JP2673161B2 - イットリウムアルミニウムガーネットの製造方法 - Google Patents
イットリウムアルミニウムガーネットの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ この発明は、イットリウムアルミニウムガーネット、
（Y3Al5O12、以下単にYAGということがある。）、の製
造方法に関する。
（Y3Al5O12、以下単にYAGということがある。）、の製
造方法に関する。
［従来技術］ イットリウムアルミニウムガーネットは、レーザホス
ト材料、蛍光材料等の機能を有し、広範囲に利用されて
いる。最近ではセラミックス製造法を用いた多結晶のイ
ットリウムアルミニウムガーネットの利用が進展し、そ
のため易反応性、易小結性、均一性を備えた原料粉末が
要望されている。またイットリウムアルミニウムガーネ
ットの主な用途は光学材料であり、透明度の高い焼結体
が必要とされている。イットリウムアルミニウムガーネ
ットは結晶構造が立方晶であるため、複屈折がなく、結
晶粒界での光散乱がない。そこで結晶から不純物や気孔
を除けば、光透過性、特に直線透過性の高い多結晶の焼
結体が得られることが知られている。
ト材料、蛍光材料等の機能を有し、広範囲に利用されて
いる。最近ではセラミックス製造法を用いた多結晶のイ
ットリウムアルミニウムガーネットの利用が進展し、そ
のため易反応性、易小結性、均一性を備えた原料粉末が
要望されている。またイットリウムアルミニウムガーネ
ットの主な用途は光学材料であり、透明度の高い焼結体
が必要とされている。イットリウムアルミニウムガーネ
ットは結晶構造が立方晶であるため、複屈折がなく、結
晶粒界での光散乱がない。そこで結晶から不純物や気孔
を除けば、光透過性、特に直線透過性の高い多結晶の焼
結体が得られることが知られている。
発明者らは、イットリウムアルミニウムガーネットの
製造方法を研究し、これらのイオンの混合酸性水溶液を
尿素で中和して沈澱を生成させ、生成した沈澱を仮焼し
てイットリウムアルミニウムガーネットとする方法を開
発した（特願昭62−248,957号）。この方法の特徴は、
次の点にある。通常のアンモニアによる沈澱の形成を用
いると、反応の制御が困難で、濾過不能のゼリー状の沈
澱が生成する。沈澱を遠心分離により強引に分離して
も、沈澱中には塩化アンモニウム等の不純物が残存し、
これを充分に除くことができない。そして得られた沈澱
を仮焼すると、混入した塩化アンモニウム等の不純物が
仮焼時のイットリウムアルミニウムガーネットの結晶成
長を促し、焼結性に乏しい材料しか得られない。これに
対して尿素による沈澱では、沈澱反応は緩慢で制御し易
く、不純物イオンの含有の少ない沈澱を得ることができ
る。
製造方法を研究し、これらのイオンの混合酸性水溶液を
尿素で中和して沈澱を生成させ、生成した沈澱を仮焼し
てイットリウムアルミニウムガーネットとする方法を開
発した（特願昭62−248,957号）。この方法の特徴は、
次の点にある。通常のアンモニアによる沈澱の形成を用
いると、反応の制御が困難で、濾過不能のゼリー状の沈
澱が生成する。沈澱を遠心分離により強引に分離して
も、沈澱中には塩化アンモニウム等の不純物が残存し、
これを充分に除くことができない。そして得られた沈澱
を仮焼すると、混入した塩化アンモニウム等の不純物が
仮焼時のイットリウムアルミニウムガーネットの結晶成
長を促し、焼結性に乏しい材料しか得られない。これに
対して尿素による沈澱では、沈澱反応は緩慢で制御し易
く、不純物イオンの含有の少ない沈澱を得ることができ
る。
発明者らは、この方法の改良を進めた。尿素沈澱で得
られる生成物はゲル状で、なお多量の不純物イオンを含
んでいる。この沈澱を仮焼すると、不純物イオンが２次
粒子の成長を促す。２次粒子が成長すると、焼結時に２
次粒子内のミクロ気孔を圧縮して除くことが困難なた
め、緻密な焼結体を得ることが難しい。発明者はこの点
に付いて、沈澱時における特定量の硫酸イオンの存在が
決定的役割を果たすことを見出した。また発明者は、特
定量の硫酸イオンの存在下で得た沈澱を用いることによ
り、光透過性の高い多結晶イットリウムアルミニウムガ
ーネット焼結体を得うることを見出した。
られる生成物はゲル状で、なお多量の不純物イオンを含
んでいる。この沈澱を仮焼すると、不純物イオンが２次
粒子の成長を促す。２次粒子が成長すると、焼結時に２
次粒子内のミクロ気孔を圧縮して除くことが困難なた
め、緻密な焼結体を得ることが難しい。発明者はこの点
に付いて、沈澱時における特定量の硫酸イオンの存在が
決定的役割を果たすことを見出した。また発明者は、特
定量の硫酸イオンの存在下で得た沈澱を用いることによ
り、光透過性の高い多結晶イットリウムアルミニウムガ
ーネット焼結体を得うることを見出した。
［発明の課題］ 請求項１の発明では、２次粒子の成長が小さい、イッ
トリウムアルミニウムガーネット原料粉末の製造法を得
ることを課題とする。
トリウムアルミニウムガーネット原料粉末の製造法を得
ることを課題とする。
また請求項２の発明では、光透過性の高い多結晶イッ
トリウムアルミニウムガーネット焼結体を得ることを課
題とする。
トリウムアルミニウムガーネット焼結体を得ることを課
題とする。
［発明の構成］ 請求項１に記載の発明は、イットリウムイオンとアル
ミニウムイオンとを含む酸性水溶液を尿素で中和して沈
澱を生成させ、得られた沈澱を仮焼してイットリウムア
ルミニウムガーネットとする方法において、前記の酸性
水溶液にはイットリウムイオンとアルミニウムイオンと
の合計量に対するモル比で、0.1〜1.2倍量の硫酸イオン
を含有させたことを特徴とする。
ミニウムイオンとを含む酸性水溶液を尿素で中和して沈
澱を生成させ、得られた沈澱を仮焼してイットリウムア
ルミニウムガーネットとする方法において、前記の酸性
水溶液にはイットリウムイオンとアルミニウムイオンと
の合計量に対するモル比で、0.1〜1.2倍量の硫酸イオン
を含有させたことを特徴とする。
次に請求項２の発明は、請求項１の方法により得られ
たイットリウムアルミニウムガーネット粉末に100〜250
0wtppmのSiO2を含有させると共に、これを無酸素雰囲気
下で1650〜1900℃で焼結して、多結晶透明イットリウム
アルミニウムガーネット焼結体とすることを特徴とす
る。
たイットリウムアルミニウムガーネット粉末に100〜250
0wtppmのSiO2を含有させると共に、これを無酸素雰囲気
下で1650〜1900℃で焼結して、多結晶透明イットリウム
アルミニウムガーネット焼結体とすることを特徴とす
る。
請求項１の発明を説明する。母液に硫酸イオンを存在
させて尿素で沈澱させると、ゲル状ではなく粒状の沈澱
が得られる。沈澱がゲル状でないため、母液からの不純
物イオンの混入が少ない。このことは、仮焼時に２次粒
子の成長が少ないとの効果をもたらす。逆にゲル状の沈
澱がら出発すると、ゲル内に侵入したアンモニウム塩等
の不純物のため、仮焼時に２次粒子が成長する。２次粒
子内部の気孔は後の焼結で除くことが困難であり、ゲル
状の沈澱を出発材料とすると、緻密な焼結体を得ること
ができない。
させて尿素で沈澱させると、ゲル状ではなく粒状の沈澱
が得られる。沈澱がゲル状でないため、母液からの不純
物イオンの混入が少ない。このことは、仮焼時に２次粒
子の成長が少ないとの効果をもたらす。逆にゲル状の沈
澱がら出発すると、ゲル内に侵入したアンモニウム塩等
の不純物のため、仮焼時に２次粒子が成長する。２次粒
子内部の気孔は後の焼結で除くことが困難であり、ゲル
状の沈澱を出発材料とすると、緻密な焼結体を得ること
ができない。
硫酸イオンの効果には２つの臨界点が有る。イットリ
ウムイオンとアルミニウムイオンの合計量に対するモル
比で0.1倍以上の硫酸イオンを加えることにより、粒状
の沈澱が得られる。そしてこの沈澱を仮焼後に焼結する
と、緻密な多結晶YAG焼結体が得られる。一方硫酸イオ
ンのモル比をイットリウムとアルミニウムの合計量に対
して1.5倍以上とすると、即ち硫酸イットリウムと硫酸
アルミニウムとの混合水溶液等から出発すると、沈澱の
粒子径が増大し、焼結性の低い材料しか得られない。過
剰の硫酸イオンによる焼結性の低下は、モル比で1.2程
度から発現する。従って好ましい硫酸イオン含量は前記
のモル比で、0.1〜1.2、より好ましくは0.15〜1.0であ
る。なお仮焼雰囲気は任意で、温度は500〜1400℃、よ
り好まくは900〜1350℃が良い。
ウムイオンとアルミニウムイオンの合計量に対するモル
比で0.1倍以上の硫酸イオンを加えることにより、粒状
の沈澱が得られる。そしてこの沈澱を仮焼後に焼結する
と、緻密な多結晶YAG焼結体が得られる。一方硫酸イオ
ンのモル比をイットリウムとアルミニウムの合計量に対
して1.5倍以上とすると、即ち硫酸イットリウムと硫酸
アルミニウムとの混合水溶液等から出発すると、沈澱の
粒子径が増大し、焼結性の低い材料しか得られない。過
剰の硫酸イオンによる焼結性の低下は、モル比で1.2程
度から発現する。従って好ましい硫酸イオン含量は前記
のモル比で、0.1〜1.2、より好ましくは0.15〜1.0であ
る。なお仮焼雰囲気は任意で、温度は500〜1400℃、よ
り好まくは900〜1350℃が良い。
次に仮焼後のYAG粉末を用いた、多結晶透明イットリ
ウムアルミニウムガーネットの製造方法を説明する。得
られたYAG粉末を焼結すると、緻密な焼結体が得られ
る。光学的に透明な焼結体を得る条件は、無酸素雰囲気
で焼結することと、YAGに対して100〜2500wtppm、より
好ましくは300〜2000wtppmのSiO2とを加えることとであ
る。
ウムアルミニウムガーネットの製造方法を説明する。得
られたYAG粉末を焼結すると、緻密な焼結体が得られ
る。光学的に透明な焼結体を得る条件は、無酸素雰囲気
で焼結することと、YAGに対して100〜2500wtppm、より
好ましくは300〜2000wtppmのSiO2とを加えることとであ
る。
例えば同じ1000wtppmのSiO2を加えたYAGでも、酸素中
で焼結すると不透明なものしか得られない。これに対し
て、真空中、H2中、Ar中のいずれでも、透明な多結晶YA
G焼結体を得ることができる。また雰囲気を選ぶだけで
は不十分で、焼結体の光透過性はSiO2含量に依存する。
SiO2を加えないものは不透明であり、過剰のSiO2を加え
たものも不透明である。そして発明者は、300〜2000wtp
pmのSiO2で、（以下ではwtppm単位を単にppmとして表示
する。）、0.25mm-1程度の吸光係数との高い光透過性を
得ることに成功した。なおSiO2の添加時期は任意であ
り、母液に添加しても、仮焼前の沈澱に添加しても、あ
るいは仮焼後のYAG粉末に添加しても良い。
で焼結すると不透明なものしか得られない。これに対し
て、真空中、H2中、Ar中のいずれでも、透明な多結晶YA
G焼結体を得ることができる。また雰囲気を選ぶだけで
は不十分で、焼結体の光透過性はSiO2含量に依存する。
SiO2を加えないものは不透明であり、過剰のSiO2を加え
たものも不透明である。そして発明者は、300〜2000wtp
pmのSiO2で、（以下ではwtppm単位を単にppmとして表示
する。）、0.25mm-1程度の吸光係数との高い光透過性を
得ることに成功した。なおSiO2の添加時期は任意であ
り、母液に添加しても、仮焼前の沈澱に添加しても、あ
るいは仮焼後のYAG粉末に添加しても良い。
また緻密な焼結体を得るには1650℃以上の温度が必要
であり、逆に1900℃以上ではYAGの溶融と蒸発が始まる
ため、焼結温度は1650〜1900℃に限られる。
であり、逆に1900℃以上ではYAGの溶融と蒸発が始まる
ため、焼結温度は1650〜1900℃に限られる。
［実施例］ 実施例１ 硝酸イットリウム水溶液と硫酸アルミニウム水溶液と
を当量、即ちYAGの組成に応じて混合し、水を加えて、Y
AG換算で7mmol/Litterの酸性水溶液1Litterとした。こ
れに室温で51.4gの尿素（10倍当量）を加え、95℃に加
温して撹拌下で５時間反応させた。反応後に2Litterの
水を加えて冷却し、尿素の分解を停止させた。次いで沈
澱を濾過し水洗すると、粒状の沈澱が得られた。沈澱の
乾燥後、空気中1100℃で３時間仮焼し、生成物をボール
ミルで10時間粉砕した。生成物はYAG1相で他の相の混入
はなく、結晶粒径は0.3μｍ、比表面積は2m2/gであっ
た。
を当量、即ちYAGの組成に応じて混合し、水を加えて、Y
AG換算で7mmol/Litterの酸性水溶液1Litterとした。こ
れに室温で51.4gの尿素（10倍当量）を加え、95℃に加
温して撹拌下で５時間反応させた。反応後に2Litterの
水を加えて冷却し、尿素の分解を停止させた。次いで沈
澱を濾過し水洗すると、粒状の沈澱が得られた。沈澱の
乾燥後、空気中1100℃で３時間仮焼し、生成物をボール
ミルで10時間粉砕した。生成物はYAG1相で他の相の混入
はなく、結晶粒径は0.3μｍ、比表面積は2m2/gであっ
た。
ここでは母液中の酸イオンの62.5％を硫酸イオンでま
かない、他を硝酸イオンでまかなった。従ってイットリ
ウムイオンとアルミニウムイオンとの合計量に対する、
硫酸イオンのモル比は約0.94である。なお重要なことは
所定量の硫酸イオンの存在下で沈澱させることで、共存
させた硝酸イオンではない。硝酸イオンを塩素イオンや
酢酸イオンに変えて同様の実験を行ったが、結果は全て
同等であった。
かない、他を硝酸イオンでまかなった。従ってイットリ
ウムイオンとアルミニウムイオンとの合計量に対する、
硫酸イオンのモル比は約0.94である。なお重要なことは
所定量の硫酸イオンの存在下で沈澱させることで、共存
させた硝酸イオンではない。硝酸イオンを塩素イオンや
酢酸イオンに変えて同様の実験を行ったが、結果は全て
同等であった。
尿素を加えて沈澱させると、尿素はアンモニアとCO2
とに分解し、これによってアルミニウムやイットリウム
が水酸化物等として沈澱する。沈澱は先ずアルミニウム
の沈澱が先行し、次いでPHが7.5以上に増加するとイッ
トニウムが沈澱する。尿素の分解反応は緩慢であり、70
℃、実用的には80℃以上でないと、イットリウムは低量
的には沈澱しない。従って沈澱反応時の温度は70℃〜沸
点、より好ましくは80℃〜沸点とする。次にPHが9.5を
越えると、アルミニウムの再溶解が始まる。しかし加温
下での尿素での沈澱では、生成したアンモニアの気化の
ためPHは８程度にとどまる。従って、PHの増加によるア
ルミニウムの再溶解は問題にならない。実験によれば、
尿素は母液の酸に対して２倍以上加えることが好まし
く、良い好ましくは５〜20倍とする。
とに分解し、これによってアルミニウムやイットリウム
が水酸化物等として沈澱する。沈澱は先ずアルミニウム
の沈澱が先行し、次いでPHが7.5以上に増加するとイッ
トニウムが沈澱する。尿素の分解反応は緩慢であり、70
℃、実用的には80℃以上でないと、イットリウムは低量
的には沈澱しない。従って沈澱反応時の温度は70℃〜沸
点、より好ましくは80℃〜沸点とする。次にPHが9.5を
越えると、アルミニウムの再溶解が始まる。しかし加温
下での尿素での沈澱では、生成したアンモニアの気化の
ためPHは８程度にとどまる。従って、PHの増加によるア
ルミニウムの再溶解は問題にならない。実験によれば、
尿素は母液の酸に対して２倍以上加えることが好まし
く、良い好ましくは５〜20倍とする。
なお発明者は、この実施例で尿素に変えてアンモニア
を用いることを試みた。即ち室温でアンモニアを加え、
液のPHを8.5とした。得られた沈澱はゼリー状で濾過不
能であり、これを遠心分離を４回繰り返して洗浄した
が、好ましい出発材料とはならなかった。例えば洗浄後
の沈澱を空気中1000℃で３時間焼成すると、ボールミル
粉砕後の生成物の平均粒径は0.85μｍであった。また仮
焼後のYAG粉末を空気中17000℃で５時間焼結したが、焼
結体の密度は4.15g/cm3（理論密度の91.2％）に過ぎな
かった。
を用いることを試みた。即ち室温でアンモニアを加え、
液のPHを8.5とした。得られた沈澱はゼリー状で濾過不
能であり、これを遠心分離を４回繰り返して洗浄した
が、好ましい出発材料とはならなかった。例えば洗浄後
の沈澱を空気中1000℃で３時間焼成すると、ボールミル
粉砕後の生成物の平均粒径は0.85μｍであった。また仮
焼後のYAG粉末を空気中17000℃で５時間焼結したが、焼
結体の密度は4.15g/cm3（理論密度の91.2％）に過ぎな
かった。
なお尿素沈澱の場合でも全量を硝酸イオンとして沈澱
させると、沈澱はゲル状で多量の硝酸アンモニウムイオ
ンを吸蔵していた。
させると、沈澱はゲル状で多量の硝酸アンモニウムイオ
ンを吸蔵していた。
実施例２ 塩化イットリウム10mmolと塩化アルミニウム50mmol、
及び硫酸アンモニウム30mmolを含む水溶液1Litterに、
室温で尿素36gを加え、撹拌下で95℃で60分反応させ
た。反応後に室温まで放冷し、濾過と水洗とを行って乾
燥し、1000℃の空気中で３時間仮焼した。仮焼後10時間
ボールミル粉砕（以下同様）で得られた生成物は、平均
粒径が0.35μｍ、BET法での非表面積が3m2/gであった。
なお沈澱は粒状で仮焼による２次粒子の成長はなく、ボ
ールミル粉砕後に、2Ton/cm2でプレス成型し1700℃で空
気中３時間焼結した。焼結密度4.55g/cm3（ほぼ理論密
度の緻密な焼結体）の不透明な焼結体が得られた。
及び硫酸アンモニウム30mmolを含む水溶液1Litterに、
室温で尿素36gを加え、撹拌下で95℃で60分反応させ
た。反応後に室温まで放冷し、濾過と水洗とを行って乾
燥し、1000℃の空気中で３時間仮焼した。仮焼後10時間
ボールミル粉砕（以下同様）で得られた生成物は、平均
粒径が0.35μｍ、BET法での非表面積が3m2/gであった。
なお沈澱は粒状で仮焼による２次粒子の成長はなく、ボ
ールミル粉砕後に、2Ton/cm2でプレス成型し1700℃で空
気中３時間焼結した。焼結密度4.55g/cm3（ほぼ理論密
度の緻密な焼結体）の不透明な焼結体が得られた。
実施例３ 酸化イットリウム6.35gと水酸化アルミニウム7.31g
（YAGとして18.75mmol）を11.6Nの濃塩酸40mlと36Nの濃
硫酸6mlで溶解し、水を加えて1Litterとした。イットリ
ウムとアルミニウムの合計モル数に対する硫酸イオンの
モル比は、0.72である。これに210gの尿素（塩酸と硫酸
の合計量に対して10倍当量）を加え、撹拌下、95℃で12
0分間反応させた。その後2Litterの水で冷却し、沈澱物
を濾過して水洗にした。沈澱は粒状であった。沈澱を乾
燥し、酸素中で1300℃で１時間仮焼し、ボールミルで10
時間粉砕した。粉砕後の生成物はYAG1相であり、平均粒
径は0.4μｍ、比表面積は1m2/gであった。これを2Ton/c
m2の圧力でプレス成型し、1600℃で30時間酸素中で焼結
した。焼結体の相対密度は99.3％（密度4.52g/cm3）で
あった。
（YAGとして18.75mmol）を11.6Nの濃塩酸40mlと36Nの濃
硫酸6mlで溶解し、水を加えて1Litterとした。イットリ
ウムとアルミニウムの合計モル数に対する硫酸イオンの
モル比は、0.72である。これに210gの尿素（塩酸と硫酸
の合計量に対して10倍当量）を加え、撹拌下、95℃で12
0分間反応させた。その後2Litterの水で冷却し、沈澱物
を濾過して水洗にした。沈澱は粒状であった。沈澱を乾
燥し、酸素中で1300℃で１時間仮焼し、ボールミルで10
時間粉砕した。粉砕後の生成物はYAG1相であり、平均粒
径は0.4μｍ、比表面積は1m2/gであった。これを2Ton/c
m2の圧力でプレス成型し、1600℃で30時間酸素中で焼結
した。焼結体の相対密度は99.3％（密度4.52g/cm3）で
あった。
この実施例に付いて、硫酸量を変えた他は全て同様に
して、硫酸イオンの効果を調べた。仮焼後ボールミルで
粉砕した後の平均粒径、1600℃焼結後の相対密度を表１
に示す。
して、硫酸イオンの効果を調べた。仮焼後ボールミルで
粉砕した後の平均粒径、1600℃焼結後の相対密度を表１
に示す。
表１から、モル比で0.15以上の硫酸イオンにより焼結
密度が向上し、透明な多結晶YAG焼結体を得る可能性が
生じる。これはゲル状沈澱の生成を抑え、仮焼時の２次
粒子の成長を防止したためである。しかしモル比で1.5
以上の硫酸イオンを加えると、仮焼後の粒径が増して焼
結活性が低下し、緻密なYAG焼結体は得られなくなる。
密度が向上し、透明な多結晶YAG焼結体を得る可能性が
生じる。これはゲル状沈澱の生成を抑え、仮焼時の２次
粒子の成長を防止したためである。しかしモル比で1.5
以上の硫酸イオンを加えると、仮焼後の粒径が増して焼
結活性が低下し、緻密なYAG焼結体は得られなくなる。
実施例４ 実施例２で調整したYAG焼結体は緻密であるが、不透
明であった。同様に実施例1,3で得た原料YAG粉末の焼結
温度を増して、緻密なものを得たが全て不透明であっ
た。そこで焼結雰囲気と添加物とにより、光透過性に優
れた多結晶YAG焼結体を製造することを検討した。なお
実施例１〜３のYAGの仮焼粉末の製造に関する知見は、
全てこの実施例にも当てはまる。
明であった。同様に実施例1,3で得た原料YAG粉末の焼結
温度を増して、緻密なものを得たが全て不透明であっ
た。そこで焼結雰囲気と添加物とにより、光透過性に優
れた多結晶YAG焼結体を製造することを検討した。なお
実施例１〜３のYAGの仮焼粉末の製造に関する知見は、
全てこの実施例にも当てはまる。
実施例２での沈澱前の母液に、コロイダルシリカ（Na
イオンフリーのシリカゾル）を加え、シリカの添加効果
を検討した。また焼結雰囲気を、空気中、酸素中、真空
中、水素中、Ar中とし、雰囲気の影響を検討した。いず
れの試料に付いても理論密度通りの焼結体が得られた。
得られた試料に付いて、589nmでのビーム状の光に対す
る吸光係数を測定した。結果を表２に示す。
イオンフリーのシリカゾル）を加え、シリカの添加効果
を検討した。また焼結雰囲気を、空気中、酸素中、真空
中、水素中、Ar中とし、雰囲気の影響を検討した。いず
れの試料に付いても理論密度通りの焼結体が得られた。
得られた試料に付いて、589nmでのビーム状の光に対す
る吸光係数を測定した。結果を表２に示す。
＊ SiO2含量はYAGの重量に対する添加量、ppmはwtppm
を現す。
を現す。
これらの結果から、透明なYAG多結晶焼結体を得るに
は、無酸素雰囲気で100〜2500ppmのSiO2、より好ましく
は300〜2000ppmのSiO2を加えて焼結することが必要であ
ることが分かる。そして0.25mm-1の吸光係数は1mm厚で7
8％の透過係数に対応し、極めて高い値である。なお発
明者はSiO2の添加時期を、沈澱の形成後仮焼前、仮焼後
焼結前と変えることを試みたが、結果はいずれも同等で
あった。更にSiO2の添加形態への依存性は見いだせなか
った。またイットリウムやアルミニウムの原料の純度を
低下させると、原料中からSiO2が混入することがある。
このようなSiO2であっても同様の効果が得られたので、
重要なのはYAGに対するSiO2の存在量である。
は、無酸素雰囲気で100〜2500ppmのSiO2、より好ましく
は300〜2000ppmのSiO2を加えて焼結することが必要であ
ることが分かる。そして0.25mm-1の吸光係数は1mm厚で7
8％の透過係数に対応し、極めて高い値である。なお発
明者はSiO2の添加時期を、沈澱の形成後仮焼前、仮焼後
焼結前と変えることを試みたが、結果はいずれも同等で
あった。更にSiO2の添加形態への依存性は見いだせなか
った。またイットリウムやアルミニウムの原料の純度を
低下させると、原料中からSiO2が混入することがある。
このようなSiO2であっても同様の効果が得られたので、
重要なのはYAGに対するSiO2の存在量である。
SiO2の存在や焼結雰囲気により、光学的性質が異なる
原因は次の点にある。SiO2の存在は、YAG焼結体内部の
結晶粒径の分布を解消し、異常に成長した粒子や微小粒
子を消滅させた。このため光の焼結体内部での散乱や屈
折を減少させることができる。しかし逆に過剰量の3wt
％のSiO2添加では、焼結体中に気孔が生じ不透明となっ
た。一方酸素雰囲気下での焼結は、結晶粒径の不規則な
分布をもたらし、光学的性質を低下させた。
原因は次の点にある。SiO2の存在は、YAG焼結体内部の
結晶粒径の分布を解消し、異常に成長した粒子や微小粒
子を消滅させた。このため光の焼結体内部での散乱や屈
折を減少させることができる。しかし逆に過剰量の3wt
％のSiO2添加では、焼結体中に気孔が生じ不透明となっ
た。一方酸素雰囲気下での焼結は、結晶粒径の不規則な
分布をもたらし、光学的性質を低下させた。
次に焼結温度に付いては、1650℃以下では緻密な焼結
体を得ることができず、また結晶粒径の不規則分布を解
消できなかった。しかし逆に1900℃以上では、YAGの蒸
発が激しく好ましい結果が得られなかった。従って好ま
しい焼結温度は、1650℃〜1900℃である。
体を得ることができず、また結晶粒径の不規則分布を解
消できなかった。しかし逆に1900℃以上では、YAGの蒸
発が激しく好ましい結果が得られなかった。従って好ま
しい焼結温度は、1650℃〜1900℃である。
上記の説明では特定の実施例を示したが、これに限る
ものではない。例えばYAGに対する添加物としては、既
に種々のものが公知である。そこでこのような添加物を
加えることを排除するものではない。
ものではない。例えばYAGに対する添加物としては、既
に種々のものが公知である。そこでこのような添加物を
加えることを排除するものではない。
［発明の効果］ 請求項１の発明では、２次粒子の成長が小さい、イッ
トリウムアルミニウムガーネット原料粉末の製造法を得
ることができる。
トリウムアルミニウムガーネット原料粉末の製造法を得
ることができる。
また請求項２の発明では、光透過性の高い多結晶イッ
トリウムアルミニウムガーネット焼結体を得ることがで
きる。
トリウムアルミニウムガーネット焼結体を得ることがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 明男 茨城県つくば市竹園３―106―105 (72)発明者 松本 靖弘 香川県三豊郡詫間町詫間3502―１ (72)発明者 柳谷 高公 茨城県つくば市二の宮１―９―７
Claims (2)
- 【請求項１】イットリウムイオンとアルミニウムイオン
とを含む酸性水溶液を尿素で中和して沈澱を生成させ、
得られた沈澱を仮焼してイットリウムアルミニウムガー
ネットとする方法において、 前記の酸性水溶液にはイットリウムイオンとアルミニウ
ムイオンとの合計量に対するモル比で、0.1〜1.2倍量の
硫酸イオンを含有させたことを特徴とする、イットリウ
ムアルミニウムガーネットの製造方法。 - 【請求項２】仮焼後のイットリウムアルミニウムガーネ
ットには、100〜2500wtppmのSiO2を含有させると共に、
これを無酸素雰囲気下で1650〜1900℃で焼結して、多結
晶透明イットリウムアルミニウムガーネット焼結体とす
ることを特徴とする、請求項１に記載のイットリウムア
ルミニウムガーネットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63242890A JP2673161B2 (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | イットリウムアルミニウムガーネットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63242890A JP2673161B2 (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | イットリウムアルミニウムガーネットの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0292817A JPH0292817A (ja) | 1990-04-03 |
| JP2673161B2 true JP2673161B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=17095750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63242890A Expired - Lifetime JP2673161B2 (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | イットリウムアルミニウムガーネットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2673161B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0465053A (ja) * | 1990-07-04 | 1992-03-02 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 画像表示装置 |
| JP4955142B2 (ja) * | 1999-09-20 | 2012-06-20 | 信越化学工業株式会社 | 希土類・アルミニウム・ガーネット微粉末および該粉末を用いた焼結体 |
| JP4688307B2 (ja) * | 2000-07-11 | 2011-05-25 | コバレントマテリアル株式会社 | 半導体製造装置用耐プラズマ性部材 |
| JP2006282447A (ja) | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 透光性材料およびその製造方法 |
| DE102007002079A1 (de) | 2007-01-09 | 2008-07-10 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung von optischen Elementen und optische Elemente |
| CN103026474B (zh) * | 2010-07-26 | 2016-08-24 | 日产化学工业株式会社 | 非晶态金属氧化物半导体层形成用前体组合物、非晶态金属氧化物半导体层及其制造方法以及半导体器件 |
| KR102031016B1 (ko) | 2012-01-25 | 2019-10-11 | 엠. 테크닉 가부시키가이샤 | 가넷 전구체 미립자 및 가넷 구조의 미립자의 제조 방법 |
| CN104229857B (zh) * | 2014-08-14 | 2016-10-12 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种形貌可控的yag微晶的制备方法 |
-
1988
- 1988-09-27 JP JP63242890A patent/JP2673161B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0292817A (ja) | 1990-04-03 |
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