TWI655167B - Ceramic sintered body - Google Patents

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TWI655167B
TWI655167B TW106120997A TW106120997A TWI655167B TW I655167 B TWI655167 B TW I655167B TW 106120997 A TW106120997 A TW 106120997A TW 106120997 A TW106120997 A TW 106120997A TW I655167 B TWI655167 B TW I655167B
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勝祐介
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日本特殊陶業股份有限公司
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Abstract

在陶瓷燒結體方面，提高耐久性，同時抑制發光強度的降低與色度偏差的產生。
一種陶瓷燒結體，其特徵為包含氧化鋁與以M13-XM2XM35O12所表示的化合物，陶瓷燒結體中的化合物的體積比例為3~70%，鋁與M2的複合氧化物相對於化合物的XRD強度比小於0.05，陶瓷燒結體中所含的氧化鋁的平均粒徑為0.30~3.00(μm)。M1為選自Sc、Y、及鑭系元素中的至少一種，M2為選自除在M1所選擇的鑭系元素以外的鑭系元素中的至少一種，M3為Al或Ga中的至少一種，X為0.003~0.500。

Description

陶瓷燒結體
本發明係關於陶瓷燒結體。
在將發光二極體(LED：Light Emitting Diode)、半導體雷射(LD：Laser Diode(雷射二極體))等作為光源的照明中，例如，已知有使藍色LED、藍色LD的光透射發出藍色的補色光的螢光體而得到白色光的構成。作為螢光體，能使用樹脂、玻璃等，近年來，有螢光體因光源的高亮度化而高溫化的傾向，著眼於以耐熱性高的陶瓷燒結體作為螢光體。例如，包含在釔鋁石榴石(YAG)中添加鈰(Ce)的陶瓷燒結體的螢光體，由於顯示黃色的螢光，因此可為了得到白色光而與藍色LED、藍色LD組合使用。專利文獻1中記載了在氧化鋁(Al2O3)基質相中具備以YAG：Ce所表示的螢光相的陶瓷燒結體。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-132084號公報
專利文獻1記載的技術，為了抑制肇因於Ce因製造陶瓷燒結體之際的燒成而揮發所產生的色度偏差，而在陶瓷燒結體中混合有與基質相及螢光相不同的第三成分的CeAl11O18相。但是，所混合的CeAl11O18相吸收光，因此有螢光體的發光強度降低之虞。另一方面，若為了抑制發光強度的降低而將螢光體減薄，則有螢光體的耐久性降低之虞。這樣的問題，係不限於混合有CeAl11O18相的陶瓷燒結體，在混合有其他第三成分(例如，CeAlO3、NdAl11O18等)的陶瓷燒結體中也同樣發生的問題。因此，在發出藍色LED或藍色LD光的補色光的螢光體所使用陶瓷燒結體方面，要求可以提高耐久性，同時抑制發光強度的降低與色度偏差的產生的技術。
本發明係為了解決上述課題而完成者，可以以下的形態實現。
(1)根據本發明的一形態的話，便可提供一種陶瓷燒結體。此陶瓷燒結體的特徵為包含：氧化鋁(Al2O3)；與以M13-XM2XM35O12所表示的化合物；前述陶瓷燒結體中的前述化合物的體積比例為3%以上70%以下；前述陶瓷燒結體中的鋁(Al)與前述M2的複合氧化物相對於前述化合物的X射線繞射強度比小於0.05；前述陶瓷燒結體中所含的氧化鋁(Al2O3)的平均粒徑為0.30(μm)以上且3.00(μm)以下。其中，前述M1為選自鈧(Sc)、釔(Y)、及鑭系元素中的至少一種；前述M2為選自除在前述M1所選擇的鑭系元素以外的鑭系元素中的至少一種；前述M3為 鋁(Al)或鎵(Ga)中的至少一種；前述X為0.003以上0.500以下。若為這樣的形態的陶瓷複合體的話，便能夠提高耐久性，同時抑制發光強度的降低與色度偏差的產生。
(2)在上述形態中，也可為其特徵在於前述M1為選自鈧(Sc)、釔(Y)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鉺(Er)、鐿(Yb)、鎦(Lu)中的至少一種；前述M2為選自鈰(Ce)、銪(Eu)、鋱(Tb)、鐿(Yb)且除在前述M1所選擇的元素以外的至少一種。若為這樣的形態的陶瓷燒結體的話，便能夠提高耐久性，同時進一步抑制發光強度的降低與色度偏差的產生。
(3)在上述形態中，也可為其特徵在於前述M1為釔(Y)。若為這樣的形態的陶瓷燒結體的話，便能夠提高耐久性，同時進一步抑制發光強度的降低與色度偏差的產生。
(4)在上述形態中，也可為其特徵在於前述M2為鈰(Ce)。若為這樣的形態的陶瓷燒結體的話，便能夠提高耐久性，同時進一步抑制發光強度的降低和色度偏差的產生。
(5)在上述形態中，也可為其特徵在於前述M3為鋁(Al)。若為這樣的形態的陶瓷燒結體的話，便能夠提高耐久性，同時進一步抑制發光強度的降低與色度偏差的產生。
(6)在上述形態中，也可為其特徵在於前述M1為釔(Y)；前述M2為鈰(Ce)；前述M3為鋁(Al)。若為這樣的形態的話，便能夠提供可以提高耐久性，同時進一步 抑制發光強度的降低與色度偏差的產生的陶瓷燒結體。
本發明，除了上述的作為陶瓷燒結體的形態外，例如，也可以陶瓷燒結體的製造方法、包含陶瓷燒結體的發光體等的螢光材、具備螢光材的光波長轉換機器等的各種形態實現。
圖1係顯示陶瓷燒結體的製造方法的步驟圖。
圖2係顯示實驗1的結果的圖。
圖3係顯示實驗2的結果的圖。
圖4係顯示實驗3的結果的圖。
圖5係顯示實驗4的結果的圖。
圖6係顯示實驗5的結果的圖。
[實施發明之形態]
A.陶瓷燒結體的構成
A1.陶瓷燒結體的組成
本實施形態的陶瓷燒結體包含氧化鋁(Al2O3)、與下述(1)式的組成的化合物。
M13-XM2XM35O12...式(1)
此處，M1為選自鈧(Sc)、釔(Y)、及鑭系元素中的至少一種元素，M2為選自除在M1所選擇的鑭系元素以外的鑭系元素中的至少一種元素，M3為鋁(Al)或鎵(Ga)中的至少一種元素。又，也能換句話說，M1係選自稀土類元素中的至少一種。
陶瓷燒結體中所含的以上述(1)式所表示的化合物具有藍色光的透射率高這樣的特性。這是因為以上述(1)式所表示的化合物具有所謂的石榴石構造，由於石榴石構造為立方晶系，因此不具備光學異向性。此外，以上述(1)式所表示的化合物被藍色光激發，從而顯示綠~黃色~橙色的螢光。若用成為發光中心的M2取代石榴石構造(以上述(1)式所表示的化合物)的M1部位的一部分，便能顯示各種螢光，這是因為M2為選自除在M1所選擇的鑭系元素以外的鑭系元素中的至少一種。又，由於M1為選自鈧(Sc)、釔(Y)、及鑭系元素中的至少一種，M2為選自除在M1所選擇的鑭系元素以外的鑭系元素中的至少一種，因此M2容易取代在M1部位上。因此，以上述(1)式所表示的化合物係發光效率高。
陶瓷燒結體中所含的氧化鋁(Al2O3)，由於可見光的吸收少，因此有助於提高陶瓷燒結體的發光強度。此外，氧化鋁(Al2O3)，由於導熱性高，因此也有助於陶瓷燒結體的耐熱性，由於強度高，因此也有助於陶瓷燒結體的耐久性。因此，包含氧化鋁(Al2O3)與以上述(1)式所表示的化合物的陶瓷燒結體係耐熱性及耐久性優異。
上述(1)式的係數X為0.003以上0.500以下。若係數X為0.003以上的話，則M2的比例變高，因此陶瓷燒結體顯示充分的螢光。此外，若係數X為0.500以下的話，則陶瓷燒結體變得很難包含與氧化鋁及以上述(1)式所表示的化合物不同的第三成分，因此能夠抑制由第三成分所產生的陶瓷燒結體的發光強度的降低。又，第三成 分，例如，係指CeAl11O18等的複合氧化物。以下，為了簡化說明，合併：陶瓷燒結體包含氧化鋁(Al2O3)和上述(1)式的組成的化合物；M1、M2、M3係從上述元素選出；與係數X為0.003以上0.500以下，也稱為「條件(1)」。
又，從進一步抑制陶瓷燒結體的發光強度的降低與色度偏差的降低的觀點出發，在以上述(1)式所表示的化合物中，M1更佳為選自鈧(Sc)、釔(Y)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鉺(Er)、鐿(Yb)、鎦(Lu)中的至少一種。此外，M2更佳為從鈰(Ce)、銪(Eu)、鋱(Tb)、鐿(Yb)所選出且除在M1所選擇的元素以外的至少一種。又，色度偏差係指在將藍色光照射在陶瓷燒結體之際，透射的光的色度的X方向的偏差(△CIEx)。
此外，從進一步抑制陶瓷燒結體的發光強度的降低與色度偏差的降低的觀點出發，M1更佳為釔(Y)。此外，M2更佳為鈰(Ce)。此外，M3更佳為鋁(Al)。
此外，以上述(1)式所表示的化合物的組成更佳為M1為釔，M2為鈰(Ce)，M3為鋁(Al)。這是因為能夠提供可以提高耐久性，同時進一步抑制發光強度的降低與色度偏差的產生，發出黃色光的陶瓷燒結體，適合作為供與藍色LED、藍色LD組合以得到白色光用的螢光體。
A2.化合物的體積比例：
陶瓷燒結體中的以上述(1)式所表示的化合物的體積比例(vol%)為3%以上70%以下(條件(2))。若體積比例為3%以上的話，則陶瓷燒結體顯示充分的發光。若體積比例為70%以下的話，則能夠抑制陶瓷燒結體的導熱性 的降低，在將陶瓷燒結體用作作為藍色LED或藍色LD的補色的螢光體的情況下，能夠抑制螢光體因高溫化而產生溫度消光。
A3.相對於化合物之複合氧化物的X射線繞射強度比：
在陶瓷燒結體中，相對於以上述(1)式所表示的化合物之鋁(Al)與M2的複合氧化物的XRD(X-ray Diffraction：X射線繞射)強度比小於0.05(條件(3))。若XRD強度比小於0.05的話，則相對於以上述(1)式所表示的化合物之複合氧化物的量夠少，因此能夠抑制發光強度的降低與色度偏差的產生。又，也能換句話說，XRD強度比小於0.05的陶瓷燒結體係實質上不包含複合氧化物。針對XRD強度比，細節後述。
A4.氧化鋁的平均粒徑：
陶瓷燒結體中所含的氧化鋁(Al2O3)的平均粒徑為0.3(μm)以上3.00(μm)以下(條件(4))。若氧化鋁(Al2O3)平均粒徑在上述範圍內的話，便能夠抑制陶瓷燒結體的發光強度的降低與色度偏差的降低。若平均粒徑小於0.3(μm)，則透射陶瓷燒結體的光量增加，LED光或LD光的擴散變得不充分而有產生色度偏差之虞。此外，若平均粒徑超過3.00(μm)，則光在陶瓷燒結體中被過度地散射，透射陶瓷燒結體的光量減少而有發光強度降低之虞。以下，針對分析陶瓷燒結體的上述條件(1)~(4)的方法進行說明。
B.陶瓷燒結體的分析：
B1.陶瓷燒結體的組成：
陶瓷燒結體的組成能夠依以下的方式進行分析。首先，使用XRF(X射線螢光(X-ray Fluorescence，XRF))，鑑定陶瓷燒結體中所含的元素。接著，使用XRD，鑑定陶瓷燒結體中所含的化合物。依此方式操作能夠分析：陶瓷燒結體包含氧化鋁(Al2O3)與以上述(1)式所表示的化合物、及係數X為0.003以上0.500以下。又，陶瓷燒結體的組成也可以使用SEM-EDX(Scanning Electron Microscope/Energy Dispersive X-ray Spectroscopy，掃描式電子顯微鏡/能量色散X射線光譜儀)進行分析。
B2.化合物的體積比例：
陶瓷燒結體中的以上述(1)式所表示的化合物的體積比例能夠依以下的方式進行分析並算出。首先，在將陶瓷燒結體的剖面進行鏡面研磨後實施蝕刻，之後使用SEM-EDX觀察剖面，鑑定剖面中的各結晶粒的組成。觀察係將剖面放大為例如一萬倍來進行。接著，觀察的SEM影像中，使用影像解析軟體(三谷商事股份公司製，WinRoof)算出化合物所佔的面積A、和化合物以外的成分所佔的面積B。基於算出的值算出A/(A+B)，使用影像解析軟體將此二維剖面的面積比換算為體積比例。由針對剖面的任意五個視野進行此換算的平均值，算出陶瓷燒結體中的化合物的體積比例。
B3.相對於化合物之複合氧化物的XRD強度比：
鋁(Al)和M2的複合氧化物相對於以上述(1)式所表 示的化合物的XRD強度比R能夠依以下的方式進行分析並算出。首先，使用XRD分析陶瓷燒結體。由分析的結果，利用下述的(2)式算出鋁(Al)和M2的複合氧化物相對於以上述(1)式所表示的化合物的XRD強度比。
R=P1/P2…式(2)
此處，P1係由XRD測定的波峰，表示在表示鋁(Al)和M2的複合氧化物的波峰當中顯示最高強度的波峰(主波峰)的強度。P2係由XRD測定的波峰，表示在表示以上述(1)式所表示的化合物的波峰當中顯示最高強度的波峰(主波峰)的強度。在基於XRD的測定中，使用CuKα線作為X射線源，讀取2θ值的繞射圖案。將連結繞射圖案中的沒有波峰存在的點的線作為基線，將從各波峰的峰頂拉出的垂線的從峰頂至與基線相交的點的線段的長度作為各波峰的強度。「沒有波峰存在的點」意指XRD圖表中的所謂的基線上的點。基於XRD的測定通常包含某種水準的雜訊等，因此即使在沒有波峰存在(沒有繞射點)的地方，也顯示顯著水準的繞射X射線強度。因此，能夠從測定強度扣除雜訊、背景等的並非來自繞射點的訊號，將其作為基線。也可以藉由測定機器中所安裝的計算來求出基線。
B4.氧化鋁(Al2O3)的平均粒徑：
氧化鋁(Al2O3)的平均粒徑(平均結晶粒徑)能夠依以下方式算出。首先，在將陶瓷燒結體的剖面進行鏡面研磨後實施熱蝕刻，之後使用SEM-EDX觀察剖面，鑑定剖面中的各結晶粒的組成。接著，使用直線截取法算出氧 化鋁的平均粒徑。具體而言，在SEM影像中任意地拉出直線，成為此直線穿過的對象的結晶粒當中，測定各個氧化鋁結晶粒的粒徑並算出氧化鋁結晶粒的粒徑的總和。針對任意五個視野進行此算出，測定合計200個以上的粒徑。從五個視野中的粒徑的總和與測定對象的粒子數量算出氧化鋁的平均粒徑。
C.陶瓷燒結體的製造方法：
圖1係顯示陶瓷燒結體的製造方法的步驟圖。陶瓷燒結體的製造，首先，準備陶瓷燒結體的原料粉末(步驟S10)。在步驟S10中，準備氧化鋁粉末、與用以形成以上述(1)式所表示的化合物的粉末。用以形成化合物的粉末，例如，係指M1的氧化物、M2的氧化物、M3的氧化物等。各粉末的純度較佳為99.9%以上。以陶瓷燒結體中的以上述(1)式所表示的化合物的體積比例成為3%以上70%以下的方式秤量這些粉末。此外，以上述係數X成為0.003以上0.500以下的方式進行秤量。
接著，混合原料粉末(步驟S20)。原料粉末的混合較佳為階段性進行。具體而言，首先，將用以形成以上述(1)式所表示的化合物的粉末，連同例如作為溶媒的乙醇一起投入球磨機，進行粉碎及混合。球磨機，例如，使用氧化鋁球。混合時間係例如20小時。接著，在球磨機中將氧化鋁粉末與經混合的化合物的原料粉末進行粉碎及混合。混合時間係例如20小時。較佳為依此方式進行兩階段的粉碎及混合，得到原料粉末的漿料。若依此方式操作的話，便能夠得到各成分被均質地分散的 漿料，因此能夠抑制在陶瓷燒結體中產生第三成分。
接著，將漿料進行乾燥及造粒(步驟S30)。作為由漿料得到造粒粉末的方法，例如，能舉出以下方法：藉由將漿料進行熬煮並且使其乾燥，來從漿料中除去溶媒而得到粉體，使所得到的粉體通過篩網。
接著，將造粒粉末進行成形(步驟S40)。在步驟S40中，利用壓製機成形所得到的造粒粉末，得到成形體。成形壓力例如為98MPa。
接著，將成形體進行燒成(步驟S50)。在步驟S50中，例如，在真空氣體環境下，在1350~1450℃的溫度下將成形體進行燒成。燒成，例如，使成形體接觸具有與成形體相同程度的組成的粉末來進行。藉由這樣操作，能夠抑制成形體的組成因燒成而變動。
接著，加壓所燒成的成形體(步驟S60)。在步驟S60中，例如，使用熱均壓法(Hot Isostatic Pressing：HIP)，在氬氣體環境下、在1300~1550℃的溫度下、在100~150MPa下加壓所燒成的成形體，將所燒成的成形體加以緻密化。依此方式操作，得到陶瓷燒結體。又，若在步驟S50中成形體就被充分地緻密化的話，則可以省略步驟S60。
D.實驗及結果：
以下，針對陶瓷燒結體可以藉由具備上述條件(1)~(4)來抑制發光強度的降低與色度偏差的降低的根據，基於實驗1~5的結果進行說明。
圖2係顯示實驗1的結果的圖。在實驗1中，製 作M3的係數X相異的樣品1~11。樣品1~11係M3的係數X相異。各樣品的係數X如圖2所示，以上述(1)式所表示的化合物的體積比例是一定的(20%)。在實驗1中，準備平均粒徑為0.2(μm)的Al2O3粉末、平均粒徑為1.2(μm)的Y2O3粉末與平均粒徑為1.5(μm)的CeO2粉末作為原料粉末(圖1，步驟S10)，在秤量原料粉末之際調整化合物的體積比例和係數X的值。在任一粉末中，純度皆為99.9%。燒成(圖1，步驟S50)係在1350~1450℃的溫度下進行(步驟S50)。其他的製造方法係與使用圖1說明的製造方法相同。
接著，針對所得到的陶瓷燒結體的樣品，利用在上述B1~B4所示的方法，分別分析(條件(1))陶瓷燒結體的組成、(條件(2))化合物的體積比例、(條件(3))相對於化合物之複合氧化物的XRD強度比、與(條件(4))氧化鋁的平均粒徑。另外，針對各樣品，利用以下所示的方法，測定發光強度、與色度偏差。將發光強度為100以上及色度偏差小於0.0050的樣品評價為「○」，將不是那樣的樣品評價為「×」。若發光強度為100以上的話，便具有充分的發光強度作為可用於各種應用的螢光體。此外，若色度偏差小於0.0050的話，便很難在視覺上感到不協調感，因此適合作為可用於各種用途的螢光體。
<發光強度>
發光強度的測定，首先，將樣品加工為13mm×13mm×0.4mm的尺寸。使用透鏡，使具有462nm波長的藍色LD光集光至0.5mm寬度為止而對經加工的樣品 進行照射，利用透鏡使透射樣品的光進行集光，利用功率感測器(COHERENT公司製，PM3Q)測定發光強度。照射光的密度(輸出密度)設為40W/mm2。
<色度偏差>
色度偏差的測定，首先，將樣品加工為20mm×20mm×0.4mm的尺寸。使用透鏡，使具有462nm波長的藍色LD光集光至0.5mm寬度為止而對經加工的樣品進行照射，利用色彩照度計(Konika Minolta製，CL200A)測定透射樣品的光，求出色度的X方向的偏差(△CIEx)。照射光的密度(輸出密度)設為40W/mm2。
<開氣孔率>
根據JIS R1634算出各樣品的開氣孔率。
<維氏硬度>
將各樣品進行鏡面研磨後，根據JIS R1610，算出各樣品的維氏硬度。荷重設為5kgf。
圖2中，顯示了各樣品中的相當於M1、M2、M3的元素及係數X(條件(1))、以上述(1)式所表示的化合物的體積比例(條件(2))、開氣孔率、複合氧化物的種類及複合氧化物的XRD強度比(條件(3))、氧化鋁的平均粒徑(條件(4))、發光強度、色度偏差、維氏硬度、與各樣品的評價。若以發光強度來看，則係數X落在0.003~0.500範圍內的樣品2~9係發光強度為100以上，相對於此，在係數X為0.001的樣品1、係數X為0.700以上的樣品10、11中發光強度小於100。茲認為樣品1係作為活化劑的M2少，因此以上述(1)式所表示的化合物很難顯示螢光 ，與樣品2~9相比，發光強度變低。此外，茲認為樣品10、11係複合氧化物的XRD強度比為0.05以上，由於M2多，因此生成了複合氧化物，因此與樣品2~9相比，發光強度變低。又，對於任一樣品，色度偏差皆小於0.0050。依據以上的結果，樣品2~9評價為「○」，樣品1、10、11評價為「×」。評價結果為「○」的樣品2~9，由圖2可知皆具備了上述條件(1)~(4)。又，各樣品的開氣孔率為0.02%以下而被充分緻密化。此外，由各樣品的維氏硬度的測定結果可知，這些樣品具有可用作螢光體的充分硬度。
圖3係顯示實驗2的結果的圖。在實驗2中，在準備原料粉末並進行秤量之際(圖1，步驟S10)，調整化合物的體積比例及係數X的值，將係數X設為一定(0.030)，使化合物的體積比例相異而製作陶瓷燒結體的樣品12~21。各樣品中的以上述(1)式所表示的化合物的體積比例係如圖3所示。製作樣品的其他方法與上述實驗1相同。
若以發光強度來看，則在以上述(1)式所表示的化合物的體積比例為3~70%的樣品13~20中發光強度為100以上，相對於此，在體積比例為1%的樣品12及體積比例為80%的樣品21中發光強度小於100。茲認為樣品12係由於有助於顯示螢光的化合物的體積比例少，因此發光強度變低。此外，茲認為樣品21係由於以上述(1)式所表示的化合物的體積比例多，因此相對而言氧化鋁的體積比例變少，導熱率降低而發生溫度消光，因此發光強度變低。又，對於任一樣品，色度偏差皆小於0.0050 。依據以上的結果，樣品13~20評價為「○」，樣品12、21評價為「×」。評價結果為「○」的樣品13~20，由圖3可知皆具備了上述條件(1)~(4)。又，各樣品的開氣孔率為0.02%以下而被充分緻密化。此外，由各樣品的維氏硬度的測定結果可知，這些樣品具有可用作螢光體的充分硬度。
圖4係顯示實驗3的結果的圖。在實驗3中，使將成形體進行燒成的步驟(圖1，步驟S50)的燒成溫度按樣品而相異，從而使氧化鋁的平均粒徑相異。樣品22~35當中，燒成溫度最低的樣品係燒成溫度為1300℃，燒成溫度最高的樣品係燒成溫度為1700℃。又，在實驗3中，在秤量原料粉末之際(圖1，步驟S10)，調整化合物的體積比例及係數X的值，將係數X設為一定(0.030)，將化合物的體積比例設為一定(20%)。製作樣品的其他方法與上述實驗1相同。
若以發光強度來看，則在氧化鋁的平均粒徑為3.00(μm)以下的樣品22~23中發光強度為100以上，相對於此，在氧化鋁的平均粒徑為3.50(μm)的樣品34及氧化鋁的平均粒徑為6.00(μm)的樣品35中發光強度小於100。茲認為樣品34、35係由於氧化鋁的平均粒徑大，因此光被過度地散射，透射陶瓷燒結體的光量減少而發光強度降低。若以色度偏差來看，則在氧化鋁的平均粒徑為0.30(μm)以上的樣品23~35中色度偏差小於0.0050，相對於此，在氧化鋁的平均粒徑為0.15(μm)的樣品22中色度偏差為0.0050以上。茲認為樣品22係由於氧化鋁的平 均粒徑小，因此透射陶瓷燒結體的光量增加，藍色光的擴散變得不充分而發生色度偏差。依據以上的結果，樣品23~33評價為「○」，樣品22、34、35評價為「×」。又，評價結果為「○」的樣品23~33，由圖4可知皆具備了上述條件(1)~(4)。此外，與實驗1、2同樣地，各樣品的開氣孔率為0.02%以下而被充分緻密化，由各樣品的維氏硬度的測定結果可知，這些樣品具有可用作螢光體的充分硬度。
圖5係顯示實驗4的結果的圖。在實驗4中，在混合原料粉末之際(圖1，步驟S20)之際不進行階段性的混合，一次將全部的原料粉末混合而製作樣品36。具體而言，將氧化鋁粉末、用以形成以上述(1)式所表示的化合物的粉末，連同作為溶媒的乙醇一起投入球磨機，混合20小時而得到原料粉末的漿料。在實驗4中，將係數X設為0.030，將化合物的體積比例設為20%。其他的製造方法與上述的實驗1相同。
樣品36的發光強度小於100，樣品36評價為「×」。茲認為：在樣品36中，相對於以上述(1)式所表示的化合物之複合氧化物(CeAl11O18)的XRD強度比為0.05，複合氧化物吸收光而發光強度降低。由此結果可知，藉由階段性地混合原料粉末，可抑制複合氧化物的生成。
圖6係顯示實驗5的結果的圖。在上述的實驗1~4中，製作包含M1為釔(Y)，M2為鈰(Ce)，M3為鋁(Al)的化合物的陶瓷燒結體的樣品，但在實驗5中，製作包含這些M1、M2、M3為其他元素的化合物的陶瓷燒結體的 樣品。各樣品的M1、M2、M3的元素如圖5所示。例如，樣品44中的M1的化合物表示(Y0.5Lu0.5)2.97Ce0.03Al5O3。這些化合物，在準備原料粉末進行秤量之際(圖1，步驟S10)，相對於在實驗1中準備Al2O3粉末、Y2O3粉末與CeO2粉末，在實驗5中使用Lu2O3粉末、Yb2O3粉末、La2O3粉末、Gd2O3粉末、Tb2O3粉末、Sc2O3粉末、Er2O3粉末當中一種來取代Y2O3粉末，從而製作樣品37~43。此外，除了Y2O3粉末外，還有藉由使用Lu2O3粉末來製作樣品44，還有藉由使用Gd2O3粉末來製作樣品45。此外，除了Al2O3粉末、Y2O3粉末與CeO2粉末外，還使用Ga2O3粉末，從而製作樣品46。此外，使用Eu2O3粉末、Tb2O3粉末、Yb2O3粉末來取代CeO2粉末，從而製作樣品47~49。此外，除了CeO2粉末外，還使用Eu2O3粉末、Yb2O3粉末，從而製作樣品50、51。在實驗5中，將係數X設為0.030，將化合物的體積比例設為20%。其他製造方法與上述實驗1相同。
若以發光強度及色度偏差來看，在任一樣品中發光強度皆為100以上，色度偏差小於0.0050。因此，在實驗5中，將全部的樣品(樣品37~51)評價為「○」。在實驗5中，全部的樣品具備上述條件(1)~(4)。此外，與實驗1~4同樣地，各樣品的開氣孔率為0.02%以下而被充分緻密化，由各樣品的維氏硬度的測定結果可知，這些樣品具有可用作螢光體的充分硬度。實驗5的結果表示：陶瓷燒結體具備上述條件(2)~(4)，配置在化合物的M1、M2、M3部位的各元素不限於釔(Y)、鈰(Ce)、鋁(Al) ，若為滿足上述條件(1)的元素的話，便可以抑制發光強度的降低與色度偏差的降低。
依據以上的實驗1~5的結果，表示：具備上述條件(1)~(4)的陶瓷燒結體可以提高耐久性，同時抑制發光強度的降低與色度偏差的降低。
E.變形例：
在上述的實驗1~5中，顯示M1係從鈧(Sc)、釔(Y)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鉺(Er)、鐿(Yb)、鎦(Lu)選出的例子，但M1只要為選自鈧(Sc)、釔(Y)、及鑭系元素中的至少一種即可。這是因為即使是在釓(Gd)、鋱(Tb)、鉺(Er)、鐿(Yb)、鎦(Lu)以外的鑭系元素(鑭(La)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、銩(Tm))方面，也由於具有與在上述實驗中例示的元素同樣的源自在4f軌道內的激發或從4f軌道至5d軌道的激發的特性，因此顯示同樣的發光強度及色度偏差。同樣地，在上述的實驗中，顯示M2係從鈰(Ce)、銪(Eu)、鋱(Tb)、鐿(Yb)選出的例子，但M2只要為除在M1所選擇的元素以外的至少一種即可。
上述的陶瓷燒結體的製造方法，係針對在真空中進行燒成，利用HIP法進行加壓，從而得到陶瓷燒結體的方法顯示，但也可以在還原氣體環境中進行燒成，也可以利用熱壓法進行加壓。
本發明不限於上述的實施形態、變形例，能夠在不脫離其意旨的範圍內以各種構成實現。例如，與在發明內容的欄位中記載的各形態中的技術特徵相應的 實施形態、變形例中的技術特徵，可以為了解決一部分或全部的上述課題，或者是，為了達成一部分或全部的上述效果而適宜地進行更換、組合。此外，若該技術特徵並非在本說明書中說明為必要的技術特徵的話，便可以適宜地削除。

Claims (6)

  1. 一種陶瓷燒結體，其特徵為包含：氧化鋁(Al2O3)、與以M13-XM2XM35O12所表示的化合物，該陶瓷燒結體中的該化合物的體積比例為3%以上70%以下，該陶瓷燒結體中的鋁(Al)與該M2的複合氧化物相對於該化合物的X射線繞射強度比小於0.05，該陶瓷燒結體中所含的氧化鋁(Al2O3)的平均粒徑為0.30μm以上且3.00μm以下，其中，該M1為選自鈧(Sc)、釔(Y)、及鑭系元素中的至少一種，該M2為選自除在該M1所選擇的鑭系元素以外的鑭系元素中的至少一種，該M3為鋁(Al)或鎵(Ga)中的至少一種，該X為0.003以上0.500以下。
  2. 如請求項1之陶瓷燒結體，其中該M1為選自鈧(Sc)、釔(Y)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鉺(Er)、鐿(Yb)、鎦(Lu)中的至少一種，該M2為選自鈰(Ce)、銪(Eu)、鋱(Tb)、鐿(Yb)且除在該M1所選擇的元素以外的至少一種。
  3. 如請求項1或2之陶瓷燒結體，其中該M1為釔(Y)。
  4. 如請求項1或2之陶瓷燒結體，其中該M2為鈰(Ce)。
  5. 如請求項1或2之陶瓷燒結體，其中該M3為鋁(Al)。
  6. 如請求項1或2之陶瓷燒結體，其中該M1為釔(Y)，該M2為鈰(Ce)，該M3為鋁(Al)。
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