(57)【要約】【課題】加工性の向上を図ると共に、熱導率の向上を図ることが可能なＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体の製造方法を提供する。【解決手段】平均粒径の異なるＳｉＣ粒子を配合し、熱硬化性バインダを添加した材料を押圧して成形した第１の層２１と、第１の層２１とは異なる平均粒径のＳｉＣ粒子を配合し、熱硬化性バインダを添加した材料を押圧した第２の層２２を第１の層２１の上面に成形する工程と、第１の層２１と第２の層２２とが積層された積層体２０を焼成して多孔質体を形成する工程と、多孔質体に溶解したＳｉを浸透させてＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０を得る工程とを備える。【選択図】図１
2014108896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料からなる第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層と、
前記第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層よりＳｉＣ充填率が５０体積％以下だけ低いＳｉＣ／Ｓｉ複合材料からなり、一方の面が前記第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層の一方の面と接する第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層とを有することを特徴とするＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体。
【請求項２】
平均粒径の異なるＳｉＣ粒子を配合し、熱硬化性バインダを添加した材料を押圧して成形した第１の層と、前記第１の層とは異なる平均粒径のＳｉＣ粒子を配合し、熱硬化性バインダを添加した材料を押圧した第２の層を前記第１の層の上面に成形する工程と、
前記第１の層と前記第２の層とが積層された積層体を焼成して多孔質体を形成する工程と、
前記多孔質体に溶解したＳｉを浸透させてＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体を得る工程とを備えることを特徴とするＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体の製造方法。
【請求項３】
前記第１の層に配合される最も粗いＳｉＣ粒子の平均粒径が１５０μｍ以上であり、前記第２の層に配合される最も粗いＳｉＣ粒子の平均粒径が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣ／Ｓｉ（炭化ケイ素／シリコン）複合材料からなるＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体は、軽量で剛性が高く熱膨張が小さいという優れた特性を有し、半導体製造装置や液晶製造装置など精密機器の構成品に使用されている。
【０００３】
ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体は、ＳｉＣ粉末とＣ粉末とのバインダからなる混合物をプレス機等で成形した成形体に、Ｓｉを含浸させる非加圧浸透法などで得ることができる。
【０００４】
半導体製造装置及び液晶製造装置に使用されるＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体には、高剛性及び高熱伝導性が必要とされる。高剛性及び高熱伝導性とするためには、ＳｉＣ充填率を向上させればよい。ＳｉＣ充填率を向上させるためには、原料で異なる平均粒径のＳｉＣ粉末を配合することによって初期ＳｉＣ充填率を向上させる方法と、ＣはＳｉＣと反応することを利用して、原材料中のＣを増加させる方法とがある。特に、平均粒径の差を大きく異なるＳｉＣ粉末を配合させれば、初期ＳｉＣ充填率は大きく向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６１４５９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＳｉＣ充填率を向上させるためにＳｉＣ粉末の平均粒径の差を大きくすべく粗粒側のＳｉＣ粒子の平均粒径を大きくすると、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体が難加工性となり、例えば直径３００μｍ程度のピンを切削加工で形成することができないという課題がある。尚、Ｓｉを加工することによって周囲をＳｉで支えられていたＳｉＣが除去される割合が減少し、ＳｉＣ自体を加工する割合が増えるため、難加工性となると考えられる。
【０００７】
一方、粗粒側の平均粒径を小さくすると、Ｓｉを加工することによって周囲をＳｉで支えられていたＳｉＣが除去される割合が増加するため、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体の加工性は向上する。しかし、このＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体は、熱伝導率の高いＳｉＣの充填率低下、及びＳｉＣの表面積が増大による界面熱抵抗の増加によって、熱伝導率が低下するという課題がある。
【０００８】
本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、加工性の向上を図ると共に、熱導率の向上を図ることが可能なＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体及びその製造方法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】
【０００９】
本発明のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体は、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料からなる第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層と、前記第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層よりＳｉＣ充填率が５０体積％以下だけ低いＳｉＣ／Ｓｉ複合材料からなり、一方の面が前記第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層の一方の面と接する第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体によれば、第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層は、第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層のＳｉＣ充填率より低いので、第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層の加工性の向上を図ることが可能となり、第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層の面と接していない第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層の面に対して切削加工することができる。そして、第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層は、第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層よりＳｉＣ充填率が高いので、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体全体としての熱伝導率の向上を図ることが可能となる。
【００１１】
ところで、後述する比較例から分かるように、第１及び第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層のＳｉＣ充填率の差が５０体積％を超えると、各層の熱膨張率の差による応力によって層間の界面にクラックが生じる。クラックが生じると熱膨張率が低下するので、第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層と第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層のＳｉＣ充填率の差を５０体積％以下としている。
【００１２】
本発明のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体の製造方法は、平均粒径の異なるＳｉＣ粒子を配合し、熱硬化性バインダを添加した材料を押圧して成形した第１の層と、前記第１の層とは異なる平均粒径のＳｉＣ粒子を配合し、熱硬化性バインダを添加した材料を押圧した第２の層を前記第１の層の上面に成形する工程と、前記第１の層と前記第２の層とが積層された積層体を焼成して多孔質体を形成する工程と、前記多孔質体に溶解したＳｉを浸透させてＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体を得る工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体の製造方法によれば、上述した本発明のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体を得ることができる。
【００１４】
ところで、後述する比較例から分かるように、第１の層に配合される最も粗いＳｉＣ粒子の平均粒径が１５０μｍ未満であれば、第１の層に溶解したＳｉを浸透させて得た第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層の熱伝導率は、１６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満と低くなる。また、後述する比較例から分かるように、第２の層に配合される最も粗いＳｉＣ粒子の平均粒径が１００μｍを超えると、第２の層に溶解したＳｉを浸透させて得た第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層の加工性は劣る。
【００１５】
そこで、本発明のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体の製造方法において、前記第１の層に配合される最も粗いＳｉＣ粒子の平均粒径が１５０μｍ以上であり、前記第２の層に配合される最も粗いＳｉＣ粒子の平均粒径が１００μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
この場合、第１の層に配合される最も粗いＳｉＣ粒子の平均粒径が１５０μｍ以上であるので、得られるＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体全体の熱伝導率を、高熱伝導セラミックスと呼ばれるＡｌＮ（窒化アルミニウム）の熱伝導率と同等以上である１６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることができる。また、第２の層に配合される最も粗いＳｉＣ粒子の平均粒径が１００μｍ以下であるので、第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層の加工性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の実施形態に係るＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体の製造方法を順に説明する概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係るＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体の製造方法について図１を参照して説明する。本製造方法によって製造されたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０は、本発明の実施形態に係るものである。図１（ｆ）に示すように、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０は、異なるＳｉＣ充填率を有する第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１１と第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１２とが接している。即ち、これら層１１，１２間には、接合体などからなる層が介在していない。
【００１９】
ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０の製造方法は、平均粒径の異なるＳｉＣ粉末を配合したものに熱硬化性樹脂バインダ等を添加し混合して混合粉末を得る混合工程の他に、成型工程、脱バインダ工程、焼結工程、含浸工程を含むものである。尚、成型工程、脱バインダ工程、焼結工程、含浸工程は、以下に説明する方法に限定されず、任意の既知の方法を用いることができる。
【００２０】
まず、混合工程において、原料粉末であるＳｉＣ粉末に、熱硬化性樹脂バインダを添加して混合して、成形原料を作製する。混合方法は、湿式、乾式の何れであってもよく、例えばボールミル、振動ミルなどの混合器を用いることができる。尚、焼結助剤などの添加材を少量添加してもよい。
【００２１】
ＳｉＣ粉末は、高純度であることが好ましく、その純度は、好ましくは９６％以上、より好ましくは９８％以上である。
【００２２】
ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０が異なるＳｉＣ充填率を有するＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１１，１２を有するように、ＳｉＣ粉末の配合を異ならせる。ここでは、２つの異なるＳｉＣ充填率を有するＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１１，１２を有するＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０を製造する場合について説明する。
【００２３】
ＳｉＣ充填率を高くするためには、ＳｉＣ粉末を配合する際に、平均粒径の差を大きくすればよい。そして、必要に応じてＣ粉末を添加してもよい。
【００２４】
一方、ＳｉＣ充填率を低くするためには、ＳｉＣ粉末を配合する際に、平均粒径の差を小さくすればよい、また、平均粒径が同一のＳｉＣ粉末のみを用いてもよい。そして、Ｃ粉末を添加してもよいが、その添加量は少なくすることが好ましい。
【００２５】
よって、高いＳｉＣ充填率を有するＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１１を形成するための第１の層２１の原材料は、平均粒径の大きな粗いＳｉＣ粉末を有する配合とする。そして、低いＳｉＣ充填率を有するＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１２を形成するための第２の層２２の原材料は、平均粒径の小さなＳｉＣ粉末を最も粗いＳｉＣ粉末とするような配合とする。
【００２６】
熱硬化性樹脂バインダとして、特に好ましくはフェノール樹脂であるが、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、メチルセルロース（ＭＣ）、イソバン、ポリエチレンイミン等の樹脂も好ましい。熱硬化性樹脂バインダは、成形体を保形可能な下限値からＳｉＣ粉末及びＣ粉末を成形型にタップ充填した際に生じる空隙の容積の１００体積％の量まで添加することができる。より好ましくは、２０〜３０体積％である。 
【００２７】
混合工程で得られた成形原料を、成形工程において、適宜な形状にプレス成型する。その方法は、特に限定されず、一軸プレス成形、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）、加圧鋳込などの既知の成形方法を用いることができる。成形圧力は、２．０〜５．０ＭＰａであることが好ましい。
【００２８】
成形工程では、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すうように、第１の層２１を成形した後、この第１の層２１の上面に、第２の層２２を成形する。そして、成形型３１の温度を１１０〜１５０℃で１〜３時間保持した後、成形型３１を冷却して脱型する。これにより図１（ｅ）に示すように、積層体２０を得る。
【００２９】
成形工程で得られた積層体２０を、脱バインダ工程において、添加された熱硬化性樹脂バインダを完全に炭化させる。脱バインダ処理は、真空雰囲気中で、例えば、２５０〜１０００℃の温度範囲を昇温速度３０℃／ｈｒ以下で行うことが好ましい。ただし、温度範囲や昇温速度は、生産効率等を考慮して適宜定めればよい。炭化して生じた微量の炭素成分は、成形体中に残留する。
【００３０】
脱バインダ処理した積層体２０を、脱酸素工程において、脱酸素処理を行い、多孔質焼結体（図示しない）を得る。脱酸素処理は、真空雰囲気中で、例えば、１３００〜１４１０℃の温度範囲で、５〜２０時間保持する。より好ましくは、真空雰囲気中で、１３５０〜１４１０℃の温度範囲で、１５〜２０時間焼成する。また、焼結雰囲気の圧力は限定されず、減圧、常圧から数気圧の加圧まで任意であるが、コスト面からは常圧が好ましい。
【００３１】
焼成して得られた多孔質焼結体を、必要に応じて、機械的手段によって研削してもよい。予め多孔質焼結体を所定形状に形成すれば、得られるＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０がニアネットとなり、最終形状とする際に必要な加工を削減することができる。
【００３２】
そして、得られた多孔質焼結体を、含浸工程において、溶解された金属Ｓｉを含浸させる。含浸処理は、非加圧浸透法で行うことが好ましいが、加圧浸透法などの他の方法で行ってもよい。非加圧浸透で行う場合、例えば、真空雰囲気で１５５０℃まで加熱し、さらに、それ以降は不活性ガス雰囲気で１６４５℃まで加熱して、１０時間、より好ましくは２０〜３０時間保持する。金属Ｓｉの一部は多孔質焼結体に残留した炭素成分と反応してＳｉＣが生成させるが、大部分の金属Ｓｉは気孔に含浸する。
【００３３】
これにより、図１（ｆ）に示すように、ＳｉＣ充填率が異なるＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１１，１２が積層されたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０を得ることができる。尚、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０を、必要に応じて、図１（ｇ）に示すように、機械的手段によって研削して、リブやピンなどを形成してもよい。
【００３４】
下記の実施例及び比較例から分かるように、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０が５０体積％を超えるＳｉＣ充填率の差を有するＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１１，１２が積層したものであれば、層間の熱膨張差による応力によって、層の界面にクラックが生じる。よって、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１１，１２のＳｉＣ充填率の差が５０体積％以下となるように、ＳｉＣ粉末の配合、及び粉末Ｃの添加量を適宜調整する必要がある。
【００３５】
さらに、平均粒径が１００μｍを超えるＳｉＣ粉末を有する配合からなる第２の層２２を設けた場合には、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０の第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１２に微小な切削加工を行った場合、欠けが生じるなど、加工性に劣る。よって、微小な切削加工を行う場合、平均粒径が１００μｍ以下のＳｉＣ粉末を有する配合からなる第２の層２２を成形する必要がある。
【００３６】
また、第１の層２１が平均粒径が１５０μｍ未満のＳｉＣ粉末を有する配合からなる場合には、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０全体としての熱伝導率が低下する。よって、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０全体として熱伝導率を向上させるために、第１の層２１は平均粒径が１５０μｍ以上のＳｉＣ粉末を有する配合からなるものとする必要がある。
【００３７】
以上のように、本発明によれば、加工性の向上を図ることができると共に、全体として熱伝導率を向上させることが可能なＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０を得ることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の実施例及び比較例を具体的に挙げ、本発明を詳細に説明する。
【００３９】
［実施例１］
実施例１では、第１の層２１の原料粉末として、平均粒径２００μｍのＳｉＣ粉末（大平洋ランダム社製のＮＧ９０）を６０重量％、平均粒径１７μｍのＳｉＣ粉末（信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃８００）を４０重量％準備した。そして、これに、フェノール樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のＯＩ−３０５Ａ）を１３重量％、Ｃビーズ（オリエンタル産業株式会社製のＡＴ−Ｎｏ．４０Ｃ）を９重量％添加した。
【００４０】
第２の層２２の原料粉末として、平均粒径９０μｍのＳｉＣ粉末（信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃１８０）を７０重量％、平均粒径１２μｍのＳｉＣ粉末（信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃１２００）を３０重量％準備した。そして、これに、フェノール樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のＯＩ−３０５Ａ）を１２重量％、Ｃビーズ（オリエンタル産業株式会社製のＡＴ−Ｎｏ．４０Ｃ）を１５重量％添加した。第１の層２１及び第２の層２２の原料を表１に記載した。
【００４１】
そして、第１の層２１の原料粉末を混合して成形型に入れ、一軸プレス機により０．５ＭＰａの成形圧力で、厚さ８ｍｍの第１の層２１を成形した。そして、第２の層２２の原料粉末を混合して成形した第１の層２１の上に入れ、一軸プレス機により３．０ＭＰａの成形圧力で、厚さ２ｍｍの第２の層２２を成形した。そして、成形型３１の温度を１５０℃で１時間保持した後、成形型３１を冷却して脱型した。これにより積層体２０を得た。
【００４２】
そして、得られた積層体２０を、真空雰囲気中で２５０〜１０００℃の温度範囲を昇温速度２８℃／ｈｒで加熱して、脱バインダ処理を行った。その後、真空雰囲気中で１３００〜１４１０℃の温度範囲を昇温速度２２℃／ｈｒで加熱して、焼結処理を行い、多孔質焼結体を得た。
【００４３】
そして、得られた多孔質焼結体と融点以上に加熱されたＳｉ（日本電工株式会社製）を接触させ、１５５０℃までは真空雰囲気中で、その後は不活性ガス雰囲気中として１６４５℃の温度で２４時間保持して、溶融したＳｉと多孔質焼結体中に含まれているＣとを反応させてＳｉＣとすると同時にＳｉを気孔に含浸させることにより、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０を作製した。
【００４４】
そして、得られたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０の上部及び下部の嵩密度をそれぞれ測定して、第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１１及び第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１２のＳｉＣ充填率、及びその差を求めた。
【００４５】
そして、図１（ｇ）に示すように、第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１２の表面に直径３００μｍ、高さ０．５ｍｍのピンを切削加工で形成した。切削加工時に欠けは生じなかった。
【００４６】
さらに、得られたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０の熱伝導率を測定した。ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０の中央部１箇所、四隅各隅付近４箇所、各側辺中央部４箇所の９箇所で測定した測定値の平均値を、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０全体の熱伝導率として求めた。熱伝導率は２１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高い熱伝導率を有していた。実施例１におけるＳｉＣ充填率の差、第クラックの有無、欠けの有無、及び熱伝導率を表２に記載した。
【００４７】
［実施例２〜５］
実施例２〜５では、第１の層２１及び第２の層２２の原料として表１に記載したものを使用して、実施例１と同様にして、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０を作製した。
【００４８】
尚、平均粒径１５０μｍのＳｉＣ粉末は信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃１００を、平均粒径３０μｍのＳｉＣ粉末はＥＳＫ社製のＳｉＣ＃５００を、平均粒径２０μｍのＳｉＣ粉末は信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃７００を、平均粒径１４μｍのＳｉＣ粉末は信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃１０００を、平均粒径５μｍのＳｉＣ粉末は信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃３０００を、平均粒径２μｍのＳｉＣ粉末は信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃６０００をそれぞれ使用した。
【００４９】
そして、実施例１と同様にして、得られたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０のＳｉＣ充填率を求めた。そして、実施例１と同様にして、ピンを切削加工で形成したが、何れの実施例でも切削加工時に欠けは生じなかった。
【００５０】
さらに、実施例１と同様にして、得られたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０全体としての熱伝導率を測定した。何れの実施例でも熱伝導率は１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、高い熱伝導率を有していた。実施例２〜５におけるＳｉＣ充填率の差、第クラックの有無、欠けの有無、及び熱伝導率を表２に記載した。
【００５１】
【表１】
2014108896.tif 000003
【００５２】
【表２】
2014108896.tif 000004
【００５３】
［比較例１］
比較例１では、第１の層２１及び第２の層２２の原料として表１に記載したものを使用して、実施例１と同様にして、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０を作製したが、クラックが生じた。
【００５４】
実施例１と同様にして、得られたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０のＳｉＣ充填率を求めたところ、第１の層２１及び第２の層２２とのＳｉＣ充填率の差は５１体積％であった。このように、ＳｉＣ充填率の差が５１体積％と５０体積％を超えたため、層間の熱膨張差による応力が大きくなった結果、クラックが生じたと考えられる。
【００５５】
尚、実施例１と同様にして、ピンを切削加工で形成したところ、切削加工時に欠けは生じなかった。さらに、実施例１と同様にして、得られたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０全体としての熱伝導率を測定したところ、２１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高い熱伝導率を有していた。比較例１におけるＳｉＣ充填率の差、第クラックの有無、欠けの有無、及び熱伝導率を表２に記載した。
【００５６】
［比較例２］
比較例１では、第１の層２１及び第２の層２２の原料として表１に記載したものを使用して、実施例１と同様にして、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０を作製したが、クラックが生じた。尚、平均粒径１２０μｍのＳｉＣ粉末は信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃１２０を使用した。
【００５７】
実施例１と同様にして、得られたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０のＳｉＣ充填率を求めたところ、第１の層２１及び第２の層２２とのＳｉＣ充填率の差は５５％であった。このように、ＳｉＣ充填率の差が５５体積％と５０体積％を超えたため、層間の熱膨張差による応力が大きくなった結果、クラックが生じたと考えられる。
【００５８】
また、実施例１と同様にして、ピンを切削加工で形成したところ、切削加工時に欠けが生じた。これは、第２の層２２に配合される最も粗いＳｉＣ粒子の平均粒径が１２０μｍと１００μｍを超えたため、第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１２が難加工性となったためであると考えられる。
【００５９】
さらに、実施例１と同様にして、得られたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０全体としての熱伝導率を測定したところ、２１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高い熱伝導率を有していた。比較例２におけるＳｉＣ充填率の差、第クラックの有無、欠けの有無、及び熱伝導率を表２に記載した。
【００６０】
［比較例３，４］
比較例３，４では、第１の層２１及び第２の層２２の原料として表１に記載したものを使用して、実施例１と同様にして、ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０を作製したが、クラックが生じた。尚、平均粒径１４μｍのＳｉＣ粉末は信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃１０００を、平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末は信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃１５００を、平均粒径１２０μｍのＳｉＣ粉末は信濃電気製錬株式会社製のＧＰ＃１２０をそれぞれ使用した。
【００６１】
実施例１と同様にして、得られたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０のＳｉＣ充填率を求めたところ、第１の層２１及び第２の層２２とのＳｉＣ充填率の差は、比較例３では５５体積％、比較例４では６５体積％であった。このように、ＳｉＣ充填率の差が５０体積％を超えたため、層間の熱膨張差による応力が大きくなった結果、クラックが生じたと考えられる。
【００６２】
尚、実施例１と同様にして、ピンを切削加工で形成したところ、切削加工時に欠けは生じなかった。
【００６３】
さらに、実施例１と同様にして、得られたＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体１０全体としての熱伝導率を測定したところ、比較例３では１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比較例４では１４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、熱伝導率は低かった。これは、第１の層２１に配合される最も粗いＳｉＣ粒子の平均粒径が比較例３では３０μｍ、比較例４では１２０μｍと、それぞれ１５０μｍ未満であったため、特に第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層１１の熱伝導率が低下したからであると考えられる。比較例３，４におけるＳｉＣ充填率の差、第クラックの有無、欠けの有無、及び熱伝導率を表２に記載した。
【符号の説明】
【００６４】
１０…ＳｉＣ／Ｓｉ複合材料体、  １１…第１のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層、  １２…第２のＳｉＣ／Ｓｉ複合材料層、  ２０…積層体、  ２１…第１の層、  ２２…第２の層、  ３１…成形型。
【図１】
2014108896.tif 000005