JPH05117011A - 薄板セラミツクス材料の焼成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼成時に常に、抑制或いは圧力がかかり、薄
板の変形が基本的に防止される焼成方法とそのための治
具を提供することを目的とする。 【構成】熱膨張率の低いセラミックス材料で構成された
外枠に対して、それより熱膨張率の高いセラミックス材
料で構成された部材を、焼成されるべき薄板材料との間
に挾んだ構成にして、焼成することを特徴とする薄板セ
ラミックス材料の焼成方法及びそのための焼成用治具で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄板セラミックス材料
の焼成方法及びそれに使用する焼成用治具に関する。更
に、詳細には、焼成すべき薄板材料を挾んで圧力を加え
ながら焼成して、焼成による変形を防止する焼成方法及
び焼成用治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミックスの製造、特に、エレ
クトロニクスセラミックス、例えば、ＰＺＴ等の圧電セ
ラミックスや、ＰＴＣ等のサ−ミスタ、バリスタ−或い
はセラミックスコンデンサ或いはフェライトを製造する
には、薄板状の形状のものを焼成する必要があり、その
ようなときは、セッタ−上に被焼成物を１枚ずつ寝かせ
て重ね、或いは数枚重ねて焼成していた。或いは、その
被焼成物の上に平滑な板を、拘束のために載せて焼成し
ていた。或いは、ホットプレスという機械を用いて焼成
していた。

【０００３】また、焼成用治具は、被焼成物を載せるた
めであり、被焼成物と焼成用治具の融着、反応或いは被
焼成物の焼成収縮に伴う摩擦を軽減するため、一般的に
は、敷き粉と称される無機粉末が散布されている。以上
のような方法で焼成した場合、被焼成物（薄板）が反っ
てしまい、平らな焼成ができないことが多いものであっ
た。それを防止するために、数枚重ねたり、上部に拘束
用の板を載せたりしたが、上部と下部とで条件が変わっ
たりする問題があった。

【０００４】また、平板上に寝かせて焼成しなければな
らないので、即ち立てると曲がってしまうので、炉内の
面積を有効に活用できなかった。また、Ｐｂ成分等を含
む場合には、全体をサヤの中に入れなければならなかっ
た。或いは、成分が揮発して、焼成セラミックスの特性
が得られないことがある。或いはホットプレスで焼成す
るためには、多大な装置費用を必要とし、また、１回に
数枚しか焼成できないため、莫大なコストと時間がかか
った。

【０００５】即ち、従来の焼成方法で薄板を焼成した場
合、ａ．ソリがおきる、ｂ．面積がかかる、ｃ．成分が
揮発する或いはホットプレスで焼成すると、コストと時
間がかかるという諸欠点があった。また、欠点を除去す
るために、薄板を立てたまま、しかも特別な治具なし
に、焼成する方法を見出すべく研究した結果、本発明に
到達したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたもので、焼成時に常に、抑
制或いは圧力がかかり、薄板の変形が基本的に防止され
る焼成方法とそのための治具を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題の解決のためになされたもので、熱膨張率の低い
セラミックス材料で構成された外枠に対して、それより
熱膨張率の高いセラミックス材料で構成された部材を、
焼成されるべき薄板材料との間に挾んだ構成にして、焼
成することを特徴とする薄板セラミックス材料の焼成方
法及びそのための焼成用治具を提供する。

【０００８】

【作用】本発明の薄板セラミックス材料の焼成方法によ
ると、外枠材料に熱膨張率の相対的に低いセラミックス
材料で構成し、それに対して、内側に、それより熱膨張
率の相対的に高いセラミックス材料で構成された部材を
入れた構造である。そのために、焼成時に、温度を上げ
ていくと、内側部材も外枠部材も熱膨張するが、内側部
材の熱膨張する量は、外枠部材の熱膨張量に対して大き
いために、挾まれた部分には、その差だけ狭くなってい
き、その挾まれた部分には、常に圧力がかかることにな
る。その、相対的に低い熱膨張率の部材は、更に、クリ
−プが小さいものが好適であり、例えば、アルミナ等が
好適である。また、相対的に高い熱膨張率の部材は、例
えば、マグネシアが好適である。

【０００９】従って、焼成のために温度を上げていくに
従って、熱膨張量の差は、さらに大きくなっていき、焼
成過程の進むにつれて、焼成されるべき薄板にかかる圧
力は強くなっていく。この圧力で、薄板は、両側から圧
迫され、曲がらなくなる。しかも、薄板を寝かせる必要
はなくなり、多くの薄板を収納して焼成処理を行うこと
ができる。また、常に圧力がかかっているために、Ｐｂ
等の揮発成分が逃げない。

【００１０】従って、内側に使用する比較的に熱膨張率
の高い材料は、被焼成薄板の間に挾んで使用することも
できる。また、熱膨張率の低い外枠と熱膨張率の高い内
部材の構造、構成は、以上のような特性を発揮できるも
のであれば、良く、それに適する構造ならば、如何なる
ものでも使用することができる。例えば、図３に示すよ
うな、種々の構造、構成で用いることができる。

【００１１】尚、図３において、部材１は、比較的高い
熱膨張率の部材を示し、部材２は、比較的に低い熱膨張
率の部材を示す。

【００１２】本発明により得られる薄板セラミックス材
料は、ＰＺＴ圧電素子及びＰＴＣサ−ミスタ、ジルコニ
ア製基板として、特に、好適である。

【００１３】次に、本発明の薄板セラミックス材料の焼
成方法及びその焼成用治具について、具体的に実施例に
より説明するが、本発明はそれらによって限定されるも
のではない。

【００１４】

【実施例】１０×１０×１ｍｍに成形したセラミックス
薄板（材質ＺｒＯ₂３Ｙ₂Ｏ₃）３を、図１に示すような
焼成治具に装着して焼成した。図１では、外枠１は、図
示のように、舟型をなし、アルミナで作られている。そ
れに対して、内側部材２は、外枠１の内側に、図示のよ
うに、挾んで設けてあり、材質は、マグネシアである。
その間に、薄板の被焼成物３を、図示のように、立てて
並べた構成のものである。これを、２５℃から５００℃
までは、昇温速度２５℃／時間で、５００℃から１５０
０℃までは、昇温速度１２０℃／時間で昇温し、１５０
０℃に２時間保持した後に、３００℃／時間の降温速度
で、２５℃まで降温した。加熱炉は、２ケイ化モリブデ
ン型発熱体で、空気雰囲気で焼成した。

【００１５】得られた薄板焼成物は、そりは約０．１ｍ
ｍ以内で、比重は、５．９５〜５．９６であった。これ
に対して、同じサイズで同じ組成の薄板を、寝かせて、
上に重しとして、焼成セラミックス板を載せて、焼成処
理したところ、そりは、約２ｍｍにもなって、比重は、
約５．９２〜５．９３であった。また、下の方において
薄板は、荷重のために割れてしまっていた。

【００１６】更に、図２に示すような構造で、焼成用治
具を作成した。即ち、丸い外枠１をアルミナで作成し、
その内部にマグネシアで作った直方体焼成セラミックス
２を２つ、図示のように置いて、その２つのマグネシア
焼成体２の間に、焼成すべき薄板形成体３を立てて、隙
間なく並べておく。このような構造のものを、焼成炉に
置き、焼成する。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄板セラ
ミックス材料の焼成方法により、前記のような効果が得
られた。それらをまとめると、次のような顕著な技術的
効果となる。即ち、第１に、以上の説明で明らかなよう
に、そりが出なく、曲がらない焼成薄板状セラミックス
が得られる。第２に、立てに並べることができるため
に、スペ−スを有効に使用できる焼成方法を提供した。
第３に、更に、Ｐｂ等の揮発性成分もた易くは飛ばな
く、それが他を汚染することが少ない焼成治具を提供し
た。第４に、更に、焼成した薄板焼成セラミックスは、
緻密で得られる焼成方法を提供した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焼成用治具の１例を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の焼成用治具の他の例を示す斜視図であ
る。

【図３】本発明の種々の焼成用治具を示す断面図、斜視
図である。

【符号の説明】

１ 熱膨張率の低いセラミックスの
外枠 ２ 熱膨張率の高いセラミックス材
料の部材 ３ 焼成されるべき薄板材料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱膨張率の低いセラミックス材料で構成
   された外枠に対して、それより熱膨張率の高いセラミッ
   クス材料で構成された部材を、焼成されるべき薄板材料
   との間に挾んだ構成にして、焼成することを特徴とする
   薄板セラミックス材料の焼成方法。
2. 【請求項２】熱膨張率の低いセラミックス材料で構成さ
   れた外枠に対して、それより熱膨張率の高いセラミック
   ス材料で構成された部材を内側に置いた構造を取り、焼
   成されるべき薄板材料を挾んで焼成するための薄板セラ
   ミックス材料の焼成用治具。