[发明专利]用于制造法拉第旋转器用透明陶瓷材料的方法

说明书

本发明涉及用于制造法拉第旋转器用透明陶瓷材料的方法。该方法包括：制备包含分散介质和分散质的浆料或泥浆，所述分散质包括含有由下式(1)表示的复合氧化物粉末的可烧结原材料粉末：(Tb_1‑x‑yR_xSc_y)₃(Al_1‑zSc_z)₅O₁₂ (1)其中R是钇和/或镥，0.05≤x0.45，0y0.1，0.51‑x‑y0.95且0.004z0.2；将该浆料或泥浆随后封入成形容器中以经受通过离心浇注的固液分离从而成形浇注压块；此后干燥该浇注压块；将干燥的压块脱脂；此后将脱脂的压块烧结；和进一步使烧结体经受热等静压压制处理以获得包含由式(1)表示的石榴石型稀土复合氧化物的烧结体的透明陶瓷材料。

相关申请的交叉引用

这一非临时申请按照35U.S.C.§119(a)要求2018年5月30日在日本提交的专利申请号2018-103013的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于制造透明陶瓷材料的方法，该透明陶瓷材料包含在可见光和/或近红外范围内具有半透明性的稀土铝石榴石型复合氧化物烧结体，并且更特别地涉及用于制造适用于构成磁光装置的法拉第旋转器的透明陶瓷材料的方法。

背景技术

关于透明陶瓷，在1959年发现了表现出半透明性的氧化铝烧结体，并且在1990年代通过YAG陶瓷的激光器振荡取得成功，导致在光学装置应用中的积极尝试。有报道彻底去除了陶瓷内部散射来源和内应变的透明陶瓷胜过该组成的单晶的光学性质。

大体上，许多陶瓷是不透明的。这是因为由构成烧结体的晶体晶粒自身具有的双折射和烧结体内部剩下的气泡、异相等所致光被折射并且不沿直线行进。因此，为了陶瓷表现出半透明性，重要的是选择光学各向同性的立方晶体并且彻底去除外来物质(其为光散射来源)例如烧结体内部的气泡和异相。不用说，基本前提是材料不吸收具有所期望波长的光。

然而，当对于裸眼透明的以上陶瓷被用作光学装置时，经常存在由于光弹性效应而出现双折射的问题。光弹性效应是由应力例如内应变所致出现双折射的物理现象，并且甚至光学各向同性的立方晶体也产生双折射。具有内应变的透明陶瓷仅一瞥看起来对裸眼是透明的，但是当线性偏振光入射在其上时观察到依赖于应力的去偏振效应。

特别地，当线性偏振光通过法拉第旋转器内部时使用法拉第效应的光隔离器应用旋转偏振面的效果。因此，如果由于光弹性效应去偏振效应出现在法拉第旋转器内部，不仅光隔离器的透射率降低而且部分光返回。这是不优选的，因为光隔离器的功能劣化。

陶瓷出现内应变的主要原因之一是陶瓷的成形步骤。在代表干燥压制方法作为实例的单轴压制的情况下，主要原因是当在压制工具中填充原材料粉末时形成的填充不均匀或在成形过程中力传递不均匀。结果是，在压块中出现物理偏差(密度不均匀)。通过作为后续步骤的烧结步骤或退火步骤去除压块内部的一些密度不均匀，但是不可去除的那些因此被留下作为陶瓷的内应变(所谓的残余应变)。

因此，注浆浇注方法被用作均匀成形陶瓷原材料的技术。注浆浇注是湿法成形方法之一并且是通过分散原材料、将具有流动性的浆料倒入模具中并使其分离成分散介质和分散质(原材料)的成形技术。通常已知与干燥成形方法例如压制方法对比，由注浆浇注方法产生的压块可形成有高密度和低缺陷。