JPH01172290A - 耐熱性複合体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、耐熱性治具用複合体材料とその製造方法に関
し、更に詳しくは、本発明は、電子工業用の耐熱性治具
、例えば半導体の拡散・酸化処理、ダイオードの接合、
ガラス封着、およびパッケージのリードフレームのロー
付などの用途に適した耐熱性治具用複合体材料とその製
造方法に関する。

（従来の技術） 従来、電子工業用の耐熱性治具用材料としては、例えば
黒鉛基材表面に炭化珪素被膜を形成させた炭素・炭化珪
素複合体、石英ガラスおよび炭化珪素生成形体に金属シ
リコンを充填させた複合体等が知られており、それぞれ
の用途に応じて用いられている。

ところで、前記黒鉛基材表面に炭化珪素被膜を形成させ
た炭素・炭化珪素複合体はあらかじめ黒鉛基材をハロゲ
ンガス雰囲気中で高温熱処理を施す等の方法により純化
処理を施す必要があり、多額の費用を要するため経済的
でない、また前記石英ガラスは純度的には好ましいが耐
熱性がやや低く軟化変形を生じ易い。

また、前記炭化珪素生成形体に金属シリコンを充填させ
た複合体としては、例えば特開昭５１−８５３７４号公
報に「プロセス管と、それに挿入され得る寸法・形状の
パドルと、前記パドルに支持され得る少なくとも１つの
舟形容器とからなり、前記プロセス管、パドルおよび舟
形容器は５〜３０重量％の高純度シリコン金属を含有す
る焼結シリコンカーバイドマトリックスを主体として成
り、前記シリコン金属は前記管、パドルおよび舟形容器
に気体不透過性を与えてなる半導体拡散炉」に係る発明
が、また、特開昭５３−１４２１８３号公報には「重量
割合で炭化珪素３５〜７０％及び金属シリコン６５〜３
０％を含有するガス不透過性シリコンウェハー用治具」
に係る発明が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前者の特開昭５１−８５３７４号公報に
記載の焼結シリコンカーバイドマトリックスは再結晶炭
化珪素であり、出発原料として比較的粗粒の炭化珪素粒
子を使用するために表面の面粗度が大きく、特に高い寸
法精度の要求される焼結体を特別の機械加工を施すこと
なく製造することが困難であるばかりでなく、その中に
充填されている金属シリコンの量が５〜３０重量％と比
較的少ないものであった。一方、後者の特開昭５３−１
４２１８３号公報に記載のシリコーンウェハー用治具は
、金属シリコンを３０〜６５重量％と比較的多量に含有
しているが、その明細書の実施例には炭素繊維を主体と
する生成形体を珪素化処理した特殊な多孔質炭化珪素体
に金属シリコンを含浸させた治具の製造方法と、炭化珪
素粉と金属シリコン粉とフェノールレジン等からなる混
合物を加熱して得られる反応焼結法による治具の製造方
法が記載されており、これらの製造方法により得られる
治具は経済性および強度の両方を満足させることは困難
であると考えられる。

ところで、電子工業用の耐熱性治具は、主として半導体
等の高純度製品を取扱う用途に使用されるものであるた
め、高純度で製品汚染のないこと、及び耐摩耗性に優れ
ていることが重要であることの他に、加熱・冷却が頻繁
に繰り返される用途に使用されるものであるため、熱伝
導性及び耐熱衝撃性に優れていることが好ましいが、こ
のような種々の特性に優れた耐熱性治具を特に安価に製
造することは困難であった。

ここで、本発明者は、前述の如き従来知られた耐熱性治
具用材料に比較して、特に熱伝導性に優れ、良好な均熱
性及び速い熱応答性を得ることのできる耐熱性治具用材
料を開発するに至り、先に特開昭８１−２１４４２４号
において耐熱性治具とその製造方法を提案した。

しかしながら、前記発明は炭化珪素粒子の個々の粒子が
極めて均一に分散した状態で存在する生成形体を焼結し
て得た多孔質体に金属シリコンを含浸せしめたものであ
って、特に高い開放気孔率を有する多孔質体を得るため
には極めて粒径の揃った炭化珪素粉末を使用しなければ
ならなかった。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） そこで本発明者は、本発明者が先に提案した耐熱性治具
について、金属シリコンの含浸量をさらに増加させるべ
く更に研究を重ねた結果、特に高い開放気孔率を有し、
しかも高強度の多孔質炭化珪素焼結体を得るに至り、こ
の多孔質炭化珪素焼結体に金属シリコンを含浸せしめる
ことにより。

極めて高い熱伝導率、良好な均熱性及び速い熱応答性を
有する炭化珪素質複合体を新規に知見するに至り、本発
明を完成した。

本発明は、開放気孔を有する多孔質炭化珪素焼結体の開
放気孔中に、金属シリコンが介在してなる炭化珪素と金
属シリコンとの複合体において、該多孔質炭化珪素焼結
体を構成する炭化珪素結晶の平均粒径が５＃Ｌ曽以下で
あり、かつ、該炭化珪素結晶の少なくとも一部が、二次
的に集合し結合した多孔質粒子を形成している状態で該
焼結体中に存在しており、前記開放気孔は、平均粒径が
５ｐｍ以下の微細な炭化珪素結晶によって構成される気
孔径が３１Ｌ■以下の微細な群と、二次的に集合し結合
した、４０μｍ〜１５０　ｐ、ｍの平均粒径を有し平均
粒径の±２０％以内に６０重量％以上が存在するような
粒度分布を有する多孔質粒子によって構成される気孔径
が１５〜４０１Ｌ腸の比較的粗い群とからなり、炭化珪
素１００重量部に対して４５〜１４０重量部の金属シリ
コンが介在してなることを特徴とする炭化珪素と金属シ
リコンとの耐熱性複合体、並びにその製造方法に関する
。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の複合体は、平均粒径が５終層以下であり、かつ
、該炭化珪素結晶の少なくとも一部が、二次的に集合し
結合した多孔質粒子を形成している状態で存在している
炭化珪素結晶で構成されている多孔質炭化珪素焼結体（
以下、単に多孔質体と称する）を基材とすることが必要
である。多孔質体をこの構成にすることにより、該多孔
質体の開放気孔が、微細な炭化珪素結晶によって形成さ
れる微細な群と、二次的に集合し結合した多孔質粒子に
よって形成される比較的粗い群とから構成され、これに
よって、目的とする高い開放気孔率が達成される０本発
明の複合体は、主として、良好な均熱性及び速い熱応答
性が要求される用途に用いられる耐熱性治具用材料とし
て利用されるものであり、前記多孔質体の開放気孔中に
熱伝導性の優れた金属シリコンを含浸せしめることによ
り、高い熱伝導性及び気体不透過性を付与せしめた複合
体である。

本発明の複合体中に介在する金属シリコンの重量は、該
複合体を構成する炭化珪素１００重量部に対して４５〜
１４０重量部であることが必要である。その理由は、金
属シリコンの介在量が４５重量％よりも少ないと本発明
の目的とする高い熱伝導性を有する複合体を得ることが
困難であるばかりでなく、気体不透過性を付与すること
が困難であるからであり、一方金属シリコンの介在量の
上限は多孔質体の開放気孔率の上限によって決定される
値である。なお、前記シリコンの介在量は５５〜１４０
重量部の範囲内がより好適である。

本発明の多孔質体は、β型結晶の炭化珪素を３０重量％
以上含有するものであることが好ましい、その理由は、
該多孔質体は結晶粒相互の結合が強固な三次元網目構造
であることが重要であり、β型結晶の炭化珪素の含有量
を３０重量％以上とすることにより、該結晶粒相互の結
合が強固な三次元網目構造を有する多孔質体を得ること
ができるからである。なお、この含有量は５０重量％以
上であることが更に好ましい。

本発明の多孔質体は、実質的に収縮させることなく焼結
させた焼結体であって、その焼結に伴う収縮率は２％以
下であることが有利である。その理由は、焼結時に収縮
を伴う通常の常圧焼結法による炭化珪素焼結体は、強度
及び耐摩耗性等の面からは好ましいが、焼成収縮すると
開放気孔率が減少したり、気孔が独立気孔化し易くなる
ために、金属シリコンの充填が困難になるばかりでなく
、本発明の目的とする高い開放気孔率を有する多孔質体
を製造するーことが困難になるからである。

また１本発明の多孔質体は、平均曲げ強度が５　ｋｇ／
層■２以上であることが有利である。その理由は、該多
孔質体の平均曲げ強度が５　ｋｇ／■腸２よりも低いと
取扱い中に折れたり割れたりし易く、耐熱性治具として
利用することが困難であるからである。

次に本発明の耐熱性複合体を製造する方法について説明
する。

本発明によれば、炭化珪素粉末を成形して生成形体とな
し、非酸化性雰囲気化で焼結した後、この焼結して得ら
れた多孔質体の開放気孔中に金属シリコンを充填して耐
熱性複合体を製造する方法において、該炭化珪素として
平均粒径が５終履以下の粉末を使用し、平均粒径が４０
〜１５０ＩＬ■であり平均粒径の±２０％以内に６０重
量％以上が存在するような粒度分布を有する顆粒とした
後、加圧成形して嵩比重がｉｆ〜２．０ｇ／ｃ＋ｗ　３
の生成形体とし、次いで、１４００〜２１００℃の温度
に加熱して焼結した後、金属シリコンを炭化珪素１００
重量部に対し４５〜１４０重量部充填することによって
、炭化珪素と金属シリコンとの複合体を製造することが
できる。

炭化珪素粉末の顆粒化法としては、当該技術において広
く知られている、噴霧乾燥による顆粒化法を用いること
ができる。すなわち、該炭化珪素粉末を水等の媒液中で
懸濁させてスラリー状にし、この懸濁液を高温状態に維
持した容器内へ噴霧し、急速に乾燥を行なうことによっ
て顆粒化することができる。

また、該粉末を分散媒液中で解膠剤と共に均一分散させ
た後凍結乾燥せしめた炭化珪素粉末を出発原料として用
いてもよい、該分散媒液としては種々のものを使用する
ことができるが、特に融点が一５℃〜１５℃の範囲内の
ものが有利に使用でき、なかでもベンゼン、シクロヘキ
サンより選択される少なくとも１種あるいは水を使用す
ることが好ましい、また、炭化珪素粉末を分散媒液中に
均一分散させる手段としては、振動ミル、アトライター
、ボールミル、コロイドミルおよび高速ミキサーのよう
な強い剪断力を与えることのできる分散手段を用いるこ
とが有利である。更に、炭化珪素粉末を分散媒液中に均
一分散させる際に使用する解膠剤としては、分散媒液が
有機質の場合には、例えば、脂肪族アミン塩、芳香族ア
ミン塩。

複素環アミン塩、ポリアルキレンポリアミン誘導体等の
陽イオン界面活性剤、あるいは、エステル型、エステル
エーテル型、エーテル型、含窒素型等の非イオン界面活
性剤が有効であり、一方分散媒液が水の場合には、例え
ば、シュウ酸アンモニウム、アンモニア水等の無機解膠
剤、ジエチルアミン、モノエチルアミン、ピリジン、エ
チルアミン、水酸北口メチルアンモニウム、モノエタノ
ールアミン等の有機解膠剤等が有効である。また、かか
る凍結乾燥を行なう際は、分散媒液の融点よりも低い温
度に維持された雰囲気中へ該懸濁液を噴霧して速やかに
凍結させることが好ましい。

本発明によれば、従来知られた多孔質炭化珪素焼結体と
比較して高い開放気孔率を有し、かつ取扱い性に優れた
高強度の多孔質体を製造することが重要であり、加圧成
形法によって生成形体を成形する際に、顆粒状の二次粒
子は、表層部分が漬れて相互に連結しており、かつその
内部が未潰れの状態で存在するような成形圧力で成形す
ることが重要である。このように本発明の生成形体を製
造することによって、顆粒状の二次粒子によって構成さ
れた比較的粗い気孔と、二次粒子内部の炭化珪素粒子に
よって構成された微細な気孔とを有する二重構造的な多
孔質体が形成され、これによって開放気孔率を著しく高
くする。即ち金属シリコンの含浸量を高めることができ
る。

ところで、前記炭化珪素の結晶系には、α型、β型及び
非晶質のものがあるが、なかでもβ型のものは平均粒径
が５＃Ｌ１１以下の微粉末を取得し易く、しかも比較的
高強度の多孔質体を容易に製造することができるために
有利に使用することができ、特にβ型炭化珪素を５０重
量％以上含有する炭化珪素粉末を使用することが好まし
い。

本発明によれば、前記生成形体の嵩比重を１．１〜２　
、０　ｇ／ｃ厘３とすることが必要である。その理由は
、前記嵩比重がｌ　、　ｌ　ｇ／ｃ■３より小さいと炭
化珪素粒子相互の結合箇所が少ないため、得られる多孔
質体の強度が低く取扱い性に劣るからであり、一方２．
０ｇ／ａｍ”より大きいと本発明の目的とする高い開放
気孔率を有する多孔質体を製造することが困難であり、
熱伝導率の高い耐熱性複合体を製造することが困難にな
るからである。

本発明によれば、前記焼結温度を１４００〜２１００℃
とすることが必要である。その理由は、前記温度が１４
００℃よりも低いと、粒と粒とを結合するネックを充分
に発達させることが困難であり、高い強度を有する多孔
質体を得ることができず、一方２１００℃よりも高いと
一旦成長したネックのうち一定の大きさよりも小さなネ
ックがくびれた形状どなったり、著しい場合には消失し
たりしてむしろ強度が低くなるからである。

本発明によれば、前記生成形体は炭化珪素を酸化せしめ
ることのない非酸化性雰囲気中、例えばアルゴン、ヘリ
ウム、ネオン、窒素、水素及び−酸化炭素の中から選択
される少なくとも一種からなるガス雰囲気中、あるいは
真空中で焼成される。

本発明によれば、前記生成形体は非酸化性雰囲気中で実
質的に収縮させることなく焼成することが有利である。

その理由は、焼結時における収縮は多孔質体の強度を向
上させる上では好ましいが、焼成収縮すると開放気孔率
が減少したり。

気孔が独立気孔化し易く、金属シリコンの充填が困難に
なるばかりでなく、寸法精度の高い多孔質体を焼成収縮
を生起させて製造することは困難であるからである。

なお、本発明によれば、金属シリコンの充填が容易でか
つ寸法精度の高い多孔質体を得る上で実質的に収縮させ
ることなく焼結する際の焼成収縮率は２％以下であるこ
とが好ましく、特に１％以下であることが好ましい。

また本発明によれば、前記生成形体を焼成するに際し、
生成形体からの炭化珪素の揮散を抑制することが有利で
ある。その理由は、前記生成形体からの炭化珪素の揮散
を抑制することによって、炭化珪素の粒と粒とを結合す
るネックを充分に発達させることができるからであり、
特に高強度で取扱い性に優れた多孔質体を製造する場合
には、炭化珪素の揮散率を５重量％以下に制御すること
が有利である。

前記生成形体からの炭化珪素の揮散を抑制する方法とし
ては、外気の侵入を遮断することのできる耐熱性の容器
内に生成形体を装入する方法が有効であり、前記耐熱性
の容器としては、黒鉛あるいは炭化珪素などの材質から
なる耐熱性の容器を使用することが好適である。

また、金属シリコンを充填する前に、上記工程で得られ
た焼結体に炭素質物質を含浸することが好ましい、この
炭素質物質としては、例えば、フルフラール樹脂、フェ
ノール樹脂、リグニンスルホン酸塩、ポリビニルアルコ
ール、コーンスターチ、糖蜜、コールタールピッチ、ア
ルギン酸塩のような各種有機物質あるいはカーボンブラ
ック、アセチレンブラックのような熱分解炭素を有利に
使用することが゛できる。

これらの物質を含浸する方法としては、これらの物質の
分散液または、これらの物質の未重合物を真空含浸、あ
るいは加圧含浸する通常の方法で含浸することができる
。

上記焼結体に、上記のような炭素質物質を含浸せしめ、
後述する金属シリコンの充填の際に加えられる熱によっ
て炭素化することにより、上記多孔質体の気孔の表面上
に新たな炭化珪素の膜を生ぜしめ、これによって、溶融
シリコンと多孔質体との結合を強固なものにすることが
できることに加えて、ネックを強化し、焼結体の強度を
上昇せしめることができる。

なお、上記工程によって得られる多孔質体中に新たに含
有せしめられる炭素は、開放気孔の内壁の表面上にＯ９
１〜１＃Ｌ■程度の厚さで存在せしめるごとが好ましい
。

この理由は前記厚さが０．ＩＩＬ腸よりも薄いと、多孔
質体の気孔の表面上に形成される炭化珪素の膜が薄く、
溶融シリコンと多孔質体との結合を強固にする効果がそ
れ程生じないからであり、一方、ｌＩＬ腸よりも厚いと
、複合体中に存在する炭化珪素の割合が実質的に増加す
るため、本発明の目的である金属シリコンの含有率の高
い複合体を得ることが困難になるからである。

この炭素質物質含浸工程を用いる場合は、該多孔質体の
気孔中に金属シリコンを含浸させた後。

１２００〜１８００℃の温度で０．５〜３時間保持する
ことが有利である。

本発明によれば、前記金属シリコンを、前記多孔質体を
構成する炭化珪素１００重量部に対し、４５〜１４０重
量部充填することが重要である。

前記金属シリコンを充填する理由は、金属シリコンは炭
化珪素とのなじみが良く、金属シリコンを多孔質体の開
放気孔内に充填することによって強度を向上せしめるこ
とができるばかりでなく、金属シリコンは熱伝導性に優
れているために、多孔質体の開放気孔内に金属シリコン
を充填することによって高い熱伝導性及び気体不透過性
を付与せしめた耐熱性複合体となすことができるからで
ある。また、前記金属シリコンの充填量を４５〜１４０
重量部に限定する理由は、前記金属シリコンの充填量が
４５重量部より少ないと本発明の目的とする高い熱伝導
性を達成することが困難であり、一方、充填量の上限は
多孔質体の開放気孔率によって決定される。金属シリコ
ンの充填量は５５重量部以上であることがより好適であ
る。

前記金属シリコンを多孔質体の開放気孔中へ充填する方
法としては、金属シリコンを加熱溶融させて含浸する方
法あるいは微粉化した金属シリコンを分散媒液中に分散
させ、この分散液を多孔質体に含浸させ、乾燥した後、
金属シリコンの溶融温度以上に加熱する方法等が適用で
きる。

［発明の実施例］ 次に本発明を実施例及び比較例によって説明する。

実ＪＬｆＬユ 出発原料として、β型結晶の含有率が約９６重量％であ
って、０．１２重量％の遊離炭素、０゜３７重量％の酸
素、１．２ＸｌＯ→重量％のカルシウム、８×ｌＯ４重
量％のナトリウム、ｌＸｌ０（重量％のカリウムおよび
痕跡量のアルミニウムを含有し、１．１ｐｍの平均粒径
を有する炭化珪素粉末を使用した。

前記炭化珪素粉末１００重量部に対し、ポリビニルチル
コール５重量部、モノエタノールアミン０．３重量部と
水１００重量部を配合し、ボールミル中で５時間混合し
た。混合後、ボールミルより懸濁液を排出し、−６０℃
に維持された容器内に噴霧して顆粒状の凍結物を得た。

得られた顆粒状の凍結物は０．１１ｍ５の平均粒径を有
しており、平均粒径の±２０％以内に約７０重量％が存
在していた０次いで、前記凍結物を０．０１〜２０層層
Ｈｇ、−５〜−１ｏ℃に維持された容器に装入して凍結
乾燥を行なって乾燥混合物を得た。

この乾燥混合物を適量採取し、顆粒化した後、静水圧プ
レス機を用いて８００　ｋｇ／ｃ■２の圧力で生成形体
を成形した。この生成形体の形状は、直径が２００ｍｍ
、厚さが１０ｇ＋■の円盤状で、密度は１　、６５ｇ／
ｃｍ３（５２容積％）であった。

前記生成形体を黒鉛製ルツボに装入し、タンマン型焼結
炉を用いてｌ気圧の、主としてアルゴンガス雰囲気中で
焼結した。温度を。

２０００℃／時間で２０００℃まで昇温し、最高温度２
０００℃で１５分間保持した。焼結中のＣＯガス分圧は
、室温〜１７００℃においては８０Ｐａ以下、１７００
℃よりも高温域では３００±５０Ｐａの範囲内となるよ
うにアルゴンガス流量を適宜調整して制御した。

得られた焼結体は密度が１　、６３ｇ／ａｍ３．開放気
孔率が４９容量％の多孔質体で、β型炭化珪素の含有率
は約９１重量％であった。また、この結晶構造を走査型
電子顕微鏡によって観察したところ、その開放気孔は、
平均粒径が約３．９１Ｌ−の微細な炭化珪素結晶によっ
て構成される平均気孔径が約１．６４■の微細な群と、
前記微細な炭化珪素結晶が集合し結合した多孔質粒子に
よって構成される平均気孔径が約２０　μｍの比較的粗
い群とからなっていることが認められた。この焼結体の
生成形体に対する線収縮率は、いずれの方向に対しても
０．３±０．１％の範囲内であった。また、この焼結体
の平均曲げ強度は１３．５ｋｇ／ｓ層２と高い強度を有
しており、３×１０鴫重量％のアルミニウム、６Ｘ１０
４重量％の鉄及び４Ｘ　ｌ　０４重量％のニッケルを含
有していた。なお、クロム、カルシウム及び銅の含有量
はいずれも痕跡量であり、ナトリウム及びカリウムはい
ずれもＩ　Ｘ　１０４重量％未満であった。

次いで、この焼結体にフェノールレジン（炭化率３０重
量％）を真空含浸し、乾燥した後、前記多孔質体の表面
に平均粒径が２０μｍ、純度が９９．９９９９重量％以
上の金属シリコン粉末１００重量部と５％アクリル酸エ
ステル・ベンゼン溶液６０重量部が混合されたスラリー
を塗布し、表面に金属シリコンを３８０ｇコーティング
した。この、金属シリコンをコーティングした多孔質体
をアルゴンガス気流中で４５０℃／時間の昇温速度で加
熱し、最高温度１４５０℃で約１時間保持して前記多孔
質体の表面に塗布された金属シリコンを多孔質体中へ浸
透させ、炭化珪素質複合体を得た。

得られた炭化珪素複合体は、気孔率１．７％であり、気
体不透過性を有°しており１寸法は金属シリコンを充填
する前に比較して０．０３％大きくなっただけであり、
平均曲げ強度は３２．０ｋｇ／腸ｓ＋２と強く、熱伝導
率は０．２３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅａ・℃と極めて良好で
あり、耐熱性治具用材料として極めて優れていることが
認められた。

比Ｊ１帆」 実施例１と同様であるが、出発原料として実施例１で使
用した炭化珪素粉末と市販のα型炭化珪素（ＧＣ＃２４
０、平均粒径８０ＩＬ■）を３ニアの重量比で混合した
混合粉末を使用して多孔質体を製造し、次いで金属シリ
コンを含浸させて炭化珪素質複合体を得た。

該多孔質体は密度が２．３７ｇ／ｃ■３．開放気孔率が
２６容量％であり、平均曲げ強度は５．２ｋｇ／−層２
と比較的低強度であった。また、金属シリコンを含浸さ
せることによって得られた炭化珪素質複合体は、気孔率
１．７％であり、気体不透過性を有していたが、金属シ
リコンの含有量は炭化珪素１００重量部に対して２４重
量部であり、熱伝導率は０　、２１　ｃａｌ／ｃ＋ｓ＊
　ｓｅｃ　＠　”０であった響 実Ｊｌヱ 実施例１と同様の工程で、実施例１で使用した炭化珪素
粉末と、市販のα型炭化珪素粉末（ＧＣ＃６０００）を
粉砕し更に精製・粒度分級した炭化珪素粉末（平均粒径
ｔ、ｚｇ■）とを種々の割合で混合した混合粉末を出発
原料として使用して多孔質体を製造し、次いでこの多孔
質体にフェノールレジン（炭化率３０重量％）を含浸し
た後、該多孔質体を黒鉛製ルツボ中に設置し、純度が９
９．９９９９重量％以上の塊状金属シリコンを多孔質体
の周囲に配置した後１４５０℃で加熱して気体不透過性
を有する炭化珪素質複合体を製造した。

得られた多孔質体及び炭化珪素質複合体の特性を第１表
に示した。

第１表かられかるように、β型炭化珪素粉末の混合比率
の高い炭化珪素粉末、即ち実施例１の炭化珪素粉末を出
発原料として使用した多孔質体は、密度の割に強度が優
れていた。

１竃１」 実施例１と同様であるが、ボールミルで混合された懸濁
液を噴霧乾燥して製造した、平均粒径が０．１ｍｍの顆
粒を使用して炭化珪素質複合体を製造した。得られた多
孔質体及び炭化珪素質複合体の特性を第１表に示した。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明の耐熱性複合体は多孔質炭化珪
素焼結体を骨格とする炭化珪素質複合体であって、耐摩
耗性に優れており、しかも熱伝導性及び耐熱衝撃性に優
れているため、加熱・冷却が頻繁に繰返される用途に用
いられる耐熱性治具用材料として有利に適用することの
できるものであり、産業上極めて有用なものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、開放気孔を有する多孔質炭化珪素焼結体の開放気孔
   中に、金属シリコンが介在してなる炭化珪素と金属シリ
   コンとの複合体において、該多孔質炭化珪素焼結体を構
   成する炭化珪素結晶の平均粒径が５μｍ以下であり、か
   つ、該炭化珪素結晶の少なくとも一部が、二次的に集合
   し結合した多孔質粒子を形成している状態で該焼結体中
   に存在しており、前記開放気孔は、平均粒径が５μｍ以
   下の微細な炭化珪素結晶によって構成される気孔径が３
   μｍ以下の微細な群と、二次的に集合し結合した、４０
   〜１５０μｍの平均粒径を有し平均粒径の±２０％以内
   に６０重量％以上が存在するような粒度分布を有する多
   孔質粒子によって構成される気孔径が１５〜４０μｍの
   比較的粗い群とからなり、炭化珪素１００重量部に対し
   て４５〜１４０重量部の金属シリコンが介在してなるこ
   とを特徴とする炭化珪素と金属シリコンとの耐熱性複合
   体。 ２、炭化珪素粉末を成形して生成形体となし、非酸化性
   雰囲気化で焼結した後、この焼結して得られた多孔質体
   の開放気孔中に金属シリコンを充填して耐熱性複合体を
   製造する方法において、該炭化珪素として平均粒径が５
   μｍ以下の粉末を使用して、平均粒径が４０〜１５０μ
   ｍであり平均粒径の±２０％以内に６０重量％以上が存
   在するような粒度分布を有する顆粒とした後、該顆粒の
   表層部分が潰れて相互に連結し、かつその内部が未潰れ
   の状態で生成形体中に残存するような成形圧力で加圧成
   形して嵩比重が１．１〜２．０ｇ／ｃｍ＾３の生成形体
   とし、１４００〜２１００℃の温度に加熱して焼結した
   後、金属シリコンを炭化珪素１００重量部に対し４５〜
   １４０重量部充填することを特徴とする方法。 ３、金属シリコンの充填に先立って、焼結体に炭素質物
   質を含浸せしめる特許請求の範囲第２項記載の方法。