabricated by the method of Examples 1 to 7 below and the filter fabricated by the method of Example 8 is shown in Fig.

(실시예 1 : 치밀질 세터)(Example 1: dense setter)

유기 용제에 평균 입경 1 ㎛의 SiC(-C, -B4C)를 분산시키고, 우레탄 수지(이소시아네이트)를 혼합한 SiC 슬러리에 150×150×두께 0.4 mm의 폴리우레탄 섬유 직물(폴리우레탄 섬유 10%와 폴리에스테르 섬유 90%의 교직으로서, 1올당의 굵기가 10 ㎛ 정도인 섬유를 굵기 200 ㎛ 정도로 묶은 섬유 다발이 3차원적으로 직조된 천)을 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 지그를 이용하여 고정하고, 슬러리를 경화시킴으로써 폴리우레탄 섬유의 표면에 SiC(-C, -B4C) 층을 형성한 성형체를 40℃∼110℃에서 건조시켜, 두께 0.5 mm의 SiC 성형체를 제조했다. 다음으로, SiC 성형체에 대하여, 중량비 110%의 금속 Si를 SiC 성형체에 접촉시킨 상태로 불활성 가스 분위기 내에서 1500℃로 소성하여, 150×150×두께 0.5 mm의 Si-SiC제의 세터를 제조했다. 제조한 세터의 기공률은 1% 이하였다.SiC slurry having an average particle diameter of 1 mu m dispersed in an organic solvent and having a urethane resin (isocyanate) mixed therein was coated with a polyurethane fiber cloth having a size of 150 x 150 x 0.4 mm (10% polyurethane fiber and A cloth in which a fiber bundle having a thickness of about 10 占 퐉 and having a thickness of about 200 占 퐉 is knitted in a three-dimensionally woven fabric) is dipped in a polyester textile 90% And the slurry was cured to form a SiC (-C, -B4C) layer on the surface of the polyurethane fiber. The formed body was dried at 40 to 110 deg. C to produce an SiC compact having a thickness of 0.5 mm. Next, the SiC formed body was fired at 1500 캜 in an inert gas atmosphere with a metal Si of 110% by weight in contact with the SiC formed body to prepare a setter of Si-SiC having a size of 150 x 150 x 0.5 mm in thickness . The porosity of the prepared setter was 1% or less.

(실시예 2 : 치밀질 세터)(Example 2: dense setter)

유기 용제에 평균 입경 1 ㎛의 SiC(-C, -B4C)를 분산시키고, 우레탄 수지(이소시아네이트)를 혼합한 SiC 슬러리에 150×150×두께 0.05 mm의 펄프 부직포(펄프 섬유로 성형된 천)를 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 지그를 이용하여 고정하고, 슬러리를 경화시킴으로써 펄프 섬유의 표면에 SiC(-C, -B4C) 층을 형성한 성형체를 40℃∼110℃에서 건조시켜, 두께 0.1 mm의 SiC 성형체를 제조했다. 다음으로, SiC 성형체에 대하여, 중량비 90%의 금속 Si를 SiC 성형체에 접촉시킨 상태로 불활성 가스 분위기 내에서 1500℃로 소성하여, 150×150×두께 0.1 mm의 Si-SiC제의 세터를 제조했다. 제조한 세터의 기공률은 1% 이하였다.A pulp nonwoven fabric (a cloth formed of pulp fibers) having a size of 150 x 150 x 0.05 mm in thickness was applied to an SiC slurry in which SiC (-C, -B4C) having an average particle size of 1 mu m was dispersed in an organic solvent and a urethane resin (isocyanate) The slurry is immersed and removed with a jig, and the slurry is cured to form a SiC (-C, -B4C) layer on the surface of the pulp fiber. The formed body is then dried at 40 to 110 deg. A 0.1 mm SiC compact was produced. Next, the SiC formed body was fired at 1500 캜 in an inert gas atmosphere in a state in which metal Si of 90% by weight was in contact with the SiC formed body to prepare a setter of Si-SiC having a size of 150 × 150 × 0.1 mm in thickness . The porosity of the prepared setter was 1% or less.

(실시예 3 : 적층 구조를 갖는 치밀질 세터)(Example 3: dense setter having a laminated structure)

유기 용제에 평균 입경 1 ㎛의 SiC(-C, -B4C)를 분산시키고, 우레탄 수지(이소시아네이트)를 혼합한 SiC 슬러리에 150×150×0.4 mm의 폴리우레탄 섬유 직물(폴리우레탄 섬유 10%와 폴리에스테르 섬유 90%의 교직으로서, 1올당의 굵기가 10 ㎛ 정도인 섬유를 굵기 200 ㎛ 정도로 묶은 섬유 다발이 3차원적으로 직조된 천)을, 인접하는 폴리우레탄 섬유 직물이 적층면에 수직한 축을 중심으로 45°회전시키고, 4장만큼 겹쳐 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 총두께 2 mm가 되도록 지그를 이용하여 가압한 상태로 고정하고, 그대로 슬러리를 경화시킴으로써 우레탄 섬유의 표면 상에 SiC(-C, -B4C) 층을 형성한 성형체를 40℃∼110℃에서 건조시켜, 총두께 2 mm의 적층 구조를 갖는 SiC 성형체를 제조했다. 다음으로, 실시예 1과 동일하게 소성하여, 도 2에 나타낸 조성상과 대략 동일한 조성으로 이루어지는 Si-SiC 치밀질층을 4층 적층한 구조를 갖는 150×150×총두께 2 mm의 Si-SiC제의 세터를 제조했다. 제조한 세터의 기공률은 1% 이하였다.A SiC slurry having an average particle diameter of 1 占 퐉 of an average particle size of 1 占 퐉 and dispersed in an urethane resin (isocyanate) was dispersed in an organic solvent, and a 150 占 150 占 0.4 mm polyurethane fiber cloth (polyurethane fiber 10% A cloth in which a fiber bundle is three-dimensionally woven by bundling fibers having a thickness of about 10 占 퐉 in a thickness of about 200 占 퐉 per one ol of an ester fiber of 90% of an ester fiber), and an adjacent polyurethane fiber cloth has an axis perpendicular to the lamination surface The slurry was immersed in water by 45 ° centrally, and the excess slurry was removed. Thereafter, the slurry was fixed in a state of being pressurized with a jig to a total thickness of 2 mm, and the slurry was directly cured, (-C, -B4C) layer was dried at 40 to 110 deg. C to produce an SiC compact having a laminated structure with a total thickness of 2 mm. Next, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain a Si-SiC made of a 150 × 150 × 2 mm total thickness having a structure in which four Si-SiC dense layers having substantially the same composition as the composition shown in FIG. Setter. The porosity of the prepared setter was 1% or less.

(실시예 4 : 치밀질층과 다공질층을 적층한 통기성 세터)(Example 4: air permeable setter in which a dense quality layer and a porous layer were laminated)

유기 용제에 SiC(-C, -B4C)를 분산시키고, 우레탄 수지(이소시아네이트)를 혼합한 SiC 슬러리에 150×150×두께 0.4 mm의 폴리우레탄 섬유 직물(폴리우레탄 섬유 10%와 폴리에스테르 섬유 90%의 교직으로서, 1올당의 굵기가 10 ㎛ 정도인 섬유를 굵기 200 ㎛ 정도로 묶은 섬유 다발이 3차원적으로 직조된 천)을 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 지그를 이용하여 고정하고, 슬러리를 경화시킴으로써폴리우레탄 섬유의 표면에 SiC(-C, -B4C) 층을 형성한 두께 0.5 mm의 SiC 성형체(프리 성형체 1)를 얻었다. 다음으로, 상기 SiC 슬러리에 150×150×두께 1.5 mm의 우레탄 폼을 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 우레탄 폼의 표면에 SiC(-C, -B4C) 층을 형성한 두께 1.5 mm의 SiC 성형체(프리 성형체 2)를 얻었다. 상기 프리 성형체 1을 프리 성형체 2의 일면(평평하게 놓았을 때의 상면 또는 하면)에 접합하여 일체화한 후, 총두께 2 mm가 되도록 지그를 이용하여 고정하고, 그대로 슬러리를 경화시키고, 40℃∼110℃에서 건조시켜, 총두께 2 mm의 SiC 성형체를 제조했다. 다음으로, 실시예 1과 동일하게 소성하여, 두께 0.5 mm의 Si-SiC 치밀질층, 및 3차원 메시 구조를 갖는 두께 1.5 mm의 Si-SiC 다공질층을 적층한 구조를 갖는, 150×150×총두께 2 mm의 Si-SiC제의 세터를 제조했다. 제조한 세터에서의 Si-SiC 치밀질층의 기공률은 1% 이하이고, Si-SiC 다공질층의 기공률은 80%였다.A polyurethane fiber cloth (10% polyurethane fiber and 90% polyester fiber) having a size of 150 x 150 x 0.4 mm in thickness was prepared by dispersing SiC (-C, -B4C) in an organic solvent and mixing SiC slurry containing urethane resin (isocyanate) A fabric in which a bundle of fibers each having a thickness of about 10 占 퐉 and having a thickness of about 200 占 퐉 is three-dimensionally woven) is immersed in the cloth, and the surplus slurry is removed and fixed with a jig, To obtain an SiC formed body (preform 1) having a thickness of 0.5 mm in which a SiC (-C, -B4C) layer was formed on the surface of the polyurethane fiber. Next, a urethane foam having a size of 150 × 150 × 1.5 mm was immersed in the SiC slurry, and a surplus slurry was removed. Thereafter, a SiC (-C, -B4C) layer having a thickness of 1.5 mm was formed on the surface of the urethane foam Thereby obtaining a molded article (preformed article 2). The preform 1 is bonded to one surface (upper surface or lower surface when placed flat) of the preform 2, integrated with a jig so as to have a total thickness of 2 mm, and the slurry is directly cured, And dried at 110 DEG C to produce a SiC compact having a total thickness of 2 mm. Next, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain a 150 x 150 x gun having a structure in which a Si-SiC dense layer having a thickness of 0.5 mm and a Si-SiC porous layer having a thickness of 1.5 mm having a three- A setter of Si-SiC having a thickness of 2 mm was produced. The porosity of the Si-SiC dense layer in the prepared setter was 1% or less, and the porosity of the Si-SiC porous layer was 80%.

(실시예 5 : 다공질층의 에지부에 치밀질층을 적층한 통기성 세터)(Example 5: air permeable setter in which a dense layer was laminated on the edge portion of the porous layer)

유기 용제에 SiC(-C, -B4C)를 분산시키고, 우레탄 수지(이소시아네이트)를 혼합한 SiC 슬러리에 150×150×두께 5 mm의 우레탄 폼을 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 지그를 이용하여 고정하고, 슬러리를 경화시킴으로써, 우레탄 폼의 표면에 SiC(-C, -B4C) 층을 형성하여, 3차원 메시 구조를 갖는, 두께 5 mm의 SiC 성형체(프리 성형체 3)를 얻었다. 다음으로, 상기 SiC 슬러리에 150×15×두께 0.05 mm의 펄프 부직포(펄프 섬유로 성형된 천)를 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 상기 프리 성형체 3의 4변의 에지부(상하면의 단부 및 측면)에 접합하여 일체화한 후, 총두께가 5 mm가 되도록 지그를 이용하여 고정하고, 그대로 슬러리를 경화시키고, 40℃∼110℃에서 건조시켜, 총두께 5 mm의 SiC 성형체를 제조했다. 다음으로, 실시예 1과 동일하게 소성하여, 3차원 메시 구조를 갖는 두께 5 mm의 Si-SiC 다공질층에서의 4변의 에지부(상하면의 단부 각 5 mm 및 측면)에, 두께 0.1 mm의 Si-SiC 치밀질층을 적층한, 150×150×총두께 5 mm의 Si-SiC제의 세터를 제조했다. 제조한 세터에서의 Si-SiC 치밀질층(에지부)의 기공률은 1% 이하이고, Si-SiC 다공질층의 기공률은 80%였다.A urethane foam having a size of 150 x 150 x 5 mm in thickness was immersed in a SiC slurry in which SiC (-C, -B4C) was dispersed in an organic solvent and a urethane resin (isocyanate) was mixed. After the excess slurry was removed, And the slurry was cured to form a SiC (-C, -B4C) layer on the surface of the urethane foam to obtain a SiC formed body (preformed body 3) having a thickness of 5 mm and having a three-dimensional mesh structure. Next, after pulp nonwoven fabric (cloth formed of pulp fiber) having a size of 150 x 15 x 0.05 mm in thickness was immersed in the SiC slurry and the excess slurry was removed, the edge portions of the four sides of the preformed body 3 Side surface), integrated with each other, fixed with a jig so that the total thickness was 5 mm, the slurry was directly cured, and dried at 40 to 110 deg. C to produce a SiC compact having a total thickness of 5 mm. Next, firing was carried out in the same manner as in Example 1, and Si-SiC porous layers each having a three-dimensional mesh structure with a thickness of 5 mm were coated with Si (thickness: 0.1 mm) -SiC dense layer was laminated on the Si-SiC substrate to obtain a setter of Si-SiC of 150 mm x 150 mm total thickness of 5 mm. The porosity of the Si-SiC dense layer (edge portion) in the produced setter was 1% or less and the porosity of the Si-SiC porous layer was 80%.

(실시예 6 : 2차원 메시형 구조를 갖는 통기성 세터)(Example 6: air-permeable setter having a two-dimensional mesh structure)

유기 용제에 평균 입경 1 ㎛의 SiC(-C, -B4C)를 분산시키고, 우레탄 수지(이소시아네이트)를 혼합한 SiC 슬러리에 150×150×두께 0.8 mm의 폴리에스테르 망[폴리에스테르 섬유 100%로서, 1올당의 굵기가 400 ㎛인 섬유가 눈금 간격(섬유의 간격)이 600 ㎛가 되도록, 3차원적으로 또는 실질적으로 2차원적으로 직조된 망]을 침지하고, 눈금 간격이 슬러리로 메워지지 않도록 잉여의 슬러리를 제거한 후, 지그를 이용하여 고정하고, 슬러리를 경화시킴으로써, 폴리에스테르 섬유의 표면에 SiC(-C, -B4C) 층을 형성한 성형체를 40℃∼110℃에서 건조시켜, 골격 직경이 500 ㎛, 눈금 간격이 500 ㎛인 2차원 메시형 구조를 갖는, 두께 1 mm의 SiC 성형체를 제조했다. 다음으로, 실시예 1과 동일하게 소성하여, 골격 직경이 500 ㎛, 눈금 간격이 500 ㎛인 2차원 메시형 구조를 갖는, 150×150×두께 1 mm의 Si-SiC제의 세터를 제조했다. 제조한 세터에서의, 2차원 메시형 구조를 형성하는 Si-SiC 치밀질층의 골격부의 기공률은 1% 이하였다.A SiC slurry in which SiC (-C, -B4C) having an average particle size of 1 占 퐉 was dispersed in an organic solvent and a urethane resin (isocyanate) mixed therein was coated with a polyester net having a size of 150 占 150 占 0.8 mm Three-dimensionally or substantially two-dimensionally woven webs are immersed so that the fibers having a thickness of 400 占 퐉 per one per 100 占 퐉 are spaced apart by 600 占 퐉 so that the intervals of the scales are not filled with the slurry After the excess slurry is removed, it is fixed with a jig and the slurry is cured to form a SiC (-C, -B4C) layer on the surface of the polyester fiber, and the resulting molded body is dried at 40 to 110 DEG C, A SiC compact having a thickness of 1 mm and a two-dimensional mesh structure of 500 mu m and a scale interval of 500 mu m was produced. Next, the same set as in Example 1 was fired to produce a setter made of Si-SiC having a two-dimensional mesh structure with a skeleton diameter of 500 mu m and a scale interval of 500 mu m and having a size of 150 x 150 x 1 mm thick. The porosity of the skeleton of the Si-SiC dense layer forming the two-dimensional mesh structure in the produced setter was 1% or less.

본 실시예의 세터는, 2차원 메시형 골격 구조를 갖는 치밀질층으로 형성되고, 피가열물을 적재하는 면에 관통구를 갖고 있다. 예컨대, 본 세터에서의 관통구의 직경은 500 ㎛, 간격은 500 ㎛였다. 피가열물을 적재하는 면에서의 관통구의 개구율[피가열물을 적재하는 면의 면적(본 실시예에서는 150×150 mm2)에 대한 관통구의 총면적의 비율]의 합계는 16%였다.The setter of the present embodiment is formed of a dense layer having a two-dimensional mesh-like framework structure, and has a through-hole on the surface on which the object to be heated is placed. For example, the diameter of the through-holes in this setter was 500 μm and the interval was 500 μm. The ratio of the aperture ratio of the through-holes on the surface on which the object to be heated was placed (the ratio of the total area of the through-holes to the area of the surface on which the object to be heated was placed (150 × 150 mm 2 in this embodiment)] was 16%.

(실시예 7 : 표층에 2차원 메시형의 요철부를 갖는 통기성 세터)(Example 7: air-permeable setter having a two-dimensional mesh-type concave-convex portion on the surface layer)

유기 용제에 평균 입경 1 ㎛의 SiC(-C, -B4C)를 분산시키고, 우레탄 수지(이소시아네이트)를 혼합한 SiC 슬러리에 150×150×두께 0.8 mm의 폴리에스테르 망[폴리에스테르 섬유 100%로서, 1올당의 굵기가 400 ㎛인 섬유가 눈금 간격(섬유의 간격)이 600 ㎛가 되도록, 3차원적으로 또는 실질적으로 2차원적으로 직조된 망]을 침지하고, 눈금 간격이 슬러리로 메워지지 않도록 잉여의 슬러리를 제거한 후, 지그를 이용하여 고정하고, 슬러리를 경화시킴으로써, 폴리에스테르 섬유의 표면에 SiC(-C, -B4C) 층을 형성한, 골격 직경이 500 ㎛, 눈금 간격이 500 ㎛인 2차원 메시형 구조를 갖는, 두께 1 mm의 SiC 성형체(프리 성형체 4)를 얻었다. 다음으로, 상기 SiC 슬러리에 150×150×두께 0.4 mm의 폴리우레탄 섬유 직물(폴리우레탄 섬유 10%와 폴리에스테르 섬유 90%의 교직으로서, 1올당의 굵기가 10 ㎛ 정도인 섬유를 굵기 200 ㎛ 정도로 묶은 섬유 다발이 3차원적으로 직조된 천)을 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 지그를 이용하여 고정하고, 슬러리를 경화시킴으로써 폴리우레탄 섬유의 표면에 SiC(-C, -B4C) 층을 형성한 두께 0.5 mm의 SiC 성형체(프리 성형체 5)를 얻었다. 성형체 슬러리를 이용하여, 상기 프리 성형체 4를 프리 성형체 5의 일면(평평하게 놓았을 때의 상면 또는 하면)에 접합하여 일체화한 후, 총두께 2 mm가 되도록 지그를 이용하여 고정하고, 그대로 슬러리를 경화시키고, 40℃∼110℃에서 건조를 행하여, 총두께 2 mm의 SiC 성형체를 제조했다. 다음으로, 실시예 1과 동일하게 소성하여, 두께 1 mm의 Si-SiC 치밀질층의 표층에, 두께 1 mm의 Si-SiC 치밀질의 골격으로 형성된 2차원 메시형의 층을 적층한 구조를 갖는, 150×150×총두께 2 mm의 Si-SiC제의 세터를 제조했다. 제조한 세터에서의, 2차원 메시형의 층을 형성하는 Si-SiC 치밀질의 골격부 및 Si-SiC 치밀질층의 기공률은 모두 1% 이하였다.A SiC slurry in which SiC (-C, -B4C) having an average particle size of 1 占 퐉 was dispersed in an organic solvent and a urethane resin (isocyanate) mixed therein was coated with a polyester net having a size of 150 占 150 占 0.8 mm Three-dimensionally or substantially two-dimensionally woven webs are immersed so that the fibers having a thickness of 400 占 퐉 per one per 100 占 퐉 are spaced apart by 600 占 퐉 so that the intervals of the scales are not filled with the slurry After removing the surplus slurry, it was fixed with a jig and the slurry was cured to form a SiC (-C, -B4C) layer on the surface of the polyester fiber. The skeleton diameter was 500 mu m and the scale interval was 500 mu m An SiC formed body (preformed body 4) having a thickness of 1 mm and having a two-dimensional mesh structure was obtained. Next, the above-mentioned SiC slurry was coated with a polyurethane fiber cloth (150% by weight x 0.4 mm thick) having 10% polyurethane fibers and 90% polyester fibers, each having a thickness of about 10 mu m per 100 mu m (--C, -B4C) layer is formed on the surface of the polyurethane fiber by immersing the bundle of bundles of fibers in a three-dimensionally woven fabric, removing the excess slurry, fixing the bundle using a jig, and curing the slurry Thereby obtaining an SiC formed body (preformed body 5) having a thickness of 0.5 mm formed. The preforms 4 were bonded to one surface (upper surface or lower surface when laid flat) of the preforms 5 by using a molded body slurry, integrated with a jig so as to have a total thickness of 2 mm, Cured, and dried at 40 ° C to 110 ° C to produce an SiC compact having a total thickness of 2 mm. Next, the same procedure as in Example 1 was carried out to form a two-dimensional mesh-shaped layer formed of Si-SiC dense skeleton having a thickness of 1 mm on the surface layer of the Si-SiC dense layer having a thickness of 1 mm, A setter made of Si-SiC having a size of 150 x 150 x total thickness of 2 mm was produced. The Si-SiC compactness skeleton and the Si-SiC dense layer forming the two-dimensional mesh type layer in the produced setter had a porosity of 1% or less.

본 실시예의 세터는, 비가열물을 적재하는 면에 2차원 메시형의 요철부를 갖고 있다. 예컨대, 본 세터에서의 볼록부(골격부)의 폭은 500 ㎛, 깊이는 500 ㎛, 간격은 500 ㎛이었다. 바꾸어 말하면, 오목부의 깊이는 500 ㎛, 간격은 500 ㎛이었다. 상기 오목부를 개구부로 간주한 경우, 피가열물을 적재하는 면에서의 오목부의 개구율[피가열물을 적재하는 면의 면적(본 실시예에서는 150×150 mm2)에 대한 오목부의 총면적의 비율]의 합계는 16%였다.The setter of the present embodiment has a two-dimensional mesh-shaped concavo-convex portion on the surface on which the non-heated object is placed. For example, the width of the convex portion (skeleton) in the setter was 500 μm, the depth was 500 μm, and the interval was 500 μm. In other words, the depth of the concave portion was 500 mu m and the interval was 500 mu m. (The ratio of the total area of the concave portion to the area of the surface on which the object to be heated is placed (in this embodiment, 150 x 150 mm 2 )) on the surface on which the object to be heated is placed, Was 16%.

(실시예 8 : 다공질층의 측벽부에 치밀질층을 적층한 필터)(Example 8: filter obtained by laminating a dense layer on the side wall of the porous layer)

유기 용제에 SiC(-C, -B4C)를 분산시키고, 우레탄 수지(이소시아네이트)를 혼합한 SiC 슬러리에 직경 99 mm×길이 100 mm의 원기둥형의 우레탄 폼을 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 지그를 이용하여 고정하고, 슬러리를 경화시킴으로써, 우레탄 폼의 표면에 SiC(-C, -B4C) 층을 형성한 3차원 메시 구조를 갖는, 직경 99 mm×길이 100 mm의 원기둥형의 SiC 성형체(프리 성형체 8)를 제조했다. 다음으로, 상기 SiC 슬러리에 310×100×두께 0.4 mm의 폴리우레탄 섬유 직물(폴리우레탄 섬유 10%와 폴리에스테르 섬유 90%의 교직으로서, 1올당의 굵기가 10 ㎛ 정도인 섬유를 굵기 200 ㎛ 정도로 묶은 섬유 다발이 3차원적으로 직조된 천)을 침지하고, 잉여의 슬러리를 제거한 후, 상기 프리 성형체 8의 측면(원기둥의 측면)에 접합하여 일체화한 후, 직경 100 mm×길이 100 mm의 원기둥형이 되도록 지그를 이용하여 고정하고, 그대로 슬러리를 경화시키고, 40℃∼110℃에서 건조를 행하여, 직경 100 mm×길이 100 mm의 원기둥형의 SiC 성형체를 제조했다. 다음으로, 실시예 1과 동일하게 소성하여, 3차원 메시 구조를 갖는 직경 99 mm×길이 100 mm의 원기둥형의 Si-SiC 다공질층의 측벽부에, 두께 0.5 mm의 Si-SiC 치밀질층을 적층한 구조를 갖는 직경 100 mm×길이 100 mm의 원기둥형의 Si-SiC제의 필터를 제조했다. 제조한 필터에서의 Si-SiC 치밀질층의 기공률은 1% 이하이고, Si-SiC 다공질층의 기공률은 80%였다.A cylindrical urethane foam having a diameter of 99 mm and a length of 100 mm was immersed in an SiC slurry in which SiC (-C, -B4C) was dispersed in an organic solvent and a urethane resin (isocyanate) was mixed. After removing a surplus slurry, Shaped SiC formed body having a diameter of 99 mm and a length of 100 mm and having a three-dimensional mesh structure in which a SiC (-C, -B4C) layer was formed on the surface of the urethane foam by fixing using a jig Free preform 8). Next, the above-mentioned SiC slurry was coated with a polyurethane fiber cloth of 310 x 100 x 0.4 mm thickness (10% of polyurethane fibers and 90% of polyester fibers), and fibers having a thickness of about 10 mu m per one- After the excess slurry was removed, the slurry was bonded to the side surface (the side surface of the cylinder) of the preformed body 8 and integrated. Then, a cylindrical body having a diameter of 100 mm and a length of 100 mm The slurry was directly cured and dried at 40 to 110 DEG C to prepare a cylindrical SiC compact having a diameter of 100 mm and a length of 100 mm. Next, firing was carried out in the same manner as in Example 1 to laminate Si-SiC dense layers having a thickness of 0.5 mm on side walls of a cylindrical Si-SiC porous layer having a diameter of 99 mm and a length of 100 mm and having a three- A cylindrical Si-SiC filter having a structure of 100 mm in diameter and 100 mm in length was produced. The porosity of the Si-SiC dense layer in the fabricated filter was 1% or less, and the porosity of the Si-SiC porous layer was 80%.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

공지된 수법(예컨대, 일본 특허 공개 제2012-56831호 등에 기재된 수법. 구체적으로는, SiC 분체 및 C 분체에 적당량의 유기 바인더 및 물을 첨가하여 혼련한 성형용 원료를 이용하여 SiC-C 성형체를 제조하고, 계속해서, 이 SiC-C 성형체를, 금속 Si와 접촉시킨 상태로 불활성 가스 분위기 내에서 1400℃∼1500℃로 1∼3시간 동안 소성하고, Si-SiC 성형체의 기공에 금속 Si를 함침함으로써 Si-SiC 소결체를 얻는 수법)에 따라, 모놀리식(monolithic) 구조(상기 제1 Si-SiC 소결체부를 갖고 있지 않고, 제2 Si-SiC 소결체부만으로 이루어지는 구조)를 갖는, 두께 2 mm의 Si-SiC제의 세터를 제조했다.Specifically, a SiC-C molded article is obtained by using a raw material for molding kneaded by adding an appropriate amount of an organic binder and water to SiC powder and C powder, and a known method (for example, the method described in Japanese Patent Laid- Then, this SiC-C molded body is fired in an inert gas atmosphere at a temperature of 1400 ° C. to 1500 ° C. for 1 to 3 hours in a state of being in contact with metallic Si to impregnate metallic Si with pores of the Si- SiC sintered body) having a thickness of 2 mm, which has a monolithic structure (a structure which does not have the first Si-SiC sintered body portion but only the second Si-SiC sintered body portion) A setter made of Si-SiC was produced.

[실시예 B][Example B]

상기 실시예 1의 방법으로, SiC 슬러리의 화학 성분을 각각 변경하여, 하기 표 2에 기재한 실시예 9 내지 실시예 11 및 비교예 2 및 비교예 3에 나타내는 세터를 제조하고, 또한, 상기 비교예 1의 방법으로, 하기 표 2에 기재한 비교예 4에 나타내는 세터를 제조했다. 표 2에 기재한 실시예 9 내지 실시예 11 및 비교예 2 내지 비교예 4에 나타내는 각 조성의 각 세터에 대하여 가열 시험을 행하고, 열충격에 의한 「균열」의 발생을 조사한 바, 실시예 9 내지 실시예 11에서는 모두, 비교예 2 내지 비교예 4와 비교하여 내열충격의 향상이 확인되었다.The chemical components of the SiC slurry were respectively changed by the method of Example 1 to prepare the setters shown in Examples 9 to 11 and Comparative Examples 2 and 3 set forth in Table 2 below, A setter shown in Comparative Example 4 described in Table 2 below was prepared by the method of Example 1. Each of the setters of the compositions shown in Examples 9 to 11 and Comparative Examples 2 to 4 described in Table 2 was subjected to a heating test to investigate occurrence of " cracking " by thermal shock, In Example 11, improvement in thermal shock resistance was confirmed as compared with Comparative Examples 2 to 4.

Figure pat00002
Figure pat00002

[실시예 C][Example C]

상기 실시예 4의 방법으로, 상기 실시예 9 내지 실시예 11 및 비교예 2 및 비교예 3의 조성이 되도록 화학 성분을 각각 변경하여 제조한 SiC 슬러리를 이용하여, 150×150×두께 0.5 mm의 SiC 성형체(프리 성형체 1 : 치밀질층) 및 150×150×두께 1.5 mm의 SiC 성형체(프리 성형체 2 : 다공질층)를 얻었다. 상기 프리 성형체 1을 프리 성형체 2의 일면(평평하게 놓았을 때의 상면 또는 하면)에 접합하여 일체화한 후, 상기 실시예 4의 방법으로, 건조 및 소성을 행하여, 하기 표 3에 기재한 실시예 12 내지 실시예 14 및 비교예 5 및 비교예 6에 나타내는 각 세터를 제조했다. 또한, 상기 비교예 1의 방법으로, 상기 비교예 4의 조성이 되는 150×150×두께 0.5 mm의 SiC 성형체(프리 성형체 1 : 치밀질층)를 얻었다. 계속해서 상기 실시예 4의 방법으로, 상기 실시예 14의 조성이 되는 150×150×두께 1.5 mm의 SiC 성형체(프리 성형체 2 : 다공질층)를 얻었다. 상기 프리 성형체 1을 프리 성형체 2의 일면(평평하게 놓았을 때의 상면 또는 하면)에 접합하여 일체화한 후, 상기 실시예 4의 방법으로 건조 및 소성을 행하여, 하기 표 3에 기재한 비교예 7에 나타내는 세터를 제조했다. 이들은 모두, 두께 0.5 mm의 Si-SiC 치밀질층과 3차원 메시 구조를 갖는 두께 1.5 mm의 Si-SiC 다공질층을 적층한 구조를 갖는, 총두께 2 mm의 Si-SiC제의 통기성 세터이다. 제조한 각 통기성 세터에서의 Si-SiC 치밀질층의 기공률은 모두 1% 이하이고, Si-SiC 다공질층의 기공률은 모두 80%였다. 표 3에 나타내는 실시예 12 내지 실시예 14 및 비교예 5 내지 비교예 7에 나타내는 각 조성의 각 세터에 대하여 가열 시험을 행하고, 열충격에 의한 「균열」의 발생을 조사한 바, 실시예 12 내지 실시예 14에서는 모두, 비교예 5 내지 비교예 7과 비교하여 내열충격의 향상이 확인되었다.Using the SiC slurry prepared by changing the chemical components to the compositions of Examples 9 to 11 and Comparative Examples 2 and 3 by the method of Example 4, the SiC slurry having a size of 150 x 150 x 0.5 mm To obtain an SiC compact (preform 1: compacted layer) and a 150 占 150 占 1.5 mm SiC compact (preform 2: porous layer). The preform 1 was bonded to one surface (upper surface or lower surface when laid flat) of the preform 2 and integrated, followed by drying and firing in the same manner as in Example 4, 12 to Example 14 and Comparative Example 5 and Comparative Example 6 were produced. In addition, by the method of Comparative Example 1, a SiC compact (150 mm x 150 mm thick 0.5 mm thick) of the composition of Comparative Example 4 (preform 1: dense layer) was obtained. Subsequently, an SiC compact (a preform 2: porous layer) having a composition of the composition of Example 14 and having a size of 150 mm x 150 mm and a thickness of 1.5 mm was obtained. The preform 1 was bonded to one surface (upper surface or lower surface when laid flat) of the preform 2 and integrated, followed by drying and firing in the same manner as in Example 4 to obtain Comparative Example 7 Was prepared. All of these are breathable setters made of Si-SiC having a total thickness of 2 mm, having a structure in which a Si-SiC dense layer having a thickness of 0.5 mm and a Si-SiC porous layer having a thickness of 1.5 mm having a three-dimensional mesh structure are laminated. The porosity of the Si-SiC dense layer in each of the manufactured breathable setters was 1% or less, and the porosity of the Si-SiC porous layer was 80%. Each of the setters of the compositions shown in Examples 12 to 14 and Comparative Examples 5 to 7 shown in Table 3 was subjected to a heating test to investigate occurrence of " cracking " In Example 14, improvement in thermal shock resistance was confirmed as compared with Comparative Examples 5 to 7. [

Figure pat00003
Figure pat00003

1 : 제1 Si-SiC 소결체부, 2 : 제2 Si-SiC 소결체부, 3 : 골격부, 4 : 공극부, 5 : SiC 층, 6 : 다공질층, 7 : 치밀질층, 8 : 코어부, 9 : 표층부, 10 : 기공부 1: SiC sintered body part, 2: SiC sintered body part, 3: skeleton part, 4: void part, 5: SiC layer, 6: porous layer, 7: dense layer, 9: surface layer, 10:

Claims (10)

화학 성분으로서, SiC를 35∼70 질량%만큼 그리고 금속 Si를 25∼60 질량%만큼 함유하고,
섬유형의 3차원 구조를 갖는 제1 Si-SiC 소결체부와, 상기 섬유형의 3차원 구조를 지지하는 매트릭스인 제2 Si-SiC 소결체부로 구성되고,
상기 제1 Si-SiC 소결체부를 제2 Si-SiC 소결체부로 덮은 구조를 가지며,
상기 제1 Si-SiC 소결체부와 제2 Si-SiC 소결체부는 모두 기공률 1% 이하의 치밀질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 내화물.
As a chemical component, SiC is contained in an amount of 35 to 70 mass% and metal Si is contained in an amount of 25 to 60 mass%
A first Si-SiC sintered body portion having a fiber-like three-dimensional structure and a second Si-SiC sintered body portion serving as a matrix for supporting the fibrous three-dimensional structure,
The first Si-SiC sintered body portion is covered with a second Si-SiC sintered body portion,
Wherein the first Si-SiC sintered body portion and the second Si-SiC sintered body portion are both dense with a porosity of 1% or less.
제1항에 있어서, 화학 성분으로서, SiC를 40∼65 질량%만큼 그리고 금속 Si를 30∼55 질량%만큼 함유하는 것을 특징으로 하는 복합 내화물.The composite refractory according to claim 1, wherein as the chemical component, SiC is contained by 40 to 65 mass% and metal Si is contained by 30 to 55 mass%. 제1항에 있어서, 상기 제1 Si-SiC 소결체부는, 금속 Si를 주성분으로 하고, 잔부에 SiC를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 제2 Si-SiC 소결체부는, SiC를 주성분으로 하고, 잔부에 금속 Si를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 내화물.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first Si-SiC sintered body portion comprises metal Si as a main component and SiC as a remainder,
Wherein the second Si-SiC sintered body portion comprises SiC as a main component and metallic Si as a remainder.
제1항에 있어서, 상기 제1 Si-SiC 소결체부에서의 C 원소의 함유 비율이 5∼45 질량%이고,
상기 제2 Si-SiC 소결체부에서의 C 원소의 함유 비율이 15∼60 질량%인 것을 특징으로 하는 복합 내화물.
The method according to claim 1, wherein the content ratio of element C in the first Si-SiC sintered body portion is 5 to 45 mass%
And the content ratio of element C in the second Si-SiC sintered body portion is 15 to 60 mass%.
제1항에 기재된 복합 내화물을 2층 이상 적층한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 복합 내화물.A composite refractory characterized by having a structure in which two or more layers of the composite refractory according to claim 1 are laminated. 제5항에 있어서, 인접하는 두 층에 있어서 상기 섬유형의 3차원 구조를 갖는 제1 Si-SiC 소결체부가 적층면에 수직인 축을 중심으로 1° 이상의 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 내화물.The composite refractory according to claim 5, wherein the first Si-SiC sintered body having the fibrous three-dimensional structure in the adjacent two layers has an anisotropy of 1 DEG or more around an axis perpendicular to the laminated surface. 제1항에 기재된 복합 내화물에, 3차원 메시형 구조를 갖는 다공질층을 적층시킨 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 복합 내화물.A composite refractory characterized by having a structure in which a porous layer having a three-dimensional mesh structure is laminated on the complex refractory according to claim 1. 제1항에 기재된 복합 내화물을 이용한 세터로서, 2차원 메시형 골격 구조를 갖는 치밀질층으로 형성되고, 피가열물을 적재하는 면에 관통구를 갖고 있으며, 개구율의 합계가 10% 이상인 것을 특징으로 하는 세터. A setter using the complex refractory according to claim 1, characterized in that it is formed of a dense layer having a two-dimensional mesh-like framework structure, has a through-hole on a surface on which the object to be heated is placed, and has a total opening ratio of 10% Setter. 제1항에 기재된 복합 내화물을 이용한 세터로서, 피가열물을 적재하는 면에 2차원 메시형의 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 세터. A setter using the complex refractory according to claim 1, wherein the setter has a two-dimensional mesh-shaped concavo-convex portion on the surface on which the object to be heated is placed. 유기 용제에 SiC 분말을 분산시키고, 또한 겔화제를 첨가하여 얻어진 성형용 슬러리에, 템플릿을 침지하고, 슬러리를 경화시켜 SiC 성형체로 하는 성형 공정과, 상기 SiC 성형체에 금속 Si를 접촉시킨 상태에서, 불활성 가스 분위기 중에서 소성을 행하고, SiC 성형체에 금속 Si를 함침시켜 Si-SiC 소결체로 하는 소성 공정을 갖는 복합 내화물의 제조방법으로서, 상기 템플릿으로서 가연성 혹은 열경화성의 섬유 및/또는 가연성 혹은 열경화성의 섬유로 이루어지는 시트형의 직물 및/또는 부직포를 이용하는 것을 특징으로 하는 복합 내화물의 제조방법.
A forming step of forming a SiC compact by immersing a template in a slurry obtained by dispersing SiC powder in an organic solvent and further adding a gelling agent and curing the slurry; A method for producing a composite refractory material having a sintering step in which an SiC compact is impregnated with a metal Si to form a Si-SiC sintered compact by firing in an inert gas atmosphere, wherein the template is a combustible or thermosetting fiber and / And a non-woven fabric is used as the non-woven fabric.
KR1020150148668A 2014-10-27 2015-10-26 Composite refractory and method for manufacturing the same KR102434077B1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200115128A (en) * 2019-03-29 2020-10-07 엔지케이 인슐레이터 엘티디 Firing jig

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018020860A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 日本碍子株式会社 Porous ceramic particles and porous ceramic structure
CN108117381A (en) * 2017-12-25 2018-06-05 江苏三恒高技术窑具有限公司 A kind of inertia composite calcining-endure plate and preparation method thereof
WO2021065355A1 (en) * 2019-10-02 2021-04-08 日本碍子株式会社 Refractory material
JPWO2022075288A1 (en) * 2020-10-09 2022-04-14
CN113605595A (en) * 2021-07-05 2021-11-05 王婧 Fireproof heat-insulation type concrete brick
JP2023096455A (en) * 2021-12-27 2023-07-07 株式会社エフ・シー・シー Setter for firing ceramic, and method of producing the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1179853A (en) 1997-09-09 1999-03-23 Tosoh Corp Setter for baking and its production
JP2008094652A (en) * 2006-10-11 2008-04-24 Ngk Insulators Ltd Si-sic sintered compact and its manufacturing method
JP2011236070A (en) * 2010-05-07 2011-11-24 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Filter for warming fluid and method for manufacturing the same
KR20120027803A (en) * 2010-09-13 2012-03-22 주식회사 와이제이씨 Fabrication process for the carbon source coated silicon carbide composite powder and reaction bonded silicon carbide sintered body
KR20140120266A (en) * 2013-04-02 2014-10-13 엔지케이 인슐레이터 엘티디 Composite refractory and manufacturing method for composite refractory

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0517261A (en) * 1991-07-05 1993-01-26 Kikusui Kagaku Kogyo Kk Laminated porous ceramic calcined body
JPH10167831A (en) * 1996-12-16 1998-06-23 Ngk Insulators Ltd Sic fiber reinforced si-sic composite material and its production
TW200416208A (en) * 2002-11-12 2004-09-01 Bridgestone Corp Silicon carbide sintered product and method for production the same
JP2007044674A (en) * 2005-08-12 2007-02-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Porous structure filter and its production method
JP2010163293A (en) * 2009-01-13 2010-07-29 Bridgestone Corp Method for producing silicon carbide porous body, and silicon carbide porous body

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1179853A (en) 1997-09-09 1999-03-23 Tosoh Corp Setter for baking and its production
JP2008094652A (en) * 2006-10-11 2008-04-24 Ngk Insulators Ltd Si-sic sintered compact and its manufacturing method
JP2011236070A (en) * 2010-05-07 2011-11-24 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Filter for warming fluid and method for manufacturing the same
KR20120027803A (en) * 2010-09-13 2012-03-22 주식회사 와이제이씨 Fabrication process for the carbon source coated silicon carbide composite powder and reaction bonded silicon carbide sintered body
KR20140120266A (en) * 2013-04-02 2014-10-13 엔지케이 인슐레이터 엘티디 Composite refractory and manufacturing method for composite refractory

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200115128A (en) * 2019-03-29 2020-10-07 엔지케이 인슐레이터 엘티디 Firing jig

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