JP2002255634A

JP2002255634A - 快削性を有する高強度アルミナ質焼結体及びこれを用いた耐食性部材

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Publication number: JP2002255634A
Application number: JP2001049190A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hamada; 敏幸浜田; Masahiro Nakahara; 正博中原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-11
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: JP4889155B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のアルミナ質焼結体と比較して曲げ強度や
硬度を向上させつつ、破壊靱性値を若干下げ、快削性に
優れた高強度アルミナ質焼結体を提供する。【解決手段】アルミナを５０〜９７重量％、アルミニウ
ム・イットリウム・ガーネットを３〜５０重量％含有
し、焼結体中におけるアルミナの平均結晶粒子径を２〜
１０μｍとするとともに、アルミニウム・イットリウム
・ガーネットの平均結晶粒子径を１．５〜５μｍとし、
かつアルミニウム・イットリウム・ガーネットの平均結
晶粒子径に対するアルミナの平均結晶粒子径の比を１よ
り大きく、７より小さくして快削性に優れた高強度アル
ミナ質焼結体を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度を有すると
ともに、研削性に優れた快削性を有する高強度アルミナ
質焼結体と、これを用いた、フッ素系や塩素系等の腐食
性ガスあるいはそのプラズマ雰囲気下で使用する真空チ
ャンバーの内壁材、マイクロ波導入窓、フォーカスリン
グ、クランプリング、サセプタ等の如き耐食性部材に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミック焼結体の中でも耐摩耗
性、耐熱性、耐薬品性等の点で優れた特性を有するとと
もに、圧倒的に安価でかつ工業的に有用な材料としてア
ルミナ質焼結体が使用されており、例えば摺動部材、粉
砕部材、構造部材等の様々な分野で使用されている。

【０００３】しかしながら、アルミナ質焼結体は、上述
のような優れた特性を有する反面、ジルコニア質焼結体
や窒化珪素質焼結体などに比べて抗折強度が低いことか
ら、高い応力のかかる部分に使用するには形状等の制約
があった。

【０００４】例えば、生産性の向上に伴って大型化する
構造部材に用いる場合、重量が重くなり、取り付け時や
ハンドリング時において欠けや割れが発生するという課
題があり、曲げ強度を高めることが望まれていた。

【０００５】そこで、アルミナ質焼結体の抗折強度を向
上させるため、例えば、炭化珪素やジルコニアなどの結
晶粒子をアルミナ粒子内及び粒界に分散させたアルミナ
質焼結体が提案されている（特公昭５９−２４７５１号
公報、特公昭５９−２５７４８号公報参照）。

【０００６】一方、近年、半導体製造装置においては、
フッ素系や塩素系等のハロゲン系腐食性ガスあるいはそ
のプラズマ雰囲気に曝される、真空チャンバーの内壁
材、マイクロ波導入窓、フォーカスリング、クランプリ
ング、サセプタ等の如き耐食性部材としてアルミナ質焼
結体を用いることが提案されている（特開平５−２１７
９４６号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ジルコニア
や炭化珪素を分散させたアルミナ質焼結体は、ジルコニ
アや炭化珪素を含まないものと比較して焼結体の強度及
び硬度を向上させることができるものの、一般的に破壊
靱性値も高くなることから研削加工を行った時の加工負
荷が高く、加工に時間がかかるため、安価に構造部材を
製作することができないといった課題があった。特に、
構成部材が大型化すると加工面積が増えるため、加工に
多大な時間を要することになり、この加工時間のアップ
が大きな問題となっていた。

【０００８】さらに、炭化珪素を分散させたアルミナ質
焼結体では、常圧焼成にて緻密化することができないた
め、ホットプレスなどの高価な焼成装置を用いなければ
ならず、構造部材を製作するうえにおいてさらに高価な
ものになってしまうといった不都合があった。

【０００９】一方、耐食性部材としてアルミナ質焼結体
を用いたものでは、他のセラミック焼結体と比較して高
い耐食性を有するものの、十分満足できるものではな
く、さらに耐食性部材も大型化する傾向にあるが、研削
性が良くないため、加工に時間がかかり、加工コストが
耐食性部材の単価に跳ね返り、高価なものになってしま
うといった課題があった。

【００１０】

【発明の目的】本発明の目的は、高強度でありながら加
工性に優れたアルミナ質焼結体とこれを用いた、ハロゲ
ン系腐食性ガスやそのプラズマに対する優れた抵抗性を
有する耐食性部材を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題に鑑
み、本発明の快削性を有する高強度アルミナ質焼結体
は、アルミナを５０〜９７重量％、アルミニウム・イッ
トリウム・ガーネットを３〜５０重量％の範囲で含有し
た焼結体であって、焼結体中における上記アルミナの平
均結晶粒子径が２〜１０μｍ、上記アルミニウム・イッ
トリウム・ガーネットの平均結晶粒子径が１．５〜５μ
ｍで、かつ上記アルミニウム・イットリウム・ガーネッ
トの平均結晶粒子径に対する上記アルミナの平均結晶粒
子径の比が１より大きく、７より小さいことを特徴とす
る。

【００１２】特に、上記アルミナ質焼結体の破壊靱性値
は２．０〜３．９ＭＰａ・√ｍの範囲にあるものが好ま
しい。

【００１３】さらに、本発明は、上記快削性を有する高
強度アルミナ質焼結体を、ハロゲン系腐食性ガスやその
プラズマに曝される耐食性部材に用いたことを特徴とす
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の快削性を有する高強度ア
ルミナ質焼結体は、アルミナを主成分とし、副成分とし
てアルミニウム・イットリウム・ガーネット（以下、Ｙ
ＡＧという）を含有した焼結体であって、焼結体中にお
ける上記ＹＡＧの平均結晶粒子径を上記アルミナの平均
結晶粒子径より適度に小さくしたことを特徴とする。

【００１５】即ち、副成分として含有するＹＡＧはアル
ミナの粒成長を抑制する作用があるため、焼結体を緻密
化することができ、ＹＡＧを含まないアルミナ質焼結体
と比較して曲げ強度及び硬度を向上させることができる
とともに、焼結体中におけるＹＡＧの粒子径をアルミナ
の粒子径より適度に小さくしてあることから、破壊靱性
値を２．０〜３．９ＭＰａ・√ｍ程度にまで下げること
ができ、焼結体の研削加工による加工性を向上させるこ
とができる。

【００１６】ところで、このようなアルミナ質焼結体を
得るには、アルミナを５０〜９７重量％、ＹＡＧを３〜
５０重量％の範囲で含有する必要がある。

【００１７】なぜなら、アルミナの含有量が５０重量％
未満となると（ＹＡＧの含有量が５０重量％を超える
と）、主成分がＹＡＧとなり、焼結体の機械的特性がＹ
ＡＧの機械的特性に支配されることになり、焼結体の曲
げ強度や硬度がＹＡＧを含まないアルミナ質焼結体より
大幅に低下するからであり、逆に、アルミナの含有量が
９７重量％を超えると（ＹＡＧの含有量が３重量％未満
となると）、ＹＡＧの含有量が少ないことからアルミナ
の粒成長を抑制する効果が小さく、焼結体の曲げ強度や
硬度を向上させることができず、また、焼結体の破壊靱
性値を下げる効果も得られないからである。なお、好ま
しくは、アルミナを７０〜９５重量％、ＹＡＧを５〜３
０重量％の範囲で含有することが好ましい。

【００１８】また、焼結体中におけるアルミナの平均結
晶粒子径は２〜１０μｍ、ＹＡＧの平均結晶粒子径は
１．５〜５μｍの範囲にあるものを用いることが好まし
い。

【００１９】即ち、アルミナの平均結晶粒子径が１０μ
ｍを超えると、焼結体中に気孔が多数介在することにな
り、焼結体の曲げ強度や硬度を向上させることができな
いからであり、逆にアルミナの平均結晶粒子径が２μｍ
未満となると、焼結体の破壊靱性値が高くなり、快削性
が損なわれるからである。

【００２０】また、ＹＡＧの平均結晶粒子径が５μｍを
超えると、焼結体の破壊靱性値が小さくなり過ぎるた
め、研削加工時にチッピングや欠けを生じ、精度良く製
作することが難しくなるとともに、ハンドリング時に欠
けや割れが生じるからであり、逆にＹＡＧの平均結晶粒
径が１．５μｍ未満となると、焼結体の破壊靱性値が高
くなり過ぎ、加工性が損なわれるからである。

【００２１】なお、好ましくは、アルミナの平均結晶粒
子径が３〜７μｍ、ＹＡＧの平均結晶粒子径が１．８〜
５μｍの範囲にあるものが好ましい。

【００２２】さらに、焼結体中におけるＹＡＧは、その
平均結晶粒子径が主成分であるアルミナの平均結晶粒子
径より適度に小さく、上記ＹＡＧの平均結晶粒子径に対
するアルミナの平均結晶粒子径の比が１より大きく、７
より小さくすることが重要である。

【００２３】即ち、ＹＡＧの平均結晶粒子径に対するア
ルミナの平均結晶粒子径の比が１より小さいと、ＹＡＧ
の粒子径がアルミナの粒子径に近くなり、焼結体の曲げ
強度や硬度が低下するとともに、破壊靱性値が大きく低
下し過ぎてしまうからであり、逆にＹＡＧの平均結晶粒
子径に対するアルミナの平均結晶粒子径の比が７より大
きいと、破壊靱性値が高くなり過ぎるために加工性が損
なわれるからである。

【００２４】また、本発明の快削性を有する高強度アル
ミナ質焼結体は、主成分のアルミナと副成分のＹＡＧが
上述した範囲内にあれば、他の助剤成分を含有していて
も良く、例えば、アルミナ質焼結体の焼結助剤として用
いられるＭｇＯ、ＳｉＯ₂、ＣａＯを含んでいても構わ
ない。

【００２５】このような範囲内にある本発明の快削性を
有する高強度アルミナ質焼結体は、４点曲げ強度２９０
ＭＰａ以上、ビッカース硬度１５ＧＰａ以上の高強度、
高硬度を有するとともに、耐熱衝撃性（ΔＴ）１５０℃
以上、破壊靱性値が２．０〜３．９ＭＰａ・√ｍの範囲
にあり、ハンドリング時に破損することなく、焼結体の
研削性を向上させることができる。

【００２６】ところで、このような快削性を有する高強
度アルミナ質焼結体を得るには、まず、出発原料として
アルミナ粉末とＹＡＧ粉末及び必要に応じて焼結助剤等
の助剤成分を用意する。

【００２７】アルミナ粉末はアルミナ純度が９５％以上
を有するとともに、平均粒子径が１〜１５μｍ、ＢＥＴ
比表面積が１〜４ｍ²／ｇのものを用いることが好まし
い。

【００２８】また、ＹＡＧ粉末は、Ａｌ₂Ｏ₃粉末とＹ₂
Ｏ₃粉末を下式の割合で混合して１０００〜１６００℃
で仮焼した後、これらを粉砕することにより得ることが
でき、平均粒子径０．６〜１．２μｍ、ＢＥＴ比表面積
２〜５ｍ²／ｇの粉末を用いることが好ましい。（式）Ａ＋Ｂ＝１０．３６５≦Ａ≦０．３８５０．６１５≦Ｂ≦０．６３５Ａ：イットリアのモル量Ｂ：酸化アルミニウムのモル量そして、上記アルミナ粉末を５０〜９７重量％、上記Ｙ
ＡＧ粉末を３〜５０重量％の範囲で混合し、さらにワッ
クスエマルジョン（ワックス＋乳化剤）、ＰＶＡ（ポリ
ビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコー
ル）等の所望の有機バインダーを添加混合し、混練して
スラリーを作製するか、あるいは混練乾燥させて造粒粉
を作製し、スラリーを用いる場合、鋳込成形法、射出成
形法、ドクターブレード法等のテープ成形法により所定
形状に成形し、また、造粒粉を用いる場合、型内に充填
してプレス成形等の一軸加圧成形法を用いるか、あるい
はラバープレス成形等のように等加圧成形法を用いて所
定形状に成形し、しかる後、得られた成形体を必要に応
じて３００〜６００℃で脱脂し、しかる後、大気雰囲気
中にて１５００〜１７５０℃の温度範囲で焼成する。

【００２９】ここで、焼成温度を１５００〜１７５０℃
とするのは、１５００℃未満であると、十分に焼結が進
まず、緻密化することができないからであり、逆に１７
５０℃を超えると、アルミナ粒子やＹＡＧ粒子が異常粒
成長を起こし、焼結体の曲げ強度、硬度、破壊靱性値等
の機械的特性が低下するからである。

【００３０】以上のような条件にて焼成することによ
り、４点曲げ強度２９０ＭＰａ以上、ビッカース硬度１
５ＧＰａ以上の高強度、高硬度を有するとともに、耐熱
衝撃性（ΔＴ）１５０℃以上、破壊靱性値が２〜３．９
ＭＰａ・√ｍの範囲にあるアルミナを主成分とする快削
性を有した高強度アルミナ質焼結体を得ることができ、
このアルミナ質焼結体を所定形状に加工するため、各種
加工装置の留め具にハンドリングしても欠けや割れを生
じ難く、また、研削加工を施せば、快削性に優れるた
め、比較的短時間で加工することができる。

【００３１】次に、本発明の快削性を有する高強度アル
ミナ質焼結体を耐食性部材に用いた応用例について説明
する。

【００３２】ここで、耐食性部材とは、ハロゲン系腐食
性ガスあるいはそのプラズマに曝される部材のことであ
り、具体的には、真空チャンバーの内壁材、マイクロ波
導入窓、フォーカスリング、クランプリング、サセプタ
として用いられるものである。

【００３３】ハロゲン系腐食性ガスとしては、ＳＦ₆、
ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、ＣｌＦ₃、ＮＦ₃、Ｃ₄Ｆ₈、ＨＦ等のフ
ッ素系ガス、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、ＢＣｌ₃、ＣＣｌ₄等の塩
素系ガス、あるいはＢｒ₂、ＨＢｒ、ＢＢｒ₃等の臭素系
ガスなどがある。そして、これらのハロゲン系腐食性ガ
スが使用される雰囲気下でマイクロ波や高周波が導入さ
れると、これらのガスがプラズマ化されることになる。
また、エッチング効果をより高めるために、ハロゲン系
腐食性ガスとともに、Ａｒ等の不活性ガスを導入してプ
ラズマを発生させることもある。

【００３４】そして、このようなハロゲン系腐食性ガス
あるいはそのプラズマに曝される耐食性部材として本発
明の快削性を有する高強度アルミナ質焼結体を用いれ
ば、その構成成分であるＹＡＧがフッ素系や塩素系等の
腐食性ガスやそのプラズマに対する耐食性に優れ、しか
もこのＹＡＧ結晶が腐食を受け易いアルミナ質焼結体の
粒界層に介在していることから、焼結体の耐食性を、Ｙ
ＡＧを含まないアルミナ質焼結体と比較して向上させる
ことができる。

【００３５】本発明の快削性を有する高強度アルミナ質
焼結体を耐食性部材に用いる場合においてもアルミナを
５０〜９７重量％、ＹＡＧを３〜５０重量％の範囲で含
有するとともに、焼結体中におけるアルミナの平均結晶
粒子径が２〜１０μｍ、ＹＡＧの平均結晶粒子径が１．
５〜５μｍの範囲にあり、かつ上記ＹＡＧの平均結晶粒
子径に対するアルミナの平均結晶粒子径の比が１より大
きく、７より小さくしたものを用いることが良い。

【００３６】即ち、アルミナの含有量が５０重量％未満
となると（ＹＡＧの含有量が５０重量％を超えると）、
主成分がＹＡＧとなり、焼結体の機械的特性がＹＡＧの
機械的特性に支配されることになり、焼結体の曲げ強度
や硬度がＹＡＧを含まないアルミナ質焼結体より低くな
るとともに、さらに破壊靱性値が２．０ＭＰａ・√ｍ未
満となるからであり、逆に、アルミナの含有量が９７重
量％を超えると（ＹＡＧの含有量が３重量％未満となる
と）、ＹＡＧの含有量が少ないことからアルミナの粒成
長を抑制する効果が小さく、焼結体を緻密化できないた
め、曲げ強度や硬度を向上させることができず、また、
ＹＡＧを含むことによる耐食性の向上が望めないからで
ある。

【００３７】また、アルミナの平均結晶粒子径が１０μ
ｍを超えると、焼結体中に気孔が多数介在することにな
り、焼結体の曲げ強度や硬度を向上させることができ
ず、また、プラズマに曝されると、気孔のエッジが腐食
を受け易いため、腐食の進行が加速されるからであり、
逆にアルミナの平均結晶粒子径が２μｍ未満となると、
焼結体の破壊靱性値が高くなり、加工性が損なわれるか
らである。

【００３８】さらに、ＹＡＧの平均結晶粒子径が５μｍ
を超えると、焼結体の破壊靱性値が小さくなり過ぎるた
め、研削加工時にチッピングや欠けを生じ、精度良く製
作することが難しくなるとともに、ハンドリング時等に
おいても欠けや割れが生じるからであり、逆にＹＡＧの
平均結晶粒径が１．５μｍ未満となると、焼結体の破壊
靱性値が高くなり過ぎ、加工性が悪くなるからである。

【００３９】また、ＹＡＧの平均結晶粒子径に対するア
ルミナの平均結晶粒子径の比が１より小さくなると、Ｙ
ＡＧの粒子径がアルミナの粒子径に近くなり、焼結体の
曲げ強度、硬度、破壊靱性値等の機械的特性が低下する
とともに、焼結体の耐熱衝撃性が低下してしまうからで
あり、逆にＹＡＧの平均結晶粒子径に対するアルミナの
平均結晶粒子径の比が７より大きくなると、焼結体の曲
げ強度や硬度の向上とともに、破壊靱性値が高くなるた
めに加工性が悪くなるからである。

【００４０】さらに、本発明の快削性を有する高強度ア
ルミナ質焼結体により形成した耐食性部材は、耐熱衝撃
性（△Ｔ）１５０℃以上を有することから、熱が加わる
ような環境下で使用したとしても熱衝撃等で割れる恐れ
が小さく、常に安定して使用することができる。

【００４１】

【実施例】（実施例１）ここで、アルミナ及びＹＡＧの
含有量、アルミナとＹＡＧの平均結晶粒子径をそれぞれ
異ならせたアルミナ質焼結体を製作し、その４点曲げ強
度、ビッカース硬度、破壊靱性値、耐熱衝撃性について
調べる実験を行った。本実験に用いるアルミナ質焼結体
は、出発原料として、平均粒径が１〜１５μｍ、アルミ
ナ純度が９９．５％以上のアルミナ粉末と、平均粒径が
０．６〜１．２μｍのＹＡＧ粉末を用い、表１に示す割
合で調合し、さらにイオン交換水とバインダーとしてワ
ックスエマルジョン（ワックス＋乳化剤）、ＰＶＡ（ポ
リビニルアルコール）及びＰＥＧ（ポリエチレングリコ
ール）を添加して混練乾燥させることにより造粒粉を作
製した。

【００４２】次に、得られた造粒粉を金型内に充填し、
プレス成形法にて直径６０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤状を
した成形体を製作し、しかる後、成形体を４００℃で脱
脂し、さらに大気雰囲気中にて１５００〜１７５０℃の
温度で５時間程度焼成することにより、試料としてのア
ルミナ質焼結体を得た。

【００４３】なお、同様の条件にて製作したもののアル
ミナ及びＹＡＧの同定とその含有量を粉末Ｘ線回折法に
て調べたところ、添加した時の含有量と同様の範囲内に
あった。また、同様の条件にて製作したものを走査型電
子顕微鏡にて観察し、アルミナ及びＹＡＧの各平均結晶
粒子径を画像解析装置（ルーゼックス）にて測定したと
ころ、表１に示す通りであった。

【００４４】そして、得られた各試料の４点曲げ強度
は、ＪＩＳＲ１６０１に準拠して測定し、その値
が基準試料として用意したアルミナ質焼結体（アルミナ
含有量９９．５重量％）の４点曲げ強度より高いものを
優れたものとし、○で示し、より高い曲げ強度を有する
ものを◎で示した。なお、×は本発明範囲外のものであ
る。

【００４５】また、得られた各試料のビッカース硬度
は、ＪＩＳＲ１６１０に準拠して測定し、その値
が基準試料として用意したアルミナ質焼結体（アルミナ
含有量９９．５重量％）の４点曲げ強度より高いものを
優れたものとした。

【００４６】さらに、得られた各試料の破壊靱性値は、
ＪＩＳＲ１６０７に準拠して測定し、その値が
２．０〜３．９ＭＰａ・√ｍの範囲内にあるものは加工
性に優れるとともに、ハンドリングしても破損すること
がないため、優れたものとし、○で示し、特に２．３〜
３．５ＭＰａ・√ｍの範囲内にあるものはさらに精度の
点においても優れていることから、◎で示した。なお、
×は本発明範囲外のものである。

【００４７】また、得られた各試料の耐熱衝撃性は、投
下式水中急冷法に準拠し、水中投下した後に、４点曲げ
強度を測定し、強度劣化した時の△Ｔが１５０℃以上で
あるものを良好とした。

【００４８】そして、４点曲げ強度、ビッカース硬度、
破壊靱性値、耐熱衝撃性の全ての要件に対して優れてい
る又は良好であったものを優れたものとした。

【００４９】なお、比較例としてＹＡＧ焼結体も用い、
同様の条件にて測定を行った。

【００５０】それぞれの結果は表１に示す通りである。

【００５１】

【表１】

【００５２】この結果、表１より判るように、アルミナ
を５０〜９７重量％、ＹＡＧを３〜５０重量％含有し、
アルミナの平均結晶粒子径が２〜１０μｍ、ＹＡＧの平
均結晶粒子径が１．５〜５μｍで、かつＹＡＧの平均結
晶粒子径に対するアルミナの平均結晶粒子径の比を１よ
り大きく、７より小さくした試料Ｎｏ．２〜１１のもの
は、４点曲げ強度及びビッカース硬度の点で基準試料と
して用意した従来のアルミナ質焼結体よりも高強度、高
硬度を有するとともに、破壊靱性値が２．０〜３．９Ｍ
Ｐａ・√ｍと加工性に優れ、しかも耐熱衝撃性（ΔＴ）
が１５０℃以上と全ての要件を満足することができ、優
れていた。

【００５３】特に、アルミナ含有量を７０〜９５重量
％、ＹＡＧ含有量を５〜３０重量％、アルミナの平均結
晶粒子径を３〜７μｍ、ＹＡＧの平均結晶粒子径を１．
８〜５μｍ、ＹＡＧの平均結晶粒子径に対するアルミナ
の平均結晶粒子径の比を１．５より大きく、７より小さ
くした試料Ｎｏ．４〜８のものは、４点曲げ強度が３４
０ＭＰａ以上、ビッカース硬度が１６ＧＰａ以上と非常
に高い強度と硬度を有し、破壊靱性値が２．３〜３．５
ＭＰａ・√ｍと加工性だけでなく加工精度的にも優れ、
しかも耐熱衝撃性（ΔＴ）が１６０℃以上と優れてい
た。（実施例２）次に、表１の試料Ｎｏ．２〜１１に示
す各試料を耐食性部材として用いた時のプラズマを発生
させた塩素系ガス雰囲気下での耐食性について調べる実
験を行った。

【００５４】具体的には、各試料の表面をラップ加工に
より鏡面とし、ＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥ
ｔｃｈｉｎｇ）装置にセットしてＣｌ₂ガス雰囲気下で
プラズマ中に３時間曝し、その前後の重量の減少量から
１分間当たりのエッチングレートを算出し、基準試料と
して用意したアルミナ質焼結体（アルミナ含有量９９．
５重量％）のエッチングレートを１としたときの相対比
較値として求め、この相対比較値が１未満であるものを
優れたものとした。

【００５５】結果は表２に示す通りである。

【００５６】

【表２】

【００５７】この結果、いずれの試料も基準試料として
用意したアルミナ質焼結体よりも腐食摩耗し難く、耐食
性に優れていることが判る。

【００５８】この結果、本発明の快削性を有する高強度
アルミナ質焼結体は、耐食性部材としても好適に用いる
ことができることが判る。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、アルミ
ナを５０〜９７重量％、アルミニウム・イットリウム・
ガーネットを３〜５０重量％含有し、焼結体中における
上記アルミナの平均結晶粒子径を２〜１０μｍとすると
ともに、上記アルミニウム・イットリウム・ガーネット
の平均結晶粒子径を１．５〜５μｍとし、かつ上記アル
ミニウム・イットリウム・ガーネットの平均結晶粒子径
に対する上記アルミナの平均結晶粒子径の比を１より大
きく、７より小さくして快削性に優れた高強度アルミナ
質焼結体を形成したことから、ＹＡＧを含まないアルミ
ナ質焼結体と比較して曲げ強度や硬度を向上させつつ、
破壊靱性値を若干下げることができるため、高強度、高
硬度でありながら、加工性に優れたものとすることがで
きる。その為、大型の構造部材として用いたとしても十
分な機械的強度を有しつつ、加工コストを下げることが
でき、しかも材料そのものが比較的安価なアルミナを主
成分とするものであるから、構造部材を安価に提供する
ことができる。

【００６０】また、本発明の快削性に優れた高強度アル
ミナ質焼結体は、フッ素系や塩素系等のハロゲン系腐食
ガスやそのプラズマに対して優れた耐食性を有すること
から、耐食性部材として用いれば、長期間にわたって安
定して使用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナを５０〜９７重量％、アルミニウ
ム・イットリウム・ガーネットを３〜５０重量％含有す
る焼結体であって、該焼結体中における上記アルミナの
平均結晶粒子径が２〜１０μｍ、上記アルミニウム・イ
ットリウム・ガーネットの平均結晶粒子径が１．５〜５
μｍで、かつ上記アルミニウム・イットリウム・ガーネ
ットの平均結晶粒子径に対する上記アルミナの平均結晶
粒子径の比が１より大きく、７より小さいことを特徴と
する快削性を有する高強度アルミナ質焼結体。
【請求項２】上記快削性を有する高強度アルミナ質焼結
体の破壊靱性値が２．０〜３．９ＭＰａ・√ｍの範囲に
あることを特徴とする請求項１に記載の快削性を有する
高強度アルミナ質焼結体。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の快削性を有
する高強度アルミナ質焼結体によりプラズマに曝される
部材を形成したことを特徴とする耐食性部材。