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公開番号2025002179
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102158
出願日2023-06-22
発明の名称複合部材、接合体、および、保持装置
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人
主分類C04B 35/582 20060101AFI20241226BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】複合部材において、熱伝導性を向上させる技術を提供する。
【解決手段】複合部材は、窒化アルミニウムと炭化珪素とを含み、エネルギ分散型X線分光法(EDS法)によって得られる、複合部材の断面における、珪素の分布図と、炭素の分布図と、アルミニウムの分布図とを重ねて見たときに、珪素の分布領域のうち、珪素と炭素が重なっている領域と珪素と炭素とが重なっていない領域とを有し、珪素と炭素とが重なっていない領域の内側に、珪素とアルミニウムとが重なっている領域を有している。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
複合部材であって、
窒化アルミニウムと炭化珪素とを含み、
エネルギ分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ法）によって得られる、前記複合部材の断面における、珪素の分布図と、炭素の分布図と、アルミニウムの分布図とを重ねて見たときに、
珪素の分布領域のうち、珪素と炭素が重なっている領域と珪素と炭素とが重なっていない領域とを有し、
珪素と炭素とが重なっていない領域の内側に、珪素とアルミニウムとが重なっている領域を有している、
ことを特徴とする複合部材。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
請求項１に記載の複合部材は、さらに、
チタン化合物を含む、
ことを特徴とする複合部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の複合部材であって、
熱伝導率は、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
ことを特徴とする複合部材。
【請求項４】
接合体であって、
請求項１または請求項２に記載の複合部材と、
前記複合部材と接合されるセラミック材と、を備える、
ことを特徴とする接合体。
【請求項５】
請求項４に記載の接合体であって、
前記複合部材と前記セラミック材とは、金属接合によって接合されている、
ことを特徴とする接合体。
【請求項６】
保持装置であって、
請求項４に記載の接合体を備えており、
前記セラミック材は、チャック電極を有しており、
前記複合部材は、冷却機能を有する、
ことを特徴とする保持装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合部材、接合体、および、保持装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、複数材料からなる複合部材が知られている。例えば、特許文献１，２には、炭化珪素を主要な構成相とし、珪化チタンやチタンシリコンカーバイドなどを含む複合部材が開示されている。また、特許文献３には、珪化チタンを主要な構成相とし、炭化珪素や炭化チタンなどを含む複合部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６１８２０８２号公報
特許第５６６６７４８号公報
特開２０２１－１１６２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１～３のような先行技術によっても、複合部材において、熱伝導性を向上させる技術については、なお、改善の余地があった。例えば、特許文献１，２に記載の複合部材は、炭化珪素を粒子として含んでおり、特許文献３に記載の複合部材は、珪化チタンを粒子として含んでいる。このため、複合部材の内部には、粒子間に、伝熱抵抗となる隙間に形成されやすく、粒子の分散状態によっては熱伝導性にばらつきが生じする。したがって、複合部材の熱伝導性が低くなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、複合部材において、熱伝導性を向上させる技術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】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、複合部材が提供される。この複合部材は、窒化アルミニウムと炭化珪素とを含み、エネルギ分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ法）によって得られる、前記複合部材の断面における、珪素の分布図と、炭素の分布図と、アルミニウムの分布図とを重ねて見たときに、珪素の分布領域のうち、珪素と炭素が重なっている領域と珪素と炭素とが重なっていない領域とを有し、珪素と炭素とが重なっていない領域の内側に、珪素とアルミニウムとが重なっている領域を有している。
【０００８】
この構成によれば、複合部材は、ＥＤＳ法によって得られる複合部材の断面における、珪素の分布図と、炭素の分布図と、アルミニウムの分布図とを重ねて見たときに、珪素の分布領域のうち、珪素と炭素が重なっている領域と珪素と炭素とが重なっていない領域とを有している。すなわち、熱伝導性が比較的高い炭化珪素が偏在している。一方で、珪素と炭素とが重なっていない領域の内側には、珪素とアルミニウムとが重なっている領域を有している。すなわち、炭化珪素が存在していない領域には、熱伝導性が比較的高い窒化アルミニウムが存在している。これにより、複合部材全体では、熱伝導性が比較的高い炭化珪素または窒化アルミニウムのいずれかが存在することとなるため、複合部材における熱伝導のばらつきを低減され、熱伝導性を向上させることができる。
【０００９】
（２）上記形態の複合部材において、前記複合材料としてチタン化合物を含んでもよい。この構成によれば、複合部材は、チタン化合物を含むため、窒化アルミニウムと炭化珪素とから形成される複合部材の熱膨張係数を制御することができる。これにより、例えば、高温となる他の部材と複合部材とを接合させて、複合部材を放熱部材として利用する場合、熱膨張の違いによって、他の部材が複合部材から剥離することを抑制できる。これにより、複合部材は、他の部材の熱を効率的に逃がす（抜熱する）ことができるとともに、他の部材との接合状態を維持することができる。
【００１０】
（３）上記形態の複合部材において、熱伝導率は、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってもよい。この構成によれば、複合部材の内部において、炭化珪素が存在しない領域に、比較的小さい粒径を有する窒化アルミニウムを有している。これにより、複合部材全体の熱伝導率を、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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