KR20220027808A - 세라믹스재 - Google Patents

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Abstract

세라믹스재는, 세라믹스제의 기재(基材)와, 기재의 표면에 형성되어 있는 세라믹스제의 피복층을 갖는다. 이 세라믹스재는, 기재의 표면에, 피복층을 향해 돌출되어 있는 복수의 볼록부가 형성되어 있다. 또한, 인접하는 볼록부들 사이의 간격은, 100 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하이다.

Description

세라믹스재
본 출원은 2020년 8월 28일에 출원된 일본국 특허 출원 제2020-144920호에 기초한 우선권을 주장한다. 그 출원의 모든 내용은, 이 명세서 중에 참조에 의해 원용되어 있다. 본 명세서는, 세라믹스재에 관한 기술을 개시한다.
일본 특허 공개 제2001-278685호 공보(이하, 특허문헌 1이라고 칭함)에, 세라믹스(탄화규소)제의 기재(基材)의 표면에, 세라믹스(멀라이트, 지르코니아 등)제의 피복층을 형성한 세라믹스재가 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 기재 표면을 샌드 블라스트 처리하여, 기재의 표면 거칠기(Rz)를 20 ㎛ 이상으로 조정함으로써 피복층이 기재로부터 박리되는 것을 억제하고 있다.
특허문헌 1의 세라믹스재는, 기재 표면을 조면화(粗面化)함으로써, 어느 정도, 기재로부터 피복층이 박리되는 것을 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 본 발명자들의 검토 결과, 기재 표면을 조면화한 것만으로는, 세라믹스재를 반복해서 가열하는 동안에, 기재와 피복층의 열팽창 계수차에 기인하여, 기재로부터 피복층이 박리되어 버리는 것을 알 수 있었다. 즉, 기재 표면을 조면화한 것만으로는, 내구성이 높은(장수명의) 세라믹스재를 얻는 것이 곤란한 것이 판명되었다. 본 명세서는, 내구성이 높은 세라믹스재를 실현하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서에서 개시하는 세라믹스재는, 세라믹스제의 기재와, 기재의 표면에 형성되어 있는 세라믹스제의 피복층을 갖고 있어도 좋다. 이 세라믹스재는, 기재의 표면에 피복층을 향해 돌출되어 있는 복수의 볼록부가 형성되어 있고, 인접하는 볼록부들 사이의 간격이 100 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하여도 좋다.
본 명세서에서 개시하는 다른 세라믹스재는, 세라믹스제의 기재와, 기재의 표면에 형성되어 있는 세라믹스제의 피복층을 갖고 있어도 좋다. 이 세라믹스재는, 기재의 표면에 복수의 오목부가 형성되어 있고, 인접하는 오목부들 사이의 간격이 100 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하여도 좋다.
도 1은 제1 실시예의 세라믹스재의 단면도를 도시한다.
도 2는 제2 실시예의 세라믹스재의 단면도를 도시한다.
도 3은 제1 및 제2 실시예의 세라믹스재의 기재 표면의 확대도를 도시한다.
도 4는 제3 실시예의 세라믹스재의 기재 표면의 확대도를 도시한다.
도 5는 제4 실시예의 세라믹스재의 기재 표면의 확대도를 도시한다.
도 6은 제5 실시예의 세라믹스재의 기재 표면의 확대도를 도시한다.
본 명세서에서 개시하는 세라믹스재는, 세라믹스제의 기재와, 기재 표면에 형성되어 있는 세라믹스제의 피복층을 구비하고 있어도 좋다. 특별히 한정되지 않으나, 세라믹스재의 형상은, 판형, 상자형, 통형, 기둥형이어도 좋다. 예컨대 세라믹스재가 판형 또는 상자형인 경우, 세라믹스재는, 가열로(加熱爐) 내에서 전자 부품 등의 피소성물을 소성할 때, 피소성물을 배치하기 위한 소성용 세터여도 좋다. 세라믹스재를 소성용 세터로서 이용하는 경우, 피복층의 재료는, 피소성물과 반응하지 않는 재료를 이용하는 것이 필요하다. 환언하면, 피복층은, 기재와 피소성물이 반응하는 것을 억제하는 재료인 것이 필요하며, 기재와는 상이한 재료로 형성된다. 세라믹스재를 소성용 세터로서 이용하는 경우, 기재의 재료는 SiC질이어도 좋다. SiC질의 기재를 이용함으로써, 고내열성, 고강도의 세라믹스재를 얻을 수 있다. 또한, 기재가 SiC질인 경우, 피복층의 재료는, Al, Si, Zr, Y 또는 Mg의 산화물의 단체(單體), 혹은, 이들 산화물의 혼합물이어도 좋다. 피복층으로서 이들 산화물(단체 또는 혼합물)을 이용함으로써, 기재와 피소성물의 반응을 억제할 수 있다.
본 명세서에서 개시하는 세라믹스재에서는, 기재의 표면에, 피복층을 향해 돌출되어 있는 복수의 볼록부, 혹은, 복수의 오목부가 형성되어 있어도 좋다. 또한, 인접하는 볼록부들, 및 인접하는 오목부들의 간격은, 100 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하여도 좋다. 기재의 표면에 이러한 볼록부가 형성되어 있는 경우, 기재의 표면에 피복층을 형성하면, 볼록부가 피복층 내에 파고든 모습이 되어, 기재에 피복층을 강고히 고정하는 효과(앵커 효과)가 얻어진다. 또한, 기재의 표면에 상기한 오목부가 형성되어 있는 경우, 기재의 표면에 피복층을 형성하면, 피복층이 오목부 내에 파고든 모습이 되어, 강고한 앵커 효과가 얻어진다. 본 명세서에서 개시하는 세라믹스재는, 기재의 표면에 상기한 볼록부 또는 오목부를 형성함으로써, 종래의 세라믹스재보다 기재로부터 피복층이 박리되는 것이 억제되고, 내구성을 높게(수명을 길게) 할 수 있다.
기재 표면을 평면에서 보았을 때의 볼록부 및 오목부의 형상은, 특별히 한정되지 않으나, 원형, 다각형(삼각형, 사각형 등) 또는 십자형 등이어도 좋다. 또한, 인접하는 볼록부들(오목부들)의 간격이란, 볼록부들(오목부들) 사이의 간극[즉, 볼록부(오목부)가 형성되어 있지 않은 부분의 길이]을 의미하는 것이 아니라, 인접하는 볼록부들(오목부들)의 중심끼리를 연결한 길이를 의미한다. 또한, 볼록부 및 오목부는, 스트라이프형으로 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 인접하는 볼록부들(오목부들)의 간격이란, 특정한 볼록부(오목부)의 임의의 위치로부터 옆 볼록부(오목부)까지의 최단 거리를 의미한다. 또한, 인접하는 볼록부들(오목부들)의 간격은, 주사형 현미경(SEM) 등으로 얻어진 화상으로부터, 인접하는 볼록부들(오목부들)의 간격을 10개소 측정하고, 평균값을 산출함으로써 얻어진다.
또한, 볼록부(오목부)가 스트라이프형인 경우, 기재 표면에, 제1 방향으로 연장하는 스트라이프형의 제1 볼록부(제1 오목부)에 더하여, 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장하는 스트라이프형의 제2 볼록부(제2 오목부)가 형성되고, 제1 볼록부(제1 오목부)와 제2 볼록부(제2 오목부)에 의해 기재 표면에 격자형의 볼록부(오목부)가 형성된다. 이 경우, 모든 볼록부(오목부)가 연결되어, 기재 표면에 격자형의 연속부가 형성되고, 연속부 사이에 오목부(볼록부)가 독립적으로 존재하게 된다. 그 때문에, 기재 표면에 격자형의 연속부가 형성되어 있는 형태의 경우, 기재 표면에 복수의 오목부(복수의 볼록부)가 형성되어 있다고 칭한다.
기재 표면에 볼록부가 형성되어 있는 경우, 기재와 볼록부의 재료는, 동일해도 좋고, 상이해도 좋다. 또한, 기재와 볼록부의 재료가 상이한 경우라도, 기재와 볼록부는, 열팽창률차가 10% 이하여도 좋다. 즉, {(기재의 열팽창률)-(볼록부의 열팽창률)}/(기재의 열팽창률)의 절대치의 값이 0.1 이하여도 좋다. 이에 의해, 기재와 볼록부가 분리되는 것이 억제되고, 결과로서, 기재로부터 피복층이 박리되는 것이 억제된다. 또한, 기재와 볼록부는, 동질의 재료여도 좋다. 기재와 볼록부가 동질의 재료이면, 양자의 열팽창률차를 10% 이하로 조정하기 쉽다. 또한, 「기재와 볼록부가 동질」이란, 기재의 주재료(기재에 가장 많이 포함되는 재료)와 볼록부의 주재료가 동일한 것을 의미한다.
기재 표면에 볼록부가 형성되어 있는 경우, 볼록부의 돌출 높이가 1 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하여도 좋다. 볼록부의 돌출 높이가 1 ㎛ 이상이면, 볼록부가 피복층에 충분히 파고들어, 강고한 앵커 효과를 얻을 수 있다. 볼록부의 돌출 높이가 200 ㎛ 이하이면, 피복층의 두께가 부분적으로 얇아지거나, 피복층의 표면(세라믹스재의 표면)에 요철이 발생하거나 하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 볼록부의 돌출 높이는, 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하이면 보다 확실히 강고한 앵커 효과를 얻을 수 있기 때문에, 특히 바람직하다. 또한, 단순히 기재 표면에 돌출 높이가 1 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 볼록부를 형성하는 것만으로는, 강고한 앵커 효과는 얻어지지 않는다. 강고한 앵커 효과를 얻기 위해서는, 돌출 높이가 1 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 볼록부를, 인접하는 볼록부들의 간격이 100 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하가 되도록 형성하는 것이 필요하다. 볼록부의 돌출 높이는, 주사형 현미경 등으로 얻어진 세라믹스재의 단면 화상으로부터, 10개의 볼록부의 돌출 높이를 측정하고, 평균값을 산출함으로써 얻어진다.
기재 표면에 볼록부가 형성되어 있는 경우, 볼록부의 폭은, 인접하는 볼록부들 사이의 간격에 따라서도 달라지지만, 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하여도 좋다. 볼록부의 폭이 10 ㎛ 이상이면, 기재(또는 볼록부)와 피복층의 열팽창률차에 기인하여 피복층으로부터 볼록부에 힘이 가해져도, 볼록부가 파손되는 것을 억제할 수 있어, 기재로부터 피복층이 박리되는 것이 억제된다. 볼록부의 폭이 200 ㎛ 이하이면, 피복층의 오목부(볼록부가 피복층에 파고듦으로써 결과적으로 피복층에 형성되는 오목부)의 폭도 200 ㎛ 이하가 된다. 피복층이 열팽창했을 때에, 피복층의 오목부의 사이즈가 증대하는 것이 억제되어, 기재로부터 피복층이 박리되는(기재의 볼록부와 피복층의 오목부가 떨어지는) 것이 억제된다. 볼록부의 폭은, 주사형 현미경 등으로 얻어진 세라믹스재의 단면 화상으로부터, 10개의 볼록부의 폭을 측정하고, 평균값을 산출함으로써 얻어진다.
또한, 기재 표면에 오목부가 형성되어 있는 경우, 피복층이 오목부 내에 충전됨으로써, 강고한 앵커 효과가 얻어진다. 기재 표면에 오목부가 형성되어 있는 형태는, 다른 관점에서 보면, 피복층에 형성되어 있는 볼록부가 기재 내에 파고들고 있다고 파악할 수 있다. 그 때문에, 기재 표면에 오목부가 형성되어 있는 경우도, 기재 표면에 볼록부가 형성되어 있는 경우와 마찬가지로, 오목부의 깊이는 1 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하여도 좋고, 오목부의 깊이는 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 특히 바람직하며, 오목부의 폭은 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하여도 좋다. 또한, 오목부의 깊이 및 폭은, 주사형 현미경 등으로 얻어진 세라믹스재의 단면 화상으로부터, 10개의 오목부의 깊이 및 폭을 측정하고, 평균값을 산출함으로써 얻어진다.
피복층은, 두께 방향으로 연장하는 복수의 균열을 갖고 있어도 좋다. 균열은, 피복층의 두께 방향의 일단으로부터 타단까지 연장하고 있어도 좋고, 일단으로부터 두께 방향의 중간 부분까지 연장하고 있어도 좋다. 피복층이 두께 방향으로 연장하는 균열을 가짐으로써, 기재와 피복층의 열팽창률차에 기인하여 기재로부터 피복층에 가해지는 힘을 완화할 수 있다. 피복층의 파손이 억제되어, 세라믹스재의 내구성(수명)이 향상된다. 또한, 인접하는 균열들 사이의 간격은, 10 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하여도 좋다. 인접하는 균열들 사이의 간격이 10 ㎛ 이상이면, 피복층의 강도를 확보할 수 있다. 또한, 인접하는 균열들 사이의 간격이 2000 ㎛ 이하이면, 기재로부터 피복층에 가해지는 힘을 완화하는 효과가 충분히 발휘된다.
[실시예]
(제1 실시예)
도 1을 참조하여, 세라믹스재(10)에 대해 설명한다. 세라믹스재(10)는, 평판형이며, SiC제의 기재(2)와, 기재(2)의 표면(2S)에 형성되어 있는 ZrO2제의 피복층(8)을 구비하고 있다. 기재(2)의 표면(2S)에는 볼록부(4)가 형성되어 있고, 볼록부(4)는 피복층(8)을 향해 돌출되어 있다. 또한, 볼록부(4)는, 피복층(8)의 표면[기재(2)측과 반대측의 면]에는 노출되어 있지 않다. 기재(2)의 표면(2S)에는, X 방향으로 연장하는 복수의 볼록부(4)가 스트라이프형으로 형성되어 있다. 또한, 볼록부(4)는, 기재(2)의 표면에 개구를 갖는 마스크층을 형성하고, 개구 부분의 기재(2)를 에칭한 잔부이다. 그 때문에, 볼록부(4)와 기재(2)의 재료는 동일하다(SiC이다).
세라믹스재(10)는, 볼록부(4)가 형성되어 있는 기재(2)에 ZrO2를 용사하여, 기재(2)의 표면(2S)에 피복층(ZrO2막)(8)을 형성함으로써 제조되어 있다. 피복층(8)에는, 이면[기재(2)측]으로부터 표면을 향해 연장하는 복수의 균열(12)이 형성되어 있다. 균열(12)은, 볼록부(4, 4) 사이에 형성되어 있고, 피복층(8)의 표면에는 노출되어 있지 않다. 기재(2)의 두께(T2)는 500 ㎛이고, 피복층(8)의 두께(T8)는 300 ㎛이며, 볼록부(4)의 두께(돌출 높이)(T4)는 100 ㎛이다. 그 때문에, 볼록부(4) 상의 피복층(8)의 두께는 200 ㎛이다.
(제2 실시예)
도 2를 참조하여, 세라믹스재(10a)에 대해 설명한다. 세라믹스재(10a)는 세라믹스재(10)의 변형예이고, 세라믹스재(10)와 공통되는 특징에 대해서는, 세라믹스재(10)에 붙인 참조 번호와 동일한 참조 번호를 붙임으로써 설명을 생략하는 경우가 있다.
세라믹스재(10a)에서는, 기재(2a)의 표면(2S)에 오목부(40)가 형성되어 있다. 피복층(8)은, 오목부(40)에 파고들고 있다. 복수의 오목부(40)가, X 방향으로 스트라이프형으로 연장하고 있다. 오목부(40)는, 기재(2a)의 표면에 개구를 갖는 마스크층을 형성하고, 개구 부분의 기재(2a)를 에칭함으로써 형성되어 있다.
세라믹스재(10a)는, 오목부(40)가 형성되어 있는 기재(2a)에 ZrO2를 용사하여, 기재(2a)의 표면(2S)에 피복층(ZrO2막)(8)을 형성함으로써 제조되어 있다. 피복층(8)에는 복수의 균열(12)이 형성되어 있고, 균열(12)은, 오목부(40, 40) 사이에 형성되어 있다. 기재(2a)의 두께(T2a)는 500 ㎛이고, 피복층(8)의 두께(T8)는 300 ㎛이며, 오목부(40)의 깊이(T40)는 100 ㎛이다. 세라믹스재(10a)에서는, 기재(2a)의 표면(2S)의 전면(全面)에, 300 ㎛ 이상[오목부(40)에 대응하는 부분의 두께는 400 ㎛]의 피복층(8)이 확보되어 있다.
(볼록부(4) 및 오목부(40)의 특징)
도 3을 참조하여, 세라믹스재(10)의 볼록부(4), 및 세라믹스재(10a)의 오목부(40)의 특징을 설명한다. 도 3은 기재(2) 및 기재(2a)를 평면에서 본 도면이다. 기재[2(2a)]의 표면(2S)에는, X 방향을 따라 연장하는 복수의 볼록부(4)[오목부(40)]가 형성되어 있다. 즉, 볼록부(4)[오목부(40)]는, 기재[2(2a)]의 표면(2S)에 스트라이프형으로 형성되어 있다. 볼록부(4)[오목부(40)]의 폭[4W(40W)]은, 100 ㎛이다. 또한, 인접하는 볼록부들(4)[오목부들(40)] 사이의 간격[4L(40L)]은, 400 ㎛이다. 또한, 간격[4L(40L)]은, 특정한 볼록부(4)[오목부(40)]의 폭 방향 중심의 임의 위치(3)로부터, 옆 볼록부(4)[오목부(40)]의 폭 방향 중심까지의 거리가 최단이 되는 위치(5)까지의 거리이다. 또한, 상기한 바와 같이, 볼록부들(4, 4) 사이, 오목부들(40, 40) 사이에는 균열(12)이 형성되어 있다. 인접하는 균열들(12) 사이의 간격은, 300∼500 ㎛가 되도록 조정되어 있다.
상기한 바와 같이, 볼록부(4) 및 오목부(40)는, 개구를 갖는 마스크층을 형성하고, 개구 부분을 에칭함으로써 형성되어 있다. 구체적으로는, 볼록부(4)는, 볼록부(4)를 형성하는 위치에만 마스크층을 형성하고, 그 이외의 부분[도 3의 표면(2S)]을 에칭함으로써 형성되어 있다. 한편, 오목부(40)는, 오목부(40)를 형성하지 않는 위치[도 3의 표면(2S)]에만 마스크층을 형성하고, 그 이외의 부분[오목부(40)를 형성하는 부분]을 에칭함으로써 형성되어 있다.
(세라믹스재(10, 10a)의 이점)
세라믹스재(10)는 볼록부(4)가 피복층(8)에 파고들고, 또한, 세라믹스재(10a)는 피복층(8)이 오목부(40)에 파고듦으로써, 기재[2(2a)]와 피복층(8) 사이에 강고한 앵커 효과가 얻어진다. 그 때문에, 피복층(8)이 기재(2)로부터 박리되기 어렵고, 세라믹스재[10(10a)]의 내구성이 향상된다.
또한, 종래의 세라믹스재의 경우, 기재와 피복층의 열팽창률차가 큰 경우(예컨대, 기재가 SiC, 피복층이 ZrO2), 양자의 열팽창률차를 완화하기 위해서, 기재와 피복층 사이에 중간층을 형성하는 것이 필요하였다. 그러나, 세라믹스재(10, 10a)의 경우, 기재[2(2a)]와 피복층(8) 사이에 강고한 앵커 효과가 얻어지기 때문에, 기재와 피복층의 열팽창률차가 큰 경우에도 중간층을 생략할 수 있다. 또한, 중간층을 생략함으로써, 세라믹스재의 저비용화, 및 경량화를 실현할 수 있다. 또한, 세라믹스재(10, 10a)에서는, 피복층(8)에 균열(12)이 형성되어 있기 때문에, 기재[2(2a)]와 피복층(8)의 열팽창률차에 기인하여 기재[2(2a)]로부터 피복층(8)에 힘이 가해져도, 피복층(8)에 가해지는 힘을 균열(12)이 완화하여, 피복층(8)이 파손되는 것을 억제할 수도 있다.
(제3 실시예)
도 4를 참조하여, 세라믹스재(10b)에 대해 설명한다. 세라믹스재(10b)는, 세라믹스재(10) 및 세라믹스재(10a)의 변형예이고, 기재[32(32a)]의 표면(32S)의 형상이 세라믹스재(10, 10a)와 상이하다. 세라믹스재(10b)의 다른 특징(피복층의 특징)은, 세라믹스재(10, 10a)와 동일하기 때문에, 이하에서는 설명을 생략한다. 또한, 도 4는 기재(32)의 표면(32S)에 형성된 볼록부(4)가 격자형의 연속부(42)를 형성하고 있는 형태와, 기재(32a)의 표면(32S)에 형성된 오목부(40)가 격자형의 연속부(42)를 형성하고 있는 형태를 통합하여 도시한 것이며, 제1 실시예 및 제2 실시예[세라믹스재(10, 10a)]에서의 도 3에 상당한다.
기재[32(32a)]의 표면(32S)에는, X 방향을 따라 연장하는 복수의 볼록부(4a)[오목부(40a)]와, X 방향에 직교하는 Y 방향을 따라 연장하는 복수의 볼록부(4b)[오목부(40b)]가 형성되어 있다. 볼록부(4a)와 볼록부(4b), 및 오목부(40a)와 오목부(40b)는, 일체가 되어 격자형의 연속부(42)를 형성하고 있다.
기재(32)에 대해 구체적으로 설명하면, 기재(32)의 표면(32S)은, 볼록부(4a)와 볼록부(4b)에 의해 형성된 연속부(42)에 의해 복수로 구획되어 있고, 연속부(42)에 대해 움푹 들어가 있다. 즉, 기재(32)의 표면(32S)이 오목부를 형성하고 있다. 기재(32)에서, 볼록부(4a)와 볼록부(4b)는, 동일한 폭(4W)을 갖고 있고, 폭(4W)은 100 ㎛이다. 또한, 기재(32)에서는, 연속부(42)에 의해 구획된 인접하는 표면들(32S)(즉 오목부들)의 중심들(7, 7)의 간격(4L)(인접하는 오목부들 사이의 간격)은, 400 ㎛이다. 기재(32)의 경우, 연속부(42)[볼록부(4a, 4b)]는, 연속부(42)를 형성하는 위치에 마스크층을 형성하고, 마스크층으로 둘러싸인 부분[도 3의 표면(2S)]을 에칭함으로써 형성된다.
마찬가지로, 기재(32a)의 표면(32S)은, 오목부(40a)와 오목부(40b)에 의해 형성된 연속부(42)에 의해 복수로 구획되어 있고, 연속부(42)에 대해 볼록하다. 즉, 기재(32a)의 표면(32S)이 볼록부를 형성하고 있다. 기재(32a)에서, 오목부(40a)와 오목부(40b)는, 동일한 폭(40W)을 갖고 있고, 폭(40W)은 100 ㎛이다. 또한, 기재(32a)에서, 연속부(42)에 의해 구획된 인접하는 표면들(32S)(즉 볼록부들)의 중심들(7, 7)의 간격(4L)(인접하는 볼록부들 사이의 간격)은, 400 ㎛이다. 기재(32a)의 경우, 연속부(42)를 형성하는 이외의 부분[도 3의 표면(2S)]에 마스크층을 형성하고, 연속부(42)를 형성하는 부분을 에칭함으로써 형성된다.
(제4 실시예)
도 5를 참조하여, 세라믹스재(10c)에 대해 설명한다. 세라믹스재(10c)는, 세라믹스재(10, 10a 및 10b)의 변형예이고, 기재[52(52a)]의 표면(52S)의 형상이 세라믹스재(10, 10a 및 10b)와 상이하다. 세라믹스재(10c)에 대해, 세라믹스재(10, 10a 및 10b)와 공통되는 특징(피복층의 특징)은, 설명을 생략한다. 도 5는 기재(52)의 표면(52S)에, 서로 독립된 복수의 볼록부(4)가 형성되어 있는 형태와, 기재(52a)의 표면(52S)에, 서로 독립된 복수의 오목부(40)가 형성되어 있는 형태를 통합하여 도시한 것이며, 제1 실시예 및 제2 실시예에서의 도 3, 제3 실시예에서의 도 4에 상당한다.
볼록부(4)[오목부(40)]는 원형이고, 볼록부(4)[오목부(40)]의 폭[4W(40W)]은, 원의 직경이다. 인접하는 볼록부들(4)[오목부들(40)] 사이의 간격[4L(40L)]은, 원의 중심끼리의 거리이다. 기재[52(52a)]에서는, 볼록부(4)[오목부(40)]의 폭[4W(40W)]은 100 ㎛이고, 인접하는 볼록부들(4)[오목부들(40)] 사이의 간격[4L(40L)]은 400 ㎛이다. 기재[52(52a)]도, 기재[52(52a)]의 표면(52S)에 개구를 갖는 마스크층을 형성하고, 에칭 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
(제5 실시예)
도 6을 참조하여, 세라믹스재(10d)에 대해 설명한다. 세라믹스재(10d)는, 세라믹스재(10c)의 변형예이고, 기재[62(62a)]의 표면(62S)에 형성되어 있는 볼록부(4)[오목부(40)]의 형상이, 기재[52(52a)]의 표면(52S)에 형성되어 있는 볼록부(4)[오목부(40)]의 형상과 상이하다. 도 6은 기재(62)의 표면(62S)에, 서로 독립된 복수의 볼록부(4)가 형성되어 있는 형태와, 기재(62a)의 표면(62S)에, 서로 독립된 복수의 오목부(40)가 형성되어 있는 형태를 통합하여 도시한 것이다.
볼록부(4)[오목부(40)]는 십자형이다. 십자형의 볼록부(4)[오목부(40)]의 경우, 볼록부(4)[오목부(40)]의 폭[4W(40W)]은, 십자형을 형성하는 직사각형의 긴 변의 길이이고, 볼록부(4)[오목부(40)]에 외접하는 원의 직경이다. 또한, 인접하는 볼록부들(4)[오목부들(40)] 사이의 간격[4L(40L)]은, 십자의 중심끼리(외접원의 중심끼리)의 거리이다. 기재[62(62a)]에서는, 볼록부(4)[오목부(40)]의 폭[4W(40W)]은 100 ㎛이고, 인접하는 볼록부들(4)[오목부들(40)] 사이의 간격[4L(40L)]은 400 ㎛이다. 기재[62(62a)]도, 기재[62(62a)]의 표면(62S)에 개구를 갖는 마스크층을 형성하고, 에칭 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 실시예에서는, 볼록부(오목부)를 에칭 기술을 이용하여 형성하는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 볼록부(오목부)는, 블라스트, 프레스 등에 의해 형성해도 좋다. 또한, 기재와 볼록부(오목부)가 상이한 재료로 형성되어 있어도 좋다. 예컨대, 구성 재료가 상이한 복수 층의 기재를 준비하고, 복수 층 중 일부의 층을 에칭 등 하여, 볼록부(오목부)를 형성해도 좋다.
또한, 볼록부(오목부)의 형상은, 상기 실시예의 형상에 한정되지 않는다. 예컨대, 기재를 평면에서 보았을 때, 볼록부(오목부)는, 복수의 볼록부(오목부)가 상이한 3 방향으로 연장하는 스트라이프형이어도 좋다. 이 경우도, 모든 볼록부(오목부)가 연결되어, 기재 표면에 격자형의 연속부가 형성되고, 연속부 사이에 오목부(볼록부)가 독립적으로 존재하게 된다. 중요한 것은, 기재의 표면에 볼록부(오목부)가 형성되어 있고, 인접하는 볼록부들(오목부들) 사이의 간격이 100 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하로 조정되어 있으며, 볼록부가 피복층에 파고들거나, 혹은, 피복층이 오목부에 파고들도록, 기재의 표면에 피복층이 형성되어 있는 것이다.
이상, 본 발명의 구체예를 상세히 설명하였으나, 이들은 예시에 불과하며, 청구의 범위를 한정하는 것이 아니다. 청구의 범위에 기재된 기술에는, 이상에 예시한 구체예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다. 또한, 본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는, 단독으로 혹은 각종의 조합에 의해 기술적 유용성을 발휘하는 것이며, 출원 시 청구항 기재의 조합에 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수 목적을 동시에 달성할 수 있는 것이며, 그 중 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 갖는 것이다.
2, 2a: 기재 4: 볼록부
8: 피복층 10, 10a: 세라믹스재
40: 오목부

Claims (14)

  1. 세라믹스제의 기재(基材)와, 이 기재의 표면에 형성되어 있는 세라믹스제의 피복층을 갖는 세라믹스재로서,
    상기 기재의 표면에, 상기 피복층을 향해 돌출되어 있는 복수의 볼록부가 형성되어 있고,
    인접하는 볼록부들 사이의 간격이, 100 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하인 것인 세라믹스재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재와 상기 볼록부의 열팽창률차가 10% 이하인 것인 세라믹스재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재와 상기 볼록부는 동질의 재료인 것인 세라믹스재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록부의 돌출 높이가 1 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것인 세라믹스재.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록부의 돌출 높이가 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것인 세라믹스재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록부의 폭이 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것인 세라믹스재.
  7. 세라믹스제의 기재와, 이 기재의 표면에 형성되어 있는 세라믹스제의 피복층을 갖는 세라믹스재로서,
    상기 기재의 표면에, 복수의 오목부가 형성되어 있고,
    인접하는 오목부들 사이의 간격이, 100 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하인 것인 세라믹스재.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기재의 표면에, 제1 방향을 따라 연장하는 복수의 제1 볼록부와, 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 연장하는 복수의 제2 볼록부에 의해 형성되어 있는 격자형의 연속부가 형성되어 있고,
    상기 복수의 오목부는, 상기 연속부에 의해 구획된 오목부인 것인 세라믹스재.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기재와 상기 연속부의 열팽창률차가 10% 이하인 것인 세라믹스재.
  10. 제8항에 있어서. 상기 기재와 상기 연속부는 동질의 재료인 것인 세라믹스재.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복층은, 두께 방향으로 연장하는 복수의 균열을 갖고,
    인접하는 균열들 사이의 간격이, 10 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하인 것인 세라믹스재.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재는 SiC질인 것인 세라믹스재.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복층은, Al, Si, Zr, Y 또는 Mg의 산화물의 단체(單體) 혹은 혼합물로 구성되어 있는 것인 세라믹스재.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 세라믹스재에 의해 구성되어 있는 소성용 세터.
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