高純度アルミナセラミックス：4つの主要分野における主要セラミック材料
高純度アルミナセラミックスは、高純度超微粒子アルミナを主原料とし、α-Al₂O₃を主結晶相とする重要なセラミック材料です。高機械的強度、高硬度、耐熱性、耐食性などの優れた特性を有するため、高純度アルミナは、アルミナセラミックス機械、電子機器、集積回路、医療などの分野で広く利用されてきました。
①半導体装置用精密部品
半導体装置には多数の精密セラミック部品が使用されており、これらのセラミック部品は半導体装置のコストの10%以上を占めると言われています。その中でも、アルミナセラミックスは精密部品に比較的よく使用されるセラミック材料です。
現在、高純度Al₂O₃コーティングまたはAl₂O₃セラミックスは、主にエッチングチャンバーおよびその内部部品の保護材料として使用されています。チャンバー以外にも、高純度アルミナセラミックスは、ガスノズル、ガス分配プレート、ウェーハを固定するリテーニングリングなど、プラズマ装置の部品にも必要とされています。また、ウェーハ研磨プロセスにおいては、研磨プレート、研磨パッド調整プラットフォーム、真空チャックなどの部品にアルミナセラミックスが広く使用されています。
②機械分野では
高純度アルミナセラミックスアルミナセラミックスは、優れた機械的特性を持っています。大気圧焼結法では、約250MPaの曲げ強度を持つアルミナセラミックスを作製でき、ホットプレス焼結法で製造された高純度アルミナセラミックスは、最大500MPaの曲げ強度と最大9GPa（モース硬度）の硬度を実現できます。高純度アルミナセラミックスのこれらの特性を利用して、研削ホイール、セラミックピン、その他の部品として使用することができます。これらの用途の中で、高純度アルミナセラミック切削工具と高純度アルミナセラミックボールが最も広く使用されています。しかし、高純度アルミナセラミックスの破壊靭性と耐熱衝撃性が比較的低いため、高純度アルミナセラミックス材料の靭性と耐熱衝撃性を向上させるために、通常はアルミナに第2の相（ZrO₂など）を導入する必要があります。さらに、粒径を微細化して、粒子が小さく均一に分散した高純度アルミナセラミックスを製造することで、材料の強度と靭性もある程度大幅に向上させることができます。
③電子・電気分野
高純度アルミナセラミックスセラミック基板は高周波誘電損失が低く、優れた絶縁特性を示すため、絶縁デバイス、セラミック基板、透明アルミナセラミックスの製造に適しています。これらの用途の中でも、セラミック基板は比較的広く利用されており、特殊光学機器、照明機器、宇宙衛星機器など、多くの分野で用途が拡大しています。
セラミック基板に関して言えば、アルミナセラミック基板は現代の電子情報産業において最も広く使用されている基板材料であり、集積回路チップの基本材料として機能しています。例えば、LED照明分野では、主流の基板の熱膨張係数（CTE）は14～17×10⁻⁶/Kです。過度の温度差や急激な温度変化があると、PCB（プリント回路基板）はチップパッケージよりも急激に膨張し、はんだ接合部の不具合につながります。この問題に対し、アルミナセラミック基板のCTEはチップのCTEに非常に近いため、このような問題を効果的に防止できます。
④医療分野では
バイオメディカル材料は、人体に悪影響を与えることなく人体の機能を修復できるため、医療機関はバイオメディカル材料に対して非常に厳しい要求を課しています。これらの材料は、生体適合性だけでなく、無毒性、環境適合性、耐久性といった特性も備えている必要があります。高純度アルミナセラミックスは、優れた生体適合性、機械的特性、化学的安定性を備えているため、人体に移植しても拒絶反応を引き起こしません。そのため、人工骨、ボルト、人工関節などの医療機器の製造に広く利用されており、臨床現場や科学研究の現場で高い評価を得ています。