JPH07192848A - ガラス状カーボン発熱体 - Google Patents
ガラス状カーボン発熱体Info
- Publication number
- JPH07192848A JPH07192848A JP5345920A JP34592093A JPH07192848A JP H07192848 A JPH07192848 A JP H07192848A JP 5345920 A JP5345920 A JP 5345920A JP 34592093 A JP34592093 A JP 34592093A JP H07192848 A JPH07192848 A JP H07192848A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- glassy carbon
- air
- heater
- atmosphere
- Prior art date
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- Pending
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空気，ＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 等の各種雰囲気下
で良好に使用可能なガラス状カーボン発熱体を提供す
る。 【構成】 ガラス状カーボンを主成分とし、空気中で６
００℃に１００時間加熱した場合の酸化消耗率が０．１
〜５．０％であり、比抵抗が３〜５×１０-3Ω・ｃｍで
あり、熱伝導率が５〜１０Ｗ／ｍ・Ｋであることを特徴
とするガラス状カーボン発熱体。
で良好に使用可能なガラス状カーボン発熱体を提供す
る。 【構成】 ガラス状カーボンを主成分とし、空気中で６
００℃に１００時間加熱した場合の酸化消耗率が０．１
〜５．０％であり、比抵抗が３〜５×１０-3Ω・ｃｍで
あり、熱伝導率が５〜１０Ｗ／ｍ・Ｋであることを特徴
とするガラス状カーボン発熱体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガラス状カーボン発
熱体に関するものである。
熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、様々な形式の発熱体が用いられて
いるが、その１つにスパイラル型の発熱体がある。スパ
イラル型発熱体は、中空円筒状の本体の一端から２本の
らせん状の溝を切り込んだ形状をしている。前記一端側
で２本の溝によって分割された本体部分には、端子及び
端子金属を介してリード線が接続される。
いるが、その１つにスパイラル型の発熱体がある。スパ
イラル型発熱体は、中空円筒状の本体の一端から２本の
らせん状の溝を切り込んだ形状をしている。前記一端側
で２本の溝によって分割された本体部分には、端子及び
端子金属を介してリード線が接続される。
【０００３】スパイラル型の発熱体は、一般に黒鉛やＳ
ｉＣ等で形成されている。黒鉛質の発熱体は、適当な電
気抵抗を有し高温でも強度が低下しない特徴を有してい
る。また、ＳｉＣは高抵抗であり、大きなジュール熱が
得られる特徴を有している。
ｉＣ等で形成されている。黒鉛質の発熱体は、適当な電
気抵抗を有し高温でも強度が低下しない特徴を有してい
る。また、ＳｉＣは高抵抗であり、大きなジュール熱が
得られる特徴を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、黒鉛質
の発熱体はＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 等の各種雰囲気下での使
用に適するが、空気等の酸化雰囲気下では酸化消耗が激
しいため、長時間の使用は難しかった。また、黒鉛によ
る汚染が問題となる半導体分野等では、黒鉛質発熱体の
表面にＳｉＣ膜をコーティングして用いるのが普通であ
るが、コスト高であった。
の発熱体はＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 等の各種雰囲気下での使
用に適するが、空気等の酸化雰囲気下では酸化消耗が激
しいため、長時間の使用は難しかった。また、黒鉛によ
る汚染が問題となる半導体分野等では、黒鉛質発熱体の
表面にＳｉＣ膜をコーティングして用いるのが普通であ
るが、コスト高であった。
【０００５】一方、ＳｉＣ製の発熱体は空気中での使用
に適しており、空気中ではほとんど消耗しない。しか
し、ＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 等の各種雰囲気下での使用には
不向きであった。すなわち、ＨＣｌ雰囲気下では、ＨＣ
ｌに侵食されるため消耗がかなり大きかった。また、Ｈ
2 雰囲気下では、Ｈ2 の影響によって抵抗が増大し、発
熱動作が不安定となっていた。また、Ｎ2 雰囲気下では
Ｎ2 と反応してＳｉ3 Ｎ4 膜を生成するため、比抵抗及
び熱伝導率が高くなってやはり発熱動作が不安定となっ
ていた。
に適しており、空気中ではほとんど消耗しない。しか
し、ＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 等の各種雰囲気下での使用には
不向きであった。すなわち、ＨＣｌ雰囲気下では、ＨＣ
ｌに侵食されるため消耗がかなり大きかった。また、Ｈ
2 雰囲気下では、Ｈ2 の影響によって抵抗が増大し、発
熱動作が不安定となっていた。また、Ｎ2 雰囲気下では
Ｎ2 と反応してＳｉ3 Ｎ4 膜を生成するため、比抵抗及
び熱伝導率が高くなってやはり発熱動作が不安定となっ
ていた。
【０００６】前述した従来技術の問題点に鑑み、本発明
は空気，ＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 等の各種雰囲気下で消耗が
少なくかつ安定した加熱特性を有するガラス状カーボン
発熱体を提供することを目的としている。
は空気，ＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 等の各種雰囲気下で消耗が
少なくかつ安定した加熱特性を有するガラス状カーボン
発熱体を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、ガラス状カ
ーボンを主成分とし、空気中で６００℃に１００時間加
熱した場合の酸化消耗率が０．１〜５．０％であり、比
抵抗が３〜５×１０-3Ω・ｃｍであり、熱伝導率が５〜
１０Ｗ／ｍ・Ｋであることを特徴とするガラス状カーボ
ン発熱体を要旨としている。
ーボンを主成分とし、空気中で６００℃に１００時間加
熱した場合の酸化消耗率が０．１〜５．０％であり、比
抵抗が３〜５×１０-3Ω・ｃｍであり、熱伝導率が５〜
１０Ｗ／ｍ・Ｋであることを特徴とするガラス状カーボ
ン発熱体を要旨としている。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明によるガラス状カーボン発熱体を
用いたヒータを示す側面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿
った断面図である。
する。図１は、本発明によるガラス状カーボン発熱体を
用いたヒータを示す側面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿
った断面図である。
【０００９】ヒータ１０は、ガラス状カーボン製の発熱
体１１を有している。発熱体１１は全体的に中空の円筒
形状になっている。発熱体１１には、その一端から２本
のらせん状の溝１２が切込まれている。一端側の溝１２
には、例えばアルミナ製のスペーサ１３が挿入されてい
る。発熱体１１のスペーサ１３側のやや中央寄りの部分
には、例えばアルミナ製の半円弧状の締付治具１４が取
付けられている。締付治具１４の外側には、ベルト１５
が巻付けられており、これによって発熱体１１が一体化
されている。
体１１を有している。発熱体１１は全体的に中空の円筒
形状になっている。発熱体１１には、その一端から２本
のらせん状の溝１２が切込まれている。一端側の溝１２
には、例えばアルミナ製のスペーサ１３が挿入されてい
る。発熱体１１のスペーサ１３側のやや中央寄りの部分
には、例えばアルミナ製の半円弧状の締付治具１４が取
付けられている。締付治具１４の外側には、ベルト１５
が巻付けられており、これによって発熱体１１が一体化
されている。
【００１０】発熱体１１の一端側の２つの部分には，そ
れぞれ端子１６が取付けられている。端子１６は例えば
アルミナ製であって、発熱体１１に設けられた穴に挿入
されている。端子１６の先端には、端子金具が例えばボ
ルト・ナットにより取付けられていて、この金具にはリ
ード線２０が接続されている。高温用ヒータの場合に
は、このように端子金具を高温となる発熱体１１からあ
る程度離して取付けることにより、長時間連続使用が可
能になる。
れぞれ端子１６が取付けられている。端子１６は例えば
アルミナ製であって、発熱体１１に設けられた穴に挿入
されている。端子１６の先端には、端子金具が例えばボ
ルト・ナットにより取付けられていて、この金具にはリ
ード線２０が接続されている。高温用ヒータの場合に
は、このように端子金具を高温となる発熱体１１からあ
る程度離して取付けることにより、長時間連続使用が可
能になる。
【００１１】発熱体１１は、前述したようにガラス状カ
ーボンで形成されている。発熱体１１は空気中で６００
℃に１００時間加熱した場合の酸化消耗率が０．１〜
５．０％であり、比抵抗が３〜５×１０-3Ω・ｃｍであ
り、熱伝導率が５〜１０Ｗ／ｍ・Ｋである。前記条件下
で酸化消耗率が５．０％を超える場合には、空気中での
使用に不向きとなる。特に好しいのは２／０％以下であ
る。また比抵抗及び熱伝導率が前記範囲を外れる場合に
は、加熱特性が不安定になる恐れがある。ガラス状カー
ボンは、外観がガラス状の硬質炭素であり、例えば熱硬
化性樹脂の固相炭素化によって生成することができる。
ーボンで形成されている。発熱体１１は空気中で６００
℃に１００時間加熱した場合の酸化消耗率が０．１〜
５．０％であり、比抵抗が３〜５×１０-3Ω・ｃｍであ
り、熱伝導率が５〜１０Ｗ／ｍ・Ｋである。前記条件下
で酸化消耗率が５．０％を超える場合には、空気中での
使用に不向きとなる。特に好しいのは２／０％以下であ
る。また比抵抗及び熱伝導率が前記範囲を外れる場合に
は、加熱特性が不安定になる恐れがある。ガラス状カー
ボンは、外観がガラス状の硬質炭素であり、例えば熱硬
化性樹脂の固相炭素化によって生成することができる。
【００１２】ガラス状カーボン発熱体１１の製造方法の
一例を述べる。まず、原料となる樹脂（例えばフラン系
樹脂やフェノール樹脂等）を所定の形状に成形し、しか
る後に非酸化性雰囲気において９５０℃で焼成すること
によって樹脂をガラス状カーボンにすることができる。
一例を述べる。まず、原料となる樹脂（例えばフラン系
樹脂やフェノール樹脂等）を所定の形状に成形し、しか
る後に非酸化性雰囲気において９５０℃で焼成すること
によって樹脂をガラス状カーボンにすることができる。
【００１３】図１，２に示したガラス状カーボン発熱体
１０は、低温用ヒータとしても高温用ヒータとしても構
成することが可能である。
１０は、低温用ヒータとしても高温用ヒータとしても構
成することが可能である。
【００１４】低温用ヒータとは、約６００℃以下の加熱
に適したヒータを意味している。本発明のガラス状カー
ボン発熱体を用いて低温用ヒータを構成した場合には、
次のような効果を得ることができる。ガラス状カーボン
は熱伝導率が小さいので端子部をコンパクトに短くでき
る。また、黒鉛と比較して酸化消耗がほとんどない。ま
た、ＳｉＣと比較して低抵抗なので付加電圧を小さくで
きる。さらにＳｉＣと比較して高温で抵抗値の変化が小
さいので安定した加熱動作が期待できる。
に適したヒータを意味している。本発明のガラス状カー
ボン発熱体を用いて低温用ヒータを構成した場合には、
次のような効果を得ることができる。ガラス状カーボン
は熱伝導率が小さいので端子部をコンパクトに短くでき
る。また、黒鉛と比較して酸化消耗がほとんどない。ま
た、ＳｉＣと比較して低抵抗なので付加電圧を小さくで
きる。さらにＳｉＣと比較して高温で抵抗値の変化が小
さいので安定した加熱動作が期待できる。
【００１５】他方、高温用ヒータは１２００℃程度まで
の加熱に適したヒータである。本発明のガラス状カーボ
ン発熱体は、雰囲気焼成用ヒータ等の高温用ヒータとし
ても最適である。高温用ヒータの場合にも、前記低温用
ヒータと同様の利点が得られる。さらに、各種雰囲気で
の反応性が小さく、消耗及び雰囲気汚染が少ないという
利点を持つため、高品位半導体製品の製造にも利用可能
である。
の加熱に適したヒータである。本発明のガラス状カーボ
ン発熱体は、雰囲気焼成用ヒータ等の高温用ヒータとし
ても最適である。高温用ヒータの場合にも、前記低温用
ヒータと同様の利点が得られる。さらに、各種雰囲気で
の反応性が小さく、消耗及び雰囲気汚染が少ないという
利点を持つため、高品位半導体製品の製造にも利用可能
である。
【００１６】実施例１ 原料樹脂としてフラン系樹脂を用い、これをスパイラル
形状に成形し、しかる後に非酸化性雰囲気において９５
０℃で焼成することによってガラス状カーボンを製作し
た。このガラス状カーボンを用いて、図１，２に示した
ヒータを試作し実施例１とした。
形状に成形し、しかる後に非酸化性雰囲気において９５
０℃で焼成することによってガラス状カーボンを製作し
た。このガラス状カーボンを用いて、図１，２に示した
ヒータを試作し実施例１とした。
【００１７】従来例１，２ 一方、実施例１と同様の構成を有し、発熱体としてＳｉ
Ｃ及び黒鉛を用いたヒータを試作してそれぞれ従来例
１，２とした。
Ｃ及び黒鉛を用いたヒータを試作してそれぞれ従来例
１，２とした。
【００１８】実施例１，従来例１，２のヒータを用いて
各種雰囲気下で特性を調べた。表１は、空気雰囲気にお
いて６００℃に１０時間保った場合の酸化消耗率、比抵
抗、熱伝導率の測定結果を示している。
各種雰囲気下で特性を調べた。表１は、空気雰囲気にお
いて６００℃に１０時間保った場合の酸化消耗率、比抵
抗、熱伝導率の測定結果を示している。
【００１９】
【表１】 表１見ると、従来例２の黒鉛発熱体に較べて、実施例１
のガラス状カーボン発熱体は酸化消耗量が著しく少なか
ったことがわかる。
のガラス状カーボン発熱体は酸化消耗量が著しく少なか
ったことがわかる。
【００２０】表２は、ＨＣｌ雰囲気において１２００℃
に１００時間加熱した場合の前記項目の測定結果を示し
ている。
に１００時間加熱した場合の前記項目の測定結果を示し
ている。
【００２１】
【表２】 表２を見ると、従来例１のＳｉＣ発熱体はかなり侵食さ
れたのに対して、実施例１のガラス状カーボン発熱体は
ほとんど侵食されなかったことがわかる。
れたのに対して、実施例１のガラス状カーボン発熱体は
ほとんど侵食されなかったことがわかる。
【００２２】表３は、Ｈ2 雰囲気において１２００℃で
１００時間加熱した場合の前記項目の測定結果を示して
いる。
１００時間加熱した場合の前記項目の測定結果を示して
いる。
【００２３】
【表３】 これによれば、従来例１のＳｉＣ発熱体はＨ2 の影響で
抵抗が増大して不安定になったが、実施例１のガラス状
カーボン発熱体では抵抗は安定していたことがわかる。
抵抗が増大して不安定になったが、実施例１のガラス状
カーボン発熱体では抵抗は安定していたことがわかる。
【００２４】表４は、Ｎ2 雰囲気において１５００℃に
１００時間加熱した場合の前記項目の測定結果を示して
いる。
１００時間加熱した場合の前記項目の測定結果を示して
いる。
【００２５】
【表４】 表４を見ると、従来例１のＳｉＣ発熱体はＮ2 と反応し
てＳｉ3 Ｎ4 膜を生成して比抵抗と熱伝導率が大きくな
ったが、実施例１のガラス状カーボン発熱体の場合には
そのようなことがなく、特性が安定していたことがわか
る。
てＳｉ3 Ｎ4 膜を生成して比抵抗と熱伝導率が大きくな
ったが、実施例１のガラス状カーボン発熱体の場合には
そのようなことがなく、特性が安定していたことがわか
る。
【００２６】以上の結果をまとめて表５に示す。二重丸
は適、丸は使用可、バツは使用不可を示している。
は適、丸は使用可、バツは使用不可を示している。
【００２７】
【表５】 表５から明らかなように、本発明のガラス状カーボン発
熱体は空気，ＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 のいずれの雰囲気下で
も使用可能であった。これに対して、従来例１，２のＳ
ｉＣ発熱体及び黒鉛発熱体は、雰囲気によっては使用不
可能又は使用不向きであった。
熱体は空気，ＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 のいずれの雰囲気下で
も使用可能であった。これに対して、従来例１，２のＳ
ｉＣ発熱体及び黒鉛発熱体は、雰囲気によっては使用不
可能又は使用不向きであった。
【００２８】
【発明の効果】本発明のガラス状カーボン発熱体は、空
気，ＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 等の各種雰囲気下で高温用ヒー
タとしても低温用ヒータとしても良好に使用可能であ
る。
気，ＨＣｌ，Ｈ2 ，Ｎ2 等の各種雰囲気下で高温用ヒー
タとしても低温用ヒータとしても良好に使用可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガラス状カーボン発熱体を用いたヒー
タを示す側面図。
タを示す側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
１０ ヒータ １１ 発熱体 １２ 溝 １３ スペーサ １４ 締付治具 １５ ベルト １６ 端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 茂男 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番地 東芝セラミックス株式会社小国製造所内 (72)発明者 佐々木 泰実 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番地 東芝セラミックス株式会社小国製造所内
Claims (1)
- 【請求項１】 ガラス状カーボンを主成分とし、空気中
で６００℃に１００時間加熱した場合の酸化消耗率が
０．１〜５．０％であり、比抵抗が３〜５×１０-3Ω・
ｃｍであり、熱伝導率が５〜１０Ｗ／ｍ・Ｋであること
を特徴とするガラス状カーボン発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5345920A JPH07192848A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ガラス状カーボン発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5345920A JPH07192848A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ガラス状カーボン発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07192848A true JPH07192848A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18379896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5345920A Pending JPH07192848A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ガラス状カーボン発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07192848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002317261A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Tottori Univ | ＳｉＣコートカーボンヒータ炉及び成膜装置 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5345920A patent/JPH07192848A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002317261A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Tottori Univ | ＳｉＣコートカーボンヒータ炉及び成膜装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040316 |