JPH0832586B2 - 耐熱衝撃性焼成用セッター - Google Patents
耐熱衝撃性焼成用セッターInfo
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- JPH0832586B2 JPH0832586B2 JP1238184A JP23818489A JPH0832586B2 JP H0832586 B2 JPH0832586 B2 JP H0832586B2 JP 1238184 A JP1238184 A JP 1238184A JP 23818489 A JP23818489 A JP 23818489A JP H0832586 B2 JPH0832586 B2 JP H0832586B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
- C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B38/0635—Compounding ingredients
- C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
- C04B38/067—Macromolecular compounds
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セラミック電子部品用素子の焼成工程に用
いられる焼成用セッターに関する。
いられる焼成用セッターに関する。
［背景技術とその問題点］ 従来よりセラミック電子部品の焼成用セッターには、
高純度アルミナ系炉材やムライト系炉材などの原料が用
いられている。
高純度アルミナ系炉材やムライト系炉材などの原料が用
いられている。
高純度アルミナ系炉材原料を用いて焼成した焼成用セ
ッターの場合には、被焼成物と反応するような組成が含
まれていないので、電気的特性の良好な被焼成物（電子
部品）を製造することができるが、その反面、熱膨張係
数が大きいために焼成時の歪みが大きく、耐熱衝撃性が
低いという欠点があった。このため、焼成用セッターの
使用寿命が短く、何度も繰り返し使用することができな
かった。特に最近では、小型電子部品の高速度焼成化が
要求されているため、急熱急冷に耐える耐熱衝撃性の高
い焼成用セッターを開発する必要が高まっている。
ッターの場合には、被焼成物と反応するような組成が含
まれていないので、電気的特性の良好な被焼成物（電子
部品）を製造することができるが、その反面、熱膨張係
数が大きいために焼成時の歪みが大きく、耐熱衝撃性が
低いという欠点があった。このため、焼成用セッターの
使用寿命が短く、何度も繰り返し使用することができな
かった。特に最近では、小型電子部品の高速度焼成化が
要求されているため、急熱急冷に耐える耐熱衝撃性の高
い焼成用セッターを開発する必要が高まっている。
また、ムライト系炉材原料を用いた焼成用セッター
は、一般に熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性が高いとさ
れているが、ムライト系炉材原料からなる焼成用セッタ
ーを用いて被焼成物を焼成した場合は、ムライト組成内
に含まれるSiO2その他の不純物が被焼成物と反応し、被
焼成物の品質や電気的特性を低下させるという問題があ
った。このため、ムライト系炉材原料からなる焼成用セ
ッターの場合には、被焼成物にAl2O3やZrO2の被覆を施
したり、敷粉をふるなどの対策が必要であった。
は、一般に熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性が高いとさ
れているが、ムライト系炉材原料からなる焼成用セッタ
ーを用いて被焼成物を焼成した場合は、ムライト組成内
に含まれるSiO2その他の不純物が被焼成物と反応し、被
焼成物の品質や電気的特性を低下させるという問題があ
った。このため、ムライト系炉材原料からなる焼成用セ
ッターの場合には、被焼成物にAl2O3やZrO2の被覆を施
したり、敷粉をふるなどの対策が必要であった。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、高い耐熱衝撃性を備
え、かつ被焼成物と反応を起こす恐れの無い焼成用セッ
ターを提供することにある。
であり、その目的とするところは、高い耐熱衝撃性を備
え、かつ被焼成物と反応を起こす恐れの無い焼成用セッ
ターを提供することにある。
［課題を解決するための手段］ このため本発明の耐熱衝撃性焼成用セッターは、高純
度アルミナ80〜90wt％に単斜晶ジルコニアを20〜10wt％
の割合で配合し、さらに粒子状もしくは繊維状をした樹
脂を混合した炉材原料を焼成し、嵩密度が1.1〜1.6g/cc
の多孔質体となるように調製されたことを特徴としてい
る。
度アルミナ80〜90wt％に単斜晶ジルコニアを20〜10wt％
の割合で配合し、さらに粒子状もしくは繊維状をした樹
脂を混合した炉材原料を焼成し、嵩密度が1.1〜1.6g/cc
の多孔質体となるように調製されたことを特徴としてい
る。
［作用］ 本発明の耐熱衝撃性焼成用セッターにあっては、高温
になると単斜晶ジルコニアが結晶構造の熱的変換により
正方晶ジルコニアとなる。この時、焼成用セッターは、
結晶構造の変化に伴ってローカルな体積収縮を起こし、
これが高純度アルミナの熱膨張に伴う体積膨張と相殺さ
れ、全体としては熱膨張係数がゼロに近くなる。このた
め、焼成用セッターの急熱急冷に対する耐久性が向上
し、耐熱衝撃性が改善される。
になると単斜晶ジルコニアが結晶構造の熱的変換により
正方晶ジルコニアとなる。この時、焼成用セッターは、
結晶構造の変化に伴ってローカルな体積収縮を起こし、
これが高純度アルミナの熱膨張に伴う体積膨張と相殺さ
れ、全体としては熱膨張係数がゼロに近くなる。このた
め、焼成用セッターの急熱急冷に対する耐久性が向上
し、耐熱衝撃性が改善される。
また、この焼成用セッターは、高純度アルミナとジル
コニアのみで構成されており、これら両材料はいずれも
高温での相状態において安定性が良好であるので、被焼
成物と反応する恐れがない。
コニアのみで構成されており、これら両材料はいずれも
高温での相状態において安定性が良好であるので、被焼
成物と反応する恐れがない。
しかも、粒子状もしくは繊維状の樹脂を混合してある
ので、焼成時に繊維が燃焼してその跡に多くの気孔が生
じる。この気孔のために焼成用セッターの嵩密度が小さ
くなり、被焼成物との反応の恐れがより減少する。ま
た、焼成用セッターの軽量化に伴ってその熱容量が小さ
くなり、焼成エネルギーの費用削減を図ることができ
る。
ので、焼成時に繊維が燃焼してその跡に多くの気孔が生
じる。この気孔のために焼成用セッターの嵩密度が小さ
くなり、被焼成物との反応の恐れがより減少する。ま
た、焼成用セッターの軽量化に伴ってその熱容量が小さ
くなり、焼成エネルギーの費用削減を図ることができ
る。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて説明する。
第１図に示す焼成用セッター１は、高純度アルミナに
電融単斜晶ジルコニアを添加し、さらに樹脂粒子や樹脂
繊維を混合した炉材原料をスラリー状に調製し、この炉
材原料を所定の炉材形状に成形し、これを焼成炉で焼成
し、焼結させることによって製造されたものであり、焼
成時に樹脂粒子等が燃焼することによって多数の気孔２
（第２図参照）を含ませられて嵩密度1.1〜1.6g/ccの軽
量セッター１となっている。なお、電融単斜晶ジルコニ
アとは、出発物質バデライト鉱物から単斜晶ジルコニア
を製造する際に電気的熱処理を施されたものである。
電融単斜晶ジルコニアを添加し、さらに樹脂粒子や樹脂
繊維を混合した炉材原料をスラリー状に調製し、この炉
材原料を所定の炉材形状に成形し、これを焼成炉で焼成
し、焼結させることによって製造されたものであり、焼
成時に樹脂粒子等が燃焼することによって多数の気孔２
（第２図参照）を含ませられて嵩密度1.1〜1.6g/ccの軽
量セッター１となっている。なお、電融単斜晶ジルコニ
アとは、出発物質バデライト鉱物から単斜晶ジルコニア
を製造する際に電気的熱処理を施されたものである。
炉材原料を構成する高純度アルミナと単斜晶ジルコニ
アの好適な配合割合を調べるため、いくつかのサンプル
用の焼成用セッターを製造し、その熱膨張係数や使用寿
命等を測定した。ここで用いた高純度アルミナ（Al
2O3）は純度99.0％以上のものであり、単斜晶ジルコニ
ア（ZrO2）は＃100及び＃325のふるいを通された純度9
9.0％以上の電融単斜晶ジルコニアである。この高純度
アルミナと粒度が＃100及び＃325の電融単斜晶ジルコニ
アを第１表に示すような割合（wt％）で配合し、焼成用
セッターのサンプルＡ〜Ｈを調製した。また、Ｍは高純
度アルミナからなる焼成用セッターの比較サンプルであ
り、Ｑはムライト系の炉材原料からなる焼成用セッター
の比較サンプルである。
アの好適な配合割合を調べるため、いくつかのサンプル
用の焼成用セッターを製造し、その熱膨張係数や使用寿
命等を測定した。ここで用いた高純度アルミナ（Al
2O3）は純度99.0％以上のものであり、単斜晶ジルコニ
ア（ZrO2）は＃100及び＃325のふるいを通された純度9
9.0％以上の電融単斜晶ジルコニアである。この高純度
アルミナと粒度が＃100及び＃325の電融単斜晶ジルコニ
アを第１表に示すような割合（wt％）で配合し、焼成用
セッターのサンプルＡ〜Ｈを調製した。また、Ｍは高純
度アルミナからなる焼成用セッターの比較サンプルであ
り、Ｑはムライト系の炉材原料からなる焼成用セッター
の比較サンプルである。
これらサンプルＡ〜H,M及びＱをそれぞれスラリー状
に調製し、これに気孔を作るための樹脂粒子を体積比で
38％混合し、石膏型を用いて第１図に示すような焼成用
セッター形状に鋳込成型し、これをバッチ炉内で1600℃
の温度に２時間保持して焼成し、嵩密度1.3g/ccの多孔
質体の焼成用セッターの各サンプルを制作した。
に調製し、これに気孔を作るための樹脂粒子を体積比で
38％混合し、石膏型を用いて第１図に示すような焼成用
セッター形状に鋳込成型し、これをバッチ炉内で1600℃
の温度に２時間保持して焼成し、嵩密度1.3g/ccの多孔
質体の焼成用セッターの各サンプルを制作した。
これら各サンプルＡ〜Ｈ及びＭについて熱膨張係数を
測定した結果を第３図及び第４図に示す。
測定した結果を第３図及び第４図に示す。
この第３図及び第４図を見ると、各サンプルは、1000
〜1100℃くらいまでは、一定の熱膨張係数を有している
が、1000〜1100℃を越えると、サンプルＭが同じ熱膨張
係数を有しているのに対し、他のサンプルＡ〜Ｈは熱膨
張係数が低下している。しかも、単斜晶ジルコニアの組
成割合の大きなサンプルほど熱膨張係数が低下してい
る。ここで、単斜晶ジルコニアの組成割合の小さなサン
プルで熱膨張係数が大きいのは、高純度アルミナの熱膨
張が優勢であるためである。これに対し、単斜晶ジルコ
ニアは高温（1000℃以上）に達すると、結晶構造の熱的
変換により正方晶ジルコニアとなり、ローカルな体積収
縮を起こすので、単斜晶ジルコニアの組成割合が多くな
ると、熱膨張係数は小さくなるのである。したがって、
ジルコニアの粒度と配合割合を調整することにより、熱
膨張係数の値とその変異温度を制御することができる。
特に、熱膨張係数をゼロにすることができ、耐熱衝撃性
を向上させることができる。第３図では、サンプルＡが
1100℃より、またサンプルＢが1000℃より熱膨張係数が
ゼロになっている。
〜1100℃くらいまでは、一定の熱膨張係数を有している
が、1000〜1100℃を越えると、サンプルＭが同じ熱膨張
係数を有しているのに対し、他のサンプルＡ〜Ｈは熱膨
張係数が低下している。しかも、単斜晶ジルコニアの組
成割合の大きなサンプルほど熱膨張係数が低下してい
る。ここで、単斜晶ジルコニアの組成割合の小さなサン
プルで熱膨張係数が大きいのは、高純度アルミナの熱膨
張が優勢であるためである。これに対し、単斜晶ジルコ
ニアは高温（1000℃以上）に達すると、結晶構造の熱的
変換により正方晶ジルコニアとなり、ローカルな体積収
縮を起こすので、単斜晶ジルコニアの組成割合が多くな
ると、熱膨張係数は小さくなるのである。したがって、
ジルコニアの粒度と配合割合を調整することにより、熱
膨張係数の値とその変異温度を制御することができる。
特に、熱膨張係数をゼロにすることができ、耐熱衝撃性
を向上させることができる。第３図では、サンプルＡが
1100℃より、またサンプルＢが1000℃より熱膨張係数が
ゼロになっている。
次に、第１図のような形状をした焼成用セッターの各
サンプルＡ〜H,M及びＱにセラミックコンデンサ成形体
を載せ、バッチ式電気炉（最高温度:1300℃、キープ時
間:2時間、炉内通過時間:20時間）にて焼成し、セラミ
ックコンデンサの製品品質及び焼成用セッターの使用寿
命を測定した。この結果を第２表に示す。
サンプルＡ〜H,M及びＱにセラミックコンデンサ成形体
を載せ、バッチ式電気炉（最高温度:1300℃、キープ時
間:2時間、炉内通過時間:20時間）にて焼成し、セラミ
ックコンデンサの製品品質及び焼成用セッターの使用寿
命を測定した。この結果を第２表に示す。
第２表の結果より、高純度アルミナに単斜晶ジルコニ
アを添加しても、コンデンサの品質劣化は発生しなかっ
た。また、＃100の電融単斜晶ジルコニアを15〜20wt％
の範囲内で添加した焼成用セッターの場合には、ムライ
ト系炉材原料を用いたサンプルＱよりも良好な使用寿命
を示し、また、＃325の電融単斜晶ジルコニアを10〜20w
t％の範囲で添加した焼成用セッターでは、ムライト系
炉材原料を用いたサンプルＱに比較して大幅な使用寿命
の向上が見られた。従って、高純度アルミナに単斜晶ジ
ルコニアを添加した炉材原料を用いることにより、ムラ
イト系炉材原料のように被焼成物に影響を及ぼすことな
く、耐熱衝撃性の高い焼成用セッターを得ることができ
る。
アを添加しても、コンデンサの品質劣化は発生しなかっ
た。また、＃100の電融単斜晶ジルコニアを15〜20wt％
の範囲内で添加した焼成用セッターの場合には、ムライ
ト系炉材原料を用いたサンプルＱよりも良好な使用寿命
を示し、また、＃325の電融単斜晶ジルコニアを10〜20w
t％の範囲で添加した焼成用セッターでは、ムライト系
炉材原料を用いたサンプルＱに比較して大幅な使用寿命
の向上が見られた。従って、高純度アルミナに単斜晶ジ
ルコニアを添加した炉材原料を用いることにより、ムラ
イト系炉材原料のように被焼成物に影響を及ぼすことな
く、耐熱衝撃性の高い焼成用セッターを得ることができ
る。
また、これらの焼成用セッターは多孔質体の軽量セッ
ターであるので、焼成用セッター自体の熱容量が小さ
く、熱し易くさめ易い性質となっており、このため焼成
時に焼成用セッターを加熱するためのエネルギーが少な
くて済み省エネルギー化できる。さらに、多孔質体のた
め、実体積が小さく、被焼成物と反応する恐れも少なく
なっている。
ターであるので、焼成用セッター自体の熱容量が小さ
く、熱し易くさめ易い性質となっており、このため焼成
時に焼成用セッターを加熱するためのエネルギーが少な
くて済み省エネルギー化できる。さらに、多孔質体のた
め、実体積が小さく、被焼成物と反応する恐れも少なく
なっている。
このように本発明の焼成用セッターは、耐熱衝撃性が
高く、急熱急冷に耐えるので、高温（1000〜1300℃）に
おける高速度焼成用として効果の高いものであり、しか
も焼成エネルギーの削減を可能にすることができる。
高く、急熱急冷に耐えるので、高温（1000〜1300℃）に
おける高速度焼成用として効果の高いものであり、しか
も焼成エネルギーの削減を可能にすることができる。
［発明の効果］ 本発明によれば、ジルコニアの熱的相変換を利用し
て、熱膨張係数が小さく、高温における耐熱衝撃性の高
い焼成用セッターを得ることができる。したがって、焼
成工程における急昇温及び急降温に耐えることができ、
使用寿命の長い焼成用セッターを製造することができ
る。また、高純度アルミナと単斜晶ジルコニアのみから
なっており、ムライト系炉材原料のように被焼成物と反
応することが無いため、被焼成物の品質や特性を劣化さ
せる恐れがない。しかも、焼成用セッターは気孔を含ん
でいて軽量化されているので、より被焼成物と反応しに
くく、また焼成用セッター自体の熱容量も小さくなり、
省エネルギー化を図れる。
て、熱膨張係数が小さく、高温における耐熱衝撃性の高
い焼成用セッターを得ることができる。したがって、焼
成工程における急昇温及び急降温に耐えることができ、
使用寿命の長い焼成用セッターを製造することができ
る。また、高純度アルミナと単斜晶ジルコニアのみから
なっており、ムライト系炉材原料のように被焼成物と反
応することが無いため、被焼成物の品質や特性を劣化さ
せる恐れがない。しかも、焼成用セッターは気孔を含ん
でいて軽量化されているので、より被焼成物と反応しに
くく、また焼成用セッター自体の熱容量も小さくなり、
省エネルギー化を図れる。
第１図は本発明の一実施例による焼成用セッターを示す
斜視図、第２図は第１図のＸ部拡大図、第３図及び第４
図はサンプルの温度と歪みとの関係を示すグラフであ
る。 １……焼成用セッター ２……気孔
斜視図、第２図は第１図のＸ部拡大図、第３図及び第４
図はサンプルの温度と歪みとの関係を示すグラフであ
る。 １……焼成用セッター ２……気孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 弓削 雅和 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 平１−203262（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−20777（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−86413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−297262（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−278178（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】高純度アルミナ80〜90wt％に単斜晶ジルコ
ニアを20〜10wt％の割合で配合し、さらに粒子状もしく
は繊維状をした樹脂を混合した炉材原料を焼成し、嵩密
度が1.1〜1.6g/ccの多孔質体となるように調製された耐
熱衝撃性焼成用セッター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1238184A JPH0832586B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 耐熱衝撃性焼成用セッター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1238184A JPH0832586B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 耐熱衝撃性焼成用セッター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03103354A JPH03103354A (ja) | 1991-04-30 |
| JPH0832586B2 true JPH0832586B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=17026417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1238184A Expired - Lifetime JPH0832586B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 耐熱衝撃性焼成用セッター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832586B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9758434B2 (en) | 2015-06-01 | 2017-09-12 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Refractory articles and methods for forming same |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1989
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03103354A (ja) | 1991-04-30 |
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