TW201619059A

TW201619059A - α鋁成形體及其製造方法

Info

Publication number: TW201619059A
Application number: TW104125236A
Authority: TW
Inventors: Hirotaka Ozaki; Tetsu Umeda
Original assignee: Sumitomo Chemical Co
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2016-06-01
Also published as: JP2016037421A; WO2016021464A1

Abstract

本發明提供可高效率地生產藍寶石單結晶之α鋁成形體及其製造方法。本發明關於一種α鋁成形體，其係每1個的體積為0.01cm3以上1cm3以下，相對密度為40%以上且未達60%，壓壞強度為80N以上，比表面積超過1m2/g且為4m2/g以下之成形體，前述成形體的集合體之鬆密度為1.0g/cm3以上且未達1.5g/cm3。

Description

α 鋁成形體及其製造方法

本發明專利申請案係對於日本發明專利申請案第2014-162205號(申請日：2014年8月8日)主張巴黎條約上的優先權，於此藉由參照而將其全體併入本說明書中。

本發明關於α鋁成形體及其製造方法。

α鋁係有用作為製作藍寶石單結晶用的原料。例如，藉由將α鋁填充於金屬鉬製的坩堝內中，加熱熔融後，提拉熔融物之方法，可製作藍寶石單結晶[專利文獻1]。又，一旦藉由加熱半熔融處理而預先使鋁原料塊狀化成坩堝尺寸之大小後，填充於坩堝內而進行。

一般地，於加熱半熔融處理中，在裝置構成上，粉末狀的α鋁原料係不適合，宜使用經造粒成數毫米尺寸的α鋁。又，為了高效率地進行加熱半熔融處理，經高密度熱壓的α鋁亦不適合。藍寶石單結晶之製造方法雖然多樣，但於任一製造方法中，皆要求能高效率地製造藍寶石單結晶之α鋁。

作為如此的α鋁，例如可以α鋁粉末或鋁前驅物作為起始物質，將其造粒成數毫米尺寸，燒成球狀化之物，使用所得之球狀α鋁。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]特開平5-97569號公報

然而，即使為如此之數毫米尺寸的球狀α鋁，若為低密度，則在輸送或原料填充時，亦因粒子彼此的滑動而發生微粒成分或破片，此引起對於藍寶石單結晶用育成裝置的原料供給配管或真空脫氣配管之閉塞等，藍寶石單結晶之生產性有惡化之虞。又，若過度地高密度，則會無法高效率地進行加熱半熔融處理。因此，本發明之目的在於提供能高效率地生產藍寶石單結晶之α鋁成形體及其製造方法。

因此，本發明者為了開發出能高效率地製造藍寶石單結晶之α鋁成形體而專心致力地檢討，結果達成本發明。

即，本發明包含以下之構成。

<1>一種α鋁成形體，其係：每1個的體積為0.01cm³以上1cm³以下，相對密度為40%以上且未達60%，壓壞強度為80N以上，比表面積超過1m²/g且為4m²/g以下之成形體；前述成形體的集合體之鬆密度為1.0g/cm³以上且未達1.5g/cm³。

<2>如前述<1>記載之α鋁成形體，其係圓柱狀的形狀，截面直徑為1時，高度為0.5以上1.5以下。

<3>如前述<1>或<2>記載之α鋁成形體，其粒徑100μm以下之微粒成分為0.05質量%以下。

<4>如前述<1>~<3>中任一項記載之α鋁成形體，其純度為99.99質量%以上，Si、Na、Ca、Fe、Cu及Mg之含量各自為10ppm以下。

<5>一種α鋁成形體之製造方法，其包含下述步驟(1)~(4)：步驟(1)混合α鋁前驅物與水性介質而得到混合物之步驟；步驟(2)將前述混合物在擠出壓力0.1MPa以上1.5MPa以下擠壓成形，而得到擠壓成形體之步驟；步驟(3)以前述擠壓成形體中之水分含有率成為10質量%以上60質量%以下的方式調整之步驟；及步驟(4)將調整水分含有率後的擠壓成形體予以燒成，而得到α鋁成形體之步驟。

<6>如前述<5>記載之α鋁成形體之製造方法，其進一步包含自前述α鋁成形體中去除粒徑100μm以下之微粒成分直到0.05質量%以下為止之步驟。

本發明之α鋁成形體，由於原料輸送時及原料填充時的微粉之揚塵少，沒有藍寶石製造裝置內的原料供給配管等之閉塞的掛慮，而且由於可高效率地進行加熱半熔融處理，而可以高的生產效率得到藍寶石單結晶。因此，依照本發明，可提供適合作為藍寶石單結晶原料之α鋁成形體及其製造方法。

[實施發明的形態]

本發明之α鋁成形體係特徵為：每1個的體積為0.01cm³以上1cm³以下，相對密度為40%以上且未達60%，壓壞強度為80N以上，比表面積超過1m²/g且為4m²/g以下之成形體，前述成形體的集合體之鬆密度為1.0g/cm³以上且未達1.5g/cm³。前述α鋁成形體例如係可將α鋁前驅物與水性介質之混合物予以擠壓成形及燒成而得。

於本發明中，所謂的α鋁前驅物，就是藉由燒成可轉移至α鋁之化合物，例如可舉出氫氧化鋁、異丙氧化鋁、乙氧化鋁、第二丁氧化鋁、第三丁氧化鋁等之烷氧化鋁、γ鋁、δ鋁、θ鋁等之過渡鋁等。於本發明中，通常使用氫氧化鋁。

作為氫氧化鋁，例如可使用藉由將水解性鋁化合物予以水解而得者。作為水解性鋁化合物，例如可舉出烷氧化鋁、氯化鋁等，於純度之點較宜使用烷氧化鋁。

氫氧化鋁之結晶型係沒有特別的限定，可為不定形(非晶質)、三水鋁石型，但若為結晶中所含有的結晶水少之勃姆石型或假勃姆石型，則可減小燒成前後成形體的體積之變化，由於容易控制本發明之α鋁成形體的每1個之體積而較佳。

以下，將使用氫氧化鋁作為α鋁前驅物之情況當作例子，說明得到本發明之α鋁成形體的方法。

混合氫氧化鋁粉末與水性介質。於此作為水性介質，可單獨使用水。又，亦可使用水與水性醇之混合介質。於此作為水溶性醇，並沒有特別的限定，但較佳為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇等之碳數3以下的低沸點醇。作為加於氫氧化鋁的水分量，相對於氫氧化鋁100重量份，通常為100~200重量份，較佳為120~160重量份。若超過200重量份，則混合物係漿體化，由於無法進行擠壓成形而不宜，未達100重量份時，混合物之流動性係極度缺乏，由於在擠壓成形時需要許多的能量而不宜。

混合時，藉由使用球磨機或混合機，或照射超音波，可分散性良好地混合氫氧化鋁與純水，較佳為對於氫氧化鋁不實質地施加壓力，而連續地混合之方法。作為此方法，可使用一邊在旋轉的圓盤上，連續地供給氫氧化鋁粉末，一邊同時地將水性溶劑噴射至相同的旋旋轉圓盤上而混合之方式。作為可用的裝置，例如可舉出股份有限公司粉研POWTECHS製的流動噴射混合機。藉由如此的方法，燒成時α鋁前驅物之粒子彼此之燒結係均勻地進行，由於成形體內所發生的細孔(空隙)之大小成為均勻，故適合於得到本發明之α鋁成形體。另一方面，藉由球磨機或混合機、轉動造粒等對於氫氧化鋁施加壓力之方法時，在混合時過度地壓密氫氧化鋁，結果在燒成時促進粒子成長，在成形體內容易發生粗大的空隙，可能牽涉壓壞強度之降低。

如此地混合氫氧化鋁與水性介質，藉由將其混合物予以擠壓成形而成形，得到擠壓成形體。擠壓成形壓力較佳為在能保持所欲的擠壓成形體之形狀的範圍內，盡可能地低，通常為0.1MPa以上1.5MPa以下，較佳為0.3MPa以上1.0MPa以下。若低於0.1MPa，則有無法保持擠壓成形體的形狀之虞，故較佳為0.1MPa以上。若超過1.5MPa，有由於過度的壓密而最終所得之α鋁成形體的密度變過高之可能性，而且亦有由於擠壓機的材質磨耗而發生雜質污染之虞，故較佳為1.5MPa以下。所得之擠壓成形體通常為圓柱狀或多角柱狀，但較佳為圓柱狀，其截面直徑為1時，高度較佳為0.5以上1.5以下。最終所得的本發明之α鋁成形體，係因乾燥或燒成而全體收縮，但沿襲擠壓成形體之形狀以及高度/截面直徑比。α鋁成形體若為高度/截面直徑比是0.5以上1.5以下之圓柱狀，則在進行加熱半熔融處理時，可以均勻的密度進行塊狀化。又，本發明之α鋁成形體係流動性良好，即使對於經維持在高溫環境下的裝置連續供給原料時，也在裝置內不發生堵塞，可容易地進行結晶成長。

擠壓成形體之大小係燒成後的每1個之體積為0.01cm³以上1cm³以下。使用勃姆石或假勃姆石作為α鋁前驅物時，燒成前的擠壓成形體每1個之體積為0.02cm³以上20cm³以下，較佳為0.04cm³以上10cm³以下時，燒成後的成形體每1個之體積為0.01cm³以上1cm³以下時，由於容易形成而較宜。燒成後的每1個之體積未達0.01cm³之大小時，由於在乾燥或燒成的步驟中擠壓成形體彼此會固著而不宜。燒成後的每1個之體積超過1cm³時，填充時各個α鋁成形體彼此之間隙係過度地大，藉由加熱半熔融處理使塊狀化成坩堝尺寸時，其間隙會作為空隙殘留，由於塊狀物之密度無法提高至所欲的水準而不宜。

為了防止搬送到燒成步驟時的變形或崩潰，擠壓成形體較佳為適度調整所含有的水分量。調整後的水分含有率通常為10質量%以上60質量%以下，較佳為20質量%以上40質量%以下。調整後的水分含有率未達10質量%時，擠壓成形體之彈性係過度地降低，搬送時之因外部衝撃而容易發生裂紋或破裂，燒成後所得之α鋁成形體的壓壞強度降低，有得不到本發明之α鋁成形體的可能性。調整後的水分含有率若超過60質量%，則擠壓成形體之剛性係過度地降低，搬送時因外部衝撃而容易發生變形，或由於變形地方係牽連燒成後所得之α鋁成形體的壓壞強度之降低，有得不到本發明之α鋁成形體的可能性。擠壓成形體中所含有的水分量之調整方法係沒有特別的限定，例如可舉出在烘箱中使乾燥之方法，以高周波乾燥機使乾燥之方法等。於乾燥後水分含有率之控制容易之點，較佳為以輸送帶式乾燥機使乾燥之方法。乾燥時的溫度通常為60℃以上120℃以下，較佳為80℃以上100℃以下。乾燥溫度若超過120℃，則乾燥速度過度地快，由於擠壓成形體表面與其內部的乾燥速度差變大，在乾燥後的擠壓成形體中容易發生裂痕，所得之α鋁成形體的壓壞強度有降低之虞。未達60℃時，由於乾燥速度慢而生產效率變差，故不宜。以輸送帶式乾燥機使乾燥時，熱風風速亦取決於輸送帶上所載置的成形體之層厚，但通常為0.3m/s以上1.2m/s以下，較佳為0.5m/s以上1.0m/s以下。熱風風速若超過1.2m/s，則乾燥速度過度地快，由於擠壓成形體表面與其內部的乾燥速度差變大，在乾燥後的擠壓成形體中容易發生裂痕，所得之α鋁成形體的壓壞強度有降低之虞。熱風風速未達0.3m/s時，由於乾燥速度慢而生產效率變差，故不宜。又，按照需要，藉由在濕潤氣氛下加濕，亦可調整擠壓成形體中之水分量。

將氫氧化鋁與水性介質之混合物予以擠壓成形，將所得之擠壓成形體予以燒成。於容易得到本發明所欲的純度、比表面積、相對密度及鬆密度的α鋁成形體之點，燒成溫度通常為1200~1450℃，較佳為1250~1400℃。超過1450℃時，容易發生來自燒成爐的雜質污染等，而且比表面積變過度地小，相對密度及鬆密度變過度地大，有得不到本發明之α鋁成形體的可能性。又，未達1200℃時，氫氧化鋁之α化係不充分，比表面積變過度地大，有相對密度及鬆密度變過度地小之虞。

擠壓成形體例如係以30~500℃/小時之升溫速度升溫至燒成溫度為止。燒成時間只要是為了氫氧化鋁充分地α化之充分的時間即可，雖然取決於燒成爐之形式、燒成溫度、燒成氣氛等，但例如為30分鐘以上24小時以下，較佳為1~10小時。

擠壓成形體係可在大氣中燒成，也可在氮氣、氬氣等的惰性氣體中燒成。又，亦可在水蒸氣分壓高的濕潤氣氛中燒成。

於燒成擠壓成形體時，例如可使用管狀電爐、箱型電爐、隧道爐、遠紅外線爐、微波加熱爐、豎爐、反射爐、旋轉爐、輥床爐等之通常燒成爐。擠壓成形體係可以分批式燒成，也可以連續式燒成。又，可以靜止式燒成，也可以流動式燒成。

藉由燒成擠壓成形體，所得之α鋁成形體的相對密度較佳為40%以上且未達60%，更佳為45%以上且未達55%。α鋁成形體之相對密度若未達40%，則由於加熱熔融裝置之容積效率變過度地低而生產性降低，故不宜。α鋁成形體之相對密度若為60%以上，則由於無法正常地進行加熱半熔融處理而不宜。又，所得之α鋁成形體的壓壞強度較佳為80N以上，更佳為100N以上，且通常為350N以下。壓壞強度未達80N時，因輸送時或原料填充時之粒子彼此的滑動而容易發生微粒成分或破片，此引起對於藍寶石單結晶用育成裝置的原料供給配管或真空脫氣配管之閉塞等，藍寶石單結晶的生產性有惡化之虞而不宜。

於超過1200℃的高溫條件下之燒成時，發生因燒成容器所致的雜質污染，特別地於與燒成容器接觸的表面積大之微粒成分中，容易發生雜質污染。如此經污染的微粒成分若殘留在α鋁成形體之表面，則鋁在高溫熔化而熔液化時，熔液中的雜質濃度會局部地升高，有以其為起點而成為所育成的藍寶石單結晶之缺陷原因之虞。因此，較佳為自α鋁成形體之表面來去除微粒成分。特別地，粒徑為100μm以下之微粒成分係容易堆積在燒成容器之底部，而且由於具有比較大的比表面積，故容易含有許多的雜質。因此，較佳為將粒徑100μm以下之微粒成分當作應去除的對象。作為微粒成分之去除方法，可以使用一般之分級處理的方法，以濕式法或乾式法進行。於本發明中，較佳為以不需要自微粒成分去除後的α鋁成形體中藉由乾燥等去除溶劑之乾式法來進行。於以乾式分級的微粒成分之去除方法中，可使用氣流式分級機或振動型篩選機。本發明之α鋁成形體由於壓壞強度高到80N以上，在微粒成分之去除時不易發生破裂或破片，但於防止過度的衝撃或磨耗所致的破損或微粉化之方面，較佳為使用振動型篩選機，更佳為組合集塵式的微粒成分之去除與篩選機。從有效率地分離去除微粒成分之觀點來看，篩選的網眼較佳為0.2mm以上2.0mm以下，更佳為0.5mm以上1.5mm以下。於本發明之α鋁成形體中，粒徑100μm以下之微粒成分之含量較佳為0.05質量%以下，更佳為0.01質量%以下。粒徑100μm以下之微粒成分若超過0.05質量%，鋁熔液中的局部雜質濃度升高，有成為藍寶石單結晶的缺陷原因之可能性。為了充分去除微粒成分，亦可重複地進行複數次的篩選處理。然而，由於過度的篩選處理係造成生產效率之降低，故篩選處理較佳為2次以上7次以下。

如此所得的本發明之α鋁成形體，係每1個的體積為0.01cm³以上1cm³以下，相對密度為40%以上且未達60%，較佳為45%以上且未達55%，壓壞強度為80N以上，較佳為100N以上，比表面積超過1m²/g且為4m²/g以下，集合體之鬆密度為1.0g/cm³以上且未達1.5g/cm³。由於相對密度為40%以上且未達60%，因加熱半熔融處理所致的塊狀化為容易，將前述塊狀物加熱熔融後，藉由冷卻可容易地使其單結晶化而製造藍寶石單結晶。又，由於壓壞強度為80N以上，因原料輸送時的滑動所致的微粉之發生及原料填充時之微粉的揚塵少，無原料供給配管的閉塞之掛慮，可以高生產效率得到藍寶石單結晶。又，由於比表面積超過1m²/g且為4m²/g以下，沒有使因水分吸附到表面而使坩堝氧化之虞，更且可抑制在藍寶石單結晶中形成的孔洞。所得之α鋁成形體的閉氣孔率若為1%以下，則減低被攝入閉氣孔內的水分，由於可抑制孔洞生成而更佳。

本發明之α鋁成形體較佳為具有圓柱狀的形狀，以截面直徑為1時，高度較佳為0.5以上1.5以下。截面直徑為1時，若具有高度為0.5以上1.5以下之圓柱狀的形狀，則在進行加熱半熔融處理時，可以均勻的密度使塊狀化。又，即使對高溫環境下維持的裝置連續供給時，也由於本發明之α鋁成形體為流動性良好，不在裝置內發生堵塞，可容易地進行結晶成長。

於本發明之α鋁成形體中，粒徑100μm以下之微粒成分較佳為0.05質量%以下。粒徑100μm以下之微粒成分若為0.05質量%以下，則由於在鋁熔液中，沒有發生成為結晶缺陷之起點的局部雜質之濃度上升，故可得到無結晶缺陷的藍寶石單結晶。

本發明之α鋁成形體係純度為99.99質量%以上，Si、Na、Ca、Fe、Cu及Mg之含量各自較佳為10ppm以下。藉由使用此作為藍寶石單結晶製造用的鋁原料，可得到著色或裂痕等少的良質藍寶石單結晶。

本發明之α鋁成形體係可用作為EFG法、柴氏長晶法(Czochralski Method)、凱氏長晶法(Kyropulos Method)等之藍寶石單結晶成長方法的原料。特別地，於需要連續地供給原料之EFG法、以及以將原料加熱半熔融處理為前提的柴氏長晶法法、凱氏長晶法中，有利地使用本發明之α鋁成形體。

[實施例]

以下，藉由實施例更詳細說明本發明，惟本發明不受此等實施例所限定。

再者，實施例中的評價方法係如下述。

(1)相對密度

α鋁成形體之相對密度係自細孔容積(開氣孔體積)與粒子密度所算出的閉氣孔體積來算出之燒結密度而求得。細孔容積係將試料在120℃乾燥4小時後，使用Autopore III9420裝置(MICROMERITICS公司製)，藉由水銀壓入法，作為細孔半徑1μm以下之範圍的細孔容積求得。

相對密度(%)=(燒結密度/3.98)×100

燒結密度(g/cm³)=1/{(1/3.98)+細孔容積+閉氣孔體積}

閉氣孔體積(cm³/g)=(1/粒子密度)-(1/3.98)

(2)閉氣孔率

閉氣孔率係自粒子密度，用下述之式算出。粒子密度係根據JISR7222之真比重測定方法算出。

閉氣孔率(%)=[(閉氣孔體積)/{(1/3.98)+細孔容積+閉氣孔體積}]×100

(3)體積

自前述燒結密度與前述α鋁成形體每1個的質量，使用下述式算出α鋁成形體每1個的體積。

體積(cm³/個)=質量[g/個]/燒結密度[g/cm³]

(4)壓壞強度

依據JIS Z 8841：1993，在加壓速度=1mm/s之條件下，測定任意抽出之計20個，藉由其平均而算出壓壞強度。再者，於圓柱狀α鋁成形體時，荷重方向為截面之直徑方向。

(5)落下強度

除了將落下高度設為5m以外，藉由依據JIS Z 8841：1993之方法，進行測定。藉由網眼1mm之篩來篩分落下操作5次後的試料，自篩上殘留的試料之質量(m)與全部試料之質量(m_o)，藉由下式算出落下強度。

落下強度=m/m₀×100

(6)擠壓成形體及α鋁成形體之尺寸

自經成形為圓柱狀的擠壓成形體或將其擠壓成形體燒成所得之α鋁成形體，任意抽出計120個，使用數位游標卡尺，測定截面之直徑，與二個截面距離作為擠壓成形體或α鋁成形體之高度，算出平均截面直徑與平均高度。自此等的算出值，求得截面直徑為1時的高度。

(7)α鋁成形體中所存在的粒徑100μm以下之微粒成分的計量

於網眼100μm之篩中，每1次投入試料500g，依據JIS K 0069：1992，將1分鐘通過篩的微粒成分之質量成為已投入的試料質量之0.1%以下時當作終點。實施20次的上述篩選處理，自篩下的回收微粒成分之20次部分的合計質量(w)與已投入篩中的試料之20次部分的合計質量(w₀)，藉由下式算出α鋁成形體中之微粒成分的含有率。

粒徑100μm以下之微粒成分的含有率(質量%)=w/w₀×100

(8)雜質濃度、純度

Si、Na、Mg、Cu、Fe、Ca之含量係藉由固體發光分光法測定。純度係自上述測定結果來算出前述α鋁成形體中所含的Si、Na、Mg、Cu、Fe、Ca之質量的總和(質量%)，自100扣掉此者。算出式係如以下。

純度(質量%)=100-雜質的質量總和(質量%)

(9)鬆密度

將試料填充於內徑37mm、高度185mm之圓筒後，測定該試料質量，除以測定容器之容積而算出鬆密度。

(10)比表面積

比表面積係使用BET比表面積測定裝置[島津製作所公司製「2300-PC-1A」]，藉由氮吸附法測定。

(11)擠壓成形體之水分含有率

秤量試料約10g，以紅外線水分計[股份有限公司KETT科學研究所「FD-800」]，將加熱溫度設為120℃，將測定終點設定為每30秒的質量減少率相對於所投入的試料質量而言成為0.05%以下之時間點，以濕潤基準測定試料之水分含有率(質量%)。

實施例1

作為α鋁前驅物，使用藉由烷氧化鋁之水解法所得的高純度氫氧化鋁(假勃姆石型)。使用在內部具有混合用旋轉圓盤的連續噴射混合機(股份有限公司粉研POWTECHS製流動噴射混合機)，混合前述氫氧化鋁100重量份與作為水性介質的水160份，得到濕潤氫氧化鋁。

將所得之濕潤氫氧化鋁擠壓成形為直徑4mm之圓柱狀，以4mm間隔切斷。當時的擠壓成形壓力為0.6MPa。所得之擠壓成形體的平均截面直徑為4.0mm，平均高度為4.0mm，截面直徑為1時之高度為1.0。將此擠壓成形體在輸送帶式乾燥機中，以熱風溫度100℃、熱風風速0.6m/s、層厚30mm使乾燥，乾燥後，使水分揮發直到水分含有率成為30質量%為止後，以升溫速度100℃/hr、燒成溫度1350℃進行4小時燒成。其次，使用具備網眼1.4mm的樹脂製之網的振動型篩選機，進行2次的微粒成分之篩選去除，得到α鋁成形體A。

前述α鋁成形體A為圓柱狀，平均截面直徑為2.3mm，平均高度為2.3mm，截面直徑為1時之高度為1.0，相對密度為51%，體積為0.01cm³，壓壞強度為127N，閉氣孔率為0%，鬆密度為1.1g/cm³，比表面積為2.5m²/g。又，前述α鋁成形體A中的Si為4ppm，Na為5ppm以下，Mg為1ppm以下，Cu為1ppm以下，Fe為4ppm，Ca為1ppm以下，鋁純度為99.99質量%，粒徑100μm以下之微粒成分為0.003質量%。此α鋁成形體A由於壓壞強度充分地高，落下強度係高到99.6，若用於藍寶石單結晶製造，則因原料輸送時或原料填充時之滑動所造成的微粉揚塵少，可抑制供給配管等的閉塞。又，由於相對密度為51%，可正常地進行加熱半熔融處理。再者，由於微粒成分之含量極少，在藍寶石單結晶育成時可抑制結晶缺陷之發生。

實施例2

除了不進行燒成後之微粒成分的篩選去除以外，與實施例1同樣地得到α鋁成形體B。

前述α鋁成形體B為圓柱狀，平均截面直徑為2.3mm，平均高度為2.3mm，截面直徑為1時之高度為1.0，相對密度為51%，體積為0.01cm³，壓壞強度為 127N，落下強度為99.6，閉氣孔率為0%，鬆密度為1.1g/cm³，比表面積為2.5m²/g。又，前述α鋁B成形體中的Si為7ppm，Na為6ppm，Mg為1ppm以下，Cu為1ppm以下，Fe為4ppm，Ca為2ppm，鋁純度為99.99質量%，粒徑100μm以下之微粒成分為0.4質量%。此α鋁成形體B由於壓壞強度充分地高，落下強度亦高到99.6，若用於藍寶石單結晶製造，則因原料輸送時或原料填充時之滑動所造成的微粉揚塵少，可抑制供給配管等的閉塞。又，由於相對密度為51%，可正常地進行加熱半熔融處理。

比較例1

作為α鋁前驅物質，使用藉由烷氧化鋁之水解法所得的高純度氫氧化鋁(假勃姆石型)。邊混合該氫氧化鋁100重量份與作為水性介質的水150份邊使轉動造粒，得到平均直徑為4mm的球狀之濕潤氫氧化鋁造粒物。將所得之該氫氧化鋁造粒物在輸送帶式乾燥機中，以熱風溫度100℃、熱風風速0.6m/s、層厚10mm使乾燥，乾燥後，使水分揮發直到水分含有率成為30質量%為止後，以升溫速度100℃/hr、燒成溫度1350℃進行4小時燒成。其次，使用具備網眼1.4mm的樹脂製之網的振動型篩選機，進行2次的微粒成分之篩選去除，得到球狀α鋁C。

前述球狀α鋁C係平均直徑為1.9mm，相對密度為49%，體積為0.004cm³，壓壞強度為39N，閉氣孔率為 0%，鬆密度為1.2g/cm³，比表面積為2.8m²/g。又，前述α鋁C中所含有的Si為6ppm，Na為5ppm以下，Mg為1ppm，Cu為1ppm以下，Fe為5ppm，Ca為1ppm以下，鋁純度為99.99質量%，粒徑100μm以下之微粒成分為0.003質量%。此球狀鋁C由於壓壞強度低，落下強度係低到96.5，若用於藍寶石單結晶製造，則由於發生因原料輸送時或原料填充時之滑動所造成的微粉揚塵，而無法高效率地生產藍寶石單結晶。

Claims

一種α鋁成形體，其係：每1個的體積為0.01cm³以上1cm³以下，相對密度為40%以上且未達60%，壓壞強度為80N以上，比表面積超過1m²/g且為4m²/g以下之成形體；前述成形體的集合體之鬆密度為1.0g/cm³以上且未達1.5g/cm³。
如請求項1之α鋁成形體，其係圓柱狀的形狀，截面直徑為1時，高度為0.5以上1.5以下。
如請求項1或2之α鋁成形體，其粒徑100μm以下之微粒成分為0.05質量%以下。
如請求項1~3中任一項之α鋁成形體，其純度為99.99質量%以上，Si、Na、Ca、Fe、Cu及Mg之含量各自為10ppm以下。
一種α鋁成形體之製造方法，其包含下述步驟(1)~(4)：步驟(1)混合α鋁前驅物與水性介質而得到混合物之步驟；步驟(2)將前述混合物在擠出壓力0.1MPa以上1.5MPa以下擠壓成形，而得到擠壓成形體之步驟；步驟(3)以前述擠壓成形體中之水分含有率成為10質量%以上60質量%以下的方式調整之步驟；及步驟(4)將調整水分含有率後的擠壓成形體予以燒成，而得到α鋁成形體之步驟。
如請求項5之α鋁成形體之製造方法，其進一步包含自前述α鋁成形體中去除粒徑100μm以下之微粒成分直到0.05質量%以下為止之步驟。