專利名稱：陶瓷多晶體及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及構成例如金屬鹵化物燈那樣的高質放電燈的發(fā)光管的陶瓷多晶體及其制造方法。
現(xiàn)有技術作為這樣的陶瓷多晶體，有以

圖1所示的氧化鋁多晶體1燒結而成的。這樣的氧化鋁多晶體1的結晶方向是不規(guī)則的，因而由于雙折射的影響，直線透射率，即垂直于氧化鋁多晶體1的一方的表面射出的光3與垂直于另一方面的表面射入的光2的比率降低。其結果，對于氧化鋁多晶體1來說，獲得發(fā)光管所要求的8％以上的直線透射率是困難的。
為在陶瓷多晶體上獲得8％以上的直線透射率，直到現(xiàn)在一直在使用以YAG、Y2O3等立方晶系的材料獲得的燒結體。另外，在森永等人的論文“晶粒系對于鋁燒結體的透光性的影響”(資源和材料115(1999)No.6.471-474頁)中記載有通過使陶瓷多結晶燒結體的結晶粒徑成為超微粒以提高直線透射率。
發(fā)明要解決的課題但是，已知的是，用YAG、Y2O3這類立方晶系材料所得的多晶燒結體，雖然耐腐蝕性方面是可期待的，但熱沖擊較弱，在發(fā)生從1200℃以上比較高的溫度到室溫(27℃上下)的溫度變化時，會發(fā)生裂縫。因此，使用立方晶系的材料所得的多結晶燒結體，不宜使用于溫度由1200℃以上的高溫到室溫進行變化的燈的發(fā)光管上。
另外，在使陶瓷多結晶的燒結體的晶粒的粒徑成為超微粒的情況下，將燒結體加熱到1200℃以上的溫度時，晶粒即長大成微米的粒徑，其結果，直線透射率降低。其結果，粒晶超微粒的陶瓷多結晶的燒結體仍不宜使用于燈的發(fā)光管上。
本發(fā)明的目的在于提供一種陶瓷多晶體及其制造方法，這種材料使用于發(fā)光管上具有足夠的耐熱性，同時具有8％以上的較高的直線透射率。
解決課題所采取的方法本發(fā)明的陶瓷多晶體，其特征在于具有三斜晶、單斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的結晶構造，結晶的平均粒晶在5μm以上并且50μm以下，直線透射率在8％以上。
根據(jù)本發(fā)明，陶瓷多結晶具有三斜晶、單斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的結晶構造，即具有立方晶以外的結晶構造。其結果，消除了象立方晶那樣，在產(chǎn)生由1200℃以上的較高的溫度到室溫(27℃上下)的溫度變化時發(fā)生裂縫之虞。
如已說明的那樣，結晶的平均粒徑不足5μm時，有雙折射的影響變得顯著，陶瓷多結晶的直線透射率降低之虞。另一方面，結晶的平均粒晶超過50μm時，陶瓷多結晶的強度降低。本發(fā)明的陶瓷多晶體，結晶的平均粒徑在5μm以上并且50μm以下，因而能避免直線透射率的降低與強度的降低，其結果，使用于發(fā)光管上具有足夠的耐熱性，同時具有8％以上的較高的直線透射率。在這種情況下，結晶的粒子定向率最好在20％以上。
再者，陶瓷多結晶，根據(jù)其種類具有恰好的例如最穩(wěn)定的結晶構造，在以鋁構成陶瓷多晶體的情況下，具有六方晶的結晶構造時，其狀態(tài)一般是最穩(wěn)定。
本說明書中，所謂直線透射率，意味是與后述的射入光以同一方向由陶瓷多結晶射出的光與垂直射入陶瓷多結晶的規(guī)定的表面的光的比率；所謂全光線透射率，意味是由陶瓷多結晶射出的全部的光與垂直射入陶瓷多結晶的規(guī)定表面的光的比率；另外，所謂粒子定向率，意味是定向粒子的截面積比全部粒子的截面積。
本發(fā)明的陶瓷多晶體的制造方法，其特征在于具有獲得使全部的20％以上的片狀粒子與泥漿或陶土的流動方向一致的陶瓷成形體的工序，獲得該成形體的煅燒體的工序，獲得該煅燒體的燒釉(正式燒結)體的工序。
根據(jù)本發(fā)明，由于使全部的20％以上的片狀粒子與泥漿或陶土的流動方向一致，能使結晶的粒子定向率在20％以上，因而能獲得一種陶瓷多晶體，使用在發(fā)光管上具有足夠的耐熱性，同時具有8％以上的較高的直線透射率。
例如通過滑移澆注，gelcast、擠壓成形或澆注成形，使全部的20％以上的片狀粒子與泥漿或陶土的流動方向一致。
附圖的簡要說明圖1是用于說明現(xiàn)有的陶瓷多晶體的圖。
圖2是用于說明本發(fā)明的陶瓷多晶體的圖。
圖3是本發(fā)明的陶瓷多晶體的制造過程的流程圖。
發(fā)明的實施形態(tài)參照附圖詳細說明本發(fā)明的陶瓷多晶體及其制造方法的實施形態(tài)。
圖2是用于說明本發(fā)明的陶瓷多晶體的圖。本發(fā)明的陶瓷多晶體4具有三斜晶、單斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的結晶構造。結晶的平均粒徑為5μm以上并且50μm以下，直線透射率，即垂直于陶瓷多晶體4的一方的表面射出的光6與垂直于另一方的表面射入的光5的比率為8％以上。優(yōu)選的是使結晶的粒子定向率在20％以上。
根據(jù)本發(fā)明，陶瓷多晶體4具有三斜晶、單斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的結晶構造，就是說，具有立方晶以外的結晶構造。其結果，消除了象立方晶那樣，在產(chǎn)生由1200℃以上的較高的溫度到室溫(27℃上下)的溫度變化時發(fā)生裂縫之虞。另外，結晶的平均粒晶在5μm以上并且50μm以下，因而沒有晶粒長大，直線透射率降低的擔心。其結果，陶瓷多晶體4，使用于發(fā)光管具有足夠的耐熱性，同時具有8％以上的比較高的直線透射率。
圖3是本發(fā)明陶瓷多晶體制造工序的流程圖。這時，僅就Al2O3-MgO系組成的氧化鋁多晶體加以說明。
首先，將平均粒徑0.1μm的MgO粉末250ppm與粉末泥漿濃度相當于50％的水分量混合于平均粒徑0.5μm的具有片狀粒子的α氧化鋁粉末中。然后，作為分散劑添加例如聚羧酸銨，進行罐磨料機破碎20小時。
然后，將通過澆注成形使全部的20％以上的片狀粒子與泥漿或陶土的流動方向一致的成形體，利用石膏模形成。將所得的成形體在850℃的大氣氣體介質中進行煅燒，獲得煅燒體。
然后，將所得的煅燒體浸漬在EDTA溶液內，進行螯合處理。其后，將螯合處理過的煅燒體在1200℃的大氣氣體介質中進行煅燒。將所得的煅燒體在1850℃的還原氣氛中進行燒釉(正式燒結)，獲得燒結體。
所得燒結體的直線透射率的測定值為40％。再者，直線透射率是通過以直徑3mm與波長600nm的直線光對厚度1mm的燒結體的研磨品進行照射來測定，將使用直徑3mm的感光元件對通過研磨品之后的直線光進行感光時的光量與使用3mm的感光元件對照射所用的直線光直接進行感光時的光量的比率以％表示。
另外，所得燒結體的全光線透過率的測定值為98％。再者，全光線透過率的測定是通過將碘鎢燈插入由所得的燒結體構成的發(fā)光管中，與此同時以積分球測定光的總量來進行。這時，全光線透射率是將通過發(fā)光管后所得的光量與不存在發(fā)光管時所得的光量的比率以％表示。
所得燒結體的粒子定向率，即定向粒子的截面積比全部粒子的截面積，通過SEM進行觀察時為40％。另外，所得燒結體的平均粒徑以SEM進行觀察時為28μm。再者，所得燒結體研磨后的表面粗糙度是以通常的接觸式表面粗糙度計進行測定，為0.1μm。
本發(fā)明并不限定于上述實施形態(tài)，可進行一些變更與變形。例如能將本發(fā)明陶瓷多晶體象半導體裝置的窗構件那樣應用于高壓放電燈的發(fā)光管以外的其他用途上。
在上述實施形態(tài)中，僅就Al2O3-MgO系組成的氧化鋁多晶體進行了說明，但本發(fā)明能適用于氮化鋁那樣的其他鋁多結晶與其他任意種類的陶瓷多晶體。
在使粒子的取向一致時，代替泥漿可使用陶土，代替澆注成形可使用滑移澆注、擠壓成形、gelcast等。
權利要求
1.一種陶瓷多晶體，其特征在于具有三斜晶、單斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的結晶構造，結晶的平均粒徑在5μm以上并且50μm以下，直線透射率8％以上。
2.按權利要求1所述陶瓷多晶體，其特征在于結晶的粒子定向率在20％以上。
3.陶瓷多晶體的制造方法，其特征在于具有獲得使全部的20％以上的片狀粒子與泥漿或陶土的流動方向一致的陶瓷成形體的工序，獲得該成形體的煅燒體的工序，獲得該煅燒體的燒結體的工序。
4.按權利要求3所述陶瓷多晶體的制造方法，其特征在于通過滑移澆注、gelcast、擠壓成形或澆注成形，使全部的20％以上的片狀粒子與泥漿或陶土的流動方向一致。
全文摘要
提供一種陶瓷多晶體及其制造方法,該陶瓷多晶體具有能使用于發(fā)光管的耐熱性,同時具有8%以上的較高的直線透射率。該陶瓷多晶體4具有三斜晶、單斜晶、斜方晶、正方晶、三方晶或六方晶的結晶構造,結晶的平均粒徑在5μm以上并且50μm以下,直線透射率在8%以上。
文檔編號C04B35/63GK1378990SQ02105000
公開日2002年11月13日 申請日期2002年3月29日 優(yōu)先權日2001年3月29日
發(fā)明者倉品滿, 新見德一, 山口浩文 申請人:日本礙子株式會社