(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結体を構成するアルミナ結晶粒の平均粒径が０．３〜０．７μｍかつ平均ファセット長が７００ｎｍ以下である透明性アルミナ焼結体であって、
３Ａ族金属酸化物および４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物から選択される一種以上の金属酸化物をアルミナに対して０．０２〜０．２ｍｏｌ％含むことを特徴とする透明性アルミナ焼結体。
【請求項２】
厚さ０．５ｍｍのとき、可視光の全透過率が５０％以上であり、かつ全透過率に対する直線透過率の比が０．３以上である請求項１記載の透明性アルミナ焼結体。
【請求項３】
平均アスペクト比１．０〜１．５のアルミナ結晶粒からなり、密度が３．９８ｇ／ｃｍ３以上である請求項１又は２記載の透明性アルミナ焼結体。
【請求項４】
室温における曲げ強度が８００ＭＰａ以上であり、ビッカース硬度が１９００以上である請求項１から３のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、焼成して３．７７〜３．９１ｇ／ｃｍ３の密度を有する一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に熱間静水圧プレス処理を施して３．９８ｇ／ｃｍ３以上の密度を有する二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、焼成して理論密度に対する相対密度が９４．５〜９８．０％である一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に熱間静水圧プレス処理を施して理論密度に対する相対密度が９９．８％以上の二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、１２２５〜１２７５℃で焼成して一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に温度１１００〜１２５０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２の熱間静水圧プレス処理を施して二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末および他の原料粉末の混合物を所定形状に成形した後、１２２５〜１３６０℃で焼成して一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に温度１１００〜１３５０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２の熱間静水圧プレス処理を施して二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法。
【請求項９】
請求項１から４のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体からなる焼結アルミナ部材であって、
該焼結アルミナ部材の研磨部分において、アルミナ結晶粒の粒子脱落部分の占める面積割合が１％以下であることを特徴とする焼結アルミナ部材。
【請求項１０】
請求項１から４のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体からなる焼結アルミナ部材であって、
該焼結アルミナ部材の研磨面における中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．００２〜０．０２０μｍであり、最大高さ（Ｒｍａｘ）が０．０１〜０．３０μｍであることを特徴とする焼結アルミナ部材。
【請求項１１】
請求項１から４のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体からなることを特徴とする発光管。
【請求項１２】
焼結体を構成するアルミナ結晶粒の平均粒径が０．３〜０．７μｍかつ平均ファセット長が７００ｎｍ以下である透明性アルミナ焼結体であって、
室温における曲げ強度が８００ＭＰａ以上であり、ビッカース硬度が１９００以上であることを特徴とする透明性アルミナ焼結体。
【請求項１３】
厚さ０．５ｍｍのとき、可視光の全透過率が５０％以上であり、かつ全透過率に対する直線透過率の比が０．３以上である請求項１２記載の透明性アルミナ焼結体。
【請求項１４】
平均アスペクト比１．０〜１．５のアルミナ結晶粒からなり、密度が３．９８ｇ／ｃｍ３以上である請求項１２又は１３記載の透明性アルミナ焼結体。
【請求項１５】
３Ａ族金属酸化物および４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物から選択される一種以上の金属酸化物をアルミナに対して０．０２〜０．２ｍｏｌ％含む請求項１２から１４のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体。
【請求項１６】
請求項１２から１５のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、焼成して３．７７〜３．９１ｇ／ｃｍ３の密度を有する一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に熱間静水圧プレス処理を施して３．９８ｇ／ｃｍ３以上の密度を有する二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法。
【請求項１７】
請求項１２から１５のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、焼成して理論密度に対する相対密度が９４．５〜９８．０％である一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に熱間静水圧プレス処理を施して理論密度に対する相対密度が９９．８％以上の二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法。
【請求項１８】
請求項１２から１５のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、１２２５〜１２７５℃で焼成して一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に温度１１００〜１２５０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２の熱間静水圧プレス処理を施して二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法。
【請求項１９】
請求項１２から１５のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末および他の原料粉末の混合物を所定形状に成形した後、１２２５〜１３６０℃で焼成して一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に温度１１００〜１３５０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２の熱間静水圧プレス処理を施して二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法。
【請求項２０】
請求項１２から１５のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体からなる焼結アルミナ部材であって、
該焼結アルミナ部材の研磨部分において、アルミナ結晶粒の粒子脱落部分の占める面積割合が１％以下であることを特徴とする焼結アルミナ部材。
【請求項２１】
請求項１２から１５のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体からなる焼結アルミナ部材であって、
該焼結アルミナ部材の研磨面における中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．００２〜０．０２０μｍであり、最大高さ（Ｒｍａｘ）が０．０１〜０．３０μｍであることを特徴とする焼結アルミナ部材。
【請求項２２】
請求項１２から１５のいずれか一項記載の透明性アルミナ焼結体からなることを特徴とする発光管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極く微細な組織を有し強度及び硬度が大きくさらに耐摩耗性および／または透光性等にも優れるアルミナ焼結体、直線透過率が高く透光性および透明性のいずれにも優れたアルミナ焼結体、室温強度および高温強度のいずれにも優れたアルミナ焼結体、及びそれらのアルミナ焼結体の製造方法に関する。また本発明は、このアルミナ焼結体からなり、研磨時に粒子が脱落し難く、表面粗さの小さい平滑な表面を有する焼結アルミナ部材に関する。
本発明のアルミナ焼結体及び焼結アルミナ部材のうち耐摩耗性に優れるものは、高強度、高硬度、及び優れた耐摩耗性、耐食性等が必要とされる構造部材などとして有用であり、切削工具として特に好適であり、そのほか軸受け、骨頭等として使用される。また、本発明のアルミナ焼結体のうち透光性に優れるものは、発光管として特に好適であり、そのほか光コネクタ、発光管、高温用窓材等として使用される。
【０００２】
【従来の技術】
アルミナは熱的に安定であり、強度、硬度等が大きく、耐摩耗性、耐食性等に優れたセラミックスであり、現在、広範な用途において使用されている素材の一種である。しかし、アルミナ焼結体からなる部材では、表面の粒子が脱落し易く、この粒子の脱落を抑えて耐摩耗性を更に向上させた部材が求められている。また、従来の焼結アルミナ部材では、ラッピング若しくはポリッシングにより鏡面仕上げをしようとする場合に、粒子の脱落により精密な鏡面を得ることが困難であった。更に、この部材を軸受け等、大きな接触応力が発生する用途に使用する場合には、粒子が脱落した部位に応力が集中し、破壊が生じる恐れがある。
【０００３】
この研磨時の粒子の脱落を抑えるためには、組織を微細化する、粒界相を少なくして純度を高くする、及び残留気孔を減少させて密度を高くする等が有効である。このような高純度、高密度アルミナ焼結体については、これまでに数多くの報告がなされているが、それらのほとんどは透光性を向上させるために純度及び密度を高くしたものであって、耐摩耗性等の検討は不十分である。
【０００４】
一方、透光性アルミナ焼結体は、一般的なガラス材料等に比べて熱的安定性や化学的安定性に優れていることから、高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプ等のＨＩＤランプ用発光管、高温用窓材等として多く使用されている。しかし、透光性が高くかつ強度、硬度等に優れた透光性アルミナ焼結体、あるいはさらに耐摩耗性にも優れた透光性アルミナ焼結体を得ることは困難であった。
例えば、特開平３−２８５８６５号公報には、純度が高く、透光性に優れたアルミナセラミックスが記載されている。しかし、このアルミナセラミックスでは曲げ強度が５００ＭＰａ程度と十分ではない。また、特許第２７２９２０４号公報および特許第２６６３１９１号公報には、強度および硬度の高いアルミナセラミックスが開示されている。しかし、これらのアルミナセラミックスでは透光性が不十分であり、例えば特許第２６６３１９１号公報に記載された実施例では、試料厚さ１ｍｍにおける透過率が５０％未満である。
【０００５】
さらに、発光管や高温窓用材料として使用するには、室温のみならず高温（例えば１０００〜１２００℃）における高強度、高硬度等も要求される。また、高強度、高硬度が達成されれば部材を薄型化することができ、透光性の点からも好ましい。しかし、上記従来のアルミナセラミックスは高温における強度、硬度等の検討が不十分であった。また、アルミナの結晶構造は六方晶であり光学的異方性を有しているため、多結晶体では結晶界面における屈折率変化により屈折や反射が生じて光が散乱される。このため、従来の透光性アルミナは、透光性（光が透過することをいう。例えば磨りガラスのような状態。）は有するものの、透明性（光が散乱されずに透過することをいう。例えば透明ガラスのような状態。）の点ではいずれも不十分なものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、微細な組織を有し強度及び硬度が大きくさらに耐摩耗性および／または透光性等に優れたアルミナ焼結体、直線透過率が高く透光性および透明性のいずれにも優れたアルミナ焼結体、室温強度および高温強度のいずれにも優れたアルミナ焼結体、及びそれらのアルミナ焼結体の製造方法を提供することを目的とする。また本発明は、このアルミナ焼結体からなり、より優れた耐摩耗性を備えるとともに、研磨時において、表面の粒子が脱落し難く、表面粗さの小さい平滑な表面が形成され、接触応力等による損傷を受け難い焼結アルミナ部材を提供することを目的とする。さらに、上記アルミナ焼結体からなる発光管を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、焼結体を構成するアルミナ結晶粒の平均粒径が０．３〜０．７μｍかつ平均ファセット長が７００ｎｍ以下である透明性アルミナ焼結体であって、
３Ａ族金属酸化物および４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物から選択される一種以上の金属酸化物をアルミナに対して０．０２〜０．２ｍｏｌ％含むことを特徴とする透明性アルミナ焼結体である。
第２発明は、厚さ０．５ｍｍのとき、可視光の全透過率が５０％以上であり、かつ全透過率に対する直線透過率の比が０．３以上である第１発明記載の透明性アルミナ焼結体である。
第３発明は、平均アスペクト比１．０〜１．５のアルミナ結晶粒からなり、密度が３．９８ｇ／ｃｍ３以上である第１発明又は第２発明記載の透明性アルミナ焼結体である。
第４発明は、室温における曲げ強度が８００ＭＰａ以上であり、ビッカース硬度が１９００以上である第１から第３のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体である。
第５発明は、第１から第４のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、焼成して３．７７〜３．９１ｇ／ｃｍ３の密度を有する一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に熱間静水圧プレス処理を施して３．９８ｇ／ｃｍ３以上の密度を有する二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法である。
第６発明は、第１から４のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、焼成して理論密度に対する相対密度が９４．５〜９８．０％である一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に熱間静水圧プレス処理を施して理論密度に対する相対密度が９９．８％以上の二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法である。
第７発明は、第１から４のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、１２２５〜１２７５℃で焼成して一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に温度１１００〜１２５０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２の熱間静水圧プレス処理を施して二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法である。
第８発明は、第１から４のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末および他の原料粉末の混合物を所定形状に成形した後、１２２５〜１３６０℃で焼成して一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に温度１１００〜１３５０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２の熱間静水圧プレス処理を施して二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法である。
第９発明は、第１から４のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体からなる焼結アルミナ部材であって、
該焼結アルミナ部材の研磨部分において、アルミナ結晶粒の粒子脱落部分の占める面積割合が１％以下であることを特徴とする焼結アルミナ部材である。
第１０発明は、第１から４のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体からなる焼結アルミナ部材であって、
該焼結アルミナ部材の研磨面における中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．００２〜０．０２０μｍであり、最大高さ（Ｒｍａｘ）が０．０１〜０．３０μｍであることを特徴とする焼結アルミナ部材である。
第１１発明は、第１から４のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体からなることを特徴とする発光管である。
第１２発明は、焼結体を構成するアルミナ結晶粒の平均粒径が０．３〜０．７μｍかつ平均ファセット長が７００ｎｍ以下である透明性アルミナ焼結体であって、
室温における曲げ強度が８００ＭＰａ以上であり、ビッカース硬度が１９００以上であることを特徴とする透明性アルミナ焼結体である。
第１３発明は、厚さ０．５ｍｍのとき、可視光の全透過率が５０％以上であり、かつ全透過率に対する直線透過率の比が０．３以上である第１２発明に記載の透明性アルミナ焼結体である。
第１４発明は、平均アスペクト比１．０〜１．５のアルミナ結晶粒からなり、密度が３．９８ｇ／ｃｍ３以上である第１２又は１３発明に記載の透明性アルミナ焼結体。
第１５発明は、３Ａ族金属酸化物および４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物から選択される一種以上の金属酸化物をアルミナに対して０．０２〜０．２ｍｏｌ％含む第１２から１４のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体である。
第１６発明は、第１２から１５のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、焼成して３．７７〜３．９１ｇ／ｃｍ３の密度を有する一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に熱間静水圧プレス処理を施して３．９８ｇ／ｃｍ３以上の密度を有する二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法である。
第１７発明は、第１２から１５のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、焼成して理論密度に対する相対密度が９４．５〜９８．０％である一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に熱間静水圧プレス処理を施して理論密度に対する相対密度が９９．８％以上の二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法である。
第１８発明は、第１２から１５のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、１２２５〜１２７５℃で焼成して一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に温度１１００〜１２５０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２の熱間静水圧プレス処理を施して二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法である。
第１９発明は、第１２から１５のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体を製造する方法であって、
平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末および他の原料粉末の混合物を所定形状に成形した後、１２２５〜１３６０℃で焼成して一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に温度１１００〜１３５０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２の熱間静水圧プレス処理を施して二次焼結体とすることを特徴とする透明性アルミナ焼結体の製造方法である。
第２０発明は、第１２から１５のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体からなる焼結アルミナ部材であって、
該焼結アルミナ部材の研磨部分において、アルミナ結晶粒の粒子脱落部分の占める面積割合が１％以下であることを特徴とする焼結アルミナ部材である。
第２１発明は、第１２から１５のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体からなる焼結アルミナ部材であって、
該焼結アルミナ部材の研磨面における中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．００２〜０．０２０μｍであり、最大高さ（Ｒｍａｘ）が０．０１〜０．３０μｍであることを特徴とする焼結アルミナ部材である。
第２２発明は、第１２から１５のいずれかの発明に記載の透明性アルミナ焼結体からなることを特徴とする発光管である。
【０００８】
アルミナ焼結体を構成する上記「アルミナ結晶粒」の平均粒径は０．３〜０．７μｍである。アルミナ結晶粒の平均粒径が１．０μｍを超える場合は、焼結体の強度及び硬度が小さくなり、耐摩耗性等も低下する。また、この焼結体を用いて部材とした場合に、研磨にともなう粒子の脱落を生じ、接触応力等による損傷を受け易くなる。尚、アルミナ結晶粒の平均粒径が０．３μｍ未満（例えば０．０５μｍ以上０．３μｍ未満）であっても、強度、硬度及び耐摩耗性、透光性等の物性には特に問題はない。しかし、そのような微粒子は安価な原料粉末を用いて生成させることが難しく、得られる焼結体がコスト高になる。
【０００９】
また、上記「アルミナ焼結体」の密度は「３．９８ｇ／ｃｍ３以上」であることが好ましく、特に３．９９ｇ／ｃｍ３以上（上限は得られるアルミナ焼結体の理論密度である。）であることが好ましい。この密度が３．９８ｇ／ｃｍ３未満である場合は、焼結体の緻密化が不十分となり、強度、硬度が小さくなって、耐摩耗性、透光性等も低下する。
【００１０】
第３、１４発明のアルミナ焼結体は、このように平均粒径１．０μｍ以下という超微細組織からなり、かつ密度が３．９８ｇ／ｃｍ３以上と十分に緻密化されている。これにより、例えば第４、１２発明のように、室温における曲げ強度が８００ＭＰａ以上（より好ましくは８３０ＭＰａ以上、上限は特に限定されないが通常は１１００ＭＰａ程度）であり、かつビッカース硬度が１９００以上（より好ましくは２０００以上、さらに好ましくは２１００以上、上限は特に限定されないが通常は２２００程度）のものとすることができ、広範な用途において使用することができる優れた特性を備えるものである。
【００１１】
そして、第３、１４発明のアルミナ焼結体は、アルミナ結晶粒の平均アスペクト比が「１．０〜１．５」であることにより、高い強度および硬度に加えて耐摩耗性等にも優れる。このアスペクト比は１．０〜１．３５であることが特に好ましい。平均アスペクト比が１．５を超える場合は、焼結体の耐摩耗性等が低下する。更に、この焼結体を用いて部材とした場合に、研磨にともない表面からの粒子の脱落を生じ、接触応力等による損傷を受け易くなる。
【００１２】
また、アルミナ焼結体は、厚さ１ｍｍのときの可視光の透過率が６０％以上（より好ましくは６５％以上、さらに好ましくは７０％以上）という優れた透光性を有する。このアルミナ焼結体を構成するアルミナ結晶粒の平均アスペクト比は１．０〜１．５（より好ましくは１．０〜１．３５）であることが好ましい。この場合には、優れた透光性に加えて耐摩耗性にも優れたアルミナ焼結体とすることができる。この透過率は、例えば実施例１に記載の方法により測定することができる。
【００１３】
なお、第３、１４発明のアルミナ焼結体は、焼結助剤を使用することなく製造されたものであることが好ましい。このアルミナ焼結体に占めるアルミナの割合（すなわち、焼結体中におけるアルミナの純度）は、９９．９％以上であることが好ましく、９９．９５％以上であることがより好ましく、９９．９９％以上であることがさらに好ましい。
【００１４】
第１、１２発明のアルミナ焼結体は、焼結体を構成するアルミナ結晶粒の平均ファセット長が７００ｎｍ以下であることを特徴とする。この平均ファセット長は５００ｎｍ以下であることが好ましく、４００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。平均ファセット長は、透明性の観点からは小さいほど好ましいが、製造コストを考慮すると通常は１００ｎｍ以上が好ましい。また、平均ファセット長が１００ｎｍ以下では粒界拡散による高温クリープ変形が起こりやすくなるため、高温での使用時の特性を重視する場合には１００ｎｍ以上とすることが好ましい。アルミナ結晶粒の平均ファセット長がこの範囲である場合には、透明性（光が散乱されずに透過することをいう。）に優れたアルミナ焼結体とすることができる。また、点光源ランプに応用する場合、透過光に占める散乱光の割合が少ないこと（全透過率に対する直線透過率の比が大きいこと）が好ましい。
【００１５】
平均ファセット長を上記範囲とすることにより、例えば第２、１３発明のように、厚さ０．５ｍｍのとき、可視光の全透過率が５０％以上であり、かつ全透過率に対する直線透過率の比が０．３以上であるという、透光性および透明性のいずれにも優れたアルミナ焼結体とすることができる。このアルミナ焼結体の全透過率は、より好ましい条件では６０％以上、さらに好ましい条件では７０％以上、特に好ましい条件では７５％以上とすることができる。また、直線透過率は１５％以上とすることができ、より好ましい条件では２０％以上、さらに好ましい条件では３０％以上、特に好ましい条件では４０％以上とすることができる。そして、全透過率に対する直線透過率の比は、より好ましい条件では０．３５以上、さらに好ましい条件では０．４以上、特に好ましい条件では０．５以上とすることができる。
【００１６】
ここで、アルミナ結晶粒の「ファセット長」とは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、焼結体中において粒界で囲まれた多面体となっているアルミナ結晶粒の、該多面体を構成する各面の有する各辺の長さをいう。この辺の長さは例えばＳＥＭ写真から測定することができる。そして「平均ファセット長」とは、複数（好ましくは１００粒以上）のアルミナ結晶粒において各辺の長さを測定し平均したものをいう。ただし、ここで「ファセット」とは、「多面体を構成する面」という意味である。
また、図７に示すように、「直線透過率」とは散乱角δが０．５°以下（検出器開口角１°以下）となる透過光をＩとして算出した透過率を、「全透過率」とは散乱角δがほぼ９０°以内の透過光をＩとして算出した透過率をいう。
【００１７】
第１、２、１２、１３発明のアルミナ焼結体は、上記ファセット長または上記全透過率および直線透過率／全透過率の比を満たす限りにおいて、その気孔率、純度等は特に限定されず（屈折率変化を伴う粒界第二層を生じない程度の気孔率および純度とすることが好ましい）、例えばアルミナ以外にＭｇＯ、希土類（Ｙ、Ｙｂ等）酸化物、ＺｒＯ２、各種添加剤等を含有することができる。
また、このアルミナ焼結体は、平均粒径０．３〜０．７μｍかつ平均アスペクト比１．０〜１．５（より好ましくは１．０〜１．３５）のアルミナ結晶粒から構成されることが好ましく、その密度は３．９８ｇ／ｃｍ３以上（より好ましくは３．９９ｇ／ｃｍ３以上）であることが好ましい。平均粒径および密度が上記範囲であると、透光性および透明性に優れるとともに、耐摩耗性にも優れたアルミナ焼結体とすることができる。
【００１８】
第１、１５発明のアルミナ焼結体は、３Ａ族金属酸化物および４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物から選択される一種以上の金属酸化物をアルミナに対して０．０２〜２．０ｍｏｌ％含み、密度が３．９８ｇ／ｃｍ３以上、アルミナ結晶粒の平均粒径が０．３〜０．７μｍ、室温における曲げ強度が８００ＭＰａ以上（より好ましくは８２０以上、上限は特に限定されないが通常は１１００ＭＰａ程度）、ビッカース硬度が１９００以上（より好ましくは２０００以上、さらに好ましくは２１００以上、上限は特に限定されないが通常は２２５０程度）であり、かつ１０００℃における曲げ強度５５０ＭＰａ以上（より好ましくは５７０ＭＰａ以上、上限は特に限定されないが通常は８００ＭＰａ程度）、ビッカース硬度が８５０以上（より好ましくは９００以上、上限は特に限定されないが通常は１５００程度）であることを特徴とする。このアルミナ焼結体は、さらに１２００℃における曲げ強度が５００ＭＰａ以上（より好ましくは５２０ＭＰａ以上、上限は特に限定されないが通常は７００ＭＰａ程度）であるものとすることができる。
【００１９】
上記３Ａ族金属酸化物における「３Ａ族金属」としては、Ｓｃ、Ｙおよびランタノイドが好ましく用いられ、このうちＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｌｕがより好ましく、ＹおよびＹｂが特に好ましい。また、上記４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物における「４Ａ族金属」としては、ＺｒおよびＨｆが好ましく用いられ、Ｚｒが特に好ましい。
この３Ａ族金属酸化物および／または４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物の含有量は、アルミナに対して０．０２〜０．２ｍｏｌ％の範囲とする。この含有量が０．０２ｍｏｌ％未満では１０００℃の高温における強度または硬度が不足し、含有量が２．０ｍｏｌ％を超えるとこの酸化物自身、この酸化物とアルミナとの化合物、もしくはこれら両方が粒界に偏析して焼結体の強度および硬度が低下する。また、焼結体の原材料費を抑えるためには含有量を０．２ｍｏｌ％以下とする。
【００２０】
このアルミナ焼結体を構成するアルミナ結晶粒の平均粒径は０．３〜０．７μｍである。アルミナ結晶粒の平均粒径が１．０μｍを超える場合には、室温における焼結体の強度及び硬度が小さくなる。一方、アルミナ結晶粒の平均粒径が０．３μｍ未満であると、３Ａ族金属酸化物および／または４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物の添加効果が現れず、高温における焼結体の強度および硬度が小さくなる。また、そのような微粒子は安価な原料粉末を用いて生成させることが難しく、得られる焼結体がコスト高になる。また、上記アルミナ焼結体の密度は「３．９８ｇ／ｃｍ３以上」であることが好ましく、特に３．９９ｇ／ｃｍ３以上（上限は得られるアルミナ焼結体の理論密度である。）であることが好ましい。
【００２１】
第１発明のアルミナ焼結体は、平均アスペクト比１．０〜１．５（より好ましくは１．０〜１．３５）のアルミナ結晶粒からなるものとすることができる。この場合には、室温および高温における強度、硬度に加えて、耐摩耗性にも優れた焼結体となるため好ましい。また、この焼結体は平均ファセット長が７００ｎｍ以下（より好ましくは５００ｎｍ以下、さらに好ましくは４００ｎｍ以下）のアルミナ結晶粒から構成される。この場合には、室温および高温における強度、硬度に加えて、透光性および透明性にも優れた焼結体となるため好ましい。
【００２２】
第５、１６発明は、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体の製造方法であって、平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、焼成して３．７７〜３．９１ｇ／ｃｍ３の密度を有する一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に熱間静水圧プレス（以下、「ＨＩＰ」と略す。）処理を施して３．９８ｇ／ｃｍ３以上の密度を有する二次焼結体とすることを特徴とする。
第６、１７発明は、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体の製造方法であって、平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、焼成して理論密度に対する相対密度が９４．５〜９８．０％である一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に熱間静水圧プレス処理を施して理論密度に対する相対密度が９９．８％以上の二次焼結体とすることを特徴とする。
【００２３】
また、第７、１８発明は、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体の製造方法であって、平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末を所定形状に成形した後、１２２５〜１２７５℃で焼成して一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に温度１１００〜１２５０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２のＨＩＰ処理を施して二次焼結体とすることを特徴とする。
第８、１９発明は、平均粒径が１．０μｍ以下であり純度が９９．９９％以上であるアルミナ粉末および他の原料粉末の混合物を所定形状に成形した後、１２２５〜１３６０℃で焼成して一次焼結体とし、次いで、該一次焼結体に温度１１００〜１３５０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２の熱間静水圧プレス処理を施して二次焼結体とすることを特徴とする。
【００２４】
第７、１８発明の製造方法は、焼結助剤を使用することなくアルミナ焼結体を製造する場合に適した方法であって、第１−３、１２−１４発明のアルミナ焼結体の製造に特に好ましく適用される。なお、第５、１６発明、第６、１７発明、および第７、１８発明の方法において、アルミナ粉末以外に他の原料粉末をも使用する場合には、アルミナ粉末および他の原料粉末の混合物を所定形状に成形すればよい。
【００２５】
一方、第８、１９発明の製造方法は、ＭｇＯ等の焼結助剤を用いてアルミナ焼結体を製造する場合や、３Ａ族金属酸化物および／または４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物を含有するアルミナ焼結体を製造する場合に適した方法であって、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体の製造に好ましく適用される。
なお、第８、１９発明の方法によって第１、１５発明のアルミナ焼結体を製造する場合、アルミナ粉末とともに成形される「他の原料粉末」としては、３Ａ族金属酸化物および／または４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物の粉末を用いてもよく、また焼結後に３Ａ族金属酸化物および／または４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物となる化合物（例えば金属アルコキシド等の有機金属化合物）の粉末でもよく、これらを併用してもよい。
【００２６】
第５−８、１６−１９発明において、上記「アルミナ粉末」の平均粒径は「１．０μｍ以下」であり、０．２〜０．７μｍであることが好ましい。この平均粒径が１．０μｍを超える場合は、得られる焼結体の強度及び硬度が小さくなり、耐摩耗性等も低下する。尚、アルミナ粉末の平均粒径が０．２μｍ未満であっても、所要物性を備えるアルミナ焼結体とすることができるが、そのような微粉末は高価であり、得られるアルミナ焼結体がコスト高になる。
【００２７】
第５、１６発明において、上記「一次焼結体」の密度が３．７７ｇ／ｃｍ３未満であると、ＨＩＰ処理を施した後の上記「二次焼結体」の密度を３．９８ｇ／ｃｍ３以上とすることができず、十分に緻密化されたアルミナ焼結体とすることができない。一方、一次焼結体の密度が３．９１ｇ／ｃｍ３を超える場合は、一次焼結において粒成長が生じ、アルミナ焼結体の強度等が低下する。この一次焼結体の密度が３．７７〜３．９１ｇ／ｃｍ３、特に３．８０〜３．８８ｇ／ｃｍ３の範囲にあれば、この一次焼結体にＨＩＰ処理を施すことによって、緻密度が高く、強度、硬度が大きく、所要特性を備える二次焼結体（本発明のアルミナ焼結体）とすることができる。
【００２８】
また、第６、１７発明において、上記「一次焼結体」の相対密度（理論密度に対する割合をいう。）が９４．５％未満であると、ＨＩＰ処理を施した後の上記「二次焼結体」の相対密度を９９．８％以上とすることができず、十分に緻密化されたアルミナ焼結体とすることができない。一方、一次焼結体の相対密度が９８．０％を超える場合は、一次焼結において粒成長が生じ、アルミナ焼結体の強度等が低下する。この一次焼結体の相対密度が９４．５〜９８．０％（より好ましくは９５．５〜９７．５、さらに好ましくは９６．０〜９７．０％）の範囲にあれば、この一次焼結体にＨＩＰ処理を施すことによって相対密度９９．８％以上（より好ましくは９９．９％以上であり、１００．０．％であることが更に好ましい。）という、緻密度が高く、強度、硬度が大きく、所要特性を備える二次焼結体（本発明のアルミナ焼結体）とすることができる。
【００２９】
第７、１８発明において、焼成温度は「１２２５〜１２７５℃」であり、１２４０〜１２６０℃とすることが好ましい。第８、１９発明においては、焼成温度は「１２２５〜１３６０℃」であり、１２４０〜１３２０℃とすることが好ましい。焼成温度が上記範囲未満であると、一次焼結体の密度を十分に高くすることができず、ＨＩＰ処理を施しても十分に緻密化された二次焼結体とすることができない。一方、焼成温度が上記範囲を超える場合は、一次焼結時に粒成長、更には異常粒成長を生じ、得られるアルミナ焼結体の強度、硬度等が低下する。焼成は大気雰囲気等、酸化雰囲気において行うことができ、焼成温度における保持時間は０．５〜５時間、特に１〜３時間程度とすることができる。
【００３０】
また、第７、１８発明において、ＨＩＰ処理の温度は「１１００〜１２５０℃」であり、１１２５〜１２２５℃であることが好ましい。第８、１９発明においては、ＨＩＰ処理の温度は「１１００〜１３５０℃」であり、１２００〜１３００℃であることが好ましい。第７、１８および第８、１９発明において、ＨＩＰ処理の圧力は「５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２」であり、１０００〜２０００ｋｇ／ｃｍ２であることが好ましい。ＨＩＰ処理の温度及び／又は圧力が上記範囲未満であると、十分に緻密化された二次焼結体とすることができず、アルミナ焼結体の強度、硬度等が低下する。一方、この処理温度が上記範囲を超える場合は、二次焼結体における粒成長、更には異常粒成長を生じ、得られるアルミナ焼結体の強度等が低下する。なお、ＨＩＰ処理の圧力は、２０００ｋｇ／ｃｍ２を超える場合も所要物性を備えるアルミナ焼結体を作製することができるが、得られる焼結体がコスト高となる。このＨＩＰ処理は窒素、アルゴン等、不活性雰囲気において行うことができ、処理温度及び圧力を保持する時間は０．５〜３時間、特に１〜２時間程度とすることができる。
【００３１】
第９、２０発明の焼結アルミナ部材は、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体からなる焼結アルミナ部材であって、該焼結アルミナ部材を研磨した場合に、研磨面においてアルミナ結晶粒の粒子脱落部分の面積割合が１％以下であることを特徴とする。
また、第１０、２１発明の焼結アルミナ部材は、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体からなる焼結アルミナ部材であって、該焼結アルミナ部材の研磨面における中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．００２〜０．０２０μｍであり、最大高さ（Ｒｍａｘ）が０．０１〜０．３０であることを特徴とする。
【００３２】
第９、２０、１０、２１発明は、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体からなる部材を研磨した際、その表面においてアルミナ結晶粒の粒子脱落が起こり難く、表面粗さが小さいことを表したものである。第９、２０、１０、２１発明において、粒子脱落部分の面積割合が１％を超える場合は、部材に加わる接触応力等によって損傷し易くなる。この面積割合が０．７％以下、特に０．５％以下であれば、平滑な表面を有し、大きな接触応力等を受けた場合にも損傷することがない部材とすることができる。
【００３３】
第１０、２１発明において、Ｒａが０．０２０μｍを超え、及び／又はＲｍａｘが０．３０μｍを超えると、粗さの程度が激しい部位に応力が集中し、ここを起点として破壊を生ずる。Ｒａが０．００２〜０．０１５μｍ、特に０．００２〜０．００８μｍであり、また、Ｒｍａｘが０．０１〜０．２０μｍ、特に０．０１〜０．１０μｍであれば、応力の集中が抑えられ、より強度の大きいアルミナ部材とすることができるので好ましい。
【００３４】
第１１、２２発明の発光管は、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体からなることを特徴とする。第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体は、透光性および透明性に優れるものとすることができるので、発光管としての用途に好適である。また、室温および高温における強度、硬度の高い焼結体とすることができることから、発光管の厚みを小さくしても必要な強度および硬度を得ることができ、これにより発光管としての透光性および透明性がさらに向上する。
【００３５】
なお、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体は、室温および高温における強度、硬度の高い焼結体とすることができ、さらに耐摩耗性に優れたものとすることができるので、切削工具として好適である。
【００３６】
本発明のアルミナ焼結体の切削工具としての使用につきさらに説明する。
製造効率を向上させるために切削速度を上げると、この高速切削化により刃先温度が上昇する。このため、切削工具には優れた高温硬度、強度および耐溶着性が要求される。また、焼き入れ鋼等の高硬度材（難削材）の加工においても刃先温度が上昇するため、同様に高温における硬度、強度および耐溶着性が必要となる。したがって、本発明のアルミナ焼結体を切削工具として用いる場合には、１０００℃におけるビッカース硬度が８５０以上、１２００℃における曲げ強度が５００ＭＰａ以上とすることがさらに好ましい。
また、希土類元素から選択される一種以上の金属酸化物をアルミナに対して０．０２〜２．０ｍｏｌ％含むアルミナ焼結体、さらに、試料厚さ０．５ｍｍのときの可視光の全透過率が３０％以上であるアルミナ焼結体も、切削工具としての使用に適している。
【００３７】
例えば、本発明のアルミナ焼結体のうち、３Ａ族金属酸化物および４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物から選択される一種以上の金属酸化物をアルミナに対して０．０２〜２．０ｍｏｌ％含み、密度が３．９８ｇ／ｃｍ３（理論密度に対する相対密度が９９．９％）以上、アルミナ結晶粒の平均粒径が０．３〜０．７μｍ、１０００℃におけるビッカース硬度が８５０以上、かつ１２００℃における３点曲げ強度が５００ＭＰａであるアルミナ焼結体からなる切削工具は、高温強度、高温硬度に優れるため、高速切削、難削材の加工等に好適に用いることができる。さらに、室温における曲げ強度およびビッカース硬度がそれぞれ７５０ＭＰａ以上および１９００以上であることが好ましい。
【００３８】
上記３Ａ族金属酸化物における「３Ａ族金属」としては、Ｓｃ、Ｙおよびランタノイドが好ましく用いられ、このうちＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｌｕがより好ましく、ＹおよびＹｂが特に好ましい。また、上記４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物における「４Ａ族金属」としては、ＺｒおよびＨｆが好ましく用いられ、Ｚｒが特に好ましい。
この３Ａ族金属酸化物および／または４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物の含有量は、アルミナに対して０．０２〜０．２ｍｏｌ％の範囲とする。この含有量が０．０２ｍｏｌ％未満ではこれら添加剤（酸化物）の添加効果が現れず１０００℃の高温における強度または硬度が不足する。一方、含有量が２．０ｍｏｌ％を超えるとこの酸化物自身、この酸化物とアルミナとの化合物、もしくはこれら両方が粒界に偏析して焼結体の室温や高温における強度および硬度が低下する。高温強度および高温硬度が低下すると、高硬度材切削、高速切削による工具刃先温度の上昇にともない硬度、強度の低下が著しくなり、硬度の低下は摩耗量の増大を、高温強度の低下はフレーキング等を引き起し、工具寿命が短くなるので好ましくない。
【００３９】
このアルミナ焼結体を構成するアルミナ結晶粒の平均粒径は０．３〜０．７μｍである。アルミナ結晶粒の平均粒径が１．０μｍを超える場合には、室温における焼結体の強度及び硬度が小さくなる。一方、アルミナ結晶粒の平均粒径が０．３μｍ未満であると、安価な原料粉末を用いて（例えば、焼成−ＨＩＰ処理といった量産手法により）生成させることが難しく、得られる焼結体がコスト高になる。さらに、平均粒径が０．１μｍ未満となると、粒界拡散によるクリープ変形が生じやすくなるため、高温硬度、強度が低下することとなる。
また、残留気孔は破壊起点となり焼結体強度の劣化をもたらすため、切削工具としてのアルミナ焼結体は緻密な焼結体とする必要がある。このため、上記アルミナ焼結体の密度は少なくとも「３．９８ｇ／ｃｍ３以上」であり、特に３．９９ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。焼結体密度の上限は、得られるアルミナ焼結体の理論密度であるただし、焼結体の理論密度は添加剤の種類および量により若干異なるため、相対密度として９９．９％以上であることが好ましい。
【００４０】
破壊起点および高温特性劣化の原因となるような気孔および粒界析出物の存在が非常に少なくなると、気孔や粒界介在物による可視孔の散乱、吸収が少なくなるため、焼結体が透光性を示すようになる。すなわち、焼結体があるレベル以上の透光性を有することにより、この焼結体中に気孔や介在物が少ないこと、したがって気孔や介在物による特性への悪影響が少ないことが保証される。この透光性のレベルとしては、試料厚み０．５ｍｍとし、試料をＲａ＜０．０２μｍに鏡面研磨したときの可視光における全透過率が３０％以上となる程度が好ましく、より好ましくは５０％以上である。このように透光性を有する切削工具とすることにより、製造バラツキ等により生じる内部欠陥や夾雑物等を容易に発見できるので、製品の信頼性が向上する。さらに、使用開始後において切削工具に生じた異常等を発見しやすいという利点もある。
【００４１】
（作用）
本発明のアルミナ焼結体の製造方法は、粒径が小さく、純度の高いアルミナ粉末を低温で焼成して一次焼結体を得た後、この一次焼結体に対して特定条件（特定の温度および圧力）でＨＩＰ処理を施すものである。特に、原料粉末としてアルミナ粉末を単独で（すなわち、焼結助剤をほとんど、あるいは全く使用せずに）用いて得られるアルミナ焼結体は、ほぼ理論密度にまで繊密化され、かつ極く微細な組織を有し、強度および硬度の高いものとなる。また、原料粉末として、特定の金属酸化物または焼成後にこの特定の金属酸化物となる化合物の粉末を、アルミナ粉末に対して所定の割合で使用して得られるアルミナ焼結体は、室温のみならず高温においても強度および硬度の高いものとなる。
さらに、第３発明のようにアルミナ結晶粒の平均アスペクト比を所定範囲とすることにより、耐摩耗性にも優れたアルミナ焼結体および焼結アルミナ部材とすることができる。以下、この作用について更に説明する。
【００４２】
アルミナの結晶構造は六方晶であり、ａ軸とｃ軸の熱膨張係数や弾性率等の各種特性が異なっている。アルミナ結晶粒のａ軸とｃ軸の熱膨張係数が異なることより、焼成後の冷却時において粒界に残留応力が生じることとなる。この残留応力は、焼結体中のアルミナ粒子の粒径、及びアスペクト比が大きくなるに従って増大する。このため、粒径、アスペクト比が大きくなると残留応力により、粒界が破壊され易くなり、粒子脱落するものと考えられる。
また、アルミナ結晶粒はａ軸とｃ軸で弾性率が異なる。このため、アルミナ焼結体に外部から応力が加わった場合、粒界部分への応力集中が生じ、粒界近傍で破壊が生じ易くなると考えられる。
本発明では、焼結体中のアルミナ結晶粒子の平均粒径、平均アスペクト比をともに特定値以下にすることにより、焼結体中の残留応力及び応力集中が抑制され、強度、耐摩耗性等に優れたアルミナ焼結体としている。
【００４３】
また、これまでの焼結アルミナ部材では、ラッピング或いはポリッシングの際に粒子が脱落し易く、十分に平滑な鏡面とすることが困難であった。しかし、本発明の焼結アルミナ部材では、粒界における残留応力が抑えられているため、ラッピング及びポリッシング等の研磨の際、粒子の脱落を生じ難く、精密な鏡面仕上げが可能である。更に、軸受け等、大きな接触応力が生ずる用途においては、粒子が脱落した部位に応力集中することにより破壊が生ずる場合がある。しかし、本発明の焼結アルミナ部材では、粒子脱落等の欠陥が少ないため、大きな接触応力が発生するような軸受け等として使用しても破壊が十分に抑えられ、信頼性の高い部材とすることができる。
【００４４】
一方、一次焼結体を得る際において低温（例えば１２２５〜１２７５℃、好ましくは１２４０〜１２６０℃）で焼成する等の方法で、粒成長を抑制し、密度を低く（例えば３．７７〜３．９１ｇ／ｃｍ３、好ましくは３．８０〜３．８８ｇ／ｃｍ３）抑えることにより、あるいは理論密度に対する相対密度を低く（例えば９４．５〜９８．０％、好ましくは９５．５〜９７．５％、さらに好ましくは９６．０〜９７．０％）抑えることにより、残留気孔が小さくしかも粒界にのみ分布した一次焼結体とすることができる。このような一次焼結体を所定の条件でＨＩＰ処理すると、残留気孔が容易に排出される（消失する）ので、透光性に優れた二次焼結体を得ることができる。しかもこの方法によると、焼結体を構成するアルミナ結晶粒の平均粒径を１μｍ以下に抑えることができるので、高強度および高硬度をも兼ね備えた透光性アルミナ焼結体が得られる。
【００４５】
さらに、第１、１２発明のようにアルミナ結晶粒の平均ファセット長を所定範囲とすることにより、第２、１３発明のように、可視光に対する透光性が高くかつ透明性の高いアルミナ焼結体とすることができる。以下、この作用について更に説明する。
【００４６】
従来の技術では、粒界偏析および気孔を除去しさらに粒成長により粒界を少なくすることにより透光性を向上させるものが多かった。しかし、αアルミナは六方晶系であるため、本質的にａ軸とｃ軸の屈折率が異なっており、粒界の数を減らした場合にもこの粒界における散乱は避けられない。このため、従来の透光性アルミナ（αアルミナ）は一般に、全透過率（拡散透過率）が比較的高いものであっても、粒界もしくは表面部分での散乱のため磨りガラス状に白濁しており、焦点を結ばせるための点光源（プロジェクタ用ランプ等）や、光学窓材等の用途には不適当なものであった。
本発明者は、アルミナ結晶粒のファセット長を可視光の波長（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）と同等以下とすることにより、全透過率が高くかつこの全透過率に対する直線透過率の高いアルミナ焼結体、すなわち従来の磨りガラス状ではなくガラスのような透明性を示すアルミナ焼結体となることを見出した。
【００４７】
本発明のアルミナ焼結体が透明性に優れる理由は以下のように推察される。
焼結体中のアルミナ結晶粒は多面体形状をしており、その粒界は比較的平坦な面（ファセット）となっている。隣り合うアルミナの結晶方位は異なっているため、この粒界面は屈折率変化を伴う。また、各粒界面によって結晶方位の関係は異なるため、屈折率変化の具合も異なることとなる。そこで本発明者は、光の透過挙動においてこのファセットの大きさが重要であると考え、ファセット長さと透過率との関係について検討を行ったところ、ファセットの大きさを可視光の波長と同程度あるいはそれ以下とすることにより全透過率に対する直線透過率の比が大幅に向上することを見出した。これは、図６（ｂ）に示すように、光の波としての性質から、ファセット長が波長と同程度以下にまで短くなると光の顕著な散乱が抑制されるためと推察される。従って、ファセット長は波長に対して短いほどよいと考えられるが、アルミナ結晶粒におけるａ軸およびｃ軸の屈折率はそれぞれ１．７６０および１．７６８であり、その屈折率の差は０．００８とそれほど大きくはない。このため、通常はファセット長を７００ｎｍ以下とすれば実用上十分な透明性が得られる。
【００４８】
これに対して従来の透光性アルミナは、アルミナ結晶粒の平均粒径が例えば数μｍ〜数十μｍと非常に大きいものが多く、このような平均粒径では平均ファセット長は必然的に第１、１２発明の範囲を逸脱するほど長くなる。この場合には、光の波長に対してファセットが十分に大きいため、図６（ａ）に示すように、ファセットにおいて大きな散乱が起こり、第２、１３発明を満たすアルミナ焼結体を得ることはできない。また、平均粒径が比較的小さいものであっても、例えばアルミナ結晶粒のアスペクト比が比較的大きい場合には、平均ファセット長が第１、１２発明の範囲よりも大きくなる可能性がある。このように、アルミナ結晶粒の平均粒径のみならず「平均ファセット長」に着目し、この平均ファセット長を所定値以下に制御することによりアルミナ焼結体の透明性が向上して第２、１３発明のように透光性および透明性に優れたアルミナ焼結体となることは、本発明者により初めて見出されたものである。
【００４９】
第１、１２発明または第２、１３発明のアルミナ焼結体は、直線透過光に対して散乱光が少ないため、光学系の設計が容易になりシャープな焦点を結ぶことができ、またガラスのような透明性を有する。これらの特長から、データプロジェクターやプロジェクターＴＶ等の光源用、光学窓材等として好適である。
【００５０】
また、第１、１５発明において、３Ａ族金属酸化物および／または４Ａ族金属（ただしＴｉを除く）酸化物を添加することにより高温における強度および硬度が向上する理由は必ずしも明らかではないが、おそらくこれらの酸化物は粒界に偏析し、粒界の結合力を高めているものと推察される。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明する。
（実験例Ａ）
この実験例は、アルミナ結晶粒の平均粒径及び平均アスペクト比ならびにアルミナ焼結体の密度と、このアルミナ焼結体の強度、硬度および透過性との相関を検討したものである。
平均粒径０．２２μｍ、純度９９．９９％以上のアルミナ粉末を、高純度アルミナ球石（純度９９．５％以上）を使用し、水を媒体として湿式で解砕した。得られたスラリーを噴霧乾燥した後、所定形状に成形し、この成形体を表１に記載の温度で焼成し、次いで、この一次焼結体に対して表１に記載の温度及び圧力でＨＩＰ処理を施した。なお、球石としてアルミナ純度９９．５％以上のものを用いたので、球石の摩耗による不純物の混入を低減できる。
【００５２】
焼成は大気雰囲気において行い、焼成温度での保持時間は２時間とした。また、ＨＩＰ処理はアルゴン雰囲気において行い、ＨＩＰ処理温度及び圧力での保持時間は１時間とした。尚、実験例８では、アルミナ粉末に、このアルミナ粉末１００ｍｏｌ％に対して０．１ｍｏｌ％のＮｂ２Ｏ５と０．０７ｍｏｌ％のＳｉＯ２とを配合し、同様の操作で焼成し、ＨＩＰ処理を施した。
得られたアルミナ焼結体について、焼成後の一次焼結体の密度（「一次密度」ともいう。）、ＨＩＰ処理後の二次焼結体の密度（「ＨＩＰ処理後密度」ともいう。）、アルミナ結晶粒の平均粒径及び平均アスペクト比、ならびに室温におけるアルミナ焼結体の曲げ強度、ビッカース硬度および透過率を下記の方法によって測定した。その結果を表１、表２に示す。
【００５３】
（１）焼成後の一次密度及びＨＩＰ処理後の密度；ＪＩＳ  Ｒ  １６３４に定められたアルキメデス法により測定した（数値はＪＩＳ  Ｚ  ８４０１に従って小数点以下２けたに丸めた。）。
（２）アルミナ結晶粒の平均粒径及び平均アスペクト比；焼結体を鏡面研磨し、サーマルエッチングした後、走査型電子顕微鏡写真を撮り、この写真を用いて画像処理解析装置により算出し、各粒子の最大長さ（長径）の算術平均値を平均粒径とした。また、この最大長さ（長径）の方向と平行であって粒子と接する２本の直線間の最短距離を求め、これを短径とした。この長径を短径で除した値をアスペクト比として算出し、測定した全粒子のアスペクト比の算術平均を平均アスペクト比とした。測定した粒子は５００個以上である。なお、試料４の平均粒径を走査型電子顕微鏡写真からインターセプト法により求めたところ０．５２μｍであった。
【００５４】
（３）アルミナ焼結体の曲げ強度；ＪＩＳ  Ｒ  １６０１に定められた曲げ強さ試験方法により、室温における３点曲げ強度を測定した。
（４）アルミナ焼結体の硬度；ＪＩＳ  Ｒ  １６１０に定められたビッカース硬さ試験方法により、荷重１ｋｇｆ（９．８０７Ｎ）で測定した。
（５）アルミナ焼結体の透過率；図５に示すように、鏡面研磨後の厚さが１ｍｍとなるように作製した試料３を、開口部１０ｍｍ角のスリット２、４の間に挟み、これを照度計５（株式会社カスタム製、商品名「ＬＵＸＭＥＴＥＲ  ＬＸ１３３４」）の上に置き、ハロゲンランプ１（色温度５５００Ｋ）を用いて光を照射した。照度計に試料を置かないときの照度を１００、光を完全に遮ったときの照度を０として、試料を置いたときの照度との比率を透過率として求めた。
【００５５】
【表１】
0004723055.tif 000002
【００５６】
【表２】
0004723055.tif 000003
【００５７】
表１、表２の結果によれば、実験例２〜５では、アルミナ結晶粒の平均粒径が０．５２〜０．６０μｍ、平均アスペクト比が１．３０〜１．３７であり、焼結体の密度が３．９９ｇ／ｃｍ３であって、平均粒径及び平均アスペクト比が非常に小さく、且つ均一であって、緻密度が高いアルミナ焼結体が得られていることが分かる。また、このような焼結体であるため、その曲げ強度が８５０〜８７０ＭＰａ、ビッカース硬度が２１０５〜２１４０であって、強度、硬度ともに優れたアルミナ焼結体であることが分かる。さらに、透過率においても６０〜７０％と高い値が得られた。
【００５８】
（実験例Ｂ）
この実験例は、焼結体の表面を特定の条件によって研磨し、研磨後の焼結体の粒子の脱落の程度及び表面粗さを評価したものである。
表１、表２の実験例４、５、７及び８のアルミナ焼結体からなる６（幅）×２０（長さ）×４（高さ）ｍｍの焼結体の表面を、以下の条件＜１＞で研磨し、次いで、条件＜２＞で研磨した後、１００倍で（見え難い場合は２００〜４００倍で）被研磨面の光学顕微鏡写真を少なくとも３視野撮り、この視野に占める粒子脱落部分の面積を測定し、研磨面積に対する面積割合を算出した。尚、この面積の測定には画像解析装置等を用いることができる。結果を表３に示す。
＜１＞水を用いた湿式研磨［研磨材：粒度；４５μｍ、ダイヤモンドホイール（ＳＤ  Ｄ４５  Ｊ  １００  Ｂ）、研磨時間；１０分］
＜２＞オイルを用いた湿式研磨（研磨剤：粒度；３μｍ、ダイヤモンドペースト、パンクロス上、研磨時間；１０分）
【００５９】
また、実験例４の被研磨面の光学顕微鏡写真（倍率１００倍）を図１に示す。この写真の黒色部分が粒子脱落部分で、この粒子脱落部分を画像処理（コントラストの強調、２階調化等）により強調した画像を図２に示す。更に、実験例７の被研磨面の光学顕微鏡写真（倍率１００倍）を図３に、この写真の粒子脱落部分を画像処理（コントラストの強調、２階調化等）により強調した画像を図４に示す。
【００６０】
研磨後の焼結体の表面粗さは、表面粗さ測定装置（ＪＩＳ  Ｂ  ０６５１に規定された触針式表面粗さ測定機）によって測定し、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準じてＲａ及びＲｍａｘを求めた。測定の際、触針の先端曲率半径は５μｍのものを用いた。結果を表３に併記する。
【００６１】
【表３】
0004723055.tif 000004
【００６２】
表３の結果によれば、実験例４、５では、粒子脱落部分の面積割合は０．０２〜０．０４％であり、粒子の脱落はほとんど生じていない。また、Ｒａは０．００４〜０．００５μｍ、Ｒｍａｘは０．０７７〜０．０７９μｍであり、非常に平滑な表面を有していることが分かる。一方、実験例７では、粒子脱落部分の面積割合が２０．５６％であって粒子の脱落が激しく、実験例８でも４．２７％と相当に脱落している。また、これらの実験例７、８では、Ｒａは０．０２１μｍ以上、Ｒｍａｘは０．５０４μｍ以上であり、表面が粗れていることが分かる。これらの焼結アルミナ部材の、粒子の脱落の程度及び表面粗さにおける相違は、図１、２と図３、４とを比較することによっても明らかである。
【００６３】
（実験例Ｃ）
この実験例は、実験例Ｂにおいて粒子の脱落の程度と表面粗さを検討した焼結アルミナ部材について、その耐摩耗性を評価したものである。
耐摩耗性は、それぞれの焼結アルミナ部材を粒度４５μｍのダイヤモンドホイール（ＳＤ  Ｄ４５  Ｊ  １００  Ｂ）に面圧１ｋｇ／ｃｍ２で５分間押し付けた場合の摩耗量（表３では「摩耗深さ」と表記する。）により評価した。尚、摩耗試験は水を用いた湿式法により行った。試験片寸法は６（幅）×２０（長さ）×４（高さ）ｍｍとした。結果を表４に示す。
【００６４】
（実験例Ｄ）
この実験例は、実験例Ｂにおいて粒子の脱落の程度と表面粗さを検討した焼結アルミナ部材について、その接触応力に対する耐性を評価したものである。
損傷発生荷重は、それぞれの焼結アルミナ部材の被研磨面に直径３／８インチの鋼球を押し当て、荷重を増加させた場合に、部材に割れ等の損傷が発生する最小荷重を求めて評価した。結果を表４に併記する。尚、荷重は５００ｋｇｆまで増加させ、この荷重において損傷が発生しない場合は、表４において「＞５００」と表記する。
【００６５】
【表４】
0004723055.tif 000005
【００６６】
表４の結果によれば、実験例４、５では、摩耗深さが１５〜１８μｍであり、優れた耐摩耗性を有していることが分かる。一方、実験例７、８では、摩耗深さは、実験例４、５の２０倍程度となっており、耐摩耗性に劣ることが分かる。
【００６７】
また、損傷発生荷重も実験例４、５では、＞５００ｋｇｆとなっており、接触応力に対する耐性が非常に高いことが分かる。一方、実験例７では、荷重４００ｋｇｆで損傷が発生し、特に、実験例８では、アスペクト比が大きく粒界に応力が集中するため２０ｋｇｆという非常に低い荷重で損傷が発生し、接触応力に対する耐性が非常に低いことが分かる。このように、粒子が脱落し、表面が粗れている実験例７、８の部材では、接触応力による損傷が発生し易い。一方、強度、硬度が大きく、粒子が脱落し難く、表面粗さの小さい実験例４、５の部材では、５００ｋｇｆの荷重によっても損傷することがない。これらの結果から、アルミナ焼結体は、大きな接触応力が加わる軸受け（ベアリングボール等）或いは摺動部材などの焼結アルミナ部材として有用である。
【００６８】
（実験例Ｅ）
この実験例は、アルミナ結晶粒の平均ファセット長と、このアルミナ焼結体の透過性との相関を検討したものである。
平均粒径０．２２μｍ、純度９９．９９％以上のアルミナ粉末と、表５に示す種類および量の原料粉末とを混合し、実験例Ａと同様に作製した成形体を、表５に記載の温度で焼成し、次いでこの一次焼結体に対し表５に記載の温度及び圧力でＨＩＰ処理を施した。焼成時およびＨＩＰ処理時における他の条件は実験例Ａと同様である。
得られたアルミナ焼結体について、一次密度およびＨＩＰ処理後密度を実施例１と同様に測定し、さらにアルミナ結晶粒の平均ファセット長、アルミナ焼結体の全透過率、直線透過率およびこれらの比（直線透過率／全透過率）を下記の方法によって測定した。また、焼結体を鏡面研磨し、サーマルエッチングした後に走査型電子顕微鏡写真を撮り、この写真からインターセプト法によりアルミナ結晶粒の平均粒径および平均アスペクト比を求めた。その結果を表５、表６に示す。
【００６９】
（６）平均ファセット長；焼結体を鏡面研磨し、サーマルエッチングした後、走査型電子顕微鏡写真を撮り、この写真を用いてアルミナ結晶粒の各辺の長さ（ファセット長）を測定し、平均値を算出した。測定に用いたアルミナ結晶粒の数は１００個以上である。
【００７０】
（７）全透過率、直線透過率およびこれらの比；一般に透光性セラミックスの透光性は通常の分光光度計を用いて測定される例が多いが、このとき測定器の開口角が大きいと散乱光も含めた透過光量が測定される。測定器の種類によって検出器の開口角は異なるので、拡散透過性の材料に対する測定値の相互比較には注意を要する。本実施例では、図７に示すように、スリットの大きさ（円形スリットを使用、半径ｒ）およびスリットと焼結体試料との距離Ｌから検出器の開口角θを規定し、下記条件で直線透過率および全透過率の測定を行った。
なお、試料の透過率は下記式（１）により示される。
透過率Ｔ＝Ｉ／Ｉ０＝（１−Ｒ）２ｅｘｐ（−μｘ）          （１）
（ただし、Ｉ０＝入射光強さ、Ｉ＝透過光強さ、Ｒ＝反射率、ｘ＝試料厚さ、μ＝見かけの吸収係数。）
【００７１】
〔透過率測定条件〕
光源；赤外線カットフィルタ（８００ｎｍ以上の波長をカットする）を備えたハロゲンランプ（色温度３１００Ｋの白色光）。
直線透過率；Ｌ＝５００ｍｍ、ｒ＝３ｍｍ（θ＝１°）
全透過率；Ｌ＝１ｍｍ以下、ｒ＝１０ｍｍ（θ＝約９０°）
試料厚さ；０．５ｍｍ
試料の表面状態；表面の反射、散乱の影響を除去し、材料自体の特性を判断するために、いずれの試料表面もＲａ＝０．０２μｍ以下に鏡面研磨を行った。
【００７２】
【表５】
0004723055.tif 000006
【００７３】
【表６】
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【００７４】
表５、６から判るように、実験例４、９、１０〜１２の焼結体は、いずれも全透過率が５０％以上と透光性が高く、かつ全透過率に対する直線透過率の比が０．３以上と透明性にも優れる。さらに、一方、実験例１３の焼結体は、全透過率は高いものの磨りガラス状であり、直線透過率が低く透明性に欠けるものであった。
【００７５】
（実験例Ｆ）
この実験例は、アルミナ焼結体に含有される金属酸化物の種類および量と、このアルミナ焼結体の各温度における強度、硬度との相関を検討したものである。
平均粒径０．２２μｍ、純度９９．９９％以上のアルミナ粉末と、表７に示す種類および量の原料粉末とを混合し、実験例Ａと同様に作製した成形体を、表７に記載の温度で焼成し、次いでこの一次焼結体に対し表７に記載の温度及び圧力でＨＩＰ処理を施した。焼成時およびＨＩＰ処理時における他の条件は実験例Ａと同様である。
得られたアルミナ焼結体について、一次密度、ＨＩＰ処理後密度、および室温におけるアルミナ焼結体の曲げ強度およびビッカース硬度を実験例Ａと同様に測定し、さらに高温における曲げ強度およびビッカース硬度を下記の方法によって測定した。また、焼結体を鏡面研磨し、サーマルエッチングした後に走査型電子顕微鏡写真を撮り、この写真からインターセプト法によりアルミナ結晶粒の平均粒径を求めた。その結果を表７、表８に示す。
【００７６】
（８）高温曲げ強度；ＪＩＳ  Ｒ  １６０４に定められた曲げ強さ試験方法により、１０００℃および１２００℃における３点曲げ強度を測定した。
（９）高温硬度；ＪＩＳ  Ｒ  １６２３に定められたビッカース硬さ試験方法により、１０００℃におけるビッカース硬度を、荷重１ｋｇｆ（９．８０７Ｎ）で、真空中にて測定した。
【００７７】
【表７】
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【００７８】
【表８】
0004723055.tif 000009
【００７９】
表７、８から判るように、第１発明に相当する組成、焼結体密度および平均粒径を有する実験例１０〜１２および１４〜２３のアルミナ焼結体は、室温および１０００℃のいずれにおいても強度および硬度が高く、さらに１２００℃における強度にも優れていた。一方、第１発明の金属酸化物を含まないか、あるいはその含有量の少ない実験例４、９、２４、２５のアルミナ焼結体では、１０００℃における硬度および１２００℃における強度が不足した。また、金属酸化物の含有量が多すぎる実験例２６のアルミナ焼結体では、室温および高温における強度および硬度が低下した。
【００８０】
（実験例Ｇ）
この実験例は、本発明のアルミナ焼結体を切削工具として検討した例である。
平均粒径０．２２μｍ、純度９９．９９％以上のアルミナ粉末と、表９に示す種類および量の金属酸化物とを、高純度アルミナ球石（純度９９．５％以上）、水および分散剤を用いて湿式混合粉砕した。必要に応じてバインダーを添加した後、得られたスラリーを噴霧乾燥して原料粉末顆粒とする。この顆粒を所定形状に成形し、この成形体を表８に記載の温度にて大気圧で２時間焼成して一次焼結体を得た。次いでこの一次焼結体に対し、圧力媒体として所定のアルゴンを用い、表９に記載の温度及び圧力でＨＩＰ処理を施した。
【００８１】
得られたアルミナ焼結体について、一次密度、ＨＩＰ処理後密度、室温および高温におけるアルミナ焼結体の曲げ強度およびビッカース硬度、ならびに平均粒径を実験例Ｆと同様に測定した。また、焼結体を鏡面研磨し、サーマルエッチングした後に走査型電子顕微鏡写真を撮り、この写真からインターセプト法によりアルミナ結晶粒の平均粒径を求めた。
【００８２】
また、得られた焼結体をＳＮＧＮ４３４−ＴＮＦ形状に加工して以下の切削試験に供した。なお、この試験において切削可能な距離が８５０ｍ以上であれば実用上十分であり、１０００ｍ以上であることがより好ましく、１２００ｍ以上であればさらに好ましい。
〔切削試験条件〕
非削材；鋳鉄
切削条件；ドライ、切削速度Ｖ＝１０００ｍ／分、ｆ＝０．３０ｍｍ／ｒｅｖ（工具の送りが被削材１回転当たり０．３ｍｍ）、切削深さｄ＝２．０ｍｍ。
切削工具（チップ）形状；ＳＮＧＮ４３４−ＴＮＦ
ホルダ；Ｃ１６Ｌ−４４
【００８３】
さらに、得られた焼結体の透光性を以下の方法により評価した。
〔透光性試験〕
鏡面研磨（Ｒａ＜０．０２μｍ）後の厚みが０．５ｍｍとなるように作製した試料を、開口部１０ｍｍ角のスリット（厚み１ｍｍ以下）に挟み、照度計（株式会社カスタム製、商品名「ＬＵＸＭＥＴＥＲ  ＬＸ１３３４」）の感光部分に密着させた。可視光の照射には、色温度５５００Ｋのハロゲンランプ１を用いた。照度計に試料を置かないときの光の強さをＩ０、試料を通過した光の強さをＩとし、Ｉ０／Ｉ×１００を全透過率（％）とした。
以上の結果を表９、表１０に示す。
【００８４】
【表９】
0004723055.tif 000010
【００８５】
【表１０】
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【００８６】
実験例１１および実験例２７の焼結体は、常温および高温における強度、硬度が高く、このため切削距離が８５０ｍ以上と切削工具としての寿命が長く優れたものであった。特に、実験例２７と同じ組成であるがＨＩＰ処理温度を低くした実験例１１では、実験例２７に比べてアルミナ結晶粒の成長が抑えられており、強度および硬度がさらに向上して工具寿命が延長された。また、これらの実験例で得られた焼結体は全透過率も高いものであった。
一方、金属酸化物の添加量が多い実験例２８および２９では、相対密度の値から判るように焼結体を十分に緻密化することができず、このため常温および高温における強度や硬度が低く寿命の短い切削工具となった。また、これらの実験例では全透過率も低かった。
【００８７】
【発明の効果】
第３、１４発明のアルミナ焼結体は、緻密度が高く、強度及び硬度が大きく、さらに耐摩耗性等にも優れる。第１、２、１２、１３発明のアルミナ焼結体は、透光性および透明性のいずれにも優れる。第１〜第３発明のアルミナ焼結体は、第４発明の強度及び硬度を備えたものとすることができる。第１発明のアルミナ焼結体は、緻密度が高く、室温における強度及び硬度が大きくさらに高温においても高い強度及び硬度を示す。
第５、１６発明および第６、１７発明によると、特定範囲の密度を有する一次焼結体を作製し、次いでこの一次焼結体にＨＩＰ処理を施すことにより、第１−４、１２−１５発明の優れた特性を有するアルミナ焼結体を容易に製造することができる。また、第７、１８発明および第８、１９発明によれば、特定の温度範囲において焼成し、且つ特定の条件でＨＩＰ処理を施すことにより、第１−４、１２−１５発明の優れた特性を有するアルミナ焼結体を容易に製造することができる。
第９、１０及び第２０、２１発明の焼結アルミナ部材は、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体からなるので、優れた耐摩耗性を有し、研磨の際、表面から粒子が脱落し難く、また表面粗さが小さいため、接触応力に対する耐性等にも優れたものとすることができる。
第１１、２２発明の発光管は、第１−４、１２−１５発明のアルミナ焼結体からなるので、透光性および透明性に優れ、さらに強度、硬度、耐摩耗性等にも優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実験例Ｂにおいて実験例４のアルミナセラミックスからなる焼結体を研磨した後の被研磨面の光学顕微鏡写真である。
【図２】  図１の写真における粒子脱落部分を画像解析処理装置を用いた画像処理（コントラストの強調、２階調化等）により強調した画像による説明図である。
【図３】  実験例Ｂにおいて実験例７のアルミナセラミックスからなる焼結体を研磨した後の被研磨面の光学顕微鏡写真である。
【図４】  図３の写真における粒子脱落部分を画像解析処理装置を用いた画像処理（コントラストの強調、２階調化等）により強調した画像による説明図である。
【図５】  実験例Ａにおける透過率の測定方法を示す模式的断面図である。
【図６】  （ａ）、（ｂ）は、アルミナ結晶粒のファセット長およびアルミナ焼結体中における光の散乱状態の概念を示す模式的断面図であって、（ａ）は平均ファセット長が光の波長よりも長い場合、（ｂ）は平均ファセット長が光の波長と同等以下である場合を示す。
【図７】  実験例Ｅにおける透過率の測定方法を示す模式的断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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