JPS62105955A - 透明高密度磁器の製造方法 - 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】 利用産業分野 この発明は、光学用デバイス等に用いられる円。

Ｌａ、　Ｚｒ、　Ｔ５の各酸化物を主成分とする透明高
密度磁器の製造方法に係り、高透明度でかつ無気孔化し
た透明高密度磁器が容易に得られる製造方法に関する。

背景技術 光シヤツター、光記憶素子２画像表示デバイス等の光学
用デバイスに用いられるＰｂ、　ｌｉ、　Ｚｒ、　Ｔ；
の各酸化物を主成分とする透明高密度磁器（以下、ＰＬ
Ｚ丁という）は、磁器を通過する光の散乱あるいは吸収
等を防止するため、漫めて高い透明度が要求されている
。

このため、光の散乱原因となるＰＩ、７丁内部の気孔を
減少させ、また、Ｐ　ｉ、、−Ｚ　Ｔを黄色にしカリ光
を吸収゛す゛る過剰ＰｂＯを除去する必要がある。

かかるＰＬＺ丁を１７６方法として、酸化アルミニウム
、炭化１ノい累、グラフ７−イ１〜等で作成されたダイ
中に、ＰＬＺＴ磁器原料扮末を装入し、アルミナ製など
のパンチで押１−「する、所謂、−軸加圧式ホットプレ
ス法（米国特許３．６６６．６６６；１９７２　）が知
られている。しかし、この方法は、ダーイ、パンチの高
温強度や外部ヒーターを用いる灼熱法等の問題から、’
ｔ？＋うれる製品の大さざ！、′：限度があり、また、
パンチ、ダイス材との被加圧体との反応も避は難く、ざ
らに、生産性の点でも問題があった。

一方、圧電磁器の製造方法として、圧力媒体に高温高圧
ガスを用いる熱間静水圧成形法が知られ、出願人は先に
、この熱間静水圧成形法を利用したＰｂ　Ｔｊ　Ｏ３、
ＰｂＮｂｚＯｓ　、ＰｂＴｉｘ　”１ｒＹＯ３＋Ｎｂ２
Ｏ５等の高密度圧Ｎ磁器の製造方法を提案（特開昭５８
−１８２８８３号）した。

しかし、上記方法をＰＬＺＴに適用しても、ＰＬＺＴ内
部に生成した気孔を充分に除去することが困難であり、
特に、大きな気孔を除去することができず、光学用デバ
イスとして要求される高い透明度と高密度を達成するこ
とが困難であった。

また、ＰＬＺＴの焼成時に生成する大きな気孔を除去す
る方法として、ＰｂＯ酸素雰囲気中で焼成する雰囲気焼
成法が知られているが、ＰｂＯ蒸気圧の制御が困難であ
り、ＰｂＯ蒸気圧が所定圧力より高いと、ＰＬＺＴ内部
に過剰なＰｂＯが侵入して、ＰＬＺＴを黄色に変色させ
てしまい、また、ＰｂＯ蒸気圧が低いと、ＰｂＯの侵入
は防止できるが、ＰｂＯ内部の気孔を除去することがで
きず、安定した性状のＰＬＺＴを得ることができなかっ
た。

ざらに上記の焼成法と熱間静水圧成形法を組合わせても
、高透明度でかつ無気孔化した透明高密度磁器を安定し
て得ることはできなかった。

発明の目的 この発明は、光学用デバイス等に用いられる島。

Ｌａ、　Ｚｒ、　ＴＬの各酸化物を主成分とする透明高
密度磁器を、高透明度化、無気孔化し、かつ安定して量
産できる透明高密度磁器の製造方法を目的としている。

発明の構成と効果 この発明は、鉛、ランタン、ジルコニウム、チタンの各
酸化物を主成分とする磁器成型体を、理論密度の９７％
以上の声度まで真空中にて焼成し、溶融型酸化アルミニ
ウム、溶融型酸化ジルコニウム、溶融型酸化マグネシウ
ムのうち少なくとも１種からなる粒径５０項〜３０００
．ａｍの粉末を、密に充填した耐熱容器内に、該焼成体
を埋入したのち、熱間静水圧プレス処理することを特徴
とする透明高密度磁器の製造方法である。

この発明の製造方法により、焼成時の気孔発生並びに過
剰ＰｂＯの侵入が防止され、ざらに、熱間静水圧プレス
処理により、ＰＬＺＴ内部の気孔をほぼ零とすることが
でき、極めて高い透明度と緻密さを有する光学デバイス
用磁器が安定して量産できる。

発明の好ましい実施態様 この発明において、ＰＬＺＴの組成は、通常、光学用デ
バイスとして使用される下記の成分組成であれば、いず
れの組成にも適用でき、同様の効果が得られる。

（Ｐｂ＋−ｘＬａｘ　）　　（ＺｒｙＴｉｚ　）　　　
　０３　　””０式％式％ この発明において、まず、上記組成の磁器成型体を、理
論密度の９７％以上の密度となるよう、真空中で焼成し
て焼結体となす。

真空中で焼成するのは、焼成時の気孔発生並びに過剰Ｐ
ｂＯの侵入を防止するためであり、焼成体の密度が理論
密度の９７％未満では、後工程で熱間静水圧プレス処理
を施しても、理論密度の１００％近い高密度のＰＬＺＴ
＠得ることができず、また、真空度、焼成温度、焼成時
間は、ＰＬＺＴの組成によって適宜選定する必要がおる
。

焼成時の真空度は、１ｘｌＯ−２〜１ｘｌＯ−５Ｔｏｒ
ｒの範囲が好ましく、ＩＸ　１０”２　Ｔｏｒｒより低
い真空度では、気孔発生及び過剰ＰｂＯの侵入防止効果
が得られず、ｌＸｌ０−５ＴＯｒｒより高い真空度では
、ＰＬＺＴが還元されて変色して特性の劣化を招来する
。

また、焼成条件は、過度の加熱はＰｂＯの蒸発を招いて
ＰＬＺＴの特性を不安定にし、ざらに生産性も低下ざぜ
ることから、１０００℃〜１３５０℃、１〜５０時間の
範囲が望ましい。

ついで、得られた焼成体に熱間静水圧プレス処理を施す
が、溶融型の酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、間
化マグネシウムのうち少なくとも１種からなる粒径５０
１Ｉｍ〜３０００１Ｊｍの粉末を、密に充填した耐熱容
器内に、該焼成体を埋入して行なう。

耐熱容器は、圧力媒体ガスか容器表面から容易に浸透す
ることがない緻密なものが望ましく、また、容器の蓋は
、該処理の準備段階において、炉内の空気と雰囲気ガス
との置換を容易にするため、僅かに通気性をもたせるよ
うにして設ける。

熱間静水圧プレス処理条件は、圧力６００に９ｄ〜１０
００ｋｇ４．１０００℃〜１３５０’Ｃの処理温度、１
〜１０時間の処理時間の範囲で、組成に応じて、適宜最
適条件を選定して行なう。また、高温の圧力媒体ガスに
は、不活性ガスが望ましく、ＰＬＺＴの組成中の酸素が
蒸発するのを防止するため、少量の酸素含有Ａｒガスと
するのもよい。

耐熱容器に密に充填する粉末には、溶融型の酸化アルミ
ニウム、酸化ジルコニウム、！化マグネシウムが適して
おり、これらの溶融型（電融）酸化物は、前記の処理温
度範囲にて、化学的に充分安定しており、粗大結晶粒及
びその集合粒子粉末であるため、自身の焼結が進行せず
、純度も良好でＰＬＺＴ等と容易には反応せず、また、
粒子内部にはほとんど空孔等がないため、該プレス処理
後に微粉化することなく、再使用可能で、かつ工業的に
容易に入手できる。

しかし、上記の溶融型酸化物でも、微粉末では、焼結が
ゆっくりと進行し、また、取扱い中に飛散するのを防止
し、該プレス処理前の空気と圧力媒体ガスとの置換作業
を容易にする必要から、５０．ａｍ以上の粒径を有する
ことが望ましい。また、該溶融型酸化物の粒径が大きく
なりすぎると、容器内に密に充填しても、空隙が大きく
なるため好ましくない。さらに、微細粉と粗大粉を適宜
混合して用いる場合は、粗大粉の粒径が数ｍａｎ程度で
あっても、理論上では可能でおるが、著しく粒径が異な
ると作業性の上で難点があり、３０００ｕｍ以下が好ま
しい。

また、熱間静水圧プレス処理後に、酸素雰囲気中にて、
７００℃〜８５０℃、１〜５時間程度の焼鈍を施すこと
により、より安定した特性を有する高透明度、高密度の
ＰＬＺＴが得られる。

実施例 前記の０式におけるｘ、ｙ、ｚを第１表の数値とした組
成に調整したＰＬＺＴ粉末を、３　ｔ、Ｊの加圧力にて
、６０φＸ１０ｍｍ寸法に成形したのち、ｌＸ１０”−
３ＴＯｒｒの真空中で、１１００℃Ｘ２０時間の焼成を
行なった。

得られた焼成体を、平均粒径３００虜の溶融型酸化ジル
コニウム粉末を密に充填したアルミナ製耐熱容器内に埋
入して、高温高圧炉に装入した。

ついで、Ａｒガスを圧力媒体とした該炉にて、処理温度
１２００’Ｃ，圧カフ００に９着、３時間の条件で、熱
間静水圧プレス処理を施した。

この熱間静水圧プレス処理前後にあけるＰＬＺＴの密度
と透過率（λ＝　６００ｎｍ時）を測定した。

測定結果を第１表に示す。

また、比較例として、焼成を酸素雰囲気中にて行なう以
外は、組成も熱間静水圧プレス条件も同一条件で製造し
たＰＬＺＴに、上記の測定を行ない、その結果を第１表
に示す。

第１表の結果から明らかなように、この発明の製造方法
によるＰＬＺＴは、熱間静水圧プレス処理後の密度が、
理論密度とほぼ同程度となり、かつ透過率も従来にない
高い値を示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　鉛、ランタン、ジルコニウム、チタンの各酸化物を
   主成分とする磁器成型体を、理論密度の９７％以上の密
   度まで真空中にて焼成し、溶融型酸化アルミニウム、溶
   融型酸化ジルコニウム、溶融型酸化マグネシウムのうち
   少なくとも１種からなる粒径５０μｍ〜３０００μｍの
   粉末を、密に充填した耐熱容器内に、該焼成体を埋入し
   たのち、熱間静水圧プレス処理することを特徴とする透
   明高密度磁器の製造方法。