αアルミナ、その合成方法、および装置
本発明は、９９．９９％以上の純度を有するαアルミナに関する。このαアルミナは、大部分が８５０μｍ以上のサイズを有し、球形粒子（１）の形状をしている。本発明はまた、上記で定義したαアルミナの使用形態と、関連する合成方法および装置とに関する。
【参考図】図１
【参考図】図１
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、αアルミナ、特に、単結晶サファイアの製造に適するαアルミナに関する。本発明はまた、このαアルミナを合成するための方法と装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のように、αアルミナは、ヴェルヌイユ法以外でも、単結晶サファイアの製造のために使用される。この目的のために、αアルミナ粉末を、るつぼの中に入れて、所定の時間、融点（例えば、１９００℃と２４００℃との間の温度）まで加熱する。次に、所定の時間、結晶（または種）を有するチップを、この溶融したαアルミナに接触させ、温度勾配による制御のもとで結晶を成長させる。
【０００３】
単結晶サファイアを製造するための原材料として使用されるαアルミナは、粒子サイズの最大値が、１００μｍから８５０μｍの間に分布していることが知られている。
【０００４】
単結晶サファイアを製造するための方法を最適化するためには、つぼの中のαアルミナの密度を、この公知の解決策で得られる密度と比較して、増加させることが必要であると考えられる。
【０００５】
しかしながら、αアルミナから出発する合成方法では、このαアルミナが、単結晶サファイアを生成するために必要な特性を有しているとしても、αアルミナの密度を増加させることはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来技術のこれらの欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本発明の１つの主題は、９９．９９％以上の純度を有し、大部分が８５０μｍ以上の直径を有する球形粒子の形状のαアルミナを得ることである。
【０００８】
αアルミナは、高い密度で、るつぼの中に装填され、そのため、溶融される間に、微細粒子が生成されることなく、またるつぼによって酸化されることもない。
【０００９】
本発明によるαアルミナはまた、次に示す特性の１つ以上を、個別に、または組み合わせて具備している。
−前記球形粒子のサイズは、大部分が８５０μｍと２ｍｍとの間にある。
−前記粒子は、１と２との間の球形度を有する。
−前記球形粒子は、１ｍ2／ｇ以下の比表面積を有する。
−前記球形粒子は、理論値密度３．９６ｇ／ｃｃの５０％以上の相対密度を有する。
【００１０】
本発明はまた、単結晶サファイアを製造するための、上記で定義したαアルミナの利用法に関する。
【００１１】
本発明はまた、上記で定義したαアルミナを合成するための方法に関し、この方法は、次に示すステップを有することを特徴としている。
−γアルミナ粉末を、シリコンカーバイド板の上に載せる。
−前記粉末に、少なくとも１つのＣＯ2レーザビームを照射する。
【００１２】
また本発明の方法は、次に示す特徴の中の１つ以上を、別個に、または組み合わせて具備することができる。
−γアルミナ粉末は、９９．９９％以上の純度を有する。
−γアルミナ粉末は、９０ｍ2／ｇと１２０ｍ2／ｇとの間の比表面積を有する。
−γアルミナ粉末は、１５ｎｍと２０ｎｍとの間のサイズの要素粒子を備え、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの細孔容積を有する。また０．１２ｇ／ｃｃと０．２５ｇ／ｃｃとの間のタンプ密度を有する。
−γアルミナ粉末は、１ｍｍと８ｍｍとの間の厚さの粉末コーティングの形とされる。
−γアルミナ粉末は、前記少なくとも１つのビームの下を移動させられる。
−前記少なくとも１つのビームの下でのγアルミナ粉末の移動速度は、１０ｃｍ／分と１００ｃｍ／分との間である。
−γアルミナ粉末には、０．３秒から３０秒までの間の時間に亘って、前記の少なくとも１つのビームが照射される。
−合成するための方法は、スクリーニングステップを含んでいる。
【００１３】
本発明はまた、上記で定義した合成方法を実行するための装置に関し、次に示すものを備えることを特徴としている。
−γアルミナ粉末を供給するための手段と、
−前記粉末を載せるためのシリコンカーバイド板と、
−少なくとも１つのＣＯ2レーザ。
【００１４】
前記装置はまた、次に示す特徴の中の１つ以上の特徴を、別個に、または組み合わせて具備することができる。
−γアルミナ粉末を、前記少なくとも１つのビームの下に連続的に運ぶことができるように、前記少なくとも１つのレーザは固定され、前記板は可動になっている。
−前記可動板は、回転円盤の形とされている。
−前記板は、中空グルーブを有し、γアルミナ粉末を受け取る。
−前記少なくとも１つのレーザの波長は、約１０．６μｍである。
−前記少なくとも１つのレーザの電力は、１２０Ｗと３０００Ｗとの間にある。
−前記少なくとも１つのレーザは、前記少なくとも１つのビームによって照射されるゾーンの上の、前記少なくとも１つのビームの光スポットサイズが、０．２ｃｍ2から２０ｃｍ2までの間の面積をカバーするようになっている。
−前記装置は、前記板の上に供給されたγアルミナ粉末を、均一に分配するための手段を備えている。
−前記均一に分配する手段は、圧縮ローラを備えている。
−前記均一に分配する手段は、平坦化手段を備えている。
−この装置は、合成された球形αアルミナ粒子を、吸引することによりそれらを排出するための手段を備えている。
【００１５】
本発明のその他の特性および利点は、非限定的な例として示す以下の記述を読むことにより、また添付の図面によって、より明らかになると思う。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による球形αアルミナ粒子の電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明によるαアルミナを合成するための方法を実行するための装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［αアルミナ］
本発明は、単結晶サファイアの製造における原材料として使用するための球形粒子の形状をした、高純度（更に、具体的には、９９．９９％以上）のαアルミナに関する。これらのαアルミナ粒子の球形度の評価は、測定された最大直径の、測定された最小直径に対する比を、関係式（１）から算出することにより実行される。
（１）Ｓ＝ｄmax／ｄmin（ここで、Ｓ＝球形度、ｄmax＝最大直径、およびｄmin＝最小直径）
【００１８】
本出願人は、本発明によるαアルミナ粒子は、１と２との間の球形度Ｓを有することを見いだした。
【００１９】
図１は、電子顕微鏡を使用して観測した球形αアルミナ粒子１を示す。スケールは、図中に示してある。
【００２０】
本発明によって合成された球形αアルミナ粒子１は、大きな寸法を有している。
【００２１】
具体的には、本発明により合成されたαアルミナの重量による粒度分布においては、球形粒子１の大部分が、８５０μｍ以上の寸法を有している。より具体的には、８５０μｍと２ｍｍとの間に分布している。この粒度分布は、例えば、スクリーンスタック法によるドライスクリーニングによって得られる。スクリーンスタック法に関しては、後に説明する。
【００２２】
さらに、これらの球形αアルミナ粒子１は、１ｍ2／ｇ以下の比表面積を有する。この比表面積は、公知の様式で、液体窒素を使用したＢＥＴ法で測定することができる。
【００２３】
これらの球形αアルミナ粒子１はまた、理論値密度３．９６ｇ／ｃｃと比較して、５０％より大きな相対密度を有する。
【００２４】
従って、これらの球形αアルミナ粒子１は、高密度に装填することができ、微細な粒子を生成することなく、また溶融時に、るつぼによって酸化されることもない。
【００２５】
上記で述べた粒度分布を生成することができるスクリーンスタック法について、次に説明する。
【００２６】
種々の異なる網目開口のスクリーンのスタックを構成する。スタックの頂部には、最も大きな網目開口（例えば、１６００μｍの網目開口）のスクリーンを置き、また、スタックの底部には、最も小さい網目開口（例えば、９０μｍの網目開口）のスクリーンを置く。
【００２７】
例として、次に示す網目開口を有する異なるスクリーンが使用される。すなわちこれらの網目開口は、１６００μｍ、１４００μｍ、１０００μｍ、８５０μｍ、７１０μｍ、５００μｍ、３５５μｍ、２５０μｍ、１８０μｍ、１２５μｍ、および９０μｍである。
【００２８】
例えば、所定の重量（２００ｇ±１０ｇ等）の球形αアルミナ粒子１のサンプルを、最大網目開口を有する頂部スクリーンの上に置く。
【００２９】
その後、スクリーンのスタックを、適切な機械装置によって、所与の時間の間（例えば、１０分間）振る。
【００３０】
その後、各スクリーンの上に保持されている粒子を抽出し、重量を計量して記録する。
【００３１】
１つのスクリーンの上に保持されている粒子は、それらが保持されているスクリーンの網目開口サイズと、上位のスクリーンの網目開口サイズとの間にあると考えられる。すなわち、例えば、８５０μｍの網目開口を有するスクリーンを通過して、例えば、７１０μｍの網目開口を有する下位のスクリーンの上に保持されている粒子に対しては、この粒子のサイズは、７１０μｍと８５０μｍとの間にあると考えることができる。
【００３２】
このように、考慮するスクリーンの上に保持されている球形粒子の質量を、サンプルの初期の質量で除算することにより、各スクリーンの上の球形粒子の割合を算出することができる。
【００３３】
次に図２を参照して、上記で述べた球形αアルミナ粒子１を合成するための方法を実行する装置３について説明する。
【００３４】
［αアルミナを合成するための方法を実行する装置］
この装置３は、
−γアルミナ粉末γを供給するための手段５と、
−γアルミナ粉末γを装填する中空グルーブ８を備えているシリコンカーバイド（ＳｉＣ）板７と、
−図示されているようにレーザの放射ビーム１１を照射する、少なくとも１つのＣＯ2レーザ９とを備えている。
【００３５】
供給手段５は、例えば、γアルミナ粉末γを受け取るための受けタンク５ａ（矢印Ａで示されている）、エンドレススクリュー５ｂ、および板７の上にγアルミナ粉末γを分配するための分配器５ｃを備えている。
【００３６】
球形αアルミナ粒子１に対する最良の特性を得るために、本発明による球形αアルミナ粒子１を合成するための原材料として選択されるγアルミナ粉末γは、次に示す特性を有している。すなわち、９９．９９％以上の純度、９０ｍ2／ｇと１２０ｍ2／ｇとの間の比表面積、１５ｎｍと２０ｎｍとの間のサイズを有する要素粒子、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの間の細孔容積、および０．１２ｇ／ｃｃと０．２５ｇ／ｃｃとの間のタンプ密度である。
【００３７】
これは、γアルミナ粒子はアグロメレートに関連しているということを意味している。これらのアグロメレートは、ポーラスである。これらのアグロメレートの細孔容積は、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの間にある。
【００３８】
上記のようなγアルミナ粉末は、市販されている（例えば、バイコウスキー（Baikowski）社から、バイカロックス（Baikalox）Ｂ１０５の商品名で）。
【００３９】
ここに図示した例では、板７は、可動の回転円盤であり、図中の矢印Ｂで示されている回転軸の周りに回転する。一例として、板７は、グルーブ８のところで、１０ｃｍ／分と１００ｃｍ／分との間の速度で回転する。従って、板７は、レーザ９のレーザビーム１１によって照射されるゾーンに向かって、γアルミナ粉末γを徐々に運ぶことができる。
【００４０】
ここで記述している実施形態におけるレーザ９は、波長が１０．６μｍであり、電力が１２０Ｗと３０００Ｗとの間にあるレーザであり、また、０．２ｃｍ2から２０ｃｍ2までの間の面積をカバーする、実質的に円形のレーザスポットを有している。
【００４１】
またこの装置３は、板７の上に置かれたγアルミナ粉末γを均一に分配するための手段１３（圧縮ローラまたはタンピングローラ等）を備えることができる。均一に分配する手段１３は、追加的に、または変形として、γアルミナコーティングγを平坦化するための平坦化手段を備えることができる。
【００４２】
最後に、この装置３は、例えば、合成された球形αアルミナ粒子１を吸引することにより、それを排出する手段１５を備えている。
【００４３】
次に、これらの球形αアルミナ粒子１を合成するための方法に関する種々のステップについて説明する。
【００４４】
［合成するための方法］
矢印Ａによって示すように、前段階のステップの間に、γアルミナ粉末γが装填され（例えば、受けタンク５ａの中に）、γアルミナ粉末γは、分配器５ｃのところに到達して、回転板７の上に分配される（例えば、厚さが１ｍｍと８ｍｍとの間にあるコーティングの形で）。
【００４５】
このγアルミナ粉末γは、例えば、均一分配装置１３によって、圧縮、および／または平坦化されて、γアルミナ粉末γにレーザビーム１１を照射したときに、最良の合成を行うことができる。
【００４６】
板７を移動させることにより、γアルミナ粉末γは、徐々にレーザビーム１１の下に移動して行き（例えば、１０ｃｍ／分と１００ｃｍ／分との間の速度で）、０．３秒から３０秒までの間の時間を通して、レーザビーム１１が照射される。
【００４７】
このように処理されたγアルミナ粉末γは、上記で定義した球形αアルミナ粒子１の集合体に変換される。
【００４８】
これらの球形αアルミナ粒子１は、その後、例えば排出手段１５を介して吸引され、図中に矢印Ｃで示すように、板７から排出されることができる。
【００４９】
これらの球形粒子のスクリーニングは、前に説明したように実行することができる。
【００５０】
上記のように合成された球形αアルミナ粒子１は、単結晶サファイアを製造するための原材料として使用することができる。
【００５１】
球形αアルミナ粒子１を合成するためのこれらの方法、および得られた球形αアルミナ粒子１の特性をより具体的に示すために、３つの実施形態について詳細に記述する。
【００５２】
これらの例では、原材料として使用されるγアルミナ粉末γは、純度は、９９．９９％以上であり、比表面積は、９０ｍ2／ｇと１２０ｍ2／ｇとの間にあり、また、サイズが１５ｎｍと２０ｎｍとの間にある要素粒子を備え、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの間の細孔容積を生成し、また、０．１２ｇ／ｃｃと０．２５ｇ／ｃｃとの間にあるタンプ密度を有している。
【００５３】
［第１の例］
この第１の例に対しては、使用する機器として、回転板７は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）でできており、また炭酸ガス（ＣＯ2）レーザ９は、波長が１０．６μｍで、電力が１５００Ｗであり、レーザスポットは、２５ｍｍ2の面積をカバーしている。
【００５４】
γアルミナ粉末γのコーティングは、厚さが４ｍｍであり、回転板７のグルーブ８の中に徐々に堆積されていく。
【００５５】
前に述べたように、γアルミナ粉末γは、レーザビームが照射され、１０ｍｍ／秒の速度でレーザスポットの下を通過する。
【００５６】
これにより、球形粒子１の形状をしたα結晶構造のアルミナが得られる。この球形粒子１は、密度は２．１２ｇ／ｃｃであり、比表面積は０．１６ｍ2／ｇであり、また、以前に説明したスクリーンスタック法で測定した粒度分布は、次に示す通りである。
−１６００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、０％である。
−１４００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、１３．１％である。
−１０００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、４７．６％である。
−８５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、１４．２％である。
−７１０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、９．３％である。
−５００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、７．３％である。
−３５５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、３．２％である。
−２５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、１．６％である。
−１８０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、１．１％である。
−１２５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、０．９％である。
−９０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、０．６％である。
−９０μｍよりも小さい網目開口に対しては、重量百分率は、１．１％である。
【００５７】
これらの結果からすると、粒度分布は、８５０μｍより大きなサイズに対して最大値を有するということが明らかである。具体的には、球形αアルミナ粒子１の７４．９％が、８５０μｍより大きなサイズを有している。
【００５８】
［第２の例］
この第２の例に対しては、使用する機器として、回転板７は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）でできており、また炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ９は、波長が１０．６μｍであり、電力が１５００Ｗであり、レーザスポットは、２５ｍｍ2の面積をカバーしている。
【００５９】
γアルミナ粉末γのコーティングは、厚さが６ｍｍであり、回転板７のグルーブ８の中に徐々に堆積されていく。γアルミナ粉末γは、レーザビームが照射され、７．６ｍｍ／秒の速度でレーザスポットの下を通過する。
【００６０】
これにより、球形粒子１の形状をしたα結晶構造のアルミナが得られる。この球形粒子１は、密度は２．１２ｇ／ｃｃであり、比表面積は０．１２ｍ2／ｇであり、また、以前に説明したスクリーンスタック法で測定した粒度分布は、次に示す通りである。
−１６００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、０％である。
−１４００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、３５．７％である。
−１０００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２８．９％である。
−８５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、６．７％である。
−７１０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、５．８％である。
−５００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、７．９％である。
−３５５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、５．２％である。
−２５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、３．６％である。
−１８０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２．４％である。
−１２５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２％である。
−９０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、１．３％である。
−９０μｍよりも小さい網目開口に対しては、重量百分率は、０．５％である。
【００６１】
これらの結果はまた、粒度分布は、８５０μｍより大きなサイズに対して最大値を有するということを示している。具体的には、球形αアルミナ粒子１の７１．３％が、８５０μｍより大きなサイズを有している。
【００６２】
［第３の例］
この第３の例に対しては、再び、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）でできた回転板７を使用する。しかし、使用する炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ９は、波長が１０．６μｍ、電力が３０００Ｗであり、レーザスポットは、４４ｍｍ2の面積をカバーしている。
【００６３】
γアルミナ粉末γのコーティングは、厚さが６ｍｍであり、回転板７のグルーブ８の中に徐々に堆積されていく。γアルミナ粉末γは、レーザビームが照射され、１１．３ｍｍ／秒の速度でレーザスポットの下を通過する。
【００６４】
これにより、球形粒子１の形状をしたα結晶構造のアルミナが得られる。この球形粒子１は、密度は２．４２ｇ／ｃｃであり、比表面積は０．１５ｍ2／ｇであり、また、以前に説明したスクリーンスタック法で測定した粒度分布は、次に示す通りである。
−１６００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、０％である。
−１４００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２８．３％である。
−１０００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２６．３％である。
−８５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、８％である。
−７１０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、７．６％である。
−５００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、８．９％である。
−３５５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、５．７％である。
−２５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、４．５％である。
−１８０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２．９％である。
−１２５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２．３％である。
−９０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２．３％である。
−９０μｍよりも小さい網目開口に対しては、重量百分率は、３．５％である。
【００６５】
この第３の例によって得られた球形αアルミナ粒子１の粒度分布もまた、８５０μｍより大きなサイズに対して最大値を示している。具体的には、球形αアルミナ粒子１の６２．６％が、８５０μｍより大きなサイズを有している。
【００６６】
これらの例においては、γアルミナ粉末γは、波長が１０．６μｍ、および電力が１２０Ｗと３０００Ｗとの間にあるＣＯ2レーザビーム１１が、０．３秒から３０秒までの間の時間照射されている。
【００６７】
具体的には、波長、電力、およびγアルミナγがビームの下を通過する時間等の、これらの特性は、以前に述べたγアルミナに対して適切である。すなわち、このγアルミナ粉末γは、９９．９９％以上の純度と、９０ｍ2／ｇと１２０ｍ2／ｇとの間の比表面積と、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの間の細孔容積のポーラスアグロメレートに関連した、１５ｎｍと２０ｎｍとの間のサイズを有する要素粒子と、０．１２ｇ／ｃｃと０．２５ｇ／ｃｃとの間のタンプ密度とを有する。
【００６８】
上記のようなγアルミナ粉末は、市販されている（例えば、バイコウスキー社から、バイカロックスＢ１０５の商品名で）。
【００６９】
他の特性を有するγアルミナに対して、波長、レーザビーム電力、および通過時間に関するパラメータとして、同じ値を適用することも可能であることは、言うまでもない。また、これらのパラメータを適用して、球形αアルミナ粒子αに対するよりよい特性を得ることもできる。
【００７０】
従って、本発明による、上記で記述した特定な合成方法によって得られた球形αアルミナ粒子１は、単結晶サファイアの製造に対して適した純度および密度の特性を有しており、また同時に、球形αアルミナ粒子１を原材料として、単結晶サファイアを製造するための方法を最適化することができることを理解しうると思う。
【符号の説明】
【００７１】
１ αアルミナ粒子
３ 合成装置
５ γアルミナ粉末供給手段
５ａ 受けタンク
５ｂ エンドレススクリュー
５ｃ 分配器
７ シリコンカーバイド板
８ 中空グルーブ
９ 炭酸ガスレーザ
１１ 放射ビーム
１３ 均一分配手段
１５ 排出手段
Ａ γアルミナ粉末供給方向
Ｂ 回転軸
Ｃ 排出方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、αアルミナ、特に、単結晶サファイアの製造に適するαアルミナに関する。本発明はまた、このαアルミナを合成するための方法と装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のように、αアルミナは、ヴェルヌイユ法以外でも、単結晶サファイアの製造のために使用される。この目的のために、αアルミナ粉末を、るつぼの中に入れて、所定の時間、融点（例えば、１９００℃と２４００℃との間の温度）まで加熱する。次に、所定の時間、結晶（または種）を有するチップを、この溶融したαアルミナに接触させ、温度勾配による制御のもとで結晶を成長させる。
【０００３】
単結晶サファイアを製造するための原材料として使用されるαアルミナは、粒子サイズの最大値が、１００μｍから８５０μｍの間に分布していることが知られている。
【０００４】
単結晶サファイアを製造するための方法を最適化するためには、つぼの中のαアルミナの密度を、この公知の解決策で得られる密度と比較して、増加させることが必要であると考えられる。
【０００５】
しかしながら、αアルミナから出発する合成方法では、このαアルミナが、単結晶サファイアを生成するために必要な特性を有しているとしても、αアルミナの密度を増加させることはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来技術のこれらの欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本発明の１つの主題は、９９．９９％以上の純度を有し、大部分が８５０μｍ以上の直径を有する球形粒子の形状のαアルミナを得ることである。
【０００８】
αアルミナは、高い密度で、るつぼの中に装填され、そのため、溶融される間に、微細粒子が生成されることなく、またるつぼによって酸化されることもない。
【０００９】
本発明によるαアルミナはまた、次に示す特性の１つ以上を、個別に、または組み合わせて具備している。
−前記球形粒子のサイズは、大部分が８５０μｍと２ｍｍとの間にある。
−前記粒子は、１と２との間の球形度を有する。
−前記球形粒子は、１ｍ2／ｇ以下の比表面積を有する。
−前記球形粒子は、理論値密度３．９６ｇ／ｃｃの５０％以上の相対密度を有する。
【００１０】
本発明はまた、単結晶サファイアを製造するための、上記で定義したαアルミナの利用法に関する。
【００１１】
本発明はまた、上記で定義したαアルミナを合成するための方法に関し、この方法は、次に示すステップを有することを特徴としている。
−γアルミナ粉末を、シリコンカーバイド板の上に載せる。
−前記粉末に、少なくとも１つのＣＯ2レーザビームを照射する。
【００１２】
また本発明の方法は、次に示す特徴の中の１つ以上を、別個に、または組み合わせて具備することができる。
−γアルミナ粉末は、９９．９９％以上の純度を有する。
−γアルミナ粉末は、９０ｍ2／ｇと１２０ｍ2／ｇとの間の比表面積を有する。
−γアルミナ粉末は、１５ｎｍと２０ｎｍとの間のサイズの要素粒子を備え、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの細孔容積を有する。また０．１２ｇ／ｃｃと０．２５ｇ／ｃｃとの間のタンプ密度を有する。
−γアルミナ粉末は、１ｍｍと８ｍｍとの間の厚さの粉末コーティングの形とされる。
−γアルミナ粉末は、前記少なくとも１つのビームの下を移動させられる。
−前記少なくとも１つのビームの下でのγアルミナ粉末の移動速度は、１０ｃｍ／分と１００ｃｍ／分との間である。
−γアルミナ粉末には、０．３秒から３０秒までの間の時間に亘って、前記の少なくとも１つのビームが照射される。
−合成するための方法は、スクリーニングステップを含んでいる。
【００１３】
本発明はまた、上記で定義した合成方法を実行するための装置に関し、次に示すものを備えることを特徴としている。
−γアルミナ粉末を供給するための手段と、
−前記粉末を載せるためのシリコンカーバイド板と、
−少なくとも１つのＣＯ2レーザ。
【００１４】
前記装置はまた、次に示す特徴の中の１つ以上の特徴を、別個に、または組み合わせて具備することができる。
−γアルミナ粉末を、前記少なくとも１つのビームの下に連続的に運ぶことができるように、前記少なくとも１つのレーザは固定され、前記板は可動になっている。
−前記可動板は、回転円盤の形とされている。
−前記板は、中空グルーブを有し、γアルミナ粉末を受け取る。
−前記少なくとも１つのレーザの波長は、約１０．６μｍである。
−前記少なくとも１つのレーザの電力は、１２０Ｗと３０００Ｗとの間にある。
−前記少なくとも１つのレーザは、前記少なくとも１つのビームによって照射されるゾーンの上の、前記少なくとも１つのビームの光スポットサイズが、０．２ｃｍ2から２０ｃｍ2までの間の面積をカバーするようになっている。
−前記装置は、前記板の上に供給されたγアルミナ粉末を、均一に分配するための手段を備えている。
−前記均一に分配する手段は、圧縮ローラを備えている。
−前記均一に分配する手段は、平坦化手段を備えている。
−この装置は、合成された球形αアルミナ粒子を、吸引することによりそれらを排出するための手段を備えている。
【００１５】
本発明のその他の特性および利点は、非限定的な例として示す以下の記述を読むことにより、また添付の図面によって、より明らかになると思う。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による球形αアルミナ粒子の電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明によるαアルミナを合成するための方法を実行するための装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［αアルミナ］
本発明は、単結晶サファイアの製造における原材料として使用するための球形粒子の形状をした、高純度（更に、具体的には、９９．９９％以上）のαアルミナに関する。これらのαアルミナ粒子の球形度の評価は、測定された最大直径の、測定された最小直径に対する比を、関係式（１）から算出することにより実行される。
（１）Ｓ＝ｄmax／ｄmin（ここで、Ｓ＝球形度、ｄmax＝最大直径、およびｄmin＝最小直径）
【００１８】
本出願人は、本発明によるαアルミナ粒子は、１と２との間の球形度Ｓを有することを見いだした。
【００１９】
図１は、電子顕微鏡を使用して観測した球形αアルミナ粒子１を示す。スケールは、図中に示してある。
【００２０】
本発明によって合成された球形αアルミナ粒子１は、大きな寸法を有している。
【００２１】
具体的には、本発明により合成されたαアルミナの重量による粒度分布においては、球形粒子１の大部分が、８５０μｍ以上の寸法を有している。より具体的には、８５０μｍと２ｍｍとの間に分布している。この粒度分布は、例えば、スクリーンスタック法によるドライスクリーニングによって得られる。スクリーンスタック法に関しては、後に説明する。
【００２２】
さらに、これらの球形αアルミナ粒子１は、１ｍ2／ｇ以下の比表面積を有する。この比表面積は、公知の様式で、液体窒素を使用したＢＥＴ法で測定することができる。
【００２３】
これらの球形αアルミナ粒子１はまた、理論値密度３．９６ｇ／ｃｃと比較して、５０％より大きな相対密度を有する。
【００２４】
従って、これらの球形αアルミナ粒子１は、高密度に装填することができ、微細な粒子を生成することなく、また溶融時に、るつぼによって酸化されることもない。
【００２５】
上記で述べた粒度分布を生成することができるスクリーンスタック法について、次に説明する。
【００２６】
種々の異なる網目開口のスクリーンのスタックを構成する。スタックの頂部には、最も大きな網目開口（例えば、１６００μｍの網目開口）のスクリーンを置き、また、スタックの底部には、最も小さい網目開口（例えば、９０μｍの網目開口）のスクリーンを置く。
【００２７】
例として、次に示す網目開口を有する異なるスクリーンが使用される。すなわちこれらの網目開口は、１６００μｍ、１４００μｍ、１０００μｍ、８５０μｍ、７１０μｍ、５００μｍ、３５５μｍ、２５０μｍ、１８０μｍ、１２５μｍ、および９０μｍである。
【００２８】
例えば、所定の重量（２００ｇ±１０ｇ等）の球形αアルミナ粒子１のサンプルを、最大網目開口を有する頂部スクリーンの上に置く。
【００２９】
その後、スクリーンのスタックを、適切な機械装置によって、所与の時間の間（例えば、１０分間）振る。
【００３０】
その後、各スクリーンの上に保持されている粒子を抽出し、重量を計量して記録する。
【００３１】
１つのスクリーンの上に保持されている粒子は、それらが保持されているスクリーンの網目開口サイズと、上位のスクリーンの網目開口サイズとの間にあると考えられる。すなわち、例えば、８５０μｍの網目開口を有するスクリーンを通過して、例えば、７１０μｍの網目開口を有する下位のスクリーンの上に保持されている粒子に対しては、この粒子のサイズは、７１０μｍと８５０μｍとの間にあると考えることができる。
【００３２】
このように、考慮するスクリーンの上に保持されている球形粒子の質量を、サンプルの初期の質量で除算することにより、各スクリーンの上の球形粒子の割合を算出することができる。
【００３３】
次に図２を参照して、上記で述べた球形αアルミナ粒子１を合成するための方法を実行する装置３について説明する。
【００３４】
［αアルミナを合成するための方法を実行する装置］
この装置３は、
−γアルミナ粉末γを供給するための手段５と、
−γアルミナ粉末γを装填する中空グルーブ８を備えているシリコンカーバイド（ＳｉＣ）板７と、
−図示されているようにレーザの放射ビーム１１を照射する、少なくとも１つのＣＯ2レーザ９とを備えている。
【００３５】
供給手段５は、例えば、γアルミナ粉末γを受け取るための受けタンク５ａ（矢印Ａで示されている）、エンドレススクリュー５ｂ、および板７の上にγアルミナ粉末γを分配するための分配器５ｃを備えている。
【００３６】
球形αアルミナ粒子１に対する最良の特性を得るために、本発明による球形αアルミナ粒子１を合成するための原材料として選択されるγアルミナ粉末γは、次に示す特性を有している。すなわち、９９．９９％以上の純度、９０ｍ2／ｇと１２０ｍ2／ｇとの間の比表面積、１５ｎｍと２０ｎｍとの間のサイズを有する要素粒子、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの間の細孔容積、および０．１２ｇ／ｃｃと０．２５ｇ／ｃｃとの間のタンプ密度である。
【００３７】
これは、γアルミナ粒子はアグロメレートに関連しているということを意味している。これらのアグロメレートは、ポーラスである。これらのアグロメレートの細孔容積は、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの間にある。
【００３８】
上記のようなγアルミナ粉末は、市販されている（例えば、バイコウスキー（Baikowski）社から、バイカロックス（Baikalox）Ｂ１０５の商品名で）。
【００３９】
ここに図示した例では、板７は、可動の回転円盤であり、図中の矢印Ｂで示されている回転軸の周りに回転する。一例として、板７は、グルーブ８のところで、１０ｃｍ／分と１００ｃｍ／分との間の速度で回転する。従って、板７は、レーザ９のレーザビーム１１によって照射されるゾーンに向かって、γアルミナ粉末γを徐々に運ぶことができる。
【００４０】
ここで記述している実施形態におけるレーザ９は、波長が１０．６μｍであり、電力が１２０Ｗと３０００Ｗとの間にあるレーザであり、また、０．２ｃｍ2から２０ｃｍ2までの間の面積をカバーする、実質的に円形のレーザスポットを有している。
【００４１】
またこの装置３は、板７の上に置かれたγアルミナ粉末γを均一に分配するための手段１３（圧縮ローラまたはタンピングローラ等）を備えることができる。均一に分配する手段１３は、追加的に、または変形として、γアルミナコーティングγを平坦化するための平坦化手段を備えることができる。
【００４２】
最後に、この装置３は、例えば、合成された球形αアルミナ粒子１を吸引することにより、それを排出する手段１５を備えている。
【００４３】
次に、これらの球形αアルミナ粒子１を合成するための方法に関する種々のステップについて説明する。
【００４４】
［合成するための方法］
矢印Ａによって示すように、前段階のステップの間に、γアルミナ粉末γが装填され（例えば、受けタンク５ａの中に）、γアルミナ粉末γは、分配器５ｃのところに到達して、回転板７の上に分配される（例えば、厚さが１ｍｍと８ｍｍとの間にあるコーティングの形で）。
【００４５】
このγアルミナ粉末γは、例えば、均一分配装置１３によって、圧縮、および／または平坦化されて、γアルミナ粉末γにレーザビーム１１を照射したときに、最良の合成を行うことができる。
【００４６】
板７を移動させることにより、γアルミナ粉末γは、徐々にレーザビーム１１の下に移動して行き（例えば、１０ｃｍ／分と１００ｃｍ／分との間の速度で）、０．３秒から３０秒までの間の時間を通して、レーザビーム１１が照射される。
【００４７】
このように処理されたγアルミナ粉末γは、上記で定義した球形αアルミナ粒子１の集合体に変換される。
【００４８】
これらの球形αアルミナ粒子１は、その後、例えば排出手段１５を介して吸引され、図中に矢印Ｃで示すように、板７から排出されることができる。
【００４９】
これらの球形粒子のスクリーニングは、前に説明したように実行することができる。
【００５０】
上記のように合成された球形αアルミナ粒子１は、単結晶サファイアを製造するための原材料として使用することができる。
【００５１】
球形αアルミナ粒子１を合成するためのこれらの方法、および得られた球形αアルミナ粒子１の特性をより具体的に示すために、３つの実施形態について詳細に記述する。
【００５２】
これらの例では、原材料として使用されるγアルミナ粉末γは、純度は、９９．９９％以上であり、比表面積は、９０ｍ2／ｇと１２０ｍ2／ｇとの間にあり、また、サイズが１５ｎｍと２０ｎｍとの間にある要素粒子を備え、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの間の細孔容積を生成し、また、０．１２ｇ／ｃｃと０．２５ｇ／ｃｃとの間にあるタンプ密度を有している。
【００５３】
［第１の例］
この第１の例に対しては、使用する機器として、回転板７は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）でできており、また炭酸ガス（ＣＯ2）レーザ９は、波長が１０．６μｍで、電力が１５００Ｗであり、レーザスポットは、２５ｍｍ2の面積をカバーしている。
【００５４】
γアルミナ粉末γのコーティングは、厚さが４ｍｍであり、回転板７のグルーブ８の中に徐々に堆積されていく。
【００５５】
前に述べたように、γアルミナ粉末γは、レーザビームが照射され、１０ｍｍ／秒の速度でレーザスポットの下を通過する。
【００５６】
これにより、球形粒子１の形状をしたα結晶構造のアルミナが得られる。この球形粒子１は、密度は２．１２ｇ／ｃｃであり、比表面積は０．１６ｍ2／ｇであり、また、以前に説明したスクリーンスタック法で測定した粒度分布は、次に示す通りである。
−１６００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、０％である。
−１４００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、１３．１％である。
−１０００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、４７．６％である。
−８５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、１４．２％である。
−７１０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、９．３％である。
−５００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、７．３％である。
−３５５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、３．２％である。
−２５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、１．６％である。
−１８０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、１．１％である。
−１２５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、０．９％である。
−９０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、０．６％である。
−９０μｍよりも小さい網目開口に対しては、重量百分率は、１．１％である。
【００５７】
これらの結果からすると、粒度分布は、８５０μｍより大きなサイズに対して最大値を有するということが明らかである。具体的には、球形αアルミナ粒子１の７４．９％が、８５０μｍより大きなサイズを有している。
【００５８】
［第２の例］
この第２の例に対しては、使用する機器として、回転板７は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）でできており、また炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ９は、波長が１０．６μｍであり、電力が１５００Ｗであり、レーザスポットは、２５ｍｍ2の面積をカバーしている。
【００５９】
γアルミナ粉末γのコーティングは、厚さが６ｍｍであり、回転板７のグルーブ８の中に徐々に堆積されていく。γアルミナ粉末γは、レーザビームが照射され、７．６ｍｍ／秒の速度でレーザスポットの下を通過する。
【００６０】
これにより、球形粒子１の形状をしたα結晶構造のアルミナが得られる。この球形粒子１は、密度は２．１２ｇ／ｃｃであり、比表面積は０．１２ｍ2／ｇであり、また、以前に説明したスクリーンスタック法で測定した粒度分布は、次に示す通りである。
−１６００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、０％である。
−１４００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、３５．７％である。
−１０００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２８．９％である。
−８５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、６．７％である。
−７１０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、５．８％である。
−５００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、７．９％である。
−３５５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、５．２％である。
−２５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、３．６％である。
−１８０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２．４％である。
−１２５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２％である。
−９０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、１．３％である。
−９０μｍよりも小さい網目開口に対しては、重量百分率は、０．５％である。
【００６１】
これらの結果はまた、粒度分布は、８５０μｍより大きなサイズに対して最大値を有するということを示している。具体的には、球形αアルミナ粒子１の７１．３％が、８５０μｍより大きなサイズを有している。
【００６２】
［第３の例］
この第３の例に対しては、再び、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）でできた回転板７を使用する。しかし、使用する炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ９は、波長が１０．６μｍ、電力が３０００Ｗであり、レーザスポットは、４４ｍｍ2の面積をカバーしている。
【００６３】
γアルミナ粉末γのコーティングは、厚さが６ｍｍであり、回転板７のグルーブ８の中に徐々に堆積されていく。γアルミナ粉末γは、レーザビームが照射され、１１．３ｍｍ／秒の速度でレーザスポットの下を通過する。
【００６４】
これにより、球形粒子１の形状をしたα結晶構造のアルミナが得られる。この球形粒子１は、密度は２．４２ｇ／ｃｃであり、比表面積は０．１５ｍ2／ｇであり、また、以前に説明したスクリーンスタック法で測定した粒度分布は、次に示す通りである。
−１６００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、０％である。
−１４００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２８．３％である。
−１０００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２６．３％である。
−８５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、８％である。
−７１０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、７．６％である。
−５００μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、８．９％である。
−３５５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、５．７％である。
−２５０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、４．５％である。
−１８０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２．９％である。
−１２５μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２．３％である。
−９０μｍの網目開口に対しては、重量百分率は、２．３％である。
−９０μｍよりも小さい網目開口に対しては、重量百分率は、３．５％である。
【００６５】
この第３の例によって得られた球形αアルミナ粒子１の粒度分布もまた、８５０μｍより大きなサイズに対して最大値を示している。具体的には、球形αアルミナ粒子１の６２．６％が、８５０μｍより大きなサイズを有している。
【００６６】
これらの例においては、γアルミナ粉末γは、波長が１０．６μｍ、および電力が１２０Ｗと３０００Ｗとの間にあるＣＯ2レーザビーム１１が、０．３秒から３０秒までの間の時間照射されている。
【００６７】
具体的には、波長、電力、およびγアルミナγがビームの下を通過する時間等の、これらの特性は、以前に述べたγアルミナに対して適切である。すなわち、このγアルミナ粉末γは、９９．９９％以上の純度と、９０ｍ2／ｇと１２０ｍ2／ｇとの間の比表面積と、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの間の細孔容積のポーラスアグロメレートに関連した、１５ｎｍと２０ｎｍとの間のサイズを有する要素粒子と、０．１２ｇ／ｃｃと０．２５ｇ／ｃｃとの間のタンプ密度とを有する。
【００６８】
上記のようなγアルミナ粉末は、市販されている（例えば、バイコウスキー社から、バイカロックスＢ１０５の商品名で）。
【００６９】
他の特性を有するγアルミナに対して、波長、レーザビーム電力、および通過時間に関するパラメータとして、同じ値を適用することも可能であることは、言うまでもない。また、これらのパラメータを適用して、球形αアルミナ粒子αに対するよりよい特性を得ることもできる。
【００７０】
従って、本発明による、上記で記述した特定な合成方法によって得られた球形αアルミナ粒子１は、単結晶サファイアの製造に対して適した純度および密度の特性を有しており、また同時に、球形αアルミナ粒子１を原材料として、単結晶サファイアを製造するための方法を最適化することができることを理解しうると思う。
【符号の説明】
【００７１】
１ αアルミナ粒子
３ 合成装置
５ γアルミナ粉末供給手段
５ａ 受けタンク
５ｂ エンドレススクリュー
５ｃ 分配器
７ シリコンカーバイド板
８ 中空グルーブ
９ 炭酸ガスレーザ
１１ 放射ビーム
１３ 均一分配手段
１５ 排出手段
Ａ γアルミナ粉末供給方向
Ｂ 回転軸
Ｃ 排出方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
９９．９９％以上の純度を有し、大部分が８５０μｍ以上のサイズを有する、球形粒子（１）の形をしていることを特徴とするαアルミナ。
【請求項２】
前記球形粒子（１）の前記サイズは、大部分が８５０μｍと２ｍｍと間にあることを特徴とする、請求項１に記載のαアルミナ。
【請求項３】
前記粒子は、１と２との間の球形度を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のαアルミナ。
【請求項４】
前記球形粒子（１）は、１ｍ2／ｇ以下の比表面積を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のαアルミナ。
【請求項５】
前記球形粒子（１）は、理論値密度の５０％以上の相対密度を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のαアルミナ。
【請求項６】
単結晶サファイアの製造に対して、請求項１〜５のいずれか１項に記載のαアルミナを使用することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のαアルミナの合成方法であって、
−シリコンカーバイド板（７）の上にγアルミナ粉末（γ）を設置するステップと、
−前記粉末（γ）に、少なくとも１つのＣＯ2レーザ（９）ビーム（１１）を照射する
ステップとを備えていることを特徴とする合成方法。
【請求項８】
前記γアルミナ粉末（γ）は、９９．９９％以上の純度を有することを特徴とする、請求項７に記載の合成方法。
【請求項９】
前記γアルミナ粉末（γ）は、９０ｍ2／ｇと１２０ｍ2／ｇとの間の比表面積を有することを特徴とする、請求項７または８に記載の合成方法。
【請求項１０】
前記γアルミナ粉末（γ）は、１５ｎｍと２０ｎｍとの間のサイズの要素粒子を備え、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの間の細孔容積を生成し、０．１２ｇ／ｃｃと０．２５ｇ／ｃｃとの間のタンプ密度を有することを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１１】
前記γアルミナ粉末（γ）は、厚さが１ｍｍと８ｍｍとの間にある、粉末のコーティングの形をしていることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１２】
前記γアルミナ粉末（γ）は、前記少なくとも１つのビーム（１１）の下を移動する
ことを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１３】
前記γアルミナ粉末（γ）の前記少なくとも１つのビーム（１１）の下における移動速度は、１０ｃｍ／分と１００ｃｍ／分との間にあることを特徴とする、請求項１２に記載の合成方法。
【請求項１４】
前記γアルミナ粉末（γ）には、０．３秒から３０秒までの間の時間を通して、前記少なくとも１つのビーム（１１）が照射されることを特徴とする、請求項７〜１３のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１５】
スクリーニングステップを備えていることを特徴とする、請求項７〜１４のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１６】
請求項７〜１５のいずれか１項に記載の合成方法を実行するための装置であって、
−γアルミナ粉末（γ）を供給するための手段（５）と、
−上に前記粉末（γ）を設置するシリコンカーバイド板（７）と、
−少なくとも１つのＣＯ2レーザ（９）とを備えていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのレーザ（９）は、固定されて、また、前記板（７）は、移動して、連続的に、前記γアルミナ粉末（γ）を前記少なくとも１つのビーム（１１）の下に運ぶことを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記移動板（７）は、回転円盤の形状であることを特徴とする、請求１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記板（７）は、前記γアルミナ粉末（γ）を受けるためのグルーブ（８）を備えていることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのレーザ（９）の波長は、１０．６μｍであることを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのレーザ（９）の電力は、１２０Ｗと３０００Ｗとの間にあることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのレーザ（９）は、前記少なくとも１つのビーム（１１）によって照射されるゾーンの上の、前記少なくとも１つのビーム（１１）の光スポットのサイズが、０．２ｃｍ2から２０ｃｍ2までの間の面積をカバーするように構成されていることを特徴とする、請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記板（７）の上に設置された前記γアルミナ粉末（γ）を均一に分配するための手段（１３）を備えていることを特徴とする、請求項１６〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記均一に分配する手段（１３）は、圧縮ローラを備えていることを特徴とする、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記均一に分配する手段（１３）は、平坦化手段を備えていることを特徴とする、請求項２３または２４に記載の装置。
【請求項２６】
合成された球形αアルミナ粒子（１）を吸引することにより排出する手段（１５）を備えていることを特徴とする、請求項１６〜２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１】
９９．９９％以上の純度を有し、大部分が８５０μｍ以上のサイズを有する、球形粒子（１）の形をしていることを特徴とするαアルミナ。
【請求項２】
前記球形粒子（１）の前記サイズは、大部分が８５０μｍと２ｍｍと間にあることを特徴とする、請求項１に記載のαアルミナ。
【請求項３】
前記粒子は、１と２との間の球形度を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のαアルミナ。
【請求項４】
前記球形粒子（１）は、１ｍ2／ｇ以下の比表面積を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のαアルミナ。
【請求項５】
前記球形粒子（１）は、理論値密度の５０％以上の相対密度を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のαアルミナ。
【請求項６】
単結晶サファイアの製造に対して、請求項１〜５のいずれか１項に記載のαアルミナを使用することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のαアルミナの合成方法であって、
−シリコンカーバイド板（７）の上にγアルミナ粉末（γ）を設置するステップと、
−前記粉末（γ）に、少なくとも１つのＣＯ2レーザ（９）ビーム（１１）を照射する
ステップとを備えていることを特徴とする合成方法。
【請求項８】
前記γアルミナ粉末（γ）は、９９．９９％以上の純度を有することを特徴とする、請求項７に記載の合成方法。
【請求項９】
前記γアルミナ粉末（γ）は、９０ｍ2／ｇと１２０ｍ2／ｇとの間の比表面積を有することを特徴とする、請求項７または８に記載の合成方法。
【請求項１０】
前記γアルミナ粉末（γ）は、１５ｎｍと２０ｎｍとの間のサイズの要素粒子を備え、３．５ｍｌ／ｇから４ｍｌ／ｇまでの間の細孔容積を生成し、０．１２ｇ／ｃｃと０．２５ｇ／ｃｃとの間のタンプ密度を有することを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１１】
前記γアルミナ粉末（γ）は、厚さが１ｍｍと８ｍｍとの間にある、粉末のコーティングの形をしていることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１２】
前記γアルミナ粉末（γ）は、前記少なくとも１つのビーム（１１）の下を移動する
ことを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１３】
前記γアルミナ粉末（γ）の前記少なくとも１つのビーム（１１）の下における移動速度は、１０ｃｍ／分と１００ｃｍ／分との間にあることを特徴とする、請求項１２に記載の合成方法。
【請求項１４】
前記γアルミナ粉末（γ）には、０．３秒から３０秒までの間の時間を通して、前記少なくとも１つのビーム（１１）が照射されることを特徴とする、請求項７〜１３のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１５】
スクリーニングステップを備えていることを特徴とする、請求項７〜１４のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１６】
請求項７〜１５のいずれか１項に記載の合成方法を実行するための装置であって、
−γアルミナ粉末（γ）を供給するための手段（５）と、
−上に前記粉末（γ）を設置するシリコンカーバイド板（７）と、
−少なくとも１つのＣＯ2レーザ（９）とを備えていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのレーザ（９）は、固定されて、また、前記板（７）は、移動して、連続的に、前記γアルミナ粉末（γ）を前記少なくとも１つのビーム（１１）の下に運ぶことを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記移動板（７）は、回転円盤の形状であることを特徴とする、請求１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記板（７）は、前記γアルミナ粉末（γ）を受けるためのグルーブ（８）を備えていることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのレーザ（９）の波長は、１０．６μｍであることを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのレーザ（９）の電力は、１２０Ｗと３０００Ｗとの間にあることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのレーザ（９）は、前記少なくとも１つのビーム（１１）によって照射されるゾーンの上の、前記少なくとも１つのビーム（１１）の光スポットのサイズが、０．２ｃｍ2から２０ｃｍ2までの間の面積をカバーするように構成されていることを特徴とする、請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記板（７）の上に設置された前記γアルミナ粉末（γ）を均一に分配するための手段（１３）を備えていることを特徴とする、請求項１６〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記均一に分配する手段（１３）は、圧縮ローラを備えていることを特徴とする、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記均一に分配する手段（１３）は、平坦化手段を備えていることを特徴とする、請求項２３または２４に記載の装置。
【請求項２６】
合成された球形αアルミナ粒子（１）を吸引することにより排出する手段（１５）を備えていることを特徴とする、請求項１６〜２５のいずれか１項に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１３−５１９６１２（Ｐ２０１３−５１９６１２Ａ）
【公表日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５２３９３（Ｐ２０１２−５５２３９３）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５１９３８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９８５１１
【国際公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（５１１２２８２８５）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５１９３８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９８５１１
【国際公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（５１１２２８２８５）
【Ｆターム（参考）】
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