JPH03215365A - 透光性Ｍｇ―Ａｌ―Ｏ―Ｎ焼結体 - Google Patents
透光性Ｍｇ―Ａｌ―Ｏ―Ｎ焼結体Info
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- JPH03215365A JPH03215365A JP2009861A JP986190A JPH03215365A JP H03215365 A JPH03215365 A JP H03215365A JP 2009861 A JP2009861 A JP 2009861A JP 986190 A JP986190 A JP 986190A JP H03215365 A JPH03215365 A JP H03215365A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、優れた透光性と強度とを兼ね備えたセラミッ
クス系の焼結体からなる新しい透光性材料に関する。
クス系の焼結体からなる新しい透光性材料に関する。
セラミックス系の透光性材料としては、粒界散乱が起こ
りにくい立方晶の結晶粒子からなる焼結体が優れており
、従来から多様な透光性焼結体が開発されている。
りにくい立方晶の結晶粒子からなる焼結体が優れており
、従来から多様な透光性焼結体が開発されている。
かかる透光性材料の中で、中赤外領域（波長２〜４μｍ
）での透過率に浸れた焼結体として、スヒ＊ ル（Ｍｇ
ＡＩＱ ）焼結体及び酸窒化アルミニウム（ＡＩＯＮ）
焼結体が知られている。
）での透過率に浸れた焼結体として、スヒ＊ ル（Ｍｇ
ＡＩＱ ）焼結体及び酸窒化アルミニウム（ＡＩＯＮ）
焼結体が知られている。
ＭｇＡＩＯ 焼結体は、常圧焼結では十分な透光性を
得るのが極めて困難であるが、焼結助剤を用いなくても
約１５００ Ｃ’で緻密化し、比較的容易に理論密度に
近い焼結体が得られる等、焼結性に優れている特徴があ
る。更に、ホットプレス法やＨＩＰ法の適用により透光
性の高い焼結体が得られる。
得るのが極めて困難であるが、焼結助剤を用いなくても
約１５００ Ｃ’で緻密化し、比較的容易に理論密度に
近い焼結体が得られる等、焼結性に優れている特徴があ
る。更に、ホットプレス法やＨＩＰ法の適用により透光
性の高い焼結体が得られる。
しかし、ＭｇＡｌ Ｏ 焼結体の曲げ強度は約１８０
ＭＩ’ａであり（ｓｐ工Ｅ， ｖｏ／． ５０５，
１９８４， ｐｌ５） 、赤外透過窓などの強度を要求
される用途に用いるには極めて不十分であった。
ＭＩ’ａであり（ｓｐ工Ｅ， ｖｏ／． ５０５，
１９８４， ｐｌ５） 、赤外透過窓などの強度を要求
される用途に用いるには極めて不十分であった。
一方、ＡｌＯＮ焼結体は前記ＭｇＡＩ Ｏ 焼結体の
ほぼ二倍に相当する約３００ ＭＰａの曲げ強度を有す
る。
ほぼ二倍に相当する約３００ ＭＰａの曲げ強度を有す
る。
しかしながら、ｋｔＯＮ焼結体は一般に難焼結性であっ
て、通常ＭＯ などの希土類酸化物を焼結助剤として
添加し、１９００ Ｃ”以上の高温で焼結することによ
り初めて緻密化が可能である。従って、製造コストが高
くなるばかりか、焼結助剤の添加により特定波長の吸収
が生じる可能性があるなどの欠点があった。
て、通常ＭＯ などの希土類酸化物を焼結助剤として
添加し、１９００ Ｃ”以上の高温で焼結することによ
り初めて緻密化が可能である。従って、製造コストが高
くなるばかりか、焼結助剤の添加により特定波長の吸収
が生じる可能性があるなどの欠点があった。
本発明はかかる従来の事情に鑑み、焼結が容易であって
、中赤外領域に優れた透光性を有すると同時に、赤外透
過窓材などとして利用出来る高強度な焼結体からなる新
規な透光性材料を提供することを目的とする。
、中赤外領域に優れた透光性を有すると同時に、赤外透
過窓材などとして利用出来る高強度な焼結体からなる新
規な透光性材料を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は新規な透光性材料と
して、Ｍｇｑ ｋｌ−， Ｏ及びＮを主成分とする立方
晶の結晶粒子からなる透光性Ｍｇ−Ａｌ−０−Ｎ焼結体
を提供する。
して、Ｍｇｑ ｋｌ−， Ｏ及びＮを主成分とする立方
晶の結晶粒子からなる透光性Ｍｇ−Ａｌ−０−Ｎ焼結体
を提供する。
本発明者等は、ＡｌＯＮ焼結体の難焼結性とＭｇＡ７０
焼結体の強度不足と云う夫々の欠点を解決するため検
討を重ね、新規な透光性Ｍｇ−ｋｌ−０−Ｎ焼結体を開
発するに至ったものである。
焼結体の強度不足と云う夫々の欠点を解決するため検
討を重ね、新規な透光性Ｍｇ−ｋｌ−０−Ｎ焼結体を開
発するに至ったものである。
Ｍｇ−Ａｌ−０−Ｎ焼結体は、Ｍｇ， ＡｌＳＯ及びＮ
を含む粉末を１４００ Ｃ”以上の非酸化性雰囲気で焼
結することによって製造できるが、特定の比率でＭｇ，
Ａｌ，０及びＮを含む粉末を用いることによって結晶
粒子が立方晶となり、優れた透光性を示すようになる。
を含む粉末を１４００ Ｃ”以上の非酸化性雰囲気で焼
結することによって製造できるが、特定の比率でＭｇ，
Ａｌ，０及びＮを含む粉末を用いることによって結晶
粒子が立方晶となり、優れた透光性を示すようになる。
焼結体が立方晶となるＭｇＳＡｌ， Ｏ及びＮの組成ｍ
囲は、Ｍｇ−Ａｌ−０−Ｎ系［１４元状態図である添付
図面の点Ａ，Ｂ，ＣＳＤを結ぶ直線で囲まれる範囲内（
斜線部分）である。尚、上記各点での組成（モル比）は
、Ａ （ｌ Ｏ ： ＡｌＮ−７８ ： ２２） 、Ｂ
（ＡｔＯ ：ＭｇＯ＝４０ ： ６０） 、Ｃ （Ａ
ＩＯ ：ＭｇＯ＝６０ ： ４０）及びＤ （Ａｌ Ｏ
： ＡｌＮ＝５６ ７ ４４）である。
囲は、Ｍｇ−Ａｌ−０−Ｎ系［１４元状態図である添付
図面の点Ａ，Ｂ，ＣＳＤを結ぶ直線で囲まれる範囲内（
斜線部分）である。尚、上記各点での組成（モル比）は
、Ａ （ｌ Ｏ ： ＡｌＮ−７８ ： ２２） 、Ｂ
（ＡｔＯ ：ＭｇＯ＝４０ ： ６０） 、Ｃ （Ａ
ＩＯ ：ＭｇＯ＝６０ ： ４０）及びＤ （Ａｌ Ｏ
： ＡｌＮ＝５６ ７ ４４）である。
かかる透光性Ｍｇ−Ａｌ−０−Ｎ焼結体の製造に用いる
原料粉末としては、ＭｇＯ， Ａｌ Ｏ ＳＭｇＡｌ
Ｏ ＳＡｌＮ，ＡｌＯＮなどがあり、これら粉末を混合
して用いても組成さえ適切であれば立方晶の焼結体を得
ることが出来るが、十分な均一性を得るためには特定組
成に生成したＭｇ−Ａｌ−０−Ｎ固溶体の粉末を用いる
ことが好ましい。又、良好な焼結性を得るため、これら
原料粉末の平均粒径は０．５μｍ以下が好まし＜、０．
３μｍ以下が更に好ましい。
原料粉末としては、ＭｇＯ， Ａｌ Ｏ ＳＭｇＡｌ
Ｏ ＳＡｌＮ，ＡｌＯＮなどがあり、これら粉末を混合
して用いても組成さえ適切であれば立方晶の焼結体を得
ることが出来るが、十分な均一性を得るためには特定組
成に生成したＭｇ−Ａｌ−０−Ｎ固溶体の粉末を用いる
ことが好ましい。又、良好な焼結性を得るため、これら
原料粉末の平均粒径は０．５μｍ以下が好まし＜、０．
３μｍ以下が更に好ましい。
尚、Ｍｇ−Ａ４−０−Ｎ焼結体は焼結性が良いので焼結
助剤を添加する必要はない。勿論、焼結助剤を添加すれ
ば更に焼結性の向上が見られるが、有害な吸収が生じる
ことがあるので焼結助剤の添加には注意を要する。
助剤を添加する必要はない。勿論、焼結助剤を添加すれ
ば更に焼結性の向上が見られるが、有害な吸収が生じる
ことがあるので焼結助剤の添加には注意を要する。
又、高い透光性を得るためには、空孔が残存しないよう
に焼結時の昇温速度を低く抑えると共に、キープ温度も
必要最低限度とし且つキープ時間を長くすることが望ま
しい。更に、ホットプレス法やＨＩＰ法を適用すること
により、透光性が極めて高い焼結体を得ることが可能で
ある。
に焼結時の昇温速度を低く抑えると共に、キープ温度も
必要最低限度とし且つキープ時間を長くすることが望ま
しい。更に、ホットプレス法やＨＩＰ法を適用すること
により、透光性が極めて高い焼結体を得ることが可能で
ある。
このようにして得られるＭｇ−Ａｌ−０−Ｎ焼結体は、
波長２〜４μｍの中赤外領域における透過率がＡｌＯＮ
焼結体やＭｇＡｌ Ｏ 焼結体と同等であり、しかも強
度はＭｇＡＩ Ｏ 焼結体より高（ ＡｌＯＮ焼結体と
同等又はそれ以上である。
波長２〜４μｍの中赤外領域における透過率がＡｌＯＮ
焼結体やＭｇＡｌ Ｏ 焼結体と同等であり、しかも強
度はＭｇＡＩ Ｏ 焼結体より高（ ＡｌＯＮ焼結体と
同等又はそれ以上である。
平均粒径０．３μｍのＭｇ／ｋｌＯ 粉末と、平均粒
径０．４μｍの立方晶ＡｌＯＮ粉末とを下表に示す比率
で配合し、ボールミルを用いエタノールを溶媒として２
４時間混合した。更に有機バインダーを混合、してプレ
ス成形した後、大気中６００σで２時間加熱して有機バ
インダーを分解除去した。この成形体を１気圧の窒素雰
囲気中においてｔｓｏｏ ｃ”で６時間焼結してＭｇ−
Ａｌ−０−Ｎ焼結体を得た。
径０．４μｍの立方晶ＡｌＯＮ粉末とを下表に示す比率
で配合し、ボールミルを用いエタノールを溶媒として２
４時間混合した。更に有機バインダーを混合、してプレ
ス成形した後、大気中６００σで２時間加熱して有機バ
インダーを分解除去した。この成形体を１気圧の窒素雰
囲気中においてｔｓｏｏ ｃ”で６時間焼結してＭｇ−
Ａｌ−０−Ｎ焼結体を得た。
得られたＭｇ−Ａｌ−０−Ｎ焼結体の表面を研磨し、密
度と曲げ強度を測定し、更に試料厚さ２朋での波長３μ
ｍの中赤外光の透過率を測定した。
度と曲げ強度を測定し、更に試料厚さ２朋での波長３μ
ｍの中赤外光の透過率を測定した。
得られた結果を下表に示した。
（註）表中の×印は比較例である。
各焼結体の結晶構造をＸ線解析で調査したところ、試料
６では僅がに３Ｙ Ｏ − ５Ａｌ Ｏ （ＹＡＧ）
のピークが観察されたが、他は全て立方晶であった。
６では僅がに３Ｙ Ｏ − ５Ａｌ Ｏ （ＹＡＧ）
のピークが観察されたが、他は全て立方晶であった。
又、その格子定数はＡＩＯＮとＭｇＡＩ Ｏ の間で
配合比にほぼ対応した値であった。
配合比にほぼ対応した値であった。
本発明によれば、焼結助剤を用いなくても緻密化出来る
優れた焼結性を有し、中赤外領域における透過率がＡｌ
ＯＮ焼結体やＭｇＡＩ Ｏ 焼結体と同等であり、しか
も強度はＭｇＡｌ Ｏ 焼結体より高＜ＡｌＯＮ焼結
体と同等又はそれ以上である、新規な透光性Ｍｇ−ＡＩ
−０−Ｎ焼結体を提供することが出来る。
優れた焼結性を有し、中赤外領域における透過率がＡｌ
ＯＮ焼結体やＭｇＡＩ Ｏ 焼結体と同等であり、しか
も強度はＭｇＡｌ Ｏ 焼結体より高＜ＡｌＯＮ焼結
体と同等又はそれ以上である、新規な透光性Ｍｇ−ＡＩ
−０−Ｎ焼結体を提供することが出来る。
本発明の透光性Ｍｇ−Ａｌ−０−Ｎ焼結体は、強度を要
求される光学用遼、特に赤外透過窓材として有用である
。
求される光学用遼、特に赤外透過窓材として有用である
。
図面はＭｇ−Ａｌ−０−Ｎ系擬４元状態図である。
Claims (1)
- （１）Ｍｇ、Ａｌ、Ｏ及びＮを主成分とする立方晶の結
晶粒子からなる透光性Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009861A JP2943200B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 透光性Ｍｇ―Ａｌ―Ｏ―Ｎ焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009861A JP2943200B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 透光性Ｍｇ―Ａｌ―Ｏ―Ｎ焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215365A true JPH03215365A (ja) | 1991-09-20 |
| JP2943200B2 JP2943200B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=11731922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009861A Expired - Fee Related JP2943200B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 透光性Ｍｇ―Ａｌ―Ｏ―Ｎ焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943200B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP2009861A patent/JP2943200B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2943200B2 (ja) | 1999-08-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |