JP5862677B2 - CaF2系透光性セラミックスおよびその製造方法 - Google Patents
CaF2系透光性セラミックスおよびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5862677B2 JP5862677B2 JP2013544306A JP2013544306A JP5862677B2 JP 5862677 B2 JP5862677 B2 JP 5862677B2 JP 2013544306 A JP2013544306 A JP 2013544306A JP 2013544306 A JP2013544306 A JP 2013544306A JP 5862677 B2 JP5862677 B2 JP 5862677B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- caf
- fine particles
- particles
- rare earth
- based translucent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 161
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 40
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 29
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 title claims description 23
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 claims description 246
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 211
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 79
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 65
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 58
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 50
- -1 rare earth fluoride Chemical class 0.000 claims description 47
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims description 38
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 35
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 33
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims description 31
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 20
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 17
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 claims description 17
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 10
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 7
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 33
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 30
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 24
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 23
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 17
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 13
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 10
- XQKKWWCELHKGKB-UHFFFAOYSA-L calcium acetate monohydrate Chemical compound O.[Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O XQKKWWCELHKGKB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 8
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 description 7
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 description 7
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910017768 LaF 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- CUPFNGOKRMWUOO-UHFFFAOYSA-N hydron;difluoride Chemical compound F.F CUPFNGOKRMWUOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 5
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 4
- OSCVBYCJUSOYPN-UHFFFAOYSA-K ytterbium(3+);triacetate Chemical compound [Yb+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O OSCVBYCJUSOYPN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N (D)-(+)-Pantothenic acid Chemical compound OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(O)=O GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 2
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M D-gluconate Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 2
- 229910005690 GdF 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical class OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 2
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 2
- 229940072107 ascorbate Drugs 0.000 description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229940001468 citrate Drugs 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229940050410 gluconate Drugs 0.000 description 2
- RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N glyceric acid Chemical class OCC(O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940014662 pantothenate Drugs 0.000 description 2
- 235000019161 pantothenic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011713 pantothenic acid Substances 0.000 description 2
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 2
- 229940095064 tartrate Drugs 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000010947 wet-dispersion method Methods 0.000 description 2
- PHWPQNTXTCAARQ-UHFFFAOYSA-K ytterbium(3+);triacetate;hydrate Chemical compound O.[Yb+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O PHWPQNTXTCAARQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical class [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KIZQNNOULOCVDM-UHFFFAOYSA-M 2-hydroxyethyl(trimethyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)CCO KIZQNNOULOCVDM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical class [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052789 astatine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000009614 chemical analysis method Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 150000002604 lanthanum compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910002077 partially stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/553—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on fluorides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/0074—Production of other optical elements not provided for in B29D11/00009- B29D11/0073
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/20—Halides
- C01F11/22—Fluorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
- C04B35/6455—Hot isostatic pressing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
- C09K11/7729—Chalcogenides
- C09K11/7731—Chalcogenides with alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
- C09K11/7732—Halogenides
- C09K11/7733—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7772—Halogenides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7772—Halogenides
- C09K11/7773—Halogenides with alkali or alkaline earth metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7774—Aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
- C09K11/779—Halogenides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
- C09K11/779—Halogenides
- C09K11/7791—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
- H05B33/145—Arrangements of the electroluminescent material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
- C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
- C01P2002/84—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by UV- or VIS- data
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3227—Lanthanum oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
- C04B2235/445—Fluoride containing anions, e.g. fluosilicate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5454—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof nanometer sized, i.e. below 100 nm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/549—Particle size related information the particle size being expressed by crystallite size or primary particle size
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/668—Pressureless sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9646—Optical properties
- C04B2235/9653—Translucent or transparent ceramics other than alumina
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
本願は、2011年11月17日に出願された特願2011−251549号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、フッ化カルシウムは、単結晶であるため劈開しやすく、急激な温度変化によって割れ易いなど取り扱いに注意を要する。
このような問題を解決するために、CaF2粉末を焼結することによって、多結晶体のCaF2系透光性セラミックスを製造する製造技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、一次粒子の平均粒径は、透過型電子顕微鏡下で同時に観察される100個以上の一次粒子について、視野内で定めた特定の一方向を横切る各一次粒子の最大長さを計測し、それらの平均値をもって定義する。
なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
CaF2などのフッ化物は、大気中で高温に加熱すると、フッ素が離脱して酸化することによって、透明度(透過率)が低下する。そこで、CaF2をアルゴンなどの不活性雰囲気中で圧力をかけながら焼結したり、真空中で焼結したりするが、焼結温度をおよそ1000℃以上にすると、得られたCaF2系透光性セラミックスは僅かに白濁する傾向があることを本発明者は見出した。
本実施形態のCaF2系透光性セラミックスは、実質的にフッ化カルシウム(CaF2)と希土類フッ化物(RF3)が固相反応を起こして生成したCa−R−F系化合物の多結晶体であって、光を透過可能な透光性を有するものである。本実施形態のCaF2系透光性セラミックスは、希土類として、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群より選択される少なくとも2種を含んでいる。
本実施形態のCaF2系透光性セラミックスは、特に、可視域で吸収の少ない無色透明なCaF2系透光性セラミックスを得るために、La、Eu、Tb、Dy、Tm、YbおよびLuからなる群より選択される2種類を含むことができる。
本実施形態のCaF2系透光性セラミックスは、内部に光を透過させる部材として使用可能である。特に、本実施形態のCaF2系透光性セラミックスは、レーザー結晶や蛍光体粒子を分散させる無機母材に使用可能である。
カルシウム希土類フルオライドは、(Ca1−xRx)F2+xにより示される組成比(原子比)を有する。この組成比は、蛍光X線分析や、各種の化学分析法により精度よく測定することができる。(Ca1−xRx)F2+xにより示されるカルシウム希土類フルオライドにおいて、Rは希土類を表し、このRは、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群より選択される少なくとも2種である。
Xは0.002(0.2mol%)以上0.059(5.9mol%)以下の数とすることができる。
X1が0.002(0.2mol%)未満では、焼結助剤としてのRF3の効果が得られず、CaF2系透光性セラミックスの透過率を高めることが難しくなることがある。一方、X1が0.059(5.9mol%)を超えると、焼結温度を1000℃以下にした場合、CaF2とRF3を完全に反応させることが難しいことがあり、焼結体内部に組成の斑が生じてしまい、結果として、透過率が高いCaF2系透光性セラミックスを得ることが難しくなることがある。
X2が0.001(0.1mol%)未満では、焼結助剤としてのRF3の効果が得られず、CaF2系透光性セラミックスの透過率を高めることが難しくなることがある。一方、X2を0.059(5.9mol%)より大きくすると、焼結温度を1000℃以下にした場合、CaF2とRF3を完全に反応させることが難しくなることがあり、結果として、透過率が高いCaF2系透光性セラミックスを得ることが難しくなることがある。
蛍光体粒子は、Y3Al5O12:Ce(YAG:Ce)、CaS:EuおよびSrS:Euからなる群より選択される少なくとも1種とすることができる。
なお、本実施形態における透過率とは、両面光学研磨した厚さ3mmの試料を測定したときの波長550nmにおける直線透過率のことである。
白色LED用の蛍光体母材が、従来のエポキシ樹脂やシリコーンなどの樹脂封止材料から、無機材料である本実施形態のCaF2系透光性セラミックスに置き換えられると、青色LEDからの高熱に対する耐熱性が著しく向上する。これにより、白色LEDを備えた照明装置の寿命が向上したり、現状より照度の高い白色LEDを備えた照明装置を実現したりすることができるといった効果が得られる。しかも、本実施形態のCaF2系透光性セラミックスは、大気中、1000℃以下でCaF2微粒子とRF3微粒子の混合物微粒子を焼結することによって製造することができるので、製造コストを低く抑えることができるとともに、製造エネルギーも少なくすることができるといった効果が得られる。
HIP処理では、例えば、アルゴンや窒素などの不活性雰囲気中、500kg/cm2以上3000kg/cm2以下の圧力を加えながら、700℃以上1000℃以下に加熱して、CaF2系透光性セラミックスを焼結する。
また、CaF2系透光性セラミックスからなる光学部材を、他の材料により形成された光学部材と組合せて光学系を構成することもできる。例えば、CaF2系透光性セラミックスからなる少なくとも1つの光学部材と、光学ガラス、光学プラスチック、光学結晶などから選択される材料からなる少なくとも1つの光学部材とを、組み合わせて用いることができる。
次に、本実施形態のCaF2系透光性セラミックスの製造方法について説明する。
CaF2系透光性セラミックスを製造するには、CaF2微粒子と、このCaF2微粒子とは別に作製されたRF3微粒子とを含有するセラミックス形成用組成物を準備し、このセラミックス形成用組成物を出来る限り均一に混合して微粒子混合物を調製し、この微粒子混合物を焼結し、透明化する。また、必要に応じて、微粒子混合物の焼結体を、二次焼結(HIP処理)する。
セラミックス形成用組成物に用いられるRF3微粒子の一次粒子は、平均粒径が100nm以下とすることができ、好ましくは平均粒径が70nm以下の微粒子である。
平均粒径が100nmを超える微粒子がセラミックス形成用組成物に含まれると、焼結後のCaF2系透光性セラミックスにおいて、希土類濃度が局所的に異なる部位が形成されやすくなる傾向がある。
なお、セラミックス形成用組成物の材料が、平均粒径が200nmを超える微粒子を含んでいても、微粒子混合物を調製する過程で、平均粒径が200nm以下となるように微粒子が細粒化されればよい。
仮に、CaF2微粒子およびRF3微粒子が二次粒子の形態のままで混合された微粒子混合物を焼結すると、焼結時にCaF2微粒子とRF3微粒子との接触面積が少なくなり易い。この場合、CaF2微粒子とRF3微粒子間の固相反応が十分に起こり難くなる。
結果として、最終的に得られるCaF2系透光性セラミックスにおいて、微視的にCaF2結晶相とRF3結晶相とが生じ、微視的に組成の斑が生じる。また、それを解決するために焼結温度を高くすると、フッ化物からのフッ素の離脱が起こり、透過率を低下させる原因になる。
CaF2微粒子は、カルシウム化合物とフッ素化合物とを水溶液中で反応させ、次いで、密閉容器内で100℃以上200℃以下に加熱して作製することができる。
常温、常圧下でカルシウム化合物とフッ素化合物とを反応させるだけでは、この反応は十分に進行せず、結晶はフッ素欠損の多いフッ化物となっている。そのため、このままでは、得られる反応混合物中の結晶の化学量論比はCaが1に対して、Fが2より小さく、結晶性が低く、凝集し易くなる。
水熱反応処理に用いられる容器は特に限定されるものではないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン製のオートクレーブなどの密閉容器が用いられる。
水熱反応処理の温度は、120℃以上180℃以下とすることができる。
水熱反応処理の圧力は、120℃以上180℃以下の温度範囲における水の飽和蒸気圧である0.2MPa以上1.0MPa以下とすることができる。
なお、上記の作製方法によれば、例えば、一次粒子の平均粒径が100nm以上200nm以下のCaF2微粒子が得られる。
RF3微粒子は、CaF2微粒子の作製とほぼ同様に、希土類化合物とフッ素化合物とを水溶液中で反応させ、次いで、密閉容器内で100℃以上200℃以下に加熱して作製することができる。
ここでは、希土類化合物を十分に溶解させるために、微量の硝酸などの無機酸を添加してもよい。
また、希土類化合物とフッ素化合物との反応時に、フッ素化合物水溶液の注入量を、希土類化合物水溶液(例えば、酢酸イッテルビウム水溶液)に対する化学当量(RF3に換算した化学当量)より多い過剰量とすることができる。これにより、形成されるRF3微粒子の結晶性の低下を抑制し、微粒子間の凝集力を弱くすることができる。
さらに、希土類化合物水溶液中に、フッ素化合物水溶液を注入する際およびその後に、希土類化合物水溶液とフッ素化合物水溶液の混合溶液の攪拌を行うことにより、生成されるRF3結晶からなる一次粒子の凝集を抑えることができる。
これにより、フッ素欠損を抑え、RF3微粒子の結晶性を高くすることができる。そのため、粒子が凝集し難くすることができ、比較的低温で焼結しても高密度のRF3微粒子を形成することができる。
なお、上記作製方法によれば、例えば、一次粒子の平均粒径50nm以上100nm以下のRF3微粒子が得られる。
セラミックス形成用組成物は、乾燥粉末状のCaF2微粒子とRF3微粒子とを混合することにより調製することができる。セラミックス形成用組成物は、焼結および透明化することで、透光性セラミックスを形成可能な材料である。セラミックス形成用組成物は、CaF2微粒子およびRF3微粒子を所定の質量比で正確に含有していればよく、均一に混合されていてもよい。また、セラミックス形成用組成物は、粉末状であってもよく、スラリーなどのように分散液中に分散あるいは懸濁されていてもよい。
次いで、容器内に蒸留水を加えて、CaF2微粒子およびRF3微粒子を含む懸濁液を調製する。
さらに、この懸濁液を湿式分散装置にかけて湿式混合する。これにより、CaF2微粒子およびRF3微粒子の凝集粒子を解砕し、一次粒子にまで分散させて、両方の粒子を均一混合状態にする。湿式混合により混合すると、乾式混合よりも粒子を均一に混合できる上に、CaF2微粒子およびRF3微粒子の一次粒子に、過剰な応力による損傷を与え難くすることができる。
化学的処理による凝集力低下においては、水熱処理を終了したCaF2微粒子およびRF3微粒子のスラリーを乾燥させる際、分散液を蒸留水から、プロパノールなどの高級アルコールに置換し、CaF2微粒子およびRF3微粒子を高級アルコールで洗浄してから乾燥させると、凝集力を弱くすることができ、その後の機械的処理による凝集粒子破壊が容易になる。
ここで、凝集粒子が破壊されて一次粒子にまで分散されると、遠心分離による固液分離が困難になる場合がある。そこで、CaF2微粒子およびRF3微粒子を含む懸濁液に、アルカリ溶液を添加して、その懸濁液のpHをアルカリ性にすると、一次粒子が再凝集して容易に遠心分離できるようになる。
有機アルカリ溶液を用いれば、無機アルカリ溶液のように、ナトリウムやカリウムなどの不純物が分散液中に混入する問題が生じない。また、有機アルカリ溶液は、加熱することで容易に分解・離脱するため、CaF2系透光性セラミックス中に残留し難い。懸濁液のpHを7以上のアルカリ性にすると、CaF2微粒子およびRF3微粒子が遠心沈降するようになるが、12以上13.5以下にすると均一な焼結体を得ることができる。
このようにして、CaF2微粒子およびRF3微粒子の凝集を解離し、破壊することで、ほぼ一次粒子にまで分散させながら湿式混合を行えば、各々の一次粒子をより均一に混合できる。これにより、焼結後のCaF2系透光性セラミックスにおいて、内部の組成の斑を少なくすることができ、内部均質性に優れたCaF2系透光性セラミックスが得られる。
次に、上記のようにして得られた微粒子混合物の乾燥粉末を、金型一軸プレス装置などにより加圧して、成形体を作製する。
さらに、静水圧プレスにかけると、金型一軸プレスでしばしば発生するラミネーション(プレス方向と垂直方向に層状に剥離する現象)を防ぐことができ、大型の成形体を作製するのに有利である。
このとき、CaF2微粒子およびRF3微粒子の一次粒子の凝集が破壊されているとともに、CaF2微粒子およびRF3微粒子の結晶性が高いので、高密度に焼結でき、相対密度の高い焼結体を得ることができる。
焼結温度が750℃未満では、緻密な焼結体を得ることが難しいことがある。一方、焼結温度が900℃を超えると、CaF2結晶やRF3結晶からフッ素が脱離する現象が顕著となり、透明度の高いCaF2系透光性セラミックスが得られ難くなることがある。
上記の成形体を大気中で焼結(一次焼結)した段階で、その焼結体は透光性になるので、残留気孔が少なくなっている。よって、HIP処理における温度も比較的低くてよく、700℃以上1000℃以下とすることができ、800℃以上950℃以下であることが好ましい。また、HIP処理は、アルゴンや窒素などの不活性雰囲気中で行われるが、その不活性雰囲気による圧力は、500kg/cm2以上3000kg/cm2以下とすることができ、1000kg/cm2以上2000kg/cm2以下であることが好ましい。このHIP処理により、得られた焼結体は、十分に透明化される。すなわち、HIP処理において加熱、加圧される間に一次焼結によって得られた焼結体内部に残留していた気孔が外部に押し出されて透明になり、一次焼結時よりさらに高密度化し、より高い相対密度の透明な焼結体が得られる。これにより、CaF2系透光性セラミックスの製造が完了する。
図11は、本実施形態におけるCaF2系透光性セラミックスを母材とするレンズ4(光学素子)を備えた撮像装置1(光学機器)を示している。
この撮像装置1は、レンズ交換式カメラであり、この撮像装置1は、カメラボディ2のレンズマウント(不図示)にレンズ鏡筒3が着脱自在に取り付けられ、このレンズ鏡筒3のレンズ4を通した光がカメラボディ2の背面側に配置されたマルチチップモジュール7のセンサチップ(固体撮像素子)5上に結像される。このセンサチップ5は、いわゆるCMOSイメージセンサ等のベアチップである。
マルチチップモジュール7は、例えばセンサチップ5がガラス基板6上にベアチップ実装されたCOG(Chip On Glass)タイプのモジュールである。
本実施形態の光学素子を備えた撮像装置は、レンズ交換式カメラに限られず、コンパクトカメラ、工業用カメラ、スマートフォン用カメラモジュール等の撮像手段を備えた種々の光学機器が含まれる。また、本実施携帯の光学素子を備えた光学機器としては、撮像装置に限らず、プロジェクタ、カメラ用交換レンズ、顕微鏡、各種レーザ機器等を挙げることができる。光学素子としては、レンズに限らず、プリズムを挙げることができる。
酢酸カルシウム水和物180.4g(1mol)に蒸留水を640gと硝酸10mlを加えて、酢酸カルシウム水和物を完全に溶解し、酢酸カルシウム水溶液を調製した。
濃度50%のフッ化水素酸(フッ酸)163.8g(4mol)に同じ質量の蒸留水を加えてフッ酸水溶液を調製した。
フッ酸水溶液の注入が終了した後、そのまま攪拌を6時間続け、凝集した粒子を破壊して粒径を小さくしつつ、CaF2スラリーを調製した。
このスラリーを遠心分離機にかけて微粒子を沈降させ、上澄み液を捨てた後、イソプロピルアルコールを加えて粒子を再分散させた。再び遠心分離機にかけ、上澄み液を捨てた。この操作をもう一度繰り返し、沈降した微粒子を100℃で乾燥してCaF2微粒子の乾燥粉末を得た。このようにアルコール置換と遠心分離を繰り返すことにより、CaF2微粒子をイソプロピルアルコールでよく洗浄し、乾燥時に起こる一次粒子同士の凝集力を出来る限り弱めた。
RF3微粒子の一例であるYbF3を、CaF2微粒子とほぼ同様な方法で作製した。
酢酸イッテルビウム水和物50g(0.17mol)に蒸留水を1000g加え、さらに、硝酸15mlを加えて、酢酸イッテルビウム水和物を完全に溶解し、酢酸イッテルビウム水溶液を調製した。
濃度50%のフッ化水素酸(フッ酸)183.8g(5mol)に同じ質量の蒸留水を加えてフッ酸水溶液を調製した。
さらに、得られたYbF3スラリーに、CaF2スラリーと同様にして水熱反応処理を行い、YbF3微粒子が懸濁されたスラリーを得た。
このスラリーを、CaF2微粒子の作製と同様に遠心分離機にかけて粒子を沈降させ、遠心沈降した粒子を100℃で乾燥してYbF3微粒子の乾燥粉末を得た。
図1から、YbF3微粒子の一次粒子径は約70nmであった。また、TEMを用いて高倍率で観察すると、粒子内に格子像が見られたことから、YbF3微粒子は、よく結晶化していることが確認された。また、TEMを用いて低倍率で観察すると、YbF3微粒子は、多数の一次粒子が凝集した二次粒子を形成しており、二次粒子径は最大で10μm程度となっていた。
CaF2微粒子が懸濁されたスラリーに、少量のRF3微粒子が懸濁されたスラリーを添加して、セラミックス形成用組成物を調製した。
1種類のRF3微粒子を添加する場合、CaF2微粒子と1種類のRF3微粒子の合計が100mol%となるように秤量して、上記のスラリーを混合した。同様に、2種類のRF3微粒子を添加する場合、CaF2微粒子と2種類のRF3微粒子の合計が100mol%となるように秤量して、上記のスラリーを混合した。
その後、この懸濁液は静置しても沈降しなかったことから、懸濁液中でCaF2微粒子とRF3微粒子が均一に分散された状態を実現できた。
この懸濁液に15%水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を添加してpHを13にすることにより、CaF2微粒子とRF3微粒子を再凝集させた。
その後、遠心分離によりCaF2微粒子とRF3微粒子を沈降させ、沈降した微粒子を100℃で乾燥して、CaF2微粒子とRF3微粒子の微粒子混合物の乾燥粉末を得た。
微粒子混合物の乾燥粉末3gを直径20mmの金型を用いて一軸プレス成形して成形体(一次成形体)とし、さらに、その成形体を100MPaで静水圧プレスして成形体(二次成形体)を作製した。
この成形体を、大気中、800℃で1時間保持し、一次焼結した。
さらに、この焼結体を、HIP処理により二次焼結する場合、この焼結体を熱間等方圧加圧(HIP)装置(O2−Dr.HIP(登録商標)、神戸製鋼所製)により、1000kg/cm2の高圧アルゴン雰囲気下、800〜950℃の各温度で2時間加熱した。
表1および表2に示すように、CaF2微粒子にRF3微粒子を1成分(実験例1〜15)あるいは2成分(実験例16〜46)添加した微粒子混合物を調製した(添加量はmol%)。
これらの微粒子混合物の成形体は全て800℃で1時間大気中焼結し、一部はさらにHIP処理まで行い、円板状のCaF2系透光性セラミックスを得た。
得られた円板状の透光性セラミックスの両面を研磨して厚さを3mmとし、波長550nmにおける透過率を測定した。また、波長356nmの紫外線を照射した時に発する蛍光色を観察した。これらの結果を表1および表2に示す。
表1および表2の結果から、HIP処理なしの場合、RF3微粒子を1種類添加した実験例1〜13では、CaF2系透光性セラミックスが全て白濁した。これに対して、HIP処理なしで、RF3微粒子を2種類添加した実験例16、18、21、25、29、31では、5%の高濃度YbF3を添加した実験例21と1%のGdF3を添加した実験例31において、CaF2系透光性セラミックスがやや白濁したのを除いて、全て透明であった。つまり、RF3微粒子を2種類添加すれば、大気中、800℃の焼結のみで、ほぼ透明にすることができることが確認された。一方、RF3微粒子を1種類しか添加しないと、大気中、800℃の焼結のみでは、CaF2系透光性セラミックスが透明にならず、実験例14および15のようにHIP処理しても透明化が困難であった。
したがって、外観および透過率の比較から、RF3微粒子を1種類添加するより2種類添加した方がCaF2系透光性セラミックスの透明度が向上することが明らかになった。
さらに、RF3を2種類添加した実験例17、19、20、22〜24、26〜28、30、32〜46では、焼結温度(HIP処理温度)を950℃以下に下げることができ、フッ素の揮発に起因するCaF2系透光性セラミックスの曇りの発生を抑えることができた。
以上の結果から、実験例17、19、20、22〜24、30、32、34、35、38、40〜46で得られたCaF2系透光性セラミックスは、レンズとして用いることができる無色透明なものであると言える。
表1および表2の結果から、可視域で蛍光発光するのは、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tmのいずれかを含む実験例3〜8、13〜15、29、30、33、35〜38、40〜46のCaF2系透光性セラミックスであり、肉眼で発色を認識できた。
一方、La、Pr、Nd、Yb、Gd、Luのいずれかのみを含む実験例1、2、9〜12、16〜28、31、32、34のCaF2系透光性セラミックスは、蛍光発光しないか、または、近赤外域で発光するので、肉眼で発色を認識できなかった。
また、実験例6では希土類としてDyのみが含まれ、実験例7では希土類としてHoのみが含まれるが、これら実験例6および7のCaF2系透光性セラミックスは、非常に弱い発光しか示さなかった。これに対して、希土類としてDyまたはHoに加えて、LaまたはYbが含まれる、実験例33、35、43のCaF2系透光性セラミックスは、発光強度が高くなった。
以上の結果から、RF3微粒子を2種類添加すると、CaF2系透光性セラミックスの透明度が高くなるだけでなく、R3+が結晶中に安定に存在できることから、蛍光の発光強度も高くなることが分かった。
図3に、実験例6で得られたDyF3が3%含まれるCaF2系セラミックス、希土類が含まれない(無添加)CaF2を大気中、800℃で焼結した焼結体、および、この焼結体をさらに処理温度1050℃でHIP処理した焼結体の3点曲げ試験の結果を示す。
図3の結果から、実験例6のCaF2系セラミックスは、内部に気孔がほとんど含まれていないので透明であり、粒成長もほとんどしていないので機械的強度が最も高くなった。
また、無添加CaF2の焼結体は、内部に気孔が多く含まれているため不透明であり、実験例6のCaF2系セラミックスよりも機械的強度が低かった。
また、1050℃でHIP処理したCaF2の焼結体は、内部に含まれていた気孔がほぼ除去されて透明になっているが、粒成長しているため、機械的強度が最も低かった。
図4に、実験例6のCaF2系セラミックスの内部微細構造を示す。図4から、実験例6では、焼結温度が800℃と極めて低いので、CaF2系セラミックスを構成するCaF2微粒子やDyF3微粒子の粒子径が1〜2μmと非常に小さく、ほとんど粒成長していないことが確認された。
実施例18と同様に、LaF3微粒子が1%とYbF3微粒子が1%添加されたCaF2微粒子に、硫化物蛍光体としてCaS:EuおよびSrS:Eu、酸化物蛍光体としてY3(Al、Ga)5O12:Ce(YAG:CeのAlの一部をGaに置き換えた蛍光体)をそれぞれ1質量%添加し、エタノールを加えて乳鉢でよく混合した。この混合物を乾燥させて、乾燥した混合粉末から成形体を作製し、その成形体を800℃から1000℃の各温度で1時間焼結して、厚さ1mmのCaF2系透光性セラミックスを作製した。
このCaF2系透光性セラミックスを、青色LED(商品名:OS−DP3−B1、主波長470nm、三菱電機オスラム社製)の上に置いて、CaF2系透光性セラミックスの裏面に青色光を照射して、発光を確認した。結果を表3に示す。
焼結体(CaF2系透光性セラミックス)の透光性は、焼結温度が800℃の場合に最も高くなり、それよりも焼結温度を高くすると低下したので、800℃で1時間の焼結条件が最適であった。
このCaF2系透光性セラミックスを、青色LED(商品名:OS−DP3−B1、主波長470nm、三菱電機オスラム社製)の上に置いて、CaF2系透光性セラミックスの裏面に青色光を照射した。すると、CaF2系透光性セラミックスの表面から、白色の蛍光が発光した。CaF2系透光性セラミックスからの蛍光の全光束を、Sphere Optics社製のLED評価システムLCD−100および大型積分球を用いて測定した。
また、この比較例として、蛍光体としてYAG:Ceのみを1質量%添加して作製したCaF2系透光性セラミックスについても、同様の全光束測定を行った。
以上の全光束測定の結果を図5に示す。
これに対して、蛍光体としてCaS:EuとYAG:Ceを添加した場合、650nm付近に赤色が追加されて演色性が向上し、色温度が低下し、演色性指数(Ra)が著しく向上した。
図6に、実験例20のLaF3微粒子が1%とYbF3微粒子が3%添加されたCaF2微粒子で作製されたCaF2系透光性セラミックスの透過率スペクトルを示す。
図6から、実験例20のCaF2系透光性セラミックスは、970nm付近に大きな吸収ピークが存在していた。
また、図7に示す光学系を用いて、実験例20のCaF2系透光性セラミックスに波長976nmの励起光を照射したところ、中心波長1047nmのレーザー光を発振した。
また、図8に示すように、このときの吸収パワーとレーザー出力パワーとの関係をグラフにしたところ、吸収パワー対レーザー出力パワーの比(スロープ効率)は20.1%であった。
また、図7に示す光学系を用いて、実験例28のCaF2系透光性セラミックスに波長790nmの励起光を照射したところ、中心波長1065.6nmと1066.0nmのレーザー光を発振した。図10に示すように、このときの吸収パワーとレーザー出力パワーとの関係をグラフにしたところ、吸収パワー対レーザー出力パワーの比(スロープ効率)は1.3%であった。
実施例19及び実施例28のCaF2系透光性セラミックスの光学恒数を求めた。結果を表5に示す。
CaF2微粒子とRF3微粒子とを別々に作製する代わりに、酢酸カルシウムと1mol%の希土類酢酸塩を同時に溶解した水溶液に、フッ化水素酸(フッ酸)を加えて反応させて微粒子を得たこと以外は、実験例1と同一にしてセラミックスを作製した。
希土類酢酸塩としては、希土類として、Yb、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Luを含むものを用いた。
その結果、全ての希土類において透光性セラミックスが得られなかった。
Claims (18)
- La、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群より選択される少なくとも2種の希土類を含み、
前記少なくとも2種の希土類の合計濃度は0.2mol%以上5.9mol%以下、前記少なくとも2種の希土類それぞれの濃度は0.1mol%以上5.8mol%以下である、CaF2系透光性セラミックス。 - Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、TmおよびYbからなる群より選択される少なくとも1種の希土類を含む、請求項1に記載のCaF2系透光性セラミックス。
- さらに、蛍光体粒子を含む、請求項1に記載のCaF2系透光性セラミックス。
- 前記蛍光体粒子は、YAG:Ce、CaS:EuおよびSrS:Euからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項3に記載のCaF2系透光性セラミックス。
- フッ化カルシウム微粒子と、該フッ化カルシウム微粒子とは別に作製された希土類フッ化物微粒子とを混合して微粒子混合物を調製することと、
前記微粒子混合物を焼結し、透明化することと、を含み、
La、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群より選択される少なくとも2種の希土類を含み、
前記少なくとも2種の希土類の合計濃度が0.2mol%以上5.9mol%以下、前記少なくとも2種の希土類それぞれの濃度が0.1mol%以上5.8mol%以下であるCaF 2 系透光性セラミックスを得る、CaF2系透光性セラミックスの製造方法。 - 前記微粒子混合物を、大気中で750℃以上900℃以下の温度で加熱して焼結する、請求項5に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。
- 前記微粒子混合物を750℃以上900℃以下の温度で加熱して一次焼結し、
次いで、不活性雰囲気中で500kg/cm2以上3000kg/cm2以下の圧力で加圧しつつ、700℃以上1000℃以下の温度で加熱して二次焼結する、請求項5に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。 - 前記フッ化カルシウム微粒子の一次粒子の平均粒径が200nm以下、前記希土類フッ化物微粒子の一次粒子の平均粒径が100nm以下である、請求項5〜7のいずれか1項に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。
- カルシウム化合物とフッ素化合物とを水溶液中で反応させ、次いで、密閉容器内で100℃以上200℃以下に加熱して、前記フッ化カルシウム微粒子を作製する工程を含む、請求項5〜8のいずれか1項に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。
- 希土類化合物とフッ素化合物とを水溶液中で反応させ、次いで、密閉容器内で100℃以上200℃以下に加熱して、前記希土類フッ化物微粒子を作製する工程を含む、請求項5〜9のいずれか1項に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。
- 前記フッ化カルシウム微粒子と前記希土類フッ化物微粒子とを湿式混合して、前記微粒子混合物を調製する工程を含む、請求項5〜10のいずれか1項に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。
- 機械的混合手段を用いて前記湿式混合を行う、請求項11に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。
- 前記湿式混合では、前記フッ化カルシウム微粒子および前記希土類フッ化物微粒子のそれぞれにおける一次粒子同士の凝集力を化学的に低下させる、請求項11または12に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。
- 前記湿式混合では、前記フッ化カルシウム微粒子および前記希土類フッ化物微粒子のそれぞれにおける一次粒子同士の凝集力を機械的に低下させる、請求項11〜13のいずれか1項に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。
- 前記湿式混合では、前記フッ化カルシウム微粒子および前記希土類フッ化物微粒子のそれぞれにおける一次粒子同士の凝集力を低下させた後、前記フッ化カルシウム微粒子および前記希土類フッ化物微粒子を含む懸濁液にアルカリ溶液を添加し、次いで、遠心分離する、請求項13または14に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。
- 前記アルカリ溶液は、有機アルカリ溶液である、請求項15に記載のCaF2系透光性セラミックスの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のCaF2系透光性セラミックスを母材とする光学部材。
- 請求項17に記載の光学部材を備えた光学機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013544306A JP5862677B2 (ja) | 2011-11-17 | 2012-11-14 | CaF2系透光性セラミックスおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011251549 | 2011-11-17 | ||
JP2011251549 | 2011-11-17 | ||
PCT/JP2012/079548 WO2013073592A1 (ja) | 2011-11-17 | 2012-11-14 | CaF2系透光性セラミックスおよびその製造方法 |
JP2013544306A JP5862677B2 (ja) | 2011-11-17 | 2012-11-14 | CaF2系透光性セラミックスおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2013073592A1 JPWO2013073592A1 (ja) | 2015-04-02 |
JP5862677B2 true JP5862677B2 (ja) | 2016-02-16 |
Family
ID=48429647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013544306A Active JP5862677B2 (ja) | 2011-11-17 | 2012-11-14 | CaF2系透光性セラミックスおよびその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9586867B2 (ja) |
JP (1) | JP5862677B2 (ja) |
CN (1) | CN103930386B (ja) |
WO (1) | WO2013073592A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6123619B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2017-05-10 | 住友大阪セメント株式会社 | 複合波長変換粒子及び複合波長変換粒子含有樹脂組成物並びに発光装置 |
JP6115432B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2017-04-19 | 住友大阪セメント株式会社 | 複合波長変換粒子及び複合波長変換粒子含有樹脂組成物並びに発光装置 |
JP5967720B2 (ja) * | 2013-11-11 | 2016-08-10 | 信越化学工業株式会社 | 透光性焼成体とこれを用いたファラデー回転子及び光アイソレータ |
EP2927202A1 (en) | 2014-04-04 | 2015-10-07 | Paris Sciences et Lettres - Quartier Latin | Transparent metal fluoride ceramic |
WO2016117623A1 (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-28 | 三菱化学株式会社 | 焼結蛍光体、発光装置、照明装置、車両前照灯、及び焼結蛍光体の製造方法 |
EP3208253A1 (en) * | 2016-02-16 | 2017-08-23 | Centre National De La Recherche Scientifique | Transparent fluoride ceramic material and a method for its preparation |
JP6477556B2 (ja) * | 2016-03-14 | 2019-03-06 | 住友大阪セメント株式会社 | 複合粉体、表面処理複合粉体、樹脂組成物、硬化体、光半導体発光装置 |
JP6477557B2 (ja) * | 2016-03-14 | 2019-03-06 | 住友大阪セメント株式会社 | 複合粉体、表面処理複合粉体、樹脂組成物、硬化体、光半導体発光装置 |
JP7147138B2 (ja) * | 2016-07-27 | 2022-10-05 | 三菱ケミカル株式会社 | 発光装置、照明装置、画像表示装置及び車両表示灯 |
WO2018021418A1 (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 三菱ケミカル株式会社 | 焼結蛍光体、発光装置、照明装置及び車両用表示灯 |
CN106316373A (zh) * | 2016-07-29 | 2017-01-11 | 江苏罗化新材料有限公司 | 一种大功率光源用氟化物荧光透明陶瓷的制备方法 |
US11251343B2 (en) * | 2017-02-08 | 2022-02-15 | Current Lighting Solutions, Llc | LED design of lower CCT utilizing PFS phosphor |
CN108359115B (zh) * | 2018-03-02 | 2018-12-07 | 西安文理学院 | Nafion聚合物基Er3+/Yb3+共掺杂氟化钙纳米晶复合材料及其制备方法 |
US10550041B1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-02-04 | Raytheon Company | Fluoride-based nanocomposite materials for infrared window applications |
CN109734116A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-10 | 浙江师范大学 | 一种CaF2纳米材料空心球的制备方法 |
CN109861070A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-06-07 | 苏州贝亚敏光电科技有限公司 | 一种激光发生装置 |
CN116281913B (zh) * | 2022-11-28 | 2024-05-10 | 昆明理工大学 | 一种透明至半透明块状无机材料的制备方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02289422A (ja) | 1989-04-28 | 1990-11-29 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 希土類金属フッ化物微粒子の製造方法及び該微粒子を用いるセラミックス焼結体の製造方法 |
WO2002018981A1 (fr) * | 2000-08-29 | 2002-03-07 | Japan Science And Technology Corporation | Procede de formation de film optique mince |
JP4747587B2 (ja) * | 2005-01-27 | 2011-08-17 | 株式会社ニコン | フッ化カルシウム焼結体の製造方法 |
JP2009051966A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Nikon Corp | 透光性フッ化カルシウム蛍光体の製造方法及びフッ化カルシウム蛍光体 |
CN101896441B (zh) * | 2007-12-13 | 2014-04-23 | 株式会社尼康 | Ca-La-F系透光性陶瓷的制造方法、Ca-La-F系透光性陶瓷、光学构件、光学*** |
TW200940684A (en) * | 2008-03-10 | 2009-10-01 | Nikon Corp | Fluorescent film, film-forming method therefor, multilayer dielectric film, optical element, optical system, imaging unit, instrument for measuring optical characteristics, method of measuring optical characteristics, exposure apparatus, exposure met |
WO2009154193A1 (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-23 | 株式会社ニコン | セラミックス組成物、蛍光体セラミックス及びその製造方法、並びに発光素子 |
JP5682132B2 (ja) * | 2009-06-17 | 2015-03-11 | 株式会社ニコン | Ca−Gd−F系透光性セラミックスの製造方法、Ca−Gd−F系透光性セラミックス、光学部材、光学系、及びセラミックス形成用組成物 |
CN101697367B (zh) * | 2009-09-30 | 2014-04-02 | 烁光特晶科技有限公司 | 一种利用透明陶瓷制备led的方法 |
-
2012
- 2012-11-14 CN CN201280052080.4A patent/CN103930386B/zh active Active
- 2012-11-14 WO PCT/JP2012/079548 patent/WO2013073592A1/ja active Application Filing
- 2012-11-14 JP JP2013544306A patent/JP5862677B2/ja active Active
-
2014
- 2014-05-05 US US14/269,728 patent/US9586867B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013073592A1 (ja) | 2013-05-23 |
JPWO2013073592A1 (ja) | 2015-04-02 |
US20140239228A1 (en) | 2014-08-28 |
CN103930386B (zh) | 2016-10-26 |
US9586867B2 (en) | 2017-03-07 |
CN103930386A (zh) | 2014-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5862677B2 (ja) | CaF2系透光性セラミックスおよびその製造方法 | |
JP7056553B2 (ja) | 蛍光体、発光装置、照明装置及び画像表示装置 | |
US7691765B2 (en) | Translucent material and manufacturing method of the same | |
JP4860368B2 (ja) | ガーネット型化合物とその製造方法 | |
US11161274B2 (en) | Method for manufacturing transparent ceramic material for faraday rotator | |
JP6897387B2 (ja) | 焼結蛍光体、発光装置、照明装置、画像表示装置および車両用表示灯 | |
US20080123698A1 (en) | Tb-DOPED LUMINESCENT COMPOUND, LUMINESCENT COMPOSITION AND LUMINESCENT BODY CONTAINING THE SAME, LIGHT EMITTING DEVICE AND SOLID-STATE LASER DEVICE | |
CN110498677A (zh) | 顺磁性石榴石型透明陶瓷、磁光材料和磁光器件 | |
KR20210057100A (ko) | 형광체 및 발광 장치 | |
US9862648B2 (en) | Transparent metal fluoride ceramic | |
CN110526704B (zh) | 制备可烧结复合氧化物粉末和制造透明陶瓷 | |
JP5521551B2 (ja) | Ca−La−F系透光性セラミックスの製造方法、Ca−La−F系透光性セラミックス、光学部材、光学装置、及びCa−La−F系透光性セラミックス形成用組成物 | |
Wu et al. | Laser‐quality Tm:(Lu0. 8Sc0. 2) 2O3 mixed sesquioxide ceramics shaped by gelcasting of well‐dispersed nanopowders | |
JP2007254723A (ja) | Eu含有無機化合物、これを含む発光性組成物と発光体、固体レーザ装置、発光装置 | |
JP2012521650A (ja) | 光励起型固体レーザ及び前記固体レーザを有する照明システム | |
Ishizawa et al. | CaF2 translucent ceramics and manufacturing method of CaF2 translucent ceramics | |
JP5682132B2 (ja) | Ca−Gd−F系透光性セラミックスの製造方法、Ca−Gd−F系透光性セラミックス、光学部材、光学系、及びセラミックス形成用組成物 | |
JP2009051966A (ja) | 透光性フッ化カルシウム蛍光体の製造方法及びフッ化カルシウム蛍光体 | |
JP7135920B2 (ja) | 透明複合酸化物焼結体の製造方法、透明複合酸化物焼結体並びに磁気光学デバイス | |
Kravtsov et al. | Synthesis and study of the optical and spectral-luminescent properties of LuAG: Ce ceramic | |
Cranston | Optimization of sintering conditions for cerium-doped yttrium aluminum garnet | |
Pavasarytė | Investigation of luminescent and structural properties of lanthanide aluminium garnets synthesized by sol-gel method | |
Luo | Fabrication and characterization of ytterbium doped transparent laser ceramics | |
Han et al. | Fabrication and Luminescence Properties of Rare-Earth (Re= Ho3+, Er3+, Tm3+) Doped Y2zr2o7 Transparent Ceramics For Infrared Applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150519 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150717 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151214 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5862677 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |