JP7649211B2 - Insulation - Google Patents
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Description
本開示は、嵌合体を有する断熱体に関する。
The present disclosure relates to an insulation body having a fitting.
従来、セラミックス同士を嵌合するのに焼き嵌めが用いられている。例えば、特許文献1では、透光性アルミナからなる筒状の容器本体の両端に、透光性アルミナからなるエンドキャップを焼き嵌めにより気密接合し、内部に放電空間を形成した高圧放電ランプが提案されている。 Conventionally, shrink fitting has been used to fit ceramics together. For example, Patent Document 1 proposes a high-pressure discharge lamp in which end caps made of translucent alumina are hermetically joined to both ends of a cylindrical container body made of translucent alumina by shrink fitting, forming a discharge space inside.
特許文献1で提案された高圧放電ランプは、透光性アルミナという熱伝導率の高いセラミックスを用い、隙間なく焼き嵌めすることにより形成されている。透光性アルミナは粒径の大きい結晶粒子からなり、熱伝導の妨げとなる粒界相の占める割合が少ない上、隙間なく焼き嵌めされているため、透光性アルミナ同士の嵌合部における熱伝導は良好になる。そのため、高い断熱性が求められる用途に、透光性アルミナの嵌合体は適さないという問題があった。 The high pressure discharge lamp proposed in Patent Document 1 is made of translucent alumina, a ceramic with high thermal conductivity, and is formed by shrink fitting without gaps. Translucent alumina is made of crystal grains with large diameters, and has a small proportion of grain boundary phases that hinder thermal conduction. In addition, because it is shrink fitted without gaps, the thermal conduction at the fitting part between the translucent alumina pieces is good. Therefore, there is a problem that translucent alumina fittings are not suitable for applications that require high thermal insulation.
本開示の課題は、高い断熱性を有する嵌合体を備えた断熱体を提供することである。
An object of the present disclosure is to provide an insulator having a fitting with high thermal insulation properties.
上記課題を解決するための本開示の第1の断熱体は、基体と、この基体の上面に配置された蓋体とを備え、基体と蓋体との間に、真空状態に維持するための内部空間が形成されており、内部空間内に複数の柱状体が所定の間隔で配設されている。柱状体は、少なくとも先端部が酸化アルミニウムを主成分とする第1セラミックスからなり、基体は、前記先端部が挿入される凹部を有する、酸化アルミニウムを主成分とする第2セラミックスからなる。前記先端部は、前記凹部に嵌合され、先端部の先端面と、凹部の内底面との間に間隙を有する。
A first heat insulator of the present disclosure for solving the above problems includes a base and a lid placed on the upper surface of the base, an internal space for maintaining a vacuum state is formed between the base and the lid, and a plurality of columnar bodies are arranged at predetermined intervals in the internal space. At least the tip portions of the columnar bodies are made of a first ceramic mainly composed of aluminum oxide, and the base is made of a second ceramic mainly composed of aluminum oxide and has a recess into which the tip portions are inserted. The tip portions are fitted into the recess, and there is a gap between the tip surface of the tip portion and the inner bottom surface of the recess.
本開示の第2の断熱体は、基体と、この基体の上面に配置された蓋体とを備え、前記基体と前記蓋体との間に、真空状態に維持するための内部空間が形成されており、前記内部空間内に複数の柱状体が所定の間隔で配設されている。前記柱状体は、酸化アルミニウムを主成分とする第1セラミックスからなる凸部と、該凸部を支持する基部とを有し、前記基体は、前記凸部が挿入される凹部を有する、酸化アルミニウムを主成分とする第2セラミックスからなる。前記凸部は、前記凹部に嵌合され、前記凸部の先端面と、前記凹部の内底面との間に間隙を有する。
The second heat insulator of the present disclosure comprises a base and a lid placed on the upper surface of the base, an internal space for maintaining a vacuum state is formed between the base and the lid, and a plurality of columnar bodies are arranged at predetermined intervals within the internal space. The columnar bodies have a protrusion made of a first ceramic mainly composed of aluminum oxide and a base supporting the protrusion, and the base is made of a second ceramic mainly composed of aluminum oxide and has a recess into which the protrusion is inserted. The protrusion is fitted into the recess, and there is a gap between the tip surface of the protrusion and the inner bottom surface of the recess.
本開示の第1の断熱体は、柱状体および基体がいずれも熱伝導率が低い酸化アルミニウムを主成分とするセラミックスから形成され、しかも柱状体の先端部は基体の凹部に嵌合され、該先端部の先端面と、凹部の内底面との間に間隙があるので、断熱性が向上する。
本開示の第2の断熱体は、第1部材および第2部材がいずれも熱伝導率が低い酸化アルミニウムを主成分とするセラミックスから形成され、しかも第1部材の凸部は、第2部材の凹部に嵌合され、該凸部の先端面と凹部の内底面との間に間隙があるので、断熱性が向上する。
In the first insulator of the present disclosure, both the columnar body and the base are formed from ceramics whose main component is aluminum oxide, which has low thermal conductivity, and the tip of the columnar body is fitted into a recess in the base, with a gap between the tip surface of the tip and the inner bottom surface of the recess, thereby improving insulation.
The second insulator of the present disclosure has a first member and a second member both formed from ceramics whose main component is aluminum oxide, which has low thermal conductivity, and further, the convex portion of the first member is fitted into the concave portion of the second member, and there is a gap between the tip surface of the convex portion and the inner bottom surface of the concave portion, thereby improving insulation properties.
以下、本開示の一実施形態に係る断熱体を説明する。図1は、本開示の一実施形態に係る嵌合体を有する板状の断熱体1を示している。
An insulator according to an embodiment of the present disclosure will now be described. Fig. 1 shows a plate-shaped insulator 1 having a fitting according to an embodiment of the present disclosure.
この断熱体1は、図2に示すように、周縁に立ち上り部21を設けた基体2と、この基体2の上面に配置された蓋体3とを備える。蓋体3の下面周縁は、基体2の立ち上り部21上面に第1接合層4を介して接合され、基体2と蓋体3との間に内部空間5が形成されている。内部空間5内を真空加熱処理等により真空状態に維持することにより、断熱体1に高い断熱性を付与する。 As shown in FIG. 2, this insulator 1 comprises a base 2 having a rising portion 21 on its periphery, and a lid 3 disposed on the upper surface of the base 2. The lower peripheral edge of the lid 3 is bonded to the upper surface of the rising portion 21 of the base 2 via a first bonding layer 4, and an internal space 5 is formed between the base 2 and the lid 3. The internal space 5 is maintained in a vacuum state by vacuum heating treatment or the like, thereby imparting high thermal insulation properties to the insulator 1.
断熱体1には、減圧に耐え得るように、内部空間5内に複数の柱状体6が所定の間隔で配設されている。柱状体6は、基体2と蓋体3との間に介在して、基体2と蓋体3との間に一定の間隙を保持させるものである。
内部空間5は、断熱層として機能する。内部空間5の幅Wは、10mm以上60mm以下であるのがよい。基体2と蓋体3の厚さは、それぞれ10mm以上30mm以下であるのがよい。
In the thermal insulator 1, a plurality of pillars 6 are arranged at predetermined intervals in the internal space 5 so as to be able to withstand reduced pressure. The pillars 6 are interposed between the base 2 and the lid 3, and serve to maintain a constant gap between the base 2 and the lid 3.
The internal space 5 functions as a heat insulating layer. The width W of the internal space 5 is preferably 10 mm or more and 60 mm or less. The thicknesses of the base body 2 and the lid body 3 are preferably 10 mm or more and 30 mm or less.
図3は、柱状体6を凹部7に嵌合した嵌合体の一例を示している。図3に示すように、蓋体3の内表面には凹部7が形成されており、この凹部7に柱状体6の先端部が挿入される。柱状体6は、凹部7に嵌合された状態となり、断熱体1は、柱状体6の先端面と、凹部7の内底面との間に間隙8を有する。これにより、断熱性が向上する。凹部7の軸心における間隙8の幅wは、0.03mm以上であるのがよい。これにより、間隙8が占める空間が大きくなるため、断熱性がさらに向上する。幅wは、凹部7の深さの1/2以下であるのがより好ましい。幅wが凹部7の深さの1/2以下であると、凹部7に挿入された柱状体6の先端部が嵌合、固定された後、振動や引抜力が加わっても十分耐えることができる。
一方、柱状体6の後端部は、第2接合層9を介して蓋体3の内表面に接合される。
FIG. 3 shows an example of a fitting body in which a columnar body 6 is fitted into a recess 7. As shown in FIG. 3, a recess 7 is formed on the inner surface of the cover body 3, and the tip of the columnar body 6 is inserted into this recess 7. The columnar body 6 is fitted into the recess 7, and the insulator 1 has a gap 8 between the tip surface of the columnar body 6 and the inner bottom surface of the recess 7. This improves the thermal insulation. The width w of the gap 8 at the axis of the recess 7 is preferably 0.03 mm or more. This increases the space occupied by the gap 8, further improving the thermal insulation. It is more preferable that the width w is 1/2 or less of the depth of the recess 7. If the width w is 1/2 or less of the depth of the recess 7, the tip of the columnar body 6 inserted into the recess 7 can be fitted and fixed, and can sufficiently withstand vibration and pulling force.
On the other hand, the rear end of the column 6 is bonded to the inner surface of the lid 3 via a second bonding layer 9 .
本開示において、柱状体6は、少なくとも先端部が酸化アルミニウムを主成分とする第1セラミックスからなる。また、基体2は、酸化アルミニウムを主成分とする第2セラミックスからなる。
第1セラミックスおよび第2セラミックスは、いずれも20℃における熱伝導率が33W/(m・K)以下、好ましくは32W/(m・K)以下であるのがよい。このように、柱状体6の先端部および基体2がいずれも熱伝導率が低いセラミックスから形成されているので、断熱性が確保される。
熱伝導率は、JIS R 1611:2010に準拠して求めればよい。
In the present disclosure, at least the tip of the columnar body 6 is made of a first ceramic mainly composed of aluminum oxide, and the base body 2 is made of a second ceramic mainly composed of aluminum oxide.
The first ceramic and the second ceramic both have a thermal conductivity of 33 W/(m·K) or less, preferably 32 W/(m·K) or less at 20° C. In this way, since the tip of the columnar body 6 and the base body 2 are both made of ceramics with low thermal conductivity, heat insulation is ensured.
The thermal conductivity may be determined in accordance with JIS R 1611:2010.
柱状体6の先端部を形成する第1セラミックスは、基体2の第2セラミックスよりも酸化アルミニウムの含有量が多いのがよい。これにより、第1セラミックスに含まれるガラス成分(焼結助剤)が第2セラミックスに含まれるガラス成分(焼結助剤)よりも少なくなるため、柱状体6の先端部の3点曲げ強度、剛性等の機械的特性が高くなる。一方、柱状体6の先端部の外周面に対向する凹部7の内周面からはガラス成分が後述する焼成で溶出しやすくなるため、嵌合強度が高くなり、柱状体6の後端部側から外圧がかかっても間隙8が塞がれるのを抑制することができる。
ここで、第2セラミックスに含まれる酸化アルミニウムの含有量は、95質量%以上、好ましくは96質量%以上99質量%以下であるのがよい。
The first ceramic forming the tip of the columnar body 6 preferably contains more aluminum oxide than the second ceramic of the base body 2. This results in a smaller amount of glass component (sintering aid) contained in the first ceramic than in the second ceramic, thereby improving mechanical properties such as three-point bending strength and rigidity of the tip of the columnar body 6. On the other hand, the glass component is easily eluted from the inner peripheral surface of the recess 7 facing the outer peripheral surface of the tip of the columnar body 6 during firing, which will be described later, thereby increasing the fitting strength and preventing the gap 8 from being blocked even when external pressure is applied from the rear end side of the columnar body 6.
The content of aluminum oxide in the second ceramic is 95% by mass or more, and preferably 96% by mass or more and 99% by mass or less.
第1セラミックスおよび第2セラミックスは、酸化アルミニウムを主成分とし、珪素、マグネシウムおよびカルシウムを含んでいてもよい。具体的には、珪素は、酸化物に換算して、0.01質量%以上1質量%以下含んでいてもよい。マグネシウムは、酸化物に換算して0.1質量%以上0.4質量%以下含んでいてもよい。カルシウムは、酸化物に換算して0.01質量%以上1質量%以下含んでいてもよい。
珪素、マグネシウムおよびカルシウムの元素を酸化物に換算した含有量の合計は、第1セラミックスの方が第2セラミックスよりも少ないのがよい。これにより、第1セラミックスの高温クリープ性が高くなるため、柱状体6の先端部を長くしても長期間に亘って高温環境下で用いることができる。特に、上記元素を酸化物に換算した含有量の合計の差は、0.6質量%以上1質量%以下であるとよい。
The first ceramic and the second ceramic may contain aluminum oxide as a main component, and may also contain silicon, magnesium, and calcium. Specifically, the silicon may be contained in an amount of 0.01% by mass or more and 1% by mass or less in terms of oxide. The magnesium may be contained in an amount of 0.1% by mass or more and 0.4% by mass or less in terms of oxide. The calcium may be contained in an amount of 0.01% by mass or more and 1% by mass or less in terms of oxide.
The total content of silicon, magnesium, and calcium elements converted into oxides is preferably smaller in the first ceramic than in the second ceramic. This increases the high-temperature creep property of the first ceramic, so that the tip of the columnar body 6 can be used in a high-temperature environment for a long period of time even if it is elongated. In particular, the difference in the total content of the above elements converted into oxides is preferably 0.6% by mass or more and 1% by mass or less.
第2セラミックスに含まれる珪素、マグネシウムおよびカルシウムを酸化物に換算した含有量の合計は、1質量%以下であるのがよい。これにより、第1セラミックスおよび第2セラミックスからなる基体2の剛性を高くすることができる。
ここで、第1セラミックスにおける上記元素を酸化物に換算した含有量の合計は、例えば、0.17質量%以上0.57質量%以下である。
第1セラミックスおよび第2セラミックスにおける主成分とは、それぞれのセラミックスを構成する成分100質量%のうち、90質量%以上を占める成分をいい、各成分は、CuKα線を用いたX線回折装置で同定すればよい。同定された成分の含有量は、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析装置または蛍光X線分析装置(XRF)を用いて、元素の含有量を求め、同定された成分に換算して求めればよい。
The total content of silicon, magnesium and calcium in the second ceramics calculated as oxides is preferably 1 mass % or less, which can increase the rigidity of the base 2 made of the first ceramics and the second ceramics.
Here, the total content of the above elements in the first ceramic calculated as oxides is, for example, 0.17 mass % or more and 0.57 mass % or less.
The main components in the first ceramic and the second ceramic refer to components that occupy 90% by mass or more of the 100% by mass of the components that constitute each ceramic, and each component may be identified by an X-ray diffraction apparatus using CuKα radiation. The content of the identified component may be calculated by calculating the content of the element using an ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectrometer or an X-ray fluorescence analyzer (XRF) and converting it into the identified component.
第1セラミックスは、第2セラミックスよりも酸化アルミニウムの結晶粒子の円相当径の平均値が小さいのがよい。これにより、先端部の3点曲げ強度、剛性等の機械的特性が高くなるので、先端部や後述する凸部を長くすることができる。上記円相当径は、以下の手順に従って求めればよい。
まず、基体2および柱状体6の先端部の各断面を鏡面になるまで研磨する。
具体的には、以下の第1研磨~第3研磨を順次行う。
(1)第1研磨:平均粒径D50が45μmのダイヤモンド砥粒を用いたダイヤモンドディスクによる研磨
(2)第2研磨:平均粒径D50が3μmのダイヤモンド砥粒を用いた銅板による研磨
(3)第3研磨:平均粒径D50が0.5μmのダイヤモンド砥粒を用いた錫板による研磨
上述した方法によって得られた研磨面を1350℃で熱処理して得られる面を、デジタルマクロスコープ(VHX-500)を用い、400倍の倍率で撮影することで求められる。具体的には、撮影された画像のうち、面積が7.2×10-3mm2の範囲を計測範囲とする。画像解析ソフト(例えば、三谷商事(株)製、Win ROOF)を用いて上記計測範囲を解析することによって酸化アルミニウムの結晶粒子の円相当径を得ることができる。解析するに当たり、円相当径の閾値は、0.2μmとし、0.2μm以下の円相当径は平均値の算出の対象とはしない。
The first ceramic preferably has a smaller average circle-equivalent diameter of the aluminum oxide crystal grains than the second ceramic. This increases the mechanical properties of the tip, such as three-point bending strength and rigidity, and allows the tip and the protruding portion, which will be described later, to be longer. The circle-equivalent diameter can be determined according to the following procedure.
First, the cross sections of the substrate 2 and the tip portion of the columnar body 6 are polished to a mirror finish.
Specifically, the following first to third polishing steps are carried out in this order.
(1) First polishing: polishing with a diamond disk using diamond abrasive grains with an average particle size D50 of 45 μm (2) Second polishing: polishing with a copper plate using diamond abrasive grains with an average particle size D50 of 3 μm (3) Third polishing: polishing with a tin plate using diamond abrasive grains with an average particle size D50 of 0.5 μm The polished surface obtained by the above-mentioned method is heat-treated at 1350 ° C., and the surface obtained is obtained by photographing it at a magnification of 400 times using a digital macroscope (VHX-500). Specifically, the measurement range is a range of an area of 7.2 × 10 -3 mm 2 in the photographed image. The circle equivalent diameter of the crystal grains of aluminum oxide can be obtained by analyzing the above measurement range using image analysis software (for example, Win ROOF, manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.). In the analysis, the threshold value of the circle equivalent diameter is 0.2 μm, and circle equivalent diameters of 0.2 μm or less are not subject to calculation of the average value.
この測定方法で求められる第1セラミックスおよび第2セラミックスの円相当径の平均値はいずれも透光性アルミナ(例えば、LUCALOX、ジェネラル・エレクトリック(株)商標)の円相当径の平均値(31.6μm~53.6μm)よりも小さい。例えば、第1セラミックスの円相当径の平均値は3μm以上8μm以下であり、第1セラミックスの円相当径の平均値は10μm以上30μm以下である。そして、第1セラミックスおよび第2セラミックスは、いずれも可視光線を透過せず、相対密度は96%以上である。第1セラミックスの相対密度は、第1セラミックスの理論密度に対する見掛密度の百分率であり、見掛密度は、JIS R 1634:1998に準拠して求められる。第2セラミックスの相対密度も同じ方法で求めることができる。 The average circle-equivalent diameters of the first ceramic and the second ceramic determined by this measurement method are both smaller than the average circle-equivalent diameter (31.6 μm to 53.6 μm) of translucent alumina (e.g., LUCALOX, a trademark of General Electric Co.). For example, the average circle-equivalent diameter of the first ceramic is 3 μm to 8 μm, and the average circle-equivalent diameter of the first ceramic is 10 μm to 30 μm. Both the first ceramic and the second ceramic do not transmit visible light, and have a relative density of 96% or more. The relative density of the first ceramic is the percentage of the apparent density of the first ceramic relative to the theoretical density, and the apparent density is determined in accordance with JIS R 1634:1998. The relative density of the second ceramic can also be determined by the same method.
次に、断熱体1の製造方法を説明する。
まず、基体2を作製する工程を説明する。第2セラミックスの主成分である酸化アルミニウム粉末(純度が99.9質量%以上)と、酸化珪素、水酸化マグネシウムおよび炭酸カルシウムの各粉末とを粉砕用ミルに溶媒(イオン交換水)とともに投入して、粉末の平均粒径(D50)が1.5μm以下になるまで粉砕した後、有機結合剤と、酸化アルミニウム粉末を分散させる分散剤とを添加、混合してスラリーを得る。
Next, a method for manufacturing the thermal insulator 1 will be described.
First, a process for producing the base 2 will be described. Aluminum oxide powder (with a purity of 99.9% by mass or more), which is the main component of the second ceramic, and powders of silicon oxide, magnesium hydroxide, and calcium carbonate are charged into a grinding mill together with a solvent (ion-exchanged water) and ground until the average particle size ( D50 ) of the powder becomes 1.5 μm or less, and then an organic binder and a dispersant for dispersing the aluminum oxide powder are added and mixed to obtain a slurry.
ここで、上記粉末の合計100質量%における酸化珪素粉末の含有量は0.01~0.05質量%、水酸化マグネシウム粉末の含有量は0.15~0.57質量%、炭酸カルシウム粉末の含有量は0.9~1.8質量%であり、残部が酸化アルミニウム粉末および不可避不純物である。 Here, the content of silicon oxide powder is 0.01 to 0.05 mass%, the content of magnesium hydroxide powder is 0.15 to 0.57 mass%, the content of calcium carbonate powder is 0.9 to 1.8 mass%, and the remainder is aluminum oxide powder and unavoidable impurities, out of a total of 100 mass% of the above powders.
有機結合剤は、アクリルエマルジョン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド等である。 Organic binders include acrylic emulsions, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyethylene oxide, etc.
次に、スラリーを噴霧造粒して顆粒を得た後、顆粒を成形型に充填する。1軸プレス成形装置または冷間静水圧加圧装置を用いて、成形圧を78Mpa以上128MPa以下として成形型に充填された顆粒を加圧して矩形板状の成形体を得る。そして、切削加工により、焼成後、凹部7となる窪みと、蓋体3を接合した後、内部空間5となる囲繞空間とを成形体1にそれぞれ形成する。囲繞空間とは、成形体の厚み方向に一方が開口し、外縁が取り囲まれた空間である。窪みの内底面にはカーボンシート(図示せず)を敷いておく。カーボンシートの厚さは、形成する間隙8の幅wと同じでよい。カーボンシートは、脱脂性を考慮すると、多孔質であるとよく、特に、気孔率が30%以上80%以下であるとよい。 Next, the slurry is sprayed and granulated to obtain granules, which are then filled into a mold. Using a uniaxial press molding device or a cold isostatic pressurizing device, the granules filled into the mold are compressed at a molding pressure of 78 MPa to 128 MPa to obtain a rectangular plate-shaped molded body. Then, by cutting, a depression that will become the recess 7 after firing and an enclosed space that will become the internal space 5 after the lid 3 is joined are formed in the molded body 1. The enclosed space is a space that is open on one side in the thickness direction of the molded body and is surrounded on the outer edge. A carbon sheet (not shown) is laid on the inner bottom surface of the depression. The thickness of the carbon sheet may be the same as the width w of the gap 8 to be formed. In consideration of degreasing properties, the carbon sheet should be porous, and in particular, it is preferable that the porosity is 30% to 80%.
一方、柱状体6の成形体は、基体2と同様にして得られる。このとき、柱状体6の成形体を構成する原料粉末の合計100質量%における酸化珪素粉末の含有量は0.3~1質量%、水酸化マグネシウム粉末の含有量は0.15~0.57質量%、炭酸カルシウム粉末の含有量は0.018~0.9質量%であり、残部が酸化アルミニウム粉末および不可避不純物である。 On the other hand, the columnar body 6 is obtained in the same manner as the base body 2. At this time, the silicon oxide powder content is 0.3 to 1 mass %, the magnesium hydroxide powder content is 0.15 to 0.57 mass %, the calcium carbonate powder content is 0.018 to 0.9 mass %, and the balance is aluminum oxide powder and unavoidable impurities, out of a total of 100 mass % of the raw material powders constituting the columnar body 6.
作製された柱状体6の成形体を焼成して焼結体を得る。焼成雰囲気は大気雰囲気、減圧雰囲気、または真空雰囲気で、焼成温度は1500℃以上1700℃以下で、保持時間を4時間以上6時間以下とするのがよい。焼結体である柱状体6の先端部を凹部に挿入した状態で、上述した焼成条件と同じ焼成条件によって矩形板状の成形体を焼成する。これにより、焼成収縮によって柱状体6の先端部が凹部7に嵌合されると共に、カーボンシートは消失し、柱状体6の先端面と、凹部7の内底面との間に間隙8が形成される。 The produced columnar body 6 is fired to obtain a sintered body. The firing atmosphere is air, reduced pressure, or vacuum, the firing temperature is 1500°C to 1700°C, and the holding time is preferably 4 hours to 6 hours. With the tip of the columnar body 6, which is the sintered body, inserted into the recess, the rectangular plate-shaped body is fired under the same firing conditions as those described above. As a result, the tip of the columnar body 6 fits into the recess 7 due to firing shrinkage, the carbon sheet disappears, and a gap 8 is formed between the tip surface of the columnar body 6 and the inner bottom surface of the recess 7.
次に、蓋体3を取り付けるが、蓋体3がセラミックス(例えば、基体2と同様な酸化アルミニウムを主成分とするセラミックス)の場合、柱状体6の他方の端面および基体2の周縁に位置する立ち上り部21の端面にそれぞれガラス・ペーストを塗布して、ガラス接合を行い、断熱体1を得る。 Next, the lid 3 is attached. If the lid 3 is made of ceramics (for example, ceramics whose main component is aluminum oxide, like the base 2), glass paste is applied to the other end face of the columnar body 6 and the end face of the rising portion 21 located on the periphery of the base 2 to form a glass bond, thereby obtaining the insulator 1.
一方、蓋体3が金属(例えば、SUS304、SUS630等のステンレス、アルミニウム等)の場合、柱状体6の他方の端面および基体2の周縁に位置する立ち上り部21の端面にそれぞれろう材(例えば、Ag 63~70.5質量%-Cu 27.5~35質量%-Ti 2質量%)を塗布して、ろう接し、断熱体1を得る。 On the other hand, if the lid 3 is made of metal (e.g., stainless steel such as SUS304 or SUS630, aluminum, etc.), the other end face of the columnar body 6 and the end face of the rising portion 21 located on the periphery of the base body 2 are each coated with brazing material (e.g., 63-70.5% by mass Ag, 27.5-35% by mass Cu, and 2% by mass Ti) and brazed to obtain the insulator 1.
次に、本開示の他の実施形態に係る断熱体を図4に基づいて説明する。なお、図3に示す断熱体1と同じ構成部材には同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態では、凸部11bと該凸部11bを支持する基部11aとを有する柱状体11(第1部材)と、凸部11bが挿入される凹部17を有する基体12(第2部材)とを備える。凸部11bは、凹部17に嵌合され、凸部11bの先端面と、凹部17の内底面との間に間隙8を有する。
Next, a heat insulator according to another embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 4. Note that the same components as those in the heat insulator 1 shown in Fig. 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
This embodiment includes a columnar body 11 ( first member ) having a protrusion 11b and a base 11a supporting the protrusion 11b, and a base body 12 ( second member ) having a recess 17 into which the protrusion 11b is inserted. The protrusion 11b is fitted into the recess 17, and there is a gap 8 between the tip surface of the protrusion 11b and the inner bottom surface of the recess 17.
柱状体11は、前記した柱状体6と同様に、少なくとも凸部11bは、酸化アルミニウムを主成分とする第1セラミックスからなる。また、基体12は、前記した基体2と同様に、酸化アルミニウムを主成分とする第2セラミックスからなる。
凸部11bは、例えば、切削加工によって形成することができる。
Like the aforementioned columnar body 6, at least the protruding portion 11b of the columnar body 11 is made of a first ceramic mainly composed of aluminum oxide. Like the aforementioned base body 2, the base body 12 is made of a second ceramic mainly composed of aluminum oxide.
The protruding portion 11b can be formed by, for example, cutting processing.
図3または図4に示す嵌合体を用いて作製された断熱体1は、例えば、半導体製造装置や、プラズマ装置等に使用可能であるが、これらの用途に限定されるものではない。また、図3または図4に示す嵌合体は、断熱体1への利用だけでなく、嵌合を必要とする様々な用途に利用可能である。 The insulator 1 produced using the fitting shown in FIG. 3 or FIG. 4 can be used, for example, in semiconductor manufacturing equipment, plasma equipment, etc., but is not limited to these applications. Furthermore, the fitting shown in FIG. 3 or FIG. 4 can be used not only for the insulator 1, but also for various applications that require fitting.
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々の変更や改善が可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and various modifications and improvements are possible within the scope of the present disclosure.
1 断熱体
2 基体
21 立ち上り部
3 蓋体
4 第1接合層
5 内部空間
7 凹部
8 間隙
9 第2接合層
11 柱状体(第1部材)
11a 基部
11b 凸部
12 基体(第2部材)
17 凹部
REFERENCE SIGNS LIST 1: Insulator 2: Base 21: Upright portion 3: Lid 4: First bonding layer 5: Internal space 7: Recess 8: Gap 9: Second bonding layer 11: Columnar body ( first member )
11a Base 11b Protrusion 12 Base ( second member )
17 Recess
Claims (10)
前記基体の上面に配置された蓋体と、を備え、
前記基体と前記蓋体との間に、真空状態に維持するための内部空間が形成されており、
前記内部空間内に複数の柱状体が所定の間隔で配設された、断熱体であって、
前記柱状体は、少なくとも先端部が酸化アルミニウムを主成分とする第1セラミックスからなり、
前記基体は、前記先端部が挿入される凹部を有する、酸化アルミニウムを主成分とする第2セラミックスからなり、
前記先端部は、前記凹部に嵌合され、前記先端部の先端面と、前記凹部の内底面との間に間隙を有する、断熱体。 A substrate;
A lid body disposed on an upper surface of the base body ,
An internal space for maintaining a vacuum state is formed between the base body and the lid body,
A thermal insulator having a plurality of pillars arranged at predetermined intervals in the internal space,
At least a tip portion of the columnar body is made of a first ceramic mainly composed of aluminum oxide,
the base is made of a second ceramic containing aluminum oxide as a main component and having a recess into which the tip portion is inserted;
The tip portion is fitted into the recess, and a gap is provided between a tip surface of the tip portion and an inner bottom surface of the recess.
前記基体の上面に配置された蓋体と、を備え、
前記基体と前記蓋体との間に、真空状態に維持するための内部空間が形成されており、
前記内部空間内に複数の柱状体が所定の間隔で配設された断熱体であって、
前記柱状体は、酸化アルミニウムを主成分とする第1セラミックスからなる凸部と、該凸部を支持する基部とを有し、
前記基体は、前記凸部が挿入される凹部を有する、酸化アルミニウムを主成分とする第2セラミックスからなり、
前記凸部は、前記凹部に嵌合され、前記凸部の先端面と、前記凹部の内底面との間に間隙を有する、断熱体。 A substrate;
A lid body disposed on an upper surface of the base body ,
An internal space for maintaining a vacuum state is formed between the base body and the lid body ,
A thermal insulator having a plurality of pillars arranged at predetermined intervals within the internal space,
The columnar body has a protrusion made of a first ceramic containing aluminum oxide as a main component and a base supporting the protrusion,
the base body is made of a second ceramic containing aluminum oxide as a main component and having a recess into which the protrusion is inserted;
The convex portion is fitted into the concave portion, and a gap is provided between a tip surface of the convex portion and an inner bottom surface of the concave portion.
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