製品・サービス

MoSi2ヒーター

JX's MoSi2ヒーター

JX's MoSi2ヒーター

MoSi2ヒーター(二珪化モリブデンヒーター)は大気中(酸素雰囲気中)で1800℃程度までの使用が可能な発熱体であり、同様に大気中で使用されるカンタル線やニクロム線、SiCヒーター(炭化ケイ素ヒーター)と比較して、より高温の発生が可能です。また、炉の設計次第で、1800℃以上の超高温での使用が可能となる場合もあります。主な使用用途は、各種セラミックスの焼成 (Al2O3やZrO2、MgOなど)、ガラスの溶解や熱処理、パワー半導体ウェハーのアニール、各種金属の焼結・焼き入れなど多岐に渡ります。
当社が開発した高純度MoSi2ヒーターのグレードを下記に記載します。長寿命化(耐変形特性、母材強度など)と併せて、ワークの汚染防止(変色)や高温発生、ペストなどといった課題を解決するMoSi2ヒーターをご提供します。

JX製MoSi2ヒーターのラインナップ

  • ※1 発熱体の表面温度であり、昇温プログラム等の設定条件に大きく依存します。
  • ※2  Ar, He, N2想定。定期的な酸化被膜の再生処理が必要となる可能性がございます。
グレード 耐熱性 耐ペスト性 耐変色性 品位 発熱体最高使用温度※1 特徴
大気
(℃)
不活性ガス※2
(℃)
標準(1800℃)グレード 1800 1700 一般的な工業炉向けヒーター
変色抑制グレード 1900 1800 ワークの汚染, 変色を最小限に抑制
1900℃グレード 1900 1800 炉内温度1800℃以上での利用が可能
※炉の構成にも依存
ペスト対策(AP)グレード 1800 1700 低温域でのペスト発生を抑制
スーパークリーン(SC)グレード 1800 1700 アルカリ金属と重金属による汚染を抑制

標準(1800℃)グレード

標準(1800℃)グレード

表面の酸化被膜を高純度化することで、MoSi2ヒーターの長寿命化に成功しました。高純度な酸化被膜は酸素の拡散を抑制する効果があり、この効果により、高温酸化雰囲気において長寿命となります。

ヒーター表面の酸化被膜成長速度の比較

ヒーター表面の酸化被膜成長速度の比較 グラフ
長時間加熱後のヒーター外観比較、線経現象(発熱量低下)のサイクル

変色抑制グレード

セラミック焼成時の変色を軽減するMoSi2ヒーターを開発しました。耐熱るつぼの焼成などにおいて変色を軽減する効果があります。また、急速昇温にも対応可能です。

熱処理後のセラミック材の外観

被加熱物 変色抑制
グレード
標準
グレード
他社品
セラミックA材
セラミックA材(変色抑制グレード)
セラミックA材(標準グレード)
セラミックA材(他社品)
セラミックB材
セラミックB材(変色抑制グレード)
セラミックB材(標準グレード)
セラミックB材(他社品)

変色抑制グレードは、他グレードや他社品に比べて変色抑制効果が高いことを種々のセラミックで確認しております。

長時間加熱後の発熱部断面構造

市販品
市販品
変色抑制グレード
変色抑制グレード

変色抑制グレードでは、長時間加熱後も安定した酸化被膜が形成されていることを確認。

1900℃グレード

1900℃グレード

より高い温度で熱処理ができるMoSi2ヒーターを開発しました。
大気中でも炉内の温度を1800℃以上まで昇温することが可能となり、より幅広い温度範囲で使用することができます。

1800℃昇温後の発熱部外観

1900℃グレード
1900℃グレード
標準(1800℃)グレード
標準(1800℃)グレード

1900℃グレード表面は強固な酸化被膜が形成され、高温域で高い耐久性を有します。
標準グレードは酸化被膜に劣化が見られます。

ペスト対策(AP)グレード

当社AP品と標準品の違い

低温度域において、MoSi2ヒーターにみられるペスト現象を抑制したペスト対策グレードを開発しました。従来は困難であった低温域での長時間使用が可能となります。
また、端子部のみへの適用(別グレードとの組み合わせ)も可能です。

ペスト反応とは?

室温~500℃サイクル試験 当社AP品と他社品の違い

当社品はペスト反応を抑制します。

MoSi2は1000℃以上の高温では、Siが選択的に酸化され(式Ⅰ)、耐酸化性に優れたSiO2膜を生成しますが、600℃以下では、MoとSiの同時酸化が起こり(式Ⅱ)、ペストが生じます。
さらに、欠陥部でMoO3が形成されると、形成時の体積膨張と、その高い蒸気圧がペストの生成を促進します。

5MoSi2 + 7O2 → Mo5Si3 + 7SiO2…(Ⅰ)
2MoSi2 + 7O2 → 2MoO3 + 4SiO2…(Ⅱ)

スーパークリーン(SC)グレード

スーパークリーン(SC)グレード

高温熱処理過程において、ヒーター表面からのアルカリ金属や重金属類の飛散がないMoSi2ヒーターを開発しました。
半導体ウェハをはじめとした製品にクリーンな熱処理環境を提供します。

製品中の不純物濃度の比較

製品中の不純物濃度の比較 棒グラフ

スーパークリーングレードは他社品に比べて不純物が少ないことを確認しております。

  • データは代表値です

不純物のトラップ試験

試験方法:石英管内で加熱処理
試験方法:石英管内で加熱処理
試験結果:石英管内壁のSEM像
試験結果:石英管内壁のSEM像

不純物のトラップ量が低いことを確認しております。

  • 蒸着したAuを意図的に引っ掻いて集積させたものです。下地が平滑で不純物が付着していないことが分かります。

特殊形状ヒーター

顧客のニーズが多様化するとともに、ヒーターも様々な形状が必要となります。
当社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。
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)

パノラマヒーター
(急速加熱対応)

基板ヒーター(各種基板加熱用途)

基板ヒーター
(各種基板加熱用途)

変則パノラマヒーター(部分加熱対応)

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)

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)

これらの特殊形状ヒーターは全グレードで作製可能です。

付録

対応可能なヒーター線径(端子部含む)と電気特性

製品範囲

グレード 線径組み合わせ 発熱部/端子部
Φ3/6 Φ4/9 Φ6/12
標準(1800℃)グレード
変色抑制グレード
1900℃グレード
ペスト対策(AP)グレード
スーパークリーン(SC)グレード

※の作製可否についてはお問合せ下さい。
また、異種グレードの組み合わせも可能ですので、お気軽にお問合せ下さい。

表面温度と電気抵抗の関係

当社の全グレードで電気抵抗を統一しています。また、標準的な他社品と同様の傾向を示すため、現在使用中の炉でそのままご使用いただけます。

表面温度と電気抵抗の関係のグラフ
※ 代表的な2品種をプロット
お問い合わせ
ウェブから

24時間受け付けております。