[发明专利]尖晶石制的透光窗材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及由尖晶石烧结体构成的、用于使从可见光到中红外线区域的光通过而设置在电气设备及检测器等上的窗的透光材料(透光窗材料)及其制造方法。

背景技术

尖晶石(MgO·nAl₂O₃)烧结体对于从可见光到中红外线区域的光的透过率较高，耐腐蚀性、耐药性也良好，并且耐热性、耐压性、机械强度也优异。另外，与自然石的蓝宝石等相比，具有能够容易稳定地获得其性质且不存在双折射等问题的优点。

因此，尖晶石烧结体用作用于使从可见光到中红外线区域的光通过而设置在电气设备及检测器等上的窗的透光材料(透光窗材料)。具体而言，作为以下窗的透光材料等来被广泛使用，即，半导体制造容器的高温窥视窗、面向从可见光到中红外线区域用途的传感器类例如导弹的红外线探测传感器或火焰检测器等红外线受光窗、用于接收来自遥控器等的信号而设置在电气设备上的受光窗、暗视镜的窗等(专利文献1)。

专利文献1：日本特开2006-315878号公报

发明内容

发明要解决的问题

最近，随着技术的进步，对于上述那种用途的窗，逐渐要求更高的性能。例如，也要求进一步降低透过窗的光的散射因数。为此，对于尖晶石制的透光窗材料，与现有公知的相比，也期待开发出进一步降低了光的散射因数的透光窗材料。

本发明是由尖晶石烧结体构成的透光窗材料，其目的在于提供一种与以往公知的相比进一步降低了散射因数的尖晶石制的透光窗材料。本发明的另一个目的在于提供一种制造上述尖晶石制的透光窗材料。

用于解决问题的手段

本发明者认真研究的结果，发现了在构成透光窗材料的尖晶石烧结体内所包含的气孔成为透光窗材料的光学缺陷而导致光的散射因数的增大；其大小以及其密度对透过窗的光的散射因数产生较大影响；并且，通过将上述气孔的大小以及其密度(在一定体积内所包含的气孔数)设在预定的范围内，能够降低光的散射因数，从而完成了由以下所示的结构构成的本发明。

技术方案1所述的本发明是一种由尖晶石烧结体构成的尖晶石制的透光窗材料，其特征在于，在上述透光窗材料中实质上不包含最大直径超过100μm的气孔，并且最大直径10μm以上的气孔数在上述透光窗材料的每一立方厘米为2.0个以下。

该透光窗材料不包含最大直径超过100μm的气孔，并且透光窗材料的每一立方厘米的最大直径10μm以上的气孔数为2.0个以下，因此降低了光的散射因数，可以用作良好的透光窗材料。再有，该透光窗材料具有优异的破坏强度等机械强度且提高了作为强度的不均匀的指标的威布尔系数，因此能够获得稳定的产品。认为此优异的机械性质也是通过气孔数较少来获得的。

本发明的透光窗材料中的气孔的最大直径是使用透过光通过显微镜观察透光窗材料的一定范围而测量的。通常，将透光窗材料切出一定体积(优选为厚度10～15mm，长度20mm，宽度20mm)并研磨上下面而得到的样本通过显微镜照相观察，测量包含在其中的气孔的直径来获得最大直径的测量值。在气孔不是球形的情况下，如果气孔的测量方向不同，则直径的大小不同，将其中最大的作为最大直径。

本发明的透光窗材料的特征在于，实质上不包含最大直径超过100μm的气孔。此外，所谓“实质上不包含”是指期望不包含最大直径超过100μm的气孔，但在不损坏本发明的宗旨的范围内即不引起光的散射因数增大的范围内，可以微量包含最大直径超过100μm的气孔。在不包含最大直径超过50μm的气孔的情况下，由于光的散射因数进一步减少，因此优选。

通常，对切出厚度15mm、长度20mm、宽度20mm并研磨上下面的10个样本进行上述的测量，在对8个以上的样本未观察到最大直径100μm的气孔的情况下，认为实质上不包含最大直径超过100μm的气孔。另外，对厚度15mm且研磨了上下面的样本(多个也可以，单个也可以)的40cm²以上的面积进行上述的测量，对于其80％以上的面积的部分未观察到最大直径超过100μm的气孔的情况等，也认为实质上不包含最大直径超过100μm的气孔。

透光窗材料的每一立方厘米的最大直径10微米以上的气孔数也使用透过光并通过显微镜观察透光窗材料的一定体积来测量。通常，通过显微镜照相观察将透光窗材料切出厚度10～15mm、长度20mm、宽度20mm(或者，合计的体积为4000～6000mm³的多个窗材料)并研磨上下面而得到的样本，通过所观察的最大直径10μm以上的气孔的个数是否超过10来判断是否属于本发明的范围。