[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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⁺·2O^2-。

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

发明内容

发明要解决的课题

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。

本发明是鉴于这样的问题而完成的发明，本发明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，本发明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

本发明提供一种制造方法，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，本发明提供一种烧结体，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。

发明效果

本发明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，本发明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为示意性表示本发明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)