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公開番号2025093425
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-24
出願番号2023209050
出願日2023-12-12
発明の名称アルミナ質焼結体およびアルミナ質焼結体の製造方法
出願人日本碍子株式会社
代理人弁理士法人松阪国際特許事務所,個人,個人,個人
主分類C04B 35/117 20060101AFI20250617BHJP(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】アルミナ質焼結体の低コスト化を実現しつつ曲げ強度の低下を抑制する。
【解決手段】アルミナ質焼結体は、Al₂O₃からなる主相と、Ca、Si、AlおよびOを含む異相と、を備える。当該アルミナ質焼結体におけるAl₂O₃換算でのAlの含有率は99.5質量%以上かつ99.9質量%以下である。したがって、当該アルミナ質焼結体は、不純物を比較的多く含む(すなわち、アルミナ純度が比較的低い)アルミナ材料を用いて製造することができる。このため、アルミナ質焼結体の低コスト化を実現することができる。また、アルミナ質焼結体では、上記異相の平均長径は30μm以下である。このように、アルミナ質焼結体における異相の粗大化を抑制することにより、不純物を比較的多く含む材料を用いた場合であっても、アルミナ質焼結体の曲げ強度の低下を抑制することができる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
アルミナ質焼結体であって、
Ａｌ
２
Ｏ
３
からなる主相と、
Ｃａ、Ｓｉ、ＡｌおよびＯを含む異相と、
を備え、
前記アルミナ質焼結体におけるＡｌ
２
Ｏ
３
換算でのＡｌの含有率は９９．５質量％以上かつ９９．９質量％以下であり、
前記異相の平均長径は３０μｍ以下であるアルミナ質焼結体。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載のアルミナ質焼結体であって、
前記アルミナ質焼結体におけるＣａＯ換算でのＣａの含有率は２００質量ｐｐｍ以上であるアルミナ質焼結体。
【請求項３】
請求項２に記載のアルミナ質焼結体であって、
前記アルミナ質焼結体におけるＣａＯ換算でのＣａの含有率は３５０質量ｐｐｍ以上であり、
前記アルミナ質焼結体におけるＣａＯ換算でのＣａの含有率をＲ
１
とし、前記アルミナ質焼結体におけるＳｉＯ
２
換算でのＳｉの含有率をＲ
２
として、Ｒ
１
は（Ｒ
１
＋Ｒ
２
）の０．５５倍よりも大きいアルミナ質焼結体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のアルミナ質焼結体であって、
前記アルミナ質焼結体におけるＮａ
２
Ｏ換算でのＮａの含有率は１００質量ｐｐｍ以上かつ２５０質量ｐｐｍ以下であり、
前記アルミナ質焼結体におけるＳｉＯ
２
換算でのＳｉの含有率は１５０質量ｐｐｍ以上かつ５００質量ｐｐｍ以下であるアルミナ質焼結体。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のアルミナ質焼結体であって、
Ａｌ
２
Ｏ
３
粒子の平均粒径は１０μｍ以下であるアルミナ質焼結体。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のアルミナ質焼結体であって、
相対密度は９８％以上であるアルミナ質焼結体。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のアルミナ質焼結体であって、
曲げ強度の３σ下限値は４００ＭＰａ以上であるアルミナ質焼結体。
【請求項８】
アルミナ質焼結体の製造方法であって、
ａ）材料粉末を成形して成形体を形成する工程と、
ｂ）前記成形体を焼成してアルミナ質焼結体を製造する工程と、
を備え、
前記材料粉末におけるＡｌ
２
Ｏ
３
の含有率は９９．５質量％以上かつ９９．９質量％以下であり、
前記アルミナ質焼結体は、
Ａｌ
２
Ｏ
３
からなる主相と、
Ｃａ、Ｓｉ、ＡｌおよびＯを含む異相と、
を備え、
前記異相の平均長径は３０μｍ以下であるアルミナ質焼結体の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のアルミナ質焼結体の製造方法であって、
前記材料粉末におけるＣａＯの含有率は２００質量ｐｐｍ以上であるアルミナ質焼結体の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のアルミナ質焼結体の製造方法であって、
前記材料粉末におけるＣａＯの含有率は３００質量ｐｐｍ以上であり、
前記材料粉末におけるＣａＯの含有率は、前記材料粉末におけるＣａＯとＳｉＯ
２
との合計含有率の０．５７倍よりも大きいアルミナ質焼結体の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミナ質焼結体およびアルミナ質焼結体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、アルミナ（Ａｌ
２
Ｏ
３
）を主相とするアルミナ質焼結体は、機械的強度、化学的安定性および電気絶縁性等が高いため、様々な用途に用いられている。また、近年、アルミナ質焼結体の低コスト化の要求が高まっている。
【０００３】
アルミナ質焼結体の低コスト化を実現する方法として、例えば、ケイ素（Ｓｉ）やカルシウム（Ｃａ）等の不純物を比較的多く含む廉価なアルミナ材料を用いることが行われている。特許文献１では、さらに、アルミナ質焼結体において、焼結体を構成する結晶粒子の粒界に、Ｓｉ、Ｃａ、アルミニウム（Ａｌ）および酸素（Ｏ）を含む非晶質相を形成して結晶粒子の粒成長を促進し、アルミナ質焼結体の結晶粒径を大きくすることにより、アルミナ質焼結体の研削加工時における加工工数を低減する（すなわち、加工コストを低減する）ことも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－８９３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような不純物を比較的多く含むアルミナ材料を用いてアルミナ質焼結体を製造すると、アルミナ質焼結体の曲げ強度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、アルミナ質焼結体の低コスト化を実現しつつ曲げ強度の低下を抑制することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様１は、アルミナ質焼結体であって、Ａｌ
２
Ｏ
３
からなる主相と、Ｃａ、Ｓｉ、ＡｌおよびＯを含む異相と、を備える。前記アルミナ質焼結体におけるＡｌ
２
Ｏ
３
換算でのＡｌの含有率は９９．５質量％以上かつ９９．９質量％以下である。前記異相の平均長径は３０μｍ以下である。
【０００８】
本発明の態様２は、態様１のアルミナ質焼結体であって、前記アルミナ質焼結体におけるＣａＯ換算でのＣａの含有率は２００質量ｐｐｍ以上である。
【０００９】
本発明の態様３は、態様２のアルミナ質焼結体であって、前記アルミナ質焼結体におけるＣａＯ換算でのＣａの含有率は３５０質量ｐｐｍ以上である。前記アルミナ質焼結体におけるＣａＯ換算でのＣａの含有率をＲ
１
とし、前記アルミナ質焼結体におけるＳｉＯ
２
換算でのＳｉの含有率をＲ
２
として、Ｒ
１
は（Ｒ
１
＋Ｒ
２
）の０．５５倍よりも大きい。
【００１０】
本発明の態様４は、態様１ないし３のいずれか１つのアルミナ質焼結体であって、前記アルミナ質焼結体におけるＮａ
２
Ｏ換算でのＮａの含有率は１００質量ｐｐｍ以上かつ２５０質量ｐｐｍ以下である。前記アルミナ質焼結体におけるＳｉＯ
２
換算でのＳｉの含有率は１５０質量ｐｐｍ以上かつ５００質量ｐｐｍ以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

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