JPH03247559A - 着色透光性スピネル焼結体及び製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、透光性に優れ且つ青色系に着色したスピネル
焼結体及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、例えば時計ケース、ライターケース、ネクタイピ
ン等の装飾部材として、着色セラミックス焼結体が利用
されている。

従来の着色セラミックス焼結体は、特開昭６２−１２３
０５８号公報等に開示される如く殆どがアルミナ又はジ
ルコニアを主成分とし、着色成分としてＣｒ　Ｏ・Ｃ０
０・ＭｎＯ等の無機顔料を添加することにより、桃色、
青色その他の色彩に着色したものであった。

しかし１従来の着色アルミナ焼結体や着色ジルフニア焼
結体では、結晶型が立方晶でないため結晶粒界で散乱を
受けること、及び着色成分である第２相と母材の結晶型
が異なるため大きな散乱を受ける等の理由により、高い
透光性を有するものを得ることが困難であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はかかる従来の事情に鑑み、時計ケース等の装飾
部材として充分に高い透光性を具えた着色セラミックス
焼結体及びその製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の着色透光性セラミッ
クス焼結体は、スピネルを主成分として、０．０１〜３
重量％のコバルト又はニッケルの酸化物を含有し、鏡面
研磨した厚さ２１１１１の試料で波長０．５μｍにおけ
る直線透過率が１０％以上であり、青色系に着色した着
色透光性スピネル焼結体であることを特徴とする。

又、上記着色透光性スピネル焼結体の製造方法は、純度
９９．９％以上及び比表面積（ＢＩＣＴ値）５ηｇ以上
のスピネル粉末に、着色剤としてコバルト又はニッケル
の酸化物又は加熱により該酸化物となる無機塩若しくは
アルコキシドを酸化物に換算して０．０１〜３重量％添
加混合し、その混合粉末を加圧成形した後、１５００〜
１７５０　Ｃ”の温度で焼結することを特徴とする。

上記方法により得られたスピネル焼結体の直線透過率を
更に向上させたい場合には、１５００〜１８００Ｃ°の
温度及び５００　ｋｖｆｍ”以上の圧力でＨ工Ｐ処理す
ることが出来る。

〔作用〕

本発明においては、結晶型が立方晶であり、緻密に焼結
すると高い透光性を示すスピネル（ＭｇＡ／　Ｏ）を母
材とし、更に着色剤として同じ立方晶系の酸化コバルト
又は酸化ニッケルを用いるので、結晶粒界での散乱や着
色剤による散乱が少なく、極めて高い透光性を示す。

従って、本発明のスピネル焼結体は、酸化コバルト又は
酸化ニッケルにより鮮明で深みのある青色系に着色して
いて、鏡面研磨した試料厚さ２ｍでの波長０．５μｍに
おける直線透過率が１０％以上という優れた透光性を示
す。尚、焼結体の色調は着色剤である酸化コバルト又は
酸化ニッケルの添加量によりフントロールできる。

本発明方法において、着色透光性スピネル焼結体の製造
に用いるスピネル粉末は、不純物による着色或いは透光
性の低下を防ぐため９９．９％以上の純度のものを使用
する。又、スピネル粉末は一次粒子の粒径が約０．３μ
ｍ以下、即ち比表面積がＢＦｉＴ値で５　ｄ／ｇ以上、
好ましくは１０　ｍ’／ｇ以上であることが、緻密なス
ピネル焼結体を得るために必要である。このように高純
度で且つ微細なスピネル粉末としては、アルコキシドの
加水分解又は共沈法などにより製造した粉末が好適であ
る。

着色剤として添加されるコバルト又はニッケルの酸化物
粉末は、安定した発色を得るため９９％以上のものが好
ましく、又色むらが無いように均一分散させるため粒径
０．３／Ｊｍ以下とすることが好ましい。尚、加熱によ
り上記酸化物となる無機塩若しくはアルコキシドを用い
ることもできる。

着色剤の添加量は、酸化物に換算して共に０．０１〜３
重量％の範囲であり、０．０１重量％未満では着色が不
充分となり、３重置％を超えると着色成分元素が完全に
固溶され難くなるので透光性の低下を招く。

本発明方法では、スピネル粉末と着色剤粉末の混合粉末
を加圧成形して緻密化し、必要に応じて脱バインダー処
理を行なった後、焼結する。成形体は相対密度比６０％
以上とすることが好ましく、そのためには１．Ｏｔｏ□
ｍ′以上の圧力で成形する。

焼結は真空中又は水素ガス若し文はＨａ等の不活性ガス
の常圧雰囲気中で行なうことが好ましく、焼結温度は１
５００〜１７５０σ、好ましくは１６００〜１７００Ｃ
”である。１５００　Ｃ’未満では焼結不充分のため鮮
明な発色も充分な透光性も得られず、１７５０σを超え
ると着色成分の蒸発やスピネルの組成比のズレが生じや
すくなる。又、焼結時間は０．５〜２４時間、好ましく
は３〜９時間とする。

上記焼結により得られたスピネル焼結体をＨ工Ｐ処理す
ることによって、焼結体の緻密化が進行し、直線透過率
が更に改善向上する。Ｈ工Ｐ処理の温度が１５００Ｃ’
未満又は圧力が５００　ｋｇ／ｃｍ”未満では緻密化が
充分に進行せず、直線透過率の改善がみられず、温度が
１８００Ｃ’を超えると炉内雰囲気の影響を受けて焼結
体が変色する。尚、Ｈ工Ｐ処理の圧力媒体はＡｒ等の不
活性ガス、又は酸素ガス、若しくはこれらの混合ガスが
好ましい。

〔実施例〕

実施例１ 純度９９．９％以上、比表面積１４．１　ｍ’／ｇ　（
Ｂ　Ｅ　Ｔ値）の高純度スピネル粉末に、着色剤として
０．５ｗｔ％のＣｏｏ粉末を添加してボールミル混合し
、乾燥した後２．Ｏｔ、ｏｒｌ−ｍ”の圧力でＣ工Ｐ成
形した。

この成形体をＨｅガスの常圧雰囲気中において温度１６
５０σで６時間焼結し、理論密度比９９．５％で濃紺を
呈する半透明のスピネル焼結体を得た。

この焼結体を厚さ２ｍｓに鏡面研磨加工したところ、滑
らかで深みのある濃紺に着色し且つ透光性を有していた
。この厚さ２ｇｌ５の鏡面加工した試料の可視光領域で
の直線透過率を測定したところ、波長０．５μｍで１５
％であった。

実施例２ 上記実施例１と同一条件で製造した濃紺半透明のスピネ
ル焼結体をＨ工Ｐ装置に入れ、Ａｒガスを用いて１７０
０Ｃ”の温度及び２０００　ｋｙｃｍ　の圧力で２時間
のＨ工Ｐ処理を行なった。

得られたスピネル焼結体は濃紺を呈し、透明であった。

この焼結体を厚さ２酩に鏡面研磨加工すると、滑らかで
深みのある濃紺に着色し、この試料の可視光領域での直
線透過率は波長０．５μので２９％であった。

実施例３ 純度９９．９％以上、比表面積１４．１　ｒｒＶｇ　（
Ｂ　Ｅ　Ｔ値）の高純度スピネル粉末に、着色剤として
０．８ｗｔ％のＮｉＯ粉末を添加してボールミル混合し
、乾燥した後２．０　ｔｏＴＶ＋−ｍ”の圧力でＣ工Ｐ
成形した。この成形体をＨガスの常圧雰囲気中において
温度１６８０Ｃ°で６時間焼結し、理論密度比９９．２
％で水色を呈する半透明のスピネル焼結体を得た。

この焼結体を厚さ２餌に鏡面研磨加工したところ、滑ら
かで深みのある濃紺に着色し且つ透光性を有していた。

この厚さ２−の鏡面加工した試料の可視光領域での直線
透過率を測定したところ、波長０．５μｍで１２％であ
った。

実施例４ 上記実施例３と同一条件で製造した水色半透明のスピネ
ル焼結体をＨ工Ｐ装置に入れ、Ａｒ−５０％０ガスを用
いて１７００Ｃ’の温度及び２０００ψ−の圧力で３時
間のＨＩＦ処理を行なった。

得られたスピネル焼結体は水色を呈し、透明であった。

この焼結体を厚さ２簡に鏡面研磨加工すると、滑らかで
深みのある水色に着色し、この試料の可視光領域での直
線透過率は波長０．５μｍで２４％であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、立方晶のスピネルを母材として透光性
に優れ、且つ青色系に着色したセラミックス焼結体を提
供することが出来る。

この着色透光性スピネル焼結体は、青色系に着色し、し
かも透明であるから、時計ケース等の装飾部材として特
に有用である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スピネルを主成分として、０．０１〜３重量％の
   コバルト又はニッケルの酸化物を含有し、鏡面研磨した
   厚さ２ｍｍの試料で波長０．５μｍにおける直線透過率
   が１０％以上であつて、青色系に着色していることを特
   徴とする着色透光性スピネル焼結体。
2. （２）純度９９．９％以上及び比表面積（ＢＥＴ値）５
   ｍ＾３／ｇ以上のスピネル粉末に、着色剤としてコバル
   ト又はニッケルの酸化物又は加熱により該酸化物となる
   無機塩若しくはアルコキシドを酸化物に換算して０．０
   １〜３重量％添加混合し、その混合粉末を加圧成形した
   後、１５００〜１７５０℃の温度で焼結することを特徴
   とする着色透光性スピネル焼結体の製造方法。
3. （３）請求項（１）により得られた焼結体を、更に１５
   ００〜１８００℃の温度及び５００ｋｇ／ｃｍ＾２以上
   の圧力でＨＩＰ処理することを特徴とする着色透光性ス
   ピネル焼結体の製造方法。