(57)【要約】【課題】緻密で、且つ、電気伝導性に優れる導電性セラミックスを提供する。【解決手段】金属酸化物および／または金属窒化物と、単層カーボンナノチューブとを含有し、単層カーボンナノチューブの含有割合が０．０５体積％以上１．０体積％以下であり、体積抵抗率が１０−２Ω・ｃｍ以上１０８Ω・ｃｍ以下である導電性セラミックスとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物および／または金属窒化物と、単層カーボンナノチューブとを含有し、
前記単層カーボンナノチューブの含有割合が、０．０５体積％以上１．０体積％以下であり、
体積抵抗率が、１０−２Ω・ｃｍ以上１０８Ω・ｃｍ以下である、導電性セラミックス。
【請求項２】
酸化マグネシウムを含む、請求項１に記載の導電性セラミックス。
【請求項３】
前記酸化マグネシウムとして、平均粒径が５μｍ以下の酸化マグネシウム（Ａ）と、平均粒径が１０μｍ以上の酸化マグネシウム（Ｂ）と、を含み、
前記酸化マグネシウム（Ａ）と前記酸化マグネシウム（Ｂ）の体積比率［酸化マグネシウム（Ａ）／酸化マグネシウム（Ｂ）］が、１０／９０以上５０／５０以下である、請求項２に記載の導電性セラミックス。
【請求項４】
二酸化ジルコニウムを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性セラミックス。
【請求項５】
酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性セラミックス。
【請求項６】
酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体であって、前記酸化イットリウムの含有量が、前記固溶体に対して２．５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下である固溶体を含み、且つ、曲げ強度が６００ＭＰａ以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性セラミックス。
【請求項７】
窒化アルミニウムを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性セラミックス。
【請求項８】
熱伝導率が６５Ｗ/ｍ・Ｋ以上である、請求項７に記載の導電性セラミックス。
【請求項９】
前記単層カーボンナノチューブのＢＥＴ比表面積が８００ｍ２／ｇ以上である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性セラミックス。
【請求項１０】
前記単層カーボンナノチューブの平均直径が３ｎｍ以上５ｎｍ以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の導電性セラミックス。
【請求項１１】
鉄の含有量が１０質量ｐｐｍ以下である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の導電性セラミックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性セラミックスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスは、耐摩耗性などの機械的特性、耐食性および耐熱性に優れている。そのため、セラミックスは、半導体・液晶デバイスの製造装置用部材やハードディスク軸受部品などへの応用が期待されている。
【０００３】
しかし、セラミックスは、通常、高い電気絶縁性を有している。そのため、セラミックスを半導体製造装置用部材等の静電対策が必要な部材に利用する場合には、セラミックスに電気伝導性を付与することが求められる。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、アルミナと、カーボンナノホーンと、多層カーボンナノチューブとを複合化することにより、電気伝導性が改善された複合材料（導電性セラミックス）を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１０７８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の導電性セラミックスは、電気伝導性が十分ではなかった。また、上記従来の導電性セラミックスは、電気伝導性を高めるためにカーボンナノホーンおよび多層カーボンナノチューブを大量に配合しているため、密度が低く、強度が十分ではなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、緻密で、且つ、電気伝導性に優れる導電性セラミックスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、金属酸化物および金属窒化物の一方または双方に対して単層カーボンナノチューブを所定の割合で配合すれば、緻密で、且つ、電気伝導性に優れる導電性セラミックスが得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の導電性セラミックスは、金属酸化物および／または金属窒化物と、単層カーボンナノチューブとを含有し、前記単層カーボンナノチューブの含有割合が、０．０５体積％以上１．０体積％以下であり、体積抵抗率が、１０−２Ω・ｃｍ以上１０８Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。このように、単層カーボンナノチューブを上記割合で含有させ、体積抵抗率を上記範囲内にすれば、緻密で、且つ、電気伝導性に優れる導電性セラミックスを得ることができる。
なお、本発明において、「体積抵抗率」は、Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ法（体積抵抗率が１０３Ω・ｃｍ以下の場合）または直流三端子法（体積抵抗率が１０３Ω・ｃｍ超の場合）により室温（２５℃）で測定することができる。
【００１０】
ここで、本発明の導電性セラミックスは、酸化マグネシウムを含むことが好ましい。酸化マグネシウムを含むことで、耐プラズマ性が高く、プラズマが照射される部品材料として好適に用い得る導電性セラミックスを提供することができる。
【００１１】
また、本発明の導電性セラミックスは、前記酸化マグネシウムとして、平均粒径が５μｍ以下の酸化マグネシウム（Ａ）と、平均粒径が１０μｍ以上の酸化マグネシウム（Ｂ）と、を含み、前記酸化マグネシウム（Ａ）と前記酸化マグネシウム（Ｂ）の体積比率［酸化マグネシウム（Ａ）／酸化マグネシウム（Ｂ）］が、１０／９０以上５０／５０以下であることが好ましい。酸化マグネシウムとして、平均粒径が５μｍ以下の酸化マグネシウム（Ａ）と、平均粒径が１０μｍ以上の酸化マグネシウム（Ｂ）と、を含み、前記酸化マグネシウム（Ａ）と前記酸化マグネシウム（Ｂ）との体積比率［酸化マグネシウム（Ａ）／酸化マグネシウム（Ｂ）］が１０／９０以上５０／５０以下であれば、導電性セラミックスの体積抵抗率を極めて低くすることができる。
なお、本発明において、金属酸化物または金属窒化物の「平均粒径」は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定することができる。
【００１２】
そして、本発明の導電性セラミックスは、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を含むことが好ましい。二酸化ジルコニウムを含むことで、強度および靭性に優れており、耐摩耗部品などとして好適に用い得る導電性セラミックスを提供することができる。
【００１３】
更に、本発明の導電性セラミックスは、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）との固溶体を含むことが好ましい。酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体を含むことで、強度に優れた導電性セラミックスを提供することができる。
【００１４】
また、本発明の導電性セラミックスは、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体であって、前記酸化イットリウムの含有量が、前記固溶体に対して２．５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下である固溶体を含み、且つ、曲げ強度が６００ＭＰａ以上であることが好ましい。酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体であって、前記酸化イットリウムの含有量が前記固溶体に対して２．５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下である固溶体を含み、且つ、曲げ強度が６００ＭＰａ以上の導電性セラミックスであれば、耐摩耗性などの機械的特性が向上した導電性セラミックスを提供することができる。
【００１５】
そして、本発明の導電性セラミックスは、窒化アルミニウムを含むことが好ましい。窒化アルミニウムを含むことで、熱伝導性および耐プラズマ性が高く、半導体製造装置用材料として好適に用い得る導電性セラミックスを提供することができる。そして、窒化アルミニウムを含む導電性セラミックスは、熱伝導率が６５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。窒化アルミニウムを含む導電性セラミックスの熱伝導率が６５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、導電性セラミックスを半導体製造用部材等として好適に使用し得る。
【００１６】
ここで、本発明の導電性セラミックスは、前記単層カーボンナノチューブのＢＥＴ比表面積が８００ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。ＢＥＴ比表面積が８００ｍ２／ｇ以上の単層カーボンナノチューブを使用すれば、導電性セラミックスの電気伝導性を良好に向上させることができる。
なお、本発明において、「ＢＥＴ比表面積」とは、ＢＥＴ法を用いて測定した窒素吸着比表面積を指す。
【００１７】
また、本発明の導電性セラミックスは、前記単層カーボンナノチューブの平均直径が３ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。平均直径が３ｎｍ以上５ｎｍ以下の単層カーボンナノチューブを使用すれば、導電性セラミックスの電気伝導性を良好に向上させることができる。
なお、本発明において、単層カーボンナノチューブの「平均直径」は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を使用し、無作為に選択した単層カーボンナノチューブ１００本の直径（外径）を測定して求めることができる。
【００１８】
また、本発明の導電性セラミックスは、鉄の含有量が１０質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。鉄の含有量が１０質量ｐｐｍ以下であれば、導電性セラミックスを半導体製造装置用部材等としてより良好に使用し得る。
なお、本発明において、「鉄の含有量」は、ＩＣＰ−ＡＥＳ（高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法）により測定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、緻密で、且つ、電気伝導性に優れる導電性セラミックスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例６で作製した焼結体（導電性セラミックス）の破断面のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の導電性セラミックスは、特に限定されることなく、例えば、半導体製造装置用部材や電子部品製造部材などとして用いられる。
そして、本発明の導電性セラミックスは、例えば後述する導電性セラミックスの製造方法を用いて製造することができる。
【００２２】
（導電性セラミックス）
本発明の導電性セラミックスは、金属酸化物および／または金属窒化物と、単層カーボンナノチューブとを含有し、任意に、導電性セラミックスに配合し得る添加剤および鉄などの不純物を更に含有する。また、本発明の導電性セラミックスは、単層カーボンナノチューブの含有割合が０．０５体積％以上１．０体積％以下であり、且つ、体積抵抗率が１０−２Ω・ｃｍ以上１０８Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。
【００２３】
そして、本発明の導電性セラミックスでは、単層カーボンナノチューブを使用しているので、多層カーボンナノチューブを使用した場合と比較し、単層カーボンナノチューブの配合量が０．０５体積％以上１．０体積％以下と少なくても、導電性セラミックスの電気伝導性を十分に高めることができる。従って、本発明の導電性セラミックスは、緻密で、且つ、電気伝導性に優れている。
【００２４】
また、本発明において、金属酸化物および金属窒化物は、いずれも、導電性セラミックスの母剤となる材料である。そして、導電性セラミックスは、金属酸化物および金属窒化物の一方または双方を主成分として含んでいる。
ここで、「主成分として含む」とは、含有割合が５０体積％超であることを示す。なお、導電性セラミックス中の金属酸化物および／または金属窒化物の含有割合は、蛍光Ｘ線分光分析法を用いて測定することができる。
【００２５】
なお、導電性セラミックスにおいて、金属酸化物および金属窒化物を併用するときの含有比率は特に限定されず、導電性セラミックスの用途等に応じて適宜設定することができる。
【００２６】
＜金属酸化物＞
ここで、本発明の導電性セラミックスに含まれる金属酸化物を構成する金属としては、特に限定されず、例えば、周期表第３周期の金属（マグネシウム、アルミニウムなど）、周期表第５周期の金属（イットリウム、ジルコニウムなど）が挙げられる。そして、緻密性および電気伝導性を向上させる観点から、金属酸化物を構成する金属は、マグネシウムまたはジルコニウムであることが好ましい。金属酸化物は、これらの金属を１種単独で含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。
【００２７】
そして、金属酸化物の具体例としては、酸化マグネシウム；酸化アルミニウム；酸化イットリウム；二酸化ジルコニウム；酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体などの２種以上の金属酸化物の固溶体；などが挙げられる。本発明では、これらの金属酸化物を１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２８】
そして、導電性セラミックスの緻密性および電気伝導性をより向上させる観点から、金属酸化物として、酸化マグネシウム、二酸化ジルコニウム、および酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。そして、金属酸化物は、酸化マグネシウム、二酸化ジルコニウム、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体のいずれかであることがより好ましい。
【００２９】
また、金属酸化物の平均粒径は特に限定されず、用いる金属酸化物の種類等によって適宜選択することができる。ここで、金属酸化物として、平均粒径が異なる２種以上の金属化合物を混合して用いてもよい。
【００３０】
＜＜酸化マグネシウム＞＞
ここで、マグネシウム（「マグネシア」ともいう。）は、耐プラズマ性が高く、半導体製造プロセスにおいてプラズマが照射される部品材料として有望である。そのため、金属酸化物として酸化マグネシウムを含むことで、耐プラズマ性が高く、プラズマが照射される部品材料として好適に用い得る導電性セラミックスを提供することができる。
【００３１】
そして、酸化マグネシウムの平均粒径は特に限定されないが、導電性セラミックスの体積抵抗率を低くすることができる観点から、酸化マグネシウム中、平均粒径が１０μｍ以上の酸化マグネシウムが占める割合は５０体積％以上であることが好ましい。
【００３２】
そして、酸化マグネシウムとして、平均粒径が５μｍ以下の酸化マグネシウム（Ａ）と、平均粒径が１０μｍ以上の酸化マグネシウム（Ｂ）とを含み、酸化マグネシウム（Ａ）と酸化マグネシウム（Ｂ）の体積比率［酸化マグネシウム（Ａ）／酸化マグネシウム（Ｂ）］が、１０／９０以上５０／５０以下であることがより好ましい。酸化マグネシウムとして、平均粒径が５μｍ以下の酸化マグネシウム（Ａ）と、平均粒径が１０μｍ以上の酸化マグネシウム（Ｂ）と、を含み、前記酸化マグネシウム（Ａ）と前記酸化マグネシウム（Ｂ）との体積比率［酸化マグネシウム（Ａ）／酸化マグネシウム（Ｂ）］が１０／９０以上５０／５０以下であれば、導電性セラミックスの体積抵抗率を極めて低くすることができる。
【００３３】
なお、酸化マグネシウムは、体積抵抗率が１０１５Ω・ｃｍ程度の絶縁体である。そのため、金属酸化物として酸化マグネシウムを用いる場合には、酸化マグネシウムの体積抵抗率を１００〜１０５Ω・ｃｍに低抵抗化して用いることが好ましい。低抵抗化した酸化マグネシウムを用いることで、本発明の導電性セラミックスを帯電防止が必要な用途として好適に用いることができる。なお、酸化マグネシウムを低抵抗化する方法は特に限定されず、例えば、（１）炭化チタン（ＴｉＣ）や窒化チタン（ＴｉＮ）の遷移金属非酸化物を添加して不活性雰囲気中で焼結する方法、（２）酸化チタン（ＴｉＯ２）を添加して不活性雰囲気中で焼結する方法、（３）ＣＮＴを添加して不活性雰囲気中で焼結する方法を採用することができる。
【００３４】
＜＜二酸化ジルコニウム＞＞
また、二酸化ジルコニウム（「ジルコニア」ともいう。）は、強度および靱性に優れた材料であり、耐摩耗部品の材料として適している。また、近年では、真空チャックなどの電子部品の製造装置用部品として、二酸化ジルコニウムの応用が進められている。そのため、金属酸化物として二酸化ジルコニウムを含むことで、強度よび靱性に優れており、耐摩耗部品などとして好適に用い得る導電性セラミックスを提供することができる。
【００３５】
ここで、二酸化ジルコニウムの平均粒径は特に限定されず、例えば、平均粒径が１０００ｎｍ以下、好ましくは４０ｎｍ程度の二酸化ジルコニウムを用いることができる。
【００３６】
なお、二酸化ジルコニウムは、体積抵抗率が１０１２Ω・ｃｍ程度の絶縁体である。そのため、金属酸化物として二酸化ジルコニウムを用いる場合には、二酸化ジルコニウムの体積抵抗率を１００〜１０５Ω・ｃｍに抵抵抗化して用いることが好ましい。低抵抗化した二酸化ジルコニウムを用いることで、本発明の導電性セラミックスを静電気対策が施された電子部品の材料として好適に用いることができる。なお、二酸化ジルコニウムを低抵抗化する方法は特に限定されず、例えば、上述した酸化マグネシウムの低抵抗化と同様の方法を採用することができる。
【００３７】
＜＜＜酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体＞＞＞
そして、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体は、優れた強度を有している。そのため、金属酸化物として酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体を使用すれば、強度に優れた導電性セラミックスを提供することができる。
【００３８】
ここで、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体は、酸化イットリウムの含有量が、固溶体に対して２．５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体であって、酸化イットリウムの含有量が、固溶体に対して２．５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ以下、より好ましくは３ｍｏｌ％である固溶体（「部分安定化ジルコニア」ともいう。）を用いれば、導電性セラミックスの強度などの機械特性を更に向上させることができる。また、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体であって、酸化イットリウムの含有量が、固溶体に対して５０ｍｏｌ％である固溶体（「安定化ジルコニア」ともいう。）を用いれば、導電性セラミックスのプラズマ耐性を更に向上させることができる。
【００３９】
なお、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体は、体積抵抗率が１０１２Ω・ｃｍ程度の絶縁体である。そのため、金属酸化物として酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体を用いる場合には、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体の体積抵抗率を１００〜１０６Ω・ｃｍに低抵抗化して用いることが好ましい。低抵抗化した酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体を用いることで、本発明の導電性セラミックスを静電気対策が施された電子部品の材料として好適に用いることができる。なお、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体を低抵抗化する方法は特に限定されず、例えば、上述した酸化マグネシウムの低抵抗化と同様の方法を採用することができる。
【００４０】
＜金属窒化物＞
そして、本発明の導電性セラミックスに含まれる金属窒化物を構成する金属としては、特に限定されず、例えば、周期表第２周期の金属（ホウ素など）や、周期表第３周期の金属（アルミニウム、シリコンなど）が挙げられる。
【００４１】
そして、金属窒化物の具体例としては、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素などが挙げられる。本発明では、これらの金属酸化物を１種単独で、または２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００４２】
＜＜窒化アルミニウム＞＞
ここで、窒化アルミニウムは、高熱伝導性に加え耐プラズマ性が高く、更にシリコンと同程度の熱膨張係数を有することから、半導体製造装置用材料として応用が進んでいる。そのため、金属窒化物として窒化アルミニウムを含むことで、高熱伝導性および耐プラズマ性を有し、半導体製造装置用材料として好適に用い得る導電性セラミックスを提供することができる。
【００４３】
そして、窒化アルミニウムの平均粒径は特に限定されず、例えば、平均粒径が０．１μｍ以上２μｍ以下、好ましくは１μｍ程度の窒素アルミニウムを用いることができる。
【００４４】
なお、窒化アルミニウムは、体積抵抗率が１０１５Ω・ｃｍ程度であり、帯電し易い化合物である。そのため、金属窒化物として窒化アルミニウムを用いる場合には、窒化アルミニウムの体積抵抗率を１００Ω・ｃｍ〜１０１Ω・ｃｍに低抵抗化して用いることが好ましい。低抵抗化した窒化アルミニウムを用いることで、本発明の導電性セラミックスを、プラズマが発生する雰囲気で使用される電極、ヒーターおよびフォーカスリングなどの材料として好適に用いることができる。なお、窒化アルミニウムを低抵抗化する方法は特に限定されず、例えば、上述した酸化マグネシウムの低抵抗化と同様の方法を採用することができる。
【００４５】
＜単層カーボンナノチューブ＞
単層カーボンナノチューブ（以下「ＳＷＣＮＴ」と称することがある。）としては、化学気相成長（ＣＶＤ）法、アーク放電法、レーザー蒸発法などの任意の手法で合成したＳＷＣＮＴを用いることができる。中でも、ＳＷＣＮＴとしては、カーボンナノチューブ製造用の触媒層を表面に有する基材上に原料化合物およびキャリアガスを供給し、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によりＣＮＴを合成する際に、系内に微量の酸化剤（触媒賦活物質）を存在させることで、触媒層の触媒活性を飛躍的に向上させるという方法（スーパーグロース法；国際公開第２００６／０１１６５５号参照）を用いて製造した単層カーボンナノチューブが好ましい。
【００４６】
ここで、ＳＷＣＮＴは、合成時の平均長さが３００μｍ以上であることが好ましい。ＳＷＣＮＴの合成時の平均長さが３００μｍ以上であれば、少ない配合量であっても導電性セラミックス中で導電パスを良好に形成し、導電性セラミックスの電気伝導性を十分に高めることができるからである。また、ＳＷＣＮＴの合成時の平均長さは、生産性等の観点から、６００μｍ以下とすることができる。
【００４７】
また、導電性セラミックスに含まれているＳＷＣＮＴは、平均直径が３ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。ＳＷＣＮＴの平均直径が上記範囲内であれば、導電性セラミックスの電気伝導性を良好に向上させることができるからである。
【００４８】
更に、導電性セラミックスに含まれているＳＷＣＮＴは、平均直径（Ａｖ）に対する、直径の標準偏差（σ：標本標準偏差）に３を乗じた値（３σ）の比（３σ／Ａｖ）が０． ２０超０．６０未満であることが好ましく、３σ／Ａｖが０．２５超であることがより好ましく、３σ／Ａｖが０．５０超であることが更に好ましい。３σ／Ａｖが上記範囲内のＳＷＣＮＴを使用すれば、導電性セラミックスの電気伝導性を良好に向上させることができるからである。
なお、「ＳＷＣＮＴの平均直径（Ａｖ）」及び「ＳＷＣＮＴの直径の標準偏差（σ：標本標準偏差）」は、それぞれ、透過型電子顕微鏡を用いて無作為に選択したＳＷＣＮＴ １００本の直径（外径）を測定して求めることができる。そして、ＳＷＣＮＴの平均直径（Ａｖ）および標準偏差（σ）は、ＳＷＣＮＴの製造方法や製造条件を変更することにより調整してもよいし、異なる製法で得られたＳＷＣＮＴを複数種類組み合わせることにより調整してもよい。
【００４９】
また、導電性セラミックスに含まれているＳＷＣＮＴは、ＢＥＴ比表面積が８００ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。ＳＷＣＮＴのＢＥＴ比表面積が上記下限値以上であれば、導電性セラミックスの電気伝導性を良好に向上させることができるからである。なお、ＳＷＣＮＴのＢＥＴ比表面積は、通常、２０００ｍ２／ｇ以下であり、１８００ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１６００ｍ２／ｇ以下であることがより好ましい。ＳＷＣＮＴのＢＥＴ比表面積が上記上限値以下であれば、導電性セラミックス中でＳＷＣＮＴを良好に分散させることができる。
【００５０】
そして、上述したＳＷＣＮＴの含有割合は、０．０５体積％以上１．０体積％以下であることが必要であり、０．１体積％以上であることが好ましく、０．２体積％以上であることがより好ましい。ＳＷＣＮＴの含有割合が０．０５体積％未満の場合、導電性セラミックスの電気伝導性を十分に向上させることができない。また、ＳＷＣＮＴの含有割合が１．０体積％超の場合、ＳＷＣＮＴの配合量の増加によって電気伝導性が向上する割合が低下する一方で、ＳＷＣＮＴの配合量の増加に起因して導電性セラミックスの密度が低下すると共に導電性セラミックス中の不純物量が増加する。
【００５１】
なお、導電性セラミックスには、上述した単層カーボンナノチューブ以外に多層カーボンナノチューブが含まれていてもよいが、導電性セラミックスの緻密性および電気伝導性を高める観点からは、導電性セラミックスに含まれている全カーボンナノチューブ中に占める単層カーボンナノチューブの割合は９０質量％以上であることが好ましい。
【００５２】
＜添加剤＞
導電性セラミックスが任意に含有し得る添加剤としては、特に限定されることなく、例えば、炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子、炭化チタン粒子、モナザイト粒子等の金属酸化物および金属窒化物以外のセラミック粒子；コバルト粒子、ニッケル粒子、銅粒子、チタニウム粒子、モリブデン粒子およびタングステン粒子等の金属粒子；並びに、安定化剤；などが挙げられる。
なお、導電性セラミックス中の添加剤の含有割合は、通常、３０体積％以下である。
【００５３】
＜不純物＞
また、導電性セラミックスは、鉄などの不純物を含有し得る。具体的には、導電性セラミックスは、例えば、ＳＷＣＮＴの合成時に触媒として使用した鉄等の不純物を含有し得る。
【００５４】
ここで、導電性セラミックスを半導体製造装置用部材等として使用する場合には、導電性セラミックス中の鉄の含有量は１０質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
＜物性＞
そして、本発明の導電性セラミックスは、体積抵抗率が所定の範囲内であることを必要とし、更に以下の物性を有していることが好ましい。
【００５６】
［体積抵抗率］
導電性セラミックスの体積抵抗率は、１０−２Ω・ｃｍ以上１０８Ω・ｃｍ以下である。体積抵抗率が上記数値範囲の上限値を超える場合、導電性セラミックスの電気伝導性を十分に確保することができない。また、体積抵抗率を上記数値範囲の下限値未満にする場合、ＳＷＣＮＴ等の導電性物質を大量に配合する必要があるため、導電性セラミックスの密度を十分に高めることができない。
【００５７】
［曲げ強度］
更に、導電性セラミックスは、曲げ強度が３００ＭＰａ以上であることが好ましく、５００ＭＰａ以上であることがより好ましく、９００ＭＰａ以上であることが更に好ましい。曲げ強度が上記下限値以上であれば、導電性セラミックスの強度を十分に高めることができる。
【００５８】
そして、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体であって、酸化イットリウムの含有量が固溶体に対して２．５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下である固溶体を含む導電性セラミックスの場合、当該導電性セラミックスの曲げ強度は、６００ＭＰａ以上であることがより好ましい。酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体であって、酸化イットリウムの含有量が、固溶体に対して２．５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下である固溶体を含み、且つ、曲げ強度が６００ＭＰａ以上の導電性セラミックスであれば、耐摩耗性などの機械的特性が向上した導電性セラミックスとすることができる。
【００５９】
なお、「曲げ強度」は、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準拠して測定することができる。
【００６０】
また、導電性セラミックスの曲げ強度の大きさは、特に限定されることなく、例えばＳＷＣＮＴの含有量や導電性セラミックスの製造条件などを調節することにより調整することができる。
【００６１】
［熱伝導率］
更に、導電性セラミックスは、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、導電性セラミックスを半導体製造装置用部材等の材料としてより好適に用いることができる。
【００６２】
そして、窒化アルミニウムを含む導電性セラミックスの熱導電率は、６５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。窒化アルミニウムを含む導電性セラミックスの熱伝導率が６５ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、当該導電性セラミックスを半導体製造用材料として更に好適に用いることができる。
【００６３】
なお、「熱伝導率」は、本明細書の実施例に記載の方法によって測定することができる。
【００６４】
また、導電性セラミックスの熱伝導率は、特に限定されることなく、例えば、ＳＷＣＮＴの含有量や導電性セラミックスの焼結条件などを調節することにより調整することができる。
【００６５】
（導電性セラミックスの製造方法）
本発明の導電性セラミックスの製造方法の一例は、金属酸化物および／または金属窒化物と、含有割合が０．０５体積％以上１．０体積％以下の単層カーボンナノチューブとを含有する固体混合物を焼結する工程（焼結工程）を含み、任意に、焼結工程の前に、金属酸化物および／または金属窒化物と、単層カーボンナノチューブと、分散媒とを含有するセラミックススラリー組成物を調製する工程（スラリー調製工程）、および、セラミックススラリー組成物から分散媒を除去して固体混合物を得る工程（固体混合物調製工程）を更に含む。
【００６６】
＜スラリー調製工程＞
スラリー調製工程では、金属酸化物および／または金属窒化物と、単層カーボンナノチューブと、分散媒とを含有し、任意に、添加剤および不純物を更に含有するセラミックススラリー組成物を調製する。なお、セラミックススラリー組成物は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＳＤＢＳ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース等の公知の分散剤を含んでいてもよい。
【００６７】
ここで、金属酸化物および／または金属窒化物、単層カーボンナノチューブ、添加剤および不純物としては、本発明の導電性セラミックスに含有され得るものとして上述したものと同様のものが挙げられ、それらの好適例および含有割合も上記と同様である。
【００６８】
また、分散媒としては、特に限定されることなく、水；メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、アミルアルコールなどのアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類；ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド系極性有機溶媒；トルエン、キシレン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、パラジクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類；などを用いることができる。これらは１種類のみを単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００６９】
そして、セラミックススラリー組成物は、上述した成分を混合し、任意に分散処理を施すことにより、調製することができる。
【００７０】
ここで、上述した成分の混合は、任意の順序で行うことができる。中でも、セラミックススラリー組成物は、分散媒中にＳＷＣＮＴを分散させてなる分散液を調製した後に、当該分散液に金属酸化物および／または金属窒化物と任意の添加剤とを添加し、得られた混合液に対して任意に分散処理を施すことにより調製することが好ましい。
【００７１】
また、上記分散液および混合液の分散処理は、特に限定されることなく、例えば国際公開第２０１４／０９７６２６号や国際公開第２０１６／０１３２１９号などに記載されている方法を用いて行うことができる。
【００７２】
＜固体混合物調製工程＞
固体混合物調製工程では、スラリー調製工程で得たセラミックススラリー組成物から分散媒を除去し、金属酸化物および／または金属窒化物と、含有割合が０．０５体積％以上１．０体積％以下の単層カーボンナノチューブとを含有する固体混合物を得る。
【００７３】
ここで、分散媒を除去する方法としては、公知の乾燥方法を採用できる。乾燥方法としては、例えば、加熱乾燥法、熱風乾燥法、真空乾燥法、熱ロール乾燥法、赤外線照射法等が挙げられる。具体的には、分散媒の除去は、例えば６００℃のアルゴン雰囲気下においてセラミックススラリー組成物を１時間加熱することにより実施することができる。
なお、分散媒の除去は、セラミックススラリー組成物に分散処理を施しつつ行ってもよい。具体的には、分散媒の全部または一部は、例えば、超音波湯浴中で超音波を照射しながらセラミックススラリー組成物を加熱することにより除去してもよい。
【００７４】
＜焼結工程＞
焼結工程では、金属酸化物および／または金属窒化物と、０．０５体積％以上１．０体積％以下の単層カーボンナノチューブとを含有し、任意に、添加剤および不純物を更に含有する固体混合物を焼結して、体積抵抗率が１０−２Ω・ｃｍ以上１０８Ω・ｃｍ以下の導電性セラミックスを得る。
【００７５】
ここで、焼結は、特に限定されることなく、例えば真空減圧下または不活性ガス雰囲気下で、加圧焼結法または無加圧焼結法を用いて行うことができる。
【００７６】
そして、不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス等を用いることができる。
【００７７】
また、焼結温度は、例えば、１３００℃以上１５００℃以下とすることができる。更に、焼結時間は、例えば、５０分以上９０分以下とすることができる。また、相対密度が低い焼結体でも、開気孔率が０％であれば、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結機を用い、温度１３００℃〜１５００℃、圧力１５０〜２００ＭＰａのアルゴン加圧下で、１時間焼結することにより、相対密度９９．９％以上の緻密な焼結体を作製することができる。
【実施例】
【００７８】
以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、実施例および比較例において、導電性セラミックスの鉄の含有量、体積抵抗率、相対密度、曲げ強度および熱伝導率は、それぞれ以下の方法で測定した。
【００７９】
＜鉄の含有量＞
作製した焼結体（導電性セラミックス）を粉砕した。そして、密封テフロン（登録商標）容器に粉砕した焼結体０．５ｇを量り取り、（１＋３）硫酸１０ｍｌを加え、容器を密閉して２３０℃で１６時間かけて加圧酸分解し、放冷後、純水で１００ｍｌに希釈して分析試料とした。そして、ＩＣＰ−ＡＥＳ（高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法）により前記分析試料中の鉄の量を測定し、焼結体（導電性セラミックス）中に含まれていた鉄の量を算出した。
【００８０】
＜体積抵抗率＞
作製した焼結体（導電性セラミックス）の両面を粒度♯１００および♯８００のダイアモンド砥石で順次研削して厚さ１ｍｍにした後、切断機（平和テクニカ株式会社製、ファインカットＨＳ−１００型）を用い、中心部から正方形（１０ｍｍ角）の試験片を切り出して測定試料とした。
そして、体積抵抗率が１０３Ω・ｃｍ以下の測定試料については、比抵抗／ホール測定システム（東陽テクニカ株式会社、Ｒｅｓｉｔｅｓｔ８３０８型）を使用し、Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ法により室温（２５℃）で体積抵抗率を求めた。ここで、Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ法による体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）の算出は、厚さｔの測定試料の周辺に４ヶ所の小さなオーミック抵抗を持たせ、４つの端子間で抵抗を計算してシート抵抗Ｒｓを求めることにより、式：体積抵抗率ρ＝Ｒｓ×ｔを用いて行うことができる。
なお、測定試料の体積抵抗率が１０３Ω・ｃｍ超の場合には、直径６ｍｍの電極の周囲にガード電極を設けたエレクトロメータ（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ６５１７Ａ、測定ソフト６５２４）を使用し、直流三端子法により体積抵抗率を求めた。
【００８１】
＜相対密度＞
まず、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、トルエン中で、アルキメデス法によりかさ密度ρ（ｇ／ｃｍ３）を測定した。なお、測定には天秤（メトラー・トレド株式会社製、製品名「ＸＳ２０４」（「固体比重測定キット」）を使用した。また、かさ密度の算出には次に示す計算式を用いた。
ρ＝ρ１×Ｗ１／（Ｗ１−Ｗ２）
Ｗ１：乾燥質量(g)
Ｗ２：トルエン中の質量(g)
ρ１：温度Ｔ（２５℃）におけるトルエンの密度（ρ１＝０．８８４１２−０．０００９２２４８×２５）
また、温度２５℃における酸化マグネシウムの理論密度３．６５ｇ／ｃｍ３、酸化アルミニウムの理論密度３．９７ｇ／ｃｍ３、およびカーボンナノチューブ（単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ）の理論密度２．０ｇ／ｃｍ３を用いて、配合割合から焼結体の理論密度を算出し、この理論密度に対する焼結体のかさ密度の割合として、相対密度（＝かさ密度／理論密度）×１００％）を算出した。
【００８２】
＜曲げ強度＞
作製した焼結体（導電性セラミックス）の室温（２５℃）における曲げ強度σｆの測定は、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準拠し、３点曲げ試験法により測定した。測定には島津製作所製のＡＧ−Ｃ型万能試験機（オートグラフ）を使用し、スパン長さ３０ｍｍ、クロスヘッドスピード０.５ｍｍ／分の条件で３点曲げ試験を行った。曲げ強度は次式により算出した。
σｆ＝３Ｐ・Ｌ／（２ｂ・ｄ２）
σｆ：曲げ強度（Ｐａ）
Ｐ：試験片が破断したときの最大荷重（Ｎ）
Ｌ：下部支点間距離（ｍ）
ｂ：試験片幅（ｍ）
ｄ：試験片厚さ（ｍ）
【００８３】
＜焼結体の微細組織の観察＞
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立製作所製、Ｓ−５０００型）を用いて、実施例６で作製した焼結体（導電性セラミックス）の破断面の微細組織の観察を行った。得られたＳＥＭ写真を図１に示す。
【００８４】
＜熱電導率＞
体積抵抗率の測定で用いたものと同じ測定試料について、以下のようにして熱拡散率、密度、および比熱を測定した。そして、それらの測定値を乗じることで、作製した焼結体（導電性セラミックス）の熱伝導率（＝熱拡散率×密度×比熱）を求めた。
熱伝導率：Ｎｅｔｚｓｃｈ製、レーザーフラッシュ法熱定数測定装置「ＬＦＡ４４７」を用い、温度２５℃における測定試料の厚み方向の熱拡散率を測定した。
密度：メトラー・トレド株式会社製、天秤「ＸＳ２０４（固体比重測定キット使用）」を用いて測定試料の密度を測定した。
比熱：Ｎｅｔｚｓｃｈ製、示差走査熱量計「ＤＳＣ２００Ｆ３  ソフトウェアＰｒｏｔｅｕｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ」を用い、１０℃／分の昇温条件の下、２５℃における測定試料の比熱を測定した。
【００８５】
また、実施例および比較例では、以下の材料を用いた。
【００８６】
＜酸化マグネシウム（ＭｇＯ）＞
＜＜２μｍ酸化マグネシウム＞＞
協和化学工業株式会社製、パイロキスマ５３０１Ｋ、平均粒径が２μｍの酸化マグネシウム
＜＜１７μｍ酸化マグネシウム＞＞
協和化学工業株式会社製、パイロキスマ３３２０、平均粒径が１７μｍの酸化マグネシウム
【００８７】
＜酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体（３Ｙ−ＺｒＯ２）＞
東ソー（株）製、ＴＺ−３Ｙ−Ｅ（酸化イットリウムの含有量が固溶体に対して３ｍｏｌ％である、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体、平均粒径：４０ｎｍ
【００８８】
＜窒化アルミニウム（ＡｌＮ）＞
（株）トクヤマ製、グレードＥ、平均粒径：１μｍ
【００８９】
＜酸化イットリウム＞
日本イットリウム株式会社製、平均粒径：１．５μｍ
【００９０】
＜単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）＞
ゼオンナノテクノロジー社製、ＺＥＯＮＡＮＯ  ＳＧ１０１、平均直径：３〜５ｎｍ、長さ：１００〜６００μｍ、比表面積：８００ｍ２／ｇ以上
【００９１】
＜多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）＞
和光純薬工業（株）製、製造元コード３２９−４３４０３、外径：２０〜３０ｎｍ、長さ：０．５〜２μｍ、アスペクト比：１００〜５００
【００９２】
＜単層カーボンナノチューブ分散液＞
上記単層カーボンナノチューブを０．３５質量％配合したメチルエチルケトン分散液
【００９３】
＜多層カーボンナノチューブ分散液＞
上記多層カーボンナノチューブを０．３５質量％配合したメチルエチルケトン分散液
【００９４】
＜分散剤＞
＜＜ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム＞＞
東京化学工業（株）製
【００９５】
＜＜ポリビニルピロリドン＞＞
和光純薬工業（株）製、ポリビニルピロリドンＫ２５（特級試薬）、平均分子量：約２５０００
【００９６】
（実施例１〜４および比較例１）
（１）混合粉末の作製
得られる焼結体（導電性セラミックス）中に含まれる単層カーボンナノチューブの含有割合が表１に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した後、超音波ホモジナイザー（ＩＫＡ社製、Ｕ２００Ｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ）を用いて、出力５０％で５分間超音波照射して分散処理をし、分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、２μｍ酸化マグネシウム３０ｇを添加し、得られた混合液に対して更に超音波分散処理を上記と同じ超音波ホモジナイザーを用いて出力８０％で５分間行った。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、ロータリーエバポレーターを用いて超音波湯浴（株式会社エヌエスディ製、超音波洗浄機ＵＳ−５ＫＳ）中で超音波照射（周波数３８ｋＨｚ、出力１８０Ｗ）しながらエチルアルコールおよびメチルエチルケトンを蒸発させた後、更に５０℃の乾燥機中で１２時間保持して完全に溶媒を除去し、２μｍ酸化マグネシウムと単層カーボンナノチューブとを含有する２μｍＭｇＯ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【００９７】
（２）焼結工程
上記（１）で得られた２μｍＭｇＯ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を、内径３０ｍｍのカーボンモールドに１０ｇ導入し、多目的高温炉（富士電波社製、ハイマルチ５０００）を使用し、アルゴンガス雰囲気中でホットプレス焼結して、直径３０ｍｍ厚さ約４ｍｍの焼結体（導電性セラミックス）を得た。
なお、ホットプレス焼結は、１０−２Ｐａ以下の真空減圧下で温度１１００℃まで昇温させ、その後、温度１１００℃で圧力３０ＭＰａの一軸加圧を加えた後、アルゴンガスを導入し、１５００℃まで昇温して１時間保持することにより行った。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、鉄の含有量、体積抵抗率および相対密度を測定した。結果を表１に示す。
【００９８】
（比較例２）
２μｍＭｇＯ／ＳＷＣＮＴ混合粉末に替えて、２μｍ酸化マグネシウム１０ｇのみを用いて焼結工程を行った以外は実施例１と同様にして焼結体を作製した。
得られた焼結体の鉄の含有量および相対密度を測定した。結果を表１に示す。
また、得られた焼結体について、鉄の含有量、体積抵抗率および相対密度を測定した。結果を表１に示す。
【００９９】
【表１】
2020083744.tif 000002
【０１００】
（比較例３〜５）
（１）混合粉末の作製
得られる焼結体中の多層カーボンナノチューブの含有割合が表２に示す含有割合になるように秤量した多層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した後、超音波ホモジナイザー（ＩＫＡ社製、Ｕ２００Ｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ）を用いて、出力５０％で５分間超音波照射して分散処理をし、分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、２μｍ酸化マグネシウム３０ｇを添加し、得られた混合液に対して更に超音波分散処理を上記と同じ超音波ホモジナイザーを用いて出力８０％で５分間行い、セラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、ロータリーエバポレーターを用いて超音波湯浴（株式会社エヌエスディ製、超音波洗浄機ＵＳ−５ＫＳ）中で超音波照射（周波数３８ｋＨｚ、出力１８０Ｗ）しながらエチルアルコールおよびメチルエチルケトンを蒸発させた後、更に５０℃の乾燥機中で１２時間保持して完全に溶媒を除去し、２μｍ酸化マグネシウムと多層カーボンナノチューブとを含有する２μｍＭｇＯ／ＭＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１０１】
（２）焼結工程
上記（１）で得られた２μｍＭｇＯ／ＭＷＣＮＴ混合粉末を用いた以外は実施例１と同様にして焼結体を作成した。
そして、作製した焼結体について、鉄の含有量、体積抵抗率および相対密度を測定した。結果を表１に示す。
【０１０２】
【表２】
2020083744.tif 000003
【０１０３】
（実施例５〜９および比較例６）
（１）混合粉末の作製
得られる焼結体中の単層カーボンナノチューブの含有割合が表３に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した以外は実施例１と同様にして分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、２μｍ酸化マグネシウム３０ｇに加えて、得られる焼結体中の単層カーボンナノチューブの含有量の２倍となる量のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（分散剤）を添加した以外は実施例１と同様にしてセラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、実施例１と同様にして溶媒を除去した後、更に、１０Ｐａ以下の真空減圧下、６００℃で１時間熱処理をすることによりドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを除去し、２μｍ酸化マグネシウムと単層カーボンナノチューブとを含有する２μｍＭｇＯ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１０４】
（２）焼結工程
上記（１）で得られた２μｍＭｇＯ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を用いた以外は実施例１と同様にして焼結体（導電性セラミックス）を作製した。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、鉄の含有量、体積抵抗率および相対密度を測定した。結果を表３に示す。なお、表３中、「ＳＤＢＳ」は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを表す。
【０１０５】
【表３】
2020083744.tif 000004
【０１０６】
（実施例１０〜１２および比較例７）
（１）混合粉末の作製
得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有割合が表４に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した以外は実施例５と同様にして分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムに替えて、得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有量の１０倍となる量のポリビニルピロリドン（分散剤）を添加した以外は実施例５と同様にしてセラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、実施例５と同様にして溶媒を除去した後、更に、１０Ｐａ以下の真空減圧下、６００℃で１時間熱処理をすることによりポリビニルピロリドンを除去し、２μｍの酸化マグネシウムと単層カーボンナノチューブとを含有する２μｍＭｇＯ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１０７】
（２）焼結工程
上記（１）で得られた２μｍＭｇＯ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を用いた以外は実施例５と同様にして焼結体（導電性セラミックス）を作製した。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、鉄の含有量、体積抵抗率および相対密度を測定した。結果を表４に示す。なお、表４中、「ＰＶＰ」は、ポリビニルピロリドンを表す。
【０１０８】
【表４】
2020083744.tif 000005
【０１０９】
（実施例１３、１４および比較例８）
（１）混合粉末の作製
得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有割合が表５に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した以外は実施例１と同様にして分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、２μｍの酸化マグネシウム３０ｇに替えて、表５に示す体積比で混合した２μｍ酸化マグネシウムと１７μｍ酸化マグネシウムとの混合物３０ｇ（２μｍ酸化マグネシウム１５ｇと１７μｍ酸化マグネシウム１５ｇ）を添加した以外は実施例１と同様にしてセラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、実施例１と同様にして溶媒を除去して、２μｍ酸化マグネシウム、１７μｍ酸化マグネシウム、および単層カーボンナノチューブを含有する２μｍＭｇＯ／１７μｍＭｇＯ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１１０】
（２）焼結工程
上記（１）で得られた２μｍＭｇＯ／１７μｍＭｇＯ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を、内径３０ｍｍのカーボンモールドに１０ｇ導入し、多目的高温炉（富士電波社製、ハイマルチ５０００）を使用し、アルゴンガス雰囲気中でホットプレス焼結して、直径３０ｍｍ厚さ約４ｍｍの焼結体（導電性セラミックス）を得た。
なお、ホットプレス焼結は、１０−２Ｐａ以下の真空減圧下で温度１１００℃まで昇温させ、その後、温度１１００℃で圧力３０ＭＰａの一軸加圧を加えた後、アルゴンガスを導入し、１６００℃まで昇温して１時間保持することにより行った。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、体積抵抗率および相対密度を測定した。結果を表５に示す。
【０１１１】
【表５】
2020083744.tif 000006
【０１１２】
（実施例１５）
（１）混合粉末の作製
得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有割合が表６に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した以外は実施例１と同様にして分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、２μｍ酸化マグネシウム３０ｇに替えて、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体５０ｇを添加した以外は実施例１と同様にして、セラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、ロータリーエバポレーターを用いて超音波湯浴（株式会社エヌエスディ  超音波洗浄機ＵＳ−５ＫＳ）中で超音波照射（周波数３８ｋＨｚ、出力１８０Ｗ）しながらエチルアルコールおよびメチルエチルケトンを蒸発させたのち、更に５０℃の乾燥機中で１２時間保持して完全に溶媒を除去し、酸化イットリウムおよび酸化ジルコニウムの固溶体と単層カーボンナノチューブとを含有する３Ｙ−ＺｒＯ２／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１１３】
（２）焼結工程
上記（１）で得られた３Ｙ−ＺｒＯ２／ＳＷＣＮＴ混合粉末を内径４５ｍｍのカーボンモールドに１０ｇ導入し、多目的高温炉（富士電波社製、ハイマルチ５０００）を使用し、アルゴンガス雰囲気中でホットプレス焼結して、直径４０ｍｍ厚さ約５ｍｍの焼結体（導電性セラミックス）を得た。
なお、ホットプレス焼結は、１０−２Ｐａ以下の真空減圧下で温度１１００℃まで昇温させ、その後、温度１１００℃で圧力３０ＭＰａの一軸加圧を加えた後、アルゴンガスを導入し、１３５０℃まで昇温して１時間保持することにより行った。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、鉄の含有量、体積抵抗率、相対密度、および曲げ強度を測定した。結果を表６に示す。
【０１１４】
（比較例９）
３Ｙ−ＺｒＯ２／ＳＷＣＮＴ混合粉末に替えて、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体１０ｇのみを用いて焼結工程を行った以外は実施例１５と同様にして焼結体を作製した。
そして、作製した焼結体について、鉄の含有量、体積抵抗率、相対密度、および曲げ強度を測定した。結果を表６に示す。
【０１１５】
（実施例１６〜１９および比較例１０）
（１）得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有割合が表６に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した以外は実施例１５と同様にして分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体５０ｇに加えて、得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有量の２倍となる量のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（分散剤）を添加した以外は実施例１５と同様にしてセラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、実施例１５と同様にして溶媒を除去した後、更に、１０Ｐａ以下の真空減圧下、６００℃で１時間熱処理をすることによりドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを除去し、酸化イットリウムおよび酸化ジルコニウムの固溶体と単層カーボンナノチューブとを含有する３Ｙ−ＺｒＯ２／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１１６】
（２）焼結工程
上記（１）で得られた３Ｙ−ＺｒＯ２／ＳＷＣＮＴ混合粉末を用いた以外は実施例１５と同様にして焼結体（導電性セラミックス）を作製した。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、鉄の含有量、体積抵抗率、相対密度および曲げ強度を測定した。結果を表６に示す。
【０１１７】
（実施例２０〜２３）
（１）混合粉末の作製
得られる焼結体中の単層カーボンナノチューブの含有割合が表６に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した以外は実施例１６と同様にして分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムに替えて、得られる焼結体中の単層カーボンナノチューブの含有量の１０倍となる量のポリビニルピロリドン（分散剤）を添加した以外は実施例１６と同様にしてセラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物ついて、実施例１６と同様にして溶媒を除去した後、更に、１０Ｐａ以下の真空減圧下、６００℃で１時間熱処理をすることによりポリビニルピロリドンを除去し、酸化イットリウムおよび酸化ジルコニウムの固溶体と単層カーボンナノチューブとを含有する３Ｙ−ＺｒＯ２／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１１８】
（２）焼結工程
上記（１）で得られた３Ｙ−ＺｒＯ２／ＳＷＣＮＴ混合粉末を用いた以外は実施例１６と同様にして焼結体（導電性セラミックス）を作製した。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、鉄の含有量、体積抵抗率、相対密度、および曲げ強度を測定した。結果を表６に示す。
【０１１９】
【表６】
2020083744.tif 000007
【０１２０】
なお、表６中、「ＳＤＢＳ」は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを表し、「ＰＶＰ」は、ポリビニルピロリドンを表す。
【０１２１】
（実施例２４〜２６）
（１）混合粉末の作製
得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有割合が表７に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した以外は実施例１と同様にして分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、酸化マグネシウム３０ｇに替えて窒化アルミニウム３０ｇを添加した以外は実施例１と同様にしてセラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、実施例１と同様にして溶媒を除去して、窒化アルミニウムと単層カーボンナノチューブとを含有するＡｌＮ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１２２】
（２）焼結工程
上記（１）でで得られたＡｌＮ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を内径３０ｍｍのカーボンモールドに１０ｇ導入し、多目的高温炉（富士電波社製、ハイマルチ５０００）を使用し、アルゴンガス雰囲気中でホットプレス焼結して、直径３０ｍｍ厚さ約４ｍｍの焼結体を得た。
なお、ホットプレス焼結は、１０−２Ｐａ以下の真空減圧下で温度１１００℃まで昇温させ、その後、温度１１００℃で圧力３０ＭＰａの一軸加圧を加えた後、アルゴンガスを導入し、１７００℃まで昇温して１時間保持することにより行った。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、鉄の含有量、体積抵抗率、相対密度および熱伝導率を測定した。結果を表７に示す。
【０１２３】
（比較例１１）
ＡｌＮ／ＳＷＣＮＴ混合粉末に替えて窒化アルミニウム１０ｇのみを用いて焼結工程を行った以外は実施例２４と同様にして焼結体を作製した。
そして、作製した焼結体について、鉄の含有量、体積抵抗率、相対密度および熱伝導率を測定した。結果を表７に示す。
【０１２４】
（実施例２７〜２９および比較例１２、１３）
（１）混合粉末の作製
得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有割合が表７に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した以外は実施例１と同様にして分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、窒化アルミニウム３０ｇに加えて、得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有量の２倍となる量のドデシルスルホン酸ナトリウムを添加した以外は実施例２４と同様にしてセラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、実施例２４と同様にして溶媒を除去した後、更に、１０Ｐａ以下の真空減圧下、６００℃で１時間熱処理をすることによりドデシルスルホン酸ナトリウムを除去し、窒化アルミニウムと単層カーボンナノチューブとを含有するＡｌＮ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１２５】
（２）焼結工程
上記（１）で得られたＡｌＮ／ＳＷＣＮＴ混合粉末を用いた以外は実施例２４と同様にして焼結体を作製した。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、鉄の含有量、体積抵抗率、相対密度および熱伝導率を測定した。結果を表７に示す。
【０１２６】
（実施例３０〜３３）
（１）混合粉末の作製
得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有割合が表７に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した以外は実施例２４と同様にして分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、窒化アルミニウム３０ｇに加えて、酸化イットリウム０．６１２ｇを添加（つまり、ＡｌＮが９８質量％、Ｙ２Ｏ３が２質量％になるように）した以外は実施例２７と同様にしてセラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、実施例２７と同様にして溶媒を除去した後、更に、１０Ｐａ以下の真空減圧下、６００℃で１時間熱処理をすることによりドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを除去し、窒化アルミニウム、酸化イットリウム、および単層カーボンナノチューブを含有するＡｌＮ／Ｙ２Ｏ３／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１２７】
（２）焼結工程
上記（２）で得られたＡｌＮ／Ｙ２Ｏ３／ＳＷＣＮＴ混合粉末を内径３０ｍｍのカーボンモールドに１０ｇ導入し、多目的高温炉（富士電波社製、ハイマルチ５０００）を使用し、アルゴンガス雰囲気中でホットプレス焼結して、直径３０ｍｍ厚さ約４ｍｍの焼結体を得た。
なお、ホットプレス焼結は、１０−２Ｐａ以下の真空減圧下で温度１１００℃まで昇温させ、その後、温度１１００℃で圧力３０ＭＰａの一軸加圧を加えた後、アルゴンガスを導入し、１７００℃まで昇温して１時間保持することにより行った。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、鉄の含有量、体積抵抗率、相対密度および熱伝導率を測定した。結果を表７に示す。
【０１２８】
（実施例３４、３５）
得られる焼結体（導電性セラミックス）中の単層カーボンナノチューブの含有割合が表７に示す含有割合になるように秤量した単層カーボンナノチューブ分散液をエチルアルコール１５０ｍＬに添加した以外は実施例３０と同様にして分散液を得た。
続いて、得られた分散液に対して、実施例３０と同様にして窒化アルミニウムおよび酸化イットリウムを添加してセラミックススラリー組成物を得た。
そして、得られたセラミックススラリー組成物について、実施例３０と同様にして溶媒およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを除去することにより、窒化アルミニウム、酸化イットリウム、および単層カーボンナノチューブを含有するＡｌＮ／Ｙ２Ｏ３／ＳＷＣＮＴ混合粉末を得た。
【０１２９】
（２）焼結工程
１０−２Ｐａ以下の真空減圧下で温度１１００℃まで昇温させ、その後、温度１１００℃で圧力３０ＭＰａの一軸加圧を加えた後、アルゴンガスを導入し、１６００℃まで昇温して１時間保持することによりホットプレス焼結を行った以外は実施例３０と同様にして、焼結体を得た。
そして、作製した焼結体（導電性セラミックス）について、鉄の含有量、体積抵抗率、相対密度および熱伝導率を測定した。結果を表７に示す。
【０１３０】
【表７】
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【０１３１】
なお、表７中、「ＳＤＢＳ」はドデシルスルホン酸ナトリウムを表す。
【０１３２】
上記に示した実施例によれば、緻密で、且つ、電気伝導性に優れる導電性セラミックスが得られることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明によれば、緻密で、且つ、電気伝導性に優れる導電性セラミックスが得られる。
【図１】
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