(57)【要約】【課題】軽量かつ高剛性であって、共振を防止するセラミックス構造体を提供する。【解決手段】ヤング率が８０ＧＰａ以上の複数のセラミックス部材から構成されるセラミックス構造体において、その実質的な体積が同一外形の中実体の体積に対して８４％以下となる中空部を有し、かつ固有振動数を前記中実体の固有振動数と同等以上とする。【選択図】      図１
2004345306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヤング率が８０ＧＰａ以上の複数のセラミックス部材から構成されるセラミックス構造体において、その実質的な体積が同一外形の中実体の体積に対して８４％以下となるように中空部を有し、かつ固有振動数が前記中実体の固有振動数と同等以上であることを特徴とするセラミックス構造体。
【請求項２】
一方のセラミックス部材が、基板とその表面のリブから形成され、該リブと天板を成す他方のセラミックス部材とが接合されたことを特徴とする請求項１に記載のセラミックス構造体。
【請求項３】
複数のセラミックス部材が、基板と、該基板に対向する天板と、基板、天板間に配置されたリブとからなり、該リブが基板及び天板に接合されたことを特徴とする請求項１または２に記載のセラミックス構造体。
【請求項４】
上記基板及び天板の厚みがリブの幅の５０％以上であることを特徴とする請求項２または３に記載のセラミックス構造体。
【請求項５】
上記セラミックス部材間の接合部に介在する内部欠陥が接合部の厚み方向で４０μｍ未満であって、セラミックス部材同士が当接している部分の面積の総和に対し、前記接合部の面積が７０％以上であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のセラミックス構造体。
【請求項６】
樹脂と、上記セラミックス部材と同材質からなる粉体とを溶媒に混合してスラリーとし、前記セラミックス部材の前駆体であるセラミックス成形体の接合面に塗布し、該セラミックス成形体同士を当接させた後、焼成することにより得られることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のセラミックス構造体。
【請求項７】
前記セラミックス部材と同材質からなる粉体が、上記スラリーに対し、２０〜５５体積％の比率で混合されていることを特徴とする請求項６に記載のセラミックス構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のセラミックス成形体を接合することで得られるセラミックス構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックスは軽量、高剛性、高強度、高硬度という特徴を有し、また、耐熱性、耐食性に優れているという特性を生かし、構造部材・耐摩耗部材・耐食部材として広く用いられており、また、その期待も高い素材である。
【０００３】
セラミックスを構造部材として用いる場合、軽量化を求められることが多く、その軽量化を実現するため、中実のセラミックス構造体から、不必要な部分を成形や切削や研削により除去し、肉抜きの構造体とすることが一般的によく行われている。
【０００４】
また、セラミックスを構造部材や耐摩耗部材として用いる場合には、種々の形状が要求されることが多く、一体成形による成形だけでは閉塞した中空部を有する複雑な形状を作製することができないため、単純形状に作製したセラミックス部材を様々な方法で接合することが試みられている。
【０００５】
このようなセラミックス部材を接合する方法として、複数のセラミックス部材を接合剤により接合する方法が提案されている。例えば、ホウケイ酸ガラスの粉末やスラリーをセラミックス部材の接合部に塗布し、大気中や真空中で加熱して接合する方法がある。
【０００６】
また、特許文献１では複数のセラミックス成形体の接合面をそれぞれ凹凸形状に成形し、この接合面をセラミックス成形体と同材質のセラミックスの粉末を介して、互いに圧接するとともに、これを焼結し一体化するという方法も提案されている。
【０００７】
また、特許文献２ではセラミックス部材同士を圧接させることなく容易に接合しうる方法として、複数のセラミックス部材と同材質のセラミックスの粉末をバインダーで溶解させた混合ペーストにより仮接合し、次いで、この混合ペーストの脱バインダー処理を行った後、前記セラミックス部材間の接合層に溶融したセラミックス前駆体有機ポリマーを含浸させ、最後に熱処理することで前記セラミックス前駆体有機ポリマーをセラミックスに転化させてセラミックス部材同士を接合するという方法が提案されている。
【０００８】
以上説明した方法はいずれも焼成後のセラミックス部材の接合であるのに対し、特許文献３では焼成前のセラミックス成形体を用いた接合方法としては、鋳込み成形法で得られたセラミックス成形体同士をスラリーにより接合するノタ付け法（ヌタ付け法ともいう。）という接合方法があり、コーヒーカップ本体に取手を接合する場合等に用いられる。
【０００９】
【特許文献１】特公昭６３−４１８７１号公報
【００１０】
【特許文献２】特開平５−３３０９３４号公報
【００１１】
【特許文献３】特公平７−８８００５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような肉抜きのセラミックス構造体は、軽量化は実現できるものの、剛性の低下とともに、固有振動数が低下し、セラミックス構造体自身が共振しやすくなるという課題があった。
【００１３】
また、ホウケイ酸ガラスの粉末やスラリーをセラミックス部材の接合部に塗布し、大気中や真空中で加熱してセラミックス部材を接合する方法では、加熱後に塗布、硬化した部分に気孔やクラック等の接合欠陥を招きやすく、接合強度やシール性が劣る等の課題があった。
【００１４】
また、複数のセラミックス成形体の接合面をそれぞれ凹凸形状に成形し、この接合面をセラミックス成形体と同材質のセラミックスの粉末を介して、互いに圧接するとともに、これを焼結し一体化するという方法では、接合強度の向上は見られるものの、圧接の程度によっては凹形状の角部に応力集中が生じ、破損しやすいことや、セラミックス成形体の接合面凹部の隅に気泡が残留しやすいため、シール性が劣る等の課題を解決できるものではなかった。
【００１５】
また、複数のセラミックス部材と同材質のセラミックスの粉末をバインダーで溶解させた混合ペーストにより仮接合し、次いで、この混合ペーストの脱バインダー処理を行った後、前記セラミックス部材間の接合層に溶融したセラミックス前駆体有機ポリマーを含浸させ、最後に熱処理することで、前記セラミックス前駆体有機ポリマーをセラミックスに転化するという方法では、体積収縮を発生しにくくするためにポリマーを用いているものの、これでも収縮制御に限界があり、接合部に欠陥の要因となる気泡が残存しやすく、しかも接合に要する工程が煩雑であるという課題があった。
【００１６】
また、焼成前のセラミックス成形体同士のノタ付け法は、接合部を互いに突き合わせ可能な形状に成形し、突き合わせ面に成形体の原料泥しょうを塗布し、突き合わせ面同士を押しつけ、押しつけ力が加えられた状態を保持して乾燥しなければならないために、工程が煩雑となる問題があった。
【００１７】
以上のように、セラミックス磁器同士の接合では、接合部に欠陥が残存し易いために、接合部に応力集中が生じた場合に破壊の原因となり易い。また、セラミックス成形体同士の接合では、加圧しながら乾燥しなければならない等の付属的手段を用いなければならないために工程が煩雑となり易い。
【００１８】
本発明では上記の問題を解消できるとともに、接合により得られた製品の固有振動数に着目し、前記固有振動数が中実体と同等以上とできるために共振しにくく、かつ簡単な接合方法で得られるセラミックス構造体を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、ヤング率が８０ＧＰａ以上の複数のセラミックス部材から構成されるセラミックス構造体において、その実質的な体積が同一外形の中実体の体積に対して８４％以下となるように中空部を有し、かつ固有振動数が前記中実体の固有振動数と同等以上であることを特徴とする。
【００２０】
また、上記セラミックス構造体は、一方のセラミックス部材が、基板とその上のリブから形成され、該リブと天板となる他方のセラミックス部材とが接合されることを特徴とする。
【００２１】
また、上記セラミックス構造体は、複数のセラミックス部材が、基板と、該基板に対向する天板と、基板、天板間に配置されたリブとからなり、該リブが基板及び天板に接合されることを特徴とする。
【００２２】
また、上記セラミックス構造体は、上記基板及び天板の厚みがリブの幅の５０％以上であることを特徴とする。
【００２３】
また、上記セラミックス構造体は、上記セラミックス部材間の接合部に介在する内部欠陥が接合部の厚み方向で４０μｍ未満であって、セラミックス部材同士が当接している部分の面積の総和に対し、前記接合部の面積が７０％以上であることを特徴とする。
【００２４】
また、上記セラミックス構造体は、樹脂と、前記セラミックス部材と同材質からなる粉体とを溶媒に混合してスラリーとして、セラミックス成形体の接合面に塗布し、該セラミックス成形体同士を当接させた後、焼成することにより得られることを特徴とする。
【００２５】
また、上記セラミックス構造体は、前記セラミックス部材と同材質からなる粉体が、上記スラリーに対し、２０〜５５体積％の比率で混合されていることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
本発明のセラミックス構造体は、ヤング率が８０ＧＰａ以上の複数のセラミックス部材から構成するとともに、その実質的な体積が同一外形の中実体の体積に対して８４％以下となる中空部を有し、かつ固有振動数が前記中実体の固有振動数と同等以上にすることが重要である。
【００２８】
ここで、セラミックス部材のヤング率を８０ＧＰａ以上としたのは、上記セラミックス構造体に衝撃が与えられた場合、ヤング率が８０ＧＰａ未満では、与えられた衝撃により発生する振動が停止するまで、著しく時間を要するため、精密機器用の部材や一般構造用部材に用いることができないからであり、ヤング率は１３０Ｇｐａ以上であることがより好適である。
【００２９】
また、上記セラミックス構造体の実質的な体積を同一外形の中実体の体積の８４％以下としたのは、セラミックス構造体の固有振動数は見かけの嵩比重に反比例するため、８４％以下とすることにより、上記セラミックス構造体の固有振動数は中実体の固有振動数と同等以上となり、その結果、共振の発生は抑制され、共振に対する安全領域を十分に確保することができるからである。
【００３０】
ここで、上記セラミックス構造体の好適な形態を図１に示す。
【００３１】
図１に示される本発明のセラミックス構造体１は、一方のセラミックス部材１２が、基板１２１と、該基板１２１上の周辺部に配置されたリブ１２２と、基板１２１上の内部に田型に配置されたリブ１２３とから形成され、リブ１２２，１２３と他方のセラミックス部材１１（以下、天板ともいう。）とが接合される構造である。
【００３２】
このような構造にしたのは、セラミックス構造体１の周辺部のリブ１２２を天板１１に接合することで、容易に中空部１３を形成できるとともに、セラミックス構造体１の内部のリブ１２３を天板１１に接合することで、共振に対する安全領域が拡がるからである。
【００３３】
また、上記セラミックス構造体１では、セラミックス部材１２が、基板１２１と、リブ１２２，１２３とから形成されるとしたが、図２に示すように最初から基板１２１と、リブ１２２，１２３を別々に作製し、その後、基板１２１、天板１１間の所定位置にリブ１２２，１２３を配置し接合しても、図１のセラミックス構造体で得られる効果と同様の効果が得られるとともに、材料費削減、また単純形状で接合が可能という観点からもより好適である。
【００３４】
また、上記セラミックス構造体１では、例えば図１のセラミックス部材１２や図２の基板１２１に、温度調節用の配管等の部品を収納するための肉抜き部を設ける構造であってもよい。
【００３５】
また、図１、２において、軽量化のためや、中空部１３とセラミックス構造体１の外部とに跨って部品を配置したり、あるいは中空部１３に配置された部品を保持または連結したりするために、上記セラミックス構造体の外壁に肉抜きを形成する構造としてもよいし、また、貫通孔を形成してもよい。
【００３６】
また、図１、２に示すセラミックス構造体１では、基板１２１及び天板１１の厚みをリブ１２２，１２３の幅の５０％以上とすることが、共振に対する安全領域をより拡げることができるという観点から好適である。
【００３７】
また、上記セラミックス構造体１は、上記セラミックス部材間の接合部に介在する内部欠陥が接合部の厚み方向で４０μｍ未満であって、セラミックス部材同士が当接している部分の面積の総和に対し、前記接合部の面積が７０％以上であることが好ましい。
【００３８】
接合部に介在する内部欠陥を接合部の厚み方向で４０μｍ未満としたのは、４０μｍ以上では接合部の接合強度が低下するからであり、その厚みがセラミックス部材の気孔径以下であることがより好適である。
【００３９】
また、セラミックス部材同士が当接している部分の面積の総和に対し、前記接合部の面積を７０％以上としたのは、７０％未満では、同様に接合部の接合強度が低下するからである。
【００４０】
ここで、上記内部欠陥とは、接合剤の塗りむらや空気の巻き込み等により発生する未接合部分をいい、超音波探傷装置を用いて確認することができる。
【００４１】
なお、セラミックス構造体１を構成するセラミックス部材の材質は、ヤング率が８０ＧＰａ以上であれば限定されるものではないが、特に、アルミナ質セラミックス、コージェライト質セラミックス、ＳｉＯ２系ガラスセラミックス、炭化珪素質セラミックス、窒化珪素質セラミックス等が好適である。
【００４２】
次に、図３、図４を用いて本発明の他の実施形態について説明する。
【００４３】
図３（ａ）に示す構造体４は、精密機器用ステージ等に利用されるセラミックス製板状体であるが、これを図３（ｂ）に示すようにセラミックス製の天板２と箱材３に分割製作し、図３（ｃ）に示すように接合することで本発明のセラミックス構造体１を得ることができる。このセラミックス構造体１は、同形状の中実体と比較して、中空であるために軽量とすることが可能である。
【００４４】
図４（ａ）に示す構造体４は、精密機器用ステージに利用するテーブルであるが、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、これを天板２と溝付き支持台５に分割製作し、接合することにより本発明のセラミックス構造体１を得ることができる。これにより、温度調整用配管を内蔵する付加機能付き部材とすることができる。
【００４５】
次に、本発明のセラミックス構造体を得るための製造方法について説明する。
【００４６】
先ず、被接合体となる同材質の複数のセラミックス成形体を種々の成形法を用いて成形する。特に大型の成形体を作製する場合には、静水圧プレス（コールドアイソスタティックプレス、以下ＣＩＰと記載。）成形装置により粉体を成形した後、切削加工等により所定形状とするのがより好適である。
【００４７】
ここで、上記成形体表面は切削加工等により、平面度を３次元測定器による測定値が５０〜１００μｍ、表面粗さＲａを面粗さ測定器による測定値が１．０〜２．０μｍとするのが好適である。
【００４８】
こうすることにより、成形体表面により均一にスラリーを塗布することができるために十分な接合強度を得ることができる。
【００４９】
なお、上記面粗さ測定器で測定する際、成形体に損傷を及ぼさないためには触針の触針径は０．３ｍｍとするのがより好適である。
【００５０】
次に、スラリーを作製する。該スラリーは、バインダーと上記セラミックス成形体と同材質からなる粉体とを溶媒に投入し、万能混合機により真空脱泡しながら撹拌、混合して作製する。
【００５１】
ここで、上記粉体は、スラリーに対し、２０〜５５体積％の比率で混合されていることが好ましい。上記粉体をスラリーに対し、２０体積％以上としたのは、２０体積％未満とすると、粉体の絶対量が少なく、焼成後に接合部の密度が低くなってしまうために接合強度が低下し、用途によってはセラミックス構造体として用いることができないからである。また、上記粉体をスラリーに対し、５５体積％以下としたのは、５５体積％を超えると、スラリーの粘性が高くなり過ぎ、接合部に均質にスラリーを塗布することができず、より均質な接合部を得ることができないために、接合強度が低下し、用途によってはやはりセラミックス構造体として用いることができないからである。
【００５２】
なお、上記スラリーの粘性を表す粘度としては、１０〜１００Ｐａ・ｓが良く、この範囲内であれば、良好なスラリー塗布実施が可能となり、焼成後に十分な接合強度を有する接合部とできる。
【００５３】
また、上記バインダーとしてはポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニールブチラール、ポリエチレンオキサイド、ポリビニールアセタール、アクリル樹脂、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ワックスエマルジョン等を用いることができ、溶媒としては水、アルコール、その他有機溶剤等を用いればよい。
【００５４】
次に、上記スラリーを成形体の接合面に塗布し、セラミック成形体同士を接合面にて当接させ接合させた後、加圧・乾燥する。
【００５５】
ここで、上記スラリーの塗布は、接合する２つのセラミックス成形体の両方の接合面に塗布しても良いし、片方のセラミックス成形体の接合面に塗布しても良い。
【００５６】
また、上記加圧は１．０ｇ／ｍｍ２以上の荷重とするのが良好であり、これより低い荷重であると、接合部の密着性が悪いために、乾燥、焼成後に接合部に密度差を生じてしまうために好ましくない。加圧力が高くなれば破損する場合もあり、より好適には１．０〜５．０ｇ／ｍｍ２の加圧力とするのが良い。
【００５７】
また、上記乾燥は室温で１０時間以上乾燥させるのが良く、１０時間より短い乾燥時間であるとスラリー中の溶媒が蒸発しきれておらず、焼成時にそれらが急激に気化し、接合部とセラミックス成形体の収縮差により接合部にクラック等の欠陥が生じるために好ましくない。
【００５８】
そして、上記の製造方法により接合させたセラミックス構造体を大気中または真空中にて１３００〜２０００℃の温度で焼成することで本発明のセラミックス構造体を得る。
【００５９】
以上のようにして得られた本発明のセラミックス構造体は、精密機器用の部材として、ステージ部材、支持支柱、テーブル、ガイドレール、スライダー、計測用部材として用いることが可能であり、特に一般構造用部材として、その駆動源がサーボモータ、リニアモータ、超音波モータ等であるステージ、繊維用ガイド材、治具等により好適に用いることが可能である。
【００６０】
更には、液晶製造装置用、半導体製造装置用の各種部材として用いることも可能であり、特に中空構造とし、より軽量化が求められるステージ部材やガイド部材として好適に用いることができる。
【００６１】
【実施例】
以下、本発明のセラミックス構造体の実施例について説明する。
【００６２】
実施例１
以下、本発明のセラミックス構造体の実施例について図１を用いて説明する。
【００６３】
先ず、焼成後、セラミックス構造体１の天板１１となるセラミックス成形体と、基板上に田型に配置されたリブ１２２、１２３を備えるセラミックス成形体とをＣＩＰ成形装置により粉体を成形後に切削加工し、各材質毎に準備した。
【００６４】
ここで、上記セラミックス成形体の材質は、ヤング率がそれぞれ３００ＧＰａ、１３０ＧＰａ、８０ＧＰａであるアルミナ質セラミックス、コージェライト質セラミックス及びＳｉＯ２系ガラスセラミックスの３材質とした。
【００６５】
次に、上記セラミックス成形体と同材質である粉体を３種類準備し、これら粉体とポリビニルアルコールとを溶媒である水に投入し、万能混合攪拌機により混合して、粘度１５〜７０Ｐａ・ｓのスラリーとした。
【００６６】
このスラリーを天板１１となるセラミックス成形体と対向するリブ１２２、１２３の端面に塗布し、該リブ１２２、１２３を前記セラミックス成形体に当接させ、加圧・乾燥させた後、表１に示す熱処理条件を用いて熱処理することにより、セラミックス成形体同士を接合し、天板１１、基板１２１とも長さ５００ｍｍ、幅５００ｍｍ、これ以外の寸法については、表１に示すセラミックス構造体１を得た。
【００６７】
また、比較例として、セラミックス構造体１と同一外形の中実体と、該中実体から内部を切削により田型に除去し、焼成した肉抜きのセラミックス構造体（以下、肉抜き構造体という。）とを準備した。この肉抜き構造体を図５に示す。
【００６８】
そして、ＦＦＴサーボ・アナライザー（ＭｏｄｅｌＲ９２１１Ｅ、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製）を用いて構造体の固有振動数を測定し、また振動試験機（エミック社製、型式Ｆ−５００−ＢＮ−Ｅ０４）により２００〜３００Ｈｚの周波数帯域における共振の有無についても調べた。
【００６９】
上記構造体の固有振動数及び共振の測定結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
2004345306.tif 000003
【００７１】
表１からわかるように本発明のセラミックス構造体Ｎｏ．３〜６，１１〜１４，１９〜２２の固有振動数は、中実体Ｎｏ．１，９，１７の固有振動数と材質毎で比べると同等以上となっており、共振の発生もなく良好である。
【００７２】
一方、本発明の範囲外である肉抜き構造体Ｎｏ．２，１０，１８の固有振動数は、中実体Ｎｏ．１，９，１７の固有振動数より低くなっており、共振も発生している。
【００７３】
また、本発明の範囲外であるセラミックス構造体Ｎｏ．７，８，１５，１６の固有振動数は、基板１２１、天板１１ともその厚みがリブ１２２，１２３の幅の５０％未満であるため、中実体Ｎｏ．１，９の固有振動数より低くなっており、共振も発生している。
【００７４】
なお、本実施例では、セラミックス成形体の材質として、アルミナ質セラミックス、コージェライト質セラミックス、ＳｉＯ２系ガラスセラミックスの３材質をあげたが、他の材質、例えば、炭化珪素質セラミックス、窒化珪素質セラミックス等を用いてもよい。
【００７５】
実施例２
以下、本発明のセラミックス接合体の接合状態について、図６を用いて説明する。
【００７６】
先ず、ＣＩＰ成形法を用い、成形圧力８０ＭＰａで得られたコージェライト質セラミックス成形体から切削加工により外径７０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円盤状成形体８及び外形７０ｍｍ、内径５０ｍｍ、高さ７５ｍｍの円管状成形体９を得た。
【００７７】
また、上記コージェライト質セラミックス成形体と同材質である粉体を準備し、様々な量でポリビニルアルコールとともに、溶媒である水に投入し、万能混合攪拌機を用いて十分に分散させ、スラリーとした。
【００７８】
さらに、このスラリーを真空脱泡装置より、泡がなくなるまで脱泡させた後、円管状成形体９の両端面にスラリーを塗布した。なお、上記粉体は、スラリーに対し、１５〜６０体積％の比率とした。
【００７９】
次に、スラリーを塗布した上記円管状成形体９の両端面に２つの円盤状成形体８を高さ方向に当接した後、大気雰囲気中１４００℃、５時間で焼成することで、図６に示す接合状態評価用のセラミックス構造体７を得た。
【００８０】
接合状態については、超音波探傷法で得られた接合層マップから接合面積率（＝接合面積／接合総面積）を算出することで評価した。ここで、接合総面積とは、円盤状成形体８と円管状成形体９とが当接している部分の面積の総和をいう。
【００８１】
なお、上記超音波探傷法による接合層マップ測定には、超音波探傷装置（日本クラウトクレーマー社製、ＨＩＳ−２）を用いた。
【００８２】
また、接合面積とは、セラミックス構造体７に入射させた超音波の入力強度に対し、接合部で反射された超音波のエコー強度が１０％未満となる部分の面積をいい、この部分の面積が大きければ、接合面積率は高くなる。超音波のエコー強度が１０％未満とは、円盤状成形体８、円管状成形体９間の接合部に厚み方向で４０μｍ以上の内部欠陥が存在しないことを意味する。
【００８３】
接合面積率の測定結果を表２に示す。
【００８４】
さらに、セラミックス構造体７より接合部を挟んで３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍの抗折試験片を切り出し、これをＪＩＳ  Ｒ  １６０１（１９９５）の４点曲げ強度法に準拠して曲げ強度を測定し、これを接合強度とした。
【００８５】
その測定結果を表２に示す。
【００８６】
【表２】
2004345306.tif 000004
【００８７】
表２から、粉体がスラリーに対し、２０〜５５体積％の比率で混合されているセラミックス構造体Ｎｏ．４２〜４５は、接合面積率が７０％以上と高く、また接合強度も１４６ＭＰａ以上と高いことがわかる。一方、粉体がスラリーに対し、２０〜５５体積％をはずれる比率で混合されているセラミックス構造体Ｎｏ．４１，４６は、接合面積率が７０％未満と低く、また接合強度も８０ＭＰａ以下と低いことがわかる。
【００８８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ヤング率が８０ＧＰａ以上の複数のセラミックス部材から構成されるセラミックス構造体において、その実質的な体積が同一外形の中実体の体積に対して８４％以下となる中空部を有し、かつ固有振動数が前記中実体の固有振動数と同等以上とすることで、セラミックス構造体自身の共振の発生を抑制でき、上記セラミックス構造体を精密機器等の機器に取り付けた場合、機器全体が軽量化でき、機器の振動を抑制することができる。
【００８９】
また、一方のセラミックス部材が、基板と、該基板上のリブとから形成され、該リブと天板となる他方のセラミックス部材とを接合したセラミックス構造体とすることで、中空部を容易に形成することができるとともに、共振に対する安全領域を拡げることができる。
【００９０】
また、上記基板及び天板の厚みをリブの幅の５０％以上としたセラミックス構造体とすることで、共振に対する安全領域をより拡げることができる。
【００９１】
また、複数のセラミックス部材が、基板と、該基板に対向する天板と、基板、天板間に配置されたリブとからなり、該リブを基板及び天板に接合したセラミックス構造体とすることで中空部をより容易に形成することができるとともに、共振に対する安全領域を拡げることができる。しかも、基板、天板、リブが単純形状である場合には、改めて切削により中空部を形成する必要がないため、材料費を削減することもできる。
【００９２】
また、上記セラミックス部材間の接合部に介在する内部欠陥が接合部の厚み方向で４０μｍ未満であって、セラミックス部材同士が当接している部分の面積の総和に対し、前記接合部の面積を７０％以上とすることで、セラミックス部材同士の接合強度を高くすることができるため、信頼性の高いセラミックス構造体を得ることができる。
【００９３】
また、樹脂と、前記セラミックス部材と同材質からなる粉体とを溶媒に混合してスラリーとしてセラミックス成形体の接合面に塗布し、該セラミックス成形体同士を当接させた後、焼成することで、組成的、機械特性上、熱的特性上均質なセラミックス構造体を得ることができる。
【００９４】
さらに、前記セラミックス部材と同材質からなる粉体を、上記スラリーに対し、２０〜５５体積％の比率で混合することで、焼成後のセラミックス部材同士の接合強度を高くすることができるため、信頼性の高いセラミックス構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のセラミックス構造体を示す斜視図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の他の実施形態となるセラミックス構造体を示す斜視図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のセラミックス構造体とその製造方法を示す斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のセラミックス構造体とその製造方法を示す斜視図である。
【図５】比較例である肉抜きのセラミックス構造体を示す斜視図である。
【図６】円盤状成形体と円管状成形体とを接合した斜視図である。
【符号の説明】
１            ：セラミックス構造体
１１，１２    ：セラミックス部材
１２１        ：基板
１２２，１２３：リブ
１３          ：中空部
２            ：天板
３            ：箱材
４            ：構造体
５            ：溝付き支持台
６            ：肉抜き構造体
７            ：セラミックス構造体
８            ：円盤状成形体
９            ：円管状成形体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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