JPH10316466A - Light-transmissible alumina ceramic - Google Patents
Light-transmissible alumina ceramicInfo
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- JPH10316466A JPH10316466A JP9142940A JP14294097A JPH10316466A JP H10316466 A JPH10316466 A JP H10316466A JP 9142940 A JP9142940 A JP 9142940A JP 14294097 A JP14294097 A JP 14294097A JP H10316466 A JPH10316466 A JP H10316466A
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- light
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- alumina ceramic
- alumina
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、透光性アルミナ
セラミックスに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a translucent alumina ceramic.
【0002】[0002]
【従来の技術】透光性アルミナは光を良く透し、耐化学
薬品性や耐プラズマ性にも優れているため、高圧ナトリ
ウムランプ等の発光管やプラズマ透過窓材として広範に
使用されている。2. Description of the Related Art Translucent alumina is widely used as an arc tube for high-pressure sodium lamps and a plasma-transmitting window material because it transmits light well and has excellent chemical resistance and plasma resistance. .
【0003】特開昭61−256962号公報、特開平
4−356922号公報、特開平6−157132号公
報は、透光性の高純度アルミナセラミックス部材を示し
ている。Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-256962, 4-356922, and 6-157132 show translucent high-purity alumina ceramic members.
【0004】特開昭61−256962号公報に記載の
透光性アルミナ管は、平均粒径を20〜40μmとし粒
子のばらつきを4.0以下にすることにより、95%以
上の拡散透過率を得る構成になっている。The translucent alumina tube described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-256962 has a diffuse transmittance of 95% or more by setting the average particle size to 20 to 40 μm and the variation of the particles to 4.0 or less. It is configured to obtain.
【0005】特開平4−356922号公報は、電磁波
透過窓として使用されるプラズマ放電部材を開示してい
る。このプラズマ放電部材は、Al2 O3 99.9wt
%以上の高純度多結晶アルミナ又は高純度単結晶アルミ
ナで形成されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-356922 discloses a plasma discharge member used as an electromagnetic wave transmission window. This plasma discharge member has an Al 2 O 3 of 99.9 wt.
% Or more of high-purity polycrystalline alumina or high-purity single-crystal alumina.
【0006】特開平6−157132号公報は、マグネ
シア含有量が1000ppm以下、アルカリ金属酸化物
含有量が50ppm以下の高純度アルミナセラミックス
を開示している。JP-A-6-157132 discloses a high-purity alumina ceramic having a magnesia content of 1000 ppm or less and an alkali metal oxide content of 50 ppm or less.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】一般に、透光性アルミ
ナの性質は、粒径、気孔率、気孔径、複屈折率、粒界偏
析層などの光学散乱因子に影響されることが知られてい
る。また、透光性アルミナ部材の用途によっては、透過
率と同様に機械的強度や耐食性が重要視される場合もあ
る。Generally, it is known that the properties of translucent alumina are affected by optical scattering factors such as particle size, porosity, pore size, birefringence, and grain boundary segregation layer. I have. Further, depending on the use of the light-transmitting alumina member, mechanical strength and corrosion resistance may be regarded as important as in the case of transmittance.
【0008】前述の従来技術のうち、特開昭61−25
6962号公報のアルミナセラミックスは、平均粒径と
粒径のばらつきを調整することによって透過度を向上し
ている。[0008] Of the above-mentioned prior art, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-25 / 1986
The transmittance of the alumina ceramic disclosed in Japanese Patent No. 6962 is improved by adjusting the average particle size and the variation of the particle size.
【0009】また、特開平4−356922号公報のプ
ラズマ放電用アルミナは、特にアルミナの含有アルカリ
金属量を低減することによって、プラズマ放電雰囲気に
おける耐食性を改善している。The alumina for plasma discharge disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-356922 has improved corrosion resistance in a plasma discharge atmosphere by reducing the amount of alkali metal contained in the alumina.
【0010】また、特開平6−157132号公報のア
ルミナセラミックスは、アルカリ金属元素を50ppm
以下に抑えることにより異常粒子成長抑制材のマグネシ
ア添加量を1000ppm以下とし、これによって高純
度化を達成している。The alumina ceramic disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-157132 contains 50 ppm of an alkali metal element.
By suppressing the content to below, the amount of magnesia added to the abnormal particle growth suppressing material is set to 1000 ppm or less, thereby achieving high purity.
【0011】他方、透光性を左右する因子として、遷移
金属元素の存在が知られている。すなわち、セラミック
ス中に鉄(Fe)、クロム(Cr)、バナジウム(V)
等の金属不純物が微量でも存在すると、黒色や赤色等の
着色を生じ、可視光の透過率を低下させるのである。On the other hand, the existence of a transition metal element is known as a factor that affects the light transmission. That is, iron (Fe), chromium (Cr), vanadium (V)
If a small amount of metal impurities such as is present, coloring such as black or red occurs, and the transmittance of visible light is reduced.
【0012】このため、従来の透光性アルミナセラミッ
クスにおいては、これらの金属不純物濃度を極力低減す
るよう注意が払われていた。For this reason, in conventional translucent alumina ceramics, care has been taken to minimize the concentration of these metal impurities.
【0013】しかしながら、これらの金属不純物の含有
量を前述の範囲に抑えたとしても、透光部材として十分
な透過率が得られないことがあった。However, even if the content of these metal impurities is suppressed to the above-mentioned range, a sufficient transmittance as a light transmitting member may not be obtained.
【0014】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明は、透光部材として十分な透過率を有する透光性アル
ミナセラミックスを提供することを目的としている。In view of such problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a translucent alumina ceramic having a sufficient transmittance as a translucent member.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本願発明は、硫黄含有量
が100ppm以下であることを特徴とする透光性アル
ミナセラミックスを要旨としている。The gist of the present invention is a translucent alumina ceramic having a sulfur content of 100 ppm or less.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明者達は、鋭意研究の結果、
アルミナセラミックスの透光性に悪影響を与える不純物
として前述の鉄、クロム、バナジウム以外に硫黄(S)
があること、及び、硫黄の含有量がアルミナセラミック
スの透光性に大きな影響を与えることを見出し、本発明
を完成するに至った。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors have conducted intensive studies,
In addition to iron, chromium, and vanadium, sulfur (S) is an impurity that adversely affects the light transmission of alumina ceramics.
Have been found, and that the sulfur content has a great effect on the translucency of the alumina ceramics, and have completed the present invention.
【0017】すなわち、本発明の透光性アルミナセラミ
ックスは、硫黄含有量が100ppm以下であることを
特徴としている。透光性アルミナセラミックスのさらに
好ましい硫黄含有量は50ppm以下である。That is, the translucent alumina ceramic of the present invention is characterized in that the sulfur content is 100 ppm or less. The more preferable sulfur content of the translucent alumina ceramic is 50 ppm or less.
【0018】もちろん、鉄、クロム、バナジウムの含有
量を低減することも重要である。鉄、クロム、バナジウ
ムの含有量は各々5ppm以下とし、これらの合計含有
量は10ppm以下に抑えることが望ましい。Of course, it is also important to reduce the contents of iron, chromium and vanadium. The contents of iron, chromium, and vanadium are each set to 5 ppm or less, and the total content thereof is desirably suppressed to 10 ppm or less.
【0019】本発明の透光性アルミナセラミックスの全
光透過率は95%を超えることが好ましい。さらに好ま
しい全透過率は96%以上である。The total light transmittance of the translucent alumina ceramic of the present invention preferably exceeds 95%. A more preferred total transmittance is 96% or more.
【0020】硫黄含有量が100ppm以下の透光性ア
ルミナセラミックスの製造方法の一例を述べる。An example of a method for producing a translucent alumina ceramic having a sulfur content of 100 ppm or less will be described.
【0021】アルミナ原料の出発原料としては、硫酸ア
ルミニウムアンモニウム(Al(NH4 )(SO4 )2 ・
12H2 O)を使用し、これを800℃以上で焼成し、
粉砕することでアルミナ原料粉体を得る。硫酸アルミニ
ウムアンモニウムの分解過程で生じる硫酸アルミニウム
は770℃で分解し、硫酸アンモニウムは513℃で分
解する。硫黄は、硫酸化合物として種々の元素と化合物
を生成するため、原料の不純物元素並びにその含有量に
より、残存量は変化する。焼成に使用する炉は、硫黄含
有量を低減するためSOxとして、の揮散が促進される
炉を用いる。The starting material of the alumina raw material is aluminum ammonium sulfate (Al (NH 4 ) (SO 4 ) 2.
12H 2 O), which is fired at 800 ° C. or higher,
By pulverizing, alumina raw material powder is obtained. Aluminum sulfate generated during the decomposition process of ammonium aluminum sulfate is decomposed at 770 ° C, and ammonium sulfate is decomposed at 513 ° C. Since sulfur generates various elements and compounds as a sulfuric acid compound, the remaining amount varies depending on the impurity element of the raw material and its content. As a furnace used for firing, a furnace in which volatilization of SOx is promoted to reduce the sulfur content is used.
【0022】[0022]
【実施例】まず、同一の出発原料を用い、焼成温度を変
化させてアルミナ原料粉体を製作し、焼成温度と硫黄含
有量の関係を調べた。その結果、硫黄含有量は800℃
で150ppm、900℃で90ppm、950℃で6
0ppm、1150℃で20ppmとなった。EXAMPLES First, alumina raw material powders were produced by using the same starting materials and changing the firing temperature, and the relationship between the firing temperature and the sulfur content was examined. As a result, the sulfur content was 800 ° C.
150 ppm at 900 ° C, 90 ppm at 950 ° C, 6 ppm at 950 ° C
It became 20 ppm at 0 ppm and 1150 ° C.
【0023】次に、鉄含有量5ppm以下のアルミナ原
料粉体を用い、含有硫黄量が異なる透光性アルミナセラ
ミックスを製作した。以下、透光性アルミナセラミック
スの製造手順について、詳しく説明する。Next, translucent alumina ceramics having different sulfur contents were manufactured using alumina raw material powder having an iron content of 5 ppm or less. Hereinafter, the manufacturing procedure of the translucent alumina ceramics will be described in detail.
【0024】先の焼体温度を変えて作製したアルミナ原
料粉体100部と、硫酸マグネシウム7水塩0.5部
と、バインダーとしてPVA(ポリビニルアルコール)
1部を混合し、スリップとする。その後スプレードライ
ヤーで乾燥して造粒する。この造粒粉をアイソスタティ
ックプレスにより例えば1トン/cm2 の圧力でパイプ
状に成形する。これを所定の形状に研削加工する。この
加工体を1100℃で仮焼し、バインダーを飛散させた
後、水素雰囲気中1850℃で6時間焼成し、パイプ状
の高純度多結晶アルミナセラミックスを得る。100 parts of alumina raw material powder prepared by changing the temperature of the sintered body, 0.5 part of magnesium sulfate heptahydrate, and PVA (polyvinyl alcohol) as a binder
One part is mixed to make a slip. Then, it is dried and granulated with a spray drier. The granulated powder is formed into a pipe by isostatic pressing at a pressure of, for example, 1 ton / cm 2 . This is ground into a predetermined shape. After calcining the processed body at 1100 ° C. to scatter the binder, it is fired in a hydrogen atmosphere at 1850 ° C. for 6 hours to obtain a pipe-shaped high-purity polycrystalline alumina ceramic.
【0025】このようにして得たアルミナセラミックス
の全透過率と焼成品中の硫黄含有量を測定し、両者の相
関関係を図1に示した。The total transmittance of the alumina ceramic thus obtained and the sulfur content in the fired product were measured, and the correlation between the two is shown in FIG.
【0026】図1に示されているように、全透過率と硫
黄含有量には、明確な相関関係が認められた。As shown in FIG. 1, a clear correlation was observed between the total transmittance and the sulfur content.
【0027】全透過率は硫黄含有量100〜110pp
mの領域において臨界的に変化し、硫黄含有量が100
ppmを超える場合には約94%以下と不十分な透過率
しか得られないことが確認された。The total transmittance is 100 to 110 pp sulfur content.
m in the region of m.
When it exceeds ppm, it was confirmed that only an insufficient transmittance of about 94% or less was obtained.
【0028】硫黄は、アルミナセラミックス中に硫化ア
ルミニウムの形態で存在するものと考えられるが、その
含有量が臨界値の100ppmを超える場合には透光性
アルミナの透過率を著しく低減させるのである。[0028] Sulfur is considered to exist in the form of aluminum sulfide in alumina ceramics, but when its content exceeds the critical value of 100 ppm, the transmittance of the translucent alumina is significantly reduced.
【0029】最後に、本実施例における硫黄の分析方法
を述べる。アルミナセラミックス中の硫黄の分析は、先
ず試料を加圧容器中で炭酸ナトリウム溶液と加熱浸出
し、しかる後にイオン交換クロマトグラフ分析装置を用
いて行った。分析の手順を以下に示す。 1)約1gの試料の準備。 2)23mlPFAジャーに、Na2 CO3 (2%)1
mlと純水20mlと共に挿入。 3)耐圧容器を用い、230℃で16時間加熱。 4)12000rpmで30min遠心分離 5)溶離液として1.8mM−Na2 CO3 と、1.7
mM−NaHCO3 を用い上澄をイオンクロマト測定。
イオンクロマト測定には、Dionex社製の2020
i(商品名)を使用した。Finally, a method for analyzing sulfur in this embodiment will be described. The analysis of sulfur in alumina ceramics was performed by first leaching a sample with a sodium carbonate solution in a pressurized vessel by heating, and thereafter using an ion exchange chromatograph. The procedure of the analysis is shown below. 1) Preparation of a sample of about 1 g. 2) In a 23 ml PFA jar, add Na 2 CO 3 (2%) 1
Insert with 20 ml of pure water and 20 ml of pure water. 3) Heat at 230 ° C. for 16 hours using a pressure vessel. 4) Centrifugation at 12000 rpm for 30 minutes 5) 1.8 mM Na 2 CO 3 as eluent and 1.7
The supernatant was subjected to ion chromatography measurement using mM-NaHCO 3 .
For ion chromatography measurement, 2020 manufactured by Dionex was used.
i (trade name) was used.
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明の透光性アルミナセラミックス
は、透光部材として十分な透過率を有しており、産業上
有用である。The translucent alumina ceramic of the present invention has a sufficient transmissivity as a translucent member and is industrially useful.
【0031】特に、全透過率が95%を超える透光性ア
ルミナセラミックスは、高圧ナトリウムランプ等の発光
管やプラズマ透過窓材として非常に有用である。In particular, translucent alumina ceramics having a total transmittance exceeding 95% are very useful as arc tubes for high-pressure sodium lamps and the like and plasma transmission window materials.
【図1】本発明の実施例のアルミナセラミックスにおけ
る全透過率と焼成品中の硫黄含有量との関係を示すグラ
フ。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the total transmittance of an alumina ceramic according to an example of the present invention and the sulfur content in a fired product.
Claims (2)
とを特徴とする透光性アルミナセラミックス。1. A translucent alumina ceramic having a sulfur content of 100 ppm or less.
とする請求項1に記載の透光性アルミナセラミックス。2. The translucent alumina ceramic according to claim 1, wherein the total light transmittance exceeds 95%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9142940A JPH10316466A (en) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | Light-transmissible alumina ceramic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9142940A JPH10316466A (en) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | Light-transmissible alumina ceramic |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10316466A true JPH10316466A (en) | 1998-12-02 |
Family
ID=15327193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9142940A Pending JPH10316466A (en) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | Light-transmissible alumina ceramic |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10316466A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1263054A2 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hermetically sealing package for optical semiconductor device and optical semiconductor module |
WO2019073783A1 (en) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | 住友電気工業株式会社 | Ceramic substrate, laminate, and saw device |
US11750171B2 (en) | 2017-10-12 | 2023-09-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Layered body, and saw device |
-
1997
- 1997-05-19 JP JP9142940A patent/JPH10316466A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1263054A2 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hermetically sealing package for optical semiconductor device and optical semiconductor module |
EP1263054A3 (en) * | 2001-05-30 | 2003-05-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hermetically sealing package for optical semiconductor device and optical semiconductor module |
US6674143B2 (en) | 2001-05-30 | 2004-01-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hermetically sealing package for optical semiconductor and optical semiconductor module |
WO2019073783A1 (en) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | 住友電気工業株式会社 | Ceramic substrate, laminate, and saw device |
JPWO2019073783A1 (en) * | 2017-10-12 | 2020-09-24 | 住友電気工業株式会社 | Ceramic substrates, laminates and SAW devices |
US11699985B2 (en) | 2017-10-12 | 2023-07-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Layered body, and saw device |
US11750171B2 (en) | 2017-10-12 | 2023-09-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Layered body, and saw device |
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