JP2006183972A - 電子部品用焼成治具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セラミックからなる基材の表面に、コーティング層が形成された電子部品用焼成治具である。コーティング層は、基材の表面に被焼成体との反応性が低い材質であり、且つ気孔率が10%以下の中間層と、中間層の表面に被焼成体との反応性が低い材質であり、且つ気孔率が20〜70%である表層から構成されている。
【選択図】なし
Description
以下に示す基材(1)〜(6)をそれぞれ作製した。
最大粒径150μmのアルミナ電融粒子にアルミナ含有量が85%となるよう粘土、仮焼アルミナ、を添加し混練した坏土を油圧プレスで縦200mm×横200mm×厚さ5mmの板状体を1000kg/cm2の圧力で成形し成形体を得た。得られた成形体を乾燥し表1に示す条件で焼成を行いテストピースを作成した。
最大粒径150μmのコーディエライト粒子に粘土5%、仮焼アルミナ10%を添加し混練した坏土をAl2O3−SiO2質と同様に成形、焼成を行いテストピースを作成した。
最大粒径100μmのSiC粒子70重量%と平均粒径1μmのSiCを30重量%で調合された原料をスラリー化し流し込み法で成形、表1に示す条件で焼成を行いテストピースを作成した。
再結晶SiC質のテストピースに気孔率が0%となる様、表1に示す条件で金属Siを含浸させテストピースを作成した。
平均粒径0.5μmのSiCに焼結助剤を添加し、流し込みにより所定の形状を成形し、CIP処理(処理圧力4t/cm2)を行った後、Ar雰囲気中で2200℃で焼成を行いテストピースを得た。
最大粒径100μmのSiC粒子65重量%と平均粒径1μmのSiCを25重量%、金属Siを10重量%で調合された原料をスラリー化し、流し込み法で成形、表1に示す条件で焼成を行いテストピースを作成した。
(1)水プラズマ溶射:電融Al2O3、焼結Al2O3、ムライトのいずれか1種を使用(粒度70〜150μmの粒子を使用)。
(2)ガスプラズマ溶射:電融Al2O3、焼結Al2O3、ムライトのいずれか1種を使用(粒度45μmの粒子を使用)。
(3)焼付コート:電融Al2O3、焼結Al2O3、ムライトのいずれか1種を使用(粒度1〜45μmの粒子を使用)。スラリー化させ、基材に塗布後、1450℃、5時間保持し、コーティング層を焼き付けた。
(1)水プラズマ溶射:8Y−ZrO2(Y2O38質量%含有安定化ジルコニア)、電融Al2O3、焼結Al2O3のいずれか1種を使用(粒度70〜150μmの粒子を使用)。
(2)ガスプラズマ溶射:8Y−ZrO2(Y2O38質量%含有安定化ジルコニア)、電融Al2O3、焼結Al2O3のいずれか1種を使用(粒度45μmの粒子を使用)。
(3)焼付コート:8Y−ZrO2(Y2O38質量%含有安定化ジルコニア)、Al2O3、MgO、Al2O3−SiO2−MgOのいずれか1種を使用(粒度1〜45μmの粒子を使用)。スラリー化させ、中間層に塗布後、1450℃、5時間保持し、コーティング層を焼き付けた。
テストピース(サイズ:50mm×50mm)の表面のコート部を定盤上に#42アルミナ(Al2O3)粒子を乗せた上に伏せて置き、500gの荷重を載せた後、1000mmの距離を移動させ磨耗の状態を測定した。
○:コーティング表層の損耗が見らない。
△:コーティング表層の損耗が一部見られる。
×:コーティング表層の全面が損耗している。
(1)BaTiO3の30%水溶液を作製し、その溶液を0.8g塗布したテストピース(サイズ:150mm×20mm×4mm)を作製した。
(2)得られたテストピース(ワーク)を焼成治具に載せ、最高温度1350℃、1時間保持してテストピース(ワーク)の焼成を行った。焼成後、ワーク浸透度を焼成治具のコーティング層の剥離によって確認した。
(3)(1)及び(2)の操作を10回繰り返し、ワーク浸透度の評価を行った。
(1)Mn−Znフェライトの30%水溶液を作製し、その溶液を0.8g塗布したテストピース(サイズ:150mm×20mm×4mm)を作製した。
(2)得られたテストピース(ワーク)を焼成治具に載せ、最高温度1350℃、1時間保持してテストピース(ワーク)の焼成を行った。焼成後、ワーク浸透度を焼成治具のコーティング層の剥離によって確認した。
(3)(1)及び(2)の操作を10回繰り返し、ワーク浸透度の評価を行った。
焼成用治具のコーティング層におけるワーク浸透度について、以下のような評価を行った。
◎:コーティング層が全く剥離していない状態。
○:コーティング層の内、表層の一部に剥離が見られる状態。
△:コーティング層の内、表層から中間層まで剥離した状態。
×:コーティング層(表層及び中間層)が剥離した状態。
Al2O3含有量が85質量%、気孔率が25%であるAl2O3−SiO2材質からなる基材の表面に、表2に示す方法で、Al2O3の中間層(厚さ:100μm)及び表層(厚さ:100μm)を、表2に示す材質及び気孔率になるように形成することにより、焼成用治具をそれぞれ製造した。得られた焼成用治具について、コート硬度の評価及びワーク浸透度の評価(コンデンサー評価)を行った。その結果を表2に示す。
表3に示す基材に、表3に示す方法で、中間層(厚さ:100μm)及び表層(厚さ:100μm)を、表3に示す材質及び気孔率になるように形成することにより、焼成用治具をそれぞれ製造した。得られた焼成用治具について、コート硬度の評価及びワーク浸透度の評価(コンデンサー評価)を行った。その結果を表3に示す。
Al2O3含有量が85質量%、気孔率が25%であるAl2O3−SiO2材質からなる基材の表面に、表4に示す方法で、中間層(厚さ:100μm)及び表層(厚さ:100μm)を表4に示す材質及び気孔率となるように形成することにより、焼成用治具をそれぞれ製造した。得られた焼成用治具について、コート硬度の評価及びワーク浸透度の評価(コンデンサー評価)を行った。その結果を表4に示す。
表5に示す基材の表面に、表5に示す方法で、中間層(厚さ:100μm)及び表層(厚さ:100μm)を表5に示す材質及び気孔率となるように形成することにより、焼成用治具をそれぞれ製造した。得られた焼成用治具について、コート硬度の評価及びワーク浸透度の評価(フェライト評価)を行った。その結果を表5に示す。
表2の結果から、実施例1〜6は、気孔率が10%以下のAl2O3及びAl2O3−SiO2質の中間層と、気孔率が20〜70%である8Y−ZrO2(Y2O38質量%含有安定化ジルコニア)及びAl2O3の表層を備えたコーティング層を基材に形成することにより、実使用に十分なコート硬度及びワーク浸透度が得られることを確認した。一方、比較例1及び比較例2では、中間層の気孔率が10%を超過しているため、十分なワーク浸透度を得ることができなかった。また、比較例3では、表層の気孔率が70%を超過しているため、十分なコート硬度を得ることができなかった。
表3の結果から、それぞれの基材に、気孔率が10%以下のAl2O3の中間層と、気孔率が20〜70%である8Y−ZrO2(Y2O38質量%含有安定化ジルコニア)の表層を備えたコーティング層を形成することにより、実使用に十分なコート硬度及びワーク浸透度が得られることを確認した。
表4の結果から、実施例15〜18は、表層の未安定化ZrO2の含有率を10〜80質量%にすることにより、実使用に十分なコート硬度及びワーク浸透度が得られることを確認した。特に、表層の未安定化ZrO2の含有率が30〜80質量%の時、ワーク浸透度は良好であった。一方、比較例4では、未安定化ZrO2の含有率が80質量%を超過するため、ワーク浸透度は良好であるが、コート硬度が不十分であった。
表5の結果から、実施例19〜22は、気孔率が10%以下のAl2O3又はAl2O3−SiO2の中間層と、気孔率が20〜70%であるAl2O3−SiO2−MgO又はMgOの表層を備えたコーティング層を基材に形成することにより、フェライト焼成時において十分なコート硬度及びワーク浸透度が得られることを確認した。
Claims (9)
- セラミックからなる基材の表面に、コーティング層が形成された電子部品用焼成治具であって、
前記コーティング層が、前記基材の表面に被焼成体との反応性が低い材質であり、且つ気孔率が10%以下の中間層と、前記中間層の表面に被焼成体との反応性が低い材質であり、且つ気孔率が20〜70%である表層から構成された電子部品用焼成治具。 - 前記基材の主成分が、Al2O3−SiO2質、Al2O3−SiO2−MgO質、SiC−Si3N4、SiC−Si質、SiC質からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1に記載の電子部品用焼成治具。
- 前記中間層の主成分が、Al2O3質又はAl2O3−SiO2質から構成される請求項1又は2に記載の電子部品用焼成治具。
- 前記中間層が、ガス又は水プラズマ溶射により形成される請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子部品用焼成治具。
- 前記表層の主成分が、ZrO2質、Al2O3質、MgAl2O4質、MgO質からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子部品用焼成治具。
- 前記表層の主成分が、安定化ZrO2もしくは未安定化ZrO2と安定化ZrO2との混在物である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子部品用焼成治具。
- 前記表層の未安定化ZrO2の含有率が、80質量%以下である請求項6に記載の電子部品用焼成治具。
- 前記未安定化ZrO2の平均粒径が、1〜45μmである請求項6又は7に記載の電子部品用焼成治具。
- 前記表層の主成分が、Al2O3−MgO又はMgOから構成される請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子部品用焼成治具。
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