JP2020158333A - アルミナ焼結体の製造方法およびアルミナ焼結体 - Google Patents

Abstract

【課題】透明部材として使用可能な透明アルミナ焼結部を含むアルミナ焼結体の製造方法、およびその製造方法で得られたアルミナ焼結体を提供することを目的とする。【解決手段】粒径０．１μｍ以上１μｍ未満のアルミナ粒子と、粒径１μｍ以上１００μｍ未満のアルミナ粒子と、を含むアルミナ粉末を成形して、アルミナ物品を得る工程と、前記アルミナ物品の表面に炭素粉末含有層を形成して積層物を得る工程と、前記積層物の前記炭素粉末含有層の表面にレーザを照射して、透明なアルミナ焼結部を形成する工程と、を含むアルミナ焼結体の製造方法。【選択図】図４

Description

本発明は、アルミナ焼結体の製造方法および当該方法で製造されたアルミナ焼結体に関し、特に、透明なアルミナ焼結部を含むアルミナ焼結体の製造方法および当該方法で製造されたアルミナ焼結体に関する。

焼結用セラミックスの焼結方法として、未焼結のセラミックス物品の表面に、炭素粉末を含む層を形成し、次いで、炭素粉末含有層の表面にレーザを照射する方法が知られている（例えば、特許文献１）。未焼結のセラミックス物品は、焼結用セラミックス粒子の集合体から形成することができる。

国際公開第２０１７／１３５３８７号

アルミナ単結晶は透光性を有するため、透明部材として利用されている。アルミナ単結晶の製造方法としては、ベルヌーイ法、チョクラルスキー法等が知られているが、それらの製造方法は、単結晶を得るのに長時間かかり、またチョクラルスキー法では大規模な施設が必要となる。そのため、透光部材を多品種かつ小ロットで製造するのには適していない。特許文献１に記載されたレーザ照射による焼結法を用いると、小規模施設において、短時間でアルミナ部材を製造することができるが、焼結法で得られたアルミナ部材（アルミナ焼結体）は不透明であり、透明なアルミナ焼結体を製造する方法は確立されていない。

本発明は、透明部材として使用可能な透明アルミナ焼結部を含むアルミナ焼結体の製造方法、およびその製造方法で得られたアルミナ焼結体を提供することを目的とする。

本発明の態様１は、
粒径０．１μｍ以上１μｍ未満のアルミナ粒子と、粒径１μｍ以上１００μｍ未満のアルミナ粒子と、を含むアルミナ粉末を成形して、アルミナ物品を得る工程と、
前記アルミナ物品の表面に炭素粉末含有層を形成して積層物を得る工程と、
前記積層物の前記炭素粉末含有層の表面にレーザを照射して、透明なアルミナ焼結部を形成する工程と、を含むアルミナ焼結体の製造方法である。

本発明の態様２は、
前記アルミナ物品の総細孔容積が０．２０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔径４μｍ以上の細孔の累積細孔容積が総細孔容積の１０％未満である、態様１に記載の焼結方法である。

本発明の態様３は、
前記アルミナ粉末が、
粒径１μｍ以上１００μｍ未満のアルミナ粒子を３０〜９５体積％と、
粒径０．１μｍ以上１μｍ未満のアルミナ粒子を５〜７０体積％を含む、態様１または２に記載の焼結方法である。

本発明の態様４は、
透明なアルミナ焼結部を含むアルミナ焼結体であって、
当該アルミナ焼結部は、
可視光領域の透過率が５０％以上であり、
単位面積あたりの単結晶状組織の数が０．２個/ｍｍ^２以上、２５個／ｍｍ^２未満である、アルミナ焼結体である。

本発明によれば、透明部材として使用可能な透明アルミナ焼結部を含むアルミナ焼結体の製造方法、およびその製造方法で得られたアルミナ焼結体が得られる。

図１は、実施形態１に係るアルミナ粉末の一例を示す模式図である。 図２は、実施形態１に係るアルミナ粉末の別の例を示す模式図である。 図３は、アルミナ粒子の粒度分布曲線の一例である。 図４Ａ〜図４Ｄは、実施形態１に係るアルミナ焼結体の製造方法を示す概略断面図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、実施形態２に係るアルミナ焼結体の製造方法を示す概略断面図である。 図６Ａは、実施形態３に係るアルミナ焼結体の上面側からの模式図であり、図６Ｂは、図６Ａのアルミナ焼結体に含まれる透明なアルミナ焼結部を拡大した模式図である。 図７は、実施例および比較例で作成したアルミナ粒子の粒度を、縦軸を頻度、横軸を粒径としてプロットした粒度分布曲線である。 図８は、実施例および比較例で作成したアルミナ粒子の粒度を、縦軸を体積基準の累積分布、横軸を粒径としてプロットした粒度分布曲線である。 図９は、実施例および比較例で作製したアルミナ物品試料についての細孔半径−累積細孔容積のグラフである。 図１０は、実施例および比較例で作製したアルミナ焼結体の透過スペクトルである。 図１１Ａは、実施例１で作製したアルミナ焼結体の上面からの光学顕微鏡写真であり、図１１Ｂは、図１１Ａの光学顕微鏡写真に単結晶状組織の粒界を記入した図である。透過スペクトルである。 図１２Ａは、実施例２で作製したアルミナ焼結体の上面からの光学顕微鏡写真であり、図１２Ｂは、図１２Ａの光学顕微鏡写真に単結晶状組織の粒界を記入した図である。

＜実施形態１：アルミナ焼結体の製造方法＞
本実施形態に係るアルミナ焼結体の製造方法は、アルミナ粉末から成形した成形体（アルミナ物品）をレーザ照射により焼結して、透明なアルミナ焼結部を含むアルミナ焼結体を製造するものであり、以下の工程１〜３を含む。
［工程１］異なる粒径の粒子を含むアルミナ粉末を成形して、アルミナ物品を作製する
［工程２］得られたアルミナ物品の表面に炭素粉末含有層を形成して、アルミナ物品および炭素粉末含有層が積層された積層物を作製する
［工程３］積層物の炭素粉末含有層の表面にレーザを照射して焼結し、透明なアルミナ焼結部を含むアルミナ焼結体を作製する
以下、図１〜図４を参照しながら、実施形態１に係る透明アルミナ焼結体の製造方法を説明する。

［工程１］アルミナ物品２１の作製
工程１では、異なる粒径の粒子を含むアルミナ粉末を成形して、成形体（アルミナ物品２１）を作製する。アルミナ粉末としては、図１、図２に示すように、粒径０．１μｍ以上１μｍ未満のアルミナ粒子（本明細書では「小粒径のアルミナ粒子１１」と称する）と、粒径１μｍ以上１００μｍ未満のアルミナ粒子（本明細書では「大粒径のアルミナ粒子１２」と称する）とを含むものを使用する。

（第１のアルミナ粉末１００、第２のアルミナ粉末１０について）
本実施の形態では、アルミナ物品に好適なアルミナ粉末は、大きく分けて２つ挙げられる。図１に示す第１のアルミナ粉末１００は、小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２とを拡散混合して得られたアルミナ粉末である。図２に示す第２のアルミナ粉末１０は、小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２とをジェットミル混合して得られたアルミナ粉末である。第２のアルミナ粉末１０は、大粒径のアルミナ粒子１２の表面に小粒径のアルミナ粒子１１が結合したアルミナ複合粒子１３から主として構成されている。
以下に、第１のアルミナ粉末１００と、第２のアルミナ粉末１０について順次説明する。

図１に示す第１のアルミナ粉末１００は、小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２を、例えば混合機（ダブルコーンブレンダー）等により拡散混合して得られる。第１のアルミナ粉末１００では、小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２は、互いに分離しているか、または互いに接触しているものの結合状態にはなっていないと推測される。

図２に示す第２のアルミナ粉末１０は、粒径の異なる２種類のアルミナ粒子をジェットミルで粉砕しながら混合（これを「ジェットミル混合」と称する）して製造する。ジェットミル混合を行うと、小粒径のアルミナ粒子１１が、大粒径のアルミナ粒子１２の表面に十分な強さで結合した複合粒子（本明細書では「アルミナ複合粒子１３」と称する）が形成される。つまり、第２のアルミナ粉末１０は、小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２とを含むアルミナ複合粒子１３が複数集まった集合体である。
第２のアルミナ粉末１０の調製方法の詳細については後述する。

本明細書において「十分な強さで結合」とは、通常の操作（例えば、加圧成形用の金型への充填等）では、大粒径のアルミナ粒子から小粒径のアルミナ粒子は脱落しないことを意図している。なお、アルミナ複合粒子１３を水溶液中に分散させて、超音波の強度４０Ｗで、５分以上の超音波振動を付与すると、多くのアルミナ複合粒子１３では、小粒径のアルミナ粒子１１が大粒径のアルミナ粒子１２の表面から脱落する。
本明細書において、第２のアルミナ粉末１０に含まれる小粒径のアルミナ粒子１１および大粒径のアルミナ粒子１２の粒径、含有量等についての記載は、超音波振動によってアルミナ複合体１３を小粒径のアルミナ粒子１１および大粒径のアルミナ粒子１２に分離した後の、それぞれの粒径、含有量等について述べている。

小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２とを含むアルミナ粉末（第１のアルミナ粉末１００および第２のアルミナ粉末１０）は、加圧成形での成形性が良好で、レーザ照射による焼結での焼結性（本明細書では、それぞれ「成形性」、「焼結性」と称する）非常に良好で、かつ焼結後には緻密で透明な焼結部を形成できる、というという顕著な特徴を有する。好ましくは、アルミナ複合粒子１３を含む第２のアルミナ粉末１０を用いる。第２のアルミナ粉末１０は、成形性、焼結性に優れ、透明度が特に高い焼結部を形成できる。なお、小粒径のアルミナ粒子１１のみから成るアルミナ粉末の場合、成形性および焼結性は良好なものの、焼結部は不透明になる。一方、大粒径のアルミナ粒子１２のみから成るアルミナ粉末の場合、成形性が極めて悪く、アルミナ物品を成形できない。

小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２について粒径を測定したときに、小粒径のアルミナ粒子１１は粒径０．１μｍ以上１μｍ未満であり、大粒径のアルミナ粒子１２は粒径１μｍ以上１００μｍ未満であることが好ましい。小粒径のアルミナ粒子１１の粒径は、０．３μｍ以上０．８μｍ未満であることがより好ましく、０．４μｍ以上０．７μｍ未満であることが特に好ましい。大粒径のアルミナ粒子１２の粒径は、３μｍ以上５０μｍ未満であることがより好ましく、１０μｍ以上２５μｍ未満であることが特に好ましい。

第１のアルミナ粉末１００および第２のアルミナ粉末１０には、小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２のそれぞれが、適切な量で含まれていることが望ましい。本発明者らは、レーザ焼結によりアルミナ焼結体４０を製造する場合、大粒径のアルミナ粒子１２の存在により、アルミナ焼結部４１の透過率が向上すると考えており、アルミナ粉末が大粒径のアルミナ粒子１１を含むことにより、透明なアルミナ焼結部４１を有するアルミナ焼結体４０が形成可能になったと推測している。一方、大粒径のアルミナ粒子１２は成形性が悪いため、大粒径のアルミナ粒子１２のみではアルミナ物品２１を作製することができない。大粒径のアルミナ粒子１２に小粒径のアルミナ粒子１１を加えることにより、成形性が向上し、アルミナ物品２１を作製可能になる。すなわち、大粒径のアルミナ粒子１２は、透明なアルミナ焼結部４１を形成可能にする機能を有し、小粒径のアルミナ粒子１１は、アルミナ粉末の成形性を向上する機能を有する。
それらの機能をより効果的に発揮するためには、小粒径のアルミナ粒子１１の含有量が５〜７０体積％、大粒径のアルミナ粒子１２の含有量が３０〜９５体積％であることが好ましい。小粒径のアルミナ粒子１１の含有量は、８〜６０体積％であることがより好ましく、１０〜５０体積％であることが特に好ましい。大粒径のアルミナ粒子１２の含有量は、４０〜９２体積％であることがより好ましく、５０〜９０体積％であることが特に好ましい。

なお、第１のアルミナ粉末１００は、小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２のみから成ってもよく、それらに加えて、他のアルミナ粒子（例えば、粒径１００μｍ以上のアルミナ粒子、および／または粒径０．１μｍ未満のアルミナ粒子）を、本発明の効果を損なわない範囲で、含んでもよい。
また、第２のアルミナ粉末１０は、小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２のみを含むアルミナ複合粒子１３のみから成ってもよく、当該アルミナ複合粒子１３に加えて、小粒径のアルミナ粒子１１および／または大粒径のアルミナ粒子１２（互いに結合せずに単独の状態のままの粒子）を含んでもよい。さらに、アルミナ複合粒子１３と、小粒径のアルミナ粒子１１および／または大粒径のアルミナ粒子１２とに加えて、他のアルミナ粒子（例えば、粒径１００μｍ以上のアルミナ粒子、および／または粒径０．１μｍ未満のアルミナ粒子）を、本発明の効果を損なわない範囲で、含んでもよい。

第１のアルミナ粉末１００の場合、第１のアルミナ粉末１００に含まれる小粒径のアルミナ粒子１１および大粒径のアルミナ粒子１２の粒径および含有量は、第１のアルミナ粉末１００を溶液中に分散させて、粒径をレーザ回折分散法で測定する。
一方、第２のアルミナ粉末１０の場合、第２のアルミナ粉末１０に含まれる小粒径のアルミナ粒子１１および大粒径のアルミナ粒子１２の粒径および含有量は、上記超音波振動により小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２とを分離した後、レーザ回折分散法により測定する。まず、第２のアルミナ粉末１０を水溶液中に分散させて、振動強度４０Ｗで５分以上、超音波振動を付与する。これにより、アルミナ複合粒子１３のほぼ全てを大粒径のアルミナ粒子１２と小粒径のアルミナ粒子１１に分離することができる。その後、溶液中に分散した状態の大粒径のアルミナ粒子１２および小粒径のアルミナ粒子１１について、粒径をレーザ回折分散法で測定する。

得られた測定結果から、縦軸を頻度、横軸を粒径としてプロットした粒度分布曲線（例えば、図３）を作成する。この粒度分布曲線において、１μｍ未満の範囲にあるピーク位置を、小粒径のアルミナ粒子１１の粒径、１μｍ以上の範囲にあるピーク位置を、大粒径のアルミナ粒子１２の粒径とする。

小粒径のアルミナ粒子１１および大粒径のアルミナ粒子１２の含有量は、別の粒度分布曲線から求めることができる。
上述したレーザ回折分散法で得られた粒径の測定結果から、縦軸を体積基準の累積分布、横軸を粒径としてプロットした粒度分布曲線（例えば、図３）を作成する。この粒度分布曲線において、（粒径１μｍの累積分布値）−（粒径０．１μｍの累積分布値）を小粒径の含有量とし、（粒径１００μｍの累積分布値）−（粒径１μｍの累積分布値）を大粒径の含有量とする。

（第２のアルミナ粉末１０の調製について）
図２に示す第２のアルミナ粉末１０の調製方法について詳述する。
第２のアルミナ粉末１０は、比表面積が１．５ｍ^２／ｇ以上１５ｍ^２／ｇ未満の第１のアルミナ粒子と、比表面積が０．０１ｍ^２／ｇ以上１．５ｍ^２／ｇ未満の第２のアルミナ粒子とを、解砕しながら混合する工程を含む方法により製造することができる。このような方法として、第１のアルミナ粒子と第２のアルミナ粒子とをジェットミルにより混合する工程（混合工程）を含む方法が挙げられる。
以下に、混合工程の一例を説明する。

・アルミナ粒子の準備
比表面積が１．５ｍ^２／ｇ以上の第１のアルミナ粒子と、比表面積が１．５ｍ^２／ｇ未満の第２のアルミナ粒子を準備する。第１のアルミナ粒子は、比表面積が１．５ｍ^２／ｇ以上１５ｍ^２／ｇ未満が好ましく、２ｍ^２／ｇ以上１０ｍ^２／ｇ未満がより好ましい。第２のアルミナ粒子は、比表面積が０．０１ｍ^２／ｇ以上１．５ｍ^２／ｇ未満が好ましく、０．０３ｍ^２／ｇ以上１.０ｍ^２／ｇ未満がより好ましい。

・予備混合
準備した第１のアルミナ粒子および第２のアルミナ粒子を袋に投入して封止し、袋を振ることにより、第１のアルミナ粒子と第２のアルミナ粒子とを予備混合して、混合物を得る。予備混合を行うと、第１のアルミナ粒子の一部が、第２のアルミナ粒子の表面に弱い力で付着する。袋に投入する第１のアルミナ粒子と第２のアルミナ粒子の配合比は、質量比で、２０：８０〜８０：２０であることが好ましく、３０：７０〜７０：３０であることがより好ましい。

・ジェットミル混合
予備混合で得られた混合物をジェットミル混合することにより、第２のアルミナ粉末１０が得られる。
ジェットミルで混合すると、混合中に、第１のアルミナ粒子と第２のアルミナ粒子が衝突する。そのときに、第１のアルミナ粒子は解砕されて、第２のアルミナ粉末１０における「小粒径のアルミナ粒子１１」となり、第２のアルミナ粒子は解砕されて、第２のアルミナ粉末１０における「大粒径のアルミナ粒子１２」となる。また、小粒径のアルミナ粒子１１は、大粒径のアルミナ粒子１２の表面に強く結合するようになる。

なお、アルミナ粒子としては、第１のアルミナ粒子および第２のアルミナ粒子の他に、他のアルミナ粒子（例えば、粒径１００μｍ以上のアルミナ粒子、および／または粒径０．１μｍ未満のアルミナ粒子）を含んでもよい。他のアルミナ粒子（これを「第３のアルミナ粒子」と称する）は、第１のアルミナ粒子および第２のアルミナ粒子と共にジェットミルで混合することが好ましい。例えば、「・アルミナ粒子の準備」において、第１のアルミナ粒子および第２のアルミナ粒子だけでなく、第３のアルミナ粒子も準備し、「・予備混合」において、第３のアルミナ粒子を、第１のアルミナ粒子および第２のアルミナ粒子と共に袋に入れて予備混合して、第１のアルミナ粒子、第２のアルミナ粒子および第３のアルミナ粒子の混合物を得る。そして、「・ジェットミル混合」では、得られた混合物をジェットミルで混合することにより、第２のアルミナ粉末１０を得ることができる。

（アルミナ物品２１の成形）
第１のアルミナ粉末１００または第２のアルミナ粉末１０を成形して、アルミナ物品２１を得る。例えば、図４Ａのように、成形用の金型６０に第１のアルミナ粉末１００または第２のアルミナ粉末１０を投入し、加圧治具６１を矢印Ｆ方向に加圧して、加圧成形する。これにより、図４Ｂに示すように、所定の形状のアルミナ物品２１が得られる。

アルミナ物品２１は、総細孔容積が０．２０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔径４μｍ以上の細孔の累積細孔容積が総細孔容積の１０％未満であるのが好ましい。そのような特性を有するアルミナ物品２１では、レーザ照射により焼結すると、より緻密な透明アルミナ焼結部を形成することができる。
このようなアルミナ物品２１は、第１のアルミナ粉末１００または第２のアルミナ１０を圧力１０ＭＰａ〜３０ＭＰａで加圧成形することにより得ることができる。

アルミナ物品２１の細孔径１μｍ以上の細孔の累積細孔容積が、総細孔容積の１０％未満であるのが特に好ましく、極めて緻密な透明アルミナ焼結部を形成できる。このようなアルミナ物品２１は、ジェットミル混合で作製した第２のアルミナ粉末１０を用いることにより作製することができる。

細孔容積および細孔半径は、水銀圧入法（ＪＩＳ Ｒ １６５５：２００３）により測定する。
水銀にかける圧力を増加させながら細孔に侵入する水銀の累積侵入量を測定する。得られた測定結果について、圧力を細孔半径に、累積侵入量を累積細孔容積にそれぞれ換算する。そして、換算値を用いて、細孔半径が１００μｍから０．００１８μｍまでの範囲について、累積細孔容積をプロットしてグラフを作成する。このグラフから、総細孔容積および所定の細孔半径における累積細孔容積等を読み取る。

ここで「細孔半径０．００１８μｍ以上の細孔の総細孔容積」（単に「総細孔容積」と称することもある）とは、細孔半径０．００１８μｍ以上の細孔の容積の合計のことであり、グラフ上では、細孔半径０．００１８μｍにおける累積細孔容積に相当する。

「細孔半径４μｍ以上の細孔の累積細孔容積」（単に「４μｍ以上の累積細孔容積」と称することもある）とは、細孔半径４μｍ以上の細孔の容積の合計のことであり、グラフ上では、細孔半径４μｍにおける累積細孔容積に相当する。「総細孔容積に対する、細孔半径４μｍ以上の細孔の累積細孔容積の割合」（単に「４μｍ以上の細孔の割合」と称することもある）は、以下の式（１）から算出する。

４μｍ以上の細孔の割合＝(４μｍ以上の累積細孔容積)÷（総細孔容積）×１００（％）・・・（１）

同様に、「総細孔容積に対する、細孔半径１μｍ以上の細孔の累積細孔容積の割合」（単に「１μｍ以上の細孔の割合」と称することもある）は、以下の式（２）から算出する。

１μｍ以上の細孔の割合＝(１μｍ以上の累積細孔容積)÷（総細孔容積）×１００（％）・・・（２）

［工程２］積層物２０の作製
工程２では、アルミナ物品２１の表面２１ａに炭素粉末含有層２２を形成する。これにより、アルミナ物品２１および炭素粉末含有層２２が積層された積層物２０が得られる。炭素粉末含有層２２に含まれる炭素粉末が、次の［工程３］において照射するレーザを吸収して発熱することにより、炭素粉末含有層２２の下側にあるアルミナ物品２１が焼結される。

炭素粉末含有層２２の形成方法としては、例えば、炭素粉末のみ、又は、炭素粉末と、バインダーとを含有する組成物、又は、炭素粉末と、有機溶剤とを含有する組成物を用いて、スプレー等による散布法、スクリーン印刷等の印刷法、ドクターブレード法、スピンコート法、カーテンコーター法等の塗布法等が挙げられる。炭素粉末含有層２２は、図４Ｃに示すように、アルミナ物品２１の表面２１ａの全面に形成してもよく、または表面２１ａの所定位置にのみ部分的に形成してもよい。

炭素粉末含有層２２に含まれる炭素粉末の含有割合は、レーザの吸収能を高める観点から、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上である。炭素粉末含有層２２の厚さは、レーザの吸収能を高める観点から、好ましくは５ｎｍ〜３０μｍ、より好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍである。

［工程３］アルミナ焼結体４０の作製
工程３では、積層物２０の炭素粉末含有層２２の表面２２ａにレーザを照射して、透明なアルミナ焼結部４１を含むアルミナ焼結体４０を作製する。本明細書においては、「アルミナ焼結体４０」とは、透明なアルミナ焼結部４１を少なくとも一部に含むものを意味する。よって、アルミナ焼結体４０は、一部に不透明な非焼結部４２を含んでもよく、さらには、一部に不透明なアルミナ焼結部（図示せず）を含んでもよい。アルミナ焼結体４０は、透明なアルミナ焼結部４１のみからなることが好ましい。

図４Ｃに示すように、レーザ装置３０からのレーザ３１を炭素粉末含有層２２の表面２２ａの所定の位置に照射すると、レーザが照射された照射位置３１Ｅでは、炭素粉末含有層２２中の炭素粉末がレーザのエネルギーを吸収する。これにより、照射位置３１Ｅに存在する炭素粉末含有層２２は、発熱すると同時に瞬時に消失する。そして、炭素粉末含有層２２の下側にあるアルミナ物品２１は、照射位置３１Ｅの直下の領域（これを「直下領域３１Ｒ」と称する）内に存在する部分３１Ｐが、８００℃以上（推定温度）に予熱される。アルミナ物品２１の部分２１Ｐ（部分２１Ｐの表面上にあった炭素粉末含有層２２は既に消失しているので、部分２１Ｐの表面は露出している）に、更にレーザが照射されることで温度上昇が進行する。その結果、部分２１Ｐ内にあるアルミナ粉末が焼結され、アルミナ焼結部４１が形成される（図４Ｄ）。これにより、アルミナ物品２１の所望の位置（部分２１Ｐ）にのみ、局所的にアルミナ焼結部４１を形成できる。

なお、アルミナ物品２１は、照射位置３１Ｅの直下領域３１Ｒの範囲外にある部分では焼結されないため、焼結されなかった部分は非焼結部４２となる。非焼結部４２は、必要に応じて除去してもよく、さらに追加のレーザ照射を行って非焼結部４２を焼結して、アルミナ焼結部４１を拡大してもよい。

実施形態１では、小粒径のアルミナ粒子１１および大粒径のアルミナ粒子１２を含むアルミナ粉末（第１のアルミナ粉末１００または第２のアルミナ粉末１０）を用いてアルミナ物品２１を成形しているため、レーザ照射すると、アルミナ粒子１２を含む第１のアルミナ粉末１００または第２のアルミナ粉末１０が緻密に焼結して、透明なアルミナ焼結部４１を形成できる。なお、非焼結部４２は不透明である。なお、本明細書において「透明」とは、可視光の透過率が５０％以上であることをいい、「半透明」とは、可視光の透過率が１０％以上５０％未満であることをいい、「不透明」とは、可視光の透過率が１０％未満のことをという。本明細書において、「可視光」とは、可視光領域に波長を有する光のことであり、「可視光領域」とは、波長３６０〜８３０ｎｍの波長域のことを意味する。
本発明で形成される透明なアルミナ焼結部４１は、レーザの照射方向に依存して内部構造（主に結晶粒の粒界方位）に異方性を有する。その内部構造の異方性に起因して、可視光の透過率に異方性が生じることがある。その場合は、最も高い透過率を示す方向における可視光の透過率に基づいて、「透明」、「半透明」、「不透明」を判断する。

レーザ３１は、図４Ｃに示すように炭素粉末含有層２２の表面２２ａの一部（所定位置）にのみ照射してもよいが、炭素粉末含有層２２の表面２２ａの全面に照射してもよい。レーザ３１を表面２２ａの全面に照射する方法としては、スポット径の大きいレーザ３１を使用して同時に全面照射する方法（一斉照射）と、スポット径の小さいレーザ３１の照射位置を相対的に移動させることにより表面２２ａの全面に照射する方法（走査照射）がある。走査照射としては、例えば、積層物２０を固定した状態でレーザをスキャンさせる方法、光拡散レンズを介してレーザの光路を変化させながら照射する方法、又は、レーザの光路を固定して、積層物２０を移動させながらレーザを照射する方法が挙げられる。

使用するレーザの種類は特に限定されないが、レーザの吸収能を高める観点から、炭素粉末による吸収率の高い波長域（５００ｎｍ〜１１μｍ）のレーザを用いることが好ましい。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、チタンサファイアレーザー、炭酸ガスレーザー等を用いることができる。

レーザの照射条件は、焼結面積、焼結深さ等により、適宜、選択される。レーザ出力は、焼結を適切に進行させる観点から、好ましくは５０〜２０００Ｗ／ｃｍ ^２、より好ましくは１００〜５００Ｗ／ｃｍ ^２である。また、照射時間は、好ましくは１秒間〜６０分間、より好ましくは５秒間〜３０分間である。

炭素粉末含有層２２にレーザを照射する際の雰囲気は、特に限定されないが、例えば、大気、窒素、アルゴン、ヘリウム等とすることができる。また、レーザを照射する前に、アルミナ物品２１および／または炭素粉末含有層２２を予熱してもよい。予熱温度は、好ましくは３００℃以上、より好ましくは４００℃以上であり、予熱温度の上限は、通常、焼結用セラミックスの融点より２００℃以上低い温度である。予熱は、例えば、赤外線ランプ、ハロゲンランプ、抵抗加熱、高周波誘導加熱、マイクロ波加熱等で行うことができる。

積層物２０における炭素粉末含有層１４の全面にレーザ照射を行った場合には、炭素粉末含有層１４におけるレーザ照射部の下地側の全面を焼結部１６とすることができるので、上記物品１２に対して大面積の焼結を行う場合、積層物１０を固定した状態でレーザをスキャンさせながら若しくは光拡散レンズを介して光路を変化させながら照射する方法、又は、積層物１０を移動させながら、光路を固定したレーザを照射する方法を適用することができる。

＜実施形態２：透明アルミナ焼結体４０の製造方法＞
図５Ａ〜図５Ｃは、実施形態２に係る透明アルミナ焼結体４０の製造方法を説明するための概略断面図である。実施形態２では、アルミナ物品２１を、基材２３の上に形成している点で実施形態１と異なるが、その他の点については、実施形態１と同様である。以下、実施形態１と異なる点を中心に説明する。

［工程１］アルミナ物品２１の作製
図５Ａに示すように、基材２３上で、異なる粒径の粒子を含む第１のアルミナ粉末１００または第２のアルミナ粉末１０を成形して、基材２３上に成形体（アルミナ物品２１）を作製する。
基材２３は、金属、合金及びセラミックスから選ばれた少なくとも１種からなることが好ましい。基材２３上にアルミナ物品２１を形成する方法としては、溶射法、電子ビーム物理蒸着法、レーザ化学蒸着法、コールドスプレー法、焼結用セラミックス粒子、分散媒及び必要に応じて用いられる高分子バインダーを含むスラリーを塗布した後、乾燥を行い、更に脱脂する方法等の、従来、公知の方法で形成することができる。基材２３およびアルミナ物品２１は、接合されていてよいし、接合されずに、アルミナ物品２１が基材２３の上に載置されていてもよい。

［工程２］積層物２０の作製
図５Ｂに示すように、アルミナ物品２１の表面２１ａに炭素粉末含有層２２を形成する。これにより、基材２３、アルミナ物品２１および炭素粉末含有層２２が積層された積層物２００が得られる。

［工程３］アルミナ焼結体４０の作製
図５Ｃに示すように、積層物２００の炭素粉末含有層２２の表面２２ａにレーザを照射して、アルミナ物品２１中に透明なアルミナ焼結部４１を形成する。これにより、基材２３上に、透明なアルミナ焼結部４１と非焼結部４２とを含むアルミナ焼結体４０が形成される。

＜実施形態３：アルミナ焼結体４０＞
実施形態３は、実施形態１および２に記載した方法により、アルミナ物品２１をレーザ照射で焼結させて得られたアルミナ焼結体４０に関する。
図６Ａは、実施形態３に係るアルミナ焼結体４０を説明するための上面側からの模式図である。アルミナ焼結体４０は、透明なアルミナ焼結部４１を含む。さらに、アルミナ焼結体４０は、不透明な非焼結部４２を含んでいてもよい。図６Ａに示すアルミナ焼結体４０は、アルミナ焼結部４１と、その周囲を取り囲む非焼結部４２とを含んでいる。
図６Ａにおける「上面」とは、焼結時にレーザが照射された面に相当する。つまり、実施形態１（図４Ｃ）および実施形態２（図５Ｂ）におけるアルミナ物品２１の表面２１ａが、焼結後に、アルミナ焼結体４０の上面４０ａとなる。図６Ａでは、アルミナ焼結体４０の上面４０ａは、透明なアルミナ焼結部４１の表面４１ａと、非焼結部４２の表面４２ａを含んでいる。

図６Ｂは、図６Ａに示したアルミナ焼結体４０のうち、アルミナ焼結部４１の部分を拡大した模式図である。アルミナ焼結部４１は透明であり、上面４１ａから観察すると、複数の単結晶状組織４１０から構成されていることが視認できる。「単結晶状組織４１０」とは、粒界４１０ｂによって周囲を囲まれた結晶粒子のことである。１つの単結晶状組織４１０内（つまり、１つの結晶粒子内）では、結晶方位は揃っている。各単結晶状組織４１０は、小さい単結晶と見なすことがきる。

個々の単結晶状組織４１０は透明度が高い。その結果、実施形態３のアルミナ焼結体４０では、アルミナ焼結部４１は、透明（可視光の透過率が５０％以上）になる。そのため、アルミナ焼結部４１は透明な窓材として、または他の部材の表面にアルミナ焼結部４１を形成することにより透明な被覆材として、利用し得る。
アルミナ焼結部４１の透過率の測定方法については後述する。なお、図５Ｃに示すように、アルミナ焼結体４０を基材２３上で製造した場合、透明なアルミナ焼結部４１の透過率の測定は、基材２３を除去した後に行う。

アルミナ焼結部４１に含まれる粒界４１０ｂは、光を散乱させる効果がある。そのため、粒界４１０ｂの数が少ないほど、アルミナ焼結部４１の可視光領域の透過率が高くなる。実施の形態３のアルミナ焼結体４０では、アルミナ焼結部４１を上面４１ａから観察したときに、アルミナ焼結部４１中に含まれる単結晶状組織４１０の単位面積当たりの数が、０．２個/ｍｍ^２以上、２５個／ｍｍ^２未満である。粒界４１０ｂは、単結晶状組織４１０を囲むものであるため、単位面積当たりの単結晶状組織４１０の数が少なくなると、単位面積当たりの粒界の数も少なくなる。そのため、単結晶状組織４１０の数を２５個／ｍｍ^２未満に制限することにより、アルミナ焼結部４１の透過率を向上することができる。

但し、レーザ焼結で製造したアルミナ焼結体４０の場合、アルミナ焼結部４１内の界面を完全になくすことはできない。レーザ焼結で得られたアルミナ焼結体４０の場合、現実的な観点から、アルミナ焼結部４１中に含まれる単結晶状組織４１０の単位面積当たりの数は、０．２個/ｍｍ^２以上とする。そのため、チョクラルスキー法等で製造された単結晶アルミナのように粒界４１０ｂを殆ど含まない透明アルミナに比べると、アルミナ焼結部４１の透過率は、通常は低い。

アルミナ焼結部４１中に含まれる単結晶状組織４１０の単位面積当たりの数は、次のようにして求める。
光学顕微鏡写真において、アルミナ焼結部４１の任意の位置に、一辺３ｍｍの正方形の領域を規定し、その領域内にある単結晶状組織４１０の数（Ｎ）を数える。数（Ｎ）を、正方形の面積（９ｍｍ^２）で割ることにより、単位面積当たりの単結晶状組織４１０の数（個／ｍｍ^２）を算出する。
なお、正方形の領域を規定する場合には、当該領域内に非焼結部４２が含まれないように規定する必要がある。また、原則として、一辺３ｍｍの正方形の領域で数Ｎを数えるが、アルミナ焼結部４１の面積が小さく、一辺３ｍｍの正方形の領域を規定できない場合には、例外的に、一辺２ｍｍの正方形の領域、３ｍｍ×２ｍｍの長方形の領域等のように、領域の面積を狭くしてもできる。

なお、粒界４１０ｂは、レーザの照射方向に沿って並ぶ傾向がある。つまり、図４Ｃ、図５Ｂに図示するように、アルミナ物品２１の表面２１ａから垂直下向き（図４Ｃ、図５Ｂでは、アルミナ物品２１の厚さ方向）にレーザ照射すると、粒界４１０ｂの多くも、アルミナ焼結部４１の内部を、上面４１ａから垂直下向き（アルミナ焼結部４１の厚さ方向）に沿って生じやすい。そのため、アルミナ焼結部４１の透過率は、製造時にレーザを照射した方向と同じ方向で測定すると、高い透過率を示す傾向がある。そのため、後述するように、焼結部４１の透過率を測定する際には、粒界４１０ｂの向きに十分に留意する必要がある。
また、粒界４１０ｂの方向から、焼結時のレーザ照射方向を推定することができる。粒界４１０ｂの方向は、アルミナ焼結部４１の上面観察、断面観察、または破面観察によって確認することができる。

次に、アルミナ焼結部４１の透過率について説明する。
アルミナ焼結部４１の透過率は、波長可変の吸光分光装置などを用いて測定することができる。例えば、紫外線〜赤外線までの波長範囲における固体の吸光度を測定可能な紫外可視吸光分光装置などが好適である。
一般的に、透過率は測定波長によって変動する。さらに、実施形態３のアルミナ焼結体４０の場合、同じ波長であっても、以下の理由によって、アルミナ焼結部４１に入射する光の方向によっても透過率が変動し得る。
アルミナ焼結部４１の透過率測定において、測定用の光の通過経路上に粒界４１０ｂがあると、光を散乱するため、透過率が低下する。一方、測定用の光の通過経路上に存在する粒界４１０ｂの数が少ないと、粒界４１０ｂによる光の散乱が起こらず、透過率が上昇する。上述したように、レーザ焼結で製造したアルミナ焼結体４０の場合、アルミナ焼結部４１中の粒界４１０ｂは、レーザ照射方向に揃う傾向がある。このように、アルミナ焼結部４１は、粒界４１０ｂの存在方向に異方性があるため、透過率にも異方性があると考えられる。

本明細書において、可視光領域の透過率が５０％以上とは、最も高い透過率（最大透過率）を示す測定方向から透過率を測定したときに、可視光領域（３６０〜８３０ｎｍの波長域）の全てにおいて、透過率が５０％以上であることを意味する。そのため、透過率（最大透過率）５０％以上のアルミナ焼結部４１を用いて、異なる測定方向から透過率を測定すると、その測定方向における透過率は最大透過率より低く（例えば５０％未満）になる可能性がある。

実施形態３のアルミナ焼結体４０は、アルミナ焼結部４１が透明であるため、透光性部材としての用途が期待される。
また、アルミナ焼結部４１は、レーザ焼結特有の粒界４１０ｂを有しているので、透過率に異方性を生じる可能性がある。そのため、特定方向からの視認性は高く、それ以外の方向からの視認性が低くできる可能性があり、液晶画面等の保護フィルムとしての用途が期待される。
さらに、アルミナ焼結体４０を別部材の表面に形成した場合、アルミナ焼結体４０と別部材との熱膨張率差によって、アルミナ焼結体４０に引張応力または圧縮応力がかかる可能性がある。また、アルミナ焼結体４０単体であっても、急加熱または急冷されたときに、アルミナ焼結体４０内部に引張応力または圧縮応力がかかる可能性がある。このような場合でも、アルミナ焼結部４１内に存在する粒界４１０ｂがそれらの応力を緩和して、アルミナ焼結体４０の破損を抑制できることが期待される。

（１）アルミナ粉末試料の製造
以下に、実施例１、２および比較例１で使用したアルミナ粉末試料の作製条件、アルミナ粉末試料を加圧成形して作製したアルミナ物品の成形条件、アルミナ物品のレーザ焼結における焼結条件を説明する。表１には、実施例１〜２、比較例１のアルミナ粉末試料の作製に使用した第１のアルミナ粒子、第２のアルミナ粒子および第３のアルミナ粒子の配合率を記載した。なお、表１の各アルミナ粒子の欄において、「−」は、そのアルミナ粒子を配合しなかったことを意味する。

（実施例１）
アルミニウムアルコキシドの加水分解法により得られた高純度水酸化アルミニウムに、平均粒径が０．２５μｍのα-アルミナ粒子を混合し、塩化水素雰囲気で焼成することで、比表面積が４．８ｍ^２/ｇの第１のアルミナ粒子を得た。アルミニウムアルコキシドの加水分解法により得られた高純度水酸化アルミニウムを塩化水素雰囲気で焼成することで、比表面積が０．２ｍ^２/ｇの第２のアルミナ粒子を得た。第１のアルミナ粒子と第２のアルミナ粒子を質量比３０：７０の割合で配合してビニル袋に投入し、ビニル袋を封止した後に上下に強く振って拡散混合させた。その後に、ジェットミル粉砕機（日本ニューマチック工業株式会社製水平型ジェットミル粉砕機 ＰＪＭ−２８０ＳＰ）で粉砕しながら混合することで実施例１のアルミナ粉末試料を作製した。

アルミナ粉末試料を３００ｍｇ取り分け、ペレット成型用の金型（内径１０ｍｍの円筒形）に装填し、１軸プレス機にて１０ＭＰａで３０秒加圧し、焼結用のアルミナペレット（アルミナ物品試料）を得た。アルミナ物品試料の表面に、日本船舶工具有限会社製エアゾール乾性黒鉛皮膜形成潤滑剤「ＤＧＦスプレー」（商品名）の吹き付けを約１秒間行った。その後、これを、３０秒間放置して、厚さが約５μｍの炭素粉末含有層を備える積層物試料を得た。

次に、積層物試料の炭素粉末含有層の表面に、波長１０６４ｎｍ、出力５００Ｗのレーザを１分間照射した。このとき、炭素粉末含有層の表面上におけるビーム径を１０ｍｍとし、アルミナ物品試料（直径１０ｍｍ）の全体がレーザ焼結できるように、レーザの位置を調節した。これにより、アルミナ物品試料の全体が焼結されて、非焼結部を含まない（つまり、全体がアルミナ焼結部から成る）アルミナ焼結体試料を得た。

（実施例２）
アルミニウムアルコキシドの加水分解法により得られた高純度水酸化アルミニウムに、平均粒径が０．２５μｍのα-アルミナ種粒子を混合し、塩化水素雰囲気で焼成することで、比表面積が０．５ｍ^２/ｇの第３のアルミナ粒子を得た。実施例１における第１のアルミナ粒子のかわりに第３のアルミナ粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして実施例２を得た。

（比較例１）
第１のアルミナ粒子のみを、ジェットミル粉砕機（日本ニューマチック工業株式会社製水平型ジェットミル粉砕機 ＰＪＭ−３８０ＳＰ）で粉砕して、アルミナ粉末試料を作製した以外は、前記実施例１と同様にして比較例１を得た。

（２）アルミナ粉末試料の粒度分布測定
実施例１、２および比較例１のアルミナ粉末試料について、粒度分布を測定した。
粒度分布測定は、レーザ粒度分布測定装置〔マイクロトラック・ベル（株）製「マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸII」〕を用いて行った。測定するアルミナ粉末を０．２質量％のヘキサメタ燐酸ソーダ水溶液（以下「分散液」とも称する）に少量添加し、装置内蔵の超音波に４０Ｗで５分間かけて、アルミナ粒子を分散させた。なお、アルミナの屈折率は１．７６とした。

実施例１および２のアルミナ粉末試料は、アルミナ複合粒子１３（小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２が結合した粒子）を含んでいた。アルミナ複合粒子１３は、分散液を添加しても分離しなかったが、超音波分散を行うことによって、小粒径のアルミナ粒子１１と大粒径のアルミナ粒子１２とに分離した。
比較例１のアルミナ粉末試料は、小粒径のアルミナ粒子１１のみから成っていた。それらの粒子は互いに接触しているのみなので、分散液を添加すると、容易に分離した。

図７は、レーザ回折法により得られた、縦軸を頻度、横軸を粒径とした粒度分布曲線である。図７の粒度分布曲線において、１μｍ未満の範囲にあるピーク位置を小粒子のアルミナ粒子１１の粒径（ピーク粒径）、１μｍ以上の範囲にあるピーク位置を大粒子のアルミナ粒子１２の粒径（ピーク粒径）とした。また、図８に示す粒度分布曲線は、レーザ回折法により得られた、縦軸を体積基準の累積分布、横軸を粒径とした粒度分布曲線である。図８の粒度分布曲線において、（粒径１μｍの累積分布値）−（粒径０．１μｍの累積分布値）を小粒径のアルミナ粒子１１の含有量（体積％）とし、（粒径１００μｍの累積分布値）−（粒径１μｍの累積分布値）を大粒径のアルミナ粒子１２の含有量（体積％）とした。

表２に、実施例１、２および比較例１の各アルミナ粉末試料について、小粒径のアルミナ粒子１１のピーク粒径および含有量と、大粒径のアルミナ粒子１２のピーク粒径および含有量を表２に記載した。
図７の粒度分布曲線から分かるように、比較例１のグラフは、１μｍ以上の範囲にピークが存在しなかった。そのため、表２の大粒径のアルミナ粒子１２の「ピーク粒径」の欄では、ピークが確認されなかったことを表すために、「−」と表記した。
なお、図７の粒度分布曲線から分かるように、比較例１の小粒子のアルミナ粒子１１のピークの裾野は、粒径１μｍを超えて延在していた。つまり、比較例１のアルミナ粉末は、図７の粒度分布曲線では粒径１μｍ以上の範囲にピークが確認されなかったが、粒径１μｍ以上のアルミナ粒子は存在していた。そのため、表２では、比較例１は、大粒径のアルミナ粒子１２の「ピーク粒径」は存在しない（「−」と表記）のに、大粒径のアルミナ粒子１２（つまり、粒径１μｍ以上のアルミナ粒子）の含有量はゼロではなかった。

（３）アルミナ物品試料の細孔分布測定
実施例１、２および比較例１の各アルミナ粉末試料を４ｇ取り分け、そこに０．０４ｇの水（アルミナ粉末試料の１質量％に相当）を添加して、ビニル袋に投入し、ビニル袋を封止した後に上下に強く振って拡散混合させた。得られた混合物を、ペレット成型用の金型（内径２０ｍｍの円筒形）に装填し、１軸プレス機にて３０ＭＰａで３０秒加圧する。これによりアルミナ粉末ペレット（直径２０ｍｍ、厚さ４〜６ｍｍ）が得られた。このアルミナ粉末ペレットを１２０℃で４時間乾燥して、測定用のアルミナ物品試料を得た。アルミナ物品試料を１２０℃で４時間乾燥した後、オートポアＩＶ９５２０（ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製）を用いて、水銀圧入法（ＪＩＳ Ｒ １６５５：２００３）により測定した。細孔半径が１００μｍから０．００１８μｍまでの範囲で測定を行った。測定結果に基づいて、横軸を細孔半径、縦軸を累積細孔容積としたグラフをプロットした（図９参照）。

細孔半径４μｍにおける累積細孔容積（細孔半径４μｍ以上の細孔の累積細孔容積）を、「４μｍ以上の累積細孔容積（Ａ）」とした。
０．００１８μｍにおける累積細孔容積（細孔半径０．００１８μｍ以上の細孔の総細孔容積）を、「総細孔容積（Ｂ）」とした。
「４μｍ以上の細孔の割合（Ａ／Ｂ×１００）」（細孔半径４μｍ以上の細孔の割合）は、以下の式（１）から算出した。

４μｍ以上の細孔の割合＝(４μｍ以上の累積細孔容積)÷（総細孔容積）×１００（％）・・・（１）

実施例１、２および比較例１の各アルミナ粉末試料から成形されたアルミナ物品試料について、４μｍ以上の累積細孔容積（Ａ）、総細孔容積（Ｂ）、および４μｍ以上の細孔の割合（Ａ／Ｂ×１００）の測定結果を表３に記載した。

（４）アルミナ焼結部の透過スペクトル測定
実施例１、２および比較例１で得られたアルミナ焼結体試料のアルミナ焼結部に対して、紫外可視吸光分光装置（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ ９５０）を用いて透過スペクトルを測定した。なお、透過率測定の測定方向（光の透過方向）が、焼結時のレーザ照射方向と一致するように、アルミナ焼結体試料を測定装置内にセットした。また、ビームのサイズは２ｍｍ×４ｍｍ程度とし、試料の厚みは０．８ｍｍとした。
３６０ｎｍ〜８３０ｎｍの可視光領域における透過率の範囲を表４に示した。表４の「評価」では、可視光領域における透過率の最小値が５０％未満を「不可」、５０％以上を「良」、７０％以上を「優」とした。

（５）アルミナ焼結部の単結晶状組織
実施例１および実施例２で作製したアルミナ焼結体試料の上面からの光学顕微鏡写真を撮影し、単位面積当たりの単結晶状組織の数を計測した。
図１１Ａは、実施例１で作製したアルミナ焼結体試料の光学顕微鏡写真である。アルミナ焼結体の全体が透明なアルミナ焼結部となっていた。図１１Ｂに示すように、アルミナ焼結部の任意の位置に、一辺３ｍｍの正方形の領域を規定し、その領域内において粒界を手動で描画した。なお、粒界は、光学顕微鏡写真（例えば、倍率５〜２００倍）を肉眼で視認することで、容易に特定可能である。当該正方形の領域内にある単結晶状組織の数（Ｎ）を数えた。そして、数（Ｎ）を、正方形の面積（９ｍｍ^２）で割って、単位面積当たりの単結晶状組織の数（個／ｍｍ^２）を算出した。

実施例２で作製したアルミナ焼結体試料についても、同様の測定を行った。図１２Ａは、実施例２で作製したアルミナ焼結体の光学顕微鏡写真であり、図１２Ｂは、図１２Ａの光学顕微鏡写真において、一辺３ｍｍの正方形の領域内における粒界を描画したものである。実施例２のアルミナ焼結体試料について、正方形の領域内にある単結晶状組織の数（Ｎ）を数え、単位面積当たりの単結晶状組織の数（個／ｍｍ^２）を算出した。

実施例１および２について、単結晶状組織の数（Ｎ）および単位面積当たりの単結晶状組織の数（個／ｍｍ^２）を表５に記載した。

実施例１、２および比較例１について、以下に考察する。
実施例１、２は、小粒径のアルミナ粒子１１と、大粒径のアルミナ粒子１２と、を含むアルミナ粉末を用いた。そのため、得られたアルミナ焼結体のアルミナ焼結部では、３６０ｎｍ〜８３０ｎｍの可視光領域における透過率は５０％以上となった。このことから、実施例１、２では、透明なアルミナ焼結部が形成されたことが分かる。
特に、実施例１では、アルミナ粉末に含まれる大粒径のアルミナ粉末１２の粒径が１８μｍと大きかったであったので、可視光領域における透過率が７０％以上となり、特に透明なアルミナ焼結部が形成された。

また、実施例１、２のアルミナ焼結体のアルミナ焼結部は、単位面積当たりの単結晶状組織の数が少なかった。

比較例１は、小粒径のアルミナ粒子１１のみを含むアルミナ粉末を用いた。そのため、得られたアルミナ焼結体のアルミナ焼結部では、可視光領域における透過率は極めて低く、不透明なアルミナ焼結部が形成された。

１０、１００ アルミナ粉末
１１ 小粒径のアルミナ粒子
１２ 大粒径のアルミナ粒子
１３ アルミナ複合粒子
２０、２００ 積層物
２１ アルミナ物品
２２ 炭素粉末含有層、
２３ 基材
３０ レーザ照射手段
３１ レーザ
３１Ｅ 照射位置
３１Ｒ 照射位置の直下領域
４０ アルミナ焼結体
４１ アルミナ焼結部
４１０ 単結晶状組織
４１０ｂ 粒界
４２ 非焼結部
６０ 金型
６１ 加圧治具

Claims (4)

1. 粒径０．１μｍ以上１μｍ未満のアルミナ粒子と、粒径１μｍ以上１００μｍ未満のアルミナ粒子と、を含むアルミナ粉末を成形して、アルミナ物品を得る工程と、
   前記アルミナ物品の表面に炭素粉末含有層を形成して積層物を得る工程と、
   前記積層物の前記炭素粉末含有層の表面にレーザを照射して、透明なアルミナ焼結部を形成する工程と、を含むアルミナ焼結体の製造方法。
2. 前記アルミナ物品の総細孔容積が０．２０ｍＬ／ｇ以下であり、細孔径４μｍ以上の細孔の累積細孔容積が総細孔容積の１０％未満である、請求項１に記載の焼結方法。
3. 前記アルミナ粉末は、
   粒径１μｍ以上１００μｍ未満のアルミナ粒子を３０〜９５体積％と、
   粒径０．１μｍ以上１μｍ未満のアルミナ粒子を５〜７０体積％を含む、請求項１または２に記載の焼結方法。
4. 透明なアルミナ焼結部を含むアルミナ焼結体であって、
   当該アルミナ焼結部は、
   可視光領域の透過率が５０％以上であり、
   単位面積あたりの単結晶状組織の数が０．２個/ｍｍ^２以上、２５個／ｍｍ^２未満である、アルミナ焼結体。