(57)【要約】  第１の酸化アルミニウム質焼結体と、第２の酸化アルミニウム質焼結体と、第１の酸化アルミニウム質焼結体と第２の酸化アルミニウム質焼結体との間に位置する酸化アルミニウム質接合層と、酸化アルミニウム質接合層に繋がる酸化アルミニウム質凸部と、を有するセラミック接合体であって、酸化アルミニウム質凸部の閉気孔の平均径が、第１の酸化アルミニウム質焼結体および第２の酸化アルミニウム質焼結体のそれぞれの閉気孔の平均径の０．８倍以上１．５倍以下である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の酸化アルミニウム質焼結体と、第２の酸化アルミニウム質焼結体と、前記第１の酸化アルミニウム質焼結体と前記第２の酸化アルミニウム質焼結体との間に位置する酸化アルミニウム質接合層と、該酸化アルミニウム質接合層に繋がる酸化アルミニウム質凸部と、を有するセラミック接合体であって、
該酸化アルミニウム質凸部の閉気孔の平均径が、前記第１の酸化アルミニウム質焼結体および前記第２の酸化アルミニウム質焼結体のそれぞれの閉気孔の平均径の０．８倍以上１．５倍以下である、セラミック接合体。
【請求項２】
前記酸化アルミニウム質凸部の閉気孔の平均径が、前記第１の酸化アルミニウム質焼結体および前記第２の酸化アルミニウム質焼結体のそれぞれの閉気孔の平均径よりも小さい、請求項１に記載のセラミック接合体。
【請求項３】
前記酸化アルミニウム質凸部の閉気孔の重心間距離の歪度Ｓｋの絶対値が前記第１の酸化アルミニウム質焼結体および前記第２の酸化アルミニウム質焼結体のそれぞれの重心間距離の歪度Ｓｋの絶対値よりも小さい領域を有する、請求項１または請求項２に記載のセラミック接合体。
【請求項４】
前記酸化アルミニウム質凸部の閉気孔の重心間距離の平均値から前記酸化アルミニウム質凸部の閉気孔の平均径を差し引いた値が、前記第１の酸化アルミニウム質焼結体の閉気孔の重心間距離の平均値から前記第１の酸化アルミニウム質焼結体の閉気孔の平均径を差し引いた値の０．４倍以上であり、前記第２の酸化アルミニウム質焼結体の閉気孔の重心間距離の平均値から前記第２の酸化アルミニウム質焼結体の閉気孔の平均径を差し引いた値の０．４倍以上である、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセラミック接合体。
【請求項５】
前記酸化アルミニウム質凸部の閉気孔の円相当径の歪度Ｓｋは、前記酸化アルミニウム質凸部の閉気孔の重心間距離の歪度Ｓｋよりも大きい、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセラミック接合体。
【請求項６】
前記酸化アルミニウム質凸部の閉気孔の円形度の平均値が０．７８以上である、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセラミック接合体。
【請求項７】
酸化アルミニウムを主成分とする粉末と樹脂とを含有する第１成形体と、酸化アルミニウムを主成分とする粉末と樹脂とを含有する第２成形体とを準備する工程と、
酸化アルミニウムを主成分とする粉末とセルロース系多糖類と溶媒とを含有するペーストを準備する工程と、
前記第１成形体および前記第２成形体のいずれかの表面に前記ペーストを存在させる工程と、
前記第１成形体と前記第２成形体との間である接合領域から前記ペーストが突出するように前記第１成形体および前記第２成形体を合わせて複合成形体とする工程と、前記複合成形体を焼成する工程とを、有する、セラミック接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、セラミック接合体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のセラミック焼結体や複数のセラミック成形体同士を一体化して得られるセラミック接合体は、接合部分が接合していない部分よりも機械的強度が低くなる傾向がある。【０００３】
特許文献１には、セラミック焼結体同士の間に接合材を介在させて、圧力を加えながら熱処理することで、セラミック焼結体同士の間の接合層の気孔割合を３〜３０％に制御することで、接合体の変形を抑制し、接合体の強度をセラミック焼結体の２５〜８０％の範囲で制御できることが記載されている。【０００４】
また、特許文献２には、複数のセラミック成形体同士を接合する技術が開示され、セラミック成形体同士の接合領域に溝を設け、その接合領域にスラリーを付着させ、焼成することで高い接合率を有するセラミック接合体が得られることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−６５６３１号公報
【特許文献２】特開２０１５−４８２７２号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示のセラミック接合体は、第１の酸化アルミニウム質焼結体と、第２の酸化アルミニウム質焼結体と、前記第１の酸化アルミニウム質焼結体と前記第２の酸化アルミニウム質焼結体との間に位置する酸化アルミニウム質接合層と、該酸化アルミニウム質接合層に繋がる酸化アルミニウム質凸部と、を有するセラミック接合体であって、該酸化アルミニウム質凸部の閉気孔の平均径が、前記第１の酸化アルミニウム質焼結体および前記第２の酸化アルミニウム質焼結体のそれぞれの閉気孔の平均径の０．８倍以上１．５倍以下である。
【０００７】
また、本開示のセラミック接合体の製造方法は、酸化アルミニウムを主成分とする粉末と樹脂とを含有する第１成形体と、酸化アルミニウムを主成分とする粉末と樹脂とを含有する第２成形体とを準備する工程と、酸化アルミニウムを主成分とする粉末とセルロース系多糖類と溶媒とを含有するペーストを準備する工程と、前記第１成形体および前記第２成形体のいずれかの表面に前記ペーストを存在させる工程と、前記第１成形体と前記第２成形体との間である接合領域から前記ペーストが突出するように前記第１成形体および前記第２成形体を合わせて複合成形体とする工程と、前記複合成形体を焼成する工程とを、有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態のセラミック接合体の一例を示す斜視図である。
【図２】本実施形態のセラミック接合体の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本明細書の全図において、混同を生じない限り、同一部分には同一符号を付し、その説明を適時省略する。
【００１０】
図１は、本実施形態のセラミック接合体の一例を示す斜視図であり、図２は、本実施形態のセラミック接合体の一例を示す断面図である。
【００１１】
図１、２に示すセラミック接合体１０は、円筒状であって、緻密質の第１の酸化アルミニウム質焼結体１１（以下、緻密質の第１の酸化アルミニウム質焼結体１１を第１焼結体１１という。）と、緻密質の第２の酸化アルミニウム質焼結体１２（以下、緻密質の第２の酸化アルミニウム質焼結体１２を第２焼結体１２という。）と、第１焼結体１１と第２焼結体１２との間に存在し、第１焼結体１１と第２焼結体１２とを一体化している緻密質の酸化アルミニウム質接合層１３（以下、酸化アルミニウム質接合層１３を単に接合層１３という。）と、接合層１３に繋がる酸化アルミニウム質凸部１４（以下、酸化アルミニウム質凸部１４を単に凸部１４という。）と、を有している。セラミック接合体１０の内部空間は、例えば、プラズマ生成用ガス等の流体が供給、排出されるための流路である。
【００１２】
プラズマ生成用ガスは、例えば、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣｌＦ３、ＮＦ３、Ｃ４Ｆ８、ＨＦ等のフッ素系ガス、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４等の塩素系ガスであり、セラミック接合体１０は、流路部材として用いることができる。
【００１３】
図２に示すように、接合層１３は、第１焼結体１１の接合面１１ａと第２焼結体１２の接合面１２ａとの間にある接合領域に存在している。
【００１４】
第１焼結体１１、第２焼結体１２、接合層１３および凸部１４は、いずれも酸化アルミニウムを主成分とするセラミックスである。
【００１５】
ここで、本実施形態における主成分とは、セラミックスを構成する全成分の合計１００質量％のうち、最も多い成分をいい、特に、９０質量％以上、さらに９８質量％であるとよい。各成分の同定はＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置で行い、各成分の含有量は、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置により求めればよい。
【００１６】
また、本実施形態における緻密質とは、セラミック接合体１０を構成する各部材の断面における閉気孔の面積比率が８％以下（０面積％を除く）である状態をいう。
【００１７】
凸部１４は、接合層１３の外側に突出しており、接合層１３に繋がっている。言い換えると、凸部１４は接合層１３の内側面および外側面の少なくともいずれかを覆うように配置されている。図１、２に示すセラミック接合体１０では、凸部１４は接合層１３の内側面である内周面を覆っている。
【００１８】
一般に、セラミック接合体１０を構成する各部材は、閉気孔などの破壊源が大きくなるほどこわれやすく、また、破壊源と焼結体の表面との距離が小さくなるほど壊れやすい。従って、凸部１４の気孔、特に、開気孔よりも通常多く存在する閉気孔の大きさを小さくすることができれば、壊れにくく、信頼性に優れたセラミック接合体１０となる。
【００１９】
このような観点から、本開示のセラミック接合体１０は、凸部１４の閉気孔の平均径を、第１焼結体１１および第２焼結体１２のそれぞれの閉気孔の平均径の０．８倍以上１．５倍以下としたものである。
【００２０】
凸部１４と、第１焼結体１１および第焼結体１２の閉気孔の平均径がそれぞれ大きく異なると、強度や破壊靱性、熱伝導率などの特性が局所的に大きく異なることになる。そこで、凸部１４の閉気孔の平均径を、第１焼結体１１および第２焼結体１２のそれぞれの閉気孔の平均径の０．８倍以上１．５倍以下とした。
【００２１】
凸部１４の閉気孔の平均径が、第１焼結体１１および第２焼結体１２の閉気孔の平均径の１，５倍以下であると、破壊源となる閉気孔が大きくなりすぎないので、凸部１４の閉気孔を基点としてセラミック接合体１０が破壊することを抑制することができる。
【００２２】
また、凸部１４の閉気孔の平均径を、第１焼結体１１および第２焼結体１２のそれぞれの閉気孔の平均径よりも小さくしてもよい。このような構成とすると、凸部１４の機械的強度を第１焼結体１１および第２焼結体１２の機械的強度よりも高くすることが可能となる。
【００２３】
また、凸部１４の閉気孔の重心間距離の歪度Ｓｋの絶対値が第１焼結体１１および第２焼結体１２のそれぞれの重心間距離の歪度Ｓｋの絶対値よりも小さい領域を有していてもよい。
【００２４】
このような構成であると、凸部１４の閉気孔の重心間距離の分布の方が第１焼結体１１および第２焼結体１２のそれぞれの重心間距離の分布よりも正規分布に近づくので、凸部１４内における残留応力のばらつきが低減して、信頼性が向上する。
【００２５】
なお、本開示における閉気孔の重心間距離とは、隣り合う閉気孔の重心同士を結ぶ直線距離である。
【００２６】
また、歪度Ｓｋとは、分布が正規分布からどれだけ歪んでいるか、即ち、分布の左右対称性を示す指標（統計量）であり、歪度Ｓｋ＞０である場合、分布の裾は右側に向かい、歪度Ｓｋ＝０である場合、分布は左右対称の正規分布となり、歪度Ｓｋ＜０である場合、分布の裾は左側に向かう。
【００２７】
閉気孔の重心間距離の歪度Ｓｋは、Excel（登録商標、Microsoft Corporation）に備えられている関数ＳＫＥＷを用いて求めればよい。
【００２８】
また、凸部１４の閉気孔の重心間距離の平均値から凸部１４の閉気孔の平均径を差し引いた値が、第１焼結体１１の閉気孔の重心間距離の平均値から第１焼結体１１の閉気孔の平均径を差し引いた値の０．４倍以上であり、第２焼結体１２の閉気孔の重心間距離の平均値から第２焼結体１２の閉気孔の平均径を差し引いた値の０．４倍以上であってもよい。
【００２９】
凸部１４の閉気孔の重心間距離の平均値から凸部１４の閉気孔の平均径を差し引いた値とは、凸部１４における、隣り合う閉気孔の間隔の平均値と言い換えることができる。この間隔が広いほど、隣り合う閉気孔が連通しにくいことを意味する。
【００３０】
このような構成であると、凸部１４における、隣り合う閉気孔の間隔が広いので、加熱および冷却が繰り返されても、閉気孔同士が連通しにくくなるため、凸部１４の機械的強度を維持することができる。
【００３１】
また、凸部１４の閉気孔の重心間距離の平均値から凸部１４の閉気孔の平均値を差し引いた値を、５μｍ以上１５μｍ以下としてもよい。この値が５μｍ以上であると、加熱および冷却が繰り返されても、閉気孔同士が連通しにくくなり、凸部１４の機械的強度を維持することができるとともに、流体が内部空間から外部空間に向ってリークしにくくなる。また、上記距離が１５μｍ以下であると、隣り合う閉気孔の間隔が狭いので、クラックが発生したとしても、閉気孔でその進展が遮られる確率が高くなるため、凸部１４が部分的に欠損するおそれが低減する。
【００３２】
また、凸部１４の閉気孔の円相当径の歪度Ｓｋは、凸部１４の閉気孔の重心間距離の歪度Ｓｋよりも大きくてもよい。
【００３３】
このような構成であると、凸部１４における、隣り合う閉気孔の間隔の分布が正の方向に偏るので、加熱および冷却が繰り返されても、閉気孔同士が連通しにくくなるため、凸部の機械的強度を維持することができる。
【００３４】
閉気孔の円相当径の歪度Ｓｋも、Excel（登録商標、Microsoft Corporation）に備えられている関数ＳＫＥＷを用いて求めればよい。
【００３５】
また、凸部１４の閉気孔の円形度の平均値を０．７８以上としてもよい。凸部１４の閉気孔の円形度の平均値がこの範囲であると、閉気孔の形状が球状に近くなり、閉気孔近傍における応力集中が生じにくくなるので、機械的強度を維持することができる。
【００３６】
本開示のセラミック接合体１０の凸部１４の閉気孔の面積比率は、２面積％以下としてもよく、また、凸部１４の閉気孔の最大径は、５μｍ以下としてもよい。凸部１４の閉気孔の面積比率および最大径が上述した範囲であると、破壊源である閉気孔が小さくなるので、壊れにくいものとなる。
【００３７】
また、セラミック接合体１０を壊れにくくするために、凸部１４の閉気孔の面積比率は、１．５面積％以下、としてもよい。また、セラミックス接合体１０を壊れにくくするために、凸部１４の閉気孔の最大径は、４μｍ以下、３μｍ以下としてもよい。
【００３８】
また、凸部１４の閉気孔の平均径は１．５μｍ以下としてもよい。閉気孔の平均径がこの範囲であると、破壊源である閉気孔が小さいので、機械的強度および剛性を高くすることができる。
【００３９】
また、凸部１４の閉気孔の最大径と、凸部１４の閉気孔の平均径との比率（閉気孔の最大径／閉気孔の平均径）は、３以下であってもよい。（閉気孔の最大径／閉気孔の平均径がこの範囲であると、異常に大きな閉気孔がないので、加熱および冷却が繰り返されても閉気孔同士が連通しにくくなり、凸部１４の機械的強度を維持することができるとともに、流体が内部空間から外部空間に向ってリークしにくくなる。
【００４０】
また、凸部１４の最大高さ（図２に示す例では、接合層１３の内側面から法線方向に向かう最大高さ）は、例えば、４００μｍ以上６５０μｍ以下である。接合層１３の厚みは、例えば、０．７ｍｍ以上１．３ｍｍ以下である。
【００４１】
また、凸部１４の表面を曲面状としてもよい。凸部１４の表面が曲面状であると、露出する表面が角部を有する場合よりも応力集中が生じにくいので、機械的強度を維持することができる。
【００４２】
これら各部材の閉気孔の平均径、最大径、面積比率、重心間距離および円形度は、以下の手法により測定する。
【００４３】
まず、第１焼結体１１、第２焼結体１２および凸部１４の断面を鏡面加工し、各部材の断面を、走査型電子顕微鏡を用いて倍率を５００倍として、例えば、横方向の長さを２５６μｍ、縦方向の長さを１９２μｍとする観察範囲を設定する。
【００４４】
この観察範囲を観察の対象として、画像解析ソフト「Ａ像くん(Ｖｅｒ２．５２)」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製、以下、単に画像解析ソフトと記載する。）の粒子解析という手法を適用して、閉気孔の平均径、最大径、面積比率および円形度を求めることができる。なお、閉気孔の平均径は円相当径の平均値であり、閉気孔の最大径は円相当径の最大値である。
【００４５】
また、閉気孔の重心間距離の平均値は、画像解析の重心間距離法という手法を適用して求めることができる。
【００４６】
解析に際し、粒子解析および重心間距離法の設定条件である粒子の明度を暗、２値化の方法を手動、しきい値を７０〜１００、小図形除去面積を０．３μｍ２および雑音除去フィルタを有とする。
【００４７】
なお、上述の測定に際し、しきい値は７０〜１００としたが、観察範囲である画像の明るさに応じて、しきい値を調整すればよく、粒子の明度を暗、２値化の方法を手動とし、小図形除去面積を０．３μｍ２および雑音除去フィルタを有とした上で、画像に現れるマーカーが閉気孔の形状と一致するように、しきい値を調整すればよい。
【００４８】
次に、本開示のセラミック接合体の製造方法について説明する。
【００４９】
本開示のセラミック接合体の製造方法は、酸化アルミニウムを主成分とする粉末と樹脂とを含有する第１成形体と、酸化アルミニウムを主成分とする粉末と樹脂とを含有する第２成形体とを準備する工程と、酸化アルミニウムを主成分とする粉末とセルロース系多糖類と溶媒とを含有するペーストを準備する工程と、第１成形体および第２成形体のいずれかの表面にペーストを存在させる工程と、第１成形体と第２成形体との間である接合領域からペーストが突出するように第１成形体および第２成形体を合わせて複合成形体とする工程と、複合成形体を焼成する工程とを有する。
【００５０】
ここで、粉末における主成分とは、粉末の合計１００質量％中、９０質量％以上の成分を言う。溶媒は、水を用いるとよい。また、エタノールなどの有機溶剤を用いてもよい。
【００５１】
次に、常温で、湿度を調整して、１２時間以上４８時間以下保持することによりペーストを乾燥させる。しかる後、大気雰囲気中で、１５００℃以上１７００℃以下の温度で、５時間以上８時間以下保持して複合成形体を焼成することにより、セラミック接合体を得ることができる。
【００５２】
複合成形体における第１成形体は焼成後に第１焼結体となり、第２成形体は焼成後に第２焼結体となる。第１成形体と第２成形体との間に介在するペーストは焼成後に接合層となり、第１成形体と第２成形体との間から外側に滲出したペーストは焼成後に凸部となる。
【００５３】
従って、ペーストをどのように作製するかが重要であり、また、成形用バインダの種類が重要である。
【００５４】
まず、第１成形体および第２成形体の製造方法について説明する。
【００５５】
水酸化マグネシウムを酸化物（ＭｇＯ）に換算して０．３質量％、酸化珪素を０．０４質量％、炭酸カルシウムを酸化物（ＣａＯ）に換算して０．０２質量％、残部が酸化アルミニウムからなる粉末となるように秤量した混合粉末を水などの溶媒とともに回転ミルに投入して、純度が９９．５％以上９９．９９％以下の酸化アルミニウムからなるセラミックスボールで混合する。
【００５６】
次に、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールやアクリル樹脂などの成形用バインダを添加した後、混合してスラリーを得る。ここで、成形用バインダの添加量は混合粉末１００質量部に対して合計２質量部以上１０質量部以下とする。
【００５７】
次に、噴霧乾燥装置を用いてスラリーを噴霧乾燥させることにより造粒した顆粒を得る。この顆粒を例えば圧力を８０ＭＰａ以上１００ＭＰａとしてＣＩＰ法により、第１成形体を得る。また、同様の方法で第２成形体を得る。
【００５８】
次に、ペーストの製造方法について説明する。
【００５９】
成形体の製造方法で説明した混合粉末に対して、水などの溶媒を、体積比で、混合粉末：溶媒＝５５〜６０：４０〜４５となるように加え、この溶媒と混合粉末との合計を１００質量部とする。この１００質量部に対し、８質量部以上２０質量部以下のセルロース系多糖類を加え、これらを撹拌装置内の収納容器に入れ、混合・撹拌して、ペーストを得る。
【００６０】
ここで、セルロース系多糖類は、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロースおよびカルボキシエチルセルロースの少なくともいずれかである。
【００６１】
ここで、凸部の閉気孔の平均径が、第１焼結体および第２焼結体の閉気孔の平均径の０．８倍以上１．５倍以下であるセラミック接合体を得るには、撹拌装置の自転回転数を１２００ｒｐｍ以上１６００ｒｐｍ以下とし、回転時間を５分以上１５分以下とするとよい。
【００６２】
また、凸部の閉気孔の平均径が、第１焼結体および第２焼結体のそれぞれの閉気孔の平均径よりも小さいセラミック接合体を得るには、回転数を高くして１４００ｒｐｍ以上１６００ｒｐｍ以下とし、回転時間を５分以上１５分以下とすればよい。
【００６３】
また、凸部の閉気孔の重心間距離の平均値から凸部の閉気孔の平均径を差し引いた値が、第１焼結体の閉気孔の重心間距離の平均値から第１焼結体の閉気孔の平均径を差し引いた値の０．４倍以上のセラミック接合体を得るには、上記撹拌後、さらに、収納容器に自転および公転を同時に与え、自転の回転数および公転の回転数とも８００ｒｐｍ以上１２００ｒｐｍ以下とし、２分以上５分以下回転させることにより、撹拌すればよい。凸部の閉気孔の重心間距離の平均値から凸部の閉気孔の平均径を差し引いた値が、第２焼結体の閉気孔の重心間距離の平均値から第２焼結体の閉気孔の平均径を差し引いた値の０．４倍以上のセラミック接合体を得る場合も上述した方法と同じ方法を用いればよい。
【００６４】
また、凸部の閉気孔の円形度の平均値が０．７８μｍ以上であるセラミック接合体を得るには、上記自転の回転数および上記公転の回転数とも１０００ｒｐｍ以上１２００ｒｐｍ以下とすればよい。
【００６５】
そして、上記ペーストを第１成形体および第２成形体の少なくともいずれかの対向面に塗布した後、対向面同士を向き合った状態にして、第１成形体および第２成形体を、例えば圧力を２０ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下として加圧することにより、凸部の前駆体を備えた複合成形体を得る。
【００６６】
次に、常温で、湿度を調整しながら１２時間以上４８時間以下保持することによりペーストを乾燥させる。しかる後、大気雰囲気中で、１５００℃以上１７００℃以下の温度で、５時間以上８時間以下保持して複合成形体を焼成することにより、セラミック接合体を得ることができる。上述したように、本開示のセラミック接合体は、信頼性に優れることから、プラズマ生成用ガス等の流体を供給、排出する筒状の流路部材以外、環状の流路部材、アルゴン、ヘリウム、水等の冷却用流体を供給、排出する、円筒状、環状等に形成された流路部材、厚み方向に多数の流路を備えるシャワープレート等に用いることができる。
【実施例】
【００６７】
まず、水酸化マグネシウムを酸化物（ＭｇＯ）に換算して０．３質量％、酸化珪素を０．０４質量％、炭酸カルシウムを酸化物（ＣａＯ）に換算して０．０２質量％、残部が酸化アルミニウムからなる粉末となるように秤量した混合粉末を水とともに回転ミルに投入して、純度が９９．８％の酸化アルミニウムからなるセラミックスボールで混合した。【００６８】
次に、成形用バインダとしてポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールおよびアクリル樹脂を溶媒に添加した後、混合してスラリーを得た。ここで、成形用バインダの添加量は混合粉末１００質量部に対して合計３質量部とした。【００６９】
次に、噴霧乾燥装置を用いてスラリーを噴霧乾燥させることにより造粒した顆粒を得た。この顆粒を、圧力を３０ｋＰａとしてＣＩＰ法により成形し、第１焼結体の前駆体である角柱状の第１成形体を得た。また、同様の方法で第２焼結体の前駆体である角柱状の第２成形体を得た。【００７０】
次に、上述の混合粉末と溶媒である水とを５７：４３の体積比とした、合計１００質量部に対して、セルロース系多糖類を１９質量部添加し、撹拌装置内の収納容器に入れ、表１に示す条件で、混合・撹拌して、ペーストを得た。【００７１】
また、比較例として、セルロース系多糖類を用いず、アクリル系バインダを１９質量部添加し、表１に示す条件で混合・攪拌して、比較用ペーストを準備した。【００７２】
なお、表１で、自転（初回）と記したのは、撹拌装置で収納容器を自転させて、混合・攪拌したことを意味する。また、表１で、自転・公転と記したのは、自転（初回）の後に、さらに撹拌装置で収納容器を自転・公転させて、混合・撹拌したことを意味する。自転・公転における、自転と公転の回転数は同じである。【００７３】
そして、表１に示す条件で作製したペーストをそれぞれ第２成形体の対向面に塗布した後、対向面同士を向き合った状態にして、第１成形体および第２成形体を、圧力を９６ＭＰａとして加圧することにより、第１成形体および第２成形体の間の接合領域からペーストが突出させて複合成形体を得た。【００７４】
次に、常温で、３０時間保持することによりペーストを乾燥させた。しかる後、大気雰囲気中で、１６００℃で、５時間保持して複合成形体を焼成することにより、セラミック接合体である試料Ｎｏ．１〜１０を得た。【００７５】
試料Ｎｏ．１〜１０からそれぞれ試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｒ  １６０１：２００８に準拠して、３点曲げ強度を測定した。なお、抗折面には、Ｃ面加工のみを施したが、研削、研磨加工は施さず、焼き肌面を抗折面として測定した。【００７６】
なお、いずれの試験片も、接合層が長手方向の中央に位置するように配置した。【００７７】
また、試験片の厚み方向に平行な断面をダイヤモンド砥粒で研磨して得られる、第１焼結体、第２焼結体および接合層の各鏡面を対象として、横方向の長さ：２５６μｍ、縦方向の長さ：１９２μｍとするＳＥＭ観察範囲を設定した後、画像解析ソフトの粒子解析および重心間距離法を適用して、表１に示す閉気孔等を測定した。【００７８】
なお、表１に示す焼結体の閉気孔の平均径は、第１焼結体および第２焼結体に含まれる閉気孔の平均径である。測定の結果、第１焼結体および第２焼結体に含まれる閉気孔の平均径は同じであったので、省略して記載する。【００７９】
また、表１に示す閉気孔間距離の比率とは、凸部の閉気孔の重心間距離の平均値から凸部の閉気孔の平均径を差し引いた値と、第１焼結体の閉気孔の重心間距離の平均値から第１焼結体の閉気孔の平均径を差し引いた値の比率および第２焼結体の閉気孔の重心間距離の平均値から第２焼結体の閉気孔の平均径を差し引いた値の比率を省略して記載したものである。【００８０】
閉気孔間距離の比率についても、第１焼結体と第２焼結体とで同じであったので省略して記載する。【００８１】
【表１】
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【００８２】
表１に示すように、アクリル系バインダを添加して作製した比較用ペーストを用いた試料Ｎｏ．１、２では、凸部の閉気孔の平均径が、第１焼結体および第２焼結体の閉気孔の平均径の１．５倍を超え、凸部から破壊しており、他の試料と比較すると強度が低くなっている。【００８３】
一方、凸部の閉気孔の平均径が、第１焼結体および第２焼結体の閉気孔の平均径の０．８倍以上１．５倍以下である試料Ｎｏ．３〜１１は、試料Ｎｏ．１、２よりも高い強度を示している。【００８４】
特に、凸部の閉気孔の平均径が、第１焼結体および第２焼結体の閉気孔の平均径よりも小さい試料Ｎｏ．５〜１１は、強度が高くなっている。【００８５】
また、試料Ｎｏ．６〜１０では、凸部の閉気孔の重心間距離の平均値から凸部の閉気孔の平均径を差し引いた値が、焼結体の閉気孔の重心間距離の平均値から焼結体の閉気孔の平均径を差し引いた値が大きくなると、高い強度を示す傾向が認められた。【００８６】
また、試料Ｎｏ．６〜１０では、凸部の閉気孔の円形度の平均値が大きいほど、高い強度を示す傾向が認められた。
【符号の説明】
【００８７】
１０  セラミック接合体
１１  第１焼結体
１２  第２焼結体
１３  接合層
１４  凸部
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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