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MoSi2ヒーター

JX's MoSi2ヒーター

MoSi2を主成分とするヒーターは、一般に抵抗調整および耐酸化性向上等の目的でMoSi2にガラス成分が添加されております。当社ではガラス成分に純粋なSiO2を使用することにより、発熱体表面に形成される酸化保護被膜を高純度化し、市販品より優れた性能を有するMoSi2ヒーターを開発しました。
高純度な酸化保護被膜は、市販品に比べ酸素の拡散速度を大幅に抑制する効果があります。
この効果により当社品は高温熱サイクルの処理条件に対し、極めて長寿命となります。

ヒーター表面酸化被膜の二次元的模式図

ヒーター線径の減少速度比較

当社品はヒーター線径の消耗が遅く、初期の発熱量を長期間維持できる

スーパークリーン・グレード

MoSi2ヒーターは、酸化雰囲気中の高温仕様ヒーターとして従来から幅広く使用されています。
しかし近年は、半導体用ウエハを始め各熱処理製品の要求仕様の高まりとともに、通電加熱時にヒーター表面から飛散する不純物の影響を無視できなくなってきています。
当社では高温通電加熱においても、アルカリ金属や重金属元素の飛散がないスーパークリーングレードのMoSi2ヒーターを開発しており、高純度な熱処理環境を要求されるお客様の期待にお応えします。

耐火煉瓦上で通電加熱後の変色比較

石英管内壁のSEM像およびEPMA分析結果

  1. ※1EPMAの検出元素には、下地のSiO2(Si,O)と、解析のために蒸着したAuは除いている。
  2. ※2蒸着したAuを意図的に引っ掻いて集積させたもの。下地が平滑で不純物が付着していないことが分かる。

ペスト対策グレード

ヒーターが粉状化(ペスト)するため従来使用が不可能だった500℃前後の温度域においても、当社ペスト対策ヒーターはガラス成分の組成を最適化することにより殆どペストを生じません。
従来は困難であった低温保持にも対応可能で、急速昇温低温保持用ヒーターとして期待されます。

ペスト反応とは?

日本金属学会会報 第32巻 第10号(1993)P670より引用

MoSi2は、1000℃以上の高温では下記の式(領域III)のようにSiが選択され、耐酸化性に優れたSiO2膜を生成します。一方、600℃以下(領域I)では、MoとSiの同時酸化が起こり、材料表面が粉状化します。この粉状化現象をペストと呼びます。もしMoO3が形成されると、その形成時の体積膨張と高い蒸気圧からさらなるペストを引き起こし、材料内部まで劣化を進めます。

領域Ⅰ:2MoSi2 + 7O2 → 2MoO3 + 4SiO2
領域Ⅲ:5MoSi2 + 7O2 → Mo5Si3 + 7SiO2
領域Ⅴ:2MoSi2 + 5O2 → 2MoO3 + 4SiO

耐ペスト比較試験 I

室温と480℃-10時間保持のサイクル試験

耐ペスト比較試験 II

通電評価試験炉の外観

炉温400℃で連続通電試験後の外観

特殊形状ヒーター

顧客のニーズが多様化するとともに、ヒーターの方も様々な形状が必要となります。
当社では用途に合わせたヒーター形状を提案できるとともに、放熱が大きい端子部の数を可能な限り減らした特殊形状の加工が可能です。そのために均熱性と省エネルギーの両方において効果のあるMoSi2ヒーターを提供できます。

パノラマヒーター
(急速加熱対応)

基板ヒーター
(各種基板加熱に)

変則パノラマヒーター
(部分加熱対応)

パノラマモジュールヒーター
(円筒領域の均熱性に優れる)

本製品の販売は、JX金属商事株式会社が行っております。
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