JPH107469A

JPH107469A - 焼成用道具材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH107469A
Application number: JP8161920A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Niwa; 茂樹丹羽; Yutaka Okada; 裕岡田; Taiji Kojima; 泰治小島; Toshiyuki Suzuki; 利幸鈴木
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、母材の表面の一部又は全部にコー
ティング層を有するもので、母材とコーティング層との
結合を強固にし、さらにコーティング層自身の硬度を高
め、コーティング層の摩耗、剥離の少ない焼成用道具材
を得ようとするものである。【構成】ＳｉＣを８５重量％以上含む母材の表面の一部
又は全面に、主成分のＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ及びＺｒＯ₂
のいずれか一種又は二種以上を合量で８０重量％以上
と、添加成分のＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＢａＯ、ＳｒＯ
並びにＺｒＯ₂ の安定化剤として用いたものとは別のＣ
ａＯ及びＭｇＯの中から選択される一種又は二種以上を
合量で０．５〜１０．０重量％含むコーティング層（但
し、コーティング層の主成分と同種添加成分の選択は除
く。）を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子部品などの機能
性セラミックスの焼成に好適な焼成用道具材に関する。
さらに言えば、母材の表面の一部又は全面にコーティン
グ層を強固に結合し、さらにコーティング層自身の硬度
も高めたもので、加熱冷却を繰り返してもコーティング
層の摩耗、剥離の少ない焼成用道具材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、フェライト、セラミックコン
デンサといった電子部品などの機能性セラミックスの焼
成に用いられる棚板、匣鉢などの焼成用道具材（「治
具」ともいう。）は、Ａｌ₂ Ｏ₃ 質からなる母材を有す
るものの他に、ＳｉＣを母材とするものが提案されてき
た。

【０００３】焼成用道具材においてＳｉＣを母材とする
と、基材自体の割れが低減し、高温下で繰り返し使用し
てもベンドが極めて小さいという長所を有する反面、ア
ルミナ等のコーティング層を表面に形成することが難し
く、また使用に際して剥離などが生じやすいといった欠
点があった。

【０００４】こうしたＳｉＣを母材とする焼成用道具材
としては、次のようなものが既に提案されているが、い
ずれも満足できるものではなかった。特開平１−３１７
１８２号はアルミナ・シリカ系コート層を設けるもので
微量添加物を用いているが、コーティング材にシリカ成
分が多く、セラミックコンデンサやフトフェライト等の
焼成には使用が出来なかった。特公平６−７０５５４号
は第２層のコーティング材に粘土を用いるため、上記の
特開平１−３１７１８２号と同じように用途が制限され
ていた。

【０００５】特開平４−２７３９８９号はＳｉＣ質基材
やコーティング層が粗粒子主体となるために、その製造
上及び使用上に制限があった。さらに、コーティング層
が粗粒過ぎると焼成物がこれに食い込みやすく、また基
材が粗粒だと強度が低下するといった問題があった。特
公平７−９１１３５号は、アルミナと窒化珪素の含有量
を０．５〜１０重量％とするものである。耐酸化性のた
めに窒化珪素を添加するものであるが、これには耐剥離
性の対策は何もなされていない。特開平６−１４４９６
６号は基材表面をブラスト加工するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、ＳｉＣを
８５重量％以上含む母材の表面の一部又は全面に、主成
分のＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ及びＺｒＯ₂ のいずれか一種又
は二種以上を合量で８０重量％以上と、添加成分のＦｅ
₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＢａＯ、ＳｒＯ並びにＺｒＯ₂ の安
定化剤として用いたものとは別のＣａＯ及びＭｇＯの中
から選択される一種又は二種以上を合量で０．５〜１
０．０重量％含むコーティング層（但し、コーティング
層の主成分と同種添加成分の選択は除く。）を形成した
ことを特徴とする焼成用道具材（請求項１）、コーティ
ング層が、粒径０．１mm以下の粒子の占める割合が５０
重量％以上であることを特徴とする請求項１に記載の焼
成用道具材（請求項２）及びＳｉＣを８５重量％以上含
む原料を成形しこれを焼成して母材とし、この母材の表
面の一部又は全面に、主成分のＺｒＯ₂ を８０重量％以
上と、添加成分のＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＢａＯ、Ｓｒ
Ｏ及びＺｒＯ₂ の安定化剤として用いたものとは別のＣ
ａＯ及びＭｇＯの中から選択された一種又は二種以上を
合計で０．５〜１０．０重量％含み、かつ粒径０．１mm
以下の粒子の占める割合が５０重量％以上であるコーテ
ィング材を被覆し、これを乾燥し１３００〜１５５０℃
の酸化雰囲気で焼成することを特徴とする焼成用道具材
の製造方法（請求項３）である。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明の焼成用道具材は、Ｓｉ
Ｃを主成分とする母材表面の一部又は全面に、Ｆｅ₂ Ｏ
₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ，ＭｇＯなどの
微量の成分が添加されたコーティング層を被覆した焼成
用道具材である。

【０００８】ここに用いる母材の主成分はＳｉＣとす
る。ＳｉＣは８５重量％以上であることが好ましい。Ｓ
ｉＣが８５重量％未満では、母材中にＳｉＯ₂ 、アルカ
リ金属酸化物などの成分が相対的に増して、ＳｉＣ基材
の特性が得られず好ましくない。

【０００９】この発明の道具材は、上記の母材にコーテ
ィング層を形成したものであるが、ここにおけるコーテ
ィング層は母材の全面に形成したものであってもよい
が、被焼成物と接する部分など、母材の表面の一部に形
成したものであってもよい。

【００１０】ここに用いるコーティング層は、その主成
分をＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ及びＺｒＯ₂ のいずれか一種又
は二種以上とする。コーティング層主成分に用いられる
ＺｒＯ₂ は、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ₂ Ｏ₃ のいずれかで安
定化された部分安定化ＺｒＯ₂ の一種又は二種以上、こ
れらの部分安定化ＺｒＯ₂ の一種又は二種以上と未安定
化ＺｒＯ₂ との混合物、さらには未安定化ＺｒＯ₂ だけ
であってもよい。コーティング層の主成分は、Ａｌ₂ Ｏ
₃ 、ＭｇＯ及びＺｒＯ₂ のいずれか一種又は二種以上
で、これらを合量でコーティング層の中で８０重量％以
上含有することが必要である。これが８０重量％未満で
あると相対的に被焼成物と反応しやすいＳｉＯ₂ 、アル
カリ金属酸化物などの成分が増して好ましくない。

【００１１】コーティング層は、上記の主成分にＦｅ₂
Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＢａＯ、ＳｒＯならびにＺｒＯ₂ の安
定化剤として用いたものとは別のＣａＯ又はＭｇＯの中
から選択される一種又は二種以上の成分を添加したもの
とする。ここにおける添加成分の選択には、既に述べた
コーティング層の主成分と同一とならないようにする。
即ち、コーティング層主成分としてＭｇＯを選択した場
合は、添加成分はＭｇＯを選択しても効果がない。コー
ティング層主成分としてＭｇＯを選択した場合は、添加
成分としてはＭｇＯ以外のＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、Ｂａ
Ｏ、ＳｒＯ及びＣａＯの中の一種又は２種以上を選択し
なければならない。

【００１２】ここにおける添加成分の含有量は、コーテ
ィング材中で０．５〜１０．０重量％とする。これが
０．５重量％未満であると母材との結合強度が十分でな
く剥離したり、コーティング層の硬度や耐摩耗性が低く
良好な製品を得ることが出来ない。また、これが１０重
量％を超えるとコーティング層自体が緻密化しすぎて、
焼付け時や使用時に剥離を生じたり、被焼成物と反応し
やすくなる。この添加成分の含有量については、被焼成
物の種類などによって上記範囲で最適な値を採用すれば
よい。例えば、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ，ＢａＯ、ＴｉＯ₂ などは比
較的少量の含有でも効果を発揮する。ＭｇＯ、ＳｒＯな
どは通常添加量を多くする。

【００１３】この発明になる焼成用道具材のコーティン
グ層の主成分は、粒径が０．１mm以下の粒子の占める割
合が５０重量％以上であることが好ましい。コーティン
グ層で、粒径０．１mm以下の粒子の占める割合が５０重
量％未満であるとコーティング層自体の硬度が不足して
好ましくない。硬度を増すために添加成分の含有量を増
すことも考えられるが、被焼成物との反応を防止する観
点からしてその含有量も１０．０重量％が限界である。

【００１４】本発明で好適に採用されるコーティング層
の主成分と添加成分の好ましい組合せは、被焼成物の種
類その他で決められるが、それらの幾つかを例示すると
次の通りである。例えば、以下の事例のように母材主成
分はＳｉＣ、コーティング層は主成分がＡｌ₂ Ｏ₃ で、
添加成分はＴｉＯ₂ を３．０重量％，ＢａＯを２．０重
量％，ＣａＯを１．０重量％としたもの、母材主成分は
ＳｉＣ、コーティング層主成分はＡｌ₂ Ｏ₃ で、添加成
分はＦｅ₂ Ｏ₃ を２．０重量％、ＣａＯを１．０重量％
としたもの、母材主成分はＳｉＣ、コーティング主成分
はＡｌ₂ Ｏ₃ で、添加成分はＦｅ₂ Ｏ₃ を２．０重量
％、ＴｉＯ₂ を１．０重量％，ＣａＯを１．０重量％と
したもの、母材主成分はＳｉＣ、コーティング主成分は
未安定ＺｒＯ₂ 、添加成分はＦｅ₂ Ｏ₃ を２．０重量
％、ＴｉＯ₂ を１．０重量％，ＣａＯを１．０重量％と
したもの、母材主成分はＳｉＣ、コーティング主成分は
ＣａＯで安定化した部分安定化ＺｒＯ₂ 、添加成分はＦ
ｅ₂ Ｏ₃ を２．０重量％、ＴｉＯ₂ を１．０重量％，Ｃ
ａＯを１．０重量％としたもの、母材主成分はＳｉＣ、
コーティング主成分は未安定化ＺｒＯ₂ とＹ₂ Ｏ₃ で安
定化した部分安定化ＺｒＯ₂ で、添加成分はＦｅ₂ Ｏ₃
を２．０重量％、ＴｉＯ₂ を１．０重量％，ＣａＯを
１．０重量％としたものなどである。ＴｉＯ₂ とＢａＯ
を同時に添加するときは、例えばＢａＴｉＯ₃ などの化
合物の形で添加してもよい。またＢａＣＯ₃、ＳｒＣＯ₃
、ＣａＣＯ₃ のように添加し、これを焼成したのちに
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯのようになるもの等を用いても
よい。

【００１５】この発明で微量添加した添加成分の効果は
大きく、コーティング層と母材との接合強度を向上させ
るとともに特にコーティング自体の強度を著しく向上
し、その結果コーティング層の耐摩耗性を大きく向上さ
せる。このために、本発明の焼成用道具材を使用して、
加熱、冷却を繰り返してもコーティング層の摩耗、脱
粒、剥離は少なく耐用性は大幅に向上する。その理由は
必ずしも明らかではないが、次のように考えられる。

【００１６】主成分をＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ及びＺｒＯ₂
のいずれか一種又は二種以上とするコーティング層の中
に、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＢａＯ、ＳｒＯその他の添
加成分を含有していると、このコーティング層を母材に
焼き付ける温度、例えば１５００℃付近で、添加成分は
コーティング材中のＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ又はＺｒＯ₂と
の間で、固相反応などによる化合物の生成或いは液相生
成の急激な進行が起こる。Ａｌ₂ Ｏ₃ とＴｉＯ₂ の化合
物生成の場合、図１の状態図に示すように高温ではＡｌ
₂ ＴｉＯ₅ という化合物が存在するが、低温ではＴｉＯ
₂ とαＡｌ₂ Ｏ₃ に分解してしまう。しかし、本発明の
ように母材の表層で通常１mm前後のコーティング層が存
在する場合、コーティング層は母材内部に比較して早く
冷却され、高温でのみ安定とされている化合物が常温で
も存在しているものと思われる。こうした化合物の存在
がコーティング層の耐摩耗性向上に寄与しているものと
考えられる。

【００１７】また、本発明はＳｉＣ母材へのコーティン
グ層の焼付（形成）を酸化雰囲気下で行っているので、
母材の表面がわずかに酸化してＳｉＯ₂ となり、酸化物
系コーティング材や助材とは反応しやすくなり、そのた
め剥離し難くなるのではないかと思われる。

【００１８】また液相生成の場合は、コーティング材中
の主成分のＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ及びＺｒＯ₂ に対し、添
加成分のＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 等が含まれると、主成分
の粒子表面で一部液相を生成し、焼結助剤的な働きをす
るものと考えられる。従来のＳｉＯ₂ 、Ｎａ₂ Ｏ、Ｋ₂
Ｏ、Ｂ₂ Ｏ₃ などの低融点物質を生成しやすい化合物も
助剤的な働きをすることが知られているが、これらは被
焼成物と反応し易かったり、コーティング層の熱間での
特性を低下させるので好ましくない。これに対して、本
願発明で用いるコーティング層は被焼成物と反応し難く
また熱間での強度低下も少ない。

【００１９】本願の請求項２の発明は、請求項１の発明
において、コーティング層が粒径０．１mm以下の粒子の
占める割合が５０重量％以上であるものである。これに
よってより一層緻密なコーティング層を持つ焼成用道具
材とすることが出来る。

【００２０】本願の請求項３の発明は焼成用道具材の製
造方法の発明である。この発明で母材は、ＳｉＣを８５
重量％以上とする原料である。これを所定の形状に成形
し焼成して得る。主成分のＳｉＣが８５重量％未満では
得られた母材中に、被焼成物と反応し易くまた耐ベンド
性を低下させるＳｉＯ₂ やアルカリ金属酸化物などの成
分が相対的に増してきて好ましくない。母材の焼成温度
は１８００℃以下とする。好ましくは１４００〜１７５
０℃である。

【００２１】この母材表面の一部又は全面に、Ａｌ₂ Ｏ
₃ 、ＭｇＯ及びＺｒＯ₂ のいずれか一種又は二種以上が
８０重量％以上の主成分と、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、Ｂ
ａＯ、ＳｒＯ及びＺｒＯ₂ の安定化剤として用いたもの
とは別のＣａＯ及びＭｇＯの中から選択された一種又は
二種以上を合計で０．５〜１０．０重量％を含む添加成
分からなり、かつ粒径０．１mm以下の粒子の占める割合
が５０重量％以上のコーティング材を被覆する。

【００２２】コーティング材原料に用いるＺｒＯ₂ は、
未安定化ＺｒＯ₂ の外に、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ₂ Ｏ₃ な
どで安定化した部分安定化ＺｒＯ₂ の一種又は二種以
上、このれらの部分安定化ＺｒＯ₂ と未安定化ＺｒＯ₂
からなるものを用いることが出来る。添加成分は原料中
に含まれる不可避成分では効果なく、これとは別に添加
することが必要である。これらのコーティング材主成分
と添加成分を混合するには、両者が均一に分散するよう
にすることが重要であり、混合方法はボールミルによる
のが好ましい。コーティング材の原料は、粒径は、０．
１mm以下の粒子の占める割合が５０重量％以上としてコ
ーティング層自体の硬度が不足しないようにすることが
好ましい。

【００２３】母材にコーティング材を被覆するには、ス
ラリーの流し込み、吹き付けなどが採用され、その後こ
れを加熱して母材に焼き付けるが、この外にコーティン
グ材を母材に溶射してもよい。コーティング材の被覆厚
は従来の通常の焼成用道具材と同じでよく、例えば厚さ
０．２〜１mmである。ここにおける焼成温度はやや低め
でよく、１３００〜１５５０℃の範囲でよい。好ましく
は１３５０〜１４５０℃である。これによって母材とコ
ーティング層との結合が強固で、焼成用治具として加
熱、冷却を繰り返してもコーティング層の摩耗、剥離の
少ない焼成用道具材を得ることが出来る。以下に実施例
をあげて更に説明する。

【００２４】

【実施例】

（実施例 No.１〜２、比較例 No.１〜２）実施例 No.１
は、純度９９％のＳｉＣ粉末が９６重量％、残部が粘土
の原料で、外形１５０mm×１５０mm×８mmの成形体を成
形した。これを１４５０℃で焼成して、表１に示す母材
を得た。一方、コーティング材は、純度９９．９％のＡ
ｌ₂ Ｏ₃ を９７重量％とし、これに表１に示す添加材の
ＴｉＯ₂ を加えた。また、コーティング材は、０．１mm
以下の粒径の占める割合が６０重量％の範囲とした。

【００２５】コーティング材の主成分と添加材成分とは
ボールミルによって均一に混合し、この合量に水を２５
〜４０重量％加えてスラリーとし、前記の母材表面に流
し込み母材表面に厚さ１mmのコーティング層を形成し
た。その後これを１００℃で乾燥した。次いでこれを電
気炉で１４００〜１５００℃に加熱して焼成用道具材を
得た。

【００２６】実施例 No.２の焼成用道具材は、母材主成
分のＳｉＣが９０重量％のものである。コーティング材
は、表１に示すように純度９９．９％のＡｌ₂ Ｏ₃ に、
Ｆｅ₂ Ｏ₃ を２．０重量％、ＣａＯを１．０重量％添加
して用いた。

【００２７】得られた各焼成用道具材に、コンデンサ又
はフェライトの多数個を不規則に載置して繰り返し焼成
した。焼成温度はフェライトの場合は１２５０℃、セラ
ミックコンデンサの場合は１３５０℃とした。実施例の
焼成温度については、以下全て同様とした。さらに焼成
用道具材の評価としては、別に次のようにして行った。

【００２８】まず、実施例で得られた各焼成用道具材と
同じ材料で作製した試験片（板状）でコーティングの焼
付け直後のコーティング層の耐摩耗性（比摩耗量）を調
べた。また、上記の焼成温度と同じ温度で焼成用道具材
を加熱したのち常温まで冷却する加熱冷却のサイクル
を、１０回繰り返した場合の耐摩耗性も調べた。

【００２９】なお、耐摩耗性試験は、図２に示すような
試験装置を用いて行った。図２に示す装置は、固定盤１
の上に回転自在な回転盤２を載置し、この回転盤２に回
転軸３を連結して回転可能にしたものである。回転盤２
の上に試験片９を載せこれを試験片保持板４でおさえ固
定ビス５で固定し、この状態で試験片９の上からピン６
を押しつけながら試験片９を回転させ摩耗量を測定した
ものである。図２で７はピン保持具、８はロードセルで
ある。試験のその他の条件は次の通りである。耐摩耗性
（比摩耗量）の試験の結果を表１に示した。

【００３０】試験片形状１００φ×１５mm ピン２０φ（ＴｉＢ₂ ）押付け荷重２kgf （０．６kgf/cm₂ ）摺動速度２１cm/sec（100r.p.m. ）摺動距離２５００cm 摩耗量試験前後での重量減少量さらに、焼成用道具材を繰り返し焼成に使用し、焼成用
道具材のコーティング層が母材より剥離するまでに焼成
した回数を調べた。この実験ではコーティング層が母材
より剥離した段階で実験を中止した。この結果も表１に
示した。表中で被焼成物との関係は、被焼成物の種類、
焼成後の焼成用道具材の状態などを示した。

【００３１】また、表１には比較例１及び２も示した。
この比較例１及び２は、母材主成分、コーティング材主
成分、コーティング材成分の中の０．１mm以下の粒子割
合は、それぞれ表１に示したようにし、コーティング材
に添加成分を加えないものである。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１に示すように、この発明の焼成用道具
材は、コーティング層を母材にコーティングして焼成し
た直後の耐摩耗性が極めて良好である。また、この発明
によると加熱サイクルによるテストでの、コーティング
層の剥離までの回数、コーティング層の亀裂までの回数
も多く、母材の上に良好なコーティング層が形成されて
いることが分かる。これはコーティング材の添加成分に
ＴｉＯ₂ 、同じく添加成分にＦｅ₂ Ｏ₃ とＣａＯのいず
れの場合でも同様である。また、こうしたコーティング
材の添加成分の含有量についても、２．０重量％、３．
０重量％の少量で優れた効果の得られる。

【００３４】比較例 No.１及び No.２に示すように、コ
ーティング材に添加成分を何ら添加しないものは、耐摩
耗性試験での摩耗量が多くなり、また被焼成物のコンデ
ンサの表面にコート材の粒子が付着して、焼成用道具材
が使用不可能となることが分かる。

【００３５】（実施例 No.３〜１１）実施例 No.１〜２
と同様にして表２に示す各種成分の焼成用道具材を得
た。即ち、実施例 No.３〜１１は、母材主成分をＳｉＣ
とし、コーティング材中の主成分はＡｌ₂ Ｏ₃ とした。

【００３６】添加成分は、実施例３でＴｉＯ₂ が３．０
重量％，ＢａＯが２．０重量％、実施例４でＴｉＯ₂ が
３．０重量％，ＢａＯが２．０重量％，ＣａＯが１．０
重量％、実施例５でＴｉＯ₂ が３．０重量％，ＳｒＯが
２．０重量％，ＣａＯが１．０重量％、実施例６でＴｉ
Ｏ₂ が３．０重量％，ＣａＯが２．０重量％、実施例７
でＴｉＯ₂ が３．０重量％，ＭｇＯが２．０重量％、実
施例８でＴｉＯ₂ が３．０重量％，ＳｒＯが２．０重量
％、実施例９でＦｅ₂ Ｏ₃ が２．０重量％，ＣａＯが
１．０重量％、実施例１０でＦｅ₂ Ｏ₃ が２．０重量
％，ＴｉＯ₂ が１．０重量％、実施例１１でＦｅ₂ Ｏ₃
が２．０重量％，ＴｉＯ₂ が１．０重量％，ＣａＯが
１．０重量％である。

【００３７】表２に示すように、これらの焼成用道具材
はコンデンサ又はフェライトの焼成に多数回使用できる
優れたものである。即ち、焼き付け後の比摩耗量及び加
熱サイクル１０回での比摩耗量の値はいずれも小さく、
またコーティング層剥離までの回数は多い。

【００３８】

【表２】

【００３９】（実施例 No.１２〜１９）実施例 No.１〜
２と同様にして表３に示す各種成分の焼成用道具材を得
た。これらの実施例では、母材主成分をＳｉＣとしコー
ティング材中の主成分は未安定ＺｒＯ₂ （ＺｒＯ₂ −
Ｎ）としたものである。

【００４０】添加成分は、実施例１２でＴｉＯ₂ が３．
０重量％，ＢａＯが２．０重量％、実施例１３でＴｉＯ
₂ が３．０重量％，ＢａＯが２．０重量％，ＣａＯが
１．０重量％、実施例１４でＴｉＯ₂ が３．０重量％，
ＳｒＯが２．０重量％，ＣａＯが１．０重量％、実施例
１５でＴｉＯ₂ が３．０重量％，ＣａＯが２．０重量
％、実施例１６でＴｉＯ₂ がが３．０重量％，ＭｇＯが
２．０重量％、実施例１７でＴｉＯ₂ が３．０重量％，
ＳｒＯが２．０重量％、実施例１８でＦｅ₂ Ｏ₃ が２．
０重量％，ＴｉＯ₂ が１．０重量％、実施例１９で、Ｆ
ｅ₂ Ｏ₃ が２．０重量％，ＴｉＯ₂ が１．０重量％，Ｃ
ａＯが１．０％である。

【００４１】表３に示すように、これらの焼成用道具材
はコンデンサの焼成に多数回使用できる。実施例１９の
場合は１０４回の使用ができた。即ち、焼き付け後の比
摩耗量及び加熱サイクル１０回での比摩耗量の値はいず
れも小さく、またコーティング層剥離までの回数は多
い。

【００４２】

【表３】

【００４３】（実施例 No.２０〜２７）実施例 No.１〜
２と同様にして表４に示す各種成分の焼成用道具材を得
た。実施例 No.２０〜２７は、ＣａＯで安定化した部分
安定化ＺｒＯ₂ （ＺｒＯ₂ −Ｃ）をコーティング材成分
の主成分とするものである。

【００４４】添加成分は、実施例２０でＴｉＯ₂ が３．
０重量％，ＢａＯが２．０重量％、実施例２１でＴｉＯ
₂ が３．０重量％，ＢａＯが２．０重量％，ＣａＯが
１．０重量％、実施例２２でＴｉＯ₂ が３．０重量％，
ＳｒＯが２．０重量％，ＣａＯが１．０重量％、実施例
２３でＴｉＯ₂ が３．０重量％，ＣａＯが２．０重量
％、実施例２４でＴｉＯ₂ がが３．０重量％，ＭｇＯが
２．０重量％、実施例２５でＴｉＯ₂ が３．０重量％，
ＳｒＯが２．０重量％、実施例２６でＦｅ₂ Ｏ₃ が２．
０重量％，ＴｉＯ₂ が１．０重量％、実施例２７で、Ｆ
ｅ₂ Ｏ₃ が２．０重量％，ＴｉＯ₂ が１．０重量％，Ｃ
ａＯが１．０％である。

【００４５】表４に示すように、これらの焼成用道具材
はコンデンサの焼成に多数回使用できる。即ち、焼き付
け後の比摩耗量及び加熱サイクル１０回での比摩耗量の
値はいずれも小さく、またコーティング層剥離までの回
数が多い。

【００４６】

【表４】

【００４７】（実施例 No.２８〜３２）実施例 No.１〜
２と同様にして表５に示す各種成分の焼成用道具材を得
た。表５に示すように、実施例 No.２８〜３２はいずれ
も母材主成分をジルコニアの２成分系とするものであ
る。即ち、未安定ジルコニア（ＺｒＯ₂ −Ｎ）、ＣａＯ
によって安定化された部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ₂
−Ｃ）、イットリアによって安定化された部分安定化ジ
ルコニア（ＺｒＯ₂ −Ｙ）の中のいずれかを２つ組み合
わせたものである。また、添加成分はいずれも３種を併
用したものである。

【００４８】即ち、実施例２８で添加成分はＦｅ₂ Ｏ₃
が２．０重量％，ＴｉＯ₂ が１．０重量％，ＣａＯが
１．０重量％、実施例２９で添加成分はＦｅ₂ Ｏ₃ が
２．０重量％，ＴｉＯ₂ が１．０重量％，ＣａＯが１．
０重量％、実施例３０で添加成分はＦｅ₂ Ｏ₃ が２．０
重量％，ＴｉＯ₂ が１．０重量％，ＣａＯが１．０重量
％、実施例３１で添加成分はＴｉＯ₂ が３．０重量％，
ＢａＯが２．０重量％，ＣａＯが１．０重量％、実施例
３２で添加成分はＴｉＯ₂ が３．０重量％，ＢａＯが
２．０重量％，ＣａＯが１．０重量％使用するものであ
る。

【００４９】表５に示すように、これらの焼成用道具材
はコンデンサの焼成に多数回使用できる。即ち、焼き付
け後の比摩耗量及び加熱サイクル１０回での比摩耗量の
値はいずれも小さく、またコーティング層剥離までの回
数が多い。

【００５０】

【表５】

【００５１】（実施例 No.３３〜３７）実施例 No.１〜
２と同様にして表６に示す各種成分の焼成用治具を得
た。これらの実施例は、いずれも母材主成分をＳｉＣと
して、コーティング材主成分は実施例３３がＭｇＯを、
実施例３４がＭｇＯとＡｌ₂ Ｏ₃ を主成分としたもので
ある。添加成分は、実施例３３及び３４でＴｉＯ₂ が
３．０重量％，ＢａＯが２．０重量％，ＣａＯが１．０
重量％である。実施例３５はコーティング材主成分がＡ
ｌ₂ Ｏ₃ 、実施例３６及び３７はコーティング材主成分
が未安定ＺｒＯ₂ である。添加成分は、実施例３５でＴ
ｉＯ₂ が３．０重量％，ＢａＯ２．０重量％、実施例３
６でＢａＯが２．０重量％、実施例３７でＣａＯが２．
０重量％である。これらの実施例の焼成用道具材は表６
に示すように加熱サイクルの試験で優れた評価が得られ
ている。

【００５２】

【表６】

【００５３】（実施例 No.３８及び３９、比較例３〜
５）実施例３８及び３９はいずれもコーティング材主成
分を未安定化ＺｒＯ₂ として、添加成分として実施例３
８はＳｒＯ、実施例３９はＦｅ₂ Ｏ₃ を用いるものであ
る。比較例３〜４は、表６の実施例３３〜３４と母材主
成分が同じで、コーティング材成分もほぼ同じである
が、コーティング材に添加成分が添加されていないもの
である。比較例５は母材主成分にＳｉＣ８０重量％のも
のを用いたものである。この比較例のものを用いて焼成
した被焼成物のコンデンサは使用不能であった。

【００５４】

【表７】

【００５５】

【発明の効果】以上にように、この発明によれば焼成用
道具材においては、コーティング層自体の強度及びコー
ティング層と母材との接合強度を著しく向上してコーテ
ィング層の耐摩耗性を大きく向上させることが出来る。
そのため、本発明の道具材を繰り返して加熱冷却に使用
してもコーティング層の摩耗や剥離を少なくすることが
できて、その耐用性を大きく延ばすことができるように
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＴｉＯ₂ の状態説明図。

【図２】この発明によって得られるセラミック材の耐摩
耗性の試験を行う実験装置の説明図。

【符号の説明】

１…固定盤、２…回転盤、３…回転軸、４…試験片保持
板、６…ピン、７…ピン保持具、８…ロードセル、９…
試験片。

フロントページの続き (72)発明者鈴木利幸愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳｉＣを８５重量％以上含む母材の表面
の一部又は全面に、主成分のＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ及びＺ
ｒＯ₂ のいずれか一種又は二種以上を合量で８０重量％
以上と、添加成分のＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＢａＯ、Ｓ
ｒＯ並びにＺｒＯ₂ の安定化剤として用いたものとは別
のＣａＯ及びＭｇＯの中から選択される一種又は二種以
上を合量で０．５〜１０．０重量％含むコーティング層
（但し、コーティング層の主成分と同種添加成分の選択
は除く。）を形成したことを特徴とする焼成用道具材。
【請求項２】コーティング層が、粒径０．１mm以下の
粒子の占める割合が５０重量％以上であることを特徴と
する請求項１に記載の焼成用道具材。
【請求項３】ＳｉＣを８５重量％以上含む原料を成形
しこれを焼成して母材とし、この母材の表面の一部又は
全面に、主成分のＺｒＯ₂ を８０重量％以上と、添加成
分のＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＢａＯ、ＳｒＯ及びＺｒＯ
₂ の安定化剤として用いたものとは別のＣａＯ及びＭｇ
Ｏの中から選択された一種又は二種以上を合計で０．５
〜１０．０重量％含み、かつ粒径０．１mm以下の粒子の
占める割合が５０重量％以上であるコーティング材を被
覆し、これを乾燥し１３００〜１５５０℃の酸化雰囲気
で焼成することを特徴とする焼成用道具材の製造方法。