(57)【要約】【課題】少ないドープ量であっても、安定して黄橙色に着色した透光性セラミックスを提供する。【解決手段】Ｆｅ（鉄）とＣｒ（クロム）とを含有するアルミナを主成分とし、Ｆｅの含有量が０．７ｐｐｍ以上２．０ｐｐｍ以下であり、Ｃｒの含有量が０．７ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下である透光性セラミックス又はＦｅ（鉄）及びＣｒ（クロム）を含有し、ＦｅとＣｒとの含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下であることを特徴とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）を主成分とする透光性セラミックス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ（鉄）とＣｒ（クロム）とを含有することを特徴とするアルミナを主成分とする透光性セラミックス。
【請求項２】
前記Ｆｅの含有量が０．７ｐｐｍ以上２．０ｐｐｍ以下であり、前記Ｃｒの含有量が０．７ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の透光性セラミックス。
【請求項３】
４価のＣｒを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の透光性セラミックス。
【請求項４】
Ｆｅ（鉄）及びＣｒ（クロム）を含有することを特徴とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）を主成分とする透光性セラミックス。
【請求項５】
前記ＦｅとＣｒとの含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の透光性セラミックス。
【請求項６】
４価のＣｒを含有することを特徴とする請求項４または５に記載の透光性セラミックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性セラミックスに関し、特に黄橙色に着色した透光性セラミックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイア（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）は不純物をドープすることでいろいろな色となることが知られている。サファイアは、鉱物の一種であり、一般に宝石として扱われている。サファイアの主成分は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、鋼玉−コランダム、以下、「アルミナ」という。）であり、いろいろな不純物をドープすることで色を出すため、装飾品として広く用いられている。なかでも黄橙色のアルミナは装飾品として好まれている。
【０００３】
一般的に、アルミナ中に４価のＣｒ（Ｃｒ４＋）が存在すると、アルミナは黄橙色に着色することが知られている。しかし、アルミナ中のＣｒ４＋は不安定であり、アルミナを安定して黄橙色に着色することは困難であるとされている。
【０００４】
特許文献１には、アルミナに酸化ニッケル０．０１〜２．０モル％、酸化クロム０．０１〜２．０モル％、酸化マグネシウム０．０１〜０．５モル％をドープし、黄橙色に着色したアルミナを製造する技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭５９−１６９９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、酸化ニッケルと酸化クロムのドープ量が高濃度であるため、環境負荷の面からも、より少ないドープ量でアルミナを黄橙色に安定して着色させることが求められている。
【０００６】
本発明は、少ないドープ量で、安定して黄橙色に着色した透光性セラミックスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によると、Ｆｅ（鉄）とＣｒ（クロム）とを含有することを特徴とするアルミナを主成分とする透光性セラミックスが提供される。
【０００８】
前記Ｆｅの含有量が０．７ｐｐｍ以上２．０ｐｐｍ以下であり、前記Ｃｒの含有量が０．７ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０００９】
前記透光性セラミックスは４値のＣｒ（Ｃｒ４＋）を含有している。
【００１０】
本発明の他の一実施形態によると、Ｆｅ（鉄）及びＣｒ（クロム）を含有することを特徴とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）を主成分とする透光性セラミックスが提供される。
【００１１】
前記ＦｅとＣｒとの含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
前記透光性セラミックスは４価のＣｒ（Ｃｒ４＋）を含有している。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ドープ量が少量で、安定して黄橙色に着色した透光性セラミックスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を実現する例であり、本発明の透光性セラミックスは以下の実施形態に限定されるわけではない。
【００１５】
（実施形態１）
アルミナを黄橙色にするには、４価のＣｒ（Ｃｒ４＋）が結晶体内に存在しなければならない。Ａｌは３価であるために、通常、アルミナの結晶体内でＣｒ（クロム）は４価で安定せず、３価になってしまう。そのため、アルミナを黄橙色に安定化することが難しい。
【００１６】
そこで、本発明者らは、アルミナ中にＦｅとＣｒをドープすることにより、アルミナ中でＣｒ４＋を安定化させ、黄橙色に着色できることを見出した。
【００１７】
本実施形態に係るアルミナを主成分とする透光性セラミックスは、アルミナの結晶体内にＦｅを０．７ｐｐｍ以上２．０ｐｐｍ以下、Ｃｒを０．７ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下を含有する。これにより、アルミナ中にＣｒ４＋で安定させることができ、アルミナを安定して黄橙色に着色させることができる。
【００１８】
前記Ｆｅが０．７ｐｐｍ未満である場合には、Ｃｒ４＋を安定させることが難しく、黄橙色に安定して着色させることが難しい。また、前記Ｆｅが２．０ｐｐｍを超える場合は、結晶体が黒色となってしまう。前記Ｃｒが０．７ｐｐｍ未満である場合には、Ｃｒ４＋が少ないため、黄橙色に着色させることが難しい。また、前記Ｃｒが２０ｐｐｍを超える場合は、結晶体内にＣｒが析出されてしまうため、赤く着色する。
【００１９】
本実施形態に係る透光性セラミックスは、波長２２０ｎｍ〜２６０ｎｍの光で励起させると６６０ｎｍ〜７２０ｎｍの光を発光する。また、本実施形態に係る透光性セラミックスは、透過率スペクトルにおいて、６００ｎｍ以下より短波長側に吸収があり、２００ｎｍ、２８０ｎｍ、４８０ｎｍ付近に吸収端をもつ。
【００２０】
次に、本実施形態に係る透光性セラミックスの製造方法について説明する。
【００２１】
本実施形態に係る透光性セラミックスを作製するための材料としては、アルミナ原料粉、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ及び純水等を用いる。
【００２２】
次に、前記材料をポットに入れて、アルミナボールを用いて、１２時間ポットを回転させ混合及び解砕することによりスラリーを作製する。
【００２３】
次に、作製したスラリーをスプレードライヤー（噴霧乾燥機）を用いて、粒径１００μｍ程度の造粒粉を形成する。ここで、スプレードライヤー（噴霧乾燥機）とは、スラリーなどの液状原料を噴霧、微粒化させて、乾燥室中で高温気流と接触させて瞬間的に球状の粉粒体に造粒乾燥を行う装置である。
【００２４】
次に、作製した造粒粉をＣＩＰ（冷間等方圧加工法）を用いて、Φ１０ｍｍ×２ｍｍｔの形に成形し、１０００℃で焼成、仮燃体を作製する。
【００２５】
次に、作製した仮燃体を還元雰囲気中で１７００℃〜１８５０℃温度で過熱して焼成体を形成する。なお、還元雰囲気とは、還元燃焼させる雰囲気ガスのことであり、例えば、アルゴン雰囲気を用いることができる。
【００２６】
次に、前記焼成体を１０００℃、１時間、大気中で焼成し、着色させることで、本実施形態に係る透光性セラミックスを得ることができる。
【００２７】
なお、本実施形態に係る透光性セラミックスは、周知の技術であるベルヌーイ法を用いても形成することができる。ここで、ベルヌーイ法とは、火炎溶解法ともいい、２０００℃以上の火炎を通過中に溶解・液滴にする方法である。
【００２８】
（実施形態２）
本発明者らは、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（以下、「ＹＡＧ」という。）においても黄橙色に安定して着色できることを見出した。ＹＡＧとは、イットリウムとアルミニウムの複合酸化物からなるガーネット構造の結晶のことであり、自然界には存在しない人工物であり、主に固体レーザの発振用素子として用いられている。本実施形態に係るＹＡＧを主成分とする透光性セラミックスにおいても、人工の装飾品として用いることができる。
【００２９】
なお、本実施形態に係る透光性セラミックスの場合は、Ｆｅ及びＣｒの含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下である場合に、安定して黄橙色に着色させることができる。
【００３０】
前記Ｆｅが０．５ｐｐｍ未満である場合には、Ｃｒ４＋を安定させることが難しく、黄橙色に安定して着色させることが難しい。また、前記Ｆｅが２０ｐｐｍを超える場合は、結晶体が黒色となってしまう。また、前記Ｃｒが０．５ｐｍ未満である場合には、Ｃｒ４＋が少ないため、黄橙色に着色させることが難しい。また、前記Ｃｒが２０ｐｐｍを超える場合は、結晶体内にＣｒが析出されてしまうため、透光性が低下する。
【００３１】
本実施形態に係る透光性セラミックスの製造方法は、実施形態１で説明したのと同様な方法で作製することができる。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の透光性セラミックスは、例えば装飾品として好適に用いることができる。