CN109790075A

CN109790075A - 透明尖晶石烧结体、光学构件以及透明尖晶石烧结体的制造方法

Info

Publication number: CN109790075A
Application number: CN201780061111.5A
Authority: CN
Inventors: 碇真宪
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2019-05-21
Anticipated expiration: 2037-10-05
Also published as: EP3524586A1; JPWO2018066636A1; KR20190055825A; CN109790075B; WO2018066636A1; US20210292241A1; US11673838B2; EP3524586A4; JP6673492B2; KR102510257B1; CA3039306A1

Abstract

本发明提供透明尖晶石烧结体，其为由Al/Mg比为1.97～2.03的Mg‑Al尖晶石粉末或者Mg氧化物与Al氧化物的混合粉末制成的尖晶石烧结体，除Al和Mg以外的金属杂质的合计含量不到100ppm，厚度3mm的试样的厚度方向上的190nm至400nm的波长范围的全光线透射率为80％以上，能够作为使来自紫外线发光元件的光透射的介质利用。

Description

透明尖晶石烧结体、光学构件以及透明尖晶石烧结体的制造方法

技术领域

本发明涉及作为在利用了紫外线发光二极管元件(UV-LED元件)的应用制品中使用的紫外光透射介质的透明尖晶石烧结体、光学构件以及透明尖晶石烧结体的制造方法。

背景技术

UV光源在树脂固化、粘接、化学物质的分解、治疗、杀菌、检查等各种领域中的应用不断发展，最近也出现LED(发光二极管，light emitting diode)型的光源，期待进一步促进其普及。

不过，如果要成为该杀菌，为了将细菌细胞的DNA链破坏，必须照射波长250～280nm的紫外光(紫外线波长的光、UV光)、称为所谓UV-C的紫外线，对于现有的蓝色LED用光学构件而言，存在着耐紫外线性弱而不能利用的问题。

因此，作为UV-LED用光学构件，提出了几个具有耐紫外线性的UV光透射介质的方案。

例如，在日本特开2016-6832号公报(专利文献1)中公开了一种光学元件，其使用热塑性的全氟树脂形成，在一个表面具有透镜形状，在另一表面具有与上述透镜形状成对的凹形状，上述凹形状是随着从表面开口部向内侧行进、开口面积变小的形状，另外公开了一种UV-LED元件的封装方法，其具有基板、与基板接合的发光元件、将与基板接合的发光元件密封的密封层、在密封层上层叠并且在一个表面具有透镜形状的光学元件，密封层和光学元件使用热塑性的全氟树脂形成，在至少形成了透镜形状的区域中，光学元件的另一表面与密封层密合。

但是，一般地，全氟树脂难以与半导体元件、金属电极、陶瓷基板等直接接合，存在着使用中容易剥离这样的问题。

另外，在日本特开2016-49519号公报(专利文献2)中公开了对由水性流体构成的被杀菌流体照射具有杀菌作用的紫外线、进行该被杀菌流体的杀菌的紫外线杀菌装置，在其正文中，作为使紫外线透射的窗材，公开了蓝宝石、天然或合成石英、氟化钙、氟化镁、玻璃等无机材料、PFA、FEP、ETFE、PCTFE等氟系树脂。

但是，单晶蓝宝石由于过硬，因此存在透镜形状等的形状加工困难的问题，在石英玻璃的情况下，由于热导率只为1W/m·K，因此存在放热不充分、元件劣化的问题，在氟化钙的情况下，存在稳定供给困难、只能应对望远镜透镜等少量特殊用途的问题，氟化镁由于具有双折射性，因此存在光分布设计困难的问题，对于普通的玻璃而言，由于吸收UV区域的光，因此存在透射性、长期稳定性差的问题，妨碍了其普及。

作为透光性材料之一，目前为止已知尖晶石材料。例如，单晶尖晶石只要是晶体品质良好的材料，就能够使紫外线透射，可期待作为UV-LED用窗材的应用。但是，实际上单晶尖晶石的培养困难，只提起1.5英寸左右的锭，并且在提起的锭中的大量的区域中产生条纹等缺陷，难以作为UV透射用构件大量地提供。

因此，也开发出了多晶烧结体型的尖晶石材料。例如，在日本专利第5435397号公报(专利文献3)中，公开了尖晶石制透光用窗材，其为由尖晶石烧结体(MgO·nAl₂O₃)构成的透光用窗材，其特征在于，在上述透光用窗材中所含有的气孔的最大直径为100μm以下，并且最大直径10μm以上的气孔数为每1cm³的上述透光用窗材2.0个以下，记载了使光的散射因子减小，机械强度也优异。

但是，在该专利文献的正文中只提及对于从可见光到中红外区域的光的透射率高，没有提到UV区域中的透射率。另外，在该专利文献的说明书中，作为形成尖晶石烧结体的尖晶石，其为由分子式MgO·nAl₂O₃表示的化合物，n的值优选1.05～1.30。

另外，在日本专利第4830911号公报(专利文献4)中，作为透明性和其稳定性优异的尖晶石烧结体，公开了组成为MgO·nAl₂O₃(1.05≤n≤1.30)、Si元素的含量为3ppm以上且20ppm以下的尖晶石烧结体。

但是，对于专利文献3、4的烧结体而言，Al/Mg比为2.1～2.6，相对于MgO，处于Al₂O₃的比例多的状态。对于Al-Mg尖晶石烧结体而言，这样地，相对于MgO，Al₂O₃的比例越增多，烧结性变得越良好，变得容易透明化，相反，非化学计量缺陷(层叠缺陷这样的缺陷)慢慢增大，烧结体整体的透射率倾向于慢慢地变差。特别地，存在着波长200nm以下的紫外线区域中的透射率的降低剧烈、UV-C区域中的利用变得困难的问题。

另外，在日本特开2015-61813号公报(专利文献5)中公开了电光陶瓷，其为具有式AxCuByDvEzFw的微晶的电光陶瓷，A和C选自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Sc³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hf⁴⁺及其混合物组成的组中，B和D选自由Mg²⁺、Al³⁺、Ga³⁺、In³⁺、Sc³⁺、Zn²⁺、Y³⁺、Nb³⁺、Ru³⁺、Rh³⁺、La³⁺、Gd³⁺及其混合物组成的组中，E和F主要选自由S、Se和O的二价的阴离子以及其混合物组成的组，x、u、y、v、z且w满足下述式

0.125＜(x+u)/(y+v)≤0.55

z+w＝4；

在A＝C＝Mg²⁺且B＝D＝Al³⁺时E和F都不能为O这样的条件下，上述微晶中的至少95重量％显示尖晶石型的对称的立方晶晶体结构，在具有380～800nm的波长的可见光的区域中具有至少200nm的宽度的窗中，所述电光陶瓷在2mm的试样厚度下，具有超过95％的线性透射率，记载了能够提供具有高折射率、高阿贝数和/或优异的比相对部分色散以及低的应力诱导双折射的材料。

但是，在该专利文献中，只提及在可见光光谱区域(380～800nm)和最大5000nm的近IR～远红外线光谱区域中具有高透射性的尖晶石型的电光陶瓷，对于UV区域中的透射率没有提及。

在这样的状况下，最近，在日本专利第5563766号公报(专利文献6)中公开了透明尖晶石陶瓷，其为透明尖晶石陶瓷，其特征在于，(1)晶体结构基本上由尖晶石立方晶构成，(2)平均晶粒尺寸在5～250μm的范围，(3)在厚10mm的试样的厚度方向上，波长600nm和3200nm处的光透射的基线处的线性透射率为70％以上，(4)陶瓷整体的Al/Mg原子比位于2.3～1.95的范围，(5)包含0.1～1.5重量％的选自MgF₂和AlF₃中的1种以上，(6)包含MgF₂和AlF₃，并且MgF₂/AlF₃的重量比为0.2～5.0的范围，示出即使是200nm的紫外线区域、即使是厚10mm的试样，也能够实现50％以上的透光性。

在该专利文献中，示出了如下公知例：使用透明尖晶石陶瓷，并且即使在200nm处的紫外线区域也具有某种程度的透光性，可望作为UV透射用构件。但是，如果对该材料仔细地斟酌，可知具有一个大问题。即，添加0.1重量％以上的MgF₂和AlF₃。特别地，在200nm处的紫外线区域中的透光性良好的实施例中，能够确认MgF₂和AlF₃的添加量分别为0.3重量％(3000ppm)，是非常多的量。

一般地，已知MgF₂和AlF₃为从紫外线区域到红外线区域在广阔的范围中无吸收的材料。不过，它们都具有立方晶以外的晶体结构(MgF₂为正方晶，AlF₃为三斜晶)，也是显示出存在双折射、线性透射率大幅降低、氧化物烧结体中作为异相混杂时强度大幅降低等各种缺点的材料。对该专利文献正文中确认时，公开了在尖晶石原料中添加MgF₂和AlF₃的目的为使成为散射源的残余气孔锐减。但是，如果替代残余气孔的减少而大量地添加具有各种缺点的异相(MgF₂和AlF₃)，则不能得到能够在工业上有效利用的UV透射用构件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-6832号公报

专利文献2：日本特开2016-49519号公报

专利文献3：日本专利第5435397号公报

专利文献4：日本专利第4830911号公报

专利文献5：日本特开2015-61813号公报

专利文献6：日本专利第5563766号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供能够作为使来自紫外线发光元件的光透射的介质利用的透明尖晶石烧结体、光学构件以及透明尖晶石烧结体的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明为了实现上述目的，提供下述的透明尖晶石烧结体、光学构件以及透明尖晶石烧结体的制造方法。

[1]透明尖晶石烧结体，是由Al/Mg比为1.97～2.03的Mg-Al尖晶石粉末或者Mg氧化物与Al氧化物的混合粉末制成的尖晶石烧结体，除Al和Mg以外的金属杂质的合计含量不到100ppm，在厚度3mm的试样的厚度方向上的从190nm至400nm的波长范围的全光线透射率为80％以上。

[2][1]所述的透明尖晶石烧结体，其中，C、N、F、S和P的合计含量不到100ppm。

[3][1]或[2]所述的透明尖晶石烧结体，其中，内有不会吸收入射的紫外光而在内部使其散射的微小气泡。

[4][1]～[3]中任一项所述的透明尖晶石烧结体，其中，热导率超过10W/m·K。

[5][1]～[4]中任一项所述的透明尖晶石烧结体，其中，波长190～400nm处的折射率为1.7以上且2.0以下。

[6]光学构件，其包含[1]～[5]中任一项所述的透明尖晶石烧结体，成为配置在发出波长400nm以下的光的紫外线发光元件的出射光侧而使来自该紫外线发光元件的光透射的介质。

[7][6]所述的光学构件，其中，所述紫外线发光元件为发出波长315～400nm的UV-A区域、波长280～315nm的UV-B区域、波长100～280nm的UV-C区域中的至少任一个波长区域的光的紫外线发光二极管元件。

[8][6]或[7]所述的光学构件，其用无机氧化物粘接剂粘接而配置于所述紫外线发光元件。

[9][6]～[8]中任一项所述的光学构件，其中，所述透射的光的出射面具有球面或非球面的透镜形状、将球面或非球面的透镜配置为阵列状的阵列结构、或者包含微细凹凸或微细金字塔的纹理结构。

[10]透明尖晶石烧结体的制造方法，其中，将纯度为4N以上、采用BET法得到的比表面积为10～25m²/g且平均一次粒径为80～200nm、Al/Mg比为1.97～2.03的Mg-Al尖晶石粉末或者Mg氧化物和Al氧化物的混合粉末作为起始原料，对于该起始原料不添加烧结助剂下在含氧气氛中实施了烧成处理后，进行粉碎处理而制成原料粉末，接下来，将该原料粉末填充到模具中加压成型，进行烧结，制造[1]～[5]中任一项所述的透明尖晶石烧结体。

[11][10]所述的透明尖晶石烧结体的制造方法，其中，起始原料为Mg-Al尖晶石粉末时的烧成温度为700～950℃，起始原料为Mg氧化物与Al氧化物的混合粉末时的烧成温度为800～1100℃。

[12][10]或[11]所述的透明尖晶石烧结体的制造方法，其中，所述烧成处理和粉碎处理后的原料粉末的采用BET法得到的比表面积为10～14m²/g。

发明的效果

根据本发明，能够实现在波长190nm以上且400nm以下的紫外线波长区域的全范围抑制吸收、其全光线透射率为80％以上、也能够用耐紫外线性高的无机氧化物粘接剂与UV发光元件直接粘接、也无具有双折射成分的异相的存在、热导率也高达超过10m·K、可在工业上有效利用的高水平的用于紫外线发光元件的UV透射构件。

附图说明

图1为实施例1-1中使用的、对起始原料进行烧成处理、然后进行粉碎处理而成的尖晶石原料粉末的电子显微镜像。

图2为表示实施例1-1的尖晶石烧结体的全光线透射率的测定结果的图。

图3为表示实施例1-1的尖晶石烧结体的折射率的测定结果的图。

具体实施方式

[透明尖晶石烧结体]

以下对本发明涉及的透明尖晶石烧结体进行说明。

本发明涉及的透明尖晶石烧结体是由Al/Mg比(原子比。下同。)为1.97～2.03的Mg-Al尖晶石粉末或Mg氧化物与Al氧化物的混合粉末制成的尖晶石烧结体，是由Al/Mg比为1.97～2.03的Mg-Al尖晶石型复合氧化物制成的许多烧结粒构成的多晶烧结体。另外，该Mg-Al尖晶石烧结体的特征在于，除Al和Mg以外的金属杂质的合计含量不到100ppm，透射紫外光，在厚度3mm的试样的厚度方向上，190nm至400nm的波长范围的全光线透射率为80％以上。应予说明，用“A～B”表示数值范围的情况下，是A以上且B以下的含义，包含其两端的数值。另外，这里所说的ppm为重量ppm(wt ppm)。

此时，Mg-Al尖晶石烧结体的原子比Al/Mg最优选为与化学计量系数对应的2.00(为MgAl₂O₄)。如果成为偏离该比率的非化学计量组成尖晶石，则有可能产生与其比率偏离的大小成比例的点缺陷。因此，在本发明中，使用使Al/Mg比为1.97以上且2.03以下的Mg-Al尖晶石粉末或者Mg氧化物与Al氧化物的混合粉末。如果Al/Mg比为该范围内，几乎不产生非化学计量缺陷吸收，对于紫外光具有高透射性。

如果烧结体的Al/Mg比在1.97至2.03的范围内，其结构以MgAl₂O₄型尖晶石立方晶作为主相，优选由尖晶石立方晶构成。应予说明，所谓成为主相，是指作为晶体结构，尖晶石立方晶占全体的90体积％以上、优选95体积％以上、更优选99体积％以上、进一步优选99.9体积％以上、特别优选100体积％。如果晶体结构为立方晶，则双折射产生的散射的影响消失，特别是在UV波长区域的全光线透射率提高，因此优选。

再有，制造本发明中的透明尖晶石烧结体时，优选利用以Al/Mg比＝2.00为目标而称量和制作的起始原料。这种情况下，可利用预先以Al/Mg比＝2.00为目标而煅烧的尖晶石原料粉末(MgAl₂O₄粉末)，也可利用将以成为Al/Mg比＝2.00的方式分别称量的Al氧化物粉末(Al₂O₃粉末)和Mg氧化物粉末(MgO粉末)的混合原料进行煅烧和混合处理而准备的混合原料。

不过，为了使其不吸收UV区域的光，在利用MgAl₂O₄粉末原料的情形和利用Al₂O₃粉末与MgO粉末的混合原料的情形下，其纯度为99.99质量％(4N)以上都是必不可少的。即，本发明的透明尖晶石烧结体由以将纯度4N以上的原料烧结而得到的立方晶MgAl₂O₄尖晶石作为主成分的烧结体构成。

其中，通过利用原料纯度为4N以上的起始原料，除此以外没有添加包含其他金属成分的原料(烧结助剂等)，从而能够将烧结体中的Mg和Al以外的金属杂质的合计浓度(合计含量)、特别是Li杂质浓度控制到不足100ppm。换言之，可在成为纯度4N的余量的水平以下的范围含有其他元素。对于其他元素，在多数的情况下，可列举出在制造工序的中途不可避免地混入的杂质元素，作为各种杂质组，典型地能够例示钙(Ca)、硅(Si)、铁(Fe)、钇(Y)、锆(Zr)、钨(Ta)、钼(Mo)等。

就其他元素的含量而言，在将MgAl₂O₄的总量设为100质量份时，以其他元素的氧化物质量份换算计，优选为0.01质量份以下，特别优选为0.001质量份以下(基本上为零)。

另外，优选烧结体中的C、N、F、S和P的合计含量为不到100ppm。C、N多数情形包含于粘结剂等有机添加剂中。因此，在本发明中，优选在成型后一定在大气或氧气氛中、800℃以上进行脱脂处理，完全地使C、N分解除去。S、P有时包含在某种有机分散剂等中。因此，在本发明中，优选不使用所有含有S或P、或者这两者的有机添加剂。F作为几个氟化物系烧结助剂(LiF、NaF、KF等)的成分元素而含有。因此，在本发明中，优选不添加所有氟化物系烧结助剂。

通过成为以上的构成，能够制成在厚度3mm的试样的厚度方向上在包含UV-C区域的从190nm到400nm的全波长范围中无吸收、全光线透射率为80％以上的、UV透射性的透明尖晶石烧结体。应予说明，“在从190nm到400nm的全波长范围中全光线透射率为80％以上”是指在该波长范围中的任一波长处全光线透射率都成为了80％以上。另外，能够将本发明的透明尖晶石烧结体作为UV-LED用的UV光透射构件利用，成为作为所有的应用构件的充分的UV光透射构件。

根据本发明的透明尖晶石烧结体，在波长190nm以上且400nm以下的紫外线全波长范围中无吸收，在厚度3mm的试样的厚度方向上该范围中的全光线透射率为80％以上，也能够用耐紫外线性高的无机氧化物粘接剂与UV元件直接粘接，也无具有双折射成分的异相的存在，能够提供热导率也超过10W/m·K、波长190～400nm处的折射率位于1.7以上且2.0以下的范围的、可在工业上有效利用的高水平的UV-LED用的UV透射构件。

如果使用以上这样的本发明的透明尖晶石烧结体，则得到由该透明尖晶石烧结体构成、配置在发出波长400nm以下的光的紫外线发光元件的出射光侧而成为使来自该紫外线发光元件的光透射的介质的光学构件。

其中，上述紫外线发光元件优选为发出波长315～400nm的UV-A区域、波长280～315nm的UV-B区域、波长100～280nm的UV-C区域中的至少任一波长区域的光的紫外线发光二极管元件。

另外，本发明的透明尖晶石烧结体为一般的氧化物，因此与SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、CaO、MgO、PbO等许多无机氧化物的粘接性良好。例如，可将由本发明的透明尖晶石烧结体构成的光学构件用这些无机氧化物粘接剂与作为紫外线发光元件(UV-LED元件)的基板的蓝宝石、或AlN直接贴合而配置。此时，如果使无机氧化物粘接剂具有某程度的厚度，则能够制成紫外线发光元件的密封层。

另外，本发明的透明尖晶石烧结体与单晶不同，是将成型体烧结而得到的透明体，因此通过预先制作各种形状的成型体，从而适于提供各种最终形态的UV透射用光学构件。当然，也可这样进行近净形烧结，也能够随后对烧结体进行加工而整饰为所期望的形状。

在将该光学构件如上所述配置在紫外线发光元件的出射光侧的情况下，可使上述透射的光的出射面具有球面或非球面的透镜形状、球面或非球面的透镜被配置为阵列状的阵列结构、或者由微细凹凸或微细金字塔构成的纹理结构、其他多种光学形状中的至少任一个。

另外，可将本发明的透明尖晶石烧结体在将照射UV光作为功能的一部分利用的应用制品中作为使UV光透射、同时也作为结构材料利用的构件、窗材、支承材料、导向部件、聚光构件、流路部件、基板等中利用。

[透明尖晶石烧结体的制造方法]

对本发明的透明尖晶石烧结体的制造方法进一步详述。本发明的透明尖晶石烧结体的制造方法为所谓的陶瓷制造法。

[原料粉末]

本发明中使用的原料粉末是对规定的主成分的起始原料施以规定的处理而成的。作为起始原料，能够优选地利用尖晶石(MgAl₂O₄)(即，Mg-Al尖晶石粉末)、或者由氧化铝(即，Al氧化物(Al₂O₃))和氧化镁(即，Mg氧化物(MgO))的等摩尔构成的氧化物粉末、或者相当于它们的前体的醇盐、或者二氧化碳等。上述中，特别是氧化物粉末由于稳定、安全，因此处理变得容易，因此优选。再有，这些原料的纯度必须为99.99质量％(4N)以上。

另外，对于上述起始原料的粉末形状并无特别限定，例如能够优选地利用方形、球状、板状的粉末。另外，即使是二次凝聚(聚集)的粉末，也能够适合利用，即使是采用喷雾干燥处理等造粒处理造粒而成的颗粒状粉末，也能够适合利用。进而，对于这些起始原料的制备方法并无特别限定，能够适合利用采用共沉法、粉碎法、喷雾热分解法、溶胶凝胶法、醇盐水解法、其他所有合成方法制作的粉末。其中，最优选使用将采用使铝与镁的各自的盐与碳酸氢铵反应而沉淀的共沉法制备的氢氧化物进一步烧成氧化而得到的尖晶石微粉末作为起始原料。另外，可采用湿式球磨机、珠磨机、喷射磨、干式喷射磨、锤磨机等酌情对得到的起始原料的粉末进行处理。

另外，如上所述那样，使用Al/Mg比成为了1.97～2.03的Mg-Al尖晶石粉末或者以Al/Mg比成为1.97～2.03的方式称量Mg氧化物和Al氧化物的粉末来使用。此时，以Al/Mg比＝2.00为目标称量为宜。

再有，如果为Mg-Al尖晶石(MgAl₂O₄)粉末，则将这些起始原料称量并分散处理后，如果为Al氧化物(Al₂O₃)粉末与Mg氧化物(MgO)粉末的组合，则称量后混合之后，可在坩埚内烧成(煅烧)来制作烧成(煅烧)原料。将该处理称为烧成处理(也称为煅烧处理)。然后，将该烧成原料粉碎，制成原料粉末。如果是MgAl₂O₄粉末，此时的烧成温度优选700～950℃，如果是Al₂O₃粉末与MgO粉末的等摩尔混合原料，优选800～1100℃。

在本发明中使用的原料粉末中，为了提高制造工序中的品质稳定性、收率，有时添加各种有机添加剂。本发明中，能够只加入在脱脂工序中可完全地燃烧和/或分解除去的只包含C、O、H、N成分的有机高分子添加剂。只要符合上述条件，能够适当利用各种分散剂、消泡剂、粘结剂、润滑剂、增塑剂等。

再有，优选在原料粉末中不添加由金属氟化物、金属氮化物、金属硫化物、金属碳化物、金属磷酸化合物等一切无机物构成的烧结助剂。通过完全不添加这些烧结助剂，即使考虑在制造工序的中途不可避免地混入的杂质元素，也能够将氧化物以外的异相的析出控制到成为起始原料的纯度4N的余量的水平以下的范围、即不到100ppm，能够防止在波长190nm以上的紫外线波长的全范围成为双折射、散射的原因的异相的析出。即，优选烧结体中的Mg与Al以外的金属(杂质金属)的合计含量为不到100ppm，并且C、N、F、S和P的合计含量为不到100ppm。

不过，一般不添加任何烧结助剂难以使多晶烧结体透明化。在本发明的情况下，为了解决该问题，如下所述规定起始原料的规格，进而对该起始原料实施规定的处理，制备供于本发明的透明尖晶石烧结体的制造的原料粉末。

(原料粉末的制备)

首先，准备规定的起始原料。在此，可将粒径500nm以上、优选400nm以上的粗的一次粒子以及同样尺寸以上的硬的凝聚粒子(聚集体粒子)没有混在一起的粉末、即采用BET法得到的比表面积(BET比表面积)的值位于10m²/g以上且25m²/g以下的范围并且在将不到20nm的细的一次粒子也极力地去除的状态和/或抑制了不到20nm的细的一次粒子的混入(包含产生该粒径的粒子)的状态下制备的粉末状的原料作为起始原料。作为这样的起始原料的粉末，可准备BET比表面积的值位于10m²/g以上且25m²/g以下的范围、并且典型地一次粒子的平均粒径(平均一次粒径)为100nm左右的粉末原料，例如平均一次粒径为80～200nm、优选80～150nm、更优选90～120nm的粉末原料。应予说明，平均粒径例如能够作为采用激光衍射法得到的重量平均值(或中位直径)、采用SEM观察得到的线测长度平均值而求出。其中，特别优选将采用激光衍射法得到的重量平均值作为平均粒径。

将其作为起始原料，在利用MgAl₂O₄粉末原料的情形和利用Al₂O₃粉末和MgO粉末的混合原料的情形下都是同样的。再有，在将Al₂O₃粉末和MgO粉末分散、混合来制备混合原料的情况下，注意球磨机装置中的分散-混合处理条件以使不产生不到20nm的微粉末。

接下来，作为用于不添加任何烧结助剂而使多晶烧结体透明化的、另外的重要的条件，对于起始原料实施至少一次以上的烧成处理。就一般购入的起始原料而言，发现保存中的湿气等引起的牢固的凝聚发生，在直接流入成型工序的情况下，在成型后、烧结前的未烧结体内部的粗密的不均变大，裂隙状失透或簇状气泡块的产生变得显著。因此，如果是如此次的原料这样的氧化物粉末，则必需在含氧气氛(例如氧、空气、非活性气体与氧的混合气体)中实施至少一次以上的烧成处理，完成脱水、使一次粒子以及颈缩复合粒子的表面积变小和提高各个粒子的结晶性。

不过，对于其烧成温度并无固定方案(即，并非具有预先确定的温度)，必须边研究烧成处理前后的SEM照片、采用BET法得到的比表面积(BET比表面积)的值边适当地调整。此时，烧成温度是为了对于起始原料的粉末进行脱水、使一次粒子、颈缩复合粒子的表面积变小、提高各个粒子的结晶性所必需的温度以上，同时为了不产生粒径500nm以上的粗的成长粒子、凝聚粒子(聚集体粒子)而设为不到其产生温度。

一般地，在将MgAl₂O₄粉末这样与最终组成相同的起始原料烧成的情况下，其温度可以是比较低的范围，在如Al₂O₃粉末和MgO粉末的混合原料那样通过烧结而反应，生成最终组成的情况下，优选将烧成温度相对地设定得稍高。

具体地，如果是控制到上述的粒径和BET比表面积的范围的MgAl₂O₄粉末，则其烧成温度优选700～950℃，控制到同样的范围的Al₂O₃粉末与MgO粉末的混合原料的烧成温度优选800～1100℃。

在烧成处理后，对于该处理粒子(烧成处理完毕的起始原料粉末)，采用球磨机装置等再次采用湿式或者干式进行粉碎处理，确保牢固的聚集体凝聚消失、破碎性良好的原料粉末。此时，为了抑制过度粉碎引起的粒径不到20nm的微粉末的产生，可设定粉碎处理条件(球磨机装置中的珠粒直径、投入的粉末总量、处理时间等)。

通过以上的处理，得到BET比表面积降低到10～14m²/g、粒径500nm以上的粗的一次粒子以及相同尺寸以上的硬的凝聚粒子(聚集体粒子)不混在一起、抑制了不到20nm的细的一次粒子的混入的原料粉末。再有，根据需要可对该粉末进行喷雾干燥处理，制成颗粒状的原料。

[制造工序]

本发明中，使用上述原料粉末，压制成型为规定形状后进行脱脂，接下来烧结，制作相对密度最低也致密化为95％以上的烧结体。作为该后工序，优选进行热等静压(HIP)处理。

(成型)

在本发明的制造方法中，能够优选地利用通常的压制成型工序。即，能够利用极为一般的、将原料粉末填充到模具中从一定方向加压的压制工序、或密闭收容于可变形的防水容器中用静水压进行加压的CIP(冷等静压，Cold Isostatic Pressing)工序。再有，可边确认得到的成型体的相对密度边适当地调整施加压力，但并无特别限制，例如如果用市售的CIP装置在可应对的300MPa以下程度的压力范围进行控制，则可抑制制造成本。或者，在成型时不只是成型工序，另外也能够优选地利用一直实施到烧结的热压工序、放电等离子体烧结工序、微波加热工序等。进而，也可不采用压制成型法，而采用铸塑成型法制作成型体。也可通过使作为起始原料的氧化物粉末的形状、尺寸与各种有机添加剂的组合最优化从而采用加压铸塑成型、离心铸塑成型、挤出成型等成型法。

(脱脂)

在本发明的制造方法中，能够优选地利用通常的脱脂工序。即，可经过采用加热炉的升温脱脂工序。另外，对此时的气氛气体的种类也无特别限制，能够优选地利用空气、氧、与氧混合的非活性气体等。不过，由于成型体为氧化物，因此特别优选氧气氛。

(烧结)

在本发明的制造方法中，能够优选利用一般的烧结工序。即，能够优选利用电阻加热方式、感应加热方式等的加热烧结工序。对此时的气氛并无特别限制，能够优选地利用非活性气体、氧、氢、真空等。不过，由于烧结体为氧化物，因此特别优选氧气氛。

本发明的烧结工序中的烧结温度根据所选择的起始原料适当地调整。一般地，在使用选择的起始原料烧结的情况下，确认致密化发展最充分的温度和比其高数10℃的温度，如果在该温度下保持进行烧结，则促进致密化，因此优选。在本发明的透明尖晶石烧结体的情况下，烧结温度优选位于1350℃至1550℃的范围。

一般地，烧结保持时间根据所选择的起始原料适当地调整。多数情形用数小时左右就足够，也能够优选地采用保持数10小时。另外，就烧结工序后的烧结体的相对密度而言，最低必须致密化到95％以上。

其中，为了将本发明的透明尖晶石烧结体作为UV-LED用的UV光透射构件利用，要求在包含UV-C区域的从190nm到400nm的全波长范围中厚度3mm厚的全光线透射率为80％以上。为了用烧结体制作该水平的透明体，优选对烧结体进一步进行HIP处理。通过这样，从而能够将烧结体内部的残留气泡量减少到0.2体积％以下，作为其次要的效果，也可确保热导率超过10W/m·K，优选为14W/m·K以上。

再有，如果残留气泡量为0.2体积％以下的范围，故意地使残留气泡残存，能够控制其大小、分布，则能够在没有UV区域的波长的光吸收下适度地使其散射，因此作为一部分的应用制品用构件反而优选。

(热等静压(HIP))

在本发明的制造方法中，在经过了烧结工序后能够进一步追加地设置进行热等静压(HIP(Hot Isostatic Pressing))处理的工序。

再有，就此时的加压气体介质种类而言，能够优选地利用氩、氮等非活性气体、或者Ar-O₂。利用加压气体介质加压的压力优选50～300MPa，更优选100～300MPa。如果压力不到50MPa，有时得不到透明性改善效果，如果超过300MPa，即使使压力增加，也得不到其以上的透明性改善，对装置的负荷变得过多，有可能损伤装置。如果施加压力为能够采用市售的HIP装置处理的196MPa以下，则简便而优选。

另外，此时的处理温度(规定保持温度)可根据尖晶石的烧结状态适当地设定，例如设定在1350～1900℃、优选在1400～1650℃的范围内。如果热处理温度超过1900℃且2300℃以下，则可进行HIP处理，但如果没有对处理前的烧结体的密度适当地进行控制，则发生粒子成长失控，因此控制变得困难。另外，使装置的加热器材料、绝热材料劣化的风险也提高，因此不太优选。

再有，对进行HIP处理的加热器材料、绝热材料、处理容器并无特别限制，能够优选地利用石墨、钼(Mo)、铂(Pt)或钨(W)。

(退火)

在本发明的制造方法中，在完成了HIP处理后，有时在得到的透明尖晶石烧结体中产生氧缺陷，呈现浅灰色的外观。在这种情况下，优选在上述HIP处理温度以下(例如800～1500℃)下实施退火处理。

退火处理的气氛气体以及压力优选根据需要的组成来适当地调整。能够优选地选择真空、Ar、H₂、N₂、或O₂、以及它们的加压环境(在真空的情况下为减压环境)。

(加工)

在本发明的制造方法中，通过将采用上述一连串的工序得到的透明尖晶石烧结体适当地加工成所期望的形状、尺寸、厚度，从而能够在设想其利用的UV-LED用窗材、支承材料、导向部件、聚光构件、流路部件、基板等中利用。

通过以上的工序，得到在利用照射UV光作为功能的一部分的应用制品中所利用的、本发明的UV光透射性的透明尖晶石烧结体。

实施例

以下列举出实施例和比较例，对本发明更具体地说明，但本发明并不限定于下述实施例。

[实施例1]

以本发明的透明尖晶石烧结体中起始原料为MgAl₂O₄粉末的情形为例说明。

作为起始原料，得到了大明化学工业(株)制的尖晶石粉末。纯度为99.99质量％以上(表示为4N-MgAl₂O₄)。再有，该尖晶石粉末的采用BET法得到的比表面积为19m²/g。另外，不含平均一次粒径(采用激光衍射法得到的重量平均值)为100nm、粒径400nm以上的粗的一次粒子，其在从制造地的发货时已被破碎处理。进而，在制造地发货时几乎没有混入不到20nm的细的一次粒子。

另外，作为比较例中使用的助剂和添加剂的粉末，得到了AlfaAesar制造的LiF粉末、MgF₂粉末、AlF₃·xH₂O粉末。纯度为99.99质量％以上。

使用上述原料，作为起始原料，如表1那样制备了实施例原料和3种比较例原料。应予说明，S的添加量由作为分散剂的十二烷基苯磺酸铵中所含的S的比例通过计算求出。

[表1]

接着，对于各个起始原料，边注意防止相互的混入边在乙醇中采用氧化铝制球磨机装置进行了分散·混合处理。处理时间为10小时。然后使浆料干燥，在氧气氛中、700～950℃下对得到的各起始原料的粉末进行烧成处理。然后，再次边注意防止相互的混入边在乙醇中采用氧化铝制球磨机装置进行了分散·混合处理。处理时间为20小时。得到的各浆料中，对于实施例1-1的一部分，原样地采用蒸发器使其干燥凝固，得到了粒径确认用干燥粉末。对于剩余的各浆料的全部，采用喷雾干燥处理均最终制成平均粒径为20μm的颗粒状原料。

在此，将从实施例1-1抽取并干燥凝固的原料粉末、即对于起始原料进行了烧成·粉碎处理的原料粉末的电子显微镜像(SEM像)示于图1中。如图1中所示那样，得到的原料粉末由30～300nm左右的粒径的粒子构成。即，确认了通过烧成处理温度的上限成为了上述的范围内，从而抑制了粒径500nm以上的粗的成长粒子、凝聚体粒子的产生。另外，采用BET法求出得到的原料粉末的比表面积，降低到10～14m²/g。进而，详细地观察电子显微镜像，结果确认能够大体上抑制过度粉碎引起的不到20nm的微粉末的产生。这是通过将上述的烧成处理后的采用球磨机装置进行的分散·混合处理时的珠粒直径控制到2mmφ以下并且将其总量控制到处理粉末浸入乙醇中的最小限度的体积以下，并且将处理时间控制到25小时以内能够实现的。

接下来，准备将各个颗粒状原料填充到直径8mm且对一个冲模实施了凹面镜面加工处理的模具中直至原料的体积成为纵长的产物、将其在直径35mm的模具中薄薄地填充为板状的产物和在直径65mm的模具中薄薄地填充为板状的产物，使用单轴压制成型机分别临时成型为直径8mm、长8mm的炮弹状、直径35mm、厚3mm的板状、直径65mm、厚4mm的板状后，实施用198MPa的压力的静水压压制处理，得到了CIP成型体。对于得到的成型体，在马弗炉中在500～1000℃、2小时的条件下进行了脱脂处理。接着，将该干燥成型体装入电阻加热式大气炉中，在氧气氛中、1350～1550℃下处理3～20小时，得到了合计12种的烧结体。此时，适当地调整了烧结温度以使全部样品的烧结相对密度成为95％。

将得到的各烧结体装入碳加热器制HIP炉中，在Ar中、200MPa、1400～1650℃、2小时的条件下进行了HIP处理。

对于这样得到的各陶瓷烧结体，对表面轻轻地进行研磨处理，制作透明尖晶石烧结体的结构构件。应予说明，就此时的尺寸而言，炮弹型的构件为直径6mmφ×长6mmL的炮弹透镜形状，小的板状的构件为直径25mmφ×厚2mm的基板状，大的板状的构件为直径50mmφ×厚3mm的基板状。

在得到的各烧结体中，炮弹透镜形状的样品作为UV透射构件的形状样本，只是检查了外观，关于正式的评价，使用直径50mmφ、25mmφ的基板状烧结体进行。

(全光线透射率的测定方法)

对于实施例和比较例的各基板状烧结体，使用日本分光(株)制的分光光度计(型号：V-670)按以下的要领测定了UV波长区域190～400nm中的全光线透射率。

全光线透射率是包含透射样品的全光线直至前向散射成分而累计评价的方法，具体地，用积分球对光进行聚光来评价。作为步骤，首先没有载置样品而在空白状态下用积分球对波长190～400nm范围中的空白透射率聚光，取得基础光量I₀的在每个波长的数值。接着，在光路中配置样品，用积分球对波长190～400nm范围(具体地，190、280、315、400nm的各波长)处的透射样品的全光线进行聚光，取得光量I的在每个波长的数值。全光线透射率用以下的式算出。

全光线透射率＝I/I₀×100

(双折射性散射状态的观察)

接着，对于相同的样品，采用蔡司制造的偏光显微镜以倍率100倍进行了晶界观察。此时，着眼于用开放尼科耳镜是否观察到晶界由于双折射而成为了模糊的不清楚的状态，对实施例、比较例各自的样品的双折射性散射状态进行了判定。即，将没有观察到模糊的不清楚的状态的情形设为合格，将观察到模糊的不清楚的状态的情形设为不合格。

(热导率的测定方法)

接下来，使用直径25mmφ的实施例和比较例的各基板状烧结体，测定了热导率。

热导率λ[W/m·K]采用下式算出，其为样品的密度ρ[kg/m³]与比热C_p[J/kg·K]、热扩散率α[m²/s]之积。

热导率λ＝αρC_p

密度能够采用阿基米德法求出，比热使用Perkin-Elmer制的差示扫描量热计Pyris1DSC装置、采用DSC(差示扫描量热，Differential scanning calorimetry)法求出，热扩散率使用NETZSCH制LFA447、采用激光闪光法求出。

(钢球下落试验方法)

接下来，对于直径50mmφ的实施例和比较例的各烧结体，采用以下的钢球下落试验确认了破损的有无。

准备质量110g的钢球，从各烧结体的垂直上部1m的位置使该钢球自由落下，与各个烧结体碰撞。其结果，通过对于各个烧结体采用目视观测是否发生了冲击破损从而评价。

此时，将没有发现破损的情形设为合格，将发现了破损的情形设为不合格。

(折射率的测定方法)

对于实施例1-1的直径25mmφ样品，测定了波长190～400nm的范围中的折射率。

通过使用了J.A.Woollam制的高速分光椭偏仪M-2000(旋转补偿子型)的、基于反射光的偏光状态变化测定的、使用了解析软件(拟合法)的光学常数计算求出。

将以上的一连串的评价结果汇总示于表2中。再有，代表性地将实施例1-1的全光线透射率的测定结果示于图2，同样将实施例1-1的折射率的测定结果示于图3。

[表2]

由上述结果能够确认：在添加了烧结助剂、包含难以气化的成分(S)的分散剂的比较例的组中，在UV-C波长区域中全光线透射率都降低到不足80％，但在使用4N原料并且没有加入有意的添加成分的实施例中，最终制成从UV-A至UV-C的全波长范围中全光线透射率为80％以上的真正透明的UV透射烧结体。

另外，在采用显微镜的双折射观察中，确认了只由实施例获得了无晶界的影响的均匀良好的光学品质，在其他比较例中最终成为晶界观察为模糊的双折射成分存在的状态。

进而，确认了在钢球下落试验中也只有实施例合格，其他或多或少破损。

再有，由实施例的试样制作结果能够确认：可制作板状窗材、炮弹透镜型窗材。本发明的透明尖晶石烧结体通过为陶瓷烧结体，从而可最终加工成其他各种形状，这是毋容置疑的。

进而，对于实施例样品测定的折射率的值在波长190～400nm中为1.73以上且1.97以下。就该折射率的值而言，确认了本发明的透明尖晶石烧结体在紫外线波长区域中比市售的UV-LED元件的折射率(例如在250nm处为3.0，在280nm处为2.5，在315nm处为2.4，在400nm处为2.3左右)小，是与多作为基板利用的蓝宝石大致同等的折射率。由此确认，通过经由耐紫外线性高的、例如信越化学工业(株)制的SiO₂粘接膜与UV-LED元件直接粘接，可作为抑制了全反射封闭的、外部取出效率良好的透镜材料发挥功能。

由以上的结果可知，通过使用本实施例的透明尖晶石烧结体，能够提供在波长190nm～400nm的UV-A至UV-C的全紫外线波长范围中无吸收、其全光线透射率为80％以上、也无双折射成分的存在、也适于用无机氧化物粘接剂直接粘接、耐冲击性和热导率都良好的真正可在工业上有效利用的水平的UV-LED用UV透射构件。

对于实施例1-1的上述评价后的样品(尖晶石烧结体样品)，采用辉光放电质量分析法(Glow Discharge Mass Spectrometry：GDMS)分析了该尖晶石烧结体中的杂质量。将其结果示于表3中。应予说明，表中的“＜”表示不到检测下限，“≤”表示对于对象元素的测定存在阻碍元素，其峰与测定峰重叠，为所示的数值以下。

其结果，除Al和Mg以外的金属杂质(K、Na、Ca、Li、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Sn、Ba、Pb)的合计含量为不到92.24wtppm。另外，F、P、S的合计含量为不到7.8wtppm。

[表3]

(单位：wt ppm)

元素

B

F

P

S

K

Na

Ca

Li

Ti

Cr

测定值

<0.05

<1

6.3

<0.5

≤1.4

62

7.8

5.7

0.18

1.5

元素

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Zr

Sn

Ba

Pb

测定值

2.1

3.9

0.13

0.37

<1

4.9

0.16

<0.5

<0.1

<0.5

[实施例2]

以本发明的透明尖晶石烧结体中起始原料为Al₂O₃粉末和MgO粉末的混合原料的情形为例进行说明。

作为起始原料，获得了大明化学工业(株)制造的氧化铝粉末和宇部材料(株)制造的氧化镁粉末。就纯度而言，氧化铝粉末为99.99质量％以上，氧化镁粉末为99.995质量％以上。

再有，该氧化铝粉末、氧化镁粉末各自的采用BET法得到的比表面积分别为15m²/g、8m²/g，另外，平均一次粒径(采用激光衍射法得到的重量平均值)为100nm、200nm，各自中粒径500nm以上的粗的一次粒子以及相同尺寸以上的硬的凝聚粒子没有混在一起。进而，制造地发货时基本上没有混入不到20nm的细的一次粒子。

使用上述起始原料(主剂原料)，没有添加烧结助剂和分散材料等其他添加剂而制作实施例的起始原料。

即，将主剂原料在乙醇中采用氧化铝制球磨机装置进行了分散·混合处理。处理时间为15小时。然后使浆料干燥，在950℃下对得到的混合粉末进行烧成处理。然后，再次在乙醇中采用氧化铝制球磨机装置进行了分散·混合处理。处理时间为20小时。对于得到的浆料，采用喷雾干燥处理最终制成平均粒径为20μm的颗粒状原料。

再有，通过使烧成处理温度成为上述那样，从而抑制了使一部分尖晶石化的原料粉末的粒径成长为500nm以上。进而，通过烧成处理和其后的分散·混合处理，原料粉末的采用BET法的比表面积成为10～12m²/g的范围内。另外，通过将上述的煅烧处理后的采用球磨机装置的分散·混合处理时的珠粒直径控制到2mmφ以下并且将其总量控制到原料粉末浸入乙醇中的最小限度的体积以下，并且将处理时间控制到25小时以内，从而控制以大体上抑制过度粉碎引起的不到20nm的微粉末的产生。

接下来，对于该颗粒状原料，使用直径8mm的模具且对一个冲模实施了凹面镜面加工的冲模和实施了凹面加工且对整个凹面部实施了亚微米尺寸的压花加工处理的冲模的各个模具，准备2种填充直至原料的体积成为纵长的产物，使用单轴压制成型机临时成型为厚8mm的炮弹状后，实施用198MPa的压力的静水压压制处理，得到了CIP成型体。对于得到的成型体，在马弗炉中在800℃、2小时的条件下进行了脱脂处理。接着，将该干燥成型体装入电阻加热式大气炉中，在氧气氛中、1350～1550℃下处理3～20小时，得到了烧结体。此时，适当地调整了烧结温度以使烧结相对密度成为95％。

将得到的两种烧结体装入碳加热器制HIP炉中，在Ar中、200MPa、1400～1650℃、2小时的条件下进行了HIP处理。

对于这样得到的陶瓷烧结体，只对平坦的端面的一侧轻轻地研磨处理，从而制作透明尖晶石烧结体的结构构件。得到的烧结体的尺寸均为直径6mmφ×长6mmL的炮弹透镜形状。

按以下的要领进行了这两种的光学性能评价。即，首先，得到了市售的发光波长为365nm的LED元件(NITRIDE SEMICONDUCTORS.Co.,Ltd.制NS365C-3SAA)。在该元件中，在电极侧涂覆反射材料，基板侧由蓝宝石单晶构成。将该元件以蓝宝石基板成为上面的方式放置，在其上分别放置上述两种的炮弹型UV透镜，用积分球对从两者的凸面炮弹侧射出的光量进行聚光和比较。再有，将从炮弹型透镜状的样品的取出效率设为1，将从压花透镜状样品的取出效率作为其相对值进行比较。其结果，炮弹压花透镜状样品的取出效率成为了炮弹型透镜状的样品的1.2倍。

由以上的结果确认：有效利用陶瓷烧结体的特性、对成型体施以使光取出效率提高的方法的成型处理也是可以的。即，通过使用本实施例的透明尖晶石烧结体，能够提供实施了使光取出效率提高的方法的UV-LED用UV透射构件。

应予说明，目前为止用实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式，能够用其他的实施方式、追加、改变、删除等在本领域技术人员能够想到的范围内进行变形，在任何方案中只要取得本发明的作用效果，则都包含在本发明的范围中。

Claims

1.透明尖晶石烧结体，是由Al/Mg比为1.97～2.03的Mg-Al尖晶石粉末或者Mg氧化物与Al氧化物的混合粉末制成的尖晶石烧结体，除Al和Mg以外的金属杂质的合计含量不到100ppm，在厚度3mm的试样的厚度方向上的从190nm至400nm的波长范围的全光线透射率为80％以上。

2.根据权利要求1所述的透明尖晶石烧结体，其中，C、N、F、S和P的合计含量不到100ppm。

3.根据权利要求1或2所述的透明尖晶石烧结体，其中，内有不会吸收入射的紫外光而在内部使其散射的微小气泡。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的透明尖晶石烧结体，其中，热导率超过10W/m·K。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的透明尖晶石烧结体，其中，波长190～400nm处的折射率为1.7以上且2.0以下。

6.光学构件，其包含根据权利要求1～5中任一项所述的透明尖晶石烧结体，成为配置在发出波长400nm以下的光的紫外线发光元件的出射光侧而使来自该紫外线发光元件的光透射的介质。

7.根据权利要求6所述的光学构件，其中，所述紫外线发光元件为发出波长315～400nm的UV-A区域、波长280～315nm的UV-B区域、波长100～280nm的UV-C区域中的至少任一个波长区域的光的紫外线发光二极管元件。

8.根据权利要求6或7所述的光学构件，其用无机氧化物粘接剂粘接而配置于所述紫外线发光元件。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的光学构件，其中，所述透射的光的出射面具有球面或非球面的透镜形状、将球面或非球面的透镜配置为阵列状的阵列结构、或者包含微细凹凸或微细金字塔的纹理结构。

10.透明尖晶石烧结体的制造方法，其中，将纯度为4N以上、采用BET法得到的比表面积为10～25m²/g且平均一次粒径为80～200nm、Al/Mg比为1.97～2.03的Mg-Al尖晶石粉末或者Mg氧化物和Al氧化物的混合粉末作为起始原料，对于该起始原料不添加烧结助剂下在含氧气氛中实施了烧成处理后，进行粉碎处理而制成原料粉末，接下来，将该原料粉末填充到模具中加压成型，进行烧结，制造根据权利要求1～5中任一项所述的透明尖晶石烧结体。

11.根据权利要求10所述的透明尖晶石烧结体的制造方法，其中，起始原料为Mg-Al尖晶石粉末时的烧成温度为700～950℃，起始原料为Mg氧化物与Al氧化物的混合粉末时的烧成温度为800～1100℃。

12.根据权利要求10或11所述的透明尖晶石烧结体的制造方法，其中，所述烧成处理和粉碎处理后的原料粉末的采用BET法得到的比表面积为10～14m²/g。