KR20170013317A - Transparent spinel ceramics and methods for the production thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세라믹 분야에 대한 것으로, 예를 들어 보호 세라믹으로 사용될 수 있는, 투명 스피넬 세라믹, 또는 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 ≥3mm의 샘플 두께에서 1000nm 내지 2500nm 사이로 측정된 적외선 파장 범위에서 82% 초과의 인-라인 투과도를 가지고, 가능한 한 가시 결함(visible defect)이 없으는, 투명 스피넬 세라믹을 제공하는 것이다. 상기 목적은, 적외선 파장 범위에서 투명한 스피넬 세라믹에 의하여 달성되는 데, 이는 각각 0.005 내지 <0.2 질량%의 CaO 및/또는 0.005 내지 < 0.5 질량%의 SrO 및/또는 0.005 내지 < 0.5 질량%의 BaO의, 산화물로서 각각 표현되는 농도 내 존재하는, 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 균질적으로 분포된 첨가제을 최대 총량 0.5 질량%를 가지고 ≤10㎛의 평균 조직 입자 크기를 가지는 소결된 마그네슘 알루미늄 스피넬로 구성된다. The present invention relates to the field of ceramics, for example, transparent spinel ceramics, which can be used as protective ceramics, or a method of making the same. It is an object of the present invention to provide a transparent spinel ceramic with an in-line transmittance in excess of 82% in the infrared wavelength range measured between 1000 nm and 2500 nm at a sample thickness of ≥ 3 mm, with no visible defect as far as possible will be. This object is achieved by transparent spinel ceramics in the infrared wavelength range, which is achieved by the addition of 0.005 to < 0.2 mass% of CaO and / or 0.005 to < 0.5 mass% SrO and / or 0.005 to & , A homogeneously distributed additive of calcium and / or strontium and / or barium, present in concentrations respectively expressed as oxides, with a maximum total amount of 0.5% by mass, with a sintered magnesium aluminum spinel having an average grain size of &lt; .

Description

투명 스피넬 세라믹 및 그 제조방법{TRANSPARENT SPINEL CERAMICS AND METHODS FOR THE PRODUCTION THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to transparent spinel ceramics,

본 발명은 세라믹 기술 분야에 대한 것으로, 보다 구체적으로, 예컨대, 보호 세라믹과 같이, 증가 된 기계적인 부하를 가지거나, 또는 예컨대, 광학 장치들에 대한 증가 된 광학 품질 요건들을 가지는 용도들에 사용될 수 있는 투명 스피넬 세라믹에 대한 것이며, 또한 그 제조방법에 대한 것이다.The present invention relates to the field of ceramics technology, and more particularly to the field of ceramic technology, which can be used for applications that have increased mechanical load, such as, for example, protective ceramics, or have increased optical quality requirements, And a method for manufacturing the same.

예컨대, 경도와 강도에 관한 세라믹의 유익한 성질과 최대 가능한 투명도(transparency)와 결합시키는 투명 세라믹에 대한 오랜 필요성이 존재하였다. 그러나 현재까지 전문가들에 의한 오랜 지속적인 노력에도 이는 필요한 정도까지 달성되지 않았다. 더욱이, 소정의 지나치게 다른 기준들에 의해, 달성된 결과가 종종 비교 불가능하여 투명 세라믹에 대한 실제 지식 상태는 적어도 혼란되고 불명확하다.For example, there has been a long need for transparent ceramics to combine with the beneficial properties of ceramics with respect to hardness and strength and with the maximum possible transparency. However, to date, it has not been achieved to the extent required by longstanding efforts by experts. Moreover, due to certain excessively different criteria, the achieved results are often incomparable, so that the actual knowledge state for the transparent ceramic is at least confusing and unclear.

따라서, 본 발명의 범위 내에서 또한 인용된 종래기술에 관련해서 적용되는 용어들이 이하 설명되고 정의된다.Accordingly, terms applied in connection with the prior art also cited within the scope of the present invention are described and defined below.

"투명(transparent)" 또는 "반투명(translucent)"이라는 용어들은 종래 기술에서 서로 명확히 구분되지 않았다. 이와 같이, 투명 물질은 이하 두께 >1mm 및 600nm 정도의 가시(visible) 파장에서 50% 초과의 인-라인(in-line) 투과도를 보이는 물질로서 이해된다.The terms "transparent" or "translucent" are not clearly distinguished from each other in the prior art. Thus, the transparent material is understood as a material having an in-line transmittance of more than 50% at a visible wavelength of about 1 mm and about 600 nm.

재료의 투명도를 산출하기 위하여, 측정된 세기로부터의 스캐터링광을 제외하기 위하여 대략 0.5°의 좁은 구멍(aperture) 각도를 이용하여 측정되는 실제 인-라인 투명도(Real in-line transmission: RIT)는 신뢰할만한 변수인데, 이는 예컨대, EP 1053983A(야마모토 등)에 개시되거나, 또는 아페츠 등(Apetz et al)에 의하여, J. Am. Ceram. Soc. 86(2003) 480에 개시되었기 때문이다. 아페츠에 의하면 유효 구멍 각도 3-5°에서 동작하는 통상적인 분광기(spectrometer)를 이용하여 결정된 인-라인 투과도와 RIT 사이의 차이는 물론 더 짧은 파장에서(더욱 현저한 스캐터링 손실을 초래하는) 그리고 전체 가시 범위에 걸쳐 특히 현저하며, 반면 이러한 측정에 관련된 특색은 적외선 범위에서는 중요하지 않다.In order to calculate the transparency of the material, the actual in-line transmission (RIT) measured using a narrow aperture angle of approximately 0.5 [deg.] To exclude the scattered light from the measured intensity This is a reliable variable, for example, as disclosed in EP 1053983A (Yamamoto et al.) Or by Apetz et al., J. Am. Ceram. Soc. 86 (2003) 480. According to Apetz, the difference between the in-line transmittance and the RIT determined using a conventional spectrometer operating at an effective aperture angle of 3-5 °, as well as at shorter wavelengths (resulting in more pronounced scattering losses) and It is particularly noticeable over the entire visible range, while the features associated with these measurements are not significant in the infrared range.

존재하지 않거나 또는 극히 낮은 광 흡수의 경우, 유리와 같은 광학적으로 균질한 물질 또는 단결정의 투과도는, 전면측과 후방측에서의 반사율(n)에 의하여 각각 결정되는, 물질-고유의 반사율(material-specific reflection) Rs=((n-1)/(n+1))2에 의해서만 제한된다. 다중 반사를 고려할 때, 매우 투명도가 높은 물질의 얻어지는 이론상 최대투과도(Tmax)는, Tmax = (1-R)이고 R = 2Rs/(1+Rs)이며, 또는 낮은 투과도의 물질에 대해, 즉, 무시할만한 다중 반사 물질에 대해, Tmax = (1-Rs)2이며; 반사율이 가시 범위에서 1.712 내지 1.736 사이인 MgO·Al2O3 스피넬의 경우, Tmax는 대략 86.9%이다.In the case of absent or extremely low light absorption, the transmission of an optically homogeneous material, such as glass, or a single crystal is determined by the material-specific reflectance (n), which is determined by the reflectance (n) ) is limited only by the R s = ((n-1 ) / (n + 1)) 2. Considering multiple reflections, the theoretical maximum transmittance ( Tmax ) obtained for highly transparent materials is Tmax = (1-R) and R = 2Rs / (1 + Rs), or for materials with low transmittance, That is, for neglected multiple reflective materials, T max = (1-Rs) 2 ; For MgO.Al 2 O 3 spinel whose reflectance is in the visible range of 1.712 to 1.736, the T max is approximately 86.9%.

개별 용도에 맞는 투명 제품의 가요성(flexibe) 디자인에 대한 매우 높은 RIT의 특별한 이점으로서, 이론상 최대치(Tmax)에 도달될 때, 두께의 영향은 감소하고, 반면에 역으로, 광-스캐터링 물질의 두께에 따라 경로의 잠재적인 스캐터링 손실은 더 커지며, 투명도는 이어서 여전히 매우 얇은 부품들에 대해 보장된다.As a special advantage of the very high RIT for the flexibe design of the transparent product for the individual application, when the theoretical maximum ( Tmax ) is reached, the effect of the thickness is reduced, while conversely, Depending on the thickness of the material, the potential scattering losses of the path are greater, and transparency is then ensured for very thin parts.

이와 같이, 이러한 유형의 두께 영향은 상당한 광-스캐터링의 존재에 대한 증거이며 - 즉, 낮은 투명도- 너무 큰 구멍 각도에 의한 잠재적인 매우 높은 투과도 값의 원인이며 실제 인-라인 투과도의 측정을 불가능하게 하는 원인이다.As such, this type of thickness effect is evidence for the presence of significant light-scattering - that is, low transparency-the cause of potential very high transmittance values due to too large hole angles, and the measurement of actual in- .

잠재적인 흡수와 달리, RIT는 소결된 다결정 세라믹의 조직을 관통해 광이 통과함에 따라 이하의 과정들에 의하여 Tmax에 대해 대체로 감소된다:Unlike the potential absorption, RIT is substantially reduced for T max by the following processes as light passes through the tissue of the sintered polycrystalline ceramic:

1. 포어(pore)들에서의 확산 스캐터링(scaterring) (포어의 크기 및 숫자에 따름), 및1. diffusion scattering (depending on size and number of pores) in the pores, and

2. 코런덤(α-Al2O3)과 같은 비-입방(non-cubic) 세라믹에서 특히, 추가적인 조직의 하나의 결정으로부터 다음 결정으로의 광 비임의 각각의 전이에서의 복굴절 (birefrigence)에 기인하는 추가적인 광 스캐터링.2. In non-cubic ceramics such as corundum (? -Al 2 O 3 ), especially in the birefringence of each transition of the light beam from one crystal of the additional tissue to the next crystal Additional optical scattering caused by.

따라서 스캐터링 손실은, <0.1%, 바람직하게 <0.01%인 최소 가능 잔류 기공도에 의하여, 그리고 바람직하게 광 파장보다 작은 포어 크기에 의하여 모든 소결된 세라믹에서 작게 유지되어야 한다.Thus, the scattering loss should be kept small in all sintered ceramics by the minimum possible residual porosity of <0.1%, preferably <0.01%, and preferably by a pore size smaller than the optical wavelength.

입방 소결 세라믹에서 단지 이전의 스캐터링 메카니즘만이 발생하므로, 그 투명도는 복굴절(비입방성) 결정을 가진 세라믹과 달리, 입자-크기의 즉각 영향을 받지 않는다. 결정 조직에 따라 다른 이러한 상황은 입방 결정 격자를 가진 세라믹이 투명 용도에 바람직하고, 더 큰 두께에서만 반투명인, 소결된 코런덤 세라믹 또는 정방정(tetragonal) 지르코니아 세라믹과 같은 더 단단하고 더 강도가 큰 비-입방 세라믹이 단지 부차적인 작용을 수행하는 이유를 명확하게 하며: 가장 향상된, 즉, 가장 미세한 입자의 기공이 가장 작은 소결된 코런덤(삼방정)이 >1mm 두께에서 >70%의 RIT를 보이지 않으며, 정방정 Zr2O 세라믹은 더 작은 투명도를 나타내며, 반면에 80%와 85% 사이 측정값이 더 큰 두께, 따라서 상기 설명된 이론상 최대치에 더 근접한 두께에서조차 예컨대, MgO·Al2O3 스피넬(입방)에 대해 반복적으로 관찰되었다.Since only the prior scattering mechanism occurs in a cubic sintered ceramic, its transparency is not immediately affected by particle-size, unlike a ceramic with birefringent (non-cubic) crystals. This situation, which is dependent on the crystal structure, is that the ceramics with a cubic crystal lattice are preferred for transparent applications, and the harder, more intense (e.g., ceramics) ceramics such as sintered corundum ceramic or tetragonal zirconia ceramics, The reason why non-cubic ceramics merely performs a secondary action is clarified: The most advanced, ie, the sintered corundum with the smallest pore size of the finest particles (three-sided) has> 70% RIT at> 1 mm thickness Tetragonal Zr 2 O ceramics exhibit smaller transparency while measurements between 80% and 85% are greater, even at thicknesses closer to the theoretical maximum described above, for example MgO.Al 2 O 3 Spinel (cubic) was repeatedly observed.

하지만, 종래기술에서 공지된 대부분의 입방체 투명 세라믹은 경도, 내-스크래치성 및 강도에 대해 더 낮은 값을 나타낸다. 이들 기계적 성질의 향상은 소결 조직의 감소 된 입자 크기를 통해서만 가능하다. 그의 일 예가 US 7247589호(크렐 등)에 따라 공지되는 데, 이러한 유형의 발전은 낮은 제조 온도에서만 달성가능 한 < 10㎛ 또는 < 1㎛의 평균 입자 크기를 가진 이러한 유형의 미세-결정 소결 조직에 의하여 한정되었다. 하지만, 일정한 소결 온도하에서, 이것은 상기 설명한 최소 잔류 기공도 또는 >99.9% 의, 또는 바람직하게는 >99.99%의 높은 상대 소결 밀도의 요건과 충돌하며, 이어서 미세-입자의 조직을 생성하나, 이는 때로 조직의 불완전 소결 부분 영역 형태의 가시 결함, 또는 감소 된 투명도를 가진다. However, most of the cube transparent ceramics known in the prior art exhibit lower values for hardness, scratch resistance and strength. These improvements in mechanical properties are only possible through the reduced particle size of the sintered texture. An example of this is known from US 7247589 (Krell et al.), And this type of power generation can be achieved with this type of fine-crystal sintered structure having an average grain size of <10 μm or <1 μm, Respectively. However, under a constant sintering temperature, this would collide with the requirements of the above-mentioned minimum residual porosity or a high relative sintering density of > 99.9%, or preferably> 99.99%, which in turn produces micro- A visible defect in the form of an incomplete sintered partial area of the tissue, or reduced transparency.

예컨대, EP 0332393A(Shibata 등)에서 설명된 최적의(및 압력-기반) 소결 시스템에서의 다양한 노력에 부가해서, 또한 점증하는 더욱 미세한 나노 분말의 사용을 통해(J.Zhang et al., J. Phys. D; Appl. Phys. 42(2009)5, 2002-2006), 또는 화학양론을 변경함으로써(EP 1873129 A, Sasame et al.) 치밀-소결 투명 스피넬 세라믹의 문제를 해결하려고 하였다. 하지만, 현재까지, 광학 품질이 여전히 만족스럽지 못하였으며, 가시광 범위 내에 머물렀다.In addition to various efforts in, for example, the optimum (and pressure-based) sintering systems described in EP 0332393 A (Shibata et al.), And also through the use of increasingly finer nanopowders (J. Sintered spinel ceramics by changing the stoichiometry (EP 1873129 A, Sasame et al.), Phys. D; Appl. Phys. However, to date, optical quality is still unsatisfactory and remains within the visible range.

이러한 이유로서, 가끔 소결-향상 도핑에 대해 특별한 주의가 기울여졌으며, 이로써 바람직하게 온도 감소 및, 이와 같이, 입자 성장-감소 도핑을 최적화하기 위하여 특별한 주의가 기울여졌다. 반투명 스피넬 세라믹에 대해 알려진 최선의 공지 도핑은 초기의 예(R.J. Bratton, J.Ceram.Soc.57(1974) 7, 283-286)에서 0.25 질량%의 CaO를 이용하여 액상을 형성하는 도핑으로서 이루어진 광범위한 실험이다. 0.37 mm - 0.95 mm의 얇은 샘플에 대해 가시 범위의 < 40% 인-라인 투과도를 가진 반투명 스피넬 세라믹의 제조가 설명되었다. 후속적인 개발을 통해 특히 LiF 도핑(doping)에 의한 액상 소결의 효과가 증대되었는 데(US 2011/0028303A, Villalobos et al.), 그러나 이는 통상적으로 또한 가시 결함의 형성을 초래하였다 (G. Gilde et al., J. Am. Ceram. Soc. 88 (2005) 10, 2747). 추측건대, 이들 결함은 이러한 유형의 액상 소결의 일부로서 최소화될 수 있으나, 피할 수는 없다.For this reason, special attention has been paid to the sintering-enhancing doping from time to time, whereby special attention has been paid to optimize temperature reduction and, thus, grain growth-reduction doping. The best known doping known for semitransparent spinel ceramics consists of doping to form a liquid phase using 0.25 mass% CaO in an early example (RJ Bratton, J. Ceram. Soc. 57 (1974) 7, 283-286) Extensive experiments. The production of translucent spinel ceramics with a line transmission of < 40% of the visible range for thin samples of 0.37 mm - 0.95 mm has been described. Subsequent developments have increased the effectiveness of liquid phase sintering, especially by LiF doping (US 2011 / 0028303A, Villalobos et al.), But this also typically resulted in the formation of visible defects (G. Gilde et al., J. Am. Ceram., Soc., 88 (2005) 10, 2747). Though these defects can be minimized as part of this type of liquid sintering, they can not be avoided.

바람직하게 순수 고상 소결의 일부로서, 또는 액상의 생성을 최소화하면서, 도핑에서 점증하는 노력의 배경은, 수년간 알려진 MgO 도핑이 Al2O3 세라믹의 소결에서 달성하는 것과 유사한 투명 스피넬 세라믹 결과를 달성하고자 하는 것에 있고; 상기 결과는, 한편으로는, 세라믹의 주요 상의 격자 내 도핑 부분의 고체 용액의 원자 효과에 의한 확산(diffusion)의 촉진, 및 이에 따른 치밀 소결의 촉진; 다른 한편으로는, von Peelen (J.G. J.Peelen, Dissertation, TH Eindhoven, 1977)에 의하여 설명된 바와 같은, 입자 경계 내 제2 상 입자에 의한 세라믹의 입자 성장의 축소이다. 향상된 기계적 성질의 예비 조건으로서 조직의 가장 미세한 가능한 입도를 가진 높은 투명도의 결합의 측면에서, 다음의 예시들이 특히 거명된다:Background of the increasing effort in doping, preferably as part of a pure solid phase sintering, or minimizing the formation of liquid phase, is to achieve a transparent spinel ceramic result similar to that achieved with years of known MgO doping in sintering of Al 2 O 3 ceramics ; The results show, on the one hand, the promotion of diffusion by the atomic effect of the solid solution of the doped portion in the lattice of the main phase of the ceramic, and thus the promotion of dense sintering; On the other hand, it is a reduction of the grain growth of the ceramic by the second phase particles in the grain boundaries, as described by von Peelen (JGJPeelen, Dissertation, TH Eindhoven, 1977). In view of the combination of high transparency with the finest possible particle size of the tissue as a preliminary condition for improved mechanical properties, the following examples are particularly named:

[K Tsukuma, J.Ceram. Soc. Japan 114(2006) 10, 802-806] 은 0.015-0.150 질량%의 B2O3의 도핑에 의한 소결 온도의 상당한 감소를 달성하였으나, 1-mm 두께의 샘플들에 대해 600-650nm 파장에서 약 83%의 투과 값을 개시하므로 투과도의 단지 제한된 향상만이 예측될 수 있다. 잔류 시각 효과의 빈도와 크기에 대해 언급은 없지만 그러한 결함들은 소결 온도의 저하가 상기 설명된 LiF 도핑에 의한 경우와 유사하게, B2O3 첨가제에 의한 것으로 상정될 수 있는 국부적인 액상의 형성에 기초한 것으로 상정될 수 있다.[K Tsukuma, J. Ceram. Soc. Japan 114 (2006) 10, 802-806) achieved a significant reduction in the sintering temperature by doping B 2 O 3 of 0.015-0.150 mass%, but for 1-mm thick samples, about 600-650 nm Only a limited improvement in the transmittance can be expected since it initiates a transmission of 83%. Although there is no mention of the frequency and magnitude of the residual visual effects, such defects can be attributed to the formation of a localized liquid phase which can be assumed to be due to the B 2 O 3 additive, similar to the case of LiF doping, Can be assumed to be based.

EP 2112127A1 (A. Ikesue)에 따르면, 10-mm 두께의 소결된 스피넬 샘플들에 대한 이론상 한계에 근접한 매우 높은 투과 값이 알려져 있는데, 이는 MgF2/AlF3 공-도핑(co-doping)의 첨가에 의한 고온(1780℃)에서의 열간 등방압 가압성형(HIP; hot isostatic pressing)에 의하여 생성된 것이다. 하지만, 달성된 투과도의 실제 원인은 불명확하며; 수년간의 노력에도 불구하고, 발명자들은 특허 출원에서 게시된 결과를 재현하는 데 성공하지 못하였다. 더욱이, 다른 저자들에 의한 이러한 도핑의 성공적인 연구도 알려지지 않았다.According to EP 2112127A1 (A. Ikesue), very high transmission values close to the theoretical limits are known for sintered spinel samples of 10-mm thickness, which is due to the addition of MgF 2 / AlF 3 co-doping Is produced by hot isostatic pressing (HIP) at a high temperature (1780 DEG C). However, the actual cause of the achieved transmission is unclear; Despite years of effort, the inventors have not succeeded in reproducing the results published in the patent application. Moreover, successful studies of such doping by other authors were not known.

FR 0334760 B1 (P.Bergez et al)에 따르면, 0.5-5 질량%의 MgO 첨가제가 알려졌으며, 이는 바람직하게 스피넬 분말의 합성 동안 첨가되고 위의 의미에서의 실제 소결 도핑을 구성하지 않는데, 여분의 MgO는 단지 고온 소결온도에서의 스피넬 격자로부터의 MgO의 공지 증발 효과를 보충하는 것이기 때문이다. 하지만, 이러한 여분의 MgO 유형 없이, FR 0334760B1에서와 같은 3-mm 두께의 샘플들에 대해 600-650nm 파장에서 대략 80%의 유사한 투과도를 달성하는 여러 문헌들이 알려졌다.According to FR 0334760 B1 (P.Bergez et al) 0.5-5 mass% MgO additive is known, which is preferably added during the synthesis of the spinel powder and does not constitute the actual sintering doping in the sense above, Because MgO only compensates the known evaporative effect of MgO from the spinel lattice at high temperature sintering temperatures. However, without these extra MgO types, several documents have been published which achieve a similar transmittance of approximately 80% at a wavelength of 600-650 nm for 3-mm thick samples such as in FR 0334760B1.

스피넬용 특히 광범한 범위의 도핑 첨가제가 [Sarkar et al, Ceram. Inl. 29 (2003) 1, 55-59]에 의해 투명 세라믹 품질과는 무관함에도 불구하고 연구되었다. TiO2, V2O5, 및 B2O3 첨가제들이 MgO/Al2O3 혼합물의 반응성 소결에 대한 영향의 면에서 설명되었으며, 여기서 TiO2만이 긍정적인 효과를 미치며 사전-소성된(pre-calcinated) 스피넬 분말의 소결에 대한 영향은 알려지지 않다. 이 간행물에 인용된 문헌들의 리스트는 또한 Y2O3 도핑 및 다른 희토류 도핑과 MnO2에 대해 설명하며, 그럼에도 불구하고 또한 투명 세라믹의 제조와는 관련이 없다.A particularly broad range of doping additives for spinel have been reported [Sarkar et al, Ceram. Inl. 29 (2003) 1, 55-59], regardless of the quality of the transparent ceramics. TiO 2 , V 2 O 5 , and B 2 O 3 The additives have been described in terms of their effect on the reactive sintering of the MgO / Al 2 O 3 mixture, where only TiO 2 has a positive effect and the effect on the sintering of the pre-calcined spinel powder is not known. The list of documents cited in this publication also describes Y 2 O 3 doping and other rare-earth doping and MnO 2 and is nonetheless not related to the production of transparent ceramics.

다른 한편으로는, 소결 스피넬에 대한 TiO2 도핑은 빈번하게 다시 논의되었으며, TiO2의 유일한 효과는 만족스런 투과도에 대해 충분하지 못해 보인다. 이와 같이, FR 2917404 B1 (Bernard-Granger et al.)에 따라, ZrO2, CaO 및 MgO의 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 추가적인 첨가제와 TiO2의 공동-도핑이 알려져있다. 이 도핑은 후속해서 일반적으로 MgAl2O4 스피넬, 입방 ZrO2 또는 Y-Al 가넷(garnet)(Y3Al5O12)의 완전히 다른 세라믹들의 투과도를 향상시키기 위함이다. 이러한 보편적 효율(universal efficacy)은 액상의 형성을 나타낼 수 있으나, 이는 투명 세라믹의 액-상 소결의 전술된 단점의 위험과 연관될 것이다. 스피넬에 대한 예시적인 구현 예는 단지 1.3mm의 얇은 샘플에 대해 84.8%의 매우 높은 인-라인 투과도를 보이므로, 오히려 투과도의 한정된 향상이 또한 예상될 수 있다. 잔류 시각 효과의 빈도 및 크기에 대한 언급도 여기서 이루어지지 않는다. On the other hand, TiO 2 doping to sintered spinel has been frequently re-discussed, and the only effect of TiO 2 appears to be insufficient for satisfactory transmission. Thus, according to FR 2917404 B1 (Bernard-Granger et al.), Co-doping of TiO 2 with at least one further additive selected from the group of ZrO 2 , CaO and MgO is known. This doping is then generally to improve the transmission of completely different ceramics of MgAl 2 O 4 spinel, cubic ZrO 2 or Y-Al garnet (Y 3 Al 5 O 12 ). This universal efficacy may indicate the formation of a liquid phase, but this will be associated with the risk of the aforementioned disadvantages of liquid-phase sintering of the transparent ceramic. The exemplary embodiment for spinel shows a very high in-line transmission of 84.8% for a thin sample of only 1.3 mm, so a definite improvement in permeability can also be expected. No mention of the frequency and size of the residual visual effects is made here.

치밀-소결의 향상을 위한 공동-도핑에서의 유사한 시도는, 이러한 도핑의 명확한 이점이 실현되지 않고, TiO2와 CoCO3의 결합을 이용하여, [Tsai et a., Mater. Sci. Eng. B177(2012) 13, 1133-1137]에 의하여 설명되었다.A similar attempt at co-doping to improve dense-sintering has not been realized with the obvious benefit of this doping, but using the combination of TiO 2 and CoCO 3 [Tsai et al., Mater. Sci. Eng. B177 (2012) 13, 1133-1137).

MgO/Al2O3 혼합물의 스피넬의 반응성 형성 및 치밀-소결 특성에 대한 ZrO2 도핑의 영향이 - 투명성과 관계 없이 - [J.Kim, phD. dissertation, Case Western Reserve University, 1992] 에 의하여 연구되었다. 연구에 의하면, ZrO2 도핑은 스피넬의 소결 속도를 감소시키며 Al-풍부(rich) 화합물에서의 Al2O3의 석출의 형성을 증대시킨다. 이들 양자의 결과들은 개선된 인-라인 투과도의 목적 및 가시 결함의 최소화에 위배된다.The formation of the spinel reactivity of MgO / Al 2 O 3 mixture and the effect of ZrO 2 The effect of doping - regardless of transparency - [J.Kim, phD. dissertation, Case Western Reserve University, 1992]. According to the study, ZrO 2 Doping decreases the sintering speed of spinel and increases the formation of Al 2 O 3 precipitation in Al-rich compounds. Both of these results contradict the purpose of improved in-line transmission and minimization of visible defects.

투명 스피넬 세라믹에 대한 가장 이른 도핑 연구들의 하나는 0.25% CaO 첨가를 가지는 [R.J.Bratton, J.Am.Ceram.Soc. 57(1974) 7, 283-286]에 의하여 수행되었으나, 가시 파장 범위에서 투과도 40%를 획득할 수 없었으며; 재료는 반투명으로 유지되었다. [Huang et al., J. Am. Ceram. Soc. 80 (1997) 12, 3237-3241]은 LiF에 대한 공동-도핑으로서 스피넬의 치밀-소결에 대한 CaCO3의 영향을 연구하였는 데, 투과도에 대한 목적은 없었다. ≥0.2 질량%의 CaO 도핑을 이용하는 본출원인의 시도는, 이러한 방식으로, 소결 온도가 저하될 수 있으며 매우 미세-입자의 투명 스피넬 조직이 형성될 수 있으며, 대신에 실제 인-라인 투과도 RIT는 수 퍼센트 저하되었고 투명 세라믹 용적의 가시 결함의 형성과 연관됨을 보여주었다. 이들 결함의 부분적인 덴드라이트 조직에 의하여 이러한 유형의 CaO 도핑은 또한 결함이 없는 투명한 세라믹에서 필요한 단일-상 조건과 대립하는 국부적인 액상의 형성에 의하여 온도-저하 효과를 달성한다는 결론에 도달하였으며, 다른 반사율을 가진 외부 상들의 석출은 단지 그 크기가 광 스펙트럼의 더 짧은 파장에 비교해서 작은 경우에 견딜 수 있다. One of the earliest doping studies on transparent spinel ceramics is to have a 0.25% CaO addition [RJ Bratton, J. Am. Ceram. Soc. 57 (1974) 7, 283-286], but could not achieve a transmittance of 40% in the visible wavelength range; The material was kept translucent. [Huang et al., J. Am. Ceram. Soc. 80 (1997) 12, 3237-3241) studied the effect of CaCO 3 on the dense-sintering of spinel as co-doping for LiF, but there was no objective for permeability. Applicants' attempts to use CaO doping of &gt; = 0.2 mass% can in this way reduce the sintering temperature and create very fine-grained transparent spinel structures, but instead the actual in- Percent reduction and is associated with the formation of visible defects in the transparent ceramic volume. The partial dendritic structure of these defects led to the conclusion that this type of CaO doping also achieved a temperature-lowering effect by forming a local liquid phase, as opposed to the single-phase conditions required in the defect-free transparent ceramic, Precipitation of external phases with different reflectivities can withstand only when the size is small compared to the shorter wavelength of the optical spectrum.

원소 주기율표의 알칼리토류(alkaline earth group)로부터, 화학식 BaMgAl10O17의 소위 “BAM" 인광물질(phosphor)은 통상적으로 유로퓸(europium) 또는 스트론튬으로 도핑 된다(US 561 1959A). 하지만, 이러한 형태의 화합물의 존재는 Mg-Al 스피넬 세라믹에 대한 소결 첨가제로서의 Ba, Sr 또는 Eu 의 잠재적인 효과에 대해 시사하는 바가 없다. 또한, DE 10 2002 220 257A1에 따라 투명 스피넬 세라믹이 공지되었지만, 이는 다른 것들 중에서 유로퓸, 바륨, 또는 이들의 결합 또는 이유에 대한 언급 없이 나열된 10개의 다른 원소들의 산화물 중 하나를 포함할 할 수 있으나, 여전히, 필요한 투과도는 > 10㎛의 평균치로의 입자 성장에 한정되고 어떤 방법, 효과 또는 결과도 어느 도핑들에 대해서 진술된 바가 없고, 이 공보는 또한 고 투과도를 가진 미세-결정 스피넬 세라믹에 대해 어떤 교시를 개시한 바가 없다.From element of the periodic table an alkali earth (alkaline earth group), a so-called "BAM" phosphor (phosphor) of the formula BaMgAl 10 O 17 is typically doped with a europium (europium) or strontium (US 561 1959A). However, this type of The presence of the compound does not suggest a potential effect of Ba, Sr or Eu as a sintering additive for Mg-Al spinel ceramics. Also, transparent spinel ceramics according to DE 10 2002 220 257 A1 are known, Europium, barium, or combinations thereof, or oxides of ten other elements listed without mentioning reasons, but still the required permeability is limited to grain growth at an average value of &gt; No effect or result has been stated for any doping, and this publication also discloses that for high-transmittance, fine-crystalline spinel ceramics, I have not started teaching.

US7799267 B2는 또한 소결-증대 도핑 조사에서 개발자들의 방향 상실을 예시하는 데, 투명 스피넬 세라믹의 제조 및 또한 투명 Y-Al 가넷, Ce2O3, Y2O3, SC2O3, 및 Lu2O3의 TEOS (tetraethyl orthosilicate, 또는, tetraethoxysilane) 첨가제에 의한 예외적인 제조가 "투명 세라믹 재료의 제조용 테이프 주조 슬러리 재료" 특수 기술로서 여기 설명되나, 한편으로는 서두에서 "리튬 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물, 바륨 산화물, 칼슘 산화물, 마그네슘 산화물, 스트론튬 산화물, 보론 산화물, 및 그 혼합물"의 유효한 어느 것일 수 있는, 성질 결과의 시현이나 기준이 또한 잠재적으로 "소결 보조제(aids)"로 사용될 수 있으며, - 반면에 다른 한편, 하지만, 이러한 가능성의 잠재적인 범위는 스피넬 예의 1700℃에서(개시된 투과도 결과 없이) 다른 세라믹의 경우 더 높은 온도에서 의욕을 꺽도록 높은 실제 소결 온도를 개시하도록 반대로 위치하며; 미세-결정 조직의 제조를 배제하고; 그리고 그럼에도 불구하고 제한된 투명도를 가능하게 하며: 예상하기에 상기 설명한 테이프 주조에 필요한 유기 첨가제의 고 함량에 기인하여 600nm-650nm 파장에서 2.7mm 두께의 YAG 세라믹의 유일 투과 결과로서 81.20%-81.27%가 US 7799267B2에 개시된다.US7799267 B2 is also sintered-increasing doping investigation to illustrate the direction of the loss of developer in, the transparent spinel ceramic manufacture and also a transparent Y-Al garnet, Ce 2 O 3, Y 2 O 3, SC 2 O 3, and Lu 2 An exceptional preparation by O 3 of TEOS (tetraethyl orthosilicate or tetraethoxysilane) additive is described here as a special technique of "tape casting slurry material for the production of transparent ceramic materials", while on the other hand it is described at the outset that "lithium oxide, titanium oxide, zirconium The appearance or criterion of the property results, which may be any of the oxides, barium oxides, calcium oxides, magnesium oxides, strontium oxides, boron oxides, and mixtures thereof, may also potentially be used as "sidings" On the other hand, on the other hand, however, the potential range of this possibility is higher at 1700 ° C (without the published permeability results) of spinel specimens in the case of other ceramics To kkeok motivated in FIG located as opposed to the actual start of the high sintering temperature; Precluding the manufacture of micro-crystalline tissue; And nonetheless allows for limited transparency: as a result of the unique permeability of YAG ceramics of 2.7 mm thickness at wavelengths of 600 nm-650 nm due to the high content of organic additives required for the tape casting described above, it was 81.20% -81.27% US 7799267B2.

이와 같이 공보가 주기율표의 거의 모든 그룹으로부터의 스피넬 세라믹에 대해 소결-증대 도핑을 설명함에도 불구하고, 가시 결함을 대체로 피하면서 높은 투과도의 달성을 증대시키고 높은 기계적 파라미터들을 가지는 미세-입자 조직을 달성하기 위한 최저 가능한 소결 온도에서 이를 가능하게 하는 방식의 도핑 이온에 대해, 아직 어떤 체계도 식별할 수 없다. 또한, 마그네슘 알루미늄 스피넬의 문헌은 온도와 대기압의 함수로서의 주기율표의 개별 원소의 고체 용해도 양에 대해 예컨대 유사하게 확장 데이터를 포함하지 않는 데, 이것은 Al2O3에 대해 수십년간 알려져 왔기 때문이다.Although the publication thus describes sintering-augmentation doping for spinel ceramics from almost all groups of the periodic table, achieving high-transmittance while avoiding visible defects substantially and achieving micro-particle textures with high mechanical parameters For a doping ion in a manner that enables this at the lowest possible sintering temperature, no system can be identified yet. Further, to the literature of the magnesium aluminum spinel which does not include the extension data, for example similarly to the solid solubility amount of the periodic table of the individual element as a function of temperature and atmospheric pressure, and this is due to several known came to the Al 2 O 3 years.

종래기술의 예시된 제한된 이전의 성공에 비추어, 본 발명의 일 목적은 가시 결함이 없거나, 또는 >20㎛ 크기의 결함이 있는 경우, 최대 이들 결함을 <300/㎤ 낮은 빈도로 포함하며, ≥3mm의 샘플 두께에서 1000nm 내지 2500nm 사이로 측정된 적외선의 파장 범위에서 82% 초과의 인-라인 투과를 가지는 투명 스피넬 세라믹을 제공하는 것이다. In view of the limited prior successes exemplified in the prior art, one object of the present invention is to provide a method and a method for fabricating a semiconductor device that is free of visible defects, or has defects of size > In-line transmission in the wavelength range of infrared rays measured between 1000 nm and 2500 nm at the sample thickness of the transparent spinel ceramics.

본 발명의 추가적인 목적은 가시 결함을 포함하지 않거나, 또는 > 20㎛ 크기의 결함이 있는 경우, 최대로 이들 결함을 < 300/㎤ 낮은 빈도로 포함하며, ≥3mm의 샘플 두께에서 600nm 내지 650nm 사이로 측정된 가시광선의 파장 범위에서 RIT >80%의 실제 인-라인 투과도를 가지는 투명 스피넬 세라믹을 제공하는 것이다. A further object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring defects which do not include visible defects or contain defects at a maximum of &lt; 300 / cm < 3 & Ray transmittance of RIT &gt; 80% in the wavelength range of visible visible light.

그리고 본 발명의 추가적인 목적은 최저 가능한 소결 온도들에서 이러한 유형의 투명 스피넬 세라믹을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a method of making this type of transparent spinel ceramic at the lowest possible sintering temperatures.

상기 목적들은 청구항에 개시된 발명에 본원 발명에 의하여 달성된다. 유리한 구현예가 종속항의 대상(subject matter)이 된다.The above objects are achieved by the present invention in the invention disclosed in the claims. An advantageous implementation becomes the subject matter of the dependent claim.

적외선 파장 범위에서 투명한 본 발명에 따른 스피넬 세라믹은, 각각 0.005 내지 <0.2 질량%의 CaO 및/또는 0.005 내지 < 0.5 질량%의 SrO 및/또는 0.005 내지 < 0.5 질량%의 BaO의 산화물로서 각각 표현되는 농도 내에 존재하는 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 균질적으로 분포된 첨가제들의 총합 0.5 질량%를 최대로 가지고, ≤10㎛의 평균 조직 입자 크기를 가지는 소결된 마그네슘 알루미늄 스피넬로 구성된다.The spinel ceramics according to the present invention which are transparent in the infrared wavelength range are respectively expressed as oxides of CaO and / or 0.005 to 0.5 mass% of SrO and / or 0.005 to 0.5 mass% of BaO, respectively, in an amount of 0.005 to 0.2 mass% And a sintered magnesium aluminum spinel having an aggregate of 0.5% by mass of homogeneously distributed additives of calcium and / or strontium and / or barium present in the concentration and having an average tissue particle size of? 10 μm.

가시광선 파장 범위에서 투명한 본 발명에 따른 스피넬 세라믹은, 각각 0.005 내지 <0.2 질량%의 CaO 및/또는 0.005 내지< 0.3 질량%의 SrO 및/또는 0.005 내지 < 0.25 질량%의 BaO의 산화물로서 표현되는 농도 내 존재하는, 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 균질적으로 분포된 첨가제들의 총합 최대 0.5 질량%를 최대로 가지고, ≤10㎛의 평균 조직 입자 크기를 가지는, 소결된 마그네슘 알루미늄 스피넬로 구성된다.The spinel ceramics according to the invention which are transparent in the visible wavelength range are expressed as oxides of CaO and / or 0.005 to <0.3 mass% SrO and / or 0.005 and <0.25 mass% of BaO, respectively, in an amount of 0.005 to <0.2 mass% Consist of a sintered magnesium aluminum spinel having a maximum of 0.5% by mass of the total of homogeneously distributed additives of calcium and / or strontium and / or barium present in the concentration and having an average tissue particle size of? do.

바람직하게는, 소결된 마그네슘 알루미늄 스피넬의 평균 조직 입자 크기는 < 5㎛이며, 바람직하게 < 2.5㎛이며, 보다 바람직하게 < 1㎛이다.Preferably, the mean grain size of the sintered magnesium aluminum spinel is < 5 탆, preferably <2.5 탆, more preferably <1 탆.

또한, 바람직하게는, 적외선 파장 범위에서 투명한 스피넬 세라믹을 위해 최대 총합 0.3 질량%의 균질하게 분포된 첨가제가 존재한다.Also preferably, for the transparent spinel ceramic in the infrared wavelength range, there is a homogeneously distributed additive with a maximum total addition of 0.3 mass%.

마찬가지로 바람직하게는, 가시광선 파장 범위에서 투명한 스피넬 세라믹의 경우, 최대 총합 0.2 질량%의 전체적으로 균질하게 분포된 첨가제가 존재한다.Likewise, in the case of transparent spinel ceramics in the visible light wavelength range, there is a totally homogeneously distributed additive with a maximum total mass of 0.2 mass%.

더욱 바람직하게는, 칼슘은 0.01 내지 0.1 질량% 농도로, CaO로 표현된 첨가제로서 존재한다.More preferably, calcium is present as an additive represented by CaO at a concentration of 0.01 to 0.1 mass%.

그리고 또한 바람직하게는, 적외선의 파장 범위에서 투명한 스피넬 세라믹에 대해, 스트론튬 및/또는 바륨은 0.01 내지 0.4 질량%의 SrO 및/또는 0.01 내지 0.4 질량%의 BaO의, SrO 및/또는 BaO로서 표현되는 농도 내 첨가제로서 존재하고, 이때, 최대 0.3 질량%의 스트론튬 및/또는 바륨의 첨가제가 존재한다.Also preferably, for transparent spinel ceramics in the infrared wavelength range, strontium and / or barium are expressed as SrO and / or BaO, 0.01-0.4 mass% SrO and / or 0.01-0.4 mass% BaO Concentration additive, wherein up to 0.3 mass% of the additive of strontium and / or barium is present.

마찬가지로 바람직하게는, 가시광선의 파장 범위 내에서 투명한 스피넬 세라믹의 경우, 스트론튬 및/또는 바륨이 0.01 내지 0.2 질량%의 SrO 및/또는 0.01 내지 0.15 질량%의 BaO의, SrO 및/또는 BaO로 표현되는 농도 내 첨가제로서 존재하고, 이때, 최대 0.2 질량%의 스트론튬 및/또는 바륨의 첨가제가 존재한다.Likewise, in the case of transparent spinel ceramics within the wavelength range of visible light, strontium and / or barium are expressed as SrO and / or BaO, 0.01-0.2 mass% SrO and / or 0.01-0.15 mass% BaO, Concentration additive, wherein up to 0.2 mass% of the additive of strontium and / or barium is present.

적외선 파장 범위에서 투명한 본 발명에 따른 스피넬 세라믹은, ≥ 3mm 두께에서, 1000nm 내지 2500nm 사이에서 측정되는, 적어도 적외선 파장 범위에서 > 82%, 바람직하게 >84%, 보다 바람직하게 >85%의 인-라인 투과도를 보인다.The spinel ceramics according to the invention which are transparent in the infrared wavelength range are characterized in that they are> 82%, preferably> 84%, more preferably> 85% in phosphorus at least in the infrared wavelength range, measured between 1000 nm and 2500 nm, Line transmission.

가시광선 파장 범위에서 투명한 본 발명에 따른 스피넬 세라믹은, ≥ 3mm 두께에서 600nm 내지 650nm 사이에서 측정되는, 적어도 가시광선 파장 범위에서, > 80%, 바람직하게 >82%, 보다 바람직하게 >84%의 RIT를 보인다.The spinel ceramics according to the invention which are transparent in the visible light wavelength range are characterized in that they are> 80%, preferably> 82%, more preferably> 84%, in the range of at least visible light wavelength, measured between 600 nm and 650 nm, RIT is shown.

본 발명에 따른 스피넬 세라믹이 가시 결함(visible defect)을 포함하지 않는 경우가 바람직하다.It is preferable that the spinel ceramic according to the present invention does not contain a visible defect.

유사하게, 본 발명에 따른 스피넬 세라믹은, 20㎛ 초과의 가시 결함을, 300/㎤ , 바람직하게는 50/㎤ 내지 150/㎤의 빈도에서만 포함하는 것이 바람직하다. Similarly, it is preferred that the spinel ceramic according to the present invention contains visible defects of more than 20 mu m at a frequency of 300 / cm3, preferably 50 / cm3 to 150 / cm3.

그리고 또한, >12.5 GPa의 HV10 비커스 경도(Vickers hardness)가 존재하는 경우 바람직하다.And also if there is an HV10 Vickers hardness of &gt; 12.5 GPa.

본 발명에 따른 적외선의 파장 범위에서 투명한 투명 스피넬 세라믹을 제조하는 방법에서, Ca, Sr 및 Ba 을 함유하는 용해되지 않은 화합물 및/또는 물에 용해된 Ca, Sr 및 Ba 을 함유하는 화합물 및/또는 유기 용제중에 용해된 Ca, Sr 및 Ba 을 함유하는 화합물 형태의, 0.005 내지 <0.2 질량% CaO 및/또는 0.005 내지< 0.5 질량% SrO 및/또는 0.005 내지 < 0.5 질량% BaO의, 각각 산화물로서 표현되는 농도 내의 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 첨가제의 최대 총합 0.5 질량%의, 마그네슘 알루미늄 스피넬 분말로의 첨가가 수행되고, 첨가제들은 균질하게 분포되며, 및 이어서 상기 재료들이 소결되어 투명 스피넬 세라믹을 형성한다.In the method for producing transparent transparent spinel ceramics in the wavelength range of infrared rays according to the present invention, it is preferred that in the case of an undissolved compound containing Ca, Sr and Ba and / or a compound containing Ca, Sr and Ba dissolved in water and / 0.005 to <0.2 mass% of CaO and / or 0.005 to <0.5 mass% of SrO and / or 0.005 to <0.5 mass% of BaO in the form of a compound containing Ca, Sr and Ba dissolved in an organic solvent Of the total amount of calcium and / or strontium and / or barium additive in the concentration of 0.5% by mass, and the additives are homogeneously distributed, and then the materials are sintered to form a transparent spinel ceramic .

본 발명에 따른, 가시광선의 파장 범위에서 투명한 투명 스피넬 세라믹을 제조하는 방법에서, Ca, Sr 및 Ba을 함유하는 용해되지 않은 화합물 및/또는 물에 용해된 Ca, Sr 및 Ba을 함유하는 화합물 및/또는 유기 용제 중에 용해된 Ca, Sr 및 Ba 을 함유하는 화합물 형태의, 0.005 내지 <0.2 질량% CaO 및/또는 0.005 내지< 0.3 질량% SrO 및/또는 0.005 내지 < 0.25 질량% BaO의, 산화물로 각각 표현되는 농도 내의 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 첨가제의 최대 총합0.3 질량%의 마그네슘 알루미늄 스피넬 분말로의 첨가가 수행되고, 첨가제들이 균질하게 분포되며, 및 이어서 재료들이 소결되어, 투명 스피넬 세라믹이 형성된다.In the method of producing transparent transparent spinel ceramics in the wavelength range of visible light according to the present invention, it is preferable to use a compound containing Ca, Sr, and Ba dissolved in an undissolved compound containing Ca, Sr, and Ba and / Or an oxide of 0.005 to 0.2 mass% CaO and / or 0.005 to 0.3 mass% SrO and / or 0.005 to 0.25 mass% BaO in the form of a compound containing Ca, Sr and Ba dissolved in an organic solvent The addition to the maximum sum of 0.3% by mass of magnesium and aluminum spinel powder of the additive of calcium and / or strontium and / or barium in the concentration to be expressed is carried out, the additives are homogeneously distributed and then the materials are sintered to form a transparent spinel ceramic .

바람직하게는, 첨가제의 첨가가, 슬러리 제조 또는 세라믹의 패킹 제조 동안, 또는 건식 세라믹 체의 개방(dry ceramic body) 포어 내로의 첨가제에 의한 함침(impregnation) 또는 침투(infiltration)의 일부로서 실행되거나, 또는 Ca, Sr 및/또는 Ba을 함유하는 본 발명에 따른 용액 및 습윤(wet) 마그네슘 알루미늄 스피넬 체 사이의 이온 교환에 의하여 실현된다. Preferably, the addition of the additive is carried out as part of the impregnation or infiltration by the additive into the dry ceramic body pores during slurry preparation or packing of the ceramic, Or a solution according to the invention containing Ca, Sr and / or Ba and a wet magnesium aluminum spinel body.

본 발명에 따른 용액에 의해, 가시 결함을 함유하지 않거나 >20 ㎛ 크기의 결함의 경우 상기 결합을 최대 300/㎤의 낮은 빈도로 포함하는, 및 ≥ 3mm 샘플 두께에서, 1000nm 내지 2500nm 사이에서 측정된 적어도 적외선의 파장 범위 내에서 82% 초과의 인-라인 투과도를 가지는, ≤10㎛의 평균 입자 크기를 가지는 투명 스피넬 세라믹이 처음으로 개시되었다. By means of the solution according to the invention it is possible to obtain a solution which does not contain visible defects or which contains the bond in a low frequency of up to 300 / cm3 for defects of the order of &gt; 20 mu m, Transparent spinel ceramics having an average particle size of &lt; RTI ID = 0.0 &gt;# 10 &lt; / RTI &gt; having an in-line transmission of greater than 82%

이는 ≤10㎛ 의 평균 조직 입자 크기를 가지며, 0.005 내지 <0.2 질량% CaO 및/또는 0.005 내지< 0.5 질량% SrO 및/또는 0.005 내지 < 0.5 질량% BaO의, 각각 산화물로 표현되는 농도 내 존재하는 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 첨가제를 총합 최대 0.5 질량% 가지는, 소결된 마그네슘 알루미늄 스피넬로 구성된 적외선 파장 범위의 투명 스피넬 세라믹에 의하여 달성된다. Which has an average grain size of &lt; 10 탆 and is present in a concentration of 0.005 to <0.2 mass% CaO and / or 0.005 to <0.5 mass% SrO and / or 0.005 to <0.5 mass% BaO, The transparent spinel ceramics in the infrared wavelength range consisting of sintered magnesium aluminum spinel having a total of up to 0.5% by mass of additives of calcium and / or strontium and / or barium.

또한, 본 발명에 따른 용액에 의하면, 가시 결함을 함유하지 않거나 >20㎛의 크기를 가지는 결함의 경우 상기 결합을 최대 <300/㎤의 낮은 빈도로 포함하고, ≥ 3mm 샘플 두께에서, 600nm 내지 650nm 사이에서 측정된 적어도 가시광선의 파장 범위에서 RIT >80%의 실제 인-라인 투과도를 가지는, ≤10㎛의 평균 입자 크기를 가진 투명 스피넬 세라믹을 처음으로 개시할 수 있다.Further, according to the solution according to the present invention, in the case of defects having no visible defect or having a size of &gt; 20 mu m, the bond is contained at a low frequency of a maximum of &lt; 300 / cm &lt; 3 & Transparent spinel ceramics having an average particle size of &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 10 &lt; / RTI &gt; um, having an actual in-line transmittance of RIT> 80% at least in the wavelength range of visible light measured between.

이는, ≤10㎛의 평균 조직 입자 크기를 가지며, 0.005 내지 <0.2 질량% CaO 및/또는 0.005 내지< 0.3 질량% SrO 및/또는 0.005 내지 < 0.25 질량% BaO의, 산화물로서 각각 표현되는 농도 내 존재하는, 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 균질하게 분포된 첨가제를 총합 최대 0.3 질량% 가지는, 소결된 마그네슘 알루미늄 스피넬로 구성된 가시광선 파장 범위의 투명 스피넬 세라믹에 의하여 달성된다. This is because the presence of a concentration of 0.005 to <0.2 mass% CaO and / or 0.005 to <0.3 mass% SrO and / or 0.005 to <0.25 mass% BaO, each having an average tissue particle size of? By weight of a transparent spinel ceramic in the visible light wavelength range consisting of sintered magnesium aluminum spinel having a total of 0.3% by mass of a homogeneously distributed additive of calcium and / or strontium and / or barium.

또한, 본 발명에 따른 용액에 의하면, 최저 가능한 소결 온도에서 상기 유형의 투명 스피넬 세라믹을 제조하기 위한 방법을 처음으로 개시할 수 있다.  Further, according to the solution according to the present invention, it is possible to first disclose a method for producing a transparent spinel ceramic of this type at the lowest possible sintering temperature.

다시, 이는 적외선 파장 범위에서 투명한 스피넬 세라믹에 대해, Ca, Sr 및 Ba 을 함유하는 용해되지 않은 화합물 및/또는 물에 용해된 Ca, Sr 및 Ba 을 함유하는 화합물 및/또는 유기 용제 중에 용해된 Ca, Sr 및 Ba 을 함유하는 화합물 형태의, 0.005 내지 <0.2 질량% CaO 및/또는 0.005 내지< 0.5 질량% SrO 및/또는 0.005 내지 <0.5 질량% BaO의, 산화물로서 각각 표현되는 농도 내 존재하는 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 첨가제 총합 최대 0.5 질량%가 마그네슘 알루미늄 스피넬 분말에 첨가되고, 첨가제들이 균질하게 분포되며, 및 이어서 상기 재료들이 소결됨으로써 투명 스피넬 세라믹을 형성됨으로써 달성될 수 있다.Again, this means that for dissolved spinel ceramics in the infrared wavelength range, an undissolved compound containing Ca, Sr and Ba and / or a compound containing Ca, Sr and Ba dissolved in water and / or a Ca , Calcium present in concentrations expressed respectively as oxides of 0.005 to <0.2 mass% CaO and / or 0.005 to <0.5 mass% SrO and / or 0.005 to <0.5 mass% BaO, in the form of compounds containing Sr and Ba, And / or a total of up to 0.5% by mass of the additive of strontium and / or barium is added to the magnesium aluminum spinel powder, the additives are homogeneously distributed, and then the materials are sintered to form a transparent spinel ceramic.

가시광선 파장 범위에서 투명한 스피넬 세라믹에 대해, 최저 가능한 소결 온도에서의 이러한 형태의 투명 스피넬 세라믹의 제조는, Ca, Sr 및 Ba 을 함유하는 용해되지 않은 화합물 및/또는 물에 용해된 Ca, Sr 및 Ba 을 함유하는 화합물 및/또는 유기 용제 중에 용해된 Ca, Sr 및 Ba 을 함유하는 화합물 형태로, 0.005 내지 <0.2 질량% CaO 및/또는 0.005 내지< 0.3 질량% SrO 및/또는 0.005 내지 <0.25 질량% BaO의, 산화물로서 각각 표현되는 농도 내의, 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 첨가제 총합 최대 0.3 질량%를 마그네슘 알루미늄 스피넬 분말에 첨가하고, 첨가제들을 균질하게 분포시키며, 그리고 이어서 투명 스피넬 세라믹을 형성하도록 재료들을 소결시킴으로써 달성될 수 있다.For transparent spinel ceramics in the range of visible light wavelengths, the production of this type of transparent spinel ceramic at the lowest possible sintering temperature is carried out by dissolving the undissolved compounds containing Ca, Sr and Ba and / or Ca, Sr and 0.005 to <0.2 mass% CaO and / or 0.005 to <0.3 mass% SrO and / or 0.005 to <0.25 mass in the form of a compound containing Ca and Sr and Ba dissolved in a compound containing Ba and / % BaO in a total concentration of 0.3% by mass of calcium and / or strontium and / or barium additive, expressed as oxides, respectively, is added to the magnesium aluminum spinel powder, the additives are homogeneously distributed, and then the transparent spinel ceramic By sintering the materials.

첨가제들의 경우, 사용될 농도들의 상한을 변경하는 것은 다른 원자 중량에 의존하므로 유사한 몰 농도가 예컨대 Sr이나 Ca의 경우보다 Ba의 더 작은 질량의 첨가를 이용하여 이미 달성될 수 있다. In the case of additives, a change in the upper limit of the concentrations to be used depends on the different atomic weights, so a similar molarity can already be achieved using the addition of a smaller mass of Ba than in the case of Sr or Ca, for example.

사용될 첨가제의 다소 다른 상한은 또한 스피넬 세라믹이 단지 적외선 용도에 사용될 것인지, 또는 또한 가시광 범위에서 높은 투명도를 가져야 하는 지가 고려되어야 한다.A somewhat different upper limit of the additive to be used should also be considered whether the spinel ceramic is to be used only in infrared applications, or whether it should also have high transparency in the visible range.

본 발명의 범위 내에서 스피넬 세라믹으로 설명되는, 마그네슘 알루미늄 스피넬은 또한 공지의 상(phase) 다이어그램의 동질 범위(homogeneity range)에 있는 x 값을 가진 MgO·xAl2O3 유형의 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 또한, 본 발명에 따라 소결된 스피넬 세라믹은 첨가제들 및/또는 도핑을 함유하고, 스피넬 격자에 용해되지 않거나 또는 스피넬 격자에 용해된 불순물 또는 비용해성 불순물인 MgO 부분 또는 Al2O3 부분의 작은 석출물을 포함할 수 있는데, 이들의 함량은 매우 낮아서 그로 인해 야기되는 광 스캐터링이나 흡수가 본 발명에 따라 달성되는 투과도를 억제하지 못한다.Magnesium aluminum spinel, which is described as a spinel ceramic within the scope of the present invention, also means a compound of the MgO x Al 2 O 3 type having an x value in the homogeneity range of a known phase diagram I understand. Further, according to the present invention a sintered spinel ceramics are additives and / or contain doped and is insoluble in the spinel lattice, or or impurities or insoluble impurities MgO part or small precipitates of Al 2 O 3 part dissolved in the spinel lattice , The content of which is so low that the resulting optical scattering or absorption does not inhibit the transmission achieved according to the invention.

본 발명의 범위 내에서, 소결은 압력을 적용하거나 적용함이 없이, 그리고 특정 대기압 또는 진공의 제한 없이 분말 기술에 의하여 제조된 본체의, 확산 공정에 의하여 결정된 소정의 치밀화로서 이해된다. Within the scope of the present invention, sintering is understood as a certain densification determined by a diffusion process of a body made by powder technology, without applying or applying pressure, and without limitation of specific atmospheric pressure or vacuum.

본 발명에 따르면, 적외선 파장 범위는 대략 800nm 내지 6000nm 사이와 같은, 하부 내지 중간 적외선 파장 범위 내의 파장 범위로 이해된다. According to the present invention, the infrared wavelength range is understood as a wavelength range within the lower to middle infrared wavelength range, such as between about 800 nm and 6000 nm.

본 발명에 따르면, 가시 파장 범위는 대략 350nm 내지 750nm 파장 범위로서 이해된다.According to the present invention, the visible wavelength range is understood as a wavelength range of approximately 350 nm to 750 nm.

원칙적으로, 또한, 본 발명에 따른 칼슘, 스트론튬 및 바륨의 복수의 첨가제들이 스피넬 세라믹에 같이 함유될 수 있다. 하지만, 최대 가능한 영역에서, 본 발명에 따른 적외선의 파장 범위에서 투명한 스피넬 세라믹의 용적 내의 가시 결함의 형성과 투과-감소 이질 상의 석출을 방지하거나, 또는 이들 결함들을 최소로 제한하기 위하여, 모든 첨가제들의 합의 상한으로서 0.5 질량%, 바람직하게 0.3 질량%가 고려되어야 한다. 최대 가능한 범위 내에서, 본 발명에 따른 가시광선의 파장 범위에서 투명한 스피넬 세라믹의 용적 내의 가시 결함의 형성과 투과-감소 이질 상의 석출을 방지하거나, 또는 이들 결함들을 최소로 제한하기 위하여, 모든 첨가제들의 합의 상한으로서 0.3 질량%, 바람직하게 0.2 질량% 가 모두 고려되어야 한다.In principle, a plurality of additives of calcium, strontium and barium according to the invention can also be incorporated into the spinel ceramic. However, in order to prevent the formation of visible defects and the transmission-reduction of heterogeneous phases in the volume of the transparent spinel ceramic in the wavelength range of infrared rays according to the present invention, or to limit these defects to a minimum, 0.5% by mass, preferably 0.3% by mass, should be considered as the upper limit of the sum. In order to prevent the formation of visible defects and the transmission-reduction of heterogeneous phases in the volume of transparent spinel ceramics in the wavelength range of the visible light ray according to the present invention, or to limit these defects to a minimum, within the maximum possible range, As the upper limit, 0.3 mass%, preferably 0.2 mass%, should all be considered.

물리적인 이유로서, 본 발명에 따른 가시광선 파장 범위 내 투명 스피넬 세라믹은, 또한, 본 발명에 따른 적외선의 파장 범위 내 투명 스피넬 세라믹의 투명 기준을 충족한다. 하지만, 적외선의 파장 범위 내 투명 스피넬 세라믹은 단지 가시광의 파장 범위 내 투명 스피넬 세라믹의 첨가제 부분의 기준이 충족되면 가시광의 파장 범위에서 투명한 스피넬 세라믹의 투과도 기준을 충족할 수 있다. For physical reasons, the transparent spinel ceramics within the wavelength range of visible light according to the present invention also meet the transparent standard of transparent spinel ceramics within the wavelength range of infrared rays according to the present invention. However, transparent spinel ceramics within the wavelength range of infrared light can meet transparency transparency standards of transparent spinel in the wavelength range of visible light only if the criteria of the additive part of transparent spinel ceramic within the wavelength range of visible light are met.

잠재적인 액상 형성을 피하거나 최소화하기 위하여, 본 발명에 따른 스피넬 세라믹은 바람직하게는 알칼리 토류 원소 그룹 외의 원소들의 도핑이나 다른 첨가제들을 포함하지 않는다. 일반적으로, 약 0.1 질량% 까지의 양의 원재료-관련 및 공정-관련 불순물들이 때로는 회피될 수 없고, 본 발명에 따른 스피넬 세라믹에 함유될 수도 있다.To avoid or minimize potential liquid formation, the spinel ceramics according to the invention preferably do not include doping or other additives of elements other than alkaline earth element groups. Generally, raw material-related and process-related impurities in amounts up to about 0.1% by mass can sometimes be avoided and may be contained in the spinel ceramics according to the present invention.

예컨대, 본 발명으로 도핑되고 대략 30㎡/g의 비표면적을 가지는 스피넬 분말로 구성되는 컴팩(compacts)가 제조되는 경우, Sr 화합물 또는 Ba 화합물에 기초하는 본 발명에 따른 첨가제에 의해서, 종래 기술에 따른 스피넬 세라믹과 비교하여 소결 온도만이 유의적으로 변화되고, 분말의 처리, 닫힌 기공을 가지는 이론 밀도 96% - 98% 정도의 상대 밀도에 이르는 압력 없는 소결, 및 후속되는 열간 등방압 가압성형(HIP)은 변하지 않으며; 하지만, 소결 온도는 ≤0.2 질량% CaO에 의하여 도핑된 본 발명에 따른 스피넬 세라믹에 대해 대략 50℃ - 100℃만큼 저하된다. 비록, 필요 소결 온도가 본 발명에 따른 스피넬 세라믹의 Sr 또는 Ba을 함유하는 첨가제에 의하여 다소 증가 될 수 있지만 (도핑되지 않은 스피넬 세라믹에 의한 1510℃에 대해 대략 1525℃), 적어도 두 가지 놀라운 효과들이 또한 이들 첨가제들에 존재한다: 즉, 본 발명에 따라 도핑 된 모든 스피넬 세라믹의 평균 조직 입자 크기 (통상의 개재된-세그먼트 분석에 의한 평균 섬유 길이의 1.56배로서 산출됨)는 통상적으로 <10㎛이며, 바람직하게 0.3㎛ 내지 1.0㎛ 사이이며, 종종 0.4㎛ 내지 0.7㎛의 보다 좁은 범위이다. 투명 스피넬 세라믹의 사실상의 완전 치밀함(full densification)과 함께, 이들 미세-결정 조직은 더 큰 경도를 생성하고, 이는 12.5 GPa 내지 15 GPa 사이의 HV10 비커스 경도 (인덴터의 10㎏ 및 98N 시험 하중에서), 예컨대, 자주 14 GPa 내지 14.5 GPa이다. 유사한 평균 조직 입자 크기 및 경도가 또한, Bratton 1974 이래로 알려진 높은 Ca 도핑에 의하여 달성되나, 이어서 광 스캐터링 (예컨대, 이러한 형태의 세라믹의 DIN5036-1에 따라 결정된 헤이즈(haze) 두께에서 일반적으로 >3%이다)에 의하여 발생 된 더 두꺼운 성분의 백색 헤이즈와 상기 설명한 낮은 RIT가 수반된다. 본 발명에 따른 도핑에 의하면, 이러한 불리점들이 피해지고 연마된 샘플 두께 3mm에서 600nm 내지 650nm 사이 범위 파장에 대해 실제적인 인-라인 투과도 RIT >80%와 가시 결함 300/㎤의 >20㎛의 특히 낮은 함량을 결합시킨다. 이들 결함들은 주로 더 작은, 불완전하게 소결된 조직 영역들이다. 도핑의 형태와 양에 따라 이들 결함들의 빈도가 가끔 50/㎤ - 150/㎤ 범위에 있으나, 동일한 원재료로 유사한 공정에 의하여 제조된 종래 기술에 따른 도핑되지 않은 스피넬 세라믹에서 상당히 더 높은 빈도(frequency)에 비교해서, 매 경우 300/㎤ 아래이다.For example, when compacts made of spinel powder doped with the present invention and having a specific surface area of about 30 m &lt; 2 &gt; / g are produced, by the additives according to the invention based on Sr compounds or Ba compounds, The sintering temperature alone is significantly changed compared with spinel ceramics according to the present invention, the powder is sintered without pressure sintering up to a relative density of 96% -98% with theoretical density of closed pores, and subsequent hot isostatic pressing HIP) is unchanged; However, the sintering temperature is lowered by about 50 ° C to 100 ° C for the spinel ceramics according to the present invention doped with? 0.2% by mass CaO. Although the required sintering temperature can be increased somewhat by Sr or Ba containing additives of spinel ceramics according to the invention (approximately 1525 ° C for 1510 ° C by undoped spinel ceramics), at least two surprising effects The average tissue particle size of all spinel ceramics doped in accordance with the present invention (calculated as 1.56 times the average fiber length by conventional intervening segment analysis) is typically &lt; 10 [mu] m Preferably between 0.3 탆 and 1.0 탆, and is often narrower than 0.4 탆 to 0.7 탆. These micro-crystalline structures produce greater hardness, with virtually full densification of transparent spinel ceramics, which has an HV10 Vickers hardness between 12.5 GPa and 15 GPa (10 kg of indenter and 98 N test load For example, frequently 14 GPa to 14.5 GPa. A similar average tissue particle size and hardness is also achieved by high Ca doping known since Bratton 1974, but is then followed by optical scattering (e.g.,> 3 mm in haze thickness determined in accordance with DIN 5036-1 of this type of ceramic, %) And a low RIT as described above. According to the doping according to the invention, these disadvantages are avoided and the actual in-line transmittance RIT &gt; 80% for a wavelength ranging between 600 nm and 650 nm at a sample thickness of 3 mm, Combine low contents. These defects are mainly smaller, incompletely sintered tissue areas. Depending on the type and amount of doping, the frequency of these defects is sometimes in the range of 50 / cm &lt; -1 &gt; / 150 / cm &lt; 3 &gt;, but in the undoped spinel ceramics according to the prior art, Lt; 3 &gt; / cm &lt; 3 &gt; in each case.

본 발명에 따른 농도보다 더 높은 첨가제들의 농도는 피해져야 하는 데, 이는 스피넬 조직에서 이질 상의 광-스캐터링 석출을 발생하기 때문이며, 이어서 인-라인 투과도를 저하시키며 또한 가시 결함을 형성할 수 있다. 다른 한편, 본 발명에 따른 하한 위의 첨가제들의 농도는 첨가제들의 중요한 효과를 위하여 필요하다.The concentration of the additives higher than the concentration according to the invention must be avoided because it causes photo-scattering precipitation of heterogeneous in the spinel structure, which in turn can reduce the in-line transmission and also create visible defects. On the other hand, the concentration of the additives on the lower limit according to the invention is necessary for the important effects of the additives.

본 발명에 따른 첨가제는 산화물 CaO, SrO 및/또는 BaO와 같은 산화물로서 그리고 Ca, Sr 및/또는 Ba을 함유하는 다른 화합물의 형태로서, 즉, 또한 탄화물(carbonates), 질화물, 또는 다른 화합물로서 스피넬 분말에 첨가될 수 있다. 각각의 경우, 본 발명에 따라 산화물로서 표현된 농도의 관찰은 따라서 한편으로 중요하고 스피넬 분말과 첨가제들의 적절한 공간적인 동질화로서 중요하다. 예컨대, 이러한 동질화는 다른 것들 중에서 Al2O3에서의 MgO의 도핑의 동질화에 대해 수십년간 알려져 온 바와 같이, 볼 밀의 첨가제와 스피넬 분말의 결합된 특히 완전한 스캐터링 밀링에 의하여 발생할 수 있다. 한편으로, 이러한 동질화 단계는 소결체를 통한 미세 수준에서의 도핑의 균일한 존재 및 소결-증대 효과를 보장하며, 다른 한편, 광-스캐터링 이질 상의 석출 형성을 방지하는 데, 이들은 첨가제들의 국부적인 응고에 의하여 생성될 수 있기 때문이다.The additives according to the invention can also be used in the form of oxides such as oxides CaO, SrO and / or BaO and also in the form of other compounds containing Ca, Sr and / or Ba, i.e. also in the form of carbonates, nitrides, May be added to the powder. In each case, the observation of the concentrations expressed as oxides in accordance with the present invention is therefore important on the one hand and is important as proper spatial homogenization of the spinel powder and additives. For example, this homogenization can be caused by the particularly intensive scattering milling of coupled spinel powder with additives in the ball mill, as has been known for decades for the homogenization of MgO doping in Al 2 O 3 among others. On the one hand, this homogenization step ensures the homogeneous presence and sintering-enhancing effect of the doping at the fine level through the sintered body, while preventing the precipitation formation on the photo-scattering heterogeneous phases, Lt; / RTI &gt;

종래 기술과 비교하여 본 발명에 따른 용액의 특수한 이점은, 첨가제들의 실제 사양이 유형 및 양의 면에서, 특히 평균 조직 입자 크기의 상한과 연관해서 전체 양에 대해 이루어지는 점이며, 해당 첨가제들은 마그네슘 알루미늄 스피넬 분말에 전속적으로 첨가되고 그리고 본 발명에 따른 제조에 따라, 다른 파장 범위들에서 매우 특수한 그리고 매우 높은 투과도 값을 가지며 가시 결함을 가지지 않거나 또는 낮은 빈도로 결함들을 가지는 스피넬 세라믹을 생성한다.A particular advantage of the solution according to the invention in comparison with the prior art is that the actual specifications of the additives are taken in terms of type and quantity, in particular in relation to the upper limit of the mean tissue particle size, relative to the total amount, According to the preparation according to the present invention, spinel ceramics having very specific and very high transmittance values in different wavelength ranges and having defects with no visible defects or with low frequency are produced wholly in the spinel powder and produced according to the invention.

이하에서 본 발명은 여러 예시적인 실시예에 의하여 보다 상세하게 설명된다.In the following, the present invention will be described in more detail by way of several exemplary embodiments.

실시예(Example) 1Example 1

29.8 질량% 스피넬 분말(S30CR, Baikowski)의 MgAl2O4 서스펜션에 0.1 질량%의 CaO 분말(Merck)이 첨가되었고, 69.6 질량% 탈이온수(deionized water) 및 0.6 질량%의 Dolapix CE64 스캐터링 보조제(Zschimmer & Schwarz)가 실험실 분쇄기(attritor)에서 두 시간의 응집 방지(deagglomeration) 밀링 후에 용해되었다. 0.1% by weight of CaO powder (Merck) was added to the MgAl 2 O 4 suspension of 29.8% by mass of spinel powder (S30CR, Baikowski), and 69.6% by mass of deionized water and 0.6% by mass of Dolapix CE64 scattering aid Zschimmer & Schwarz) were dissolved in a laboratory attritor after two hours of deagglomeration milling.

스피넬 분말의 질량과 관련해서 0.6 질량%의 폴리비닐 알콜(Mowiol 4-88, Zschimmer & Schwarz) 및 2.0 질량%의 글리세롤의 첨가 및 교반기에 의한 강력한 동질화 후에, 서스펜션의 건조가 발생하였다.With respect to the mass of the spinel powder, drying of the suspension occurred after the addition of 0.6% by weight of polyvinyl alcohol (Mowiol 4-88, Zschimmer & Schwarz) and 2.0% by weight of glycerol and strong homogenization by means of a stirrer.

건조된 스크린-과립화(screen-granulated) 패킹 분말이 형상화를 위하여 예비-가압되어 30mm 직경과 9mm 두께의 원형 디스크를 형성하고 이어서 냉간 등방압 과정(CIP)에서 재차 가압되었다. 800℃에서 공기 중에서 두 시간 열적으로 재결합시킨 후에, 컴팩들은 공기중에서 1450℃에서 두 시간 동안 소결되고 이어서 1420℃에서 투과도를 달성하기 위하여 고온 등방압 가압 성형(HIP)으로 15 시간 동안 아르곤 분위기에서 후-가압되었다. 온도 사양은 최적화의 결과로서 이러한 패킹 분말에 대해 특히 발생되었다. 다른 온도들이 다른 방식의 도핑된 패킹들에 대해 필요하다. The dried screen-granulated packing powder was pre-pressurized for shaping to form a circular disk of 30 mm diameter and 9 mm thickness and then pressed again in the CIP process. After thermally recombining in air at 800 DEG C for two hours, the Compacks were sintered at 1450 DEG C for two hours in air and then subjected to hot isostatic pressing (HIP) for 15 hours in an argon atmosphere for 15 hours to achieve permeability at 1420 DEG C - Pressurized. The temperature specifications were generated specifically for these packing powders as a result of optimization. Different temperatures are needed for different types of doped packings.

발생 된 투명 디스크들의 밀도는 이론 밀도의 > 99.9%이다. 평균 조직 입자 크기(측정된 평균 섬유 길이의 1.56배로서 산출된)는 0.68㎛이었다.The density of the generated transparent discs is &gt; 99.9% of the theoretical density. The average tissue particle size (calculated as 1.56 times the measured average fiber length) was 0.68 μm.

세라믹 기술에 의하여 제조된 연마된 부분 위에서 측정된 HV10 비커스 매크로(macro) 경도는 HV10 = 14.0 GPa이었다.The HV10 Vickers macro hardness, HV10 = 14.0 GPa, as measured on the polished portion produced by the ceramic technique.

평면-평행 방식으로 디스크들은 3mm 및 5mm 두께로 연마되었으며 양측에서 표면 거칠기 Rz <0.03㎛ 으로 연마되었다. In a plane-parallel manner, the disks were polished to a thickness of 3 mm and 5 mm and polished to a surface roughness R z <0.03 μm on both sides.

이들 디스크 위에서 640nm 파장에서 측정된 실제 인-라인 투과도(RIT; 기가헤르쯔 LCRT-2005-S 분광사진분석기(spectrophotometer))는 3mm 두께의 디스크의 경우 84.7%이었고 5mm 두께의 디스크의 경우 84.5%이었다.Actual in-line transmittance (RIT; GHz LCRT-2005-S spectrophotometer) measured at 640 nm wavelength on these disks was 84.7% for 3 mm thick discs and 84.5% for 5 mm thick discs.

스펙트럼 400(Perkin-Elmer, Waltham, MA, USA) 형태의 분광기에 의하여 2000nm 파장에서 측정된 인-라인 투과도는 5mm 두께 디스크의 경우 89%이었으며 이로써 측정 정확도 범위 내의 이 파장에 대해 예측된 이론상 투과도를 달성하였다. The in-line transmission measured at a wavelength of 2000 nm by spectrometer 400 (Perkin-Elmer, Waltham, Mass., USA) was 89% for a 5 mm thick disc and this predicted theoretical transmission for this wavelength within the measurement accuracy range Respectively.

20㎛ 크기 위의 가시 결함 군집의 특징에 대해, 12mm x 12mm 크기의 샘플 섹션이 고-해상도 스캐너를 이용하여 기록되었다. 가시 결함들이 20의 팩터에 의하여 확장된 이 섹션의 그래프 이미지에 대해 계수되었다. 여기서, 246/㎤ 의 결함 농도가 결정되었다.For the characteristics of visible defect clusters on the size of 20 μm, sample sections of 12 mm x 12 mm size were recorded using a high-resolution scanner. Visible defects were counted for the graph image of this section extended by a factor of 20. Here, a defect concentration of 246 / cm 3 was determined.

실시예 2Example 2

29.8 질량% 스피넬 분말(S30CR, Baikowski)의 MgAl2O4 서스펜션에 50ml의 액상 스트론튬 질화물 용액이 첨가되었고, 69.6 질량% 탈이온수 및 0.6 질량%의 Dolapix CE64(Zschimmer & Schwarz) 스캐터링 보조제가 실험실 분쇄기에서 두 시간의 응집 방지 밀링 후에 용해되었다. 이 도핑 용액의 농도는 스피넬 분말의 질량과 관련된 스트론튬 산화물 SrO의 함량이 0.125질량%이도록 선택되었다. 50 ml of a liquid strontium nitride solution was added to a MgAl 2 O 4 suspension of 29.8 mass% spinel powder (S30CR, Baikowski), 69.6 mass% deionized water and 0.6 mass% Dolapix CE64 (Zschimmer & Schwarz) Lt; / RTI &gt; after two hours of anti-agglomeration milling. The concentration of the doping solution was selected so that the content of strontium oxide SrO in relation to the mass of the spinel powder was 0.125 mass%.

스피넬 분말의 질량과 관련해서 0.6 질량%의 폴리비닐 알콜(Mowiol 4-88, Zschimmer & Schwarz) 및 2.0 질량%의 글리세롤의 첨가 및 교반기에 의한 강력한 동질화 후에, 서스펜션의 건조가 발생하였다.With respect to the mass of the spinel powder, drying of the suspension occurred after the addition of 0.6% by weight of polyvinyl alcohol (Mowiol 4-88, Zschimmer & Schwarz) and 2.0% by weight of glycerol and strong homogenization by means of a stirrer.

건조된 스크린-과립화 패킹 분말이 형상화를 위하여 예비-가압되어 30mm 직경과 9mm 두께의 원형 디스크를 형성하고 이어서 냉간 등방압 과정(CIP)에서 재차 가압되었다. 800℃에서 공기중에서 두 시간 열적으로 재결합시킨 후에, 컴팩들은 공기중에서 1525℃에서 두 시간 동안 소결되고 이어서 1530℃에서 투과도를 달성하기 위하여 고온 등방압 가압 성형(HIP)으로 15 시간 동안 아르곤 분위기에서 후-가압되었다. The dried screen-granulated packing powder was pre-pressurized for shaping to form circular disks of 30 mm diameter and 9 mm thickness and then pressed again in the cold isotropic process (CIP). After thermally recombining in air at 800 ° C for two hours, the Compacks were sintered in air at 1525 ° C for two hours and then sintered in an argon atmosphere for 15 hours with hot isostatic pressing (HIP) to achieve a transmission at 1530 ° C - Pressurized.

얻어진 투명 디스크의 밀도는 이론 밀도의 > 99.9%이었다. 평균 조직 입자 크기(측정된 평균 섬유 길이의 1.56배로서 산출된)는 0.61㎛이었다.The density of the obtained transparent disc was &gt; 99.9% of the theoretical density. The average tissue particle size (calculated as 1.56 times the measured average fiber length) was 0.61 mu m.

세라믹 기술에 의하여 제조된 연마된 부분 위에서 측정된 HV10 비커스 매크로 경도는 HV10 = 14.0 GPa이었다.The HV10 Vickers Macro Hardness measured on the polished portion produced by the ceramic technology was HV10 = 14.0 GPa.

평면-평행 방식으로 디스크들은 4mm 두께로 연마되었으며 양측에서 표면 거칠기 Rz <0.03㎛ 으로 연마되었다. 이들 디스크 위에서 640nm 파장에서 측정된 실제 인-라인 투과도는 85.3% 이었다. 측정은 기가헤르쯔 LCRT-2005-S 분광사진분석기를 이용하여 이루어졌다.In a plane-parallel manner, the disks were polished to a thickness of 4 mm and polished to a surface roughness R z <0.03 μm on both sides. The actual in-line transmission measured at 640 nm wavelength on these disks was 85.3%. Measurements were made using a gigahertz LCRT-2005-S spectrophotometer.

배리안 캐리(Varian Cary) 분광기(Varian Inc. 멀그레이브, 빅토리아, 오스트레일리아)에 의하여 전체 전방 투과도 값이 TFT = 86.4%에서 640nm 파장에서 측정되었다. 각각의 전체 투과도 데이터와 인-라인 투과도 데이터로부터 ASTM D 1003-00에 따라 결정된 헤이즈 값(TFT와 RIT 사이의 차이, TFT로 나누고, 100을 곱함)은 1.3%이었다. The total frontal transmittance value was measured at a wavelength of 640 nm from TFT = 86.4% by a Varian Cary spectrometer (Varian Inc., Mulgrave, Victoria, Australia). The haze value (difference between TFT and RIT, divided by TFT, multiplied by 100) determined according to ASTM D 1003-00 from each total transmittance data and in-line transmittance data was 1.3%.

스펙트럼 400(Perkin-Elmer, Waltham, MA, USA) 유형의 분광기에 의하여 2000nm에서 적외선 파장 범위 내에서 측정된 동일한 디스크의 인-라인 투과도는 86.3%이었다. The in-line transmittance of the same disc, measured in the infrared wavelength range at 2000 nm by a spectrometer 400 (Perkin-Elmer, Waltham, Mass., USA) type, was 86.3%.

20㎛ 크기 위의 가시 결함 군집의 특징에 대해, 12mm x 12mm 크기의 샘플 섹션이 고-해상도 스캐너를 이용하여 기록되었다. 가시 결함들이 20의 팩터에 의하여 확장된 이 부분의 그래프 이미지에 대해 계수되었다. 여기서, 111/㎤ 의 결함 농도가 결정되었다.For the characteristics of visible defect clusters on the size of 20 μm, sample sections of 12 mm x 12 mm size were recorded using a high-resolution scanner. Visual defects were counted for the graph image of this part extended by a factor of 20. Here, a defect concentration of 111 / cm 3 was determined.

실시예 3Example 3

29.8 질량% 스피넬 분말(S30CR, Baikowski)의 MgAl2O4 서스펜션에 50ml의 액상 스트론튬 질화물 용액이 첨가되었고, 69.6 질량% 탈이온수 및 0.6 질량%의 Dolapix CE64(Zschimmer & Schwarz) 스캐터링 보조제가 실험실 분쇄기에서 두 시간의 응집 방지 밀링 후에 용해되었다. 이 도핑 용액의 농도는 스피넬 분말의 질량과 관련된 스트론튬 산화물 SrO의 함량이 0.3125 질량%이도록 선택되었다. 50 ml of a liquid strontium nitride solution was added to a MgAl 2 O 4 suspension of 29.8 mass% spinel powder (S30CR, Baikowski), 69.6 mass% deionized water and 0.6 mass% Dolapix CE64 (Zschimmer & Schwarz) Lt; / RTI &gt; after two hours of anti-agglomeration milling. The concentration of this doping solution was selected so that the content of strontium oxide SrO associated with the mass of the spinel powder was 0.3125 mass%.

스피넬 분말의 질량과 관련해서 0.6 질량%의 폴리비닐 알콜(Mowiol 4-88, Zschimmer & Schwarz) 및 2.0 질량%의 글리세롤의 첨가 및 교반기에 의한 강력한 동질화 후에, 서스펜션의 건조가 이루어졌다.With respect to the mass of the spinel powder, drying of the suspension was carried out after the addition of 0.6% by weight of polyvinyl alcohol (Mowiol 4-88, Zschimmer & Schwarz) and 2.0% by weight of glycerol and strong homogenization by means of a stirrer.

건조된 스크린-과립화 패킹 분말이 형상화를 위하여 예비-가압되어 30mm 직경과 9mm 두께의 원형 디스크를 형성하고 이어서 냉간 등방압 과정(CIP)에서 재차 가압되었다. 800℃에서 공기 중에서 두 시간 열적으로 재결합시킨 후에, 컴팩은 공기 중에서 1470℃에서 두 시간 동안 소결되고 이어서 1470℃에서 투과도를 달성하기 위하여 고온 등방압 가압 성형(HIP)으로 15 시간 동안 아르곤 분위기에서 후-가압되었다. The dried screen-granulated packing powder was pre-pressurized for shaping to form circular disks of 30 mm diameter and 9 mm thickness and then pressed again in the cold isotropic process (CIP). After thermally recombining in air at 800 ° C for two hours, Compaq sintered at 1470 ° C for two hours in air and then sintered in an argon atmosphere for 15 hours with hot isostatic pressing (HIP) to achieve permeability at 1470 ° C - Pressurized.

얻어진 투명 디스크의 밀도는 이론 밀도의 > 99.9%이었다. 평균 조직 입자 크기(측정된 평균 섬유 길이의 1.56배로서 산출된)는 0.36㎛이었다.The density of the obtained transparent disc was &gt; 99.9% of the theoretical density. The average tissue particle size (calculated as 1.56 times the measured average fiber length) was 0.36 탆.

세라믹 기술에 의하여 제조된 연마된 부분 위에서 측정된 HV10 비커스 매크로 경도는 HV10 = 14.3 GPa이었다.The HV10 Vickers Macro Hardness measured on the polished portion produced by the ceramic technique was HV10 = 14.3 GPa.

평면-평행 방식으로 디스크들은 4mm 두께로 연마되었으며 양측에서 표면 거칠기 Rz <0.03㎛ 으로 연마되었다. 이들 디스크 위에서 2000nm 파장에서 스펙트럼 400(Perkin-Elmer, Waltham, MA, USA) 유형의 분광기에 의하여 측정된 인-라인 투과도는 86.6%이었다. In a plane-parallel manner, the disks were polished to a thickness of 4 mm and polished to a surface roughness R z <0.03 μm on both sides. The in-line transmission measured by spectroscopy of the spectral 400 (Perkin-Elmer, Waltham, Mass., USA) type at 2000 nm wavelength on these disks was 86.6%.

20㎛ 크기 위의 가시 결함 군집의 특징에 대해, 12mm x 12mm 크기의 샘플 부분이 고-해상도 스캐너를 이용하여 기록되었다. 가시 결함들이 20의 팩터에 의하여 확장된 이 부분의 그래프 이미지에 대해 계수되었다. 여기서, 85/㎤의 결함 농도가 결정되었다.For the characteristics of visible defect clusters on a size of 20 mu m, sample portions of 12 mm x 12 mm size were recorded using a high-resolution scanner. Visual defects were counted for the graph image of this part extended by a factor of 20. Here, a defect concentration of 85 / cm &lt; 3 &gt; was determined.

실시예 4Example 4

29.8 질량% 스피넬 분말(S30CR, Baikowski)의 MgAl2O4 서스펜션에 50ml의 액상 바륨 질화물 용액이 첨가되었고, 69.6 질량% 탈이온수 및 0.6 질량%의 Dolapix CE64(Zschimmer & Schwarz) 스캐터링 보조제가 실험실 분쇄기에서 두 시간의 응집 방지 밀링 후에 용해되었다. 이 도핑 용액의 농도는 스피넬 분말의 질량과 관련된 스트론튬 산화물 SrO의 함량이 0.125 질량%이도록 선택되었다. To the MgAl 2 O 4 suspension of 29.8 mass% spinel powder (S30CR, Baikowski), 50 ml of liquid barium nitride solution was added and 69.6 mass% of deionized water and 0.6 mass% of Dolapix CE64 (Zschimmer & Schwarz) Lt; / RTI &gt; after two hours of anti-agglomeration milling. The concentration of the doping solution was selected so that the content of strontium oxide SrO in relation to the mass of the spinel powder was 0.125 mass%.

스피넬 분말의 질량과 관련해서 0.6 질량%의 폴리비닐 알콜(Mowiol 4-88, Zschimmer & Schwarz) 및 2.0 질량%의 글리세롤의 첨가 및 교반기에 의한 강력한 동질화 후에, 서스펜션의 건조가 이루어졌다.With respect to the mass of the spinel powder, drying of the suspension was carried out after the addition of 0.6% by weight of polyvinyl alcohol (Mowiol 4-88, Zschimmer & Schwarz) and 2.0% by weight of glycerol and strong homogenization by means of a stirrer.

건조된 스크린-과립화 패킹 분말이 형상화를 위하여 예비-가압되어 30mm 직경과 9mm 두께의 원형 디스크를 형성하고 이어서 냉간 등방압 과정(CIP)에서 재차 가압되었다. 800℃에서 공기 중에서 두 시간 열적으로 재결합시킨 후에, 컴팩은 공기 중에서 1520℃에서 두 시간 동안 소결되고 이어서 1520℃에서 투과도를 달성하기 위하여 고온 등방압 가압 성형(HIP)으로 15 시간 동안 아르곤 분위기에서 후-가압되었다. The dried screen-granulated packing powder was pre-pressurized for shaping to form circular disks of 30 mm diameter and 9 mm thickness and then pressed again in the cold isotropic process (CIP). After thermally recombining in air at 800 ° C for two hours, Compaq sintered at 1520 ° C for two hours in air and then sintered in an argon atmosphere for 15 hours with hot isostatic pressing (HIP) to achieve a transmission at 1520 ° C - Pressurized.

얻어진 투명 디스크의 밀도는 이론 밀도의 > 99.9%이었다. 평균 조직 입자 크기(측정된 평균 섬유 길이의 1.56배로서 산출된)는 0.59㎛이었다.The density of the obtained transparent disc was &gt; 99.9% of the theoretical density. The average tissue particle size (calculated as 1.56 times the measured average fiber length) was 0.59 mu m.

세라믹 기술에 의하여 제조된 연마된 부분 위에서 측정된 HV10 비커스 매크로 경도는 HV10 = 14.1 GPa이었다.The HV10 Vickers Macro Hardness measured on the polished portion produced by the ceramic technique was HV10 = 14.1 GPa.

평면-평행 방식으로 디스크들은 4mm 두께로 연마되었으며 양측에서 표면 거칠기 Rz <0.03㎛ 으로 연마되었다. 이들 디스크 위에서 640nm 파장에서 측정된 인-라인 투과도(RIT)는 84.5%이었다. 측정은 각각 기가헤르쯔 LCRT-2005-S 분광사진기에 의하여 이루어졌다. In a plane-parallel manner, the disks were polished to a thickness of 4 mm and polished to a surface roughness R z <0.03 μm on both sides. The in-line transmittance (RIT) measured at 640 nm wavelength on these disks was 84.5%. Measurements were made by the gigahertz LCRT-2005-S spectrometer, respectively.

배리안 캐리(Varian Cary) 4000 분광기(Varian Inc. 멀그레이브, 빅토리아, 오스트레일리아)에 의하여, 전체 전방 투과도 값이 TFT = 85.5%에서 640nm 파장에서 측정되었다. 각각의 전체 투과도 데이터와 인-라인 투과도 데이터로부터 ASTM D 1003-00에 따라 결정된 헤이즈 값(TFT와 RIT 사이의 차이, TFT로 나누고, 100을 곱함)은 1.5%이었다. By Varian Cary 4000 spectrometer (Varian Inc. Mulgrave, Victoria, Australia), total frontal transmittance values were measured at a wavelength of 640 nm at TFT = 85.5%. From the respective total transmittance data and in-line transmittance data, the haze value (difference between TFT and RIT, divided by TFT, multiplied by 100) determined according to ASTM D 1003-00 was 1.5%.

스펙트럼 400(Perkin-Elmer, Waltham, MA, USA) 유형의 분광기에 의하여 2000nm에서 적외선 파장 범위 내에서 측정된 동일한 디스크의 인-라인 투과도는 86.8%이었다.The in-line transmittance of the same disk, measured in the infrared wavelength range at 2000 nm by a spectrometer 400 (Perkin-Elmer, Waltham, Mass., USA) type, was 86.8%.

20㎛ 크기 위의 가시 결함 군집의 특징에 대해, 12mm x 12mm 크기의 샘플 부분이 고-해상도 스캐너를 이용하여 기록되었다. 가시 결함들이 20의 팩터에 의하여 확장된 이 부분의 그래프 이미지에 대해 계수되었다. 여기서, 116/㎤의 결함 농도가 결정되었다.For the characteristics of visible defect clusters on a size of 20 mu m, sample portions of 12 mm x 12 mm size were recorded using a high-resolution scanner. Visual defects were counted for the graph image of this part extended by a factor of 20. Here, a defect concentration of 116 / cm &lt; 3 &gt; was determined.

실시예 5Example 5

29.8 질량% 스피넬 분말(S30CR, Baikowski)의 MgAl2O4 서스펜션에 50ml의 액상 바륨 질화물 용액이 첨가되었고, 69.6 질량% 탈이온수 및 0.6 질량%의 Dolapix CE64(Zschimmer & Schwarz) 스캐터링 보조제가 실험실 분쇄기에서 두 시간의 응집 방지 밀링 후에 용해되었다. 이 도핑 용액의 농도는 스피넬 분말의 질량과 관련된 스트론튬 산화물 SrO의 함량이 0.3125 질량%이도록 선택되었다. To the MgAl 2 O 4 suspension of 29.8 mass% spinel powder (S30CR, Baikowski), 50 ml of liquid barium nitride solution was added and 69.6 mass% of deionized water and 0.6 mass% of Dolapix CE64 (Zschimmer & Schwarz) Lt; / RTI &gt; after two hours of anti-agglomeration milling. The concentration of this doping solution was selected so that the content of strontium oxide SrO associated with the mass of the spinel powder was 0.3125 mass%.

스피넬 분말의 질량과 관련해서 0.6 질량%의 폴리비닐 알콜(Mowiol 4-88, Zschimmer & Schwarz) 및 2.0 질량%의 글리세롤의 첨가 및 교반기에 의한 강력한 동질화 후에, 서스펜션의 건조가 이루어졌다.With respect to the mass of the spinel powder, drying of the suspension was carried out after the addition of 0.6% by weight of polyvinyl alcohol (Mowiol 4-88, Zschimmer & Schwarz) and 2.0% by weight of glycerol and strong homogenization by means of a stirrer.

건조된 스크린-과립화 패킹 분말이 형상화를 위하여 예비-가압되어 30mm 직경과 9mm 두께의 원형 디스크를 형성하고 이어서 냉간 등방압 과정(CIP)에서 재차 가압되었다. 800℃에서 공기 중에서 두 시간 열적으로 재결합시킨 후에, 컴팩은 공기 중에서 1490℃에서 두 시간 동안 소결되고 이어서 1490℃에서 투과도를 달성하기 위하여 고온 등방압 가압 성형(HIP)으로 15 시간 동안 아르곤 분위기에서 후-가압되었다.The dried screen-granulated packing powder was pre-pressurized for shaping to form circular disks of 30 mm diameter and 9 mm thickness and then pressed again in the cold isotropic process (CIP). After thermally recombining in air at 800 ° C for two hours, Compaq was sintered at 1490 ° C for two hours in air and then sintered in an argon atmosphere for 15 hours with hot isostatic pressing (HIP) to achieve a permeability at 1490 ° C - Pressurized.

얻어진 투명 디스크의 밀도는 이론 밀도의 > 99.9%이었다. 평균 조직 입자 크기(측정된 평균 섬유 길이의 1.56배로서 산출된)는 0.38㎛이었다.The density of the obtained transparent disc was &gt; 99.9% of the theoretical density. The average tissue particle size (calculated as 1.56 times the measured average fiber length) was 0.38 占 퐉.

세라믹 기술에 의하여 제조된 연마된 부분 위에서 측정된 HV10 비커스 매크로 경도는 HV10 = 14.3 GPa이었다.The HV10 Vickers Macro Hardness measured on the polished portion produced by the ceramic technique was HV10 = 14.3 GPa.

평면-평행 방식으로 디스크들은 4mm 두께로 연마되었으며 양측에서 표면 거칠기 Rz <0.03㎛ 으로 연마되었다. 이들 디스크 위에서 스펙트럼 400(Perkin-Elmer, Waltham, MA, USA) 유형의 분광기에 의하여 2000nm 파장에서 측정된 실제 인-라인 투과도는 86.7%이었다. In a plane-parallel manner, the disks were polished to a thickness of 4 mm and polished to a surface roughness R z <0.03 μm on both sides. The actual in-line transmission measured at 2000 nm wavelength by a spectrometer 400 (Perkin-Elmer, Waltham, Mass., USA) type on these disks was 86.7%.

20㎛ 크기 위의 가시 결함 군집의 특징에 대해, 12mm x 12mm 크기의 샘플 부분이 고-해상도 스캐너를 이용하여 기록되었다. 가시 결함들이 20의 팩터(factor)에 의하여 확장된 이 부분의 그래프 이미지에 대해 계수되었다. 여기서, 61/㎤의 결함 농도가 결정되었다.For the characteristics of visible defect clusters on a size of 20 mu m, sample portions of 12 mm x 12 mm size were recorded using a high-resolution scanner. Visible defects were counted for the graph image of this portion extended by a factor of 20. Here, a defect concentration of 61 / cm &lt; 3 &gt; was determined.

Claims (17)

≤10㎛의 평균 조직 입자 크기를 가지고, 0.005 내지 <0.2 질량% CaO 및/또는 0.005 내지 <0.5 질량% SrO 및/또는 0.005 내지 <0.5 질량% BaO의, 산화물로서 각각 표현되는 농도 내 존재하는, 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 균질적으로 분포된 첨가제를 최대 총합 0.5 질량%로 가지는 소결된 마그네슘 알루미늄 스피넬로 구성된, 적외선 파장 범위에서 투명한 투명 스피넬 세라믹.Or more of oxides of 0.005 to &lt; 0.2 mass% CaO and / or 0.005 to 0.5 mass% SrO and / or 0.005 to &lt; 0.5 mass% BaO, Transparent transparent spinel ceramics in the infrared wavelength range, consisting of sintered magnesium aluminum spinel with a maximum of 0.5% by mass of homogeneously distributed additives of calcium and / or strontium and / or barium. ≤10㎛의 평균 조직 입자 크기를 가지고, 0.005 내지 <0.2 질량%의 CaO 및/또는 0.005 내지 <0.3 질량%의 SrO 및/또는 0.005 내지 <0.25 질량%의 BaO의, 산화물로서 각각 표현되는 농도 내 존재하는, 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 균질적으로 분포된 첨가제를 최대 총합 0.3 질량% 가지는 소결된 마그네슘 알루미늄 스피넬로 구성된, 가시광선 파장 범위에서 투명한 투명 스피넬 세라믹.And a concentration of 0.005 to &lt; 0.2 mass% of CaO and / or 0.005 to 0.3 mass% of SrO and / or 0.005 to &lt; 0.25 mass% of BaO, Transparent transparent spinel ceramics in the visible light wavelength range, consisting of sintered magnesium aluminum spinel, having a maximum of 0.3 mass% of homogeneously distributed additives of calcium and / or strontium and / or barium present. 제1항 또는 제2항에 있어서,
소결된 마그네슘 알루미늄 스피넬의 평균 조직 입자 크기가 < 5㎛이고, 바람직하게 < 2.5㎛이며, 더욱 바람직하게 < 1㎛인 투명 스피넬 세라믹.
3. The method according to claim 1 or 2,
A transparent spinel ceramic having an average grain size of the sintered magnesium aluminum spinel of <5 μm, preferably <2.5 μm, more preferably <1 μm.
제1항에 있어서,
균질하게 분포된 첨가제가 총량의 최대 0.3 질량%로 존재하는 투명 스피넬 세라믹.
The method according to claim 1,
A transparent spinel ceramic in which homogeneously distributed additives are present in a total amount of up to 0.3% by weight.
제2항에 있어서,
균질하게 분포된 첨가제들이 총량의 최대 0.2 질량%로 존재하는 투명 스피넬 세라믹.
3. The method of claim 2,
Transparent spinel ceramics in which homogeneously distributed additives are present in a total amount of up to 0.2 mass%.
제1항 또는 제2항에 있어서,
칼슘이 첨가제로서 0.01 내지 0.1 질량%의, CaO로서 표현되는 농도로 존재하는, 투명 스피넬 세라믹.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the calcium is present as an additive in a concentration of 0.01 to 0.1% by mass, expressed as CaO.
제1항에 있어서,
스트론튬 및/또는 바륨이, 첨가제로서, 0.01 내지 0.4 질량% SrO 및/또는 0.01 내지 0.4 질량% BaO의, SrO 및/또는 BaO로 표현되는 농도로 존재하고, 이때, 최대 0.3 질량%의 스트론튬 및/또는 바륨 첨가제가 존재하는, 투명 스페넬 세라믹.
The method according to claim 1,
Strontium and / or barium are present as additive at a concentration expressed by 0.01 to 0.4 mass% SrO and / or 0.01 to 0.4 mass% BaO, SrO and / or BaO, wherein up to 0.3 mass% of strontium and / Or barium additive is present.
제2항에 있어서,
스트론튬 및/또는 바륨이, 첨가제로서, 0.01 내지 0.2 질량%의 SrO 및/또는 0.01 내지 0.15 질량%의 BaO의, SrO 및/또는 BaO로 표현되는 농도로 존재하고, 이때, 최대 0.2 질량%의 스트론튬 및/또는 바륨 첨가제가 존재하는, 투명 스페넬 세라믹.
3. The method of claim 2,
Strontium and / or barium is present as an additive in a concentration expressed by 0.01-0.2 mass% SrO and / or 0.01-0.15 mass% BaO, SrO and / or BaO, where 0.2 mass% And / or a barium additive is present.
제1항에 있어서,
≥3mm의 두께에서 1000nm 내지 2500nm 사이에서 측정된, 적어도 적외선 파장 범위에서, > 82%의, 바람직하게는 > 84%의, 보다 바람직하게 > 85%의, 인-라인 투과를 보이는 투명 스피넬 세라믹.
The method according to claim 1,
Transparent spinel ceramics with an in-line transmission of> 82%, preferably> 84%, more preferably> 85%, at least in the infrared wavelength range, measured between 1000 nm and 2500 nm at a thickness of ≥3 mm.
제2항에 있어서,
≥3mm의 두께에서 600nm 내지 650nm 사이에서 측정된, 적어도 적외선 가시광선 파장 범위에서, > 80%의, 바람직하게는 > 82%의, 보다 바람직하게는 > 84%의 RIT를 보이는 투명 스피넬 세라믹.
3. The method of claim 2,
Transparent spinel ceramics having a RIT of> 80%, preferably> 82%, more preferably> 84%, at least in the range of infrared visible light wavelengths, measured between 600 nm and 650 nm at a thickness of ≥3 mm.
제1항 또는 제2항에 있어서,
가시 결함(visible defect)을 함유하지 않는 투명 스피넬 세라믹.
3. The method according to claim 1 or 2,
Transparent spinel ceramics containing no visible defects.
제1항 또는 제2항에 있어서,
20㎛ 초과의 가시 결함(visible defect)을 < 300/㎤의 빈도(frequency)로 함유하는 투명 스피넬 세라믹.
3. The method according to claim 1 or 2,
A transparent spinel ceramic containing visible defects of more than 20 microns at a frequency of < 300 / cm3.
제12항에 있어서,
20㎛ 초과의 가시 결함을 50/㎤ 내지 150/㎤의 빈도로 함유하는 투명 스피넬 세라믹.
13. The method of claim 12,
A transparent spinel ceramic containing visible defects of more than 20 mu m with a frequency of 50 / cm3 to 150 / cm3.
제1항 또는 제2항에 있어서,
≥12.5 GPa의 HV10 비커스 경도(Vickers hardness)가 존재하는 투명 스피넬 세라믹.
3. The method according to claim 1 or 2,
≥ 12.5 GPa HV10 clear spinel ceramic with Vickers hardness.
제1항에 따른 투명 스피넬 세라믹의 제조방법으로,
Ca, Sr 및/또는 Ba 을 포함하는 용해되지 않은 화합물 및/또는 Ca, Sr 및/또는 Ba을 포함하는 물에 용해된 화합물 및/또는 Ca, Sr 및/또는 Ba을 포함하는 유기 용제에 용해된 화합물 형태의, 0.005 내지 < 0.2 질량% CaO 및/또는 0.005 내지 < 0.5 질량% SrO 및/또는 0.005 내지< 0.5 질량% BaO의, 산화물로 각각 표현되는 농도 내의 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 첨가제의 최대 총합 0.5 질량%를, 마그네슘 알루미늄 스피넬 분말에 첨가하는 것이 실행되고, 첨가제가 균질하게 분포되며, 및 이어서 재료들이 소결되어 투명 스피넬 세라믹을 형성하는, 투명 스피넬 세라믹의 제조방법.
A method for producing transparent spinel ceramics according to claim 1,
Soluble compounds containing Ca, Sr and / or Ba and / or compounds dissolved in water containing Ca, Sr and / or Ba and / or organic solvents containing Ca, Sr and / or Ba Or oxides of calcium and / or strontium and / or barium in concentrations of 0.005 to <0.2 mass% CaO and / or 0.005 to <0.5 mass% SrO and / or 0.005 to <0.5 mass% BaO, Wherein a maximum sum of additive contents of 0.5% by mass is carried out to add to the magnesium aluminum spinel powder, the additives are homogeneously distributed, and then the materials are sintered to form a transparent spinel ceramic.
제2항에 따른 투명 스피넬 세라믹의 제조방법으로,
Ca, Sr 및/또는 Ba을 포함하는 용해되지 않은 화합물 및/또는 Ca, Sr 및/또는 Ba을 포함하는 물에 용해된 화합물 및/또는 Ca, Sr 및/또는 Ba을 포함하는 유기 용제에 용해된 화합물 형태의, 0.005 내지 < 0.2 질량% CaO 및/또는 0.005 내지 < 0.3 질량% SrO 및/또는 0.005 내지 < 0.25 질량% BaO의, 산화물로서 표현되는 농도 내 존재하는 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨의 첨가제의 최대 총합 0.3 질량%를 마그네슘 알루미늄 스피넬 분말에 첨가하는 것이 실행되고, 첨가제가 균질하게 분포되며, 및 이어서 재료들이 소결되어 투명 스피넬 세라믹을 형성하는, 투명 스피넬 세라믹의 제조방법.
A method for producing transparent spinel ceramics according to claim 2,
Soluble compounds containing Ca, Sr and / or Ba and / or compounds dissolved in water containing Ca, Sr and / or Ba and / or organic solvents containing Ca, Sr and / or Ba In the form of compounds, of calcium and / or strontium and / or barium in the concentration expressed as oxides of 0.005 to <0.2 mass% CaO and / or 0.005 to <0.3 mass% SrO and / or 0.005 to <0.25 mass% Wherein a maximum sum of 0.3% by mass of the additive is added to the magnesium aluminum spinel powder, the additives are homogeneously distributed, and then the materials are sintered to form a transparent spinel ceramic.
제15항 또는 제16항에 있어서,
첨가제의 첨가가, 슬러리 제조 또는 세라믹의 패킹 제조 동안, 또는 건식 세라믹체 (dry ceramic body)의 개방된 포어 내로의 첨가제의 함침(impregnation) 또는 침입(infiltration)의 일부로서 실행되거나, 또는 본 발명에 따른 Ca, Sr 및/또는 Ba을 포함하는 용액과 습윤(wet) 마그네슘 알루미늄 스피넬 본체 사이의 이온 교환에 의하여 실현되는, 제조방법.
17. The method according to claim 15 or 16,
The addition of the additive is carried out as part of impregnation or infiltration of the additive into the open pores of the dry ceramic body during slurry preparation or packing of the ceramic, Wherein the solution is realized by ion exchange between a solution comprising Ca, Sr and / or Ba and a wet magnesium aluminum spinel body.
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