[發明專利]導電性鈣鋁石化合物的制造方法和導電性鈣鋁石化合物的燒結體

在審

• 申請號: 201710963707.6
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107954709A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 伊藤和弘;渡邊曉;大越雄斗;宮川直通;河內優
• 申請（專利權）人: 旭硝子株式會社
• 主分類號: C04B35/44
• 分類號: C04B35/44;C04B35/645
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 王海川,穆德駿

技術領域

本發明涉及導電性鈣鋁石化合物的制造方法和導電性鈣鋁石化合物的燒結體。

背景技術

鈣鋁石化合物具有由12CaO·7Al₂O₃表示的代表組成，其具有特征性晶體結構，所述特征性晶體結構具有三維連接的直徑約0.4nm的空隙(籠(ケージ))。構成該籠的骨架帶正電荷，每個晶胞形成12個籠。為了滿足晶體的電中性條件，該籠的1/6內部被氧離子所占據。然而，該籠內的氧離子具有與構成骨架的其它氧離子化學上不同的特性，因此，籠內的氧離子被特別稱為游離氧離子。鈣鋁石化合物也記作[Ca₂₄Al₂₈O₆₄]⁴⁺·2O^2-。

在鈣鋁石化合物的籠中的游離氧離子的一部分或全部置換為電子的情況下，對鈣鋁石化合物賦予導電性。這是由于鈣鋁石化合物的籠內所包合的電子不怎么受到籠的約束，可以在晶體中自由活動。這樣的具有導電性的鈣鋁石化合物被特別稱為“導電性鈣鋁石化合物”。

這樣的導電性鈣鋁石化合物例如可以通過將含有氧化鈣和氧化鋁的煅燒粉在存在一氧化碳和鋁蒸氣的還原性氣氛下進行熱處理來制造(專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2012/157461號

發明內容

發明要解決的課題

通過上述的專利文獻1中記載的方法，可以制造具有高電子密度的導電性鈣鋁石化合物。

然而，在上述的方法中，在熱處理后得到的導電性鈣鋁石化合物的燒結體(以下也簡稱為“燒結體”)因翹曲或起伏而表面變形，存在難以得到具有良好平面度的燒結體的傾向。因此，在上述的制造方法中，需要在熱處理后進行用于使燒結體的表面平坦化的加工(后處理)。在此，平面度定義為“從平面形體的幾何學上的正確平面的偏離(狂い)的大小”。即，某一對象面的平面度可以作為如下的最小距離求出：以包含該對象面的最凸部和最凹部的方式在該對象面的上下配置相互平行的平面時，兩平面之間的最小距離。

對于用于此種平坦化的后處理而言，在燒結體為小型的情況下，不怎么成問題。然而，在制造大型的燒結體的情況下，可能產生后工序的實施極其繁雜并導致制造成本上升的問題。

本發明是鑒于這樣的問題而完成的發明，本發明的目的在于提供能夠在熱處理后得到具有較平坦的表面的燒結體的、導電性鈣鋁石化合物的制造方法。另外，本發明的目的在于提供具有較平坦的表面的導電性鈣鋁石化合物的燒結體。

用于解決課題的手段

本發明提供一種制造方法，其為導電性鈣鋁石化合物的制造方法，其中，所述方法具有：

(1)準備煅燒粉的工序，所述煅燒粉以13:6～11:8(換算成CaO:Al₂O₃的摩爾比)的比例含有氧化鈣和氧化鋁；和

(2)將包含上述煅燒粉的被處理體在以1kg/cm²～200kg/cm²的范圍的壓力加壓的狀態下、并且在包含Ti構件和Ca源中的至少一者的還原性氣氛下、在1220℃～1380℃的范圍內進行保持的工序。

另外，本發明提供一種燒結體，其為導電性鈣鋁石化合物的燒結體，其中，

所述燒結體的電子密度為3×10²⁰cm^-3以上、厚度為5mm以上，

該燒結體具有主表面，

上述主表面的面積為15cm²以上，并且

上述主表面的平面度為3mm以下。

發明效果

本發明可以提供能夠在熱處理后得到具有較平坦的表面的燒結體的、導電性鈣鋁石化合物的制造方法。另外，本發明可以提供具有較平坦的表面的導電性鈣鋁石化合物的燒結體。

附圖說明

圖1為示意性表示本發明的一個實施方式的導電性鈣鋁石化合物的制造方法的一例的流程圖。

圖2為示意性表示對被處理體進行熱處理時所使用的裝置的一個構成例的圖。

圖3為示意性表示圖2所示裝置的使用方式的圖。

附圖標記

100 裝置

110 加壓部件

120 筒狀構件

122 側面

124 底面

126 內部空間

128 內側側壁

129 內側底部壁

130 擠壓構件(押し付け部材)