专利名称：陶瓷多晶体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及构成例如金属卤化物灯那样的高质放电灯的发光管的陶瓷多晶体及其制造方法。
现有技术作为这样的陶瓷多晶体，有以
图1所示的氧化铝多晶体1烧结而成的。这样的氧化铝多晶体1的结晶方向是不规则的，因而由于双折射的影响，直线透射率，即垂直于氧化铝多晶体1的一方的表面射出的光3与垂直于另一方面的表面射入的光2的比率降低。其结果，对于氧化铝多晶体1来说，获得发光管所要求的8％以上的直线透射率是困难的。
为在陶瓷多晶体上获得8％以上的直线透射率，直到现在一直在使用以YAG、Y2O3等立方晶系的材料获得的烧结体。另外，在森永等人的论文“晶粒系对于铝烧结体的透光性的影响”(资源和材料115(1999)No.6.471-474页)中记载有通过使陶瓷多结晶烧结体的结晶粒径成为超微粒以提高直线透射率。
发明要解决的课题但是，已知的是，用YAG、Y2O3这类立方晶系材料所得的多晶烧结体，虽然耐腐蚀性方面是可期待的，但热冲击较弱，在发生从1200℃以上比较高的温度到室温(27℃上下)的温度变化时，会发生裂缝。因此，使用立方晶系的材料所得的多结晶烧结体，不宜使用于温度由1200℃以上的高温到室温进行变化的灯的发光管上。
另外，在使陶瓷多结晶的烧结体的晶粒的粒径成为超微粒的情况下，将烧结体加热到1200℃以上的温度时，晶粒即长大成微米的粒径，其结果，直线透射率降低。其结果，粒晶超微粒的陶瓷多结晶的烧结体仍不宜使用于灯的发光管上。
本发明的目的在于提供一种陶瓷多晶体及其制造方法，这种材料使用于发光管上具有足够的耐热性，同时具有8％以上的较高的直线透射率。
解决课题所采取的方法本发明的陶瓷多晶体，其特征在于具有三斜晶、单斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的结晶构造，结晶的平均粒晶在5μm以上并且50μm以下，直线透射率在8％以上。
根据本发明，陶瓷多结晶具有三斜晶、单斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的结晶构造，即具有立方晶以外的结晶构造。其结果，消除了象立方晶那样，在产生由1200℃以上的较高的温度到室温(27℃上下)的温度变化时发生裂缝之虞。
如已说明的那样，结晶的平均粒径不足5μm时，有双折射的影响变得显著，陶瓷多结晶的直线透射率降低之虞。另一方面，结晶的平均粒晶超过50μm时，陶瓷多结晶的强度降低。本发明的陶瓷多晶体，结晶的平均粒径在5μm以上并且50μm以下，因而能避免直线透射率的降低与强度的降低，其结果，使用于发光管上具有足够的耐热性，同时具有8％以上的较高的直线透射率。在这种情况下，结晶的粒子定向率最好在20％以上。
再者，陶瓷多结晶，根据其种类具有恰好的例如最稳定的结晶构造，在以铝构成陶瓷多晶体的情况下，具有六方晶的结晶构造时，其状态一般是最稳定。
本说明书中，所谓直线透射率，意味是与后述的射入光以同一方向由陶瓷多结晶射出的光与垂直射入陶瓷多结晶的规定的表面的光的比率；所谓全光线透射率，意味是由陶瓷多结晶射出的全部的光与垂直射入陶瓷多结晶的规定表面的光的比率；另外，所谓粒子定向率，意味是定向粒子的截面积比全部粒子的截面积。
本发明的陶瓷多晶体的制造方法，其特征在于具有获得使全部的20％以上的片状粒子与泥浆或陶土的流动方向一致的陶瓷成形体的工序，获得该成形体的煅烧体的工序，获得该煅烧体的烧釉(正式烧结)体的工序。
根据本发明，由于使全部的20％以上的片状粒子与泥浆或陶土的流动方向一致，能使结晶的粒子定向率在20％以上，因而能获得一种陶瓷多晶体，使用在发光管上具有足够的耐热性，同时具有8％以上的较高的直线透射率。
例如通过滑移浇注，gelcast、挤压成形或浇注成形，使全部的20％以上的片状粒子与泥浆或陶土的流动方向一致。
附图的简要说明图1是用于说明现有的陶瓷多晶体的图。
图2是用于说明本发明的陶瓷多晶体的图。
图3是本发明的陶瓷多晶体的制造过程的流程图。
发明的实施形态参照附图详细说明本发明的陶瓷多晶体及其制造方法的实施形态。
图2是用于说明本发明的陶瓷多晶体的图。本发明的陶瓷多晶体4具有三斜晶、单斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的结晶构造。结晶的平均粒径为5μm以上并且50μm以下，直线透射率，即垂直于陶瓷多晶体4的一方的表面射出的光6与垂直于另一方的表面射入的光5的比率为8％以上。优选的是使结晶的粒子定向率在20％以上。
根据本发明，陶瓷多晶体4具有三斜晶、单斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的结晶构造，就是说，具有立方晶以外的结晶构造。其结果，消除了象立方晶那样，在产生由1200℃以上的较高的温度到室温(27℃上下)的温度变化时发生裂缝之虞。另外，结晶的平均粒晶在5μm以上并且50μm以下，因而没有晶粒长大，直线透射率降低的担心。其结果，陶瓷多晶体4，使用于发光管具有足够的耐热性，同时具有8％以上的比较高的直线透射率。
图3是本发明陶瓷多晶体制造工序的流程图。这时，仅就Al2O3-MgO系组成的氧化铝多晶体加以说明。
首先，将平均粒径0.1μm的MgO粉末250ppm与粉末泥浆浓度相当于50％的水分量混合于平均粒径0.5μm的具有片状粒子的α氧化铝粉末中。然后，作为分散剂添加例如聚羧酸铵，进行罐磨料机破碎20小时。
然后，将通过浇注成形使全部的20％以上的片状粒子与泥浆或陶土的流动方向一致的成形体，利用石膏模形成。将所得的成形体在850℃的大气气体介质中进行煅烧，获得煅烧体。
然后，将所得的煅烧体浸渍在EDTA溶液内，进行螯合处理。其后，将螯合处理过的煅烧体在1200℃的大气气体介质中进行煅烧。将所得的煅烧体在1850℃的还原气氛中进行烧釉(正式烧结)，获得烧结体。
所得烧结体的直线透射率的测定值为40％。再者，直线透射率是通过以直径3mm与波长600nm的直线光对厚度1mm的烧结体的研磨品进行照射来测定，将使用直径3mm的感光元件对通过研磨品之后的直线光进行感光时的光量与使用3mm的感光元件对照射所用的直线光直接进行感光时的光量的比率以％表示。
另外，所得烧结体的全光线透过率的测定值为98％。再者，全光线透过率的测定是通过将碘钨灯插入由所得的烧结体构成的发光管中，与此同时以积分球测定光的总量来进行。这时，全光线透射率是将通过发光管后所得的光量与不存在发光管时所得的光量的比率以％表示。
所得烧结体的粒子定向率，即定向粒子的截面积比全部粒子的截面积，通过SEM进行观察时为40％。另外，所得烧结体的平均粒径以SEM进行观察时为28μm。再者，所得烧结体研磨后的表面粗糙度是以通常的接触式表面粗糙度计进行测定，为0.1μm。
本发明并不限定于上述实施形态，可进行一些变更与变形。例如能将本发明陶瓷多晶体象半导体装置的窗构件那样应用于高压放电灯的发光管以外的其他用途上。
在上述实施形态中，仅就Al2O3-MgO系组成的氧化铝多晶体进行了说明，但本发明能适用于氮化铝那样的其他铝多结晶与其他任意种类的陶瓷多晶体。
在使粒子的取向一致时，代替泥浆可使用陶土，代替浇注成形可使用滑移浇注、挤压成形、gelcast等。
权利要求
1.一种陶瓷多晶体，其特征在于具有三斜晶、单斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的结晶构造，结晶的平均粒径在5μm以上并且50μm以下，直线透射率8％以上。
2.按权利要求1所述陶瓷多晶体，其特征在于结晶的粒子定向率在20％以上。
3.陶瓷多晶体的制造方法，其特征在于具有获得使全部的20％以上的片状粒子与泥浆或陶土的流动方向一致的陶瓷成形体的工序，获得该成形体的煅烧体的工序，获得该煅烧体的烧结体的工序。
4.按权利要求3所述陶瓷多晶体的制造方法，其特征在于通过滑移浇注、gelcast、挤压成形或浇注成形，使全部的20％以上的片状粒子与泥浆或陶土的流动方向一致。
全文摘要
提供一种陶瓷多晶体及其制造方法,该陶瓷多晶体具有能使用于发光管的耐热性,同时具有8%以上的较高的直线透射率。该陶瓷多晶体4具有三斜晶、单斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的结晶构造,结晶的平均粒径在5μm以上并且50μm以下,直线透射率在8%以上。
文档编号C04B35/63GK1378990SQ02105000
公开日2002年11月13日 申请日期2002年3月29日 优先权日2001年3月29日
发明者仓品满, 新见德一, 山口浩文 申请人:日本碍子株式会社