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公開番号2024036467
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-15
出願番号2024014551,2023575171
出願日2024-02-02,2022-12-28
発明の名称焼結体及びその製造方法
出願人東ソー株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C04B 35/488 20060101AFI20240308BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】本発明は、優れた機械的強度及び透光性を兼備する、焼結体及びその製造方法の少なくともいずれかを提供する。
【解決手段】本発明は、安定化元素及びランタンを固溶したジルコニアをマトリックスとした焼結体であって、前記安定化元素の含有量が8mol%以上、12mol%以下であり、二軸曲げ強度が、500MPa以上である、焼結体である。また、本発明は、ランタン含有量が1mol%以上、10mol%以下であることが好ましい。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
安定化元素及びランタンを固溶したジルコニアをマトリックスとした焼結体であって、
前記安定化元素の含有量が８ｍｏｌ％以上、１２ｍｏｌ％以下であり、二軸曲げ強度が、５００ＭＰａ以上である、焼結体。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
ランタン含有量が１ｍｏｌ％以上、１０ｍｏｌ％以下である、請求項１に記載の焼結体。
【請求項３】
前記安定化元素が、イットリウム、スカンジウム、カルシウム、マグネシウム及びセリウムの群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１又は２に記載の焼結体。
【請求項４】
前記安定化元素が、イットリウムである、請求項１又は２に記載の焼結体。
【請求項５】
試料厚さ１ｍｍにおける直線透過率が５５％以上である、請求項１又は２に記載の焼結体。
【請求項６】
ジルコニア原料、安定化元素原料及びランタン原料を混合して混合粉末を得る混合工程、得られた混合粉末を成形して成形体を得る成形工程、得られた成形体を内容器内に配置し、該内容器を外容器内に配置して１６５０℃以上の焼結温度で焼結して焼結体を得る焼結工程、及び、焼結温度から１０００℃までを１℃／ｍｉｎ超の降温速度で降温する降温工程、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の焼結体の製造方法。
【請求項７】
前記外容器がカーボン製の外容器である、請求項６に記載の焼結体の製造方法。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の焼結体を含む、窓材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、焼結体及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
高炉及び半導体製造装置等に使用される窓材として、石英ガラス及び耐熱ガラス等のガラス材が用いられている。しかしながら、これらのガラス材は優れた透光性を有するものの、機械的強度が低く、物理的な衝撃に弱いという課題があった。
【０００３】
ガラス材よりも機械的強度に優れ、かつ透光性を有する材料として、ジルコニアを主成分とし、透光性を有する透光性ジルコニア焼結体が知られている。透光性ジルコニア焼結体は赤外光も透過可能なため、窓材を通して赤外式温度計を使用して、炉内の被加熱物の温度を測定することも可能となる。このため、透光性ジルコニア焼結体に関する研究が行われてきた。
【０００４】
例えば、特許文献１には、２～４ｍｏｌ％のイットリアを含有する透光性ジルコニア焼結体が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、３～２０ｍｏｌ％のチタニアと６～１５ｍｏｌ％のイットリアを含有する透光性ジルコニア焼結体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１０－１５００６３号公報
特開２０１１－０１１９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の透光性ジルコニア焼結体は、優れた機械的強度（二軸曲げ強度が１０００ＭＰａ以上）を有するものの、透光性が低い（全光線透過率が４０％以下、試料厚さ１ｍｍ、測定波長６００ｎｍ）。このため、窓材として使用すると擦りガラスのように濁って見え、中の様子が十分に観察できなかった。
【０００８】
特許文献２のジルコニア焼結体は、優れた透明性（直線透過率が７３～７５％、試料厚さ１ｍｍ、測定波長６００ｎｍ）を有するものの、機械的強度が低い（３点曲げ強度が２５５ＭＰａ）。このため、窓材として使用すると物理的な衝突による衝撃破壊、及び表面損傷等が生じる可能性が高かった。
【０００９】
そこで、窓材として使用される透光性ジルコニア焼結体においては、より優れた機械的強度及び透光性を兼備する透光性ジルコニア焼結体が求められている。
【００１０】
本開示は、ランタンが固溶し、なおかつ、結晶構造が制御された透光性ジルコニア焼結体において、優れた機械的強度及び透光性を兼備する、焼結体及びその製造方法の少なくともいずれかを提供することを目的とする。好ましくは、本開示は優れた機械的強度及び透明性を兼備するジルコニアの焼結体及びその製造方法の少なくともいずれかを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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