本发明专利技术提供一种制造透明倍半氧化物烧结体的方法以及通过该方法制造的透明倍半氧化物烧结体，通过该方法可以稳定的方式制造质量在实用水平的透明的M2O3型倍半氧化物烧结体。制备包括至少一种选自Y、Sc和镧系元素的稀土元素的氧化物颗粒和Zr氧化物颗粒的粉末作为原料粉末，其中在稀土元素氧化物颗粒的粒径分布中，或在稀土元素氧化物颗粒聚集形成二次颗粒的情况下的二次颗粒的粒径分布中，粒径D2.5为180nm-2000nm，包括端点，在粒径D2.5，从最小粒径侧积累的颗粒量是基于总颗粒量的2.5％。将原料粉末压制成型为预定形状，之后进行烧结，由此制造透明的M2O3型倍半氧化物烧结体（M是至少一种选自Y、Sc和镧系元素的稀土元素）。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种制造透明倍半氧化物烧结体的方法以及通过该方法制造的透明倍半氧化物烧结体，通过该方法可以稳定的方式制造质量在实用水平的透明的M2O3型倍半氧化物烧结体。制备包括至少一种选自Y、Sc和镧系元素的稀土元素的氧化物颗粒和Zr氧化物颗粒的粉末作为原料粉末，其中在稀土元素氧化物颗粒的粒径分布中，或在稀土元素氧化物颗粒聚集形成二次颗粒的情况下的二次颗粒的粒径分布中，粒径D2.5为180nm-2000nm，包括端点，在粒径D2.5，从最小粒径侧积累的颗粒量是基于总颗粒量的2.5％。将原料粉末压制成型为预定形状，之后进行烧结，由此制造透明的M2O3型倍半氧化物烧结体（M是至少一种选自Y、Sc和镧系元素的稀土元素）。【专利说明】制造透明倍半氧化物烧结体的方法及通过该方法制造的透明倍半氧化物烧结体相关申请的交叉引用根据35U.S.C.§ 119(a)，本非临时申请要求2012年10月3日在日本提交的专利申请2012-221081的优先权，在此通过引用将其全文并入。
本专利技术涉及制造在可见区域和/或红外区域具有透光性能的透明倍半氧化物烧结体的方法和通过该制造方法制造的透明倍半氧化物烧结体。特别地，本专利技术涉及制造透明倍半氧化物烧结体的方法，该烧结体用于光学用途，例如固态激光介质、电子束闪烁体材料、磁光器件材料、电弧管、光折射率窗口材料等。
技术介绍
由于M2O3型倍半氧化物烧结体属于空间群的立方晶系，如由YAG烧结体等为代表的石榴石结构，它们不具有光学各向异性。因此，理论上预期可获得具有高线性传递性能的M2O3型倍半氧化物烧结体。另外，与石榴石结构材料的烧结体不同，M2O3型倍半氧化物烧结体不需要任何不直接有助于上述光学用途的B位元素。因此，预期可以提高表现出光学功能的指定元素的添加浓度。而且，预期能够以稳定的方式获得M2O3型倍半氧化物烧结体，其中选自Y和镧系元素的至少两种元素以基于固体的任意原子比溶解。这产生了一个预期，即，能够显著提高在设计显示光学功能的透明烧结体方面的自由度。相应地，近几年M2O3型的倍半氧化物烧结体已经得到大力地发展。例如，JP-A H05-330912 (专利文献I)公开了用于激光器用途的多晶透明Y2O3陶瓷，其中烧结体的孔隙率为至多I %，平均粒径为5-3000 μ m，并且含有至少一种镧系元素。该文献中描述了可以获得用于·激光器用途的多晶透明Y2O3陶瓷，其允许发光元素(特别地，Nd)的浓度的提高和烧结体内部均匀性的提高。此外，JP-A H06-211573 (专利文献2)公开了透明的Y2O3烧结体。为了获得该烧结体，使用了具有至少为99.8重量％的纯度，具有0.01-1ym的一次颗粒平均直径的Y2O3粉末，并且当在500kg/cm2的液体静压下成型，且在1600°C的标准温度下烧结3小时时，其显示了至少为94%的理论烧结体密度。将Y2O3粉末揉捏并且干燥，然后成型为预定的形状，并且将成型体在氧、氢、或最高10_4托(Torr)的真空下，于1800-2300°C下烧结至少三个小时，以获得透明Y2O3烧结体。该文献中描述，当使用不包括放射性的ThO2的材料体系，或仅使用不含有LiF、BeO等的纯Y2O3粉末时，通过该方法，可以获得透明的Y2O3烧结体。进而，JP-A H11-157933 (专利文献3)公开了包括致密多晶烧结体的透明陶瓷，其具有组成式R2O3 (R是选自钇和镧系元素的至少一个成员)，和至多50μπι (不包括ΟμπΟ的平均粒径。在该文献中描述了该透明陶瓷允许提供长寿命的高压放电灯和弧光管。此外，JP4033451 (专利文献4)公开具有2_20 μ m的平均粒径的透光稀土氧化物烧结体。该烧结体由通式民03表示(1?是￥、07、!1031'、1'111、￥13和1^中的至少一种成员)，在烧结体厚度为1mm，波长范围为500ηπι-6μπι (不包括它们的独特吸收波长)时，具有至少80%的线性透射率，具有基于金属的5-100ppm重量的Al含量，并且具有基于金属的至多IOppm重量的Si含量。在该文献中描述，可以获得透明的R2O3烧结体，其中烧结助剂不会作为不同相而分离。除了上述，JP-A2008-143726 (专利文献5)公开了用于电子束荧光的多晶透明Y2O3陶瓷，其包括含有作为主要成分的Y2O3的多晶烧结体。该多晶烧结体具有至多0.1%的孔隙率，具有5-300 μ m的平均晶体粒径，并且含有镧系元素。在该文献中描述了可以获得用于电子束荧光的透明Y2O3陶瓷，其使荧光元素的均匀分布和元素的高浓度添加成为可能。此外，JP-A2009-23872 (专利文献6)公开了制备透明M = Y2O3烧结体的方法(M是选自 Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、T1、V、Cr、Mn、Fe、Co 和 Ni 的至少一种元素)。该方法包括:制备包括Y(NO3)3和M (M是所选择的元素)的硝酸盐的起始溶液的步骤；向起始溶液中添加氨水溶液的步骤；向由上述步骤获得的反应溶液中进一步添加(NH4)2SO4的步骤；煅烧从反应溶液获得的粉末的步骤；将经煅烧的粉末成型的步骤；和烧结经成型的粉末的步骤。在该文献中描述了通过该方法可提供在相对低的温度、快速地、并且不用任何专门设备的情况下可应用于激光介质的M =Y2O3烧结体。此外，JP-A2007-334357 (专利文献7)公开了具有三维结构的折射、透射或衍射的光学元件，其含有包含晶体的组合的陶瓷，它们的单微晶与Y2O3的相似，对可见光线和/或红外光线是透明的，并且含有一种或多种X2O3类型的氧化物。在该文献中描述了可获得在可见光波段没有吸收 的透镜元件。最近，JP-A2011-121837 (专利文献8)已经公开了用于磁光元件的透光氧化铽烧结体，其是含有作为主要成分的Tb2O3的立方多晶烧结体。该烧结体具有至多0.2%的孔隙率，在波长为1.06μπι和532nm每3mm长度的线性透射率为至少70%，并且每Icm2含有至少2X IO22个Tb3+离子。在该文献中描述了可提供具有优异透光性能的烧结体，它在400-1 IOOnm的波长范围内没有吸收，除了在500nm附近的窄宽度内有归因于三价铽离子的吸收。以此方式，近年来M2O3型倍半氧化物烧结体已经得到大力发展。引用列表专利文献1:JP-A H05-330912专利文献2:JP_A H06-211573专利文献3: JP-A Hl 1-157933专利文献4:JP4033451专利文献5: JP-A2008-143726专利文献6: JP-A2009-23872专利文献 7: JP-A2007-334357专利文献8: JP-A2011-121837
技术实现思路
但是，尽管如上所述已经有大量的关于M2O3型倍半氧化物烧结体发展的报导或提议，但是它们中没有一篇涉及到起始材料粒径的严格控制，并且控制的具体范围也不清楚。事实上，在这样的环境下，存在一个问题，即当使用由最新技术制备的非常细的纳米尺寸的起始材料时，也难以稳定地获得具有真正实用水平的品质的透光M2O3型倍半氧化物烧结体。在考虑到上述情况下做出了本专利技术。相应地，本专利技术的目的是提本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造透明倍半氧化物烧结体的方法，其包括：将原料粉末压制成型为预定形状，该原料粉末是选自Y、Sc和镧系元素的至少一种稀土元素的氧化物颗粒与Zr氧化物颗粒的粉末混合物；且之后将该压制成型体烧结以制造透明的M2O3型倍半氧化物烧结体，其中M是选自Y、Sc和镧系元素的至少一种稀土元素，其中，在稀土元素氧化物颗粒的粒径分布中，或在稀土元素氧化物颗粒聚集形成二次颗粒的情况下的二次颗粒的粒径分布中，粒径D2.5值为180nm?2000nm，包括端点，在粒径D2.5，基于总颗粒量，从最小粒径侧的累积颗粒量是2.5%。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：碇真宪，野岛义弘，牧川新二，池末明生，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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