专利名称：载置器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含有钛成分的陶瓷电容器的烧成用载置器。
技术背景
作为陶瓷电容器烧成用载置器，除了耐热性、机械性强度以外，还要求其与烧 成的陶瓷电容器不发生反应。
通常，在电子零件烧成用载置器的基材中使用耐热冲击性优良的硅酸铝系的高 氧化铝质材料，为了防止被烧成零件与基材成分的反应，实施的方法为载放高温下的化 学稳定性优越的氧化锆制的载置器，或是形成氧化锆粉末的烧结层、喷镀覆膜。其中， 最近，因窑具的耐久性和使用的简易性而采用喷镀窑具。在该喷镀中使用的氧化锆是含 有CaO、Y203、MgO、CeO2等稳定剂的稳定化或半稳定化氧化锆，或是仅为氧化锆的未 稳定氧化锆。
但是，电子零件成分的构成含有以钛酸钡、钛酸锶为首的多种多样的副原料成 分，这样的电子零件的构成成分在烧成中与窑具表面的氧化锆喷覆膜相互作用，导致损 坏电子零件的电气特性或喷覆膜早期剥离的问题。作为解决该问题的方法，公开的技术 为设置含有与烧成的电子零件相同或类似组成的材料的氧化锆的喷覆膜(专利文献1)。
但是，在专利文献1所述的技术中，在被烧成物为含有钛成分的陶瓷电容器的 场合，发生了以下问题在载置器与陶瓷电容器的接触部分或其附近，发生了化学反 应，在陶瓷电容器上发生变色、热粘结，或因组成改变而降低特性。
另外，在载置器与陶瓷电容器的接触部分或其附近，在发生化学反应的情况 下，不仅在陶瓷电容器上发生产品不良的问题，还产生载置器寿命降低的问题。
专利文献1特开2000-247752号公报发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种烧成用载置器，在烧成含有钛成分的 陶瓷电容器时，在载置器与陶瓷电容器的接触部分或其附近，该载置器与陶瓷电容器双 方不会发生组成变化的问题。
为了解决上述问题而制成的本发明的烧成用载置器是一种在含有钛成分的陶瓷 电容器的烧成中使用的载置器，其特征在于，在基材的表面具有含有锆酸盐的表层，该 表层的钛成分的含量以二氧化钛计为0 0.1质量％。
方案2所述的发明是根据方案1所述的烧成用载置器，其特征在于，表层的成分 为锆酸盐和稳定化氧化锆。
方案3所述的发明是根据方案1或2所述的烧成用载置器，其特征在于，表层厚 度为5 500 μ m。
方案4所述的发明是根据方案1 3任一项所述的烧成用载置器，其特征在于， 锆酸盐含有BaZr03、SrZrO3> CaZrO3> MgZrO3中的至少一种。
方案5所述的发明是根据方案1 4任一项所述的烧成用载置器，其特征在于， 基材的气孔率为10 50%。
本发明涉及的烧成用载置器是在含有钛成分的陶瓷电容器的烧成中使用的载置 器，在基材的表面具有含有锆酸盐的表层，通过使该表层的TiO2成分含量为0 0.1质 量％，来减少烧成时表层中含有的二氧化钛与被烧成物(以BaTiO3为主成分的陶瓷电容 器)接触的几率，抑制载置器与陶瓷电容器的接触部分或其附近的该TiO2的催化作用。 由此，能够实现在载置器与陶瓷电容器的接触部分或其附近，载置器和陶瓷电容器双方 不发生组成变化的问题的烧成用载置器。
具体实施方式
本发明的烧成用载置器是例如以BaTiO3为主成分的陶瓷电容器的烧成中使用的 载置器，在由硅酸铝质或氧化锆质等构成的任意的基材的表面具有含有锆酸盐的表层， 该表层的钛成分的含量以二氧化钛计为O 0.1质量％。
构成本发明的表层含有由BaZr03、SrZrO3> CaZrO3> MgZrO3中的至少一种构成的锆酸盐，且抑制钛成分的含量以二氧化钛计为O 0.1质量％。
这样，通过预先使载置器表层含有锆酸盐，抑制以下问题在烧成时，被烧成 物中含有的低熔点金属氧化物(BaO、MnO、CaO、SrO、NiO等)扩散，在与作为载置 器表层形成的氧化锆层之间一部分被锆酸盐化(在被烧成物与载置器之间组成发生变动) 的问题。
但是，即便是在该表层的主成分为锆酸盐的情况下，通常，在该表层上也含有 二氧化钛等的其他成分。例如，在形成以BaZr03(吉布斯自由能(以下称G) =_2110KJ/ mol)为主成分的表层，该表层上含有规定量以上的有催化作用的二氧化钛的场合，在烧 成以BaTiO3(G =-1860KJ/mol)为主成分的陶瓷电容器时，由于该二氧化钛的催化作 用，会发生使BaZrO3及BaTiO3的化学组成变化的反应，分别在表层与该陶瓷电容器上会 引起化学组成变化。
因此，在本发明中，通过使表层中含有的钛成分的含量以二氧化钛计为O 0.1 质量％，能够使表层含有的二氧化钛与被烧成物(以BaTiO3为主成分的陶瓷电容器)在 烧成时接触的几率减少，来抑制该二氧化钛的催化作用，抑制陶瓷电容器烧成时的上述 化学组成的变化。
另外，构成本发明的表层优选通过等离子喷镀形成。此外，构成本发明的表层 的厚度优选为5 500 μ m。这是因为，在表层厚度薄于5μιη的场合，易发生陶瓷电容 器成分的渗透，促进基材部的锆酸盐化。随之，在载置器表面产生应力，引起翘曲、龟 裂，减少载置器的寿命。另外，在表层厚度厚于500 μ m的场合，在覆膜与基材的热膨胀 率不同时，在覆膜表层会产生裂纹。
表层的锆酸盐的含量为80摩尔％以上，作为其他成分含有稳定化氧化锆。关于 锆酸盐的含量比，进行相对于总量的盐的分析，作为锆酸盐总量计算出以其氧化物计的 含量。在锆酸盐的含量小于80摩尔％的场合，作为表层的其他成分含有的稳定化氧化锆 因低熔点金属氧化物的化学反应而锆酸盐化，不能有效地防止因载置器表面的结晶构造 变化而引起的应力发生以及因随之而来的载置器的翘曲、龟裂、裂纹造成的载置器的寿命缩短。进而，也不能防止陶瓷电容器的化学组成的变化。因此，优选使表层锆酸盐的 含量为100质量％，来完全抑制陶瓷电容器烧成时的表层的锆酸盐化。表层的锆酸盐的 含量是通过日本电子制JSM-5600型扫描电子显微镜实施EDS分析，测定了与陶瓷电容器 接触的表面。
作为本发明的烧成用载置器的基材，能够使用硅酸铝质基材、氧化锆质基材等 任意的基材。例如，硅酸铝质基材耐热冲击性强，可使用于通常的耐火砖、匣钵等。该 硅酸铝质基材中的Al2O3含量优选为80重量％以上。如果Al2O3含量小于80重量％，SiO2 量必然增加，会在氧化锆的喷覆膜中移动扩散，对电子零件的特性带来不好的影响，因 此不优选。特别是在烧成与SO2的反应性强的电子零件的场合，优选使用^102成分少、 Al2O3成分多的基材。
下面说明本发明的烧成用载置器的制造方法。具有基材和表层2层结构的本发 明的烧成用载置器是在基材表面通过等离子喷镀形成表层来制造的。
在此，所谓喷镀是指如下的方法将金属或陶瓷的微粉末(以下称“喷镀材 料”)加热成为熔融状态，通过将其喷涂在对象物表面，形成喷镀覆膜。根据加热的方 法有使用电弧的电弧喷镀、使用等离子的等离子喷镀等各种方法，本发明中，优选通过 采用在工作气体中使用了水的水等离子体的水等离子喷镀来形成中间层的喷镀覆膜。但 是，除了喷镀以外，用通过喷雾器喷涂分散于水的陶瓷粉末的喷雾涂层方式也能确保基 本性能。
在本发明中，优选在等离子喷镀中也使用水等离子喷镀(水稳定化等离子喷 镀)。特别是由于水(稳定化)等离子喷镀比较疏松，能够形成表面粗糙的覆膜，因此， 在提高对升降温时的基材的贴合性这一点上是理想的。
实施例
以下通过实施例进一步具体说明本发明，但本发明并不限于实施例。
将粒径1.5 0.5mm的氧化铝(Al2O3)骨材30质量％、粒径0.5mm以下的氧化 铝(Al2O3)粒子20质量％、粒径0.5mm以下的焙烧氧化铝10质量％、粒径IOym以下 的粘土 15质量％、粒径0.15mm以下的红柱石25质量％进行混合，调制了基材用的混合 原料。接着，相对于得到的混合原料100质量份添加0.5质量份的作为粘合剂的甲基纤维 素、3质量份水后，轮碾混炼得到坯土。接着，通过油压压力机以lt/cm2的压力将该坯 土成形，得到150mmX150mmX4mm的成形体，将该成形体在80°C下干燥8小时后，在 1550°C下烧成2小时，制作了硅酸铝系基材。
接着，用粒径100 200μιη的8质量％ Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率 100%),对该基材的载放面进行水等离子喷镀，形成厚度 οομιη的覆膜，通过在其表面 上按规定量喷涂BaCO3 (实施例1)、SrCO3 (实施例2)、CaCO3 (实施例3)、MgCO3 (实 施例4)、BaTi03(比较例1)中的任一种，形成喷雾涂层(涂布0.02g/cm2)，在80°C下干 燥8小时后，在1300°C下烧成2小时，制造了烧成用载置器。通过该烧成，在实施例1 的载置器表面形成BaZrC03、在实施例2的载置器表面形成SrZrC03、在实施例3的载置 器表面形成CaZrC03、在实施例4的载置器表面形成MgZrC03、在比较例1的载置器表面 形成BaTK).75Zr0.2503的覆膜。另外，作为比较例2，用粒径100 200 μ m的8质量％ Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率100%)，对基材的载放面进行水等离子喷镀，仅形成厚度100 μ m的覆膜，制造了在其表面没有实施喷雾涂层处理的烧成用载置器。
实施例1 4的载置器虽然在表层中不含有钛成分，但为了研究表层含有的钛成 分的影响，在对所述表层喷雾的浆料中添加了规定量的二氧化钛成分后，与实施例1 4 同样进行处理，制造了实施例5 9、比较例3的陶瓷电容器烧成用载置器。另外，作为 比较例4，制造了在氧化锆覆膜中添加了规定量的二氧化钛成分的陶瓷电容器烧成用载置。
此外，用粒径100 200μιη的8质量％ Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率 100%),对基材的载放面进行水等离子喷镀，形成厚度5 500 μ m的涂层，通过对其表 面喷涂规定量的BaCO3,形成喷雾涂层，在80°C下干燥8小时后，在1300°C下烧成2小 时，制造了各个表层保护膜厚度不同的烧成用载置器(实施例10 15)。作为比较例， 制造了具有厚度2μιη的BaTi0.75Zr0.2503覆膜的烧成用载置器(比较例5)及具有厚度 700 μ m的ZrO2覆膜的烧成用载置器(比较例6)。
评价 1
在实施例1 4、比较例1 2的烧成用载置器上装载100个以BaTiO3S主成分 的陶瓷电容器，在1300°C下进行2小时烧成，评价了烧成后发生了色调变化的陶瓷电容 器数量。进而，对载置器寿命也进行了评价。载置器寿命评价是按翘曲发生量达到Imm 以上为止的入窖次数来进行评价。其结果显示在表1中。
表 权利要求
1.一种烧成用载置器，用于烧成含有钛成分的陶瓷电容器，其特征在于，在基材的 表面具有含有锆酸盐的表层，该表层的钛成分的含量以二氧化钛计为0 0.1质量％。
2.根据权利要求1所述的烧成用载置器，其特征在于，表层的成分为锆酸盐和稳定化氧化锆。
3.根据权利要求1或2所述的烧成用载置器，其特征在于，表层的厚度为5 500 μ m。
4.根据权利要求1 3的任一项所述的烧成用载置器，其特征在于，锆酸盐含有 BaZr03、SrZrO3> CaZrO3> MgZrO3 中的至少一种。
5.根据权利要求1 4的任一项所述的烧成用载置器，其特征在于，基材的气孔率为 10 50%。
全文摘要
本发明提供一种烧成用载置器，在烧成含有钛成分的陶瓷电容器时，在载置器与陶瓷电容器的接触部分或其附近不会发生化学反应，不会有在陶瓷电容器上发生变色、热粘结或因组成改变而使特性降低的问题。在含有钛成分的陶瓷电容器的烧成中使用的载置器，在基材的表面具备含有锆酸盐的表层，该表层的钛成分的含量以氧化钛计，为0～0.1质量％。
文档编号C04B41/85GK102020487SQ201010279468
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月10日 优先权日2009年9月11日
发明者古宫山常夫, 堀田启之, 西尾彰 申请人:Ngk阿德列克株式会社, 日本碍子株式会社