导电性钙铝石化合物的制造方法和导电性钙铝石化合物的烧结体技术

本发明专利技术涉及导电性钙铝石化合物的制造方法和导电性钙铝石化合物的烧结体。本发明专利技术涉及一种能够得到具有较平坦的表面的烧结体的导电性钙铝石化合物的制造方法。一种制造方法，其为导电性钙铝石化合物的制造方法，其中，所述方法具有：(1)准备煅烧粉的工序，所述煅烧粉以换算成CaO：Al2O3的摩尔比为13:6～11:8的比例含有氧化钙和氧化铝；和(2)将包含所述煅烧粉的被处理体在以1kg/cm

Manufacturing method of conductive calcium aluminite compound and sintered body of conductive calcium aluminite compound

The invention relates to the manufacturing method of conductive calcium aluminite compound and sintered body of conductive calcium aluminite compound. The invention relates to a method for producing a conductive calcium aluminite compound capable of obtaining a sintered body with a relatively flat surface. A manufacturing method in which the process of conducting a conducting calcium aluminite compound has: (1) the process of preparing the calcined powder, the molar ratio of the calcined powder to CaO:Al2O3 is 13:6 to 11:8 in the proportion of calcium oxide and alumina, and (2) the treated body containing the calcined powder is treated in 1kg/cm

【技术实现步骤摘要】
导电性钙铝石化合物的制造方法和导电性钙铝石化合物的烧结体
本专利技术涉及导电性钙铝石化合物的制造方法和导电性钙铝石化合物的烧结体。
技术介绍
钙铝石化合物具有由12CaO·7Al2O3表示的代表组成，其具有特征性晶体结构，所述特征性晶体结构具有三维连接的直径约0.4nm的空隙(笼(ケージ))。构成该笼的骨架带正电荷，每个晶胞形成12个笼。为了满足晶体的电中性条件，该笼的1/6内部被氧离子所占据。然而，该笼内的氧离子具有与构成骨架的其它氧离子化学上不同的特性，因此，笼内的氧离子被特别称为游离氧离子。钙铝石化合物也记作[Ca24Al28O64]4+·2O2-。在钙铝石化合物的笼中的游离氧离子的一部分或全部置换为电子的情况下，对钙铝石化合物赋予导电性。这是由于钙铝石化合物的笼内所包合的电子不怎么受到笼的约束，可以在晶体中自由活动。这样的具有导电性的钙铝石化合物被特别称为“导电性钙铝石化合物”。这样的导电性钙铝石化合物例如可以通过将含有氧化钙和氧化铝的煅烧粉在存在一氧化碳和铝蒸气的还原性气氛下进行热处理来制造(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/157461号
技术实现思路
专利技术要解决的课题通过上述的专利文献1中记载的方法，可以制造具有高电子密度的导电性钙铝石化合物。然而，在上述的方法中，在热处理后得到的导电性钙铝石化合物的烧结体(以下也简称为“烧结体”)因翘曲或起伏而表面变形，存在难以得到具有良好平面度的烧结体的倾向。因此，在上述的制造方法中，需要在热处理后进行用于使烧结体的表面平坦化的加工(后处理)。在此，平面度定义为“从平面形体的几何学上的正确平面的偏离(狂い)的大小”。即，某一对象面的平面度可以作为如下的最小距离求出：以包含该对象面的最凸部和最凹部的方式在该对象面的上下配置相互平行的平面时，两平面之间的最小距离。对于用于此种平坦化的后处理而言，在烧结体为小型的情况下，不怎么成问题。然而，在制造大型的烧结体的情况下，可能产生后工序的实施极其繁杂并导致制造成本上升的问题。本专利技术是鉴于这样的问题而完成的专利技术，本专利技术的目的在于提供能够在热处理后得到具有较平坦的表面的烧结体的、导电性钙铝石化合物的制造方法。另外，本专利技术的目的在于提供具有较平坦的表面的导电性钙铝石化合物的烧结体。用于解决课题的手段本专利技术提供一种制造方法，其为导电性钙铝石化合物的制造方法，其中，所述方法具有：(1)准备煅烧粉的工序，所述煅烧粉以13:6～11:8(换算成CaO:Al2O3的摩尔比)的比例含有氧化钙和氧化铝；和(2)将包含上述煅烧粉的被处理体在以1kg/cm2～200kg/cm2的范围的压力加压的状态下、并且在包含Ti构件和Ca源中的至少一者的还原性气氛下、在1220℃～1380℃的范围内进行保持的工序。另外，本专利技术提供一种烧结体，其为导电性钙铝石化合物的烧结体，其中，所述烧结体的电子密度为3×1020cm-3以上、厚度为5mm以上，该烧结体具有主表面，上述主表面的面积为15cm2以上，并且上述主表面的平面度为3mm以下。专利技术效果本专利技术可以提供能够在热处理后得到具有较平坦的表面的烧结体的、导电性钙铝石化合物的制造方法。另外，本专利技术可以提供具有较平坦的表面的导电性钙铝石化合物的烧结体。附图说明图1为示意性表示本专利技术的一个实施方式的导电性钙铝石化合物的制造方法的一例的流程图。图2为示意性表示对被处理体进行热处理时所使用的装置的一个构成例的图。图3为示意性表示图2所示装置的使用方式的图。附图标记100装置110加压部件120筒状构件122侧面124底面126内部空间128内侧侧壁129内侧底部壁130挤压构件(押し付け部材)135前端140碳板142第一构件145被处理体147第二构件150第二碳板160组装体180加热室182进气口184排气口具体实施方式在本专利技术的一个实施方式中，提供一种制造方法，其为导电性钙铝石化合物的制造方法，其中，所述方法具有：(1)准备煅烧粉的工序，所述煅烧粉以13:6～11:8(换算成CaO:Al2O3的摩尔比)的比例含有氧化钙和氧化铝；和(b)将包含上述煅烧粉的被处理体在以1kg/cm2～200kg/cm2的范围的压力加压的状态下、并且在包含Ti构件和Ca源中的至少一者的还原性气氛下、在1220℃～1380℃的范围内进行保持的工序。在此，在本申请中，“钙铝石化合物”是具有笼(cage)结构的12CaO·7Al2O3(以下也称为“C12A7”)和具有与C12A7等同的晶体结构的化合物(同型化合物)的统称。另外，在本申请中，“导电性钙铝石化合物”表示笼中所含的“游离氧离子”的一部分或全部被电子置换后的、电子密度为1.0×1018cm-3以上的钙铝石化合物。全部的游离氧离子被电子置换时的电子密度为2.3×1021cm-3。因此，在“钙铝石化合物”中包含“导电性钙铝石化合物”和“非导电性钙铝石化合物”。在本专利技术的一个实施方式中，所制造的“导电性钙铝石化合物”的电子密度优选为3.0×1020cm-3以上。以下，在本申请中，有时将具有3.0×1020cm-3以上的电子密度的导电性钙铝石化合物特别称为“高导电性钙铝石化合物”。需要说明的是，一般而言，导电性钙铝石化合物的电子密度根据钙铝石化合物的电子密度通过2种方法进行测定。在电子密度大于等于1.0×1018cm-3且小于3.0×1020cm-3的情况下，电子密度通过如下方式得到：测定导电性钙铝石化合物粉末的漫反射，并由库贝尔卡-蒙克转换(クベルカムンク変換)后的吸收光谱的2.8eV(波长443nm)的吸光度(库贝尔卡-蒙克转换值)计算。该方法利用了电子密度与库贝尔卡-蒙克转换值成比例关系这一点。以下，对校正曲线的制作方法进行说明。制作4个电子密度不同的试样，由电子自旋共振(ESR)的信号强度求出各个试样的电子密度。能够通过ESR测定的电子密度为约1.0×1014cm-3～约1.0×1019cm-3。将库贝尔卡-蒙克值和通过ESR求出的电子密度的各个以对数作图时，二者成比例关系，将其作为校正曲线。即，该方法中，电子密度为1.0×1019cm-3～3.0×1020cm-3时为将校正曲线外推而得到的值。另一方面，在电子密度为3.0×1020cm-3～2.3×1021cm-3的情况下，电子密度通过如下方式得到：测定导电性钙铝石化合物粉末的漫反射、并由库贝尔卡-蒙克转换后的吸收光谱的峰值波长(能量)换算。此时，使用以下的(1)式：n＝(-(Esp-2.83)/0.199)0.782(1)式在此，n表示电子密度(cm-3)，Esp表示库贝尔卡-蒙克转换后的吸收光谱的峰值能量(eV)。另外，在本申请中，导电性钙铝石化合物只要具有包含钙(Ca)、铝(Al)和氧(O)的C12A7晶体结构，则选自钙(Ca)、铝(Al)和氧(O)中的至少1种原子的一部分可以被其它原子或原子团置换。例如，钙(Ca)的一部分可以被选自由镁(Mg)、锶(Sr)、钡(Ba)、锂(Li)、钠(Na)、铬(Cr)、锰(Mn)、铈(Ce)、钴(Co)、镍(Ni)和铜(Cu)构成的组中的1种以上的原子置换。另外，铝(Al)的一部分可以被选自由硅(Si)、锗(Ge)、硼(B)、镓(Ga)、钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造方法，其为导电性钙铝石化合物的制造方法，其中，所述方法具有：(1)准备煅烧粉的工序，所述煅烧粉以换算成CaO:Al2O3的摩尔比为13:6～11:8的比例含有氧化钙和氧化铝；和(2)将包含所述煅烧粉的被处理体在以1kg/cm

【技术特征摘要】
2016.10.17 JP 2016-2038961.一种制造方法，其为导电性钙铝石化合物的制造方法，其中，所述方法具有：(1)准备煅烧粉的工序，所述煅烧粉以换算成CaO:Al2O3的摩尔比为13:6～11:8的比例含有氧化钙和氧化铝；和(2)将包含所述煅烧粉的被处理体在以1kg/cm2～200kg/cm2的范围的压力加压的状态下、并且在包含Ti构件和Ca源中的至少一者的还原性气氛下、在1220℃～1380℃的范围内进行保持的工序。2.如权利要求1所述的制造方法，其中，所述(2)的工序在还包含CO源和/或Al蒸气源的环境下实施。3.如权利要求1或2所述的制造方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤和弘，渡边晓，大越雄斗，宫川直通，河内优，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP