特許 7594995 アルミナセラミックス、及びアルミナセラミックスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-27

(45)【発行日】2024-12-05

(54)【発明の名称】アルミナセラミックス、及びアルミナセラミックスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/111 20060101AFI20241128BHJP

【ＦＩ】

C04B35/111

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021192366

(22)【出願日】2021-11-26

(65)【公開番号】P2023078994

(43)【公開日】2023-06-07

【審査請求日】2023-09-26

(73)【特許権者】

【識別番号】507182807

【氏名又は名称】クアーズテック合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101878

【弁理士】

【氏名又は名称】木下 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100187506

【弁理士】

【氏名又は名称】澤田 優子

(72)【発明者】

【氏名】深沢 祐司

(72)【発明者】

【氏名】中川 卓哉

【審査官】山本 晋也

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３１２７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０４４３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／００８９１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０５０５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１１２９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０４６３６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０４Ｂ ３５／

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ａｌ₂Ｏ₃を主結晶とし、焼結助剤としてＮａとＳｉを使用することとし、
少なくとも表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が１０００ｐｐｍ以下、
Ｓｉの含有量が１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下、かつＮａ／Ｓｉの値が０．１以上０．２３以下であり、
さらに、Ａｌ₂Ｏ₃の純度が９９％以上であり、かつＴｉの含有量が０．３ｐｐｍ以上２８ｐｐｍ以下であり、表面抵抗率が３．２×１０ ¹³ Ω／□以上６．５×１０ ¹³ Ω／□以下である、ことを特徴とするアルミナセラミックス。

【請求項2】

ＣＶＤ装置、イオンプレーティング装置、エッチング装置、静電チャックを含むプラズマ生成装置のいずれかにおいて使用する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアルミナセラミックス。

【請求項3】

前記請求項１に記載された、Ａｌ₂Ｏ₃を主結晶とするアルミナセラミックスの製造方法であって、
少なくとも表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が１０００ｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下、かつＮａ／Ｓｉの値が０．１以上０．２３以下になるように、不純物として含まれるＴｉの含有量が０．３ｐｐｍ以上２８ｐｐｍ以下のアルミナ粉末に対して、ＮａとＳｉを含ませて原料粉を作製するステップと、
前記原料粉にバインダーを添加して造粒粉を作製するステップと、
前記造粒粉から成形体を作製するステップと、
前記成形体を焼成し、アルミナ焼結体を得るステップと、
を含むことを特徴とするアルミナセラミックスの製造方法。

【請求項4】

前記アルミナ粉末はＡｌ₂Ｏ₃の純度を９９％以上とする、
ことを特徴とする請求項３に記載のアルミナセラミックスの製造方法。

【請求項5】

アルミナ粉末に炭酸ナトリウムと二酸化ケイ素を添加することにより、前記Ｎａの含有量を１０００ｐｐｍ以下及び前記Ｓｉの含有量を４００ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下とし、かつ前記Ｎａ／Ｓｉの値を０．１以上０．２３以下とする、
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のアルミナセラミックスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所望の範囲の表面抵抗率を有するアルミナセラミックス及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、プラズマ生成装置に用いられるアルミナセラミックスは、その抵抗率が高い場合には帯電が生じやすく、反応生成物を引き寄せる場合がある。そのため、表面に付着するパーティクルが生じやすい。一方、アルミナセラミックスの抵抗率が低い場合には、微弱ながらも導電現象が生じやすく、装置全体の制御に悪影響を与える可能性がある。したがって、プラズマ生成装置においては、帯電と導電現象を抑制可能な抵抗率を有するアルミナセラミックスが求められている。

【0003】

また、アルミナセラミックスは、セラミック材料としては最もよく知られており、高硬度、高耐摩耗性、耐食性、耐薬品性等の優れた特性を有し、汎用性も高く、様々な分野で応用されている。

【0004】

例えば、非特許文献１には、アルミナセラミックスが静電吸着装置に使用する材料として適していることが記載されている。具体的には、高純度のアルミナセラミックスの体積抵抗率は、室温近傍でおよそ１０¹⁴Ωｃｍ程度であるため、この抵抗率で発生するクーロン力を利用して、静電吸着装置として使用されている。また、ジョンソンラーベックによる静電吸着力を発生するのに適した体積抵抗率は１０⁹～１０¹²Ωｃｍである。そこで、体積抵抗率を低下させるため、添加物（酸化チタン等）を使用する。具体的には、添加物を数％程度原料のアルミナ粉末と混合し、焼結することによって、必要とする体積抵抗率に調整している。このように、非特許文献１には、アルミナセラミックスの体積抵抗率を所望の体積抵抗率に調整することが記載されている。

【0005】

また、特許文献１には、アルミナセラミックスの抵抗を低下させるためにＴｉ、Ｔｉ酸化物を使用することが記載されている。そして、この文献に記載されたアルミナセラミックスは、アルミナを主成分としＴｉ等が分散したものであり、その表面抵抗が１０⁴～１０¹¹Ω／□であることが開示されている。また、非特許文献２には、各社製造のアルミナセラミックスのサンプルにおける表面抵抗率の測定値が１０¹⁵～１０¹⁸Ω／□の間に分布していることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００４－３５２５７２号公報

【非特許文献】

【0007】

【文献】井口忠士、立川俊洋、茅本隆司、「静電吸着装置の材料と方式」、一般社団法人 日本真空学会発行、真空第４５巻、Ｎｏ．８、２００２、ｐ．６３３－６３６

【文献】Y.Yamamoto, S.Michizono, “CERAMIC STUDY ON RF WINDOWS FOR POWER COUPLER, WAVEGUIDE, AND KLYSTRON IN PARTICLE ACCELERATOR” ２０２１年９月２７日検索，インターネット，＜https://accelconf.web.cern.ch/srf2019/papers/mop077.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記先行技術文献等に開示されているように、アルミナセラミックスにＴｉを代表例とする遷移金属元素等の導電性材料を添加すると、電気抵抗を低下させることができる。しかしながら、アルミナセラミックスに導電性材料を添加すると、焼結が阻害されやすく、熱伝導性の悪化や気孔の生成による機械強度の低下等を招く、という問題があった。例えば、電気抵抗を低下させることを目的としてＴｉを添加したアルミナセラミックスをプラズマ生成装置に使用する場合には、緻密性を満たさないケースが考えられる。

【0009】

このような問題を回避するためには、Ｔｉのような遷移金属元素を添加することなく所望の範囲の表面抵抗率を有する高純度のアルミナセラミックスを製造することが考えられるが、アルミナセラミックス自体の改善は進められていない。

【0010】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、高純度及び高緻密性を満たしつつ、所望の範囲の表面抵抗率を有するアルミナセラミックス、及びその製造方法、を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明にかかるアルミナセラミックスは、Ａｌ₂Ｏ₃を主結晶とし、焼結助剤としてＮａとＳｉを使用することとし、少なくとも表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が１０００ｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下、かつＮａ／Ｓｉの値が０．１以上０．２３以下であり、さらに、Ａｌ₂Ｏ₃の純度が９９％以上であり、かつＴｉの含有量が０．３ｐｐｍ以上２８ｐｐｍ以下であり、表面抵抗率が３．２×１０ ¹³ Ω／□以上６．５×１０ ¹³ Ω／□以下である、ことを特徴とする。

【0012】

本発明によれば、高純度及び高緻密性を満たしつつ、所望の範囲の表面抵抗率を有するアルミナセラミックスを提供することができる。

【0013】

また、本発明にかかるアルミナセラミックスは、ＣＶＤ装置、イオンプレーティング装置、エッチング装置、静電チャックを含むプラズマ生成装置のいずれかにおいて使用することが望ましい。

【0014】

また、本発明にかかるアルミナセラミックスの製造方法は、上記に記載された、Ａｌ₂Ｏ₃を主結晶とするアルミナセラミックスの製造方法であって、少なくとも表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が１０００ｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下、かつＮａ／Ｓｉの値が０．１以上０．２３以下になるように、不純物として含まれるＴｉの含有量が０．３ｐｐｍ以上２８ｐｐｍ以下のアルミナ粉末に対して、ＮａとＳｉを含ませて原料粉を作製するステップと、前記原料粉にバインダーを添加して造粒粉を作製するステップと、前記造粒粉から成形体を作製するステップと、前記成形体を焼成し、アルミナ焼結体を得るステップと、を含むことを特徴とする。

【0015】

また、本発明にかかるアルミナセラミックスの製造方法においては、アルミナ粉末のＡｌ₂Ｏ₃の純度を９９％以上とすることが望ましい。

【0016】

また、本発明にかかるアルミナセラミックスの製造方法においては、アルミナ粉末に炭酸ナトリウムと二酸化ケイ素を添加することにより、Ｎａの含有量を１０００ｐｐｍ以下及びＳｉの含有量を４００ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下とし、かつ前記Ｎａ／Ｓｉの値を０．１以上０．２３以下とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、高純度及び高緻密性を満たしつつ、所望の範囲の表面抵抗率を有するアルミナセラミックス、及びその製造方法、を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明にかかるアルミナセラミックスの製造方法の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明にかかるアルミナセラミックス及びその製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0020】

本実施形態のアルミナセラミックスは、主結晶であるＡｌ₂Ｏ₃の純度を９９％以上の高純度とする。また、本実施形態のアルミナセラミックスは、上記高純度を満たしつつ、Ｔｉのような遷移金属元素を添加することなく、３．２×１０ ¹³ Ω／□以上６．５×１０ ¹³ Ω／□以下の表面抵抗率を有する。この表面抵抗率は、例えば、ＪＩＳ Ｃ２１４１（電気絶縁用セラミック材料試験方法）、ＪＩＳ Ｃ２１３９（固体電気絶縁材料の誘電特性及び抵抗特性）に従って測定したものである。

【0021】

また、Ｔｉのような遷移金属元素を添加することなくアルミナセラミックスの表面抵抗率を制御するために、本実施形態のアルミナセラミックスは、第一の焼結助剤として炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）が用いられ、第二の焼結助剤として二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）が用いられる。ここで、アルミナセラミックス中のＮａの含有量は１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、また、Ｓｉの含有量は１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。そして、ＮａおよびＳｉの一方が極端に多い場合にはアルミナセラミックスの表面抵抗率を制御することができないため、アルミナセラミックス中に含まれるＮａとＳｉの比率（各金属含有量をｐｐｍ単位で表した際のＮａ／Ｓｉの値）を０．１以上０．２３以下とすることが好ましい。

【0022】

なお、上記ＮａおよびＳｉの含有量は、製造されるアルミナセラミックスに対し、少なくとも表層から深さ５００μｍの範囲において満たす必要がある。この範囲が表面抵抗率に影響を与えるからである。また、Ｎａの含有量が１０００ｐｐｍを超えると、アルミナセラミックス中にβアルミナと呼ばれるナトリウムを含むアルミナ質結晶が形成されやすくなり、βアルミナ構造が形成されるとＮａのイオン伝導性により上記Ｓｉの範囲であっても表面抵抗を著しく低下させるため、好ましくない。また、Ｓｉの含有量が１０ｐｐｍ未満の場合は、アルミナセラミックスの焼結性を悪化させ、気孔が残留する可能性があるため、好ましくない。一方で、Ｓｉの含有量が２０００ｐｐｍを超えると、粒界にアモルファス質の構造が形成されやすくなり、上記Ｎａを用いてもアモルファス質を結晶質に変化させることは困難であるため、好ましくない。

【0023】

また、上記Ｎａ／Ｓｉの値（０．１以上０．２３以下）は、上記同様、アルミナセラミックスの表層から深さ５００μｍの範囲において満たす必要がある。この範囲が表面抵抗率に影響を与えるからである。また、上記Ｎａ／Ｓｉの値は、例えば、各元素の含有量をＩＣＰ発光分析で求めることにより得られる。また、深さ５００μｍの範囲以外のＮａ／Ｓｉの値は、０．１以上０．２３以下であることが望ましい。

【0024】

例えば、Ｎａ／Ｓｉの値が０．１未満の場合は、Ｓｉの効果が大きく、アモルファス質が形成されやすくなり表面抵抗を制御できないため、好ましくない。一方で、Ｎａ／Ｓｉの値が２を超えると、Ｎａの効果が大きくなりβアルミナが形成され、Ｎａのイオン伝導性により表面抵抗を著しく低下させるため、好ましくない。

【0025】

このように、本実施形態においては、ＮａとＳｉを適切に混合することで、Ｔｉに代表される遷移金属を含ませることなく表面抵抗率を制御する。

【0026】

また、本実施形態のアルミナセラミックスは、例えば、ＣＶＤ装置、イオンプレーティング装置、エッチング装置、静電チャック等を含むプラズマ生成装置での使用を想定しているため、その表面特性が重要である。例えば、アルミナセラミックスの表面抵抗率は、アルミナセラミックスを構成する粒子、粒界（結晶粒の境界）、不純物の影響を受ける。具体的には、アルミナセラミックスの表面抵抗率は、アモルファス質部分と関連しており、表層から深さ５００μｍの範囲の組織構造や不純物（Ｎａ、Ｓｉ等）により大きく影響を受ける。場合によっては表層から深さ２００μｍの範囲の組織構造や不純物に支配されることもある。

【0027】

特に、粒子同士の接点に生じる粒界や三重点（３つの粒界がぶつかる点）に存在する不純物は粒子に固溶している不純物に比べて移動がしやすい。また、粒界や三重点では、非化学量論的に不純物が偏析しやすく、特に、ガラス質を形成しやすいＳｉを１０ｐｐｍ以上含有する場合にはアモルファス質が形成されやすく、アルミナセラミックスの電気抵抗を下げる効果がある。

【0028】

一方で、アルカリ金属、特にＮａはアモルファス質を結晶質に変化させやすい元素であり、また、アルミナセラミックス中ではＮａもＳｉと同様に粒界や三重点に偏析をしやすい。したがって、アモルファス質を形成するかどうかは、ＮａとＳｉの比率（Ｎａ／Ｓｉの値）で決定される。

【0029】

なお、本実施形態のアルミナセラミックスにおいて規定するＮａ及びＳｉの含有量は、上述したように、表層から深さ５００μｍの範囲で満たされていればよいが、これに限定されるものではなく、例えば、表層から深さ５００μｍの範囲とその範囲以外の内部との両方で満たされることとしてもよい。

【0030】

また、本実施形態のアルミナセラミックスは、不純物として含まれるＴｉの含有量を１００ｐｐｍ以下とする。なお、このＴｉは、不純物として含まれているものであり、アルミナセラミックスの抵抗率を低下させるために積極的に使用されたものではない。

【0031】

このように、本実施形態のアルミナセラミックスは、Ａｌ₂Ｏ₃を主結晶とし、焼結助剤としてＮａとＳｉを使用することとし、少なくとも表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が１０００ｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下、かつＮａ／Ｓｉの値が０．１以上０．２３以下である。さらに、本実施形態のアルミナセラミックスは、Ａｌ₂Ｏ₃の純度が９９％以上を有するとともに、表面抵抗率が３．２×１０ ¹³ Ω／□以上６．５×１０ ¹³ Ω／□以下である。すなわち、本実施形態によれば、高純度及び高緻密性を満たしつつ、所望の範囲の表面抵抗率を有するアルミナセラミックスを得ることができる。これにより、本実施形態のアルミナセラミックスは、ＣＶＤ装置、イオンプレーティング装置、エッチング装置、静電チャック等を含むプラズマ生成装置に好適に用いることが可能となる。

【0032】

つづいて、本実施形態のアルミナセラミックスの製造方法を図面に従って説明する。図１は、アルミナセラミックスの製造方法の一例を示すフローチャートである。

【0033】

まず、原料として、Ａｌ₂Ｏ₃の純度が９９％以上で、平均粒子径が１～２μｍのアルミナ粉末を用意する（ステップＳ１）。このアルミナ粉末は、純度の高いものであることが好ましいが、不純物として１００ｐｐｍ以下のＴｉが含まれるものであってもよい。なお、本実施形態においては、あくまでも不純物としてのＴｉの含有量を規定したものであり、アルミナ粉末に対して積極的にＴｉを添加するものではない。積極的にＴｉを添加することによる気孔径増大を回避するためである。

【0034】

つぎに、用意したアルミナ粉末に対し、表層（後述するアルミナ焼結体の表層）から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が１０００ｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下、かつＮａ／Ｓｉの値が０．１以上０．２３以下となるように、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加して原料粉を作製する（ステップＳ２）。また、バインダーとして、ポリビニルアルコールを原料粉に添加して造粒粉を作製する（ステップＳ３）。

【0035】

つぎに、上記造粒粉を成形型内に充填し、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）成形により、８０～２００ＭＰａの範囲の圧力にて成形体を作製する（ステップＳ４）。また、この成形体を大気雰囲気または還元雰囲気下において、最高温度が例えば１６００℃となるよう焼成し、アルミナ焼結体を得る（ステップＳ５）。

【0036】

そして、このアルミナ焼結体を所望の形状に研削、研磨し、最終の面状態に仕上げる（ステップＳ６）。なお、ステップＳ４のＣＩＰ成形の後、脱脂処理を行い、ステップＳ５において、水素雰囲気下で、例えば１８００℃で焼成することとしてもよい。

【0037】

以上のように、本実施形態においては、Ａｌ₂Ｏ₃を主結晶とするアルミナセラミックスを製造する際に、少なくともアルミナ焼結体の表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が１０００ｐｐｍ以下、Ｓｉの含有量が１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下、かつＮａ／Ｓｉの値が０．１以上０．２３以下となるように、アルミナ粉末に対してＮａとＳｉを含ませて原料粉を作製する。その後、原料粉にバインダーを添加して造粒粉を作製し、造粒粉から成形体を作製し、そして、成形体を焼成することによりアルミナ焼結体（アルミナセラミックス）を作製した。これにより、表面抵抗率を低下させることを目的としてＴｉのような遷移金属元素を積極的に添加することなく、３．２×１０ ¹³ Ω／□以上６．５×１０ ¹³ Ω／□以下の表面抵抗率を有するアルミナセラミックスを得ることができる。

【実施例】

【0038】

本発明にかかるアルミナセラミックス及びその製造方法を、実施例に基づきさらに説明する。

【0039】

［実験方法］
この実験では、焼結助剤としてＮａとＳｉを用いてアルミナセラミックスを製造し、ＮａとＳｉの含有量および比率の好ましい範囲について検証した。

【0040】

（実施例１）
実施例１では、原料として、純度が９９％以上でかつ平均粒子径が１～２μｍのアルミナ粉末を用いた。このアルミナ粉末に対し、表層（アルミナ焼結体の表層）から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が９０ｐｐｍとなるように炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加し、さらに、Ｓｉの含有量が９００ｐｐｍとなるように二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加した。このとき、Ｎａ／Ｓｉの値は０．１である。また、原料粉中におけるＴｉの含有量は２８ｐｐｍであった。

【0041】

また、上記添加剤を含む原料粉に対し、バインダーとしてポリビニルアルコールを添加して造粒粉を作製した。

【0042】

つぎに、上記造粒粉を成形型内に充填し、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）成形により、８０～２００ＭＰａの範囲の圧力にて成形体を作製した。そして、この成形体を大気雰囲気下において、最高温度が１６００℃となるよう焼成し、アルミナ焼結体（アルミナセラミックス）を得た。

【0043】

得られた焼結体に対しＩＣＰ発光分析を行うことにより焼結体純度を求め、Ｎａ，Ｓｉ，Ｔｉの含有量を表１に示した。さらに、サンプル形状に加工後、ＪＩＳ Ｃ２１４１（電気絶縁用セラミック材料試験方法）、ＪＩＳ Ｃ２１３９（固体電気絶縁材料の誘電特性及び抵抗特性）に従って表面抵抗率を測定し、その測定結果を表２に示した。

【0044】

（実施例２）
実施例２では、アルミナ粉末に対し、表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が３６０ｐｐｍとなるように炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加し、さらに、Ｓｉの含有量が１６００ｐｐｍとなるように二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加した。このとき、Ｎａ／Ｓｉの値は０．２３である。また、原料粉中におけるＴｉの含有量は２６ｐｐｍであった。その他の実施条件は実施例１と同じとした。

【0045】

（実施例３）
実施例３では、アルミナ粉末に対し、表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が７５ｐｐｍとなるように炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加し、さらに、Ｓｉの含有量が４５０ｐｐｍとなるように二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加した。このとき、Ｎａ／Ｓｉの値は０．１７である。また、原料粉中におけるＴｉの含有量は５ｐｐｍであった。その他の実施条件は実施例１と同じとした。

【0046】

（参考例１）
参考例１では、アルミナ粉末に対し、表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が４９０ｐｐｍとなるように炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加し、さらに、Ｓｉの含有量が３００ｐｐｍとなるように二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加した。このとき、Ｎａ／Ｓｉの値は１．６である。また、原料粉中におけるＴｉの含有量は７３ｐｐｍであった。その他の実施条件は実施例１と同じとした。

【0047】

（参考例２）
参考例２では、アルミナ粉末に対し、表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が８２０ｐｐｍとなるように炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加し、さらに、Ｓｉの含有量が５００ｐｐｍとなるように二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加した。このとき、Ｎａ／Ｓｉの値は１．６である。また、原料粉中におけるＴｉの含有量は３４ｐｐｍであった。その他の実施条件は実施例１と同じとした。

【0048】

（実施例４）
実施例４では、アルミナ粉末に対し、表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が３ｐｐｍとなるように炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加し、さらに、Ｓｉの含有量が１５ｐｐｍとなるように二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加した。このとき、Ｎａ／Ｓｉの値は０．２である。また、原料粉中におけるＴｉの含有量は０．３ｐｐｍであった。

【0049】

また、造粒粉を成形型内に充填し、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）成形により８０～２００ＭＰａの範囲の圧力にて成形体を作製した後、脱脂処理を行い、水素雰囲気下において１８００℃で焼成し、アルミナ焼結体（アルミナセラミックス）を得た。その他の実施条件は実施例１と同じとした。

【0050】

（実施例５）
実施例５では、アルミナ粉末に対し、表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が２０ｐｐｍとなるように炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加し、さらに、Ｓｉの含有量が１５０ｐｐｍとなるように二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加した。このとき、Ｎａ／Ｓｉの値は０．１３である。また、原料粉中におけるＴｉの含有量は１３ｐｐｍであった。その他の実施条件は実施例４と同じとした。

【0051】

（比較例１）
比較例１では、アルミナ粉末に対し、表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が２５０ｐｐｍとなるように炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加し、さらに、Ｓｉの含有量が２１００ｐｐｍとなるように二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加した。このとき、Ｎａ／Ｓｉの値は０．１２である。また、原料粉中におけるＴｉの含有量は５５ｐｐｍであった。その他の実施条件は実施例１と同じとした。

【0052】

（比較例２）
比較例２では、アルミナ粉末に対し、表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が３０ｐｐｍとなるように炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加し、Ｓｉの含有量が１８００ｐｐｍとなるように二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加した。このとき、Ｎａ／Ｓｉの値は０．０２である。また、原料粉中におけるＴｉの含有量は８８ｐｐｍであった。その他の実施条件は実施例４と同じとした。

【0053】

（比較例３）
比較例３では、アルミナ粉末に対し、表層から深さ５００μｍの範囲において、Ｎａの含有量が５ｐｐｍとなるように炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加し、Ｓｉの含有量が６６ｐｐｍとなるように二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を添加した。このとき、Ｎａ／Ｓｉの値は０．０８である。また、原料粉中におけるＴｉの含有量は８ｐｐｍであった。その他の実施条件は実施例４と同じとした。

【0054】

（評価）
実施例１～４、参考例１，２及び比較例１～３の条件を表１に示し、評価結果として得られた表面抵抗率を表２に示す。

【0055】

【表1】

【0056】

【表2】

【0057】

実験の結果、上記製造方法における規定の範囲（ＮａとＳｉの含有量および比率の好ましい範囲）内で製造した場合には、表面抵抗率を低下させることを目的としてＴｉのような遷移金属元素を積極的に添加することなく、３．２×１０ ¹³ Ω／□以上６．５×１０ ¹³ Ω／□以下の表面抵抗率を有するアルミナセラミックスが得られることを確認した。一方、上記規定の範囲外の条件で製造した場合には、所望の表面抵抗率を有するアルミナセラミックスを得ることができなかった。

【図1】