CN1195704C - 半透明氧化铝烧结体及其生产 - Google Patents

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CN1195704C CN00101802.7A CN00101802A CN1195704C CN 1195704 C CN1195704 C CN 1195704C CN 00101802 A CN00101802 A CN 00101802A CN 1195704 C CN1195704 C CN 1195704C
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Abstract

一种生产半透明氧化铝烧结体的方法包括的步骤有：使原料粉末成形；和在1600-1900℃温度、从大气压的氢气氛至真空的条件下烧结成形制品，其中原料粉末是混合粉末，含有：α-氧化铝粉末(1)，它含有基本上不具断裂面的多面体初级颗粒，具有1-7m2/g BET比表面积和99.99%或以上的纯度；氧化铝粉末(2)，具有5-200m2/gBET比表面积，其用量基于所述α-氧化铝粉末为10%(重量)或以下，和烧结剂，并且满足下列计算式：(氧化铝粉末(2)的BET比表面积)-(α-氧化铝粉末(1)的BET比表面积)＞2m2/g。

Description

半透明氧化铝烧结体及其生产
技术领域
本发明涉及具有高线性透射率的半透明氧化铝烧结体及其生产方法。
背景技术
在常规的高纯氧化铝粉末中，细颗粒相互凝结或粗颗粒非均相存在，因此，烧结速度不均匀，并留下大量的粗孔。尺寸在数μm或以上的粗孔仅通过烧结剂的优化是难以去除的，并且对最终烧结体的线性透射率还有局限性。
为了获得较高的半透明度，已知这样一种技术，其中除了氧化镁以外还可添加例如二氧化钌、氧化镧等等，使尖晶相在晶粒间界上的折射率接近氧化铝以改进半透明度(日本专利申请公报(JP-B)49-15446)。然而，这种方法有一些问题，其中包括较氧化铝重的痕量成分均匀分散是困难的，因此，烧结体的微观结构易变得不均匀，而且烧结体的光线透射率由于光线被这些痕量成分吸收而下降。
另外，还已知除氧化镁外还可添加具有促进氧化铝晶粒生长作用的氧化钙技术，使烧结体体系增大以提高半透明度。然而，问题发生在由于体系增大而使其机械强度降低(JP-B-54-148008)。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明的发明人曾进行过充分地研究，并且发现了通过把具有5-200m2/g BET比表面积的氧化铝和烧结剂加到含有基本不含断裂面的多面体初级颗粒的α-氧化铝粉末中，使混合物成形并在1600-1900℃的温度、从大气压的氢气氛到真空的条件下烧结所成形的制品，可以获得在保持烧结体的结构与常规的一样的同时，还具有较常规的更高半透明度的半透明氧化铝烧结体。
也就是说，本发明提供一种生产半透明氧化铝烧结体的方法，该法包含的步骤有：
使原料粉末成形；和
在1600-1900℃温度、从大气压氢气氛到真空的条件下烧结成形制品，
其中原料粉末是混合粉末，包含
α-氧化铝粉末(1)，含有基本上不含断裂面的多面体初级颗粒，具有1-7m2/g的BET比表面积和99.99％或以上的纯度，
氧化铝粉末(2)，具有其用量基于所述α-氧化铝粉末的10％或以下(重量)且BET比表面积为5-200m2/g，和
烧结剂，
并且满足下列计算式：
(氧化铝粉末(2)的BET比表面积)-(α-氧化铝粉末(1)的BET比表面积)＞2m2/g。
另外，本发明还提供半透明氧化铝烧结体，它具有20-50μm的平均粒径，并且其对波长为600nm的光线通过0.85mm厚的板的线性透射率为50-70％。
下面将对本发明予以更详细地描述。
在本发明中，浆料的制备是通过把溶剂、有机粘合剂、增塑剂和分散剂混入混合粉末中，获得这种混合粉末是通过添加：含有基本上不含断裂面的多面体初级颗粒且具有1-7m2/g  BET比表面积和99.99％或以上纯度的α-氧化铝粉末(1)；用量基于α-氧化铝粉末(1)为10％(重量)或以下(除零)，优选0.5-7％(重量)，更好的是2-5％(重量)和具有5-200m2/gBET比表面积的氧化铝粉末(2)；以及烧结剂如氧化镁等；如有必要，另外的烧结剂如氧化锆等。接着就形成所得的浆料，如有必要，可在500-1500℃温度的空气下煅烧，然后再使生成的煅烧制品在从大气压的氢气氛到真空和1600-1900℃温度的条件下烧结以获得预期的半透明氧化铝烧结体。
在本发明中，有一种通过煅烧过渡型氧化铝或能借助于在含氯化氢的大气中的热处理转化成为过渡型氧化铝的氧化铝粉末所获得的α-氧化铝粉末，可作为用于本发明原料的α-氧化铝粉末，这种粉末包含基本上不含断裂面的多面体初级颗粒，且具有1-7m2/gBET比表面积。所述α-氧化铝粉末可按生产氧化铝纯度为99.99％或更高的氧化铝粉末且含有日本专利申请公开(JP-A)6-191833、6-191836等所述的单晶颗粒的方法生产。
由住友化学工业株式会社生产的Sumicorundum AA03(初级粒径：0.3μm)、AA04(初级粒径：0.4μm)、AA05(初级粒径：0.5μm)、AA07(初级粒径：0.7μm)等，可以作为α-氧化铝粉末的实例。所有这些氧化铝粉末的纯度都为99.99％或以上。
用于本发明的α-氧化铝是单一颗粒粉末，其中初级颗粒是均匀的，内部无缺陷，具有多面体形状且D/H比从0.5或以上到3.0或以下且初级颗粒彼此不凝结，粉末纯度为99.99％或以上。当使用这种α-氧化铝作为原料时，可以得到这样的成形制品，其中颗粒排列是均匀的，由于粒径分布狭窄，所以粒间的空腔尺寸也是均匀的。
由于本发明所用的α-氧化铝(1)具有突出的分散性，所以具有5-200m2/g  BET比表面积的氧化铝粉末(2)能被均匀混合以填充α-氧化铝颗粒间的空腔。因此，成形制品中的粗孔数很少，烧结后留下的孔数也低且孔径小，最终导致高的半透明度。当使α-氧化铝(1)与氧化铝(2)的混合粉末制成颗粒时，所加氧化铝粉末(2)在颗粒的表面上离析，且通过这种离析，抑制了有机物质如粘合剂等在颗粒的表面上离析。另外，由于空腔在成形制品表面除去油脂后充满氧化铝粉末(2)，所以能制成这样的烧结体，其中留下的粗孔数目是不多的且半透明度是高的。
在本发明中是主要原料的α-氧化铝粉末(1)具有1-7m2/g的BET比表面积。当BET比表面积低于1m2/g时，成形制品中存在的孔径超过0.15μm并且在烧结过程中不能除去。此外，对于压紧而言1900℃或以上的高烧结温度是必需的。然而，当BET比表面积超过7m2/g时，颗粒相互凝结，由此使粒径分布变宽，导致留下粗孔。烧结剂如氧化镁等离析，而且具有5-200m2/gBET比表面积的氧化铝粉末(2)也离析。由此，出现局部晶粒生长而留下孔隙。此外，当α-氧化铝粉末(1)的纯度低于99.99％时，杂质吸收光而导致半透明度下降，或由于杂质存在使局部晶粒生长异常而留下孔隙。
以低于0.01％(重量)的数量含于上述α-氧化铝粉末中除铝外的元素氧化物或盐，或低于1份(重量)的水、有机物质和卤素，能通过1000℃或以下的温度烧结从原料中除去，不损伤本发明氧化铝烧结体的特性，因此是允许的。
α-氧化物粉末(1)优选是含有这样一种α-氧化铝颗粒的粉末，当D代表与α-氧化铝六方晶面平行的最大粒径，H代表与六方密堆积晶面垂直的粒径时，所述颗粒的D/H比从0.5或以上到低于2.0，所述粉末具有从0.01μm或以上到低于1.0μm的平均粒径和当D10和D90分别是来自累积粒径分布中最小粒径侧10％和90％累积直径的粒径时，具有D90/D10比为10或以下。
在本发明中，有待于加到α-氧化铝粉末(1)中的具有5-200m2/gBET比表面积的氧化铝粉末(2)没有必要是α-相的。氧化铝粉末(2)的BET比表面积优选从14到120m2/g。作为其具体实例，可举出由Taimei化学工业株式会社生产的TM-DAR(BET比表面积：14.4m2/g)，DEGUSSA株式会社生产的Al2O3-c(BET比表面积：110m2/g)等。高纯氧化铝粉末(2)的实例包括住友化学工业株式会社生产的AKP-30(BET比表面积：6.8m2/g)，但不限于这些实例。
α-氧化铝粉末(1)和氧化铝粉末(2)的BET比表面积满足下列计算式：
(氧化铝粉末(2)的BET比表面积)-
(α-氧化铝粉末(1)的BET比表面积)＞2m2/g。
优选方案是，α-氧化铝粉末(1)和氧化铝粉末(2)的BET比表面积满足下列计算式：
(氧化铝粉末(2)的BET比表面积)≥
(α-氧化铝粉末(1)的BET比表面积)×2。
另外优选方案是，α-氧化铝粉末(1)和氧化铝粉末(2)的BET比表面积满足下列计算式：
(氧化铝粉末(2)的BET比表面积)≥(α-氧化铝粉末(1)的BET比表面积)×3。
作为烧结剂，可以举出镁的化合物。除了镁的化合物外，还可另外混合选自元素周期表中的金属元素、IIIA和IVA族元素化合物中的至少一种化合物。作为这些化合物，可以举出氧化物、硝酸盐、乙酸盐、氢氧化物、氯化物等，但不限于这些。在空气中烧结过程中能于1200℃或以下温度转化成氧化物的化合物也是有效的。作为金属元素，除镁以外要特别举出钪、钇、锆、铪、镧等。作为烧结剂，镁化合物、和锆化合物是优选的，氧化镁、和氧化锆是另外优选的。在空气的烧结过程中被转化成氧化物的那些也能起到烧结剂的作用。一般说来，烧结剂加入的总量以总的氧化铝粉末量(α-氧化铝粉末(1)和氧化铝粉末(2)总量)为基础按其氧化物计从10ppm或以上到1000ppm或以下，优选从10ppm或以上到低于300ppm。另外，具有高纯度，例如99.99％或以上纯度的烧结体依赖于使用是必需的，加入氧化铝粉末中的烧结剂量优选从10到100ppm，更好的是从10到50ppm。
作为烧结剂加入的镁，在热解或烧结过程中转化成氧化物的任何一种镁源都可以使用，作为最合适的可举出硝酸镁。同样地，作为烧结剂添加的锆，在热解或烧结过程中转化成氧化剂的任何一种锆源也都可以使用，作为最合适的可以举出的是氯氧化锆。
可以使用的有机粘合剂实例包括聚乙烯醇、聚乙烯醇缩乙醛、各种丙烯酸聚合物、甲基纤维素、聚乙酸乙烯酯、聚丁酸乙烯酯、各种蜡和各种多糖，但不限于这些化合物。
溶剂依据所用粘合剂的种类及其成形方法是不同的，且水主要用于通过喷雾干燥器生产颗粒时使用聚乙烯醇的情况。取决于质量要求，还可以使用各种有机溶剂。
作为分散剂，当溶剂是水时主要使用聚丙烯酸酯铵[例如，由Sannopco株式会社生产的商品名称：SN-D5468]。在有机溶剂情况下，可使用油酸乙酯，失水山梨醇一油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、聚羧酸基的化合物等。尤其是，对于作为原料用于本发明中的氧化铝原料粉末来说，聚酯基的化合物[由Sannopco株式会社生产的商品名称：Texahol 3012]是优选的。然而，实例不限于这些化合物。取决于所一起使用的有机粘合剂，通过不使用分散剂可生产较低粘度的浆料。
作为增塑剂，取决于所使用的有机粘合剂，可以使用1，2-亚乙基二醇、二甘醇、聚乙二醇、甘油、聚甘油、各种酯等。尤其是，当使用有机溶剂时，可以使用邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙基己酯等。但是，本发明的实例不限于这些化合物。
在本发明，作为其他添加剂还可以添加脱模剂、凝结剂和pH调节剂，但是，在这种情况下，重要的是在溶剂和添加剂中不得有除铝以外的无机杂质。
下面，将对浆料的生产方法和成形方法进行描述，即，首先，使上述氧化铝原料粉末、溶剂和分散剂以适当的量组合，再使其经过机械搅拌和混合。在这种方法中，通常广泛地用球磨机进行混合。然而，由于用作本发明原料的氧化铝粉末是这样一种粉末，即颗粒状和粒径是均匀的，很少发生凝结，所以最好的是通过来自外部的超声波室的超声波处置或来自超声均化器的超声波处置，使它们易于分散在溶剂中成为均匀的浆料。采用无介质如陶瓷球等的分散法，最好从防止除氧化铝外的物质的氧化物或盐的混合的观点加以考虑。当室体积为40升时，理想的是超声波具有10kHz或以上的，优选25kHz或以上的处置能力。尽管搅拌和混合时间依赖于浆料体积有所不同，但当浆料量例如为10升时，最好搅拌和混合连行30分钟或以上。这样，原料粉末充分地分散，再混合有机粘合剂。当浆料量例如为10升时，混合理想进行1小时或以上。
使如上所述制备的浆料在减压下消泡。另外，可以使用各种消泡剂。此外，随下列成形方法而定，通过添加各种pH调节剂和凝结剂，控制粘度至50-10000mPa.s。例如，在使用喷雾干燥器造粒时，最好通过用盐酸水溶液、氨水等控制氧化铝浆料的粘度至300-400mPa.s，以便形成球形颗粒。另外，通过静置沉积、离心分离、通过旋转式汽化器减压下浓缩等还有可能提高浆料中的氧化铝浓度。
在本发明中，作为成形法，利用上述浆料，可以使用常规方法，如注浆成形法，离心注浆成形法、挤压法等。另外，还有可能使上述的浆料通过喷雾干燥等制成颗粒，然后进行压制成形或冷等静压(简称C.I.P.)成形。
在C.I.P.成形时，通过喷雾干燥和其它方法把上述浆料制成颗粒，再使这种颗粒经过优选0.5-50MPa，更好的是20-30MPa压力下的单轴压制成形，然后再于优选50-300MPa，更好的是100-150MPa压力下，通过C.I.P.机对成形制品进行压制，所生成的成形制品被加工成为所要求的形状。
通过上述成形方法所获得的成形制品，为了脱脂，优选在500-1500℃的温度下煅烧1小时或以上，更好的是在900-1200℃的温度下煅烧3小时或以上。煅烧过的制品一般是在低于大气压的减压或真空中于1600-1900℃的温度下，优选1750-1850℃，更好的是1780-1820℃进行烧结，以便产生预定的半透明氧化铝的烧结体。当烧结温度低于1600℃时，就得不到压实，而当温度高于1900℃时进行烧结时，烧结体的晶粒就会变大，可能留下孔隙，由此使烧结体的机械强度有可能下降。
在本发明中所获得的半透明氧化铝烧结体的微观结构含有多晶氧化铝，其平均粒径为20-50μm，其光线的线性透射率为50-70％，所述光的波长为600nm，能通过厚度为0.85mm的板。本发明半透明氧化铝烧结体可借助于有效方法如在干式成形后于氢气氛中烧结等生产，并且适合用作钠放电灯或金属卤化物灯的发射管，半导体生产装置部件如微波照射窗，干蚀刻室、移动手、真空卡盘等，作为高温装置的温度测量窗等，要求可见透明感觉的人造牙齿，或作为装饰品如盘子、杯子等。
具体实施方式
实施例
下面的实施例用来更详细地进一步说明本发明，但不限制本发明的范围。
在本发明中进行各种测量方法如下所述。
(1)BET比表面积的测量
通过由岛津株式会社制造的Flow Sorb 2300进行测量。
(2)线性透射率的测量
把厚度为0.85mm的圆形小片放入岛津株式会社制造的UV-1200中，该片两侧面用金刚石浆料全面抛光过，在600nm的波长下(缝隙直径：0.55mmφ)测量透射率。
(3)氧化铝半透明体的烧结体体系的观测
用于测量透射率的小片在1650℃下煅烧1小时，所得到的表面用光字显微镜(T-300；尼康株式会社制造)以50倍放大倍数照相。根据这张照片，通过剖面法测量体系的粒径。
在对比例中，使用由住友化学工业株式会社生产的AKP-201(BET比表面积；4.2m2/g)作为纯度为99.99％的氧化铝粉末使用，该粉末是多面体状的且具有断裂面。
实施例1
由住友化学工业株式会社生产的α-氧化铝粉末(商品名称：Sumicorundum AA04)可以作为基本上无断裂面的α-氧化铝使用。这种氧化铝粉末是由具有8-20个面和D/H比为1的多面体颗粒组成。BET比表面积为3.5m2/g。这种粉末的平均粒径通过激光衍射扫描法为0.52μm。搅拌和混合4750g的AA04粉末、3100g水(溶剂)、6.4g六水合硝酸镁(试剂级)(以总氧化铝粉末为基础折合氧化镁为200ppm)、125g分散剂、40wt％聚羧酸酯铵(商品名称：SN-D5468，由Sannopco株式会社生产)和250g具有110m2/gBET比表面积的细粒氧化铝(商品名称：Al2O3-c，由DEGUSSA株式会社生产)30分钟，同时用超声波处置。然后，添加1000克的作为有机粘合剂聚乙烯醇(商品名称：PVC-205C，由Kuraray株式会社生产)10wt％溶液和10g作为增塑剂的聚乙二醇(聚合度：400，简称PEG#400，试剂级)并搅拌混合60分钟以制成浆料。
使这种浆料通过喷雾干燥器进行喷雾干燥以制成颗粒。润湿该颗粒至水分为0.5wt％，装满模型，先通过30MPa载荷下的单轴压力机，后通过150MPa载荷下的C.I.P.成形，以便产生直径为20mm和高为5mm的圆柱状成形制品。然后，于900℃的空气下煅烧成形制品3小时，以除去有机粘合剂，再于1800℃温度的氢气(露点：0℃)中烧结4小时。
生成的烧结体透射率为54％。烧结体的平均粒径为36μm。
实施例2
使4900g实施例1所述AA04粉末，3100g水，6.4g六水合硝酸镁，125g分散剂SN-D5468和100gBET比表面积为14.4m2/g的细粒氧化铝(商品名称：TM-DAR，由Taimei化学工业株式会社生产)在用超声波处置的同时搅拌混合30分钟。然后，添加1000g作为有机粘合剂的PVA-205C 10wt％溶液和作为增塑剂的10gPEG#400并搅拌混合60分钟，以制备浆料。
使这种浆料通过喷雾干燥器喷雾干燥以产生颗粒。润湿这种颗粒以达到0.5wt％的水分，再装入模子中，光通过30MPa载荷下的单轴压力机再通过100MPa载荷下的C.I.P.成形；以产生直径为20mm，高度为5mm的圆柱状成形制品。使这种成形制品在900℃的空气中煅烧3小时，以除去有机粘合剂，再于1800℃温度的氢气中烧结4小时。
所生成的烧结体透射率为52％。烧结体的平均粒径为40μm。
实施例3
4900g实施例1所述的AA04粉末，3100g水，4.8g六水合硝酸镁，3.9g氧氯化锆(基为总氧化铝粉末折合成氧化锆为300ppm)，125g分散剂SN-D5468和100g具有14.4m2/gBET比表面积的细粒氧化铝在用超声波处置的同时，搅拌混合30分钟。再添加作为有机粘合剂的1000g PVA-205C的10wt％溶液和作为增塑剂的10gPEG#400并搅拌混合60分钟以制备浆料。
使这种浆料通过喷雾干燥器进行喷雾干燥以产生颗粒。这种颗粒可作为原料使用，并按实施例1相同方法制成圆柱状成形制品，再于氢内烧结。
所生成的烧结体的透射率为63％。烧结体的平均粒径为40μm。
实施例4
把住友化学工业株式会社生产的α-氧化铝粉末(商品名称：Sumicorundum  AA07)作为基本上没有断裂面的α-氧化铝使用。该氧化铝粉末是由具有8-20个面和D/H比为1的多面体颗粒组成的。BET比表面积为2.8m2/g。借助于激光衍射扫描法这种粉末的平均粒径为0.78μm。把4900g的AA07粉末，和100gBET比表面积为14.4m2/g的细粒氧化铝TM-DAR作为原料使用，并且按与实施例2相同的方法制成颗粒。
把这种颗粒作为原料使用，且按与实施例1相同方法制成圆柱状成形制品，再于氢气中烧结。
所生成的烧成体透射率为55％。烧结体的平均粒径为38μm。
实施例5
把4900g实施例1所述AA04粉末，和具有6.8m2/gBET比表面积的细粒氧化铝(商品名称：AKP-30，由住友化学工业株式会社生产)作为原料使用，且按与实施例2相同的方法制成颗粒。把这种颗粒作为原料使用，再按与实施例1相同方法制成圆柱状成形制品，于氢气中烧结。
所生成的烧结体透射率为51％。烧结体的平均粒径为35μm。
实施例6
使实施例3的圆柱状成形制品置于900℃温度的空气中煅烧3小时，然后，于1800℃温度的真空下(10-2托)烧结4小时。
所生成的烧结体透射率为53％。烧结体的平均粒径为44μm。
实施例7
在用超声波处置的同时，搅拌混合98g实施例1所述的AA04粉末，100g乙醇(溶剂)，0.096g六水合硝酸镁(试剂级)(基于总氧化铝粉末折合氧化镁为150ppm)，0.078g氧氯化锆(基于总氧化铝粉末折合氧化锆为300ppm)，2g具有14.4m2/gBET比表面积的细粒氧化铝TM-DAR 30分钟。然后，通过旋转蒸发器除去乙醇，再将所生成的饼状物于150℃的热空气中干燥。干燥过的物质在乳钵内研磨以获得氧化铝粉末。
使这种粉末借助于液压单轴压力机在30MPa的载荷下再于70MPa的载荷下借助于C.I.P.成形，以产生具有直径为20mm和高度为5mm的圆柱状成形制品。然后，使这种成形制品在900℃的空气中煅烧3小时，再于1820℃温度的氢气中(露点：0℃)烧结4小时。
所生成的烧结体透射率为65％。烧结体的平均粒径为36μm。
实施例8
把住友化学工业株式会社生产的α-氧化铝粉末(商品名称：Sumicorundum  AA03)作为基本上无断裂面的α-氧化铝使用。这种氧化铝粉末由具有8-20个面和D/H比为1的多面体颗粒组成的。BET比表面积为4.5m2/g。该粉末的平均粒径借助于激光衍射扫描法测量为0.45μm。把4900g AA03粉末和100g具有14.4m2/g BET比表面积的细粒氧化铝TM-DAR作为原料使用，并按与实施例3相同方法制成颗粒。该颗粒作为原料使用，且按与实施例1相同方法制成圆柱状成形制品。然后，使这种成形制品在900℃空气下煅烧3小时以除去有机粘合剂，再于1800℃温度氢气中(露点：0℃)烧结4小时。
所生成的烧结体透射率为58％。烧结体的平均粒径为40μm。
对比例1
在用超声波处置的同时，对5000g实施例1所述AA04粉末，3100g水(溶剂)，6.4g六水合硝酸镁和125g分散剂SN-D5468搅拌混合30分钟。然后，添加作为有机粘合剂的1000g 10wt％的PVA-205C溶液，和10g作为增塑剂的PEG#400并搅拌混合60分钟以制备浆料。
使该浆通过喷雾干燥器进行喷雾干燥以制成颗粒。把该颗粒作为原料使用，再按与实施例1相同方法制成圆柱形模压制品。之后，使该成形制品在900℃空气中煅烧3小时以除去有机粘合剂，再于1820℃温度的氢气中(露点：0℃)烧结4小时。
所生成的烧结体透射率为42％。烧结体的平均粒径为35μm。
对比例2
使对比例1中的圆柱状成形制品在900℃温度的空气中煅烧3小时，之后，于1800℃温度的真空(10-2托)中烧结4小时。
所生成的烧结体透射率为40％。烧结体的平均粒径为40μm。
对比例3
在用超声波处置的同时，对5000g实施例1所述AA04粉末，3100g水(溶剂)，4.8g六水合硝酸镁，3.9g氧氯化锆和125g分散剂SN-D5468搅拌混合30分钟。然后添加1000g作为有机粘合剂的PVA-205C 10wt％溶液和10g作为增塑剂的PEG#400再搅拌混合60分钟，以制备浆料。
使该浆料借助于喷雾干燥器进行喷雾干燥以形成颗粒。该颗粒作为原料使用，且按与实施例1相同方法制成圆柱状成形制品，用于氢气中烧结。
所生成的烧结体透射率为45％。烧结体的平均粒径为38μm。
对比例4
在本对比例4中，使用氧化铝原料粉末(商品名称：AKP-20，由住友化学工业株式会社生产)。这种氧化铝粉末的初级颗粒是非多面体状的无定形颗粒，且D/H比超过2。这种颗粒的BET比表面积为4.2m2/g。该粉末的平均粒径借助于激光衍射扫描法测量为0.54μm。
在用超声波处置的同时，搅拌与混合5000g的AKP-20粉末，3100g水，6.4g六水合硝酸镁(基于总氧化铝粉末折合氧化镁为200ppm)和250g具有110m2/gBET比表面积的细粒氧化铝Al2O3-c 30分钟。然后，添加1000g作为有机粘合剂PVA-205C的10wt％溶液和10g作为增塑剂的PEG#400，再搅拌混合60分钟以制备浆料。
使这种浆料借助于喷雾干燥器进行喷雾干燥以产生颗粒。润湿这种颗粒至0.5wt％的水分，装入模子，再借助于液压单轴压力机在70MPa载荷下然后在150MPa载荷下通过C.I.P.成形，产生直径为20mm和高度为10mm的圆柱状成形制品。然后，使该成形制品在900℃空气下煅烧3小时，再于1820℃温度的氢气中(露点：0℃)烧结4小时。
所生成的烧结体是不透明的因此得不到半透明性。烧结体的平均粒径为35μm。在烧结体中留有大量尺寸超过1μm的孔隙。另外，还观察到了尺寸超过50μm的粗晶粒。
对比例5
在用超声波处置的同时，搅拌与混合5000g对比例4所述的AKP-20粉末，3100g水，6.4g六水合硝酸镁，和100g具有14.4m2/gBET比表面积的细粒氧化铝TM-DAR 30分钟。其次，采用含铁球的塑料球作介质使混合物经球磨处理3小时。再同时添加1000g作为有机粘合剂PVA-205C的10wt％溶液，和10g作为增塑剂的PEG#400，进行球磨3小时以制备浆料。
使该浆料通过喷雾干燥器进行喷雾干燥以产生颗粒。按与对比例4相同的方法把这种颗粒制成圆柱状成形制品。然后，使这种成形制品在1200℃的空气中煅烧3小时，再于1820℃温度的氢气中(露点：0℃)烧结4小时。
所生成的烧结体透射率为10％。烧结体的平均粒径为35μm。
对比例6
在用超声波处置的同时，对4900克对比例4所述的AKP-20粉末，4900g水，4.8g六水合硝酸镁，3.9克氧氯化锆，和100g具有14.4m2/g  BET比表面积的细粒氧化铝TM-DAR搅拌混合30分钟。其次，采用含铁球的塑料球作介质使混合物经过球磨处理3小时。再同时添加1000g作为有机粘合剂PVA-205C的10wt％溶液，和10g作为增塑剂的PEG#400，球磨3小时以制备浆料。
使该浆料通过喷雾干燥器进行喷雾干燥以产生颗粒。把这种颗粒作为原料使用，并按与对比例4相同方法制成圆柱状的成形制品，再于氢气中烧结。
所生成的烧结体透射率为15％，烧结体的平均粒径为38μm。
对比例7
使对比例6中的圆柱状成形制品在900℃温度的空气中煅烧3小时，其次，在1800℃温度的真空(10-2托)中烧结4小时。
所生成的烧结体不透明，因此得不到半透明性。烧结体的平均粒径为40μm。烧结体中留有大量尺寸超过1μm的孔隙。另外，还观察到了尺寸超过50μm的粗晶粒。
对比例8
在用超声波处置的同时，搅拌与混合4900g对比例4中所述的AKP-20粉末，5000g水(溶剂)，6.4g六水合硝酸镁和100g具有6.8m2/gBET比表面积的细粒氧化铝(商品名称：AKP-30)30分钟。其次，采用含铁球的塑料球作为介质使混合物经过球磨3小时。再同时添加1000g作为有机粘合剂PVA-205C的10wt％溶液和10g作为增塑剂的PEG#400，然后球磨3小时以制备浆料。
使这种浆料通过喷雾干燥器进行喷雾干燥以产生颗粒。按与对比例4相同方法把这种颗粒制成圆柱状成形制品，再于氢气内烧结。所生成的烧结体透射率为10％。烧结体的平均粒径为35μm。
如上所述，实施例1-8和对比例1、2和3表明当把细粒氧化铝加到由不含断裂面多面体初级颗粒组成的α-氧化铝粉末中时，烧结体的线性透射率升高。实施例1-8和对比例4-8表明当把细粒氧化铝加到不是多面体初级颗粒且具有断裂面的α-氧化铝粉末中时，烧结体的线性透射率不升高，而且相反，趋于降低。
上述结果总结在下面的表中。
表
    原料多面体α-氧化铝     烧结助剂     加入细粒氧化铝 分散 加工     模压kg/cm2     烧结          烧结体
    BET比表面积(m2/g)   D50(μm)     D/H     BET比表面积(m2/g)   加入量(wt％)     气氛   温度(℃)   透射率(％)   体系平均尺寸(μm)   异常生长
实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8     3.53.53.52.83.53.53.54.5   0.520.520.520.780.520.520.520.46     11111111     MgOMgOMgO/ZrO2MgOMgOMgO/ZrO2MgO/ZrO2MgO/ZrO2     11014.414.414.46.814.414.414.4     52222222 超声波 颗粒颗粒颗粒颗粒颗粒颗粒粉末颗粒     1500100015001500150015007001500     H2H2H2H2H2真空H2H2   18201800182018201820180018201800   5452635551536558   3640403835443640   无无无无无无无无
对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5对比例6对比例7对比例8     3.53.53.54.24.24.24.24.2   0.520.520.520.540.540.540.540.54     111＞2＞2＞2＞2＞2     MgOMgOMgO/ZrO2MgOMgOMgO/ZrO2MgO/ZrO2MgO     00011 014.414.414.46.8     00052222   超声波 颗粒颗粒颗粒颗粒颗粒颗粒颗粒颗粒     15001500150015001500150015001500     H2真空H2H2H2H2真空H2   18201800182018201820182018001820   42404501015010   3540383535384035   无无无可识别无无可识别无
球磨

Claims (12)

1.生产半透明氧化铝烧结体的方法，该法包括以下步骤：
使原料粉末成形；和
在从大气压的氢气氛到真空，温度从1600-1900℃的条件下烧结成形制品，
其中原料粉末是混合粉末，含有
α-氧化铝粉末(1)，它包含不含断裂面的多面体初级颗粒，具有1-7m2/g的BET比表面积和99.99％或以上的纯度，
氧化铝粉末(2)，具有5-200m2/g的BET比表面积，其数量以所述α-氧化铝粉末为基为0.5-10重量％，和
烧结剂，
并且满足下列计算式：
(氧化铝粉末(2)的BET比表面积)-
(α-氧化铝粉末(1)的BET比表面积)＞2m2/g。
2.权利要求1所述的方法，其中所述烧结剂包括镁化合物。
3.权利要求1所述的方法，其中所述烧结剂包括镁化合物和另外的选自元素周期表中的金属元素、IIIA和IVA族化合物中的至少一种化合物。
4.权利要求2所述的方法，其中镁化合物的添加量以氧化铝总量为基折合成氧化镁从10ppm或以上到低于300ppm。
5.权利要求3所述的方法，其中镁化合物添加量以氧化铝总量为基折合成氧化镁从10ppm或以上到低于300ppm，选自元素周期表中金属元素，IIIA和IVA族化合物中的至少一种化合物添加量以氧化铝总量为基折合成该元素氧化物为1000ppm或以下。
6.权利要求1所述的方法，其中氧化铝粉末(2)的用量以α-氧化铝(1)为基为0.5-7重量％。
7.权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：
使权利要求1所述混合粉末与水或有机溶剂、有机粘合剂、增塑剂、分散剂或脱模剂混合以制备浆料；
使浆料成形；
使成形制品以大气压，在500-1500℃的温度和空气下煅烧；和
在1600-1900℃的温度、从大气压的氢气氛到真空的条件下烧结煅烧制品。
8.按照权利要求1的方法制造的半透明氧化铝烧结体，具有20-50μm的平均粒径和对600nm波长的光线的通过厚度为0.85mm的板线性透射率为50-70％。
9.一种灯用电弧管，是由权利要求8所述半透明氧化铝烧结体制成的。
10.一种半导体生产装置部件，是由权利要求8所述的半透明氧化铝烧结体制成的。
11.一种生物陶瓷部件，是由权利要求8所述半透明氧化铝烧结体制成的。
12.一种装饰品，是由权利要求8所述的半透明氧化铝烧结体制成的。
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001064075A (ja) * 1999-08-30 2001-03-13 Sumitomo Chem Co Ltd 透光性アルミナ焼結体およびその製造方法
JP4206632B2 (ja) * 2000-10-31 2009-01-14 日本碍子株式会社 高圧放電灯用発光容器
JP4144176B2 (ja) * 2000-11-22 2008-09-03 日本碍子株式会社 高圧放電灯用発光容器
DE10101169C2 (de) * 2001-01-12 2002-11-07 Georg Grathwohl Verfahren zur Herstellung eines transparenten alpha-Aluminiumoxidkörpers mit sub-mum Gefüge
US20030110992A1 (en) 2001-12-13 2003-06-19 Pavlik Robert S. Alumina refractories and methods of treatment
WO2003075312A1 (fr) * 2002-03-07 2003-09-12 Ngk Insulators,Ltd Boitier electroluminescent pour lampe a decharge haute tension et procede de preparation d'un produit fritte d'alumine transparente polycristalline
JP2005532250A (ja) * 2002-07-10 2005-10-27 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 透明多結晶酸化アルミニウム
US7481963B2 (en) * 2005-06-28 2009-01-27 Osram Sylvania Inc. Method of reducing magnesium loss during sintering of aluminum oxide articles
CN101468915A (zh) * 2007-12-26 2009-07-01 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种具有择优取向的多晶氧化铝透明陶瓷及其制备方法
JP4770851B2 (ja) 2008-03-05 2011-09-14 セイコーエプソン株式会社 透光性セラミックスの製造方法
EP2305621B1 (en) * 2009-09-09 2015-04-22 NGK Insulators, Ltd. Translucent polycrystalline sintered body, method for producing the same, and arc tube for high-intensity discharge lamp
JP5685831B2 (ja) * 2010-05-12 2015-03-18 東ソー株式会社 赤色透光性アルミナ焼結体及びその製造方法
WO2013187410A1 (ja) * 2012-06-13 2013-12-19 日本碍子株式会社 複合基板
DE102013226579A1 (de) * 2012-12-19 2014-06-26 Ceramtec-Etec Gmbh Keramikwerkstoff
TWI629753B (zh) * 2013-04-26 2018-07-11 日本碍子股份有限公司 半導體用複合基板之操作基板
EP2799397B1 (en) 2013-04-30 2018-06-20 Merck Patent GmbH alpha-Alumina flakes
CN105074870B (zh) * 2013-12-25 2016-12-07 日本碍子株式会社 操作基板、半导体用复合基板、半导体电路基板及其制造方法
JP2015221738A (ja) * 2014-05-23 2015-12-10 岩崎電気株式会社 透光性アルミナ焼結体の製造方法
US9527774B2 (en) 2014-08-27 2016-12-27 King Abdulaziz City For Science And Technology High strength transparent ceramic using corundum powder and methods of manufacture
US9776930B2 (en) 2014-08-27 2017-10-03 King Abdulaziz City For Science And Technology Nano-porous corundum ceramics and methods of manufacture
US9287106B1 (en) 2014-11-10 2016-03-15 Corning Incorporated Translucent alumina filaments and tape cast methods for making
CN104786343A (zh) * 2015-02-16 2015-07-22 青海圣诺光电科技有限公司 一种α-氧化铝粉的压制成型方法
JP6649959B2 (ja) * 2015-09-30 2020-02-19 日本碍子株式会社 透明アルミナ焼結体の製法
CN107285746B (zh) * 2016-04-12 2020-07-07 深圳光峰科技股份有限公司 一种氧化铝基质的荧光陶瓷的制备方法及相关荧光陶瓷
CN107805056A (zh) * 2016-09-09 2018-03-16 深圳市光峰光电技术有限公司 陶瓷复合材料的制备方法及陶瓷复合材料、光源装置
JP6811936B2 (ja) * 2016-11-02 2021-01-13 日本電気硝子株式会社 アルミノシリケートガラスの製造方法
JP7311286B2 (ja) * 2019-03-26 2023-07-19 住友化学株式会社 アルミナ焼結体の製造方法およびアルミナ焼結体
WO2023127562A1 (ja) * 2021-12-27 2023-07-06 クラレノリタケデンタル株式会社 高透光性アルミナ焼結体となる歯科用アルミナ仮焼体
WO2024127664A1 (ja) * 2022-12-16 2024-06-20 クラレノリタケデンタル株式会社 高透光性アルミナ焼結体となる歯科用アルミナ仮焼体

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4915447A (zh) 1972-05-18 1974-02-09
JPS6022670B2 (ja) 1978-05-12 1985-06-03 日本碍子株式会社 多結晶透明アルミナ及びその製造法ならびに高圧蒸気放射灯用発光管
JPS58185478A (ja) * 1982-04-26 1983-10-29 東芝セラミツクス株式会社 透光性アルミナ磁器の製造方法
US5382556A (en) * 1992-04-22 1995-01-17 Sumitomo Chemical Company, Limited Translucent polycrystalline alumina and process for producing the same
JPH06191833A (ja) 1992-06-02 1994-07-12 Sumitomo Chem Co Ltd α−アルミナ
JP3440498B2 (ja) 1992-06-02 2003-08-25 住友化学工業株式会社 α−アルミナ

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JP2000219570A (ja) 2000-08-08
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