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公開番号2025135383
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024033200
出願日2024-03-05
発明の名称複合材料
出願人TOTO株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C04B 35/577 20060101AFI20250910BHJP(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】十分な強度及び熱伝導率を有する複合材料を提供する。
【解決手段】シリコン及び炭化ケイ素を含む複合材料10を、平面に沿って切断した場合の切断面SAは、粒子径が20μm以上の炭化ケイ素の粒子の断面、である複数の第1領域S1と、切断面SAのうち第1領域S1を除いた領域の全体であって、シリコンの断面及び炭化ケイ素の断面を含む第2領域S2と、を有する。切断面SAにおいて、第1領域S1の占める割合は70%以上である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
シリコン及び炭化ケイ素を含む複合材料であって、
当該複合材料を平面に沿って切断した場合の切断面は、
粒子径が２０μｍ以上の炭化ケイ素の粒子の断面、である複数の第１領域と、
前記切断面のうち前記第１領域を除いた領域の全体であって、シリコンの断面及び炭化ケイ素の断面を含む第２領域と、を有し、
前記切断面において、前記第１領域の占める割合が７０％以上であることを特徴とする複合材料。
続きを表示（約 250 文字）【請求項２】
前記切断面において、シリコンの断面の総和が占める割合が１０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
前記第２領域の少なくとも一部においては、
粒界を介することなく連続した単一の炭化ケイ素の断面が、１つのシリコンの断面の外側を全周に亘り囲んでいることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
【請求項４】
前記第２領域において、炭化ケイ素の断面の占める割合が７０％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン及び炭化ケイ素を含む複合材料に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
シリコン及び炭化ケイ素を含む複合材料は、「ＳｉＳｉＣ」等とも称され、高い耐食性や耐熱性等を有する材料として知られている。下記特許文献１に記載されているように、上記複合材料は、例えば、粉末状の炭素及び炭化ケイ素からなる成型体に、溶融したシリコンを含浸させながら反応焼結させることにより得ることができる。
【０００３】
上記複合材料は、比較的軽量でありながらも高い剛性を有し、更には高い熱伝導率も有する。このため、半導体製造装置等を含む様々な分野への応用が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００１－３４８２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献において図等で示されているように、シリコン及び炭化ケイ素を含む複合材料を切断した場合の切断面には、複数の炭化ケイ素粒子の断面と、それぞれの炭化ケイ素粒子の間を埋めるようにマトリックス状に配置されたシリコンの断面と、が現れる。
【０００６】
それぞれの炭化ケイ素粒子の粒子径が小さくなる程、複合材料の強度（例えば３点曲げ強度）は高くなることが知られている。このため、従来の複合材料においては、炭化ケイ素粒子の粒子径を可能な限り小さくすることが求められていた。しかしながら、炭化ケイ素粒子の粒子径を小さくすると、上記のように複合材料の強度が高くなる一方で、複合材料の熱伝導率が低下してしまうという問題が生じる。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、十分な強度及び熱伝導率を有する複合材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る複合材料は、シリコン及び炭化ケイ素を含む複合材料である。当該複合材料を平面に沿って切断した場合の切断面は、粒子径が２０μｍ以上の炭化ケイ素の粒子の断面、である複数の第１領域と、切断面のうち第１領域を除いた領域の全体であって、シリコンの断面及び炭化ケイ素の断面を含む第２領域と、を有する。また、上記の切断面において、第１領域の占める割合は７０％以上である。
【０００９】
第１領域は、粒子径が２０μｍ以上と比較的大きな炭化ケイ素の粒子の断面である。このような第１領域は、熱抵抗となる粒界が内部に存在しないため、複合材料の熱伝導率に寄与する部分、ということができる。
【００１０】
また、第２領域は、上記の第１領域に含まれない比較的小さな炭化ケイ素の断面と、シリコンの断面と、の両方を含む部分である。このような第２領域は、大きな粒子が存在しないことにより亀裂が進展しにくいため、複合材料の強度に寄与する部分、ということができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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