JPWO2018168666A1 - 透光性セラミックス焼結体とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
厚さが1.90mmの試験片の波長500〜900nmの可視スペクトルにおける平均透過率が70%以上であると共に、厚さが1.90mmの試験片の0.5mmのくし幅における鮮明度が60%以上である、透光性セラミックス焼結体。
[2] 孔径が1μm以上5μm未満の気泡を10個/mm3以上4000個/mm3以下の範囲で含み、かつ閉気孔率が0.01体積%以上1.05体積%以下であり、
厚さが0.80mmの試験片の波長500〜900nmの可視スペクトルにおける平均透過率が74%以上であると共に、厚さが0.80mmの試験片の0.5mmのくし幅における鮮明度が75%以上である、透光性セラミックス焼結体。
[3] 孔径が1μm以上5μm未満の気泡を10個/mm3以上4000個/mm3以下の範囲で含み、かつ閉気孔率が0.01体積%以上1.05体積%以下であり、
厚さが0.40mmの試験片の波長500〜900nmの可視スペクトルにおける平均透過率が78%以上であると共に、厚さが0.40mmの試験片の0.5mmのくし幅における鮮明度が80%以上である、透光性セラミックス焼結体。
[4] 波長500〜900nmの可視スペクトルにおけるヘイズが7%以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
[5] 波長500〜900nmの可視スペクトルにおける反射率が14.5%以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
[6] 厚さ200μmの範囲に存在する気泡を、投影し重ね合せて観察した際に、孔径が200nm以上1μm未満の気泡が6000個/mm2以上に密集した直径20μm以上の気泡の集合体の数が40個/mm3未満である、[1]〜[5]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
[7] 前記透光性セラミックス焼結体の主配合成分は、モル百分率で66%以上のAl2O3を含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
[8] 前記透光性セラミックス焼結体の主配合成分は、さらに、モル百分率で22%以上34%以下のAlNを含有する、[7]に記載の透光性セラミックス焼結体。
[9] 酸化物基準の質量百分率で、0.02%以上0.21%以下のY2O3を含有する、[7]または[8]に記載の透光性セラミックス焼結体。
[10] 酸化物基準の質量百分率で、0.002%以上0.19%以下のLi2Oを含有する、[7]〜[9]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
[11] 酸化物基準の質量百分率で、0.004%以上0.23%以下のMgOを含有する、[7]〜[10]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
[12] 酸化物基準の質量百分率で、0.002%以上0.30%以下のCaOを含有する、[7]〜[11]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
[13] 酸化物基準の質量百分率で、Na2O、SiO2、SnO2、およびLa2O3からなる群より選ばれる少なくとも1つを0.002%以上0.15%以下の範囲で含有する、[7]〜[12]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
[14] 炭素の含有量が15質量ppm以上250質量ppm以下である、[7]〜[13]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
[15] 前記透光性セラミックス焼結体を構成する結晶粒の平均結晶粒径が60μm以上250μm以下である、[1]〜[14]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
[16] 前記透光性セラミックス焼結体の結晶構造が立方晶である、[1]〜[15]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体。
セラミックス焼結体の主配合成分粉末と焼結添加剤粉末と気泡源となるカーボン源とを混合および粉砕して原料粉末を調製する工程と、
前記原料粉末を加圧成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を相対密度が96%以上となるように、かつ必須成分として、孔径が1μm以上5μm未満の気泡を10個/mm3以上4000個/mm3以下と、0.01体積%以上1.05体積%以下の閉気孔を含むように、一次焼結して一次焼結体を得る工程と、
前記一次焼結体を相対密度が98.95%以上となるように、常圧雰囲気中にて二次焼結し、前記透光性セラミックス焼結体として二次焼結体を得る工程と
を具備する透光性セラミックス焼結体の製造方法。
[18] 前記一次焼結体を得る工程を常圧以下の雰囲気中で行う、[17]に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
[19] 前記主配合成分粉末は、モル百分率で66%以上のAl2O3を含有する、[17]または[18]に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
[20] 前記主配合成分粉末は、さらに、モル百分率で22%以上34%以下のAlNを含有する、[19]に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
[21] 前記原料粉末は、前記焼結添加剤粉末として、酸化物基準の質量百分率で、前記Al2O3量または前記Al2O3とAlNとの合計量に対し、0.02%以上0.16%以下のY2O3または前記Y2O3量に相当するY化合物、0.02%以上0.20%以下のLi2Oまたは前記Li2O量に相当するLi化合物、0.02%以上0.20%以下のMgOまたは前記MgO量に相当するMg化合物、および0.01%以上0.10%以下のCaOまたは前記CaO量に相当するCa化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つを含有する、[19]または[20]に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
[22] 前記原料粉末は、前記焼結添加剤粉末として、酸化物基準の質量百分率で、前記Al2O3量または前記Al2O3とAlNとの合計量に対し、さらにNa2O、SiO2、SnO2、およびLa2O3からなる群より選ばれる少なくとも1つを0.002%以上0.15%以下の範囲で含有する、[21]に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
[23] 前記原料粉末は、炭素量として20質量ppm以上250質量ppm以下の前記カーボン源を含有する、[17]〜[22]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
[24] 前記原料粉末の平均粒子径が1.0μm以下となるように、前記主配合成分粉末、前記焼結添加剤粉末、および前記カーボン源とを混合および粉砕する、[17]〜[23]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
[25] 前記成形体を1550℃以上1740℃以下の温度で一次焼結し、前記一次焼結体を1860℃以上2040℃以下の温度で二次焼結する、[19]〜[24]のいずれかに記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
また、厚さが0.80mmの試験片の可視スペクトルにおける平均透過率が74%以上であると共に、厚さが0.80mmの試験片の0.5mmのくし幅における鮮明度が75%以上であることが好ましい。
また、厚さが0.40mmの試験片の可視スペクトルにおける平均透過率が78%以上であると共に、厚さが0.40mmの試験片の0.5mmのくし幅における鮮明度が80%以上であることが好ましい。
上述した各試験片(1.90mmの試験片、0.80mmの試験片、または0.40mmの試験片)の平均透過率および鮮明度は、少なくとも1つの厚さの試験片でその値を満足すれば透光性セラミックス焼結体に透明部材としての機能を付与することができる。また、各試験片の平均透過率および鮮明度が2つの厚さの試験片の値、さらには全ての厚さの試験片の値を満足させることによって、透光性セラミックス焼結体の透明部材としての機能をさらに高めることができる。
まず、平均粒子径がそれぞれ1.0μmであるAl2O3粉末、AlN粉末、Y2O3粉末、Li2CO3粉末、およびMgO粉末を用意した。Al2O3粉末とAlN粉末とを、モル比でAl2O3:AlN=70:30となるように150g秤量し、さらにAl2O3粉末とAlN粉末の合計量(150g)に対して、0.09質量%のY2O3粉末、0.07質量%のLi2CO3粉末、0.15質量%のMgO粉末を秤量した。さらに、カーボン源としてポリカルボン酸系高分子(中京油脂社製、商品名:セルナD−305)1.5g(焼成後の残炭量として45〜55ppmに相当)を秤量し、これら各原料をポリウレタン製のポットに入れた。直径5mmの高純度アルミナボールを使用し、440mlの無水エタノールを媒体として回転ボールミル(愛知電気社製、商品名:AN−3S)で96時間混合、粉砕した後、得られたスラリーを減圧乾燥して原料粉末を得た。得られた原料粉末の平均粒子径は0.6μmであった。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、Li2CO3粉末の配合量を表1に示す組成となるように変更する以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。各セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表1に示す。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、Al2O3とAlNの含有量比を表2に示すように変更する以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。各セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表2に示す。
例5のセラミックス焼結体の製造工程において、Y2O3の含有量を表3に示すように増加させる以外は、例5と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表3に示す。例12に比べて例5のAlON焼結体の方が、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が少なく、かつ微小気泡集合体の数も少ないため、透過率および鮮明度が高いことが分かる。
例5のセラミックス焼結体の製造工程において、MgO3の含有量を表3に示すように増加させる以外は、例5と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。各セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表3に示す。例13および例14に比べて例5のAlON焼結体の方が、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が少なく、かつ微小気泡集合体の数も少ないため、透過率および鮮明度が高いことが分かる。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、Na2O、SiO2、SnO2、およびLa2O3の少なくとも1つを含有させる以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。各セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表3および表4に示す。例15のAlON焼結体は、特に孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が少なく、かつ微小気泡集合体の数も少ないため、透過率および鮮明度が高いことが分かる。
例4のセラミックス焼結体の製造工程において、CaOを含有させる以外は、例4と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。各セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表4に示す。例18のAlON焼結体は、特に孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が少なく、かつ微小気泡集合体の数も少ないため、透過率および鮮明度が高いことが分かる。
例3のセラミックス焼結体の製造工程において、カーボン源の含有量を増やしてカーボン残留量を増加させる以外は、例3と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表4に示す。例20に比べて例3のAlON焼結体の方が、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が少なく、透過率が高いことが分かる。
まず、平均粒子径が400nmのMgAlON粉末、平均粒子径がそれぞれ1.0μmのY2O3粉末、Li2CO3粉末、およびMgO粉末を用意した。モル比でAl2O3:AlN:MgO=68.2:15.9:15.9のMgAlON粉末を150g秤量し、このMgAlON粉末(150g)に対して、0.05質量%のY2O3粉末、0.14質量%のLi2CO3粉末、0.10質量%のMgO粉末を秤量した。さらに、カーボン源としてポリカルボン酸系高分子(中京油脂社製、商品名:セルナD−305)1.5gを秤量し、これら各原料をポリウレタン製のポットに入れた。直径5mmの高純度アルミナボールを使用し、440mlの無水エタノールを媒体として回転ボールミル(愛知電気社製、商品名:AN−3S)で96時間混合、粉砕した後、得られたスラリーを減圧乾燥して原料粉末を得た。得られた原料粉末の平均粒子径は0.25μmであった。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、1次焼成温度を1600℃(例22)および1700℃(例23)に変更する以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表5に示す。例22および例23に比べて例1のAlON焼結体の方が、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が少なく、かつ微小気泡集合体の数も少ないため、透過率および鮮明度が高いことが分かる。
例4のセラミックス焼結体の製造工程において、1次焼成雰囲気を大気圧のN2雰囲気に変更する以外は、例4と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表5に示す。焼結添加剤としてLi2Oを含まない場合には、1次焼成雰囲気を大気圧とすることが好ましく、例4に比べて例24のAlON焼結体の方が、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が少なく、かつ微小気泡集合体の数も少ないため、透過率および鮮明度が高いことが分かる。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、MgO源としてMg(NO3)2を用いる以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表5に示す。例25に比べて例1のAlON焼結体の方が、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が少なく、かつ微小気泡集合体の数も少ないため、透過率および鮮明度が高いことが分かる。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、MgO源として0.09質量%のMgOと0.06質量%に相当するMg(NO3)2とを用いる以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表5に示す。例1に比べて例26のAlON焼結体の方が、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が少なく、かつ微小気泡集合体の数も少ないため、透過率および鮮明度が高いことが分かる。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、成形体の形状を直径90mm、厚さ15mmのディスクとする以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表5に示す。例1のAlON焼結体の方が、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が少なく、かつ微小気泡集合体の数も少ないものの、例27のAlON焼結体も透明部材に求められる透過率および鮮明度を有することが分かる。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、Al2O3とAlNの含有量比を表6に示すように変更する以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表6に示す。例28のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多く、かつ微小気泡集合体の数も多いため、透過率および鮮明度が低い。例29のAlON焼結体は、鮮明度が低い。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、Li2O3の含有量を表6に示すように増加させる以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。なお、例31では1次焼成工程を大気圧のN2雰囲気中で実施した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表5に示す。例30および例31のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多いため、透過率および鮮明度が低い。
例5のセラミックス焼結体の製造工程において、Y2O3の含有量を表6に示すように増加または減少させる以外は、例5と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。なお、例32はY2O3の含有量を過剰にしたものであり、例33はY2O3の含有量を過小にしたものである。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表6に示す。例32および例33のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多く、かつ微小気泡集合体の数も多いため、透過率および鮮明度が低い。
例5のセラミックス焼結体の製造工程において、MgOの含有量を表7に示すように増加させる以外は、例4と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。なお、例34はMgOの含有量を過剰にしたものである。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表7に示す。例34のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多く、かつ微小気泡集合体の数も多いため、透過率および鮮明度が低い。
例17のセラミックス焼結体の製造工程において、La2O3の含有量を表7に示すように増加させる以外は、例17と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。なお、例35はLa2O3の含有量を過剰にしたものである。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表7に示す。例35のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多いため、透過率および鮮明度が低い。
例5のセラミックス焼結体の製造工程において、炭素の含有量を表7に示すように減少させると共に、焼成時にAlNるつぼを用いる以外は、例5と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表7に示す。例36のAlON焼結体は、微小気泡集合体の数が多いため、鮮明度が低い。
例5のセラミックス焼結体の製造工程において、炭素の含有量を表7に示すように増加させる以外は、例5と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表7に示す。例37および例38のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多く、微小気泡集合体の数も多いため、透過率および鮮明度が低い。
例10のセラミックス焼結体の製造工程において、炭素の含有量を表7に示すように増加させる以外は、例10と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表7に示す。例39のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多いため、透過率が低い。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、1次焼成温度を1570℃に変更する以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表8に示す。例40のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が非常に多いため、透過率および鮮明度が低い。
例1のセラミックス焼結体の製造工程において、2次焼成温度を1850℃に変更する以外は、例1と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表8に示す。例41のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多く、微小気泡集合体の数も多いため、透過率および鮮明度が低い。
例4のセラミックス焼結体の製造工程において、炭素の含有量を減少させると共に、ボールミルによる原料粉末の混合・粉砕時間を48時間に変更し、焼成時にAlNるつぼを用いる以外は、例4と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表8に示す。例42のAlON焼結体は、微小気泡集合体の数が多いため、鮮明度が低い。
例4のセラミックス焼結体の製造工程において、Al2O3とAlNの含有量比を表8に示すように変更すると共に、ボールミルによる原料粉末の混合・粉砕時間を48時間に変更する以外は、例4と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表8に示す。例43のAlON焼結体は、鮮明度が低い。
例43のセラミックス焼結体の製造工程において、炭素の含有量を減少させると共に、焼成時にAlNるつぼを用いる以外は、例43と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表8に示す。例44のAlON焼結体は、鮮明度が低い。
例5のセラミックス焼結体の製造工程において、焼成工程における1500℃までの昇温速度を1200℃/hとし、1500℃以上の昇温速度を600℃/hとする以外は、例5と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表9に示す。例45のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多いと共に、微小気泡集合体の数も多く、また平均結晶粒径も小さいため、透過率および鮮明度が低く、ヘイズも小さい。
例5のセラミックス焼結体の製造工程において、2次焼成時間を20時間に変更する以外は、例5と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表9に示す。例46のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多いと共に、微小気泡集合体の数も多く、また平均結晶粒径も大きすぎるため、透過率および鮮明度が低く、耐熱衝撃性も小さい。
例5のセラミックス焼結体の製造工程において、Li2O源としてフッ化リチウム(LiF)を用いる以外は、例5と同様にしてセラミックス焼結体を作製した。セラミックス焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表9に示す。例47のAlON焼結体は、孔径が1μm以上5μm未満の気泡数が多く、微小気泡集合体の数も多いため、透過率および鮮明度が低い。
例48は市販のAlON焼結体(加圧焼結体)である。例48のAlON焼結体の各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表9に示す。例48のAlON焼結体は、気泡を含有しておらず、かつ平均結晶粒径も大きいため、反射率および熱伝導率が高く、耐熱衝撃性も低い。
例49は市販の単結晶サファイアである。例49の単結晶サファイアの各成分量(不純物量を含む)、気泡数、各特性値等を例1と同様にして測定した。それらの結果を表9に示す。例49の単結晶サファイアは、気泡を含有しておらず、かつ単結晶体であるために耐熱衝撃性が非常に低い。
Claims (25)
- 孔径が1μm以上5μm未満の気泡を10個/mm3以上4000個/mm3以下の範囲で含み、かつ閉気孔率が0.01体積%以上1.05体積%以下であり、
厚さが1.90mmの試験片の波長500〜900nmの可視スペクトルにおける平均透過率が70%以上であると共に、厚さが1.90mmの試験片の0.5mmのくし幅における鮮明度が60%以上である、透光性セラミックス焼結体。 - 孔径が1μm以上5μm未満の気泡を10個/mm3以上4000個/mm3以下の範囲で含み、かつ閉気孔率が0.01体積%以上1.05体積%以下であり、
厚さが0.80mmの試験片の波長500〜900nmの可視スペクトルにおける平均透過率が74%以上であると共に、厚さが0.80mmの試験片の0.5mmのくし幅における鮮明度が75%以上である、透光性セラミックス焼結体。 - 孔径が1μm以上5μm未満の気泡を10個/mm3以上4000個/mm3以下の範囲で含み、かつ閉気孔率が0.01体積%以上1.05体積%以下であり、
厚さが0.40mmの試験片の波長500〜900nmの可視スペクトルにおける平均透過率が78%以上であると共に、厚さが0.40mmの試験片の0.5mmのくし幅における鮮明度が80%以上である、透光性セラミックス焼結体。 - 波長500〜900nmの可視スペクトルにおけるヘイズが7%以下である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 波長500〜900nmの可視スペクトルにおける反射率が14.5%以下である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 厚さ200μmの範囲に存在する気泡を、投影し重ね合せて観察した際に、孔径が200nm以上1μm未満の気泡が6000個/mm2以上に密集した直径20μm以上の気泡の集合体の数が40個/mm3未満である、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 前記透光性セラミックス焼結体の主配合成分は、モル百分率で66%以上のAl2O3を含有する、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 前記透光性セラミックス焼結体の主配合成分は、さらに、モル百分率で22%以上34%以下のAlNを含有する、請求項7に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 酸化物基準の質量百分率で、0.02%以上0.21%以下のY2O3を含有する、請求項7または請求項8に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 酸化物基準の質量百分率で、0.002%以上0.19%以下のLi2Oを含有する、請求項7ないし請求項9のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 酸化物基準の質量百分率で、0.004%以上0.23%以下のMgOを含有する、請求項7ないし請求項10のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 酸化物基準の質量百分率で、0.002%以上0.30%以下のCaOを含有する、請求項7ないし請求項11のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 酸化物基準の質量百分率で、Na2O、SiO2、SnO2、およびLa2O3からなる群より選ばれる少なくとも1つを0.002%以上0.15%以下の範囲で含有する、請求項7ないし請求項12のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 炭素の含有量が15質量ppm以上250質量ppm以下である、請求項7ないし請求項13のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 前記透光性セラミックス焼結体を構成する結晶粒の平均結晶粒径が60μm以上250μm以下である、請求項1ないし請求項14のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 前記透光性セラミックス焼結体の結晶構造が立方晶である、請求項1ないし請求項15のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の透光性セラミックス焼結体を製造する方法であって、
セラミックス焼結体の主配合成分粉末と焼結添加剤粉末と気泡源となるカーボン源とを混合および粉砕して原料粉末を調製する工程と、
前記原料粉末を加圧成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を相対密度が96%以上となるように、かつ必須成分として、孔径が1μm以上5μm未満の気泡を10個/mm3以上4000個/mm3以下と、0.01体積%以上1.05体積%以下の閉気孔を含むように、一次焼結して一次焼結体を得る工程と、
前記一次焼結体を相対密度が98.95%以上となるように、常圧雰囲気中にて二次焼結し、前記透光性セラミックス焼結体として二次焼結体を得る工程と
を具備する透光性セラミックス焼結体の製造方法。 - 前記一次焼結体を得る工程を常圧以下の雰囲気中で行う、請求項17に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
- 前記主配合成分粉末は、モル百分率で66%以上のAl2O3を含有する、請求項17または請求項18に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
- 前記主配合成分粉末は、さらに、モル百分率で22%以上34%以下のAlNを含有する、請求項19に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
- 前記原料粉末は、前記焼結添加剤粉末として、酸化物基準の質量百分率で、前記Al2O3量または前記Al2O3とAlNとの合計量に対し、0.02%以上0.16%以下のY2O3または前記Y2O3量に相当するY化合物、0.02%以上0.20%以下のLi2Oまたは前記Li2O量に相当するLi化合物、0.02%以上0.20%以下のMgOまたは前記MgO量に相当するMg化合物、および0.01%以上0.10%以下のCaOまたは前記CaO量に相当するCa化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つを含有する、請求項19または請求項20に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
- 前記原料粉末は、前記焼結添加剤粉末として、酸化物基準の質量百分率で、前記Al2O3量または前記Al2O3とAlNとの合計量に対し、さらにNa2O、SiO2、SnO2、およびLa2O3からなる群より選ばれる少なくとも1つを0.002%以上0.15%以下の範囲で含有する、請求項21に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
- 前記原料粉末は、炭素量として20質量ppm以上250質量ppm以下の前記カーボン源を含有する、請求項17ないし請求項22のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
- 前記原料粉末の平均粒子径が1.0μm以下となるように、前記主配合成分粉末、前記焼結添加剤粉末、および前記カーボン源とを混合および粉砕する、請求項17ないし請求項23のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
- 前記成形体を1550℃以上1740℃以下の温度で一次焼結し、前記一次焼結体を1860℃以上2040℃以下の温度で二次焼結する、請求項19ないし請求項24のいずれか一項に記載の透光性セラミックス焼結体の製造方法。
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