KR100226807B1 - 마이크로파 소결 방법 - Google Patents

마이크로파 소결 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100226807B1
KR100226807B1 KR1019960705408A KR19960705408A KR100226807B1 KR 100226807 B1 KR100226807 B1 KR 100226807B1 KR 1019960705408 A KR1019960705408 A KR 1019960705408A KR 19960705408 A KR19960705408 A KR 19960705408A KR 100226807 B1 KR100226807 B1 KR 100226807B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sintered
susceptor
microwave
layer
alumina
Prior art date
Application number
KR1019960705408A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970702226A (ko
Inventor
슈리크리슈나 아프테 프라사드
로이 모리스 래리
Original Assignee
마이클지. 맥키빈
마이크로웨어 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마이클지. 맥키빈, 마이크로웨어 코포레이션 filed Critical 마이클지. 맥키빈
Publication of KR970702226A publication Critical patent/KR970702226A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100226807B1 publication Critical patent/KR100226807B1/ko

Links

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
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • 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
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites
    • 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
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/581—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride
    • 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
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

본 발명은 세라믹, 세라믹 복합체 및 금속 분말을 소결시키는데 유용한 마이크로파 서셉터 층에 관한 것이다. 서셉터 층은 다량의 마이크로파 서셉터 재료, 및 서셉터 재료에 분산되거나 또는 서셉터 재료상의 피복제로서 제공된 소량의 내화성 이형제로 이루어진다. 탄소는 가장 바람직한 이형제이다. 본 발명은 상기층을 사용하는 소결 방법 및 이에 의해 제조된 규소 질화물 생성물까지 포함한다.

Description

마이크로파 소결 방법
많은 세라믹(또는 세라믹 복합체) 재료가 산업용 절삭공구 및 마멸 부품의 제조에 사용된다. 상기 재료의 분말은 전형적으로는 예비 성형물로 압축된 후, 고온(재료에 의존하여, 1000 내지 2000℃)에서 소결되어, 공구 또는 마멸 표면을 치밀화시키고 강화시킨다. 규소 질화물 세라믹은 높은 강도, 파열 강도, 내마멸성 및 고온 특성을 갖기 때문에, 산업용 절삭공구를 위해 특히 바람직하다.
세라믹 재료는 거의 완전한 밀도가 될 때까지 소결시키기가 매우 어렵다. 따라서, 통상적 제조 방법은 관심있는 세라믹 분말 재료의 디스크를 기계적 프레스를 사용하여 고온로중에서 압축시키는 고온 프레싱을 포함한다. 그런 다음, 고온 프레싱된 디스크를 얇은 조각, 주사기 모양, 또는 중심이 뚫린 모양으로 잘라, 원하는 크기 및 형태의 작은 세라믹 가공 조각들(work pieces)을 수득한다. 이러한 공정은 고가의 공정이다.
통상적인 소결 방법에 있어서, 세라믹 분말의 예비 성형물은 복사열 오븐중에서 소결 온도에 이르도록 된다. 균열이 없는 생성물을 제조하기 위해, 소결 방법은 느린 가열 속도로 수행된다. 노 사이클 시간은 수 시간 정도이다. 고온 및 긴 가열 시간은 소결되는 세라믹 재료에서 목적하지 않은 분해를 유도할 수 있다.
많은 세라믹 재료가 원하는 밀도(통상적으로 이론적 밀도의 98% 초과)로 소결될 수 없다. 고온 등압 압축과 같은 고가의 소결후 공정이 요구된다.
대부분의 세라믹 재료는 마이크로파 에너지에 대해 투과성이다. 즉, 마이크로파는 상기 세라믹 재료를 통과할 수 있다. 마이크로파가 세라믹을 통해 통과함에 따라, 일부 에너지는 세라믹체에 의해 흡수된다. 상기 에너지는 열로 전환되며 세라믹체를 부피적으로 가열할 수 있다(부피 전체를 균일하게 가열할 수 있다). 세라믹의 마이크로파 가열은 훨씬 더 빠른 가열 속도로부터 유도되는 많은 장점을 갖는다. 보다 빠른 가열 속도는 보다 우수한 치밀화를 초래할 수 있다. 빠른 마이크로파 가열은 또한 치밀화를 달성하는 데에 필요한 최고 온도를 감소시킬 수 있다. 최고 온도를 저하시키는 개선된 빠른 가열에 의해, 더 미세한 입도를 갖는 더 치밀한 세라믹 재료가 제조될 수 있다. 이러한 점이 높은 강도의 내마멸성 세라믹을 제조하는 데 있어서 중요한 특징이다.
마이크로파 소결 방법에 의해 얻어지는 이점에도 불구하고, 그 방법을 세라믹 분말에 적용하는 데에는 몇가지 문제점이 있다. 많은 세라믹 재료가 저온에서 마이크로파 복사선과 잘 커플링하지 않는다. 즉, 이러한 재료는 약 500℃ 미만에서 불량한 마이크로파 서셉터이다. 따라서, 마이크로파 에너지를 소결에 적용시키기 위해서, 많은 세라믹은 최소한 충분히 높은 온도에 도달될 때까지, 불꽃 또는 가열 소자와 같은 다른 공급원, 또는 마이크로파 복사선과 커플링하는 마이크로파 서셉터 재료로부터의 전도, 대류 또는 복사에 의해 예열될 필요가 있으며, 그 후에 세라믹은 마이크로파 복사선과 커플링한다. 마이크로파 서셉터가 소결시킬 세라믹 또는 금속 재료 주위에 패킹된 층으로서 사용될 때, 고르지 못한 가열이 종종 일어난다. 탄소와 같은 일부 마이크로파 서셉터는 고온에서 전도체가 되며, 이는 고르지 못한 가열 또는 아아크화를 초래할 수 있다. 또한, 세라믹은 소결됨에 따라, 치밀화로 인하여 수축하며, 서셉터층과의 접촉을 잃을 수 있다. 소결 동안의 부피 수축율은 일반적으로 약 50%이다. 많은 마이크로파 서셉터층 중에서 그 자체가 소결되거나 함께 융합되어, 생성물의 고르지 못하거나 비효율적인 소결을 유도할 수 있다. 또 다른 마이크로파 서셉터 재료는 분해되거나, 오염되거나 소결시킬 재료와 반응할 수 있다.
아프테(Apte)등의 캐나다 특허 출원 제2,000,109호(1999년 4월 3일에 공개됨)에는 서브-알파 알루미나와 같은 서셉터 재료의 분말층 중에서 알파 알루미나와 같은 소정의 비-서셉터 재료를 마이크로파 소결시키는 방법이 개시되어 있다. 아프테 등의 캐나다 특허출원 제2,001,062호(1991년 4월 19일에 공개됨)에는 규소 탄화물, 규소 질화물 및 알루미늄 질화물을 포함한 소정의 세라믹을 소결시키기 위한 마이크로파 소결 방법이 개시되어 있다.
패킹된 분말층은 마이크로파 서셉터(예를 들면, 금속 탄화물, 탄소, 자기, 소오다 석회 유리 및 티탄산 바륨), 산소 게터(예를 들면, 금속 탄화물, 탄소 및 금속 산화물), 열전도체(예를 들면, 붕소 질화물, 알루미늄 질화물 및 금속), 및 편재된 보호 분위기를 생성시키는 보호 재료(예를 들면, 금속 탄화물, 탄소, MoS2, 납-기초 세라믹)으로 이루어진다. 분말층 중에서 세라믹을 마이크로파 소결시키는 상기 및 다른 선행 기술은 여전히 하기의 문제점을 갖는다 : 1. 많은 선행 기술 공정은 소결 동안에 조절된 보호 분위기를 인 사이튜(insitu)로 형성 및 유지시키기 위해 재료가 선택된 복합 마이크로파 서셉터층을 이용한다. 따라서, 규소 질화물의 소결을 위해, 패킹된 층은 규소 질화물을 함유할 수 있다. 그러나, 질소 보호 분위기를 제공하기 위해 고체 질화물을 사용하는 것은, 층 중의 규소 질화물의 규소 질화물 세라믹 조각이 분해되기 시작할 때와 같은 온도에서 분해되어 질소를 방출하기 때문에 문제가 있다. 따라서, 보다 저온에서 이용될 수 있는 산소가 세라믹 조각을 산화시킬 것이다.
2. 많은 분말 서셉터층은 소결 처리 동안에 그 자체가 소결되어, 층 중에 커다란 갭을 생성시키고, 고르지 못하거나 비효율적인 가열을 유도한다.
3. 산소가 소결 동안에 층 중에 들어가는 것을 방지하기 위해 피킹된 분말층을 사용하는 것은 조심스럽고 시간 소모적인 패킹 단계를 필요로 한다. 층 중에 트랩핑된 산소는 가공 조각들을 산화시키는데 이용될 수 있다.
4. 마이크로파 서셉터층의 주요 성분으로서 규소 탄화물 또는 탄소와 같은 다른 재료를 사용하는 것은 문제가 있다. 상기 재료는 소결 동안에 온도가 증가함에 따라 우수한 전기 전도체가 되고, 따라서 불량한 마이크로파 서셉터가 된다. 상기 재료는 또한 마이크로파장으로부터 세라믹 조각을 차폐할 수 있다. 즉, 마이크로파 에너지가 세라믹 조각에 도달하는 것을 막는다.
5. 마이크로파 서셉터층 성분으로서 사용하기 위해 제안된 많은 재료는 고가의 세라믹(예를 들면, 규소 질화물 및 붕소 질화물)이다.
세라믹의 마이크로파 소결에 관한 하나의 선행 기술은 보다 높은 주파수의 마이크로파를 사용하는 것이다(참조 : 1990년 10월 16일자 간행된 킴레이(Kimrey)등의 미합중국 특허 제4,963,709호). 이러한 보다 높은 주파수(예를 들어, 14.28 및 60GHz)에서, 세라믹 재료는 직접적 소결을 위해 마이크로파와 커플링한다. 그러나, 고주파수의 특수화된 마이크로파 장치는 대부분의 세라믹 소결 응용에서 엄청나게 고가이다. 통상적으로 사용되는 주파수(915MHZ 및 2.45GHz) 장치가 비교적 저렴하고 쉽게 입수할 수 있다.
세라믹 및 세라믹 복합 재료를 소결시키기에 효과적인 마이크로파 소결 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 세라믹 재료용 마이크로파 소결 방법, 이러한 방법을 위해 사용되는 마이크로파 서셉터층 및 마이크로파 소결 방법으로부터 유도된 신규하고 우수한 특성을 갖는 소결된 세라믹 생성물에 관한 것이다.
제1도는 소결시키려는 가공 조각들은 둘러싸고 있는 과립상 마이크로파 서셉터층을 도시한, 본 발명의 조립되고 절연된 마이크로파 서셉터층의 수직 단면도이다.
제2도는 소결후에, 자유 유동하는 과립상 마이크로파 서셉터층 중에서 가공 조각들의 수축을 도시한 제 1 도와 같은 수직 단면도이다.
제3도는 세라믹 가공 조각들이 과립상 마이크로파 서셉터층 중의 내부 도가니에 내장된 조립되고 절연된 마이크로파 서셉터층의 수직 단면도이다.
제4도는 3개의 시판되는 규소 질화물 공구(하부 3개 라인)에 대해 본 발명의 방법에 따라 소결된 규소 질화물 공구(상부 라인)를 비교하여, 절삭 마멸 성능 시험에 있어 제거된 주철 재료에 대한 플랭크 마멸을 플롯팅한 도면이다.
[발명의 요약]
분말 마이크로파 서셉터층을 이용한 본 발명자들의 종래의 경험은 상기 문제점 중의 몇가지에 관심을 집중시켰다. 기본적으로, 분말 서셉터층의 성질은 다른 소결 재료에 대해 다른 층이 필요하도록 하였다. 수화된 알루미나층 또는 서브 알파 알루미나층과 같은 산소-타입 층은 세라믹 산화물을 소결시키는데 사용되고, 규소 탄화물, 규소 질화물 및 붕소 탄화물과 같은 비-산화물 층은 탄화물 및 질화물과 같은 비-산화물 세라믹을 소결시키는데 사용되었다. 패킹된 분말층은 층을 통한 기체의 흐름을 방지하여, 소결 동안에 보호 기체 분위기의 사용을 막았다. 보호 분위기는 소결 동안에 층내에 편재된 보호 분위기를 형성시킬 수 있는 재료를 포함함으로써 제공되어야 하였다. 그런, 분말층은 새나갈 수 없고 소결시킬 재료 및 층 자체 둘 중 모두와 반응할 수 있는 큰 부피의 공기(산소)를 흡장하였다.
본 발명자들은 산화물 및 비-산화물 세라믹을 소결시키는데 유용하고, 종래의 분말층과 관련된 상술한 많은 문제점들을 극복한 마이크로파 서셉터층을 발견하였다. 본 발명의 서셉터층은 유동 기체를 투과시킬 수 있는 다공성 층을 형성하도록 과립상이다. 상기 층은 마이크로파 서셉터 및 이형제로부터 형성된다. 이형제는 높은 소결온도에서 서셉터 재료의 융합, 응집 또는 소결을 방지하는 기능을 한다. 이것은 소결시킬 재료의 수축으로 붕괴될 수 있는 자유 유동 서셉터층을 형성시켜, 더욱 균일하고 효율적인 가열을 유도한다. 상기 서셉터층의 과립상 성질은 소결 과정 동안에 서셉터층내로, 예를 들면 질소를 유동시킴으로써, 보호 기체 분위기가 직접 도입되도록 한다. 큰 과립 크기는 더 큰 상호연결된 구멍을 갖는 서셉터층을 유발시켜, 유동 기체에 대한 투과성을 제공한다. 이것은 이형제와 조합되는 경우에, 알루미나, 지르코니아 또는 토리아와 같은 금속 산화물 재료를 산화물 및 비-산화물 세라믹 둘 다를 소결시키기 위한 마이크로파 서셉터로서 사용할 수 있게 하였다.
본 발명은 하기 성분 (a) 및 (b) 의 과립을 포함하는 마이크로파 가열층에 광범위하게 미친다 : (a) 다량의 마이크로파 서셉터 재료 ; 및 (b) 마이크로파 서셉터 재료 중에 분산되거나 마이크로파 서셉터 재료 상에 피복제로서 제공된 소량의 내화성 이형제.
바람직한 서셉터 재료는 실온 내지 2000℃의 온도에서 마이크로파와 커플링하는 내화성 산화물과 같은 세라믹이다. 서셉터 재료가 저온에서 커플링하지 않는 경우, 이형제는 이러한 저온(약 500℃ 미만)에서 마이크로파와 커플링하도록 선택될 수 있다. 알루미나, 지르코니아 및 토리아가 대표적인 서셉터 재료이다. 바람직한 이형제는 탄소, 규소 탄화물, 몰리브덴 이황화물 및 지르코니아이다. 가장 바람직한 서셉터층은 알루미나 및 탄소로부터 형성되는데, 알루미나는 약 90 내지 98 중량%의 양으로 함유되고, 탄소는 약 2 내지 10중량%의 양으로 함유된다. 과도한 열 손실을 방지하면서 충분한 다공성을 형성시키기 위해 바람직한 과립 크기는 500㎛ 내지 100mm이고, 0.5 내지 3mm가 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명은 재료를 과립상 서셉터층으로 둘러싸는 단계, 보호 기체를 재료주위로 유동시키는 단계, 및 재료 및 층에 마이크로파 에너지를 조사하는 단계를 포함하는 세라믹, 세라믹 복합체 또는 금속 재료를 소결시키는 방법에 광범위하게 미치는데, 상기 층은 (a) 다량의 마이크로파 서셉터, 및 (b) 상기 서셉터 재료에 분산되거나 상기 서셉터 재료상에 피복제로서 제공된 소량의 내화성 이형제를 포함한다. 균일하고 효율적인 가열을 위해, 상기 방법은 서셉터층 중에 매립된 소결시키려는 재료를 이용하고 보호 기체를 층내로 직접 도입시킴으로써 수행하는 것이 가장 바람직하다. 상기 방법이 규소 질화물의 소결에서 수행되는 경우에는, 질소가 바람직한 보호 기체이다.
본 발명은 또한 (a) 이론적 밀도의 95% 초과의 밀도를 갖고 ; (b) 직경이 약 1㎛ 미만이고 길이가 약 5㎛ 미만인 미세 입자이며 ; (c) 엷은 회색보다 진하지 않은 색을 갖는 것을 특징으로 하는 소결된 규소 질화물의 신규한 형태에 광범위하게 미친다.
시판되는 소결된 규소 질화물 제품은 일반적으로 진한 회색 내지 흑색이며, 이는 본 발명의 방법에 의해 형성된 생성물 중에 존재하는 것보다 더 많은 백분율의 규소 분해 생성물이 함유되어 있음을 나타낸다. 시판되는 소결된 규소 질화물 제품의 입자 크기는 일반적으로 직경이 1 내지 3㎛이고 길이가 10 내지 20㎛이다.
본 명세서 및 특허청구의 범위 전체에 걸쳐, 용어 마이크로파 서셉터는 소결시키려는 재료의 온도를 원하는 소결 온도 또는 최소한 소결시키려는 재료가 마이크로파와 커플링하는 온도로 상승시킬 정도로, 마이크로파와 커플링하는 재료를 포함하는 의미이다.
본 명세서 및 특허청구의 범위 전체에 걸쳐, 용어 과립 또는 과립상은 과립층이 자유 유동하고 유동 기체에 대해 비교적 투과성이 되도록 형상화되고 크기가 조절된 분말 입자의 응집체 또는 펠릿 등을 나타낸다. 상기 용어들은 확산에 의한 매우 제한된 기체 운동을 허여하는 분말 재료와 구별된다.
[바람직한 구체예의 설명]
본 발명의 마이크로파 서셉터층은 2개 이상의 하기와 같은 성분을 포함한다 : (a) 다량의 마이크로파 서셉터 재료 ; 및 (b) 마이크로파 서셉터 재료중에 분산되거나 마이크로파 서셉터 재료에 피복된 소량의 내화성 이형제.
마이크로파 서셉터 재료는 소결시키려는 재료에 따라 선택된다. 마이크로파 서셉터 재료는 높은 소결 온도에서 안정하고 마이크로파에 감수성이 있어야 한다. 가장 바람직한 서셉터는 알루미나, 지르코니아 및 토리아를 포함하는 내화성 산화물이다. 알루미나가 가장 바람직하다. 알파 알루미나 및 알루미나 수화물이 바람직한 형태이다. 수화된 알루미나는 실온 내지 2000℃ 초과에서 우수한 마이크로파 서셉터이다. 알파 알루미나는 실온에서는 잘 커플링하지 않지만, 400℃ 초과에서는 매우 잘 커플링한다. 알파 알루미나가 마이크로파 서셉터로서 사용되는 경우에, 이형제는 실온 내지 약 400℃에서 마이크로파 커플링을 제공하도록 선택되어야 한다. 지르코니아가 사용되는 경우, 등축 또는 정방 지르코니아가 바람직한 형태이다. 지르코니아 및 토리아는 알루미나 보다 가열 장점을 제공하지 않으면서도, 고가이기 때문에 덜 바람직하다.
이형제는, 소량으로 포함되는 경우에 고온에서 서셉터 재료가 실질적으로 소결, 응집 또는 융합되는 것을 방지하여, 높은 소결 온도에서도 자유 유동 서셉터층을 생성시키는 내화성 재료이다. 이형제는 높은 소결 온도에서 안정한 내화재이다. 즉, 이것은 분해되거나, 서셉터 재료 또는 소결시키려는 재료와 반응하지 않는다. 탄소, 규소 탄화물 및 지르코니아가 바람직한 이형제이며, 탄소가 가장 바람직하다.
도달시키려는 소결 온도 미만에서 용융되거나 반응하는 산화물 또는 질화물(예를 들어, Fe2O3, SiO2, BN)과 같은 서셉터층 재료 중의 불순물은 유해하므로, 약 1 또는 2 중량% 미만으로 유지되어야 한다.
서셉터층은 과립상이며, 층에서 높은 다공율(%)(바람직하게는 30% 초과, 가장 바람직하게는 약 50%)이 존재할 정도의 크기를 갖는 응집체 또는 펠릿으로 형성된다. 과립은 미립 분말로부터 전형적으로 디스크 또는 드럼 펠릿화기에서 공지된 펠릿화 또는 응집 공정에 의해 형성된다. 서셉터 및 이형제 재료는 목적하는 입자 크기가 얻어질 때까지 폴리비닐 알코올과 같은 적합한 결합제 및 물과 함께 텀블링된다. 이형제를 일반적으로 입자 전체에 걸쳐 분산시키려는 경우에는, 서셉터 재료를 이형제와 함께 텀블링시킨다. 이형제가 서셉터 재료 상의 피복제일 경우에는, 서셉터를 목적하는 과립 크기로 응집시킨 후에 이형제를 첨가한다. 다중 피복이 사용될 수도 있다. 또한, 과립은 서셉터 및 이형제 재료의 분말로부터 페이스트를 만들고, 페이스트를 여러 형태로 압출시킨 다음, 압출물을 목적하는 크기로 절단시킴으로써 형성될 수도 있다.
일반적으로, 과립은 자유 유동 재료를 형성한다는 조건하에, 다른 불규칙적 형태가 사용될 수 있지만, 타원체형 또는 원통형 형태를 갖는다. 약 500㎛ 내지 10mm의 과립 크기 범위가 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 0.5 내지 3mm의 과립크기가 사용된다. 가장 바람직하게는, 과립 크기는 약 1 내지 3mm이다.
사용되는 이형제의 양은 서셉터 재료의 가열 능력을 저하시키지 않으면서 과립에 자유 유동 성질을 부여할 정도로 서셉터 재료의 양에 비해 소량이다. 일반적으로, 10중량% 미만이 필요하다. 탄소가 선택된 이형제이고, 알루미나가 선택된 서셉터 재료인 경우, 이형제의 양은 2 내지 10중량%인 것이 바람직하다. 상당히 더 많은 양은 높은 소결 온도에서 탄소가 전도성이 되기 때문에, 고르지 못한 가열을 유도할 수 있다. 그러나, 더 낮은 온도에서는, 탄소 그 자체가 마이크로파와 커플링하여, 가열을 어느 정도 돕는다.
본 발명의 자유 유동 과립상 마이크로파 서셉터층은 세라믹, 세라믹 복합체 및 금속 분말을 포함하는 다양한 생성물을 소결시키는데에 유용하다. 층은 규소 질화물 및 알루미늄 질화물을 포함하는 세라믹 질화물, 알루미늄 산화물 및 티탄 탄화물과 같은 세라믹 복합체, 및 니켈 및 구리 분말과 같은 금속 분말을 소결시키는데에 특히 유용하다. 소결시키려는 재료는 다양한 형태 / 형상으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 규소 질화물과 같은 세라믹의 절삭 공구는 압축된 분말 예비 성형물로서 형성된다.
소결시키려는 재료 또는 가공 조각은 과립상 서셉터층 중에 직접 매립되거나(이것이 가장 바람직함), 과립층의 상단에서 또는 서셉터층 중의 마이크로파 투과성 도가니 / 용기 내에서 소결될 수 있다. 규소 질화물과 같은 많은 세라믹 재료는 소결하는 동안 환경으로부터 보호되어, 목적하지 않은 분해물 또는 산화물과 같은 반응 생성물의 형성이 방지되어야 한다. 이러한 경우, 소결시키려는 재료 주위에 보호 기체 분위기가 제공되는 것이 바람직하다. 소결시키려는 재료가 과립상 서셉터층에 매립되거나, 층의 상단에 위치하는 경우, 보호 기체 분위기는 소결시키려는 재료 아래 또는 그 부근의 층 내로 보호 기체를 직접 도입함으로써 제공된다. 소결시키려는 재료가 독립된 도가니 / 용기에 내장되는 경우에, 보호 기체는 도가니 / 용기 내로 도입된다. 소결시키려는 재료를 보호할 수 있는 모든 비반응 기체가 사용될 수 있다. 대표적으로, 질소, 수소 및 아르곤이 사용된다.
마이크로파 소결 공정을 달성하기 위해 사용되는 마이크로파 장치는 일반적으로 통상적인 것이다. 마이크로파 장치는 도파관에 의해 연결된 마그네트론 및 공진 공동로 구성된다. 공진 공동 내에, 마이크로파 서셉터 및 소결시키려는 가공 조각을 보유한 하우징이 제공된다. 일반적으로, 통상적인 마이크로파 오븐에서 마이크로파 복사선의 주파수는 2.45GHz이다. 더 낮은 주파수가 사용될 수도 있다. 더 높은 주파수에서, 소결 재료와의 마이크로파 커플링은 문제가 없지만, 본 발명은 거의 적용되지 않는다.
제 1 도에서는 마이크로파 도파관(12)와 연통하고 있는 하우징(10)이 도시되어 있다. 하우징(10)은 마이크로파 누출을 방지하도록 배열된 금속 애플리케이터(applicator, 용기)(14) 및 분리가능한 금속 덮개(16)으로 구성된다. 석영 윈도우 또는 구멍(도시되어 있지 않음)이 도파관과 애플리케이터(14)사이에 존재하여, 마이크로파가 애플리케이터(14)내로 통과하게 된다. 애플리케이터(14)는 세라믹 섬유 CER-WOOLHTZ8(미합중국 펜실바니아 킹 오브 프러시아의 프레마이어 레프랙토리즈 앤드 케미컬즈 인코포레이티드 제품)과 같은 마이크로파 투과성 절연체(18)로 라이닝된다. 소결시키려는 가공 조각(20) 및 과립상 마이크로파 서셉터층(22)는 절연체(18)내의 공동 내로 로딩된다. 어떠한 서셉터층의 패킹도 필요하지 않다. 과립상 서셉터층(22)은 이것들이 다중 층으로 첨가될 때, 가공 조각(20)주위에 간단히 쏟아 넣는다. 그런 다음, 추가의 마이크로파 투과성 절연체가 서셉터층(22)의 상단에 설비된다. 하나 이상의 기체 유입관(24)가 금속 덮개(16)을 통해 서셉터층(22)의 기부에 이른다. 질소는 서셉터층으로부터 조립덮개(16)을 통하거나, 금속 애플리케이터에 뚫린 구멍(도시되지 않음)을 통하여 방출되며, 이에 의해 기체 유동이 가능하다.
제 2 도에는, 소결 후의 본 발명의 마이크로파 서셉터층이 도시되어 있다. 제 1 도와 비교하면, 소결된 가공 조각(20)이 소결 도중에 수축되고, 자유 유동 과립층(22)가 가공조각(20) 주위로 붕괴되었음을 알 수 있다.
제 3 도에서는, 하우징(10)내에서 서셉터층(22)의 덜 바람직한 배열이 도시되어 있다. 이러한 배열은 소결시키려는 재료가 서셉터층으로부터 나오는 극미량의 불순물에 의해 영향을 받는 경우, 또는 소결시키려는 재료가 서셉터층과 반응할 수 있는 신중히 조절되는 분위기에 노출될 필요가 있는 경우에 가장 적합하다. 도가니(26)이 서셉터층(22)내에 매립되어 가공 조각(20)을 수용한다. 도가니(26)은 마이크로파 에너지에 대해 투과성이고, 내화성이며, 소결 온도에서 안정하고, 소결시키려는 가공 조각과 상호작용하지 않는 어떠한 재료로도 만들 수 있다. 알루미나 및 석영이 바람직하다. 도가니는 조립 도가니 덮개(28)을 갖는다. 가공 조각(20)은 도가니(26)내에 단일 층으로 배치되거나, 쌓아 올려질 수 있다. 마이크로파 투과성 절연체(18)은 도가니(26)내에서 가공 조각 위에 위치한다. 기체 유입관(들)(24)가 도가니(26)내로 연장하여, 가공 조각(20)주위에 기체 흐름을 보장한다. 서셉터층(22)는 마이크로파 투과성 절연체(18)로 덮힌다.
본 발명의 마이크로파 가열층은 종래 기술에 비해 하기와 같은 중요한 장점을 갖는다 : (1) 자유 유동 과립층은 소결시키려는 가공 조각 주위로의 세라믹 조각 또는 분말 서셉터층의 신중하고 시간 소모적인 패킹을 필요로 하지 않는다.
(2) 자유 유동층은 소결 중에 수축하는 가공 조각을 따라가므로, 조각이 완전히 소결될 때까지 균일하게 가열되도록 한다.
(3) 층의 다공성 투과성 성질은 소결 도중에 층 내로 보호 기체 분위기를 도입시킴으로써 가공 조각이 분해로부터 보호되도록 한다.
(4) 바람직한 마이크로파 서셉터, 즉 알루미나, 지르코니아 및 토리아는 2000℃ 초과의 온도까지 빠르고 균일하게 가열될 수 있다.
(5) 마이크로파 서셉터층은 광범위한 세라믹 및 세라믹 복합체 가공 조각을 소결시킬 수 있다. 서셉터층은 많은 종래 기술의 방법에서와 같이, 소결시키려는 재료의 각각의 유형에 따라 변형될 필요가 없다.
(6) 마이크로파 서셉터층은 소결시키려는 가공 조각을 고밀도, 적어도 95%, 통상적으로 98% 초과의 고밀도에 도달하도록 소결시킬 수 있다. 이것은 HIPping과 같은 고비용의 소결후 처리에 대한 필요성을 제거한다.
(7) 본 발명의 마이크로파 공정에 의한 빠른 가열은 소결된 재료의 개선된 특성을 유도한다. 특히, 본 발명은 종래 기술의 방법에 의해 달성된 것 보다 더 높은 밀도, 더 미세한 입자 크기 및 더 낮은 비율의 분해 생성물을 갖는 규소 질화물을 생성시킬 수 있다.
세라믹 및 세라믹 복합체 이외에, 본 발명의 서셉터층은 금속 분말로 만들어진 물체를 소결시키는데 있어서도 입증되었다. 금속 분말은 종종, 마이크로파 에너지와 잘 커플링하지 않지만, 본 발명의 서셉터층에서 마이크로파에 의해 간접적으로 가열될 수 있다.
본 발명을 하기의 비-제한적인 실시예에 의해 더 예시한다.
[실시예 1]
본 실시예는 마이크로파 가열을 위한 과립상 서셉터층의 제조 방법, 및 이것의 높은 소결 온도로 가열하는 능력을 기술한다.
74㎛(-200메쉬)크기의 5kg의 수화된 알루미나를 약 1㎛의 평균 입자 크기를 갖는 500g의 카아본 블랙과 혼합하였다. 이 둘을 에이리치 믹서(Eirich Mixer)(캐나다 온타리오 매플의 에이리치 머신즈 리미티드 제품)로 불리우는 디스크 펠릿화기에서 응집시켰다. 응집 과정은 결합제로서 폴리비닐 알코올(5kg의 알루미나에 대해 50㎖)을 사용하여 응집체에 강도를 제공함으로써 보조하였다. 적합한 양의 물(약 500㎖)을 장치의 제조업자에 의해 제공되는 잘 확립된 방법으로 분말 혼합물 상에 분무하였다. 응집체가 평균 약 2 내지 3mm 의 크기를 나타내지만 어느 것도 10mm크기를 초과하지 않는 것으로 측정된 때의 30분 후에 응집을 중단시켰다.
응집체를 팬에서 24시간 동안 70℃에서 건조시켰다 .건조 응집체를 마이크로파장의 CER-WOOL 절연체로 라이닝된 마이크로파 애플리케이터 내에 위치시켰다. 응집체에 마이크로파 에너지를 500W에서 출발하여 가하고, 에너지를 매 10분마다 100W씩 1400W까지 증가시켰다. 중심에서의 온도는 1850℃로 측정되었다. 마이크로파 가열 후에, 과립상 서셉터층은 별개의 자유 유동 과립으로서 유지되었다. 즉, 응집체는 서로 부착되지 않았다. 수화된 알루미나 대신에 알파 알루미나 분말을 사용한 경우에도 유사한 결과가 얻어졌다. 본 실시예는 서셉터층이 많은 세라믹, 금속 및 복합 재료를 소결시키는데 적합한 1850℃의 온도를 생성시킬 수 있음을 보여준다. 소결 과정 전, 도중 및 후에 서셉터층의 자유 유동 성질은 층이 소결시키려는 재료의 주위에 붕괴하는 능력을 설명하였다.
[실시예 2]
본 실시예는 본 발명에 따른 적합한 과립상 마이크로파 서셉터층의 대안적 제조 방법을 보여준다.
5kg의 수화된 알루미나를 실시예 1에 기술된 바와 같이, 결합제로서 50㎖ 폴리비닐 알코올, 및 500㎖의 물을 사용하여 응집시켰다. 알루미나가 약 2 또는 3mm 소구체로 응집되면, 실시예 1에 사용된 것과 유사한 탄소 분말을 서서히 첨가하면서, 응집기 드럼을 계속 회전시켰다. 총 250g의 탄소를 첨가하였다. 알루미나 소구체를 점차적으로 탄소로 피복시켰다. 추가로 15분후에, 공정을 중단시키고, 소구체를 24시간 동안 70℃에서 건조시켰다.
상기 응집체를 실시예 1에 기술된 바와 같이 마이크로파장에 위치시키고, 최대 1400W를 가하였다. 다시 한번, 1850℃의 최대 온도가 얻어졌다. 소구체는 실험의 종결시에 느슨한 것으로 관찰되었다. 알루미나 수화물 대신에 알파 알루미나를 사용한 경우에도 유사한 결과가 얻어졌다.
[실시예 3]
본 실시예는 덩어리의 형성을 방지하기 위한 소구체에 대한 이형제로서의 탄소의 역할을 보여준다.
수화된 알루미나의 소구체(탄소 이형제가 없음)를 실시예 1 및 2에 기술된 바와 같이 제조하고, 오븐 중에서 70℃에서 24시간 동안 건조시켰다. 상기 응집체를 마이크로파 애플리케이터에 위치시키고, 상기 실시예들에서와 같이 500내지 1500W의 마이크로파 전력을 가하였다. 1200W에 도달된 후에, 파이버프랙스(Firefrax) 절연체를 통해 나타나는 고르지 못한 광 방출에 의해 증명되는 바와 같이, 서셉터층 내에 과열점이 존재함이 관찰되었다. 더 높은 전력에서는, 반사된 전력의 증가를 유도하는 마아크로파 작동에서의 불안정성이 존재하였다. 층에서 측정된 온도는 1400℃로부터 2000℃ 초과까지 변하였다(온도 센서에서 사용된 사파이어 외장에 대한 손상에 의해 증명됨). 조립체가 냉각된 후에, 일부 응집체는 분리된 채로 유지된 반면, 나머지는 덩어리가 되고 심지어 함께 융합되었다. 상기 덩어리는 이것의 더 큰 크기가 마이크로파 공정 도중에 층에서 소결시키려는 재료의 수축에 의해 생성되는 공극 공간 내로 유동하는 서셉터층 입자의 능력을 제한하기 때문에 유해하다. 이것은 소결 공정의 열전달 및 열효율을 제한한다. 또한, 층 중의 과열점은 소결된 재료내에 목적하지 않은 분해 생성물이 생성되도록 한다.
[실시예 4]
본 실시예는 규소 질화물을 소결시키기 위한 서셉터층의 사용을 보여준다.
절연체, 규소 질화물 샘플, 및 서셉터층의 조립체를 하기와 같이 제조하였다 : 과립상 서셉터층을 실시예 1에 기술된 공정에 따라 제조하였다. 1kg의 규소 질화물 분말(Ube, SNE-10, 0.3㎛ 평균 직경)을 5중량%의 알루미나 (Alcoa A-16 SG, 0.5㎛ 평균 직경) 및 5 중량%의 이트리아(H.C. 스타아크 등급 C 미분)과 혼합하였다. 혼합은 16시간 동안 볼밀 상에서 액체 매질로서 핵산 및 분산 매질로서 알루미나 볼(6.25mm (1/4) 직경)을 사용하여 수행하였다. 혼합물을 실온에서 공기 건조시키고, 건조된 분말을 수동으로 조작되는 유압식 프레스(카아버 라보라토리 프레스, 모델 M)을 사용하여 40,000psi(275MPa)의 압력으로 공구 강철 다이에서 압축시켰다. 압축된 분말을 60,000psi(410MPa)에서 등압 프레싱에 의해 더 처리하였다. 이렇게 해서 제조한 그린콤팩트는 상기 조성물에 대한 이론치의 53%인 1.72g/㎖의 용적 밀도를 갖는다.
절연체, 서셉터층 및 세라믹 가공 조각을 제 1 도에 도시된 바와 같이 조립하였다. 시스템을 10분 동안 질소로 퍼지한 후, 유량을 분당 약 0.5㎖로 감소시켰다. 조립체에 500W에서 출발하여 마이크로파 에너지를 가하고, 매 10분 마다 100W 전력을 증가시켰다. 전력이 1200W에 도달하면, 이것을 20분 동안 일정하게 유지시킨 후 차단시켰다. 조립체를 유동 질소하에 냉각시켰다. 규소 질화물 콤팩트는 수축되었으며, 3.2g/㎖의 밀도를 갖는 것으로 측정되었다. 상기 밀도는 상기 조성물에 대한 이론치의 98.5%이다. 소결된 가공 조각들은 연한 회색을 나타내고, 직경이 약 0.3㎛이고 길이가 1 내지 2㎛인 뾰족한 입자를 가졌다.
규소 질화물은 본 실시예에서 사용된 유형의 소결 보조제를 사용하여 소결되는 경우에, 베타 규소 질화물로서 공지된 결정 구조를 갖는 뾰족한 (바늘형) 입자를 생성한다. 이러한 입자 구조의 마이크로구조는 개별적 바늘의 평균 직경 및 길이에 의해 특정화된다. 시판 절삭 공구에서의 소결된 규소 질화물 결정은 직경이 약 1 내지 3㎛이고 길이가 10 내지 20㎛인 입자 크기를 갖는 것으로 측정되었다.
본 실시예로부터의 소결된 가공 조각의 색(폴리싱 후)은 시판 규소 질화물 절삭 공구의 암회색 또는 흑색 외관과 비교하여 연한 회색이었다. 표준 색 챠트, 예를 들어 미합중국의 지올로지컬 소사이어티의 록-칼라 챠트(네덜란드의 휴이스케스-엔쉐데에서 인쇄함)에서, 본 발명에 의해 형성된 가공 조각은 챠트에서의 N7과 N8 사이의 연한 회색보다 진하지 않았다. 시판 규소 질화물 절삭 공구는 색 챠트의 N2와 N3사이의 암회색 내지 흑색이었다.
실시예 2에 따라 제조된 서셉터층을 사용하여 시험을 반복하였을 때, 얻어진 결과는 유사하였다.
[실시예 5]
본 실시예는 알루미늄 질화물을 소결시키기 위한 서셉터층의 사용을 보여준다.
절연체, 알루미늄 질화물 콤팩트의 조립체를 하기와 같이 제조하였다 : 서셉터층을 실시예 1에 기술된 공정에 따라 제조하였다. 도쿠야마 소다로부터 얻은 200g의 알루미늄 질화물(등급 F)를 3중량%의 이트리아(H.C. 스타아크 등급 C 미분)과 혼합하였다. 혼합은 16시간 동안 볼밀 상에서 액체 매질로서 핵산 및 분산 매질로서 알루미나 볼(6.25mm (1/4) 직경)을 사용하여 수행하였다. 혼합물을 실온(25℃)에서 공기 건조시켰다. 건조 배치로부터의 분말을 수동으로 조작되는 유압식 프레스(카아버 라보라토리 프레스, 모델 M)을 사용하여 40,000psi(275MPa)의 압력으로 공구 강철 다이에서 압축시켰다. 분말 콤팩트를 60,000psi(410MPa)에서 냉 등압 프레싱에 의해 더 처리하였다. 그린 콤팩트는 상기 조성물에 대한 이론치의 51%인 1.67g/㎖의 용적 밀도를 가졌다.
절연체, 서셉터층 및 세라믹 가공 조각을 제 1 도에 도시한 바와 같이 조립하였다. 시스템을 약 10분 동안 유동 질소로 퍼지한 후, 유량을 약 0.5㎖/분으로 감소시켰다. 조립체에 500W의 전력 입력에서 출발하여 마이크로파 에너지를 가하고, 매 10분마다 100W까지 전력을 증가시켰다. 전력이 1200W에 도달하면, 이것을 20분동안 일정하게 유지시킨 후 차단시켰다. 조립체를 유동 질소하에 냉각시켰다. 알루미늄 질화물 콤팩트는 이것의 원래 크기의 약 절반까지 수축되었으며, 3.18g/㎖의 소결된 밀도를 가졌다. 상기 밀도는 상기 조성물에 대한 이론치의 97%이다.
실시예 2에 기술된 서셉터층을 사용하여 공정을 반복하였을 때, 얻어진 결과는 상기와 유사하였다 .알루미늄 질화물의 일반적인 소결은 25 내지 90kw의 전력 공급을 필요로 하는 전기로에서 24시간 초과로 수행하는 것이 일반적이다.
[실시예 6]
본 실시예는 통상적인 소결 도중에 소결시키려는 재료에서 일어나는 모든 부 반응에 관한 마이크로파 소결의 유익한 효과를 예시한다.
규소 질화물 세라믹을 1750 내지 1850℃의 온도에서 소결시킨다. 상기 온도범위에서, 규소 질화물은 규소 및 질소 기체를 방출하면서 분해될 수 있다. 하기의 특징이 기록되었다 :
- 온도의 증가에 따라 분해의 정도가 증가한다.
- 세라믹 재료가 고온에 노출되는 기간에 따라 분해의 정도의 증가한다.
- 미량(0.001%)의 규소의 방출은 규소 질화물을 흑색으로 변색시킨다.
실시예 4 에 따라 제조한 마이크로파 소결된 규소 질화물 세라믹은 연한 회색을 나타낸다. 이것은 통상적인 소결 및 고온 프레싱에 의해 제조되는 시판 규소 질화물의 암회색 내지 흑색과 비교된다.
실시예 4에 기술된 바와 같이 생성된 규소 질화물의 그린 세라믹 콤팩트를 12시간 동안 전기 저항로에서 1800℃까지 가열하고, 질소 분위기에서 4시간 동안 소킹(soaking)시켰다. 냉각시, 규소 질화물 가공 조각은 암흑색을 갖는 것으로 관찰되었다.
이것은 본 발명에 따르는 마이크로파 공정이 소결 도중에 일어나는 규소 질화물의 분해를 상당히 감소시키거나 제거함을 보여준다.
[실시예 7]
본 실시예는 소결된 생성물의 입자 크기에 있어서 빠른 가열의 유익한 효과를 예시한다.
규소 질화물 콤팩트를 실시예 4에 따라 제조하고 소결시켰다. 샘플을 소결시킨 후에, 소결된 가공 조각을 절단하고, 폴리싱한 다음, 플루오르화탄소 기체의 분위기에서 마이크로파 플라즈마에서 에칭시켰다. 샘플을 주사 전자 현미경하에서 조사하였다. 마이크로구조는 매우 미세한 입자를 나타냈다.
소결된 규소 질화물의 입자는 연신된 바늘형으로 나타났다. 조사한 샘플은 직경이 0.3 내지 0.5㎛이고 길이가 1 내지 2㎛인 바늘형의 뾰족한 구조를 나타냈다.
시판 규소 질화물 세라믹(미합중국 펜실바니아 라트로브의 켄나메탈 인코포레이티드 제품 ; 상품명 : KY-2000)의 샘플을 유사하게 제조하였으며, 이것은 일반적으로 직경이 1 내지 3㎛이고 길이가 10 내지 20㎛인 바늘형의 구조를 나타냈다.
이는 본 발명에 따라 제조된 마이크로파 소결된 규소 질화물 세라믹의 미세입자 특징을 나타낸다. 더 미세한 입자 재료는 유사한 시험 조건하에서 굵은 입자재료보다 더 느린 속도로 마멸된다. 더 미세한 입자 재료는 또한 보다 균일한 경도 및 인성과 같은 특성을 갖는다.
[실시예 8]
본 실시예는 고속 선반상에서의 단일점 세공 동안의 마멸 성능에 의해 입증되는 규소 질화물의 성질에 대한 본 발명에 따르는 마이크로파 소결의 유익한 효과를 보여준다.
규소 질화물 샘플을 실시예 4에 기술된 방법을 사용하여 마이크로파 소결시켰다. 소결된 가공 조각을 분쇄하여, 표준 공구 규격 RNGN-45, T6 (ASA 표준)을 만족시키는 절삭 공구를 제조하였다.
상기 샘플을 오타와의 내셔날 리서치 카운실에서 고속 선반에서의 단일점 세공으로 평가하였다. 절삭가공되는 재료는 회색 주철이었다. 가공 파라미터는 다음과 같았다 :
- 속도 2,000 면적 피트/분 (600 m/분)
- 공급 0.015/회전 (0.375 mm/rev)
- 절단 깊이 0.050/통과 (1.250 mm/통과)
유사한 시험을 USA(KY 2000, 펜실바니아 라트로브의 켄나메탈), 아시아(상품명 Newpro Exp인 뉴코머 프러덕츠 인코포레이티드 제품), 및 유럽(스웨덴 스톡홀름 산드비크의 Grade 690)에서 시판되는 세 개의 절삭 공구 삽입체를 사용하여 수행하였다. 결과를 제 4 도에 도시한다. 마멸이 0.020인치(0.5mm)에 도달할 경우에 공구가 교환되어야 하므로, 마이크로파 소결된 삽입체의 우수성이 명백하다.
[실시예 9]
본 실시예는 서셉터층을 제조하기 위하여, 단지 탄소만을 사용하거나, 흑연 및 규소 탄화물과 같은 이것과 관련된 재료를 사용하는 한계를 보여준다.
서셉터층이 카아본 블랙 분말인 것을 제외하고, 실시예 4에 기술된 것과 유사한 실험을 반복하였다. 실시예 4 에 기술된 것과 똑같은 기간동안 똑같은 분말을 사용한 후에, 규소 질화물 샘플은 이론치의 70% 미만의 밀도로 소결되었으며, 이는 필요한 온도가 달성되지 않았음을 나타낸다.
똑같은 실험의 또 다른 변형으로, 규소 질화물 콤팩트를 흑연 도가니에 위치시켜, 마이크로파 에너지로부터 열을 발생시키는 재료의 양을 증가시켰다. 조립체에 실시예 4에서와 똑같은 전력 사이클을 가하였다. 규소 질화물 샘플은 상기 조성물에 대한 이론치의 약 78%인 2.5g/㎖의 밀도로 소결되었다.
상기 실험들로부터, 서셉터층으로서 단지 탄소만을 사용하면, 달성될 수 있는 최대 온도가 세라믹을 소결시키기 위해 필요한 값보다 훨씬 작은 값으로 제한되는 것을 명백히 알 수 있다.
[실시예 10]
본 실시예는 알루미늄 산화물 및 티탄 탄화물로 만들어진 세라믹 복합체 콤팩트를 소결시키기 위한 본 발명의 서셉터층의 사용을 보여준다.
TiC 분말과 혼합된 Al2O3의 배치를 16시간 동안 분산 액체로서의 핵산 및 알루미나 볼(1/4인치 직경)을 갖는 날젠 병에서 알루미나 (알코아, A16 S.G.) 및 티탄 탄화물(H.C. 스타아크 미세 등급)을 볼 밀링시킴으로써 제조하였다. 분말 혼합물을 건조시키고, 수동으로 조작되는 유압식 프레스(카아버 라보라토리 프레스, 모델 M)에서 40,000psi (275MPa)의 압축 압력으로 압축시킨 다음, 냉 등압 프레스에서 60,000psi(410MPa)로 등압 압축시켰다.
세라믹 콤팩트를 절연체 및 서셉터층에 실시예 4에 따라 조립한 후, 500W의 마이크로파 전력을 가하였다. 전력을 매 10분 마다 100W의 통상 속도로 1500W까지 증가시켰다. 시스템을 25분 동안 피크 전력으로 유지시킨 후, 실온으로 서서히 냉각시켰다.
콤팩트는 상기 조성물에 대한 이론치의 약 95%인 4.00g/㎖의 밀도로 소결되었다.
본 명세서에 언급된 모든 간행물은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 기술 수준을 나타내는 것이다. 모든 간행물은 각각의 개별적 간행물이 구체적및 개별적으로 참고로서 편입된다고 지적된 경우와 동일한 정도로 참고로서 본원에 편입된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 및 표현은 제한이 아닌 설명을 위한 용어 및 표현이다. 이러한 용어 및 표현을 사용하는데에 있어서, 예시되고 기술된 특징의 균등물의 배제하려는 의도는 없으며, 본 발명의 범위는 단지 하기의 특허청구의 범위에 의해 규정되고 제한된다.

Claims (26)

  1. 소결시키려는 재료를 하기의 성분을 포함하는 과립상 서셉터층으로 둘러싸는 단계: (a) 다량의 마이크로파 서셉터 재료, 및 (b) 서셉터 재료와 함꼐 기계적으로 분산되거나 서셉터 재료상에 피복된 소량의 내화성 이형제; 보호 기체가 층을 통해 흐르도록, 소결시키려는 재료 주위로 보호 기체의 흐름을 도입하는 단계; 및 소결시키려는 재료 및 과립상 서셉터층을 마이크로파 에너지로 조사하는 단계를 포함하는, 세라믹, 세라믹 복합체 또는 금속 재료의 소결 방법.
  2. 제1항에 있어서, 마이크로파 서셉터 재료가 소결시키려는 재료를 소결시키기 위해 필요한 온도 이하에서 마이크로파 서셉터인 세라믹임을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 서셉터 재료가 알루미나, 지르코니아, 토리아 및 이것들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 이형제가 탄소, 몰리브덴 이황화물, 규소 탄화물 및 지르코니아로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 마이크로파 서셉터층의 과립의 크기가 500㎛ 내지 10mm임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 마이크로파 서셉터층의 과립의 크기가 0.5 내지 3mm임을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 소결시키려는 재료가 과립상 서셉터층 중에 매립됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 소결시키려는 재료가 규소 질화물이고, 조사되는 동안, 소결시키려는 재료가 1시간 미만 동안 1600 내지 1850℃에서 유지됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 조사되는 동안, 소결시키려는 재료가 30분 미만 동안 1600 내지 1850℃에서 유지됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 기체가 질소임을 특징으로 하는 방법.
  11. A. (a) 알루미나, 지르코니아, 토리아 및 이것들의 혼합믈로 구성된 군으로부터 선택된 다량의 마이크로파 서셉터 재료, 및 (b) 서셉터 재료와 함께 분산되거나 서셉터 재료상에 피복된 10 중량% 미만의 내화성 이형제로 구성된 과립들을 포함하는 마이크로파 가열층; 및 B. 상기 과립들에 의해 둘러싸인 가열시키거나 소결시키려는 세라믹 또는 금속 재료를 포함하는, 재료의 가열 또는 소결용 마이크로파 가열 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 이형제가 탄소, 몰리브덴 이황화물, 규소 탄화물 및 지르코니아로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 마이크로파 가열 조립체.
  13. 제11항에 있어서, 서셉터 재료가 알루미나이고, 이형제가 탄소임을 특징으로 하는 마이크로파 가열 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 알루미나가 90 내지 98 중량%의 양으로 포함되고, 탄소가 2 내지 10 중량%의 양으로 포함됨을 특징으로 하는 마이크로파 가열 조립체.
  15. 제11항에 있어서, 마이크로파 가열층의 과립의 크기가 500㎛ 내지 10mm 임을 특징으로 하는 마이크로파 가열 조립체.
  16. 제11항에 있어서, 마이크로파 가열층의 과립의 크기가 0.5 내지 3mm임을 특징으로 하는 마이크로파 가열 조립체.
  17. 제14항에 있어서, 마이크로파 가열층의 과립의 크기가 0.5 내지 3mm임을 특징으로 하는 마이크로파 가열 조립체.
  18. 콤팩트 형태의 화학식 Si3N4를 갖는 소결된 규소 질화물 입자, 및 각각 5 중량%의 소결 보조제, 이트리아 및 알루미나를 포함하고, (a) 이론적 밀도의 98.5% 이상의 밀도를 갖으며 ; (b) 직경이 1㎛ 미만이고 길이가 5㎛ 미만인 미세 입자이고 ; (c) 미합중국의 지올로지컬 소사이어티의 록-칼라 챠트 상의 N-축의 N7 보다 진하지 않은 색을 갖는 것을 특징으로 하는 소결된 규소 질화물 생성물.
  19. 제18항에 있어서, 규소 원소가 0.001% 미만의 양으로 존재함을 특징으로 하는 규소 질화물 생성물.
  20. 제18항에 있어서, 입자의 직경이 0.2 내지 0.8㎛이고, 길이가 1 내지 3㎛임을 특징으로 하는 규소 질화물 생성물.
  21. 소결시키려는 재료를 하기의 성분을 포함하는 과립상 서셉터층으로 둘러싸는 단계 : (a) 알루미나를 포함하는 다량의 마이크로파 서셉터 재료, 및 (b) 서셉터 재료와 함께 기계적으로 분산되거나 서셉터 재료상에 피복된, 탄소를 포함하는 소량의 내화성 이형제 ; 보호 기체가 층을 통해 흐르도록, 소결시키려는 재료 주위로 보호 기체의 흐름을 도입하는 단계 ; 및 소결시키려는 재료 및 과립상 서셉터층을 마이크로파 에너지로 조사하는 단계를 포함하는, 세라믹, 세라믹 복합체 또는 금속 재료의 소결 방법.
  22. 제21항에 있어서, 알루미나가 90 내지 98 중량%의 양으로 포함되고, 탄소가 2 내지 10 중량%의 양으로 포함됨을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 마이크로파 서셉터층의 과립의 크기가 0.5 내지 3mm임을 특징으로 하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 소결시키려는 재료가 과립상 서셉터층 중에 매립됨을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 소결시키려는 재료가 규소 질화물이고, 조사되는 동안, 소결시키려는 재료가 1시간 미만 동안 1600 내지 1850℃에서 유지됨을 특징으로 하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 기체가 질소임을 특징으로 하는 방법.
KR1019960705408A 1994-03-31 1995-03-24 마이크로파 소결 방법 KR100226807B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22084094A 1994-03-31 1994-03-31
US8/220,840 1994-03-31
US08/220,840 1994-03-31
PCT/CA1995/000172 WO1995026940A1 (en) 1994-03-31 1995-03-24 Microwave sintering process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970702226A KR970702226A (ko) 1997-05-13
KR100226807B1 true KR100226807B1 (ko) 1999-10-15

Family

ID=22825200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960705408A KR100226807B1 (ko) 1994-03-31 1995-03-24 마이크로파 소결 방법

Country Status (9)

Country Link
US (3) US5736092A (ko)
EP (1) EP0752979B1 (ko)
JP (1) JPH09510950A (ko)
KR (1) KR100226807B1 (ko)
AT (1) ATE181720T1 (ko)
AU (1) AU2064595A (ko)
CA (1) CA2124093C (ko)
DE (1) DE69510541T2 (ko)
WO (1) WO1995026940A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100841039B1 (ko) 2007-09-21 2008-06-24 김문수 마이크로파 소결장치
KR101719364B1 (ko) 2016-10-11 2017-03-28 고려신소재 유한회사 초고온용 마이크로파 서셉터 및 이의 제조방법

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5653775A (en) * 1996-01-26 1997-08-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Microwave sintering of sol-gel derived abrasive grain
JP4365031B2 (ja) 1998-06-26 2009-11-18 ジーイー・エナジー・ユーエスエー・エルエルシー ガス化プロセスにおいて使用するための熱電対
US6227041B1 (en) * 1998-09-17 2001-05-08 Cem Corporation Method and apparatus for measuring volatile content
US6403750B1 (en) 1999-06-03 2002-06-11 Edward J. A. Pope Apparatus and process for making ceramic composites from photo-curable pre-ceramic polymers
US6309594B1 (en) * 1999-06-24 2001-10-30 Ceracon, Inc. Metal consolidation process employing microwave heated pressure transmitting particulate
CN1192222C (zh) 1999-10-13 2005-03-09 德士古发展公司 蓝宝石增强热电偶保护管
WO2001030118A1 (en) 1999-10-18 2001-04-26 The Penn State Research Foundation Microwave processing in pure h fields and pure e fields
EP1100094A3 (en) 1999-11-10 2004-10-27 Littelfuse Ireland Development Company Limited Production of passive devices
US6812441B2 (en) 2000-08-04 2004-11-02 The Penn State Research Foundation Method and apparatus for the preparation of transparent alumina ceramics by microwave sintering
CA2422179C (en) * 2000-10-02 2008-07-08 Indexable Cutting Tools Of Canada Limited Siaion material and cutting tools made thereof
US6512216B2 (en) * 2001-01-17 2003-01-28 The Penn State Research Foundation Microwave processing using highly microwave absorbing powdered material layers
US20020106611A1 (en) * 2001-01-19 2002-08-08 Sutapa Bhaduri Metal part having a dense core and porous periphery, biocompatible prosthesis and microwave sintering
US7011136B2 (en) * 2001-11-12 2006-03-14 Bwxt Y-12, Llc Method and apparatus for melting metals
TW534845B (en) * 2002-03-28 2003-06-01 Far East College Improved powder metallurgy process
AU2003281476B2 (en) * 2002-07-19 2009-06-18 Vita Zahnfabrik H. Rauter Gmbh & Co. Sealing of ceramic substances by means of electromagnetic centimetre waves, and receptacle for carrying out the inventive method
US20040238794A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Karandikar Prashant G. Microwave processing of composite bodies made by an infiltration route
US20050249627A1 (en) * 2003-08-08 2005-11-10 Jenn-Shing Wang Manufacturing process using microwave for thermal debinding
WO2005027575A2 (en) * 2003-09-10 2005-03-24 Alfred University Method of microwave processing ceramics and microwave hybrid heating system for same
US20050121833A1 (en) * 2003-12-09 2005-06-09 Jenn-Shing Wang Processing method for ceramic
US20050211702A1 (en) * 2004-03-29 2005-09-29 Dennis Tool Company Crucibles for a microwave sintering furnace
DE102004021016B4 (de) * 2004-04-29 2015-04-23 Neue Materialien Bayreuth Gmbh Vorrichtung zur Einspeisung von Mikrowellenstrahlung in heiße Prozessräume
US20070023971A1 (en) * 2004-09-01 2007-02-01 Subrata Saha Method of microwave processing ceramics and microwave hybrid heating system for same
CN100358799C (zh) * 2005-11-25 2008-01-02 长沙隆泰科技有限公司 一种氮化硅铁的微波合成方法
WO2007114208A1 (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Tokuyama Corporation 窒化アルミニウム焼結体の接合方法および窒化アルミニウム接合体
JP2007261916A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Tokuyama Corp セラミックスの接合方法およびセラミックス接合体
US7541561B2 (en) * 2006-09-01 2009-06-02 General Electric Company Process of microwave heating of powder materials
US7326892B1 (en) 2006-09-21 2008-02-05 General Electric Company Process of microwave brazing with powder materials
US20080114468A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Biomet Manufacturing Corp. Processes for making ceramic medical devices
US7775416B2 (en) * 2006-11-30 2010-08-17 General Electric Company Microwave brazing process
US20080138533A1 (en) * 2006-12-12 2008-06-12 General Electric Company Microwave process for forming a coating
US8574686B2 (en) * 2006-12-15 2013-11-05 General Electric Company Microwave brazing process for forming coatings
US7946467B2 (en) * 2006-12-15 2011-05-24 General Electric Company Braze material and processes for making and using
US8409318B2 (en) * 2006-12-15 2013-04-02 General Electric Company Process and apparatus for forming wire from powder materials
BRPI0605383A (pt) * 2006-12-27 2008-08-19 Fundacao Universidade Fed De S composições para susceptores externos e susceptores externos para sinterização de cerámicas em microondas
US20080210555A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Heraeus Inc. High density ceramic and cermet sputtering targets by microwave sintering
GB0713876D0 (en) * 2007-07-18 2007-08-29 3M Innovative Properties Co Manufacture of components for medicinal dispensers
TWI547999B (zh) * 2007-09-17 2016-09-01 Ｄｓｇｉ公司 微波退火半導體材料的系統及方法
US20090139607A1 (en) * 2007-10-28 2009-06-04 General Electric Company Braze compositions and methods of use
US9239188B2 (en) * 2008-05-30 2016-01-19 Corning Incorporated System and method for drying of ceramic greenware
US7601324B1 (en) 2008-07-11 2009-10-13 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Method for synthesizing metal oxide
DE102008035235B4 (de) * 2008-07-29 2014-05-22 Ivoclar Vivadent Ag Vorrichtung zur Erwärmung von Formteilen, insbesondere dentalkeramischen Formteilen
US9545735B2 (en) * 2008-08-20 2017-01-17 Corning Incorporated Methods for drying ceramic greenware using an electrode concentrator
WO2010134190A1 (ja) * 2009-05-21 2010-11-25 国立大学法人信州大学 カーボンナノチューブ類の製造方法
US8716637B2 (en) * 2009-06-18 2014-05-06 Babcock & Wilcox Technical Services Y-12, Llc Fluidized bed heat treating system
US8480783B2 (en) 2009-07-22 2013-07-09 Hitachi, Ltd. Sintered porous metal body and a method of manufacturing the same
US8431071B2 (en) * 2010-08-27 2013-04-30 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Sintering of metal and alloy powders by microwave/millimeter-wave heating
FR2976062B1 (fr) * 2011-05-31 2013-07-19 Idco Procede de traitement thermique flash, par rayonnement micro-ondes et dispositif associe
US20140312030A1 (en) * 2013-04-23 2014-10-23 Paul D. Steneck Microwave heat treatment apparatus and method
KR102098619B1 (ko) * 2013-05-31 2020-05-25 삼성디스플레이 주식회사 도가니 장치 및 이를 포함하는 증착 장치
GB201313849D0 (en) * 2013-08-02 2013-09-18 Castings Technology Internat Producing a metal object
DE102013013401A1 (de) 2013-08-02 2015-02-05 Harald Benoit Nutzung von Siliciumcarbid (Dielektrikum)als ggf. Verbrauchsmaterial zur Erwärmung dünner Materialschichten mittels Mikrowellenstrahlung
US9751808B2 (en) * 2013-10-14 2017-09-05 United Technologies Corporation Method for pyrolyzing preceramic polymer material using electromagnetic radiation
CN107073824B (zh) 2014-10-08 2020-05-19 惠普发展公司，有限责任合伙企业 制作三维对象
CN105152655B (zh) * 2015-07-15 2018-01-16 东莞华南设计创新院 一种陶瓷的织构化方法
CN105091604A (zh) * 2015-08-24 2015-11-25 南京理工大学 一种微波烧结陶瓷刀具材料用保温及辅助加热装置
JP6597199B2 (ja) * 2015-11-05 2019-10-30 富士通株式会社 マイクロ波加熱装置
US10407769B2 (en) 2016-03-18 2019-09-10 Goodrich Corporation Method and apparatus for decreasing the radial temperature gradient in CVI/CVD furnaces
US10189057B2 (en) 2016-07-08 2019-01-29 General Electric Company Powder removal enclosure for additively manufactured components
US10598438B2 (en) 2016-07-27 2020-03-24 General Electric Company Support fixture
US10893577B2 (en) * 2016-09-19 2021-01-12 Corning Incorporated Millimeter wave heating of soot preform
US11633710B2 (en) 2018-08-23 2023-04-25 Transform Materials Llc Systems and methods for processing gases
US11634323B2 (en) 2018-08-23 2023-04-25 Transform Materials Llc Systems and methods for processing gases
WO2022040290A1 (en) * 2020-08-18 2022-02-24 Metallum3D, Inc. Apparatus and methods for non-resonant microwave thermal processing
CN112759401A (zh) * 2020-12-02 2021-05-07 兆山科技（北京）有限公司 一种利用微波烧结制备高熵硼陶瓷表面材料的方法
CN113321516A (zh) * 2021-07-22 2021-08-31 清大赛思迪新材料科技（北京）有限公司 一种陶瓷涂料的微波烧结法

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2185772A (en) * 1935-12-23 1940-01-02 Carborundum Co Mold for refractory cast materials
US3469053A (en) * 1965-10-19 1969-09-23 Melvin L Levinson Microwave kiln
JPS5344930B2 (ko) * 1972-03-02 1978-12-02
JPS5823349B2 (ja) * 1975-08-11 1983-05-14 新日本製鐵株式会社 タイカブツノシヨウケツホウホウ
CA1070284A (en) * 1976-10-04 1980-01-22 Acf Industries, Incorporated Actuator for expanding gate valves
GB1597998A (en) * 1978-05-26 1981-09-16 Soecial Metals Corp Method of the susceptibility of a material to microwave energy heating
US4307277A (en) * 1978-08-03 1981-12-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Microwave heating oven
JPS5630834A (en) * 1979-08-23 1981-03-28 Sanyo Electric Co Ltd Molding method of model
JPS6071571A (ja) * 1983-09-29 1985-04-23 ハリマセラミック株式会社 溶融金属容器用ノズル耐火物
US4666775A (en) * 1985-04-01 1987-05-19 Kennecott Corporation Process for sintering extruded powder shapes
DE3765887D1 (de) * 1986-08-29 1990-12-06 American Telephone & Telegraph Verfahren zum bekleiden von optischen vorformen mit glasruss.
US4963709A (en) * 1987-07-24 1990-10-16 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Method and device for microwave sintering large ceramic articles
US4810846A (en) * 1988-01-26 1989-03-07 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Container for heat treating materials in microwave ovens
EP0329338A3 (en) * 1988-02-16 1990-08-01 Alcan International Limited Process and apparatus for heating bodies at high temperature and pressure utilizing microwave energy
EP0336377B2 (en) * 1988-04-07 1997-07-16 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Silicon nitride sintered body
US4880578A (en) * 1988-08-08 1989-11-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for heat treating and sintering metal oxides with microwave radiation
CA1313230C (en) * 1988-10-06 1993-01-26 Raymond Roy Process for heating materials by microwave energy
US4938673A (en) * 1989-01-17 1990-07-03 Adrian Donald J Isostatic pressing with microwave heating and method for same
US4990403A (en) * 1989-01-20 1991-02-05 Idemitsu Petrochemical Company Limited Diamond coated sintered body
US5194408A (en) * 1989-02-22 1993-03-16 General Mills, Inc. Sintered ceramic microwave heating susceptor
CA2000109A1 (en) * 1989-10-03 1991-04-03 David Nelson Mitchell Process for heating materials by microwave energy
CA2001062A1 (en) * 1989-10-19 1991-04-19 Prasad Shrikrishna Apte Method of heat-treating unstable ceramics by microwave heating and susceptors used therefor
US5164130A (en) * 1990-04-20 1992-11-17 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method of sintering ceramic materials
US5154779A (en) * 1990-04-20 1992-10-13 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method of nitriding, carburizing, or oxidizing refractory metal articles using microwaves
US5214010A (en) * 1990-09-24 1993-05-25 Indresco, Inc. Alumina-carbon compositions and slidegate plates made therefrom
CA2028067A1 (en) * 1990-10-19 1992-04-20 Robert Murray Kimber Method of heat-treating unstable ceramics by microwave heating and susceptors used therefor
JPH04229592A (ja) * 1990-11-21 1992-08-19 Mitsubishi Materials Corp マイクロ波吸収発熱体及びその製造方法
US5202541A (en) * 1991-01-28 1993-04-13 Alcan International Limited Microwave heating of workpieces
US5321223A (en) * 1991-10-23 1994-06-14 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method of sintering materials with microwave radiation
US5401450A (en) * 1991-12-20 1995-03-28 Nissan Motor Co., Ltd β-silicon nitride sintered body and method of producing same
US5227600A (en) * 1992-07-31 1993-07-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Microwave sintering of multiple articles
DE59308305D1 (de) * 1992-12-23 1998-04-30 Hoechst Ag Hochtemperaturfeste Siliziumnitridkeramik und Verfahren zu ihrer Herstellung
US5252267A (en) * 1993-03-18 1993-10-12 Holcombe Cressie E Process for microwave sintering boron carbide
US5449887A (en) * 1993-03-25 1995-09-12 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Thermal insulation for high temperature microwave sintering operations and method thereof
US5384292A (en) * 1993-04-14 1995-01-24 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Silicon nitride composite sintered body and process for producing the same
US5622905A (en) * 1993-06-30 1997-04-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Silicon nitride based sintered body
US5432325A (en) * 1994-10-20 1995-07-11 University Of California Microwave sintering of single plate-shaped articles
KR101100501B1 (ko) * 2004-05-20 2011-12-29 엘지전자 주식회사 식기 세척기의 도어 잠금장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100841039B1 (ko) 2007-09-21 2008-06-24 김문수 마이크로파 소결장치
KR101719364B1 (ko) 2016-10-11 2017-03-28 고려신소재 유한회사 초고온용 마이크로파 서셉터 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP0752979A1 (en) 1997-01-15
US5808282A (en) 1998-09-15
DE69510541T2 (de) 1999-11-18
DE69510541D1 (de) 1999-08-05
ATE181720T1 (de) 1999-07-15
CA2124093C (en) 2001-04-17
US5874377A (en) 1999-02-23
CA2124093A1 (en) 1995-10-01
US5736092A (en) 1998-04-07
JPH09510950A (ja) 1997-11-04
KR970702226A (ko) 1997-05-13
EP0752979B1 (en) 1999-06-30
AU2064595A (en) 1995-10-23
WO1995026940A1 (en) 1995-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100226807B1 (ko) 마이크로파 소결 방법
US5321223A (en) Method of sintering materials with microwave radiation
US6512216B2 (en) Microwave processing using highly microwave absorbing powdered material layers
Gao et al. Superfast densification of oxide/oxide ceramic composites
US5449887A (en) Thermal insulation for high temperature microwave sintering operations and method thereof
CA2009760A1 (en) Isostatic pressing with microwave heating and method for same
US20040238794A1 (en) Microwave processing of composite bodies made by an infiltration route
US4019913A (en) Process for fabricating silicon carbide articles
JP3310013B2 (ja) チップ形成機械加工用インサート及びその製造方法
JPS62100412A (ja) アルミナ−ジルコニア複合粉体の製造方法
EP0584051B1 (en) Method of manufacturing whisker-reinforced ceramics
US5154779A (en) Method of nitriding, carburizing, or oxidizing refractory metal articles using microwaves
JPH0362643B2 (ko)
US5294264A (en) Method of nitriding refractory metal articles
US5139719A (en) Sintering process and novel ceramic material
JP4410479B2 (ja) 電磁波吸収体
JPS62207703A (ja) 窒化アルミニウム粉末の製造方法
GB2040908A (en) Internal zone growth method for producing metal oxide-metal eutectic composites
JPH0860446A (ja) 気相法炭素繊維の熱処理方法
EP0364097A1 (en) Process for producing composite ceramic articles
JPH01115888A (ja) 半導体製造用治具の製造方法
JPH06263538A (ja) 炭化珪素質部材の製造方法
RU2084422C1 (ru) Шихта для изготовления нагревателя устройства высокого давления
JPS61111959A (ja) 炭素存在下での反応によつて結合した元素状ケイ素含有粒子から成る材料及びその製造方法
JPH04238866A (ja) 炭化ケイ素焼結体チューブの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee