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セラミックス

セラミックスCERAMICS PRODUCTS

新たなセラミックスへの挑戦

私たちはよりよいセラミックスを提供し、お客様のどんなニーズにも応えられるよう、セラミックスの可能性を広げるために、 新たなセラミックスの開発や既存製品の改良などに日々取り組んでおります。
それが世界で唯一セラミックスの緻密化・透明化技術をもつ当社の使命でもあります。

改良1
改良2

新規アイソレータ結晶
TAGセラミックスの開発

現在アイソレータ結晶として使用されているTGG(Tb3Ga5O12)は可視領域のベルテ定数が小さく、高価なGaを使用しているため、可視光レーザーの小型化に対応することが難しく、安価に作製できないという課題がありました。
そこでこの課題を解決する結晶としてTAG(Tb3Al5O12)が注目されております。

TAGは熱伝導率、ベルテ定数などの物性がTGGよりも優れています。
また、高価なGaの代わりに安価なAlを使用しているため、価格という観点からも優位性のある結晶です。

今後TAGは短波長の高出力レーザーや光記録用の青色レーザーでキーパーツになると期待されています。
しかし、TAGの単結晶は特殊な作製方法のため、小さいサイズしか作ることができず、実用化には至っておりません。
そこで、当社の透明セラミックス作製技術を用いてTAGセラミックスの開発をしています。

TAGはTGGより熱伝導率が高いことから大型化する上でも歪が入りにくく、加工しやすいという特徴があります。
現在見た目や透過率ではTAG単結晶と同等のものが作製できています。
TAG大型セラミックスの実現に向けて日々研究開発に取り組んでいます。

磁場配向
TGGとTAGの特性比較表
  TGG TAG
密度[g/cm3 7.19 6.07
熱伝導率[W/m・K] 5.3 6.5
ベルデ定数[rad/T・m] 36(@1064nm) 52.2(@1064nm)
大型化
加工性
原料コスト

新規セラミックス 配向性セラミックスの開発

現在当社が作製している透明セラミックスは等方性の結晶構造である立方晶をとるものに限られています。
しかしながら、正方晶結晶や斜方晶結晶のような立方晶以外の結晶構造も、レーザー媒質や圧電結晶として利用されています。
そこで、強磁場による磁場配向技術を用いることで、これまで作製できなかった異方性の結晶構造を有した化合物の高配向性セラミックスの作製を目指しています。

磁場配向

新規接合手法の確立

従来の接合セラミックスは加熱して接合しているので内部に熱応力が残り、素材の反りや割れなどの不良が発生することがあります。
また、熱膨張係数の異なる材料同士の接合は難しいという問題があります。

これらの課題を解決する手法が常温接合です。常温接合とは、接合面に高速原子ビーム(FAB:Fast Atom Beam)を照射して、水酸基や不純物を取り除いて活性化し、表層にアモルファス層が形成された状態で接合する方法です。
加熱せず接合できるので熱応力の異なる材料同士の接合が可能です。
また、従来の接合方法より接合工程が短く、加熱することによる不良の発生を防ぐことができます。

常温接合

現在セラミックスの常温接合手法の確立を目的に研究しています。
将来的にはYAGセラミックス同士の接合だけでなく、YAGセラミックス/サファイアなど異なる材料同士の接合の実現に向けて開発しています。

常温接合の原理
常温接合の原理
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