JP5154141B2 - 希土類酸化物含有溶射基板及び積層板 - Google Patents
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Description
本発明は、各種希土類酸化物を含有するセラミックス溶射薄膜基板に関するものである。
希土類含有酸化物セラミックスの製造方法として、金型プレス法、ラバープレス法（静水圧プレス法）、スリップキャスト法、ドクターブレード法などの成形方法等が挙げられる。これら各種成形用の希土類含有酸化物粉を準備し、上記成形方法でセラミックス成形体を得た後、焼成、焼結、加工工程を経て、所定寸法の製品に仕上げることができる。
しかしながら、希土類含有酸化物セラミックス薄板を作製する場合、特に厚み５ｍｍ以下で製品体積５０ｃｍ3以上の薄板成形体を作製する際、成形時にクラックが発生し、成形体を得ることが困難である。そのため、成形体の厚みを厚くし、歩留まりよく成形体を得た後、焼成、焼結を行い、加工研磨により５ｍｍ以下の厚みの薄板に仕上げる方法が一般的である。
しかし、このような方法は、得ようとする薄板の厚みが薄く、体積が大きくなるほど、多くの原料を使い、製品の加工時間も増えてしまう。また、焼結時のクラックやそりなど工程中での製造歩留まりの大幅な低下などが発生し、コストアップにつながり、製作上、課題となっていた。
なお、本発明に関連する公知文献としては、下記のものがある。
特開平１０−２０４６５５号公報
特開平６−３３２１５号公報
特開２００４−３４６３７４号公報
特公平６−５５４７７号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、耐反応性、耐熱性、耐摩耗性、耐食性、耐プラズマ性、耐薬品性等を必要とする機種材料等に用いられる希土類含有酸化物セラミックスの薄板を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、所望の基材上に溶射を行い、溶射により基材に付着堆積した希土類含有酸化物セラミックス皮膜を剥離、特に自然剥離させた後、必要に応じ剥離面側から更に溶射を行い、そりを矯正しながら剥離した溶射皮膜の表面と裏面を交互に溶射していき、所定の厚みになるまで溶射を行うことで、そり変形の少ないフラットな希土類酸化物セラミックス薄板を作製することができることを知見し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、下記溶射基板及び積層板を提供する。
［請求項１］
薄板形状の溶射物単体からなり、希土類酸化物を含有する厚さ０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の溶射基板。
［請求項２］
希土類酸化物からなる請求項１記載の溶射基板。
［請求項３］
希土類酸化物と他の金属酸化物との混合物もしくは複合酸化物からなる請求項１記載の溶射基板。
［請求項４］
請求項１乃至３のいずれか１項記載の基板上に金属又は金属化合物の溶射層を積層させた積層板。
［請求項１］
薄板形状の溶射物単体からなり、希土類酸化物を含有する厚さ０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の溶射基板。
［請求項２］
希土類酸化物からなる請求項１記載の溶射基板。
［請求項３］
希土類酸化物と他の金属酸化物との混合物もしくは複合酸化物からなる請求項１記載の溶射基板。
［請求項４］
請求項１乃至３のいずれか１項記載の基板上に金属又は金属化合物の溶射層を積層させた積層板。
本発明によれば、成形、焼成、焼結工程なしで、所定寸法の基材に溶射することで希土類含有酸化物セラミックスの薄板を容易に作製することができる。また、基材形状の選択により、多角形状、円盤形状、リング形状、三角形状などさまざまな形状の薄板を容易に作製することが可能である。更に、穴の複数個開いた基材に溶射することで、複数個の穴の開いた溶射薄板を作製することも可能である。
本発明によれば、特に所定のカーボン基材に希土類含有酸化物粒子を溶射していき、希土類含有酸化物溶射皮膜が基材から自然剥離した後、希土類含有酸化物溶射皮膜の剥離面側から更に溶射を行い、そり変形の少ない希土類含有酸化物セラミックス薄板を製造することができる。
本発明に係る希土類含有酸化物セラミックス薄板は、耐熱性、耐摩耗性、耐食性、耐プラズマ性、耐薬品性を必要とするあらゆる分野の機種部材として適用することが可能である。希土類含有酸化物セラミックス粉以外の一般の酸化物セラミックス市販粉にも同手法が適用できる。
本発明の希土類酸化物を含有する溶射基板は、厚さが５ｍｍ以下、好ましくは４ｍｍ以下、より好ましくは３．５ｍｍ以下、更に好ましくは２．５ｍｍ以下である。この場合、最低厚さは、ハンドリングによる損傷防止の点から０．２ｍｍ以上、特に０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。
溶射基板の形状は特に限定されず、四角形板状、五角以上の多角形板状、円形板状、楕円形板状、三角形板状などや、これらの板に貫通孔が形成されたリング形状など、種々の形状に形成されるが、この場合、体積は５０ｃｍ3以上、より好ましくは１００ｃｍ3以上、更に好ましくは２００ｃｍ3以上とすることが好ましい。その上限は特に制限されるものではないが、通常、ハンドリングによる損傷防止の点から２０００ｃｍ3以下、特に１０００ｃｍ3以下とすることが好ましい。
上記希土類酸化物は、Ｙ元素又はランタノイド元素の酸化物であり、Ｙ及び原子番号５７〜７１の希土類元素から選ばれる元素の酸化物の１種又は２種以上が用いられるが、希土類酸化物としては、Ｙ、Ｅｒの酸化物が好ましい。この場合、希土類酸化物に他の金属、特に３Ｂ族金属元素の酸化物を混合してもよく、また希土類金属酸化物と他の金属、特に３Ｂ族金属元素の酸化物との複合酸化物でもよい。なお、３Ｂ族金属元素としては、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｉ元素が挙げられる。
上記他の金属酸化物との混合物又は上記複合酸化物を用いる場合、希土類酸化物の含有量は、希土類金属含有量と他の金属含有量との総量中１０〜９０質量％、特に３０〜８０質量％である。
また、剥離前の状態で基材上には複数層の希土類酸化物層を形成することができる。
また、剥離前の状態で基材上には複数層の希土類酸化物層を形成することができる。
上記の溶射基板（希土類含有酸化物セラミックス薄板）を得るに際しては、所定形状及び寸法の基材と希土類含有酸化物の溶射用原料粉を準備する。
所定寸法基材の材種は任意であり、金属、セラミックス、カーボン等が挙げられる。これら基材のうち、溶射皮膜との離型性の面からカーボンを使用することが好ましい。カーボン基材は、ＣＩＰ材、押し出し材、モールド材、繊維状のカーボンを押し固めたコンポジット材等があるが、特に、ＣＩＰ材が好ましい。
また、溶射用原料粉としては、上記希土類酸化物、これと他の金属、特に３Ｂ族金属元素の酸化物との混合物あるいは複合酸化物の粉体を用いるものであるが、この場合この粉体の平均粒径は３〜７０μｍ、特に１５〜６０μｍが好ましい。なお、この平均粒径はマイクロトラック法（分散なし：Ｄ50）による値である。
本発明に係る製造方法においては、上記原料粉を用いて上記基材に溶射を行う。この場合、はじめに、必要に応じて、所定形状の基材の表面をブラスト等で表面処理を行う。ここでいう、所定形状の基材とは、一般のセラミックス成形工程における金型に該当する。一度準備された基材は、繰り返し再利用することが可能である。
次に、準備された基材に溶射を行う。溶射の種類は任意であるが、特にプラズマ溶射が好ましい。溶射条件は例えばアルゴンガス、水素ガスを使用し、電流５００Ａ、出力３５ｋＷの条件で、溶射皮膜を基材に積層していくことが好ましい。
溶射により積層した皮膜の厚みがある一定の厚みになると、溶射皮膜は基材から自然剥離する。これは、基材のもつ形状（大きさ、厚み等）、物性（熱膨張率、弾性率等）、ブラストによる表面状態と溶射皮膜のもつ物性（熱膨張率、弾性率等）との差によって生ずる熱応力を利用したものである。この溶射皮膜の基材からの自然剥離力を利用して、所望の薄板を得ることができるが、強制的に機械剥離を行ってもよい。大型基材になると、基材材種、基材厚み、基材の表面状態が溶射皮膜とうまく適合しないと、溶射皮膜の基材からの自然剥離時に皮膜にクラックが入り、所定の薄板を得ることができない。また、自然剥離するときの溶射皮膜の厚みは、基材の材種や形状、厚み、基材の表面状態、溶射材料の種類により大きく異なるが、厚さ１ｍｍ以上になると自然剥離が発生する。また、溶射皮膜の剥離面部には、基材材種が付着している場合がある。これらの付着物は、ブラスト処理や研磨加工、薬液処理、焼成処理などにより除去することが可能である。
基材から自然剥離した溶射皮膜には、熱応力による変形（そり、ゆがみ等）を伴う場合があるが、基材形状に工夫をこらして変形を防止することが可能である。また、自然剥離した溶射皮膜の剥離面側から更に積層したり、熱処理を行うことができ、好ましくは溶射を行って積層することで変形を矯正できる。なお、熱処理としては、８００〜１７００℃、１〜１０時間の処理条件とすることができる。
剥離した溶射皮膜の剥離面側へ皮膜を積層させていくことで、熱応力による変形が矯正され、ある厚みまでくると、そり変形がほぼなくなる。また、そり変形がなくなった時点から、更に表面、裏面に交互に溶射していくことで、所定厚みの薄板に仕上げることが可能である。剥離表面に形成させる材料は特に限定されるものではなく、上記希土類含有酸化物の溶射用原料粉のほか、金属又は金属化合物や樹脂等が挙げられる。薄板の状態ではそりが発生している場合が多いので、特に溶射による積層を施すことでそりを矯正できる。その他の積層方法としてもスパッタやメッキ、蒸着等の積層方法によっても溶射基板上への積層は可能である。多層物の場合の積層厚は特に限定しないが、０．０１〜５ｍｍ程度の積層が可能である。
なお、上記金属、金属化合物、樹脂としては、特に限定されるものではなく、Ａｌ、Ｆｅ、Ｗ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＳＵＳ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、ＷＣ、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、窒化ケイ素、希土類酸化物、希土類フッ化物、希土類窒化物、またＹＡＧ，ＹＩＧなどの複合酸化物、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられ、特には密着性の点から希土類化合物を積層させることが好ましい。
得られた希土類含有酸化物薄板については、使用目的に応じてそのまま使用することもできるし、切断加工、研削加工、研磨加工、鏡面研磨などの機械加工を施し、所定の形状、表面状態に仕上げることができる。
この手法の応用として、多種酸化物を交互に積層された薄板を作製することも可能である。例えば、酸化イットリウムや酸化エルビウムが２００μｍの厚みで積層された厚み３ｍｍ程度の薄板を作製することも可能である。また、溶射皮膜間に金属など希土類酸化物とは別の元素、化合物を挟むこともできる。一般のセラミックス成形方法では作製できない希土類含有酸化物複合薄板の作製が可能である。更に、高純度を必要とする分野では、カーボン基材や溶射原料粉を高純度化し、クリーンな環境下で溶射し、後処理として、酸洗浄、アルカリ洗浄、有機溶剤による洗浄や熱処理、精密洗浄などを実施することで、製品の高純度化を図ることも可能である。
本発明で得られた基板は、耐プラズマ性を必要とする半導体装置用チャンバー部材、静電チャックなど積層膜中にＷなどの電極パターン形成による静電力を必要とする部材、磁石合金などの焼結に用いるセッター等に好適に用いられる。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
［実施例１］
２５０×２５０×５ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｙ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．２ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で１ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹ2Ｏ3薄板の剥離面側に溶射を実施した。溶射皮膜を０．８ｍｍ積層させたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ない、２５０×２５０×２ｍｍのＹ2Ｏ3セラミックス薄板を作製することができた。
２５０×２５０×５ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｙ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．２ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で１ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹ2Ｏ3薄板の剥離面側に溶射を実施した。溶射皮膜を０．８ｍｍ積層させたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ない、２５０×２５０×２ｍｍのＹ2Ｏ3セラミックス薄板を作製することができた。
なお、溶射薄板のそり測定に関しては、大理石定盤上に溶射薄板を置き、角板の場合には、角板の外輪時計回り方向に１２点（１辺３ポイント）ずつ、隙間ゲージを挿入してそりの大きさを測定した。表面側について測定した後、反転させて裏面側についても測定を行い、全測定値の平均値をそり値とした。円板の場合には、円板の外輪時計回り方向に８点ずつ、隙間ゲージを挿入してそりの大きさを測定した。表面側について測定した後、反転させて裏面側についても同様の測定を行い、全測定値の平均値をそり値とした。
［実施例２］
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｙ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．５ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で３ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹ2Ｏ3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射皮膜を１．０ｍｍ積層させたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×２．５ｍｍのＹ2Ｏ3セラミックス薄板円板を作製することができた。そり矯正後、更に表面、裏面に交互に溶射を行い、φ４００×３．５ｍｍのＹ2Ｏ3セラミックス薄板円板を作製した。その後、表面加工研磨により、そりが０ｍｍで厚み２．５ｍｍのφ４００ｍｍ Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板に仕上げた。
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｙ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．５ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で３ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹ2Ｏ3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射皮膜を１．０ｍｍ積層させたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×２．５ｍｍのＹ2Ｏ3セラミックス薄板円板を作製することができた。そり矯正後、更に表面、裏面に交互に溶射を行い、φ４００×３．５ｍｍのＹ2Ｏ3セラミックス薄板円板を作製した。その後、表面加工研磨により、そりが０ｍｍで厚み２．５ｍｍのφ４００ｍｍ Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板に仕上げた。
［実施例３］
ＯＤ４００×ＩＤ２００×５ｍｍのカーボンリングＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、ＹＡＧ溶射用原料を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。ＹＡＧ溶射皮膜の厚みが１．３ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、ＹＡＧセラミックス薄板円形リング板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で２ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹＡＧ薄板リング板の剥離面側に溶射を実施した。溶射皮膜を０．７ｍｍ乗せたところで、そりが１ｍｍ以下の変形の少ない、ＯＤ４００×ＩＤ２００×２ｍｍのＹＡＧセラミックス薄板リング板を作製することができた。
ＯＤ４００×ＩＤ２００×５ｍｍのカーボンリングＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、ＹＡＧ溶射用原料を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。ＹＡＧ溶射皮膜の厚みが１．３ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、ＹＡＧセラミックス薄板円形リング板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で２ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹＡＧ薄板リング板の剥離面側に溶射を実施した。溶射皮膜を０．７ｍｍ乗せたところで、そりが１ｍｍ以下の変形の少ない、ＯＤ４００×ＩＤ２００×２ｍｍのＹＡＧセラミックス薄板リング板を作製することができた。
［比較例１］
２５０×２５０ｍｍ角の金型を準備した。Ｙ2Ｏ3プレス用原料粉を充填し、キャビティを調整して、厚み２ｍｍの成形体の作製を試みたが、金型プレス脱型時にクラックが入り、２５０×２５０ｍｍ角成形体を得ることができなかった。
２５０×２５０ｍｍ角の金型を準備した。Ｙ2Ｏ3プレス用原料粉を充填し、キャビティを調整して、厚み２ｍｍの成形体の作製を試みたが、金型プレス脱型時にクラックが入り、２５０×２５０ｍｍ角成形体を得ることができなかった。
［比較例２］
φ４００×１０ｍｍのネオプレンゴム型を準備した。Ｙ2Ｏ3プレス用原料粉をゴム型に充填し、静水圧プレス機を用いて水圧２トン／ｃｍ2で成形した。円周端部に一部欠けが発生したが、φ４００×８ｍｍ成形体を得ることができた。得られた成形体は強度が弱く、焼結時にそり変形によるクラックが発生し、φ４００ｍｍの希土類酸化物セラミックス円板焼結体を作製することができなかった。
φ４００×１０ｍｍのネオプレンゴム型を準備した。Ｙ2Ｏ3プレス用原料粉をゴム型に充填し、静水圧プレス機を用いて水圧２トン／ｃｍ2で成形した。円周端部に一部欠けが発生したが、φ４００×８ｍｍ成形体を得ることができた。得られた成形体は強度が弱く、焼結時にそり変形によるクラックが発生し、φ４００ｍｍの希土類酸化物セラミックス円板焼結体を作製することができなかった。
［実施例４］
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｅｒ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｅｒ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．２ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｅｒ2Ｏ3薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で３ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＥｒ2Ｏ3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射用原料粉としてタングステン粉を使用した。タングステン溶射皮膜を０．７ｍｍ乗せたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×１．９ｍｍのＥｒ2Ｏ3／タングステン薄板円板を作製することができた。
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｅｒ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｅｒ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．２ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｅｒ2Ｏ3薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で３ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＥｒ2Ｏ3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射用原料粉としてタングステン粉を使用した。タングステン溶射皮膜を０．７ｍｍ乗せたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×１．９ｍｍのＥｒ2Ｏ3／タングステン薄板円板を作製することができた。
［実施例５］
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。溶射皮膜を２００μｍ乗せた後、Ｅｒ2Ｏ3溶射用原料粉に切り替え、同条件で２００μｍの溶射を行った。Ｙ2Ｏ3とＥｒ2Ｏ3を２００μｍずつ交互に溶射し、Ｙ2Ｏ3／Ｅｒ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．４ｍｍのところで、カーボン基板とＹ2Ｏ3の界面において溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3／Ｅｒ2Ｏ3積層セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で２ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹ2Ｏ3／Ｅｒ2Ｏ3積層薄板円板の剥離面側にＥｒ2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3積層溶射を引き続き実施した。溶射皮膜を１．０ｍｍ乗せたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×２．４ｍｍのＹ2Ｏ3／Ｅｒ2Ｏ3の交互に積層された積層セラミックス薄板円板を作製することができた。そり矯正後、断面観察のために試料を２分割に切断した。切断面をマイクロスコープで観察したところ、Ｙ2Ｏ3層が約２００μｍ、Ｅｒ2Ｏ3層が約２００μｍの積層板であることが確認できた。
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。溶射皮膜を２００μｍ乗せた後、Ｅｒ2Ｏ3溶射用原料粉に切り替え、同条件で２００μｍの溶射を行った。Ｙ2Ｏ3とＥｒ2Ｏ3を２００μｍずつ交互に溶射し、Ｙ2Ｏ3／Ｅｒ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．４ｍｍのところで、カーボン基板とＹ2Ｏ3の界面において溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3／Ｅｒ2Ｏ3積層セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で２ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹ2Ｏ3／Ｅｒ2Ｏ3積層薄板円板の剥離面側にＥｒ2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3積層溶射を引き続き実施した。溶射皮膜を１．０ｍｍ乗せたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×２．４ｍｍのＹ2Ｏ3／Ｅｒ2Ｏ3の交互に積層された積層セラミックス薄板円板を作製することができた。そり矯正後、断面観察のために試料を２分割に切断した。切断面をマイクロスコープで観察したところ、Ｙ2Ｏ3層が約２００μｍ、Ｅｒ2Ｏ3層が約２００μｍの積層板であることが確認できた。
［実施例６］
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。溶射皮膜を８００μｍ乗せた後、電極パターン形成用のマスキングを行い、マスキング上から、タングステン溶射用原料粉を用いて、約２００μｍのタングステン溶射を行った。その後、電極端子部分だけを残し、Ｙ2Ｏ3に切り替えて溶射を行い、Ｙ2Ｏ3＋タングステン溶射皮膜の厚みが１．４ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、タングステン内蔵Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で４ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたタングステン内蔵Ｙ2Ｏ3薄板円板の剥離面側にＹ2Ｏ3溶射を実施した。溶射皮膜を０．８ｍｍ乗せたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×２．２ｍｍのタングステン電極内蔵Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を作製することができた。
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。溶射皮膜を８００μｍ乗せた後、電極パターン形成用のマスキングを行い、マスキング上から、タングステン溶射用原料粉を用いて、約２００μｍのタングステン溶射を行った。その後、電極端子部分だけを残し、Ｙ2Ｏ3に切り替えて溶射を行い、Ｙ2Ｏ3＋タングステン溶射皮膜の厚みが１．４ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、タングステン内蔵Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で４ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたタングステン内蔵Ｙ2Ｏ3薄板円板の剥離面側にＹ2Ｏ3溶射を実施した。溶射皮膜を０．８ｍｍ乗せたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×２．２ｍｍのタングステン電極内蔵Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を作製することができた。
［実施例７］
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｙ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．５ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で３ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹ2Ｏ3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射用原料粉としてフッ化イットリウム粉（ＹＦ3粉）を使用した。ＹＦ3溶射皮膜を１．０ｍｍ乗せたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×２．５ｍｍのＹ2Ｏ3／ＹＦ3薄板円板を作製することができた。
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｙ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．５ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で３ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹ2Ｏ3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射用原料粉としてフッ化イットリウム粉（ＹＦ3粉）を使用した。ＹＦ3溶射皮膜を１．０ｍｍ乗せたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×２．５ｍｍのＹ2Ｏ3／ＹＦ3薄板円板を作製することができた。
［実施例８］
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｙ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．５ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で３ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹ2Ｏ3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射用原料粉としてアルミナ粉（Ａｌ2Ｏ3粉）を使用した。アルミナ溶射皮膜を０．５ｍｍ乗せたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×２．０ｍｍのＹ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3薄板円板を作製することができた。
φ４００×２０ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｙ2Ｏ3溶射皮膜の厚みが１．５ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で３ｍｍ以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたＹ2Ｏ3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射用原料粉としてアルミナ粉（Ａｌ2Ｏ3粉）を使用した。アルミナ溶射皮膜を０．５ｍｍ乗せたところで、そりが０．５ｍｍ以下の変形の少ないφ４００×２．０ｍｍのＹ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3薄板円板を作製することができた。
［実施例９］
φ４００×５ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｙ2Ｏ3溶射皮膜の厚み０．９ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で１０ｍｍ以上のそりが発生した。剥離面に付着したカーボン除去とそり変形を矯正するために酸化雰囲気炉による熱処理を実施した。熱処理により、そりが０．５ｍｍ以下に矯正できた。そり矯正されたＹ2Ｏ3薄板円板の剥離面、表面側に溶射を実施していき、そりが０．５ｍｍ以下でφ４００×２ｍｍのＹ2Ｏ3薄板円板を作製することができた。
φ４００×５ｍｍのカーボンＣＩＰ基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Ｙ2Ｏ3溶射用原料粉を用いてアルゴン／水素でプラズマ溶射を実施した。Ｙ2Ｏ3溶射皮膜の厚み０．９ｍｍのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Ｙ2Ｏ3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で１０ｍｍ以上のそりが発生した。剥離面に付着したカーボン除去とそり変形を矯正するために酸化雰囲気炉による熱処理を実施した。熱処理により、そりが０．５ｍｍ以下に矯正できた。そり矯正されたＹ2Ｏ3薄板円板の剥離面、表面側に溶射を実施していき、そりが０．５ｍｍ以下でφ４００×２ｍｍのＹ2Ｏ3薄板円板を作製することができた。
Claims (4)
- 薄板形状の溶射物単体からなり、希土類酸化物を含有する厚さ０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の溶射基板。
- 希土類酸化物からなる請求項１記載の溶射基板。
- 希土類酸化物と他の金属酸化物との混合物もしくは複合酸化物からなる請求項１記載の溶射基板。
- 請求項１乃至３のいずれか１項記載の基板上に金属又は金属化合物の溶射層を積層させた積層板。
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