(57)【要約】【課題】経時的な色調のさらなる安定化を図りうるアルミナ質焼結体およびその製造方法を提供する。【解決手段】成形体の焼成雰囲気の昇温過程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である第１指定時間Ｔ1［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の第１指定温度Θ1［℃］との組み合わせが昇温保持範囲Ｃ1+またはＣ2+に含まれるように制御される。焼成雰囲気の降温過程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である第２指定時間Ｔ2［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の第２指定温度Θ2［℃］との組み合わせが降温保持範囲Ｃ1-またはＣ2-に含まれるように制御される。これにより、焼結体においてＴｉ化合物のアルミナ結晶粒子への固溶量が制御される。【選択図】図１
2014169203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ２Ｏ３の含有量が９８．００〜９９．９５［ｗｔ％］の範囲に含まれ、
Ｔｉ化合物の含有量が所定の単体不純物の含有量より多く、かつ、Ｔｉ化合物および当該所定の単体不純物の合計含有量が０．０５〜２．０［ｗｔ％］の範囲に含まれ、
Ｔｉ化合物のうち１３〜９８［ｗｔ％］がＡｌ２Ｏ３結晶粒子内に固溶していることを特徴とするアルミナ質焼結体。
【請求項２】
アルミナ質焼結体の製造方法であって、
主原料としてのＡｌ２Ｏ３の含有量が９８．００〜９９．９５［ｗｔ％］の範囲に含まれ、Ｔｉ化合物の含有量が当該主原料に含まれる所定の単体不純物の含有量より多く、かつ、Ｔｉ化合物および当該不純物の合計含有量が０．０５〜２．０［ｗｔ％］の範囲に含まれるように原料を調整する工程と、
前記原料を成形することにより成形体を作製する成形工程と、
前記成形体を酸化雰囲気下で１５００〜１８００［℃］の温度範囲に含まれる所定温度ΘSで焼成する焼成工程と、を含み、
前記焼成工程において、
前記雰囲気の昇温過程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である第１指定時間Ｔ1［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の第１指定温度Θ1［℃］との組み合わせを、関係式１０００≦Θ1≦ΘSおよび１≦Ｔ1≦５０により画定される第１昇温保持範囲に含まれるように制御する昇温保持工程と、
前記雰囲気の降温過程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である第２指定時間Ｔ2［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の第２指定温度Θ2［℃］との組み合わせを、関係式１０００≦Θ2≦ΘSおよび１０≦Ｔ2≦３５０により画定される第１降温保持範囲に含まれるように制御する降温保持工程と、のうち一方または両方を実行することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、
前記昇温保持工程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である前記第１指定時間Ｔ1［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の前記第１指定温度Θ1［℃］との組み合わせを、前記第１昇温保持範囲の一部であって関係式１２５０≦Θ1≦ΘSおよび１０≦Ｔ1≦５０により画定される第２昇温保持範囲に制御し、
これに加えてまたは代えて、前記降温保持工程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である前記第２指定時間Ｔ２［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の前記第２指定温度Θ２［℃］との組み合わせを、前記第１降温保持範囲の一部であって関係式１１００≦Θ2≦１３５０および２０≦Ｔ2≦３５０により画定される第２降温保持範囲に制御することを特徴とする方法。
【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その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミナ質焼結体には、その原料に不可避的に含まれている不純物が残存することから、原料、製品形状または製造ロット等の相違により、当該焼結体の内部および外部のそれぞれにおける色調に相違が生じ、かつ、経時により色調変化が発生する。焼結体の品質は変色によって変化しないものの、当該変色が焼結体の品質劣化を伴うものであるとエンドユーザーに誤解されるおそれがある。
【０００３】
そこで、アルミナ質焼結体の経時的な色調変化を防止するため、（１）当該焼結体に可視光、紫外線、Ｘ線もしくはγ線などの電磁波を照射すること、または（２）当該焼結体を酸化雰囲気下で熱処理することにより、その色調を白色から黄色に予め変色させる手法が先行技術として提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１６５１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、当該先行技術によれば、アルミナ質焼結体の表面の色調変化は制御可能であるものの、当該焼結体の外部（表層部分）および内部（表層部分の内側部分）のそれぞれにおける色調に相違が生じる可能性が高い。この結果、製品全体の色調を整合させるために、焼結体に施される表面処理工程の負荷が増大するため、製造コストが高くなる。
【０００６】
そこで、本発明は、経時的な色調のさらなる安定化を図りうるアルミナ質焼結体およびその製造方法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】
【０００７】
本発明のアルミナ質焼結体は、Ａｌ２Ｏ３の含有量が９８．００〜９９．９５［ｗｔ％］の範囲に含まれ、Ｔｉ化合物の含有量が所定の単体不純物の含有量より多く、かつ、Ｔｉ化合物および当該所定の単体不純物の合計含有量が０．０５〜２．０［ｗｔ％］の範囲に含まれ、Ｔｉ化合物のうち１３〜９８［ｗｔ％］がＡｌ２Ｏ３結晶粒子内に固溶していることを特徴とする。
【０００８】
本発明のアルミナ質焼結体の製造方法は、主原料としてのＡｌ２Ｏ３の含有量が９８．００〜９９．９５［ｗｔ％］の範囲に含まれ、Ｔｉ化合物の含有量が当該主原料に含まれる所定の単体不純物の含有量より多く、かつ、Ｔｉ化合物および当該所定の単体不純物の合計含有量が０．０５〜２．０［ｗｔ％］の範囲に含まれるように原料を調整する工程と、前記原料を成形することにより成形体を作製する成形工程と、前記成形体を酸化雰囲気下で１５００〜１８００［℃］の温度範囲に含まれる所定温度ΘSで焼成する焼成工程と、を含み、前記焼成工程において、前記雰囲気の昇温過程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である第１指定時間Ｔ1［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の第１指定温度Θ1［℃］との組み合わせを、関係式１０００≦Θ1≦ΘSおよび１≦Ｔ1≦５０により画定される第１昇温保持範囲に含まれるように制御する昇温保持工程と、前記雰囲気の降温過程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である第２指定時間Ｔ２［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の第２指定温度Θ２［℃］との組み合わせを、関係式１０００≦Θ２≦ΘSおよび１０≦Ｔ２≦３５０により画定される第１降温保持範囲に含まれるように制御する降温保持工程と、のうち一方または両方を実行することを特徴とする。
【０００９】
前記昇温保持工程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である前記第１指定時間Ｔ1［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の前記第１指定温度Θ1［℃］との組み合わせを、前記第１昇温保持範囲の一部であって関係式１２５０≦Θ1≦ΘSおよび１０≦Ｔ1≦５０により画定される第２昇温保持範囲に制御し、これに加えてまたは代えて、前記降温保持工程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である前記第２指定時間Ｔ２［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の前記第２指定温度Θ２［℃］との組み合わせを、前記第１降温保持範囲の一部であって関係式１１００≦Θ２≦１３５０および２０≦Ｔ２≦３５０により画定される第２降温保持範囲に制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアルミナ質焼結体によれば、経時的な色調のさらなる安定化が図られる。本発明の方法によれば、経時的な色調のさらなる安定化が図られたアルミナ質焼結体が製造される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】原料成形体の焼成雰囲気の昇温過程における保持条件に関する説明図。
【図２】原料成形体の焼成雰囲気の降温過程における保持条件に関する説明図。
【図３】紫外線照射前後の焼結体の色調評価方法に関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（アルミナ質焼結体の構成）
本発明のアルミナ質焼結体におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は９８．００〜９９．９５［ｗｔ％］の範囲に含まれ、かつ、Ｔｉ化合物および所定の単体不純物の合計含有量は０．０５〜２．０［ｗｔ％］の範囲に含まれている。Ｔｉ化合物の含有量は所定の単体不純物の含有量よりも多い。Ｍｎ、Ｆｅ、ＣａおよびＭｇのうち少なくとも１つが所定の単体不純物に該当する。Ｔｉ化合物のうち１０〜９８［ｗｔ％］がＡｌ２Ｏ３結晶粒子内に固溶している。Ｔｉ化合物のうち、その余の部分は結晶粒界に残存している。
【００１３】
（アルミナ質焼結体の製造方法）
主原料としてのＡｌ２Ｏ３粒子に対して、Ｔｉ化合物が当該主原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物よりも多くなるように、かつ、Ｔｉ化合物および所定の単体不純物が全体の０．０５〜２．０［ｗｔ％］を占めるように添加される。当該原料がＣＩＰまたは鋳込み等の公知方法にしたがって成形され、当該成形体が酸化雰囲気または非酸化雰囲気下で、かつ、１５００〜１８００［℃］の温度範囲に含まれる所定温度ΘSで焼成されることにより前記構成のアルミナ質焼結体が得られる。
【００１４】
焼成雰囲気の昇温過程において、雰囲気温度Θの合計保持時間（雰囲気温度Θが略一定に維持される累計時間）である第１指定時間Ｔ1［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の第１指定温度Θ1［℃］との組み合わせが、図１に一点鎖線で囲まれている矩形状の第１昇温保持範囲Ｃ1+に含まれるように制御される。矩形状の第１昇温保持範囲Ｃ1+は、関係式１０００≦Θ1≦ΘSおよび１≦Ｔ1≦５０により画定される。
【００１５】
焼成雰囲気の昇温過程において、当該組み合わせが、図１に二点鎖線で示されている第２昇温保持範囲Ｃ2+に含まれるように制御されることが好ましい。第２昇温保持範囲Ｃ2+は第１昇温保持範囲Ｃ1+の一部であり、関係式１２５０≦Θ1≦ΘSおよび１０≦Ｔ1≦５０により画定される。
【００１６】
昇温過程における保持制御に加えてまたは代えて、焼成雰囲気の降温過程において、雰囲気温度Θの合計保持時間である第２指定時間Ｔ2［ｈｒ］と、当該保持温度である一または複数の第２指定温度Θ2［℃］との組み合わせが、図２に一点鎖線で囲まれている矩形状の第１降温保持範囲Ｃ1-に含まれるように制御される。矩形状の第１降温保持範囲Ｃ1-は、関係式１０００≦Θ2≦Θ2および１０≦Ｔ2≦３５０により画定される。
【００１７】
焼成雰囲気の降温過程において、当該組み合わせが、図２に二点鎖線で示されている第２降温保持範囲Ｃ2-に含まれるように制御されることが好ましい。第２降温保持範囲Ｃ2-は第１降温保持範囲Ｃ1-の一部であり、関係式１１００≦Θ2≦１３５０および２０≦Ｔ2≦３５０により画定される。
【００１８】
昇温保持工程における保持時間Ｔおよび降温保持工程における保持時間Ｔの両方の合計が、原料におけるＴｉ化合物のＴｉＯ２換算添加量に応じた指定保持時間以上に制御されることが好ましい。表１には、原料におけるＴｉ化合物のＴｉＯ２換算添加量と、指定保持時間との関係が示されている。
【００１９】
【表１】
2014169203.tif 000003
【００２０】
成形体が大型であるほど、昇温過程および降温過程のうち一方または両方における焼成雰囲気の保持回数が増やされることが好ましい。成形体が大型であるほど、昇温過程および降温過程を含む熱処理の繰り返し回数が増やされることが好ましい。
【００２１】
（実施例）
（実施例１）
原料としての平均粒子径０．２０〜１．２０［μｍ］で純度９９．８０［ｗｔ％］のＡｌ２Ｏ３粒子に対して、平均粒子径０．１０〜０．５５［μｍ］のＴｉＯ２がＴｉ化合物として添加された。ＴｉＯ２の添加量は、原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＭｇの含有量（０．０２［ｗｔ％］以下）より多い０．２０［ｗｔ％］に調節された。
【００２２】
原料に対して溶媒、有機バインダおよび分散剤が添加された上で、ミル混合機を用いて混合された。当該混合物がスプレードライヤー法にしたがって顆粒化され、当該顆粒がＣＩＰにしたがって成形されることにより、φ５００［ｍｍ］×ｔ５０［ｍｍ］の略円盤状の成形体が作製された。
【００２３】
さらに、当該成形体が酸化雰囲気下で焼成されることにより実施例１のアルミナ質焼結体が得られた。成形体の焼成雰囲気の昇温過程（Θ＝１０００［℃］→１８００［℃］）における雰囲気温度Θの合計保持時間である第１指定時間Ｔ1が１０［ｈｒ］に制御された。成形体の焼成雰囲気の降温過程（Θ＝１８００［℃］→１０００［℃］）における雰囲気温度Θの合計保持時間である第２指定時間Ｔ2が１２０［ｈｒ］に制御された。
【００２４】
具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１４００［℃］において１０［ｈｒ］にわたり１回保持され、さらに所定温度Θs＝１８００［℃］において３［ｈｒ］にわたり保持された後、降温過程で第２指定温度Θ2＝１２５０［℃］において第２指定時間Ｔ2＝１２０［ｈｒ］にわたり１回保持された。
【００２５】
（実施例２）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＭｎの含有量（＝０．０１［ｗｔ％］）より多い０．８０［ｗｔ％］に調節された。
【００２６】
第１指定時間Ｔ1が５［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が１５０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１４５０［℃］において５［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１３５０［℃］、１２５０［℃］および１１００［℃］のそれぞれにおいて５０［ｈｒ］にわたり３回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例２の焼結体が製造された。
【００２７】
（実施例３）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＣａの含有量（＝０．１０［ｗｔ％］）より多い２．００［ｗｔ％］に調節された。
【００２８】
第１指定時間Ｔ1が４０［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が３５０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１０００［℃］および１３５０［℃］のそれぞれにおいて２０［ｈｒ］にわたり２回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１３５０［℃］において３５０［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例３の焼結体が製造された。
【００２９】
（実施例４）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＭｇの含有量（０．０２［ｗｔ％］以下）より多い０．４５［ｗｔ％］に調節された。
【００３０】
第１指定時間Ｔ1が５［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が１５０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１０００［℃］において５［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１２５０［℃］において１５０［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例４の焼結体が製造された。
【００３１】
（実施例５）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＭｇの含有量（＝０．０２［ｗｔ％］）より多い０．５０［ｗｔ％］に調節された。
【００３２】
第１指定時間Ｔ1が８０［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が３２０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１２５０［℃］および１８００［℃］のそれぞれにおいて４０［ｈｒ］にわたり２回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１７００［℃］において３２０［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例５の焼結体が製造された。
【００３３】
（実施例６）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＭｎの含有量（＝０．０１［ｗｔ％］）より多い１．５０［ｗｔ％］に調節された。
【００３４】
第１指定時間Ｔ1が４０［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が３００［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１４００［℃］において４０［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１２００［℃］において３００［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例６の焼結体が製造された。
【００３５】
（実施例７）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＣａの含有量（＝０．０１［ｗｔ％］）より多い０．０５［ｗｔ％］に調節された。
【００３６】
第１指定時間Ｔ1が１０［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が２０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１２５０［℃］において１０［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１３００［℃］において２０［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例７の焼結体が製造された。
【００３７】
（実施例８）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＣａの含有量（＝０．０１［ｗｔ％］）より多い０．０８［ｗｔ％］に調節された。
【００３８】
第１指定時間Ｔ1が８０［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が５０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１０００［℃］、１２００［℃］、１３００［℃］、１４００［℃］、１５００［℃］、１６００［℃］、１７００［℃］および１８００［℃］のそれぞれにおいて１０［ｈｒ］にわたり８回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１５００［℃］において５０［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例８の焼結体が製造された。
【００３９】
（実施例９）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＣａの含有量（＝０．０１［ｗｔ％］）より多い０．２５［ｗｔ％］に調節された。
【００４０】
第１指定時間Ｔ1が８０［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が２０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１３５０［℃］において８０［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１２００［℃］において２０［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例９の焼結体が製造された。
【００４１】
（実施例１０）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＣａの含有量（＝０．０５［ｗｔ％］）より多い０．７５［ｗｔ％］に調節された。
【００４２】
第１指定時間Ｔ1が５［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が３００［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１４５０［℃］において５［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１３５０［℃］、１２５０［℃］および１１００［℃］のそれぞれにおいて１００［ｈｒ］にわたり３回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例１０の焼結体が製造された。
【００４３】
（実施例１１）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＭｇの含有量（０．０２［ｗｔ％］以下）より多い１．７５［ｗｔ％］に調節された。
【００４４】
第１指定時間Ｔ1が５０［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が３５０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１１００［℃］において５０［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１１００［℃］において３５０［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例１１の焼結体が製造された。
【００４５】
（実施例１２）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物としてのＭｇの含有量（０．０２［ｗｔ％］以下）より多い０．１５［ｗｔ％］に調節された。
【００４６】
第１指定時間Ｔ1が５０［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が１５［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１８００［℃］において５０［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１０００［℃］において１５［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって実施例１２の焼結体が製造された。
【００４７】
各実施例の焼結体の色、および、当該焼結体におけるＡｌ２Ｏ３結晶粒子に対するＴｉ化合物のＴｉＯ２換算固溶量が評価された。
【００４８】
（色評価）
紫外線照射前後における焼結体のそれぞれが加工されることにより、切断面が一端面として露出している略直方体状の試料が準備された。焼結体の表面および切断面のそれぞれの表面粗さの均一化を図るため、焼結体の表面および切断面のそれぞれが、平面研削盤を用いて加工された。次に、当該試料としての焼結体の表面および切断面（表層部分（厚さ０．５［ｍｍ］）を除く。）のそれぞれの複数箇所において、紫外線照射前後でのＬ*ａ*ｂ*色空間における座標値偏差ΔＬ*、Δａ*およびΔｂ*のそれぞれの偏差が色差計を用いて測定された。紫外線照射時間は、２４〜２４０［ｈｒ］の範囲に含まれる。色差計として、Ｌ*ａ*ｂ*表色系のコニカミノルタ社製ＣＭ−７００ｄが用いられた。
【００４９】
たとえば、図３に示されている略直方体状の試料の切断面における６個の領域（●参照）および同試料の表面における５個の領域（○参照）のそれぞれにおいてＬ*ａ*ｂ*色空間における座標値Ｌ*、ａ*およびｂ*が測定され、当該測定結果の最大値と最大値との偏差ΔＬ*、Δａ*およびΔｂ*が評価された。紫外線照射前における当該偏差ΔＬ*、Δａ*およびΔｂ*のそれぞれに対する、紫外線照射後における当該偏差ΔＬ*、Δａ*およびΔｂ*のそれぞれの比率から１が減算された結果が色変化率として算定された。
【００５０】
（ＴｉＯ２の固溶率評価）
焼結体を加圧容器内において硫酸に溶解させ、当該溶液に含まれるチタンが誘導結合プラズマ発光分光分析法にしたがって定量分析された。当該定量分析用の装置として、エスアイアイナノテクノロジー社製の誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＳＰＳ-３５００型）が用いられた。ＴｉＯ２の添加量に対するＴｉＯ２の固溶量の比率がＴｉＯ２の固溶率として評価された。
【００５１】
各実施例の焼結体の製造条件および評価結果のそれぞれが、表２および表３のそれぞれにまとめて示されている。
【００５２】
【表２】
2014169203.tif 000004
【００５３】
【表３】
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【００５４】
図１には、実施例１〜１２の焼結体の製造条件としての昇温過程における第１指定温度Θ1および第１指定時間Ｔ1の組み合わせが、該当数番の丸付き数字により示されている。図１および表２から、実施例１〜４、６、７および１０〜１２の焼結体が、当該組み合わせが第１昇温保持範囲Ｃ1+に含まれるような第１昇温保持条件下で作製されたことがわかる。実施例１、６、７および１２の焼結体が、当該組み合わせが第２昇温保持範囲Ｃ2+に含まれるような第２昇温保持条件下で作製されたことがわかる。
【００５５】
図２には、実施例１〜１２の焼結体の製造条件としての降温過程における第２指定温度Θ2および第２指定時間Ｔ2の組み合わせが、該当数番の丸付き数字により示されている。図２および表２から、実施例１〜１２の焼結体が、当該組み合わせが第１降温保持範囲Ｃ1-に含まれるような第１降温保持条件下で作製されたことがわかる。実施例１〜４、６、７、９、１０および１１の焼結体が、当該組み合わせが第２降温保持範囲Ｃ2-に含まれるような第２降温保持条件下で作製されたことがわかる。
【００５６】
表３から次のことがわかる。第１降温保持条件下で作製された実施例１〜１２の焼結体について、ΔＬ*が３．９以下であり、Δａ*が１．１以下であり、かつ、Δｂ*が４．０以下である。実施例１〜１２の焼結体の紫外線照射前後におけるΔＬ*変化率は０．１７以下であり、Δａ*変化率は０．２０以下であり、かつ、Δｂ*変化率は０．２０以下である。
【００５７】
第１降温保持条件に加えて第１昇温保持条件下で作製された実施例１〜４、６、７および１０〜１２の焼結体について、ΔＬ*が３．８（＜３．９）以下であり、Δａ*が１．１以下であり、かつ、Δｂ*が３．９（＜４．０）以下である。実施例１〜４、６、７および１０〜１２の焼結体の紫外線照射前後におけるΔＬ*変化率は０．１７以下であり、Δａ*変化率は０．２０以下であり、かつ、Δｂ*変化率は０．２０以下である。第２降温保持条件下で作製された実施例１〜４、６、７、９、１０および１１の焼結体についても同様である。ＴｉＯ2添加量に対する指定保持時間（表１参照）が適用されている実施例１、３〜８、１０および１１の焼結体についても同様である。
【００５８】
第２降温保持条件に加えて第２昇温保持条件下で作製された実施例１、６、７の焼結体について、ΔＬ*が２．３（＜３．８）以下であり、Δａ*が０．５（＜１．１）以下であり、かつ、Δｂ*が２．５（＜３．９）以下である。実施例１、６、７の焼結体の紫外線照射前後におけるΔＬ*変化率は０．１７以下であり、Δａ*変化率は０．２０以下であり、かつ、Δｂ*変化率は０．２０以下である。
【００５９】
ＴｉＯ2固溶率が８０％を超えている実施例７、８および１２の焼結体の紫外線照射前後におけるΔＬ*変化率は０．１７以下であり、Δａ*変化率は０．２０以下であり、かつ、Δｂ*変化率は０．２０以下である。ＴｉＯ2固溶率が３０〜８０％以上である実施例１、２、４、５、９および１０の焼結体の紫外線照射前後におけるΔＬ*変化率は０．１１（＜０．１７）以下であり、Δａ*変化率は０．１４（＜０．２０）以下であり、かつ、Δｂ*変化率は０．１４（＜０．２０）以下である。固溶率が３０％未満である実施例３、６および１１の焼結体の紫外線照射前後におけるΔＬ*変化率は０．０３（＜０．１１）以下であり、Δａ*変化率は０．００（＜０．１４）であり、かつ、Δｂ*変化率は０．０６（＜０．１４）以下である。
【００６０】
（比較例）
（比較例１）
原料としての平均粒子径０．２０〜１．２０［μｍ］で純度９０．０［ｗｔ％］のＡｌ２Ｏ３粒子に対して、平均粒子径０．１０〜０．５５［μｍ］のＴｉＯ２添加量が、不可避的な所定の単体不純物としてのＭｇの含有量（＝１．００［ｗｔ％］）より少ない０．５０［ｗｔ％］に調節された。
【００６１】
第１指定時間Ｔ1が１５［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝８５０［℃］において１５［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程では保持されなかった。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって比較例１の焼結体が製造された。
【００６２】
（比較例２）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的な所定の単体不純物として含まれるＭｇの含有量（＝１．００［ｗｔ％］）より多い２．００［ｗｔ％］に調節された。
【００６３】
第１指定時間Ｔ1が１００［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が２５０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝８００［℃］において１００［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝８００［℃］において２５０［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって比較例２の焼結体が製造された。
【００６４】
（比較例３）
原料に対するＴｉＯ２の添加量が、当該原料に不可避的な所定の単体不純物として含まれるＭｇの含有量（＝０．１０［ｗｔ％］）より多い０．２０［ｗｔ％］に調節された。
【００６５】
第１指定時間Ｔ1が０［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が３［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で保持されず、降温過程で第２指定温度Θ2＝１４００［℃］において３［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって比較例３の焼結体が製造された。
【００６６】
（比較例４）
原料に対してＴｉＯ２が添加されなかった。第１指定時間Ｔ1が２０［ｈｒ］に制御され、第２指定時間Ｔ2が５０［ｈｒ］に制御された。具体的には、雰囲気温度Θが昇温過程で第１指定温度Θ1＝１２５０［℃］において２０［ｈｒ］にわたり１回保持され、降温過程で第２指定温度Θ2＝１２５０［℃］において５０［ｈｒ］にわたり１回保持された。その他の製造条件は、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって比較例４の焼結体が製造された。
【００６７】
（比較例５）
成形体の焼成雰囲気が還元雰囲気に変更されたほかは、実施例１の焼結体の製造条件と同様の条件にしたがって比較例５の焼結体が製造された。
【００６８】
各比較例の焼結体の製造条件および評価結果のそれぞれが、表４および表５のそれぞれにまとめて示されている。
【００６９】
【表４】
2014169203.tif 000006
【００７０】
【表５】
2014169203.tif 000007
【００７１】
図１には、比較例１〜５の焼結体の製造条件としての昇温過程における第１指定温度Θ1および第１指定時間Ｔ1の組み合わせが、該当数番の三角付き数字により示されている。図１および表４から、比較例１〜３の焼結体が、当該組み合わせが第１昇温保持範囲Ｃ1+から外れるような条件下で作製されたことがわかる。
【００７２】
図２には、比較例１〜５の焼結体の製造条件としての降温過程における第２指定温度Θ2および第２指定時間Ｔ2の組み合わせが、該当数番の三角付き数字により示されている。図２よび表４から、比較例１〜３の焼結体が、当該組み合わせが第１降温保持範囲Ｃ1-
から外れるような条件下で作製されたことがわかる。
【００７３】
表５によれば、次のことがわかる。第１昇温保持条件および第１降温保持条件が満たされずに作製された比較例１〜３の焼結体について、ΔＬ*が７．８（＞３．９）以上であり、Δａ*が３．５（＞１．１）以上であり、かつ、Δｂ*が７．５（＞４．０）以上である。比較例１〜３の焼結体の紫外線照射前後におけるΔＬ*変化率は０．４２（＞０．１７）以上であり、Δａ*変化率の大きさは０．１１（＜０．２０）以上であり、かつ、Δｂ*変化率は０．３１（＞０．２０）以上である。原料にＴｉＯ2（Ｔｉ化合物）が添加されずに作製された比較例４の焼結体の色変化率は比較例１〜３の焼結体と比較して著しく大きい。成形体が還元雰囲気で焼成されることにより作製された比較例５の色変化率も比較例１〜３の焼結体と比較して大きい。
【００７４】
（本発明のアルミナ質焼結体およびその製造方法に関する考察）
アルミナを原料として作製された成形体が酸化雰囲気において焼成される際、当該原料に不可避的に含まれる所定の単体不純物が不定比化合物を形成するため、アルミナ質焼結体の変色が生じると推定される。本発明によれば、アルミナ質焼結体の色を安定させるため、ＴｉＯ２等のＴｉ化合物が所定の単体不純物よりも支配的になるようにその添加量が調整されている。
【００７５】
ＴｉＯ２（Ｔｉ化合物由来の酸化チタンを含む。）は不可避的な所定の単体不純物と同様に、酸化雰囲気中においてもわずかに酸素欠損などを起こし、化学式でＴｉＯ２-Ｘと表わされる不定比な状態になる。しかし、成形体焼成時に、当該成形体の雰囲気温度の保持時間および保持温度が調整されることにより、Ｔｉ化合物のアルミナ結晶粒子内への固溶が促進されると共に、アルミナ質焼結体において固溶し切れなかった残分のＴｉＯ２-Ｘが、ＴｉＯ２の定比に戻りまたはＴｉＯ２が析出し、焼結体全体が乳白色を基調とした色に安定すると推定される。
【００７６】
また、添加量を調整することで、酸化処理により酸化アルミニウム焼結体中には、その他の所定の単体不純物由来の不定比化合物よりも定比の状態に戻した、または析出させたＴｉＯ２が支配的となる。そのため、紫外線照射を施しても所定の単体不純物由来の不定比化合物は微量であるため、変色には寄与することなく、乳白色を基調とした安定した色調が維持されるものと推定される。
【符号の説明】
【００７７】
Ｃ1+‥第１昇温保持範囲、Ｃ2+‥第２昇温保持範囲、Ｃ1-‥第１降温保持範囲、Ｃ2-‥第２降温保持範囲。
【図３】
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【図１】
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【図２】
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