JP2014111524A - アルミナ質焼結体および耐電圧部材ならびにマイクロ波透過窓 - Google Patents

Abstract

【課題】印加される電圧によって沿面絶縁破壊の起こりにくいアルミナ質焼結体およびこのアルミナ質焼結体に電極を備えてなる耐電圧部材ならびにアルミナ質焼結体からなるマイクロ波透過窓を提供する。
【解決手段】酸化アルミニウムの含有量を８０質量％以上、遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物を含み、酸化アルミニウムをαモル％、遷移金属の酸化物をβモル％、アルカリ土類金属の酸化物をγモル％としたとき、α＋β＋γ＝１００であり、比率β／γの値を０．５以上２．０以下として、さらに酸化アルミニウムとアルカリ土類金属の酸化物からなるスピネルを含み、このスピネルに遷移金属を含有してなることを特徴とするアルミナ質焼結体とすることにより二次電子放出係数を８以下とすることができ、焼結体の平均結晶粒子径を１０μｍ以下とすることでさらに二次電子放出係数を小さくすることができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、印加される電圧によって沿面絶縁破壊の起こりにくいアルミナ質焼結体および耐電圧部材ならびにマイクロ波透過窓に関する。

従来、ＣＴスキャン等の医療機器や透過型電子顕微鏡等の分析装置に用いられるカソード−アノード間に高い電圧が印可されるＸ線管のハウジング、大型加速器の壁面部材および高電圧導入端子、マイクロ波透過窓などの高い絶縁性の求められる部位に、各種セラミックスが適用されている。

例えば、特許文献１には、Ｘ線管の高電圧ブッシング（碍管）における絶縁部材として、アルミナセラミックスを用いることが提案されている。

特開平８−106828号公報

ＣＴスキャン等の医療機器や透過型電子顕微鏡等の分析装置のカソード−アノード間において用いられるセラミックスは、電圧が印加されるとカソード側からアノード側に向かって電子が放出され、この電子がセラミックスの表面に衝突することによって二次電子が放出される。そして、アノード側に到達する二次電子の量が許容範囲を超えたとき沿面絶縁破壊が起こる。

そして、セラミックスの表面において、ゴミやガス等の付着物が多く存在するときには、二次電子が多く放出されることとなり、沿面絶縁破壊が起こりやすくなる。このような沿面絶縁破壊が起こると、ＣＴスキャン等の医療機器や透過型電子顕微鏡などの分析装置において、カソード−アノード間に印加される電圧が瞬間的に降下（以降、瞬時電圧降下と記載する。）し、重要な医療データや分析データの欠落が起こる。そのため、このような用途に用いられるセラミックスは、二次電子の放出を少なくして沿面絶縁破壊が起こることを少なくする必要がある。

また、精度向上や軽量化の観点から、医療機器や分析装置等において小型化が望まれているが、単にカソード−アノード間の沿面距離を短くしただけでは、沿面絶縁破壊は起こりやすくなってしまうことから、小型化の要求に応えるためには、沿面絶縁破壊に至るまでの許容電圧を大きくする必要がある。

本発明は、上記要求を満たすべく案出されたものであり、印加される電圧によって沿面絶縁破壊の起こりにくいアルミナ質焼結体および耐電圧部材ならびにマイクロ波透過窓を提供することを目的とする。

本発明のアルミナ質焼結体は、アルミナの結晶を含み、該アルミナの含有量が80質量％以上であり、二次電子放出係数が８以下であることを特徴とするものである。

また、本発明の耐電圧部材は、上記構成のアルミナ質焼結体に電極を備えてなることを
特徴とするものである。

さらに、本発明のマイクロ波透過窓は、上記構成のアルミナ質焼結体からなることを特徴とするものである。

本発明のアルミナ質焼結体によれば、二次電子の放出が少ないことから、沿面絶縁破壊を起こりにくくすることができる。

また、本発明の耐電圧部材によれば、本発明のアルミナ質焼結体に電極を備えてなることにより、沿面絶縁破壊が起こりにくいため、瞬時電圧降下によるデータの欠落を少なくすることができる。また、沿面絶縁破壊に至るまでの許容電圧が大きいことから、沿面距離を短くすることが可能となり、搭載する機器や装置の小型化を図ることができる。

さらに、本発明のマイクロ波透過窓によれば、本発明のアルミナ質焼結体からなることから、二次電子が雪崩式に増殖するマルチパクタ現象や、マルチパクタにより蓄積された電子が放出される表面放電によって破壊するおそれが少ないことから、信頼性が高く、長期間にわたる使用が可能となる。

以下、本実施形態のアルミナ質焼結体および耐電圧部材ならびにマイクロ波透過窓の一例について説明する。

本実施形態のアルミナ質焼結体は、アルミナの結晶を含み、アルミナの含有量が80質量％以上であり、二次電子放出係数が８以下である。ここで、二次電子放出係数とは、試料表面に電子ビーム（一次電子）を照射した際に、試料表面から放出される二次電子を検出して求められるものである。

より具体的には、二次電子放出係数は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に用いるような電子銃、二次電子捕獲用のファラデーカップ、微小電流計、駆動式サンプルホルダー等から構成される二次電子放出係数測定用装置を用いて測定することができる。そして、測定においては、表面の帯電を避けるため電子ビームを高速ブランキングしたパルスビームを用い、測定条件としては、例えば、加速電圧0.6〜30.0ｋＶ、容器内圧力2.0×10^−４Ｐａの環境下で、パルスビーム電流値（Ｉ_１）90〜110ｐＡ、パルス幅１〜３ｍｓｅｃ
、照射面積0.1〜0.3ｍｍ^２とする。そして、パルスビームの照射によって放出された二次電子をファラデーカップ内に捕獲して微少電流計で二次電子電流（Ｉ_２）を測定し、Ｉ_２の値をＩ_１の値で除することで求めることができる。

そして、本実施形態のアルミナ質焼結体は、二次電子放出係数が８以下であり、電子が衝突した際に生じる二次電子の放出が少ないものであることから、沿面絶縁破壊を起こりにくくすることができる。また、沿面絶縁破壊に至るまでの許容電圧が大きいと言い換えることができるものであることから、ＣＴスキャン等の医療機器や透過型電子顕微鏡等の分析装置のカソード−アノード間において本実施形態のアルミナ質焼結体を用いれば、瞬時電圧降下によるデータの欠落を少なくすることができる。併せて、沿面距離を短くすることが可能となり、搭載する機器や装置の小型化を図ることができることから、精度向上や軽量化を図ることができる。

なお、沿面絶縁破壊に至るまでの許容電圧は、沿面絶縁破壊到達電圧によって確認することができる。この沿面絶縁破壊到達電圧とは、カソード−アノード間において、沿面絶縁破壊によって電圧降下に至った電圧を沿面距離（カソード−アノード間の距離）で除し
たものであり、本実施形態のアルミナ質焼結体によれば、この沿面絶縁破壊到達電圧は６ｋＶ／ｍｍ以上となるものである。

そして、本実施形態のアルミナ質焼結体におけるアルミナの結晶の存在は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）で測定して同定することにより、確認することができる。また、アルミナ質焼結体においてアルミナの結晶は、最も多く含まれる結晶であり、得られたＸ線回折チャートにおいて、最も高いピークを示す。

また、アルミナ質焼結体におけるアルミナの含有量は、アルミナ質焼結体の一部を粉砕し、得られた粉体を塩酸などの溶液に溶解した後、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析装置（ＩＣＰ）を用いて測定し、得られたＡｌの定量値からＡｌ_２Ｏ_３に換算することで求めることができる。

また、本実施形態のアルミナ質焼結体は、遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物を含むことが好ましい。これは、遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物を含んでいることによって、二次電子放出係数の値が小さくなるという知見に基づくものであり、その理由は明らかではない。そして、遷移金属の酸化物としては、バナジウム、チタン、クロム、マンガンおよび鉄などの酸化物が挙げられ、アルカリ土類金属の酸化物としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムなどの酸化物が挙げられる。

また、本実施形態のアルミナ質焼結体は、アルカリ土類金属およびアルミニウムからなる酸化物の結晶であるスピネルを含み、アルミナおよびスピネルに遷移金属を含んでいることが好ましい。ここで、スピネルの存在については、アルミナと同様に、ＸＲＤを用いて測定して同定すればよい。

また、「遷移金属を含んでいる」というのは、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いたマッピングにおいて、例えば、遷移金属がチタンであるとき、アルミナについては、ＡｌおよびＯの存在箇所にチタンの存在が確認され、スピネルについては、アルカリ土類金属がＭｇであるとき（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）、Ａｌ，ＭｇおよびＯの存在箇所にチタンが確認される場合をいう。

また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、付設のエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）を用いて、アルミナやスピネルにスポット（φ１ｎｍ）を当てた際、チタンが検出されるか否かでも確認することができる。なお、「遷移金属を含んでいる」とは、遷移金属の固溶も含むものである。

そして、本実施形態のアルミナ質焼結体において、アルミナおよびスピネルに遷移金属を含んでいるときには、より二次電子放出係数の値を小さくできる。この理由は明らかではないが、アルミナおよびスピネルに存在する酸素欠陥を遷移金属が埋めることとなって、酸素欠陥が少なくなるためであると考えられる。

そして、本実施形態のアルミナ質焼結体は、遷移金属の酸化物が酸化チタンであり、アルカリ土類金属の酸化物が酸化マグネシウムであることが好ましい。この組み合わせであるときには、さらに二次電子放出係数の値の小さいアルミナ質焼結体とすることができる。

また、本実施形態のアルミナ質焼結体は、アルミナをαモル％、遷移金属の酸化物をβモル％、アルカリ土類金属の酸化物をγモル％としたとき、α＋β＋γ＝100であり、比
率β／γの値が0.5以上2.0以下であることが好ましい。比率β／γの値が0.5以上2.0以下
であることにより、さらに二次電子放出係数の値は小さくなり、沿面絶縁破壊到達電圧の値は大きくなる。特に、比率β／γの値は、0.8以上1.5以下であることがより好ましい。また、酸化アルミニウムは、90モル％以上であることが好ましい。

そして、これらのモル％については、次のようにして求めた値である。例えば、遷移金属がＴｉで、アルカリ土類金属がＭｇであるとき、ＩＣＰを用いて測定し、得られたＡｌ，Ｔｉ，Ｍｇの定量値からそれぞれＡｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＭｇＯに換算する。そして、それぞれの分子量からモル比を算出し、モル比の合計を分母、それぞれのモル比を分子として算出することにより、求めることができる。また、比率β／γの値は、ＴｉＯ_２のモル％の値であるβと、ＭｇＯのモル％の値であるγとを用いて算出すればよい。

また、本実施形態のアルミナ質焼結体は、平均結晶粒径が10μｍ以下であることが好ましい。このように、平均結晶粒径が10μｍ以下であるときには、さらに二次電子放出係数の値の小さいアルミナ質焼結体とすることができる。

なお、平均結晶粒径は、周知のプラニメトリック法にて求めればよい。まず、ＳＥＭを用いて試料表面を1000倍の倍率にて写真撮影する。次に得られた写真上で面積が既知の円を描き、円内の粒子数および円周にかかる粒子数をカウントして、以下のようにアルミナ質焼結体の平均結晶粒径を算出する。

円の面積Ａ、円内の粒子数Ｎｃ、円周にかかった粒子数Ｎｊおよび倍率Ｍの各数値を次式（（Ｎｃ＋（１／２）×Ｎｊ）／（Ａ／Ｍ^２））に代入して、単位面積当たりの粒子数Ｎｇを求める。さらに、単位面積当たりの粒子数Ｎｇの値を次式（１／√(Ｎｇ)）に代入して算出することにより平均結晶粒径を求めることができる。

次に、本実施形態のアルミナ質焼結体の製造方法の一例について説明する。まず、平均粒径が１μｍ程度の酸化アルミニウム粉末を準備し、これを少なくとも80質量％以上となるように秤量する。酸化アルミニウム粉末以外には焼結助剤粉末を含むことができ、酸化アルミニウム粉末と焼結助剤粉末とを１次原料とする。そして、秤量後の１次原料粉末100質量％対し、１〜1.5質量％のＰＶＡなどのバインダと、100質量％の溶媒と、0.1〜0.5
質量％の分散剤とを攪拌機内に入れて混合・攪拌してスラリーとした後、これを噴霧造粒装置（スプレードライヤー）にて造粒し、顆粒を得る。

次に、得られた顆粒を用いて金型プレス成形法や静水圧プレス成形（ラバープレス）法などの各種成形方法により所定形状に成形し、必要に応じて切削加工を施した後、これを焼成炉にて大気雰囲気中1400〜1700℃の最高温度で焼成し、研削加工により仕上げる。

その後、得られた焼結体を真空または還元雰囲気で熱処理する。この熱処理により、アルミナ質焼結体表面のゴミやガス等の付着物を除去することがきるとともに、表面が改質されることによって熱処理後に大気雰囲気に曝された場合にも付着物の再付着を起こりにくくすることができる。なお、熱処理温度を800〜1400℃、処理時間を５分〜１時間とす
ることが好ましい。そして、このような熱処理を行なうことにより、二次電子放出係数を８以下にすることができ、沿面絶縁破壊到達電圧の値の大きいアルミナ質焼結体を得ることができる。なお、大気雰囲気で熱処理したときには、付着物が残りやすく、熱処理後において付着物が再付着しやすい。

次に、遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物を含有するアルミナ質焼結体の製造方法として、遷移金属がチタン、アルカリ土類金属がマグネシウムである例を説明する。まず、酸化アルミニウム粉末に加えて、酸化チタン粉末および水酸化マグネシウム粉末を準備する。そして、各粉末を所定量秤量する。なお、酸化アルミニウム粉末は少な
くとも80質量％以上となるように秤量する。

また、酸化チタン粉末および水酸化マグネシウム粉末の秤量においては、アルミナをαモル％、遷移金属（チタン）の酸化物をβモル％、アルカリ土類金属（マグネシウム）の酸化物をγモル％としたとき、α＋β＋γ＝100であり、比率β／γの値が0.5以上2.0以
下となるように秤量することが好ましい。

次に、他の秤量例について説明する。アルカリ土類金属およびアルミニウムの酸化物の結晶であるスピネルを含み、アルミナおよびスピネルに遷移金属を含むものとするためには、酸化アルミニウム粉末の平均粒径が、水酸化マグネシウム粉末の平均粒径の0.6倍以
下の大きさであり、粒度分布における累積80％の粒径が平均粒径の1.75倍以下のものを用いればよい。このように、水酸化マグネシウム粉末よりも平均粒径の小さい酸化アルミニウム粉末を用いることにより、アルミナの活性を促し、アルカリ土類金属（マグネシウム）およびアルミニウムの酸化物の結晶であるスピネルを形成しやすくなる。また、酸化チタン粉末の平均粒径が、水酸化マグネシウム粉末の平均粒径の0.6倍以下の大きさのもの
を用いることにより、アルミナおよびスピネルに遷移金属（チタン）が含まれやすくなる。そして、秤量後の作製方法については、上記同様の方法で行なう。

また、アルミナ質焼結体の平均結晶粒径を10μｍ以下とするには、酸化アルミニウム粉末の１次原料の平均粒径が1.5μｍ以下の酸化アルミニウム粉末を用い、かつ焼成温度を1400〜1600℃の比較的低い温度域とすればよい。

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

アルミナの含有量と、焼成後の熱処理条件を種々変更した試料を作製し、二次電子放出係数および沿面絶縁破壊到達電圧を測定する試験を実施した。以下に、試料の作製方法を示す。

まず、１次原料として平均粒径が１μｍの酸化アルミニウム粉末と、焼結助剤とを準備した。そして、焼結助剤量の調整によりアルミナの含有量が表１に示す値となるように所定量秤量して１次原料粉末とした。そして、秤量後の１次原料粉末100質量％に対し、１
質量％のＰＶＡ（ポリビニールアルコール）と、100質量％の溶媒と、0.2質量％の分散剤とを攪拌機内に入れて混合・攪拌してスラリーとした。その後、このスラリーを噴霧造粒装置（スプレードライヤー）にて造粒して顆粒を得た。

そして、得られた顆粒を金型内に充填してプレスし、その後切削加工を施して所定形状の成形体を得た。次に、得られた成形体を焼成炉に入れて大気雰囲気中1600℃の最高温度で焼成し焼結体を得た。

その後、研削加工を施し、表１に示す雰囲気、温度および時間で熱処理を実施することにより、外径がφ20ｍｍ、厚みが５ｍｍの円板形状の試料Ｎｏ．１〜22をそれぞれ複数個得た。なお、試料Ｎｏ．1については熱処理を実施していない。

次に、各試料について、二次電子放出係数の測定を実施した。測定方法としては、まず、ＳＥＭに用いるような電子銃と、二次電子捕獲用のファラデーカップと、微小電流計と、駆動式サンプルホルダー等から構成される二次電子放出係数測定用装置を作製した。そして、駆動式サンプルホルダーに試料をセットし、加速電圧0.6〜30ｋＶ、容器内圧力2.0×10^−４Ｐａの環境下で、パルスビーム電流値（Ｉ_１）100ｐＡ、パルス幅１ｍｓｅｃ、
照射面積0.1ｍｍ^２の条件で、パルスビームの照射によって放出された二次電子をファラ
デーカップ内に捕獲して微少電流計で二次電子電流（Ｉ_２）を測定し、Ｉ_２／Ｉ_１の値を算出して表１に示した。

次に、沿面絶縁破壊到達電圧を算出すべく、各試料の両主面の端部に金属電極をメタライズにより接合した。そして、予め電源端子から各金属電極に接続した配線を介して大容量電源（最大電圧120ｋＶ）により、徐々に高電圧を印加した。そして、電圧降下に至っ
た電圧を金属電極間の距離である沿面距離（試料厚み５ｍｍ）で除すことにより沿面絶縁破壊到達電圧を算出し、表１に示した。

なお、各試料の一部を粉砕し、得られた粉体を塩酸などの溶液に溶解した後、ＩＣＰ（島津製作所製：ＩＣＰＳ−8100）を用いてＡｌの定量値からＡｌ_２Ｏ_３に換算し、アルミナの含有量が表１に示す通りであることを確認した。

表１から、熱処理を実施していない試料Ｎｏ．１およびアルミナ含有量が80％未満である試料Ｎｏ．12については、二次電子放出係数の値が８を超え、沿面絶縁破壊到達電圧が６ｋＶ／ｍｍ未満と低かった。また、大気雰囲気中で熱処理を実施した試料Ｎｏ．２，３についても、二次電子放出係数の値が８を超え、沿面絶縁破壊到達電圧が６ｋＶ／ｍｍ未満と低かった。

これに対し、試料Ｎｏ．４〜11，13〜22は、アルミナの含有量が80質量％以上であり、
二次電子放出係数が８以下であることから、沿面絶縁破壊到達電圧が６ｋＶ／ｍｍ以上の良好な値を示し、本実施形態のアルミナ質焼結体は、沿面絶縁破壊が起こりにくいものであることがわかった。

また、アルミナの含有量が同じ試料No.13〜22を比較したとき、二次電子放出係数およ
び沿面絶縁破壊到達電圧の値より、800〜1400℃の温度で、５分〜１時間（60分）で熱処
理することが好ましいことがわかった。

次に、実施例１の試料Ｎｏ．５と同様のアルミナの含有量（98質量％）であり、表２に示す遷移金属の酸化物をβモル％およびアルカリ土類金属の酸化物をγモル％としたとき、比率β／γを1.0として添加した試料を作製し、二次電子放出係数、沿面絶縁破壊到達
電圧を測定する試験を実施した。

なお、それぞれ平均粒径が１μｍの遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物を添加したこと以外の試料の作製方法については実施例１の試料Ｎｏ．５と同様の方法で作製した。そして、二次電子放出係数および沿面絶縁破壊到達電圧については実施例１と同様の方法により測定した。二次電子放出係数および沿面絶縁破壊到達電圧の結果を表２に示す。また、実施例１と同様の方法でＩＣＰを用いて測定および算出を行なうことにより、秤量通りの組成になっていることを確認した。

表２から、遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物を含むことにより、二次電子放出係数の値をさらに小さくすることができ、沿面絶縁破壊電圧の値を大きくできることがわかった。また、二次電子放出係数および沿面絶縁破壊到達電圧の値より、特に遷移金属の酸化物が酸化チタンであり、アルカリ土類金属の酸化物が酸化マグネシウムであることが好ましいことがわかった。

次に、１次原料の平均粒径の比率を異ならせた試料を作製し、二次電子放出係数、沿面絶縁破壊到達電圧を測定する試験を実施した。

まず、１次原料として、平均粒径が１μｍの水酸化マグネシウム粉末と、水酸化マグネシウム粉末に対する粒径比率が表２に示す酸化アルミニウム粉末と酸化チタン粉末とを用意した。なお、酸化アルミニウム粉末は、平均粒径に対して粒度分布における累積80％の粒径が1.75倍であるものを用いた。

そして、Ａｌ_２Ｏ_３が80モル％、ＴｉＯ_２が10モル％、ＭｇＯが10モル％となるように、酸化アルミニウム粉末、酸化チタン粉末および水酸化マグネシウム粉末を秤量して１次原料とした。

そして、秤量後の工程については、実施例２と同様の方法で試料を作製した。そして、二次電子放出係数および沿面絶縁破壊到達電圧を実施例１と同様の方法により測定した。また、実施例１と同様の方法でＩＣＰを用いて測定および算出を行なうことにより、秤量通りの組成になっていることを確認した。

表３から、試料Ｎｏ．35，36，39の結果に示すように、アルミナとスピネルとを有し、アルミナとスピネルとにチタンを含んでいることにより、二次電子放出係数の値を小さくすることができ、沿面絶縁破壊電圧の値を大きくできることがわかった。

次に、アルミナの含有量が98質量％であり、遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物の比率β／γを異ならせた試料を作製し、二次電子放出係数、沿面絶縁破壊到達電圧を測定する試験を実施した。

なお、遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物の比率β／γを異ならせたこと以外の試料の作製方法については実施例２の試料Ｎｏ．23と同様の方法、二次電子放出係数および沿面絶縁破壊到達電圧については実施例１と同様の方法により測定した。二次電子放出係数および沿面絶縁破壊到達電圧の結果を表３に示す。また、実施例１と同様の方法でＩＣＰを用いて測定および算出を行なうことにより、秤量通りの組成になっていることを確認した。

表４から、遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物の比率β／γの値が0.5
〜2.0であることにより、二次電子放出係数の値を小さくすることができ、沿面絶縁破壊
電圧の値を大きくできることがわかった。また、より好ましくは、遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物の比率β／γの値が0.8〜1.5であることがよいことがわかった。

次に、酸化アルミニウム粉末の平均粒径を異ならせた試料を作製し、二次電子放出係数、沿面絶縁破壊到達電圧を測定する試験を実施した。なお、酸化アルミニウムの含有量は98質量％とし、遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物の比率β／γを1.0と
した。また、酸化アルミニウム粉末の平均粒径は、表５に示す通りとし、その他の作製方法については、実施例２の試料Ｎｏ．23と同様の方法、二次電子放出係数および沿面絶縁破壊到達電圧については実施例１と同様の方法により測定した。また、試料の平均結晶粒径については、プラニメトリック法にて測定し、二次電子放出係数および沿面絶縁破壊到達電圧の結果とともに表５に示した。なお、試料Ｎｏ．50と試料Ｎｏ．43とは、同じ試料を示すものである。

表５から、アルミナ質焼結体の平均結晶粒径が10μｍ以下であることにより、二次電子放出係数の値を小さくすることができ、沿面絶縁破壊到達電圧の値を大きくできることがわかった。

これらの実施例の結果から明らかなように、本実施形態のアルミナ質焼結体は、二次電子放出係数が小さく、沿面絶縁破壊電圧の値が大きいことから、印加される電圧によって沿面絶縁破壊の起こりにくいものであり、ＣＴスキャン等の医療機器や透過型電子顕微鏡等の分析装置に用いられるカゾード−アノード間に高い電圧が印加されるＸ線管のハウジング、大型加速器の壁面部材および高電圧導入端子、プラズマ処理装置のマイクロ波導入窓などの高い絶縁性の求められる部位に好適に用いることができることがわかった。

また、本実施形態のアルミナ質焼結体に電極を備えてなる耐電圧部材は、瞬時電圧降下によるデータの欠落を少なくすることができることがわかった。また、沿面絶縁破壊に至るまでの許容電圧が大きいことから、沿面距離を短くすることが可能となり、搭載する機器や装置の小型化を図ることができることがわかった。

さらに、本実施形態のアルミナ質焼結体からなるマイクロ波透過窓は、マルチパクタ現象や、マルチパクタにより蓄積された電子が放出される表面放電によって破壊するおそれ
が少ないことから、信頼性が高く、長期間にわたる使用が可能となることがわかった。

Claims (8)

1. アルミナの結晶を含み、該アルミナの含有量が８０質量％以上であり、二次電子放出係数が８以下であることを特徴とするアルミナ質焼結体。
2. 遷移金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載のアルミナ質焼結体。
3. 前記アルカリ土類金属およびアルミニウムの酸化物の結晶であるスピネルを含み、前記アルミナおよび前記スピネルに遷移金属を含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルミナ質焼結体。
4. 前記遷移金属の酸化物が酸化チタンであり、前記アルカリ土類金属の酸化物が酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のアルミナ質焼結体。
5. 前記アルミナをαモル％、前記遷移金属の酸化物をβモル％、前記アルカリ土類金属の酸化物をγモル％としたとき、α＋β＋γ＝１００であり、比率β／γの値が０．５以上２．０以下であることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のアルミナ質焼結体。
6. 平均結晶粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のアルミナ質焼結体。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のアルミナ質焼結体に電極を備えてなることを特徴とする耐電圧部材。
8. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のアルミナ質焼結体からなることを特徴とする高周波またはマイクロ波透過窓。