Abstract
Controlled Ca impurity implanted inner crack-like pore in the high purity alumina bi-crystal had been created by micro-fabrication technique, which includes ion implantation, photo-lithography, Ar ion milling, and hot press. The morphological change and the growth od crystals formed by heat treatment in Ca doped high purity single crystal alumina, were observed using optical microscopy. The dot was developed and hexagon like crystal appeared on inner surface of crack-like pore after heat treatment. Bar type crystals, probably CaO . $6Al_2O_3$, were observed on the inner surface of 100ppm Ca implanted specimen after 1 hour heat treatment at $1,500^{\circ}C$, but this bar type crystal disappeared after 1 hour heat treatment at $1,600^{\circ}C$. This disappearance means that there should be little increase of Ca solubility limit to alumina and/or changes of diffusion coefficient of Ca in alumina around this temperature.
Ion implantation, photo-lithography, Ar ion milling, hot press를 이용한 micro-fabrication 방법으로 고순도 단결정 알루미나 표면에 Ca를 제한된 양으로 첨가하고, 내부에 여러 가지 형태의 기공을 갖는 bi-crystal을 만들었다. 이 bi-crystal 고순도 알루미나에 미치는 Ca의 영향을 평가하기 위하여 내부 기공의 형태 변화와 결정의 성장을 열처리에 따라 광학현미경으로 관찰하였다. 열처리에 따라 inner crack-like pore의 내부표면에 dot와 육각형의 형태를 갖는 결정 입자가 생성되는 것을 관찰할 수 있었다. $1,500^{\circ}C$로 열처리한 경우에 CaO . $6Al_2O_3$로 생각되는 bar 형태의 결정이 표면에 석출되는 것이 관찰되었으며, 이 결정이 $1,600^{\circ}C$에서 열처리하면 사라지는 것으로 보아 이 온도 부근에서 알루미나에 대한 Ca의 solubility limit 또는 diffusion rate가 변화하는 것으로 생각된다.
