基于SiC和Si的混合部件和制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够不以树脂为介质，并且不受其形态的影响而进行构成的基于SiC和Si的混合部件。用于解决本发明专利技术问题的基于SiC和Si的混合部件(SiC/Si混合部件(10))的特征在于：在多晶结构的Si部件(基材(12))的内部分散有片状或粉状的SiC部件(填料(14))。并且，在具有这样的特征的SiC/Si混合部件(10)中，可以采用在其表面上具备SiC涂层(16)的构成。在其表面上具备SiC涂层(16)的构成。在其表面上具备SiC涂层(16)的构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于SiC和Si的混合部件和制造方法


[0001]本专利技术涉及混合部件，特别是涉及使用SiC(碳化硅)和Si(硅)作为原材料的混合部件以及其制造方法。

技术介绍

[0002]由于其带隙的广度、热传导率、绝缘击穿电压的高度等原因而作为半导体材料的需要较高的SiC(碳化硅：Silicon carbide)，由于无法通过熔融而再形成(可以在高温下使其升华，然后再结晶化)，因此对于在制造过程中未获得期望品质的制品，许多制品不得不作废弃处分。
[0003]结晶化的SiC由于无法通过高温而熔融，因此有时会通过粉碎，而作为粉末使用。专利文献1中公开的技术是：通过将SiC的粉末混入热固性树脂中进行加热压制而形成多孔质部件，并使Si(硅：Silicon)含浸到其中，从而构成SiC/Si的复合材料。
[0004]如此构成的SiC/Si的复合材料与金属材料相比更轻且比刚度更高、热膨胀率更小，因此其作为产业领域等中的结构材料的需求正在增加。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2011
‑
73906号公报

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题
[0009]根据专利文献1中所公开的技术，废弃的SiC部件也存在可以再利用的可能性。但是，专利文献1中公开的技术将树脂作为介质进行多孔质树脂的形成，同时对于Si采用了含浸的手段。因此，与SiC或Si相比，耐热性低，存在随时间推移而劣化的风险。并且，由于采用了通过含浸而使Si浸透至内部的构成，因此存在难以构成具有厚度的实心材料的问题。
[0010]因此在本专利技术中，以提供一种能够不以树脂为介质，并且不受其形态的影响而进行构成的基于SiC和Si的混合部件及其制造方法为目的。
[0011]解决技术问题的技术手段
[0012]为了达成所述目的，本专利技术涉及的基于SiC和Si的混合部件的特征在于：多晶结构的Si部件的内部分散有片状或粉状的SiC部件。
[0013]并且，具有所述特征的基于SiC和Si的混合部件可以在表面上形成有Si C层。通过具有这样的特征，能够提高混合部件表面的致密度。
[0014]并且，为了达成所述目的，本专利技术涉及的基于SiC和Si的混合部件的制造方法的特征在于所述方法具有：准备制成片状或粉状的Si部件和制成片状或粉状的SiC部件的准备工序、使基于所述Si部件和所述SiC部件的混合材料升温至所述Si部件的熔融温度的加热工序、使熔融的所述Si部件在包含所述SiC部件的状态下再结晶化的冷却工序。
[0015]并且，在具有所述特征的基于SiC和Si的混合部件的制造法中，可以进一步具有：
只将所述准备工序中准备的所述Si部件和所述SiC部件放入指定的容器，在该指定的容器内使所述Si部件和所述SiC部件在固体的状态下混合的搅拌工序。通过具有这样的特征，SiC相对于Si的混合状态(分散状态)变得良好。
[0016]并且，在具有所述特征的基于SiC和Si的混合部件的制造方法中，在所述加热工序中，可以利用所述Si部件的对流而使所述SiC部件分散在所述Si部件中。通过具有这样的特征，即使省略搅拌工序，也能够使SiC分散在Si中。
[0017]并且，在具有所述特征的基于SiC和Si的混合部件的制造方法中，可以在所述冷却工序之后，具有在表面上形成SiC涂层的表面处理工序。通过具有这样的特征，能够提高所构成的基于SiC和Si的混合部件的表面的致密度。
[0018]专利技术的效果
[0019]根据具有所述特征的基于SiC和Si的混合部件以及其制造方法，能够不以树脂为介质，并且不受其形态的影响而进行构成。
附图说明
[0020][图1]表示实施方式涉及的基于SiC和Si的混合部件的构成的示意图。
[0021][图2]表示在实施方式涉及的基于SiC和Si的混合部件的表面上设置有SiC涂层的情况的例子的示意图。
[0022][图3]用于说明实施方式涉及的基于SiC和Si的混合部件的制造方法中的准备工序的图。
[0023][图4]用于说明实施方式涉及的基于SiC和Si的混合部件的制造方法中的准备工序中的搅拌工序的图。
[0024][图5]用于说明实施方式涉及的基于SiC和Si的混合部件的制造方法中的加热工序的图。
[0025][图6]表示在实施方式涉及的基于SiC和Si的混合部件的制造方法中的冷却工序结束后除去容器的状态的图。
[0026]本专利技术的具体实施方式
[0027]以下，对于本专利技术的基于SiC和Si的混合部件涉及的实施方式，参照附图详细地进行说明。需要说明的是，以下表示的实施方式是实施本专利技术时的适合方案的一部分，在能够发挥其效果的范围内，即使对构成的一部分进行变更，也可以视为本专利技术的一部分。
[0028][SiC/Si混合部件][0029]首先，参照图1，对本实施方式涉及的基于SiC和Si的混合部件(以下，称为SiC/Si混合部件10)的构成进行说明。需要说明的是，虽然在图1中，其形态为矩形(立方体)，但对于其外观形态并无限定。
[0030]本实施方式涉及的SiC/Si混合部件10是将基材12设为Si、填料14设为SiC的混合部件。图1所示的形态的SiC/Si混合部件10是在多晶化的Si的内部中分散有片状的SiC片的混合部件。作为填料14的SiC的分布密度并无限制，可以根据SiC/Si混合部件10所期望的特性等而变化。
[0031]例如，在提高SiC的密度的情况下，会构成具有硬度、热传导性、耐氧化性、耐化学试剂性和耐等离子体蚀刻性提高，且Si的断裂韧性值(劈开性＝脆性)下降的特性的部件。
另一方面，在使SiC的密度下降的情况下，会构成在与SiC单体制品的比较中，具有加工性提高、重量减轻等特性的部件。
[0032][效果][0033]这样，本实施方式涉及的SiC/Si混合部件10可以通过基材12和填料14的混合比例，而任意地对特性进行调整。并且，构成部件只有Si和SiC，因此与以树脂为介质而进行SiC的形状形成的以往技术相比，能够提高耐热性。
[0034]并且，在具有这样的构成的SiC/Si混合部件10中，如图2所示，可以在SiC/Si混合部件10的表面上设置SiC涂层16。因为通过采用这样的构成，能够提高表面的致密度。
[0035][变形例][0036]在所述实施方式中，记载了作为填料14而分散在作为基材12的Si中的SiC为片状。但是，SiC也可以是粉状。通过使分散的SiC为粉状(粉体)，可以使各个SiC的体积变小。由此，可以使由于和作为基材的Si的热膨胀率不同而导致的应力的影响变小。
[0037]并且，通过使作为填料14的SiC为粉状，可以极大地提高SiC的混合比例。
[0038][第1制造方法][0039]接下来，参照图3到图6，对实施方式涉及的SiC/Si混合部件的第1制造方法进行说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于SiC和Si的混合部件，其中，在多晶结构的Si部件的内部分散有片状或粉状的SiC部件。2.如权利要求1所述的基于SiC和Si的混合部件，其表面形成有SiC层。3.一种基于SiC和Si的混合部件的制造方法，其具有：准备制成片状或粉状的Si部件和制成片状或粉状的SiC部件的准备工序、使基于所述Si部件和所述SiC部件的混合材料升温至所述Si部件的熔融温度的加热工序、以及使熔融的所述Si部件在包含所述SiC部件的状态下再结晶化的冷却工序。4.如权利要求3所述的基于SiC和Si的混合部件的制造方法，其进一步具有：只将所述准备工序中准备的所述Si部件和所述SiC部件放入指定的容器，在该指定的容器内使所述Si部件和所述SiC部件在固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：中本真由美，
申请(专利权)人：飞罗得材料技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：