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特許7492102希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物、この複合物を含む塗料、およびその製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-21
(45)【発行日】2024-05-29
(54)【発明の名称】希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物、この複合物を含む塗料、およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
C01G 49/02 20060101AFI20240522BHJP
【ＦＩ】
C01G49/02 Z
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019214745
(22)【出願日】2019-11-27
(65)【公開番号】P2021084834
(43)【公開日】2021-06-03
【審査請求日】2022-10-18
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 配布日 令和 １年 ９月 ３日 刊行物名 第３５回日本セラミックス協会関東支部研究発表会講演要旨集 発行者名 公益社団法人 日本セラミックス協会 開催日 令和 １年 ９月 ３日～ ４日 集会名 第３５回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
(73)【特許権者】
【識別番号】504203572
【氏名又は名称】国立大学法人茨城大学
(73)【特許権者】
【識別番号】000242002
【氏名又は名称】北興化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100162396
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 泰之
(74)【代理人】
【識別番号】100194803
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 理弘
(72)【発明者】
【氏名】阿部 修実
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 亜莉沙
(72)【発明者】
【氏名】安部 恵理夏
(72)【発明者】
【氏名】吉田 邦俊
(72)【発明者】
【氏名】荒木 真剛
【審査官】青木 千歌子
(56)【参考文献】
【文献】特開平０７－１８７６１２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０１Ｇ ４９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
粒径（ＢＥＴ法換算）１００ｎｍ以下である希土類鉄ガーネットからなる種結晶と、Ｌｎ３Ｆｅ５Ｏｐ（ＯＨ）ｑ（２ｐ＋ｑ＝２４）からなる希土類鉄オキシ水酸化物とを含むことを特徴とする希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物。
【請求項2】
酸化物換算した前記希土類鉄オキシ水酸化物１００重量部に対して、前記種結晶を０．０１重量部以上５．０重量部以下含むことを特徴とする請求項１に記載の複合物。
【請求項3】
１０００℃未満の熱処理により、９６．０％以上の純度で希土類鉄ガーネットとなることを特徴とする請求項１または２に記載の複合物。
【請求項4】
請求項１～３のいずれかに記載の複合物を含むことを特徴とする塗料。
【請求項5】
三価の希土類（Ｌｎ：希土類元素）の水酸化物と、水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・ｘＨ２Ｏ（ｘは任意の正の数））とを、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：４～６の割合で含み、さらに、希土類鉄ガーネットからなる種結晶を含む原料を調製する調製工程、
前記原料を、粉砕媒液中で媒体撹拌式粉砕機を用いて粉砕混合する粉砕混合工程、
を有することを特徴とする、粒径（ＢＥＴ法換算）１００ｎｍ以下である希土類鉄ガーネットからなる種結晶と、Ｌｎ３Ｆｅ５Ｏｐ（ＯＨ）ｑ（２ｐ＋ｑ＝２４）からなる希土類鉄オキシ水酸化物とを含むことを特徴とする希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物の製造方法。
【請求項6】
請求項５で得られた複合物を、１０００℃未満で熱処理することを特徴とする希土類鉄ガーネットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物、この複合物を含む塗料、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
希土類鉄ガーネット（Ｌｎ３Ｆｅ５Ｏ１２：Ｌｎは希土類元素）は、フェライトの一つで、結晶磁気異方性が小さく、磁気損失が小さい、強磁性共鳴帯域幅が狭い等の特性を有するため、マイクロ波材料、光磁気材料等の焼結体磁性材料として利用されている。
希土類鉄ガーネットは、通常、固相反応法で合成される（非特許文献１）。しかし、固相反応法では、オルソフェライト（ＬｎＦｅＯ３）が中間生成物として生成し、希土類鉄ガーネット単一相の合成には１０００℃以上の高温での熱処理が必要である。また、熱処理が高温であるため、粒子の粗大化や凝集が起こり、微粒子として得ることができない。
希土類鉄ガーネットの製造方法として、ゾルゲル法等の湿式法も知られているが、湿式法は、多量の溶媒を必要とする（非特許文献２）。
希土類鉄ガーネットは、通常、固相反応法で合成される（非特許文献１）。しかし、固相反応法では、オルソフェライト（ＬｎＦｅＯ３）が中間生成物として生成し、希土類鉄ガーネット単一相の合成には１０００℃以上の高温での熱処理が必要である。また、熱処理が高温であるため、粒子の粗大化や凝集が起こり、微粒子として得ることができない。
希土類鉄ガーネットの製造方法として、ゾルゲル法等の湿式法も知られているが、湿式法は、多量の溶媒を必要とする（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】Fenghua Xue, et al., “Lowering the synthesis temperature of Y3Fe5O12 by surfactant assisted solid state reaction” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2018, Vol.446，p.118-124.
【文献】A.Z. Arsad, N.B. Ibrahim, “The effect of Ce doping on the structure, surface morphology and magnetic properties of Dy doped-yttrium iron garnet films prepared by a sol-gel method” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2016, Vol.410，p.128-136.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、１０００℃未満の熱処理で希土類鉄ガーネットを合成することができる希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物、この複合物を含む塗料、およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の課題を解決するための手段は以下の通りである。
［１］
希土類鉄ガーネットからなる種結晶と、希土類鉄オキシ水酸化物とを含むことを特徴とする希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物。
［２］
前記種結晶を０．０１重量部以上５．０重量部以下含むことを特徴とする［１］に記載の複合物。
［３］
１０００℃未満の熱処理により、９６．０％以上の純度で希土類鉄ガーネットとなることを特徴とする［１］または［２］に記載の複合物。
［４］
［１］～［３］のいずれかに記載の複合物を含むことを特徴とする塗料。
［５］
三価の希土類（Ｌｎ：希土類元素）の酸化物、水酸化物、水和酸化物の少なくとも１種と、水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・ｘＨ２Ｏ（ｘは任意の正の数））とを、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：４～６の割合で含み、
さらに、希土類鉄ガーネットからなる種結晶を含む原料を調製する調製工程、
前記原料を、粉砕媒液中で媒体撹拌式粉砕機を用いて粉砕混合する粉砕混合工程、
を有することを特徴とする、希土類鉄ガーネットからなる種結晶と、希土類鉄オキシ水酸化物とを含むことを特徴とする希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物の製造方法。
［６］
［５］で得られた複合物を、１０００℃未満で熱処理することを特徴とする希土類鉄ガーネットの製造方法。
［１］
希土類鉄ガーネットからなる種結晶と、希土類鉄オキシ水酸化物とを含むことを特徴とする希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物。
［２］
前記種結晶を０．０１重量部以上５．０重量部以下含むことを特徴とする［１］に記載の複合物。
［３］
１０００℃未満の熱処理により、９６．０％以上の純度で希土類鉄ガーネットとなることを特徴とする［１］または［２］に記載の複合物。
［４］
［１］～［３］のいずれかに記載の複合物を含むことを特徴とする塗料。
［５］
三価の希土類（Ｌｎ：希土類元素）の酸化物、水酸化物、水和酸化物の少なくとも１種と、水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・ｘＨ２Ｏ（ｘは任意の正の数））とを、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：４～６の割合で含み、
さらに、希土類鉄ガーネットからなる種結晶を含む原料を調製する調製工程、
前記原料を、粉砕媒液中で媒体撹拌式粉砕機を用いて粉砕混合する粉砕混合工程、
を有することを特徴とする、希土類鉄ガーネットからなる種結晶と、希土類鉄オキシ水酸化物とを含むことを特徴とする希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物の製造方法。
［６］
［５］で得られた複合物を、１０００℃未満で熱処理することを特徴とする希土類鉄ガーネットの製造方法。
【発明の効果】
【0006】
本発明の希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物を１０００℃未満で熱処理することにより、希土類鉄ガーネットを得ることができる。本発明の複合物は、オルソフェライトの生成が少なく、９６％以上の非常に高い純度で、さらには１００％の純度で希土類鉄ガーネットを得ることができる。本発明の複合物は、微粒子状であり、分散媒中に分散することで塗料とすることができる。この塗料を塗布し、１０００℃未満の熱処理を行う（焼成）ことにより、様々なモノの表面に希土類鉄ガーネットの被膜を製造することができる。
【0007】
本発明の製造方法は、特殊な機材や薬品等が不要であり、非常に低コストである。本発明の製造方法は、水以外の副生物は生じず、安全で環境への負荷も小さい。本発明の製造方法により、複合希土類鉄ガーネットの前駆体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施例１におけるＸ線回折パターン。
【図2】実施例２におけるＸ線回折パターン。
【図3】実施例３におけるＸ線回折パターン。
【図4】実施例４におけるＸ線回折パターン。
【図5】実施例５におけるＸ線回折パターン。
【図6】実施例６におけるＸ線回折パターン。
【図7】実施例７におけるＸ線回折パターン。
【図8】実施例８におけるＸ線回折パターン。
【図9】実施例９におけるＸ線回折パターン。
【図10】実施例１０におけるＸ線回折パターン。
【図11】実施例１１におけるＸ線回折パターン。
【図12】実施例１２におけるＸ線回折パターン。
【図13】比較例１におけるＸ線回折パターン。
【図14】比較例２におけるＸ線回折パターン。
【図15】比較例３におけるＸ線回折パターン。
【図16】比較例４におけるＸ線回折パターン。
【発明を実施するための形態】
【0009】
・希土類鉄ガーネット
希土類鉄ガーネットは、一般式Ｌｎ３Ｆｅ５Ｏ１２（式中、Ｌｎは、希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素である）で表される。本発明で用いる希土類元素としては、イットリウム（Ｙ）と、原子番号６０（ネオジム：Ｎｄ）から７１（ルテチウム：Ｌｕ）のいずれか１種以上であることが好ましい。これは、これらの希土類元素が、３価の状態を取りやすく、３価（６配位）のイオン半径の大きさが近いためである。なお、プロメチウム（Ｐｒ）は、放射性元素であるため、取り扱いに注意を要する。また、本発明において、希土類鉄ガーネットは、ビスマス（Ｂｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等のガーネット型結晶構造を取り得る金属元素により、一部の希土類元素が置換されていてもよい。
希土類鉄ガーネットは、一般式Ｌｎ３Ｆｅ５Ｏ１２（式中、Ｌｎは、希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素である）で表される。本発明で用いる希土類元素としては、イットリウム（Ｙ）と、原子番号６０（ネオジム：Ｎｄ）から７１（ルテチウム：Ｌｕ）のいずれか１種以上であることが好ましい。これは、これらの希土類元素が、３価の状態を取りやすく、３価（６配位）のイオン半径の大きさが近いためである。なお、プロメチウム（Ｐｒ）は、放射性元素であるため、取り扱いに注意を要する。また、本発明において、希土類鉄ガーネットは、ビスマス（Ｂｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等のガーネット型結晶構造を取り得る金属元素により、一部の希土類元素が置換されていてもよい。
【0010】
「製造方法」
以下、本発明を製造方法に沿って説明する。
・調製工程
まず、三価の希土類（Ｌｎ）の酸化物、水酸化物、水和酸化物の少なくとも１種（以下、単に「三価の希土類材料」ともいう）と、水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・ｘＨ２Ｏ（ｘは任意の正の数））とを、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：４～６の割合で含み、さらに、希土類鉄ガーネットからなる種結晶を含む原料を調製する。
希土類鉄ガーネット（Ｌｎ３Ｆｅ５Ｏ１２）の前駆体である複合物を効率よく製造するために、Ｌｎ：Ｆｅのモル比は、３：４．５～５．５であることが好ましく、３：４．８～５．２であることがより好ましく、３：４．９～５．１であることが更に好ましく、３：５であることが最も好ましい。
以下、本発明を製造方法に沿って説明する。
・調製工程
まず、三価の希土類（Ｌｎ）の酸化物、水酸化物、水和酸化物の少なくとも１種（以下、単に「三価の希土類材料」ともいう）と、水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・ｘＨ２Ｏ（ｘは任意の正の数））とを、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：４～６の割合で含み、さらに、希土類鉄ガーネットからなる種結晶を含む原料を調製する。
希土類鉄ガーネット（Ｌｎ３Ｆｅ５Ｏ１２）の前駆体である複合物を効率よく製造するために、Ｌｎ：Ｆｅのモル比は、３：４．５～５．５であることが好ましく、３：４．８～５．２であることがより好ましく、３：４．９～５．１であることが更に好ましく、３：５であることが最も好ましい。
【0011】
三価の希土類材料は、酸化物（Ｌｎ２Ｏ３）、水酸化物（Ｌｎ（ＯＨ）３）、水和酸化物（ＬｎＯＯＨ）のいずれか、または２種以上を用いることができる。これらは、結晶水を含有していてもよく、希土類水酸化物、希土類水和酸化物については、不定比な希土類酸化物の水和物（Ｌｎ２Ｏ３・ｙＨ２Ｏ（ｙは任意の正の数））であってもよい。三価の希土類材料は、２種以上の異なる希土類元素を有する化合物を混合して用いることができる。２種以上の異なる希土類元素を混合して用いることで、異種の希土類元素が同一結晶構造中に組み込まれた複合希土類鉄ガーネットを製造するための複合物を得ることができる。また、希土類の一部を置換する場合は、それらの酸化物、水酸化物、水和酸化物を添加すればよい。
【0012】
三価の希土類材料としては、水酸化物を用いることが好ましい。本発明の希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物は、希土類オキシ水酸化物を含むため、原料として水酸化物を用いると、反応に要する時間を短縮できる。また、水酸化物由来の複合物は、酸化物または水和酸化物由来の複合物と比較して、熱処理温度を同一とした場合により高い純度の希土類鉄ガーネットを得ることができる。
【0013】
水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・ｘＨ２Ｏ（ｘは任意の正の数））は、特に制限することなく使用することができるが、熱処理温度を同一とした場合により高い純度で希土類鉄ガーネットとなる複合物を得ることができるため、ｘが０．５以上３．０以下であることが好ましく、０．８以上３．０以下であることがより好ましく、１．５以上３．０以下であることがさらに好ましい。
【0014】
種結晶は、希土類鉄ガーネットを使用する。
種結晶の大きさは、使用する媒体撹拌式粉砕機で粉砕可能な大きさであれば特に制限されない。これは、大きな種結晶を用いても、続く粉砕混合工程において、種結晶が粒径（ＢＥＴ法換算）１００ｎｍ以下にまで粉砕されるためである。
種結晶の添加量は特に制限されないが、例えば、酸化物換算した原料（三価の希土類、水和酸化鉄の合計）１００重量部に対して、０．０１重量部以上５．０重量部以下が挙げられる。種結晶の添加量が０．０１重量部未満では、結晶成長の起点となる部分が少なくなり、結晶化に時間がかかる場合がある。種結晶の添加量が５．０重量部を越えると、高コストとなる。
種結晶の大きさは、使用する媒体撹拌式粉砕機で粉砕可能な大きさであれば特に制限されない。これは、大きな種結晶を用いても、続く粉砕混合工程において、種結晶が粒径（ＢＥＴ法換算）１００ｎｍ以下にまで粉砕されるためである。
種結晶の添加量は特に制限されないが、例えば、酸化物換算した原料（三価の希土類、水和酸化鉄の合計）１００重量部に対して、０．０１重量部以上５．０重量部以下が挙げられる。種結晶の添加量が０．０１重量部未満では、結晶成長の起点となる部分が少なくなり、結晶化に時間がかかる場合がある。種結晶の添加量が５．０重量部を越えると、高コストとなる。
【0015】
種結晶中の希土類元素は、三価の希土類材料と同一であっても異なっていてもよい。三価の希土類材料中の希土類元素と種結晶中の希土類元素とを、異種の希土類元素とすることで、異なる種類の希土類元素を含む複合物を得ることができる。異種の希土類元素を含有することで、高機能化、低コスト等が期待できる。また、種結晶は、複合希土類鉄ガーネットであってもよい。この場合、三価の希土類材料として、種結晶である複合希土類鉄ガーネット中の異種の希土類元素と、同一種類を同一比率で用いることにより、複合希土類鉄ガーネットの前駆体である複合物を得ることができる。
【0016】
・粉砕混合工程
所定量となるように調製した原料を、粉砕媒液中で媒体撹拌式粉砕機を用いて粉砕混合する。
粉砕混合により、原料が粒径（ＢＥＴ法換算）１００ｎｍ以下に微細化され部分水酸化する。さらに微細化により、単位体積あたりの表面積が増大し、反応性が向上することで、三価の希土類元素と鉄とが原料の仕込み比に近く安定なＬｎ：Ｆｅ＝３：５のネットワーク構造が生じ、本発明である微細化した種結晶と希土類鉄オキシ水酸化物とが強く結びついた複合物が得られる。なお、希土類鉄オキシ水酸化物は、一般式Ｌｎ３Ｆｅ５Ｏｐ（ＯＨ）ｑ（式中、ｐとｑは２ｐ＋ｑ＝２４を満足する正の数）で表される。
所定量となるように調製した原料を、粉砕媒液中で媒体撹拌式粉砕機を用いて粉砕混合する。
粉砕混合により、原料が粒径（ＢＥＴ法換算）１００ｎｍ以下に微細化され部分水酸化する。さらに微細化により、単位体積あたりの表面積が増大し、反応性が向上することで、三価の希土類元素と鉄とが原料の仕込み比に近く安定なＬｎ：Ｆｅ＝３：５のネットワーク構造が生じ、本発明である微細化した種結晶と希土類鉄オキシ水酸化物とが強く結びついた複合物が得られる。なお、希土類鉄オキシ水酸化物は、一般式Ｌｎ３Ｆｅ５Ｏｐ（ＯＨ）ｑ（式中、ｐとｑは２ｐ＋ｑ＝２４を満足する正の数）で表される。
【0017】
本発明で使用する媒体撹拌式粉砕機は、粉砕媒体を物理的に撹拌しながら、原料を機械的に粉砕、磨砕する粉砕機を特に制限することなく使用することができる。具体的には遊星ボールミル、ビーズミル、アトライター等を用いることができる。粉砕媒体であるボール（ビーズ）としては、直径０.１～１０ｍｍ程度の、ＺｒＯ２（ジルコニア）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＷＣ（タングステンカーバイド）、スチールなどの素材からなるものを用いることができる。
【0018】
粉砕混合処理の際に水分子（原料中の構造水由来）が放出されるため、粉砕媒液は、水と相溶性があるものであれば特に制限することなく使用することができる。具体的には、水、アルコール類（メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等）、エーテル類（ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等）、多価アルコール類（エチレングリコール等）、スルホキシド類（ジメチルスルホキシド等）などの有機溶媒を用いることができる。これらは、互いに混合して均一な液相を形成するのであれば、２種以上を混合して用いることもできる。
【0019】
水と相溶性のある有機溶媒は、原料および粉砕混合の処理条件に応じて、適切な比誘電率および粘性を有するものを用いることが好ましい。有機溶媒の比誘電率が適度な範囲であれば、水系溶媒中の粉砕処理物の分散性が高まりすぎず、粒子会合体（凝集粒子）の形成が充分なものとなり、熱処理により得られる希土類鉄ガーネットの結晶性が向上する。また、有機溶媒の粘性が適度な範囲にあれば、沈降性の粒子会合体が形成され、粉砕応力がこの粒子会合体に効果的に作用するため、結晶性が向上する。
【0020】
粉砕混合の処理条件は、媒体撹拌式粉砕機の種類等に応じて調整することができ、たとえば、遊星ボールミルを使用する場合には、容器容積１００ｍＬ当たり、粉砕媒体であるボール（ビーズ）の充填量を１５～６０ｍＬ、粉砕媒液および原料の合計の充填量を１０～３０ｍＬとし、かつ粉砕媒液と原料の混合物中の原料の濃度を２～３０体積％とすることが好ましい。また、遊星ボールミルの公転回転数は通常１～１０Ｈｚ、好ましくは４～６Ｈｚであり、処理時間は１～１０時間程度である。
【0021】
・複合物
粉砕混合工程後に得られる複合物は、粉砕媒液に分散している。粉砕媒液を乾燥することで、微粒子状の複合物を得ることができる。この微粒子状の複合物を熱処理することにより、微粒子状の希土類鉄ガーネットを得ることができる。
得られた複合物の分散液をそのまま、または、必要に応じて溶媒置換を行い、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、スチレン系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂等のバインダー、界面活性剤等を混合して、塗料とすることができる。塗料を基体上に塗布し、熱処理する（焼成）ことで、基体上に希土類鉄ガーネットの被膜を設けることができる。
粉砕混合工程後に得られる複合物は、粉砕媒液に分散している。粉砕媒液を乾燥することで、微粒子状の複合物を得ることができる。この微粒子状の複合物を熱処理することにより、微粒子状の希土類鉄ガーネットを得ることができる。
得られた複合物の分散液をそのまま、または、必要に応じて溶媒置換を行い、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、スチレン系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂等のバインダー、界面活性剤等を混合して、塗料とすることができる。塗料を基体上に塗布し、熱処理する（焼成）ことで、基体上に希土類鉄ガーネットの被膜を設けることができる。
【0022】
本発明の複合物から希土類鉄ガーネットを合成する際の熱処理温度は、１０００℃未満である。熱処理温度は、希土類鉄ガーネットが得られる温度であれば特に制限されないが、９５０℃以下であることが好ましく、９００℃以下であることがより好ましく、８００℃以下であることが更に好ましく、７００℃以下であることが最も好ましい。
本発明の複合物は、熱処理温度が低くとも希土類鉄ガーネットを合成できるため、粒子の粗大化や凝集が起こりにくく、粒径（ＢＥＴ法換算）１５０ｎｍ以下の希土類鉄ガーネットを得ることができる。
本発明の複合物は、熱処理温度が低くとも希土類鉄ガーネットを合成できるため、粒子の粗大化や凝集が起こりにくく、粒径（ＢＥＴ法換算）１５０ｎｍ以下の希土類鉄ガーネットを得ることができる。
【0023】
本発明の複合物は、オルソフェライト（ＬｎとＦｅのモル比が１：１）の生成を抑制し、高純度の希土類鉄ガーネットを得ることができる。熱処理後に得られる生成物における希土類鉄ガーネットの純度は、９６％以上であることが好ましく、９８％以上であることがより好ましく、９９％以上であることがより好ましく、９９．５％以上であることが更に好ましく、１００％であることが最も好ましい。
なお、本明細書において純度は、目的化合物ＹＩＧのＸ線回折ピーク強度Ｇと副生成物であるＹＩＰの回折ピーク強度Ｐから、結晶相の純度 φ ＝Ｇ／（Ｇ＋Ｐ）で求めたものである。
なお、本明細書において純度は、目的化合物ＹＩＧのＸ線回折ピーク強度Ｇと副生成物であるＹＩＰの回折ピーク強度Ｐから、結晶相の純度 φ ＝Ｇ／（Ｇ＋Ｐ）で求めたものである。
【実施例】
【0024】
次に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
以下の実施例において、種結晶としては、下記比較例２の前駆体を１２００℃で熱処理して得た希土類鉄ガーネットを、遊星ミルで解砕して遠心分級し、またはそのまま使用した。
以下の実施例において、種結晶としては、下記比較例２の前駆体を１２００℃で熱処理して得た希土類鉄ガーネットを、遊星ミルで解砕して遠心分級し、またはそのまま使用した。
【0025】
「測定方法」
・Ｘ線回折
粉末Ｘ線回折装置（株式会社リガク製、ＲＡＤ－Ｃ型）
ＣｕＫα線、４０ｋＶ、２０ｍＡ、走査速度：１°／ｍｉｎ
・粒子径（ＢＥＴ法換算）
比表面積測定装置（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製、Ｍｏｎｏｓｏｒｂ－ｂ型（窒素吸着フローＢＥＴ法））
液体窒素温度で窒素（３０％）＋ヘリウム（７０％）の混合ガスから試料に窒素ガスを吸着させ、次に試料を室温にして脱離した窒素ガスを熱伝導度セルで検出し、ＢＥＴ式に従って表面積を算出した。粒子径ｄは、粒子を球と考えて比表面積Ｓとｄの関係式 ｄ＝６／（Ｓ×ρ）で求めた。ρは格子定数から求めたガーネットの密度である。
・Ｘ線回折
粉末Ｘ線回折装置（株式会社リガク製、ＲＡＤ－Ｃ型）
ＣｕＫα線、４０ｋＶ、２０ｍＡ、走査速度：１°／ｍｉｎ
・粒子径（ＢＥＴ法換算）
比表面積測定装置（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製、Ｍｏｎｏｓｏｒｂ－ｂ型（窒素吸着フローＢＥＴ法））
液体窒素温度で窒素（３０％）＋ヘリウム（７０％）の混合ガスから試料に窒素ガスを吸着させ、次に試料を室温にして脱離した窒素ガスを熱伝導度セルで検出し、ＢＥＴ式に従って表面積を算出した。粒子径ｄは、粒子を球と考えて比表面積Ｓとｄの関係式 ｄ＝６／（Ｓ×ρ）で求めた。ρは格子定数から求めたガーネットの密度である。
【0026】
「実施例１」
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．６９１ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．８６９Ｈ２Ｏ：７．１８７ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：３５ｎｍ）０．０２１ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を、５００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１に示す。
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．６９１ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．８６９Ｈ２Ｏ：７．１８７ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：３５ｎｍ）０．０２１ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を、５００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１に示す。
【0027】
得られた複合物は、酸化物換算の原料１００重量部に対する種結晶の添加量がわずかに０．２０重量部でも、６００℃でオルソフェライトをほとんど生成することなく希土類鉄ガーネット（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）単一相に結晶化した。また、合成温度を６００℃まで低減できたため、得られた希土類鉄ガーネット粉末の粒子径も約１００ｎｍと微細であった。
熱処理温度６００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は３２ｎｍ（比表面積３６．０ｍ２／ｇ）、純度は９７％であった。また、熱処理温度７００℃、１０００℃で得られた粉末の粒子径と純度は、それぞれ９２ｎｍ（比表面積１２．６ｍ２／ｇ）と９７％、２９０ｎｍ（比表面積４．０ｍ２／ｇ）と９９％以上であった。
熱処理温度６００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は３２ｎｍ（比表面積３６．０ｍ２／ｇ）、純度は９７％であった。また、熱処理温度７００℃、１０００℃で得られた粉末の粒子径と純度は、それぞれ９２ｎｍ（比表面積１２．６ｍ２／ｇ）と９７％、２９０ｎｍ（比表面積４．０ｍ２／ｇ）と９９％以上であった。
【0028】
「実施例２」
酸化物換算で合計９．９ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．６８９ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・１．６８７Ｈ２Ｏ：６．３６４ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：１８ｎｍ）０．０２０ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を、５００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図２に示す。
酸化物換算で合計９．９ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．６８９ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・１．６８７Ｈ２Ｏ：６．３６４ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：１８ｎｍ）０．０２０ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を、５００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図２に示す。
【0029】
微細な種結晶（１８ｎｍ）を添加した実施例２は、粗大な種結晶（３５ｎｍ）を添加した実施例１よりも１００℃ほど高い６００℃までほぼ非晶質であった。７００℃まで加熱すると、希土類鉄ガーネットに結晶化した。種結晶は、１８ｎｍ程度の微細なものでもオルソフェライトの生成を抑えて希土類鉄ガーネットへの結晶化を促進できた。
熱処理温度７００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は１３０ｎｍ（比表面積８．７ｍ２／ｇ）、純度は９５％であった。また、熱処理温度８００℃、１０００℃で得られた粉末の粒子径と純度は、それぞれ１９０ｎｍ（比表面積６．０ｍ２／ｇ）と９７％、３６０ｎｍ（比表面積３．２ｍ２／ｇ）と９７％以上であった。
熱処理温度７００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は１３０ｎｍ（比表面積８．７ｍ２／ｇ）、純度は９５％であった。また、熱処理温度８００℃、１０００℃で得られた粉末の粒子径と純度は、それぞれ１９０ｎｍ（比表面積６．０ｍ２／ｇ）と９７％、３６０ｎｍ（比表面積３．２ｍ２／ｇ）と９７％以上であった。
【0030】
「実施例３」
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．７０８ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．８６９Ｈ２Ｏ：７．１８５ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．０２３ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を、５００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図３に示す。
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．７０８ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．８６９Ｈ２Ｏ：７．１８５ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．０２３ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を、５００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図３に示す。
【0031】
未解砕の種結晶を使用しても、１８ｎｍの種結晶を使用した実施例２と同様に、６００℃までほぼ非晶質でオルソフェライト相をほとんど生成せず、７００℃まで加熱すると、希土類鉄ガーネットに結晶化した。これは、大きな種結晶が混合粉砕時に粉砕され微細化したためであると推測される。
熱処理温度７００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は９６ｎｍ（比表面積１２．０ｍ２／g）、純度は９６％であった。
熱処理温度７００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は９６ｎｍ（比表面積１２．０ｍ２／g）、純度は９６％であった。
【0032】
「実施例４」
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．７１２ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．８６９Ｈ２Ｏ：７．１８３ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：１８ｎｍ）０．００５ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を、５００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図４に示す。
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．７１２ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．８６９Ｈ２Ｏ：７．１８３ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：１８ｎｍ）０．００５ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を、５００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図４に示す。
【0033】
酸化物換算の原料１００重量部に対する種結晶の添加量をわずか０．０５重量部としても、オルソフェライト相の生成を抑え、固相反応法と比較して２００℃以上低温の７００℃で、希土類鉄ガーネットを合成することができた。
熱処理温度７００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は９５ｎｍ（比表面積１２．２ｍ２／ｇ）、純度は９７％であった。
熱処理温度７００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は９５ｎｍ（比表面積１２．２ｍ２／ｇ）、純度は９７％であった。
【0034】
「実施例５」
酸化物換算で合計７．９２ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｓｍ（ＯＨ）３（６．４８５ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・１．７０６Ｈ２Ｏ：５．１１０ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：３５ｎｍ）０．０１ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図５に示す。
酸化物換算で合計７．９２ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｓｍ（ＯＨ）３（６．４８５ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・１．７０６Ｈ２Ｏ：５．１１０ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：３５ｎｍ）０．０１ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図５に示す。
【0035】
種結晶としてイットリウム鉄ガーネット（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）を用いることにより、種結晶と異なる希土類元素（Ｓｍ）のガーネットであるサマリウム鉄ガーネット（Ｓｍ３Ｆｅ５Ｏ１２）が合成できた。種結晶の添加量をわずか０．１０重量部としても、オルソフェライト相の生成を抑え、固相反応法と比較して１００℃以上低温の９００℃で、希土類鉄ガーネットを合成することができた。
熱処理温度９００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は２７０ｎｍ（比表面積３．１ｍ２／ｇ）、純度は９９．９％であった。また、熱処理温度７００℃、８００℃で得られた粉末の純度は、それぞれ８６％、９３％であったが、種結晶の添加量を増やす、公転回転速度と熱処理時間等を最適化する等により、より高純度とすることができると考えられる。
熱処理温度９００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は２７０ｎｍ（比表面積３．１ｍ２／ｇ）、純度は９９．９％であった。また、熱処理温度７００℃、８００℃で得られた粉末の純度は、それぞれ８６％、９３％であったが、種結晶の添加量を増やす、公転回転速度と熱処理時間等を最適化する等により、より高純度とすることができると考えられる。
【0036】
「実施例６」
酸化物換算で合計７．７５ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｇｄ（ＯＨ）３（６．５６０ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・１．７０６Ｈ２Ｏ：４．９９８ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：３５ｎｍ）１．０ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図６に示す。
酸化物換算で合計７．７５ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｇｄ（ＯＨ）３（６．５６０ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・１．７０６Ｈ２Ｏ：４．９９８ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：３５ｎｍ）１．０ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図６に示す。
【0037】
種結晶としてイットリウム鉄ガーネット（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）を用いることにより、種結晶と異なる希土類元素（Ｇｄ）のガーネットであるガドリニウム鉄ガーネット（Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２）が合成できた。種結晶の添加量を１０重量部としても、オルソフェライト相の生成を抑え、固相反応法と比較して３００℃以上低温の７００℃で、希土類鉄ガーネットを合成することができた。
熱処理温度７００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は９８ｎｍ（比表面積８．６ｍ２／ｇ）、純度は９８％であった。また、熱処理温度８００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）と純度は、それぞれ１６０ｎｍ（比表面積５．２ｍ２／ｇ）、９９．９％であり、高純度の希土類鉄ガーネットが得られた。これは、種結晶に用いたイットリウムのイオン半径（９０ｐｍ）と、ガドリニウムのイオン半径（９３．８ｐｍ）が近いためであると考えられる。
熱処理温度７００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は９８ｎｍ（比表面積８．６ｍ２／ｇ）、純度は９８％であった。また、熱処理温度８００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）と純度は、それぞれ１６０ｎｍ（比表面積５．２ｍ２／ｇ）、９９．９％であり、高純度の希土類鉄ガーネットが得られた。これは、種結晶に用いたイットリウムのイオン半径（９０ｐｍ）と、ガドリニウムのイオン半径（９３．８ｐｍ）が近いためであると考えられる。
【0038】
「実施例７」
酸化物換算で合計７．３８ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙｂ（ＯＨ）３（６．７２０ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・１．７０６Ｈ２Ｏ：４．７５９ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：３５ｎｍ）０．０１ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図７に示す。
酸化物換算で合計７．３８ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙｂ（ＯＨ）３（６．７２０ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・１．７０６Ｈ２Ｏ：４．７５９ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：３５ｎｍ）０．０１ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図７に示す。
【0039】
種結晶としてイットリウム鉄ガーネット（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）を用いることにより、種結晶と異なる希土類元素（Ｙｂ）のガーネットであるイッテルビウム鉄ガーネット（Ｙｂ３Ｆｅ５Ｏ１２）が合成できた。種結晶の添加量をわずか０．１０重量部としても、オルソフェライト相の生成を抑え、固相反応法と比較して３００℃以上低温の７００℃で、希土類鉄ガーネットを合成することができた。
熱処理温度７００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は８６ｎｍ（比表面積９．８ｍ２／ｇ）、純度は９８％であった。また、熱処理温度８００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）と純度は、それぞれ１６０ｎｍ（比表面積５．２ｍ２／ｇ）、９９．９％であり、高純度の希土類鉄ガーネットが得られた。これは、種結晶に用いたイットリウムのイオン半径（９０ｐｍ）と、イッテルビウムのイオン半径（９３．８ｐｍ）が近いためであると考えられる。
熱処理温度７００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は８６ｎｍ（比表面積９．８ｍ２／ｇ）、純度は９８％であった。また、熱処理温度８００℃で得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）と純度は、それぞれ１６０ｎｍ（比表面積５．２ｍ２／ｇ）、９９．９％であり、高純度の希土類鉄ガーネットが得られた。これは、種結晶に用いたイットリウムのイオン半径（９０ｐｍ）と、イッテルビウムのイオン半径（９３．８ｐｍ）が近いためであると考えられる。
【0040】
「実施例８」
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、２種類の希土類水酸化物Ｓｍ（ＯＨ）３（３．６３２ｇ）およびＹ（ＯＨ）３（２．５２３ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．３８４Ｈ２Ｏ：６．０９０ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．２０ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図８に示す。
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、２種類の希土類水酸化物Ｓｍ（ＯＨ）３（３．６３２ｇ）およびＹ（ＯＨ）３（２．５２３ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．３８４Ｈ２Ｏ：６．０９０ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．２０ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図８に示す。
【0041】
種結晶としてイットリウム鉄ガーネット（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）を用いて、二種類の希土類元素を含むガーネット型固溶体（Ｓｍ１．５Ｙ１．５Ｆｅ５Ｏ１２）が合成できた。種結晶の添加量をわずか２．０重量部としても、オルソフェライト相の生成を抑え、低温で複合希土類鉄ガーネットを合成することができた。
熱処理温度７００℃では、若干量のオルソフェライトが副生するが、そのピーク強度は、希土類元素が１種類のＹ３Ｆｅ５Ｏ１２よりも大きく、Ｓｍ３Ｆｅ５Ｏ１２よりも小さかった（両者の間にある）。熱処理温度７００℃において得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は１４０ｎｍ（比表面積７．４ｍ２／ｇ）であった。熱処理温度８００℃では、得られた粉末の純度は９８％であった。
種結晶の添加量は０．２０％でも十分であるが、良く結晶化した複合希土類鉄ガーネット固溶体（Ｓｍ１．５Ｙｂ１．５Ｆｅ５Ｏ１２）を種結晶に用いる、あるいは、種結晶の添加量を増やして１．００％程度にする、または、処理条件をもう少し高負荷・長時間にするなどにより、７００℃での反応率（純度）も向上できると考えられる。
熱処理温度７００℃では、若干量のオルソフェライトが副生するが、そのピーク強度は、希土類元素が１種類のＹ３Ｆｅ５Ｏ１２よりも大きく、Ｓｍ３Ｆｅ５Ｏ１２よりも小さかった（両者の間にある）。熱処理温度７００℃において得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は１４０ｎｍ（比表面積７．４ｍ２／ｇ）であった。熱処理温度８００℃では、得られた粉末の純度は９８％であった。
種結晶の添加量は０．２０％でも十分であるが、良く結晶化した複合希土類鉄ガーネット固溶体（Ｓｍ１．５Ｙｂ１．５Ｆｅ５Ｏ１２）を種結晶に用いる、あるいは、種結晶の添加量を増やして１．００％程度にする、または、処理条件をもう少し高負荷・長時間にするなどにより、７００℃での反応率（純度）も向上できると考えられる。
【0042】
「実施例９」
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、２種類の希土類水酸化物Ｇｄ（ＯＨ）３（３．７１０ｇ）およびＹ（ＯＨ）３（２．４９２ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．３８４Ｈ２Ｏ：６．０１６ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．０２０ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図９に示す。
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、２種類の希土類水酸化物Ｇｄ（ＯＨ）３（３．７１０ｇ）およびＹ（ＯＨ）３（２．４９２ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．３８４Ｈ２Ｏ：６．０１６ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．０２０ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図９に示す。
【0043】
種結晶としてイットリウム鉄ガーネット（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）を用いて、二種類の希土類元素を含むガーネット型固溶体（Ｇｄ１．５Ｙ１．５Ｆｅ５Ｏ１２）が合成できた。種結晶の添加量をわずか０．２０重量部としても、オルソフェライト相の生成を抑え、低温で複合希土類鉄ガーネットを合成することができた。
熱処理温度７００℃において得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は１５０ｎｍ（比表面積６．６ｍ２／ｇ）であった。
熱処理温度７００℃でのオルソフェライトの生成量は、上記実施例８のＳｍ１．５Ｙ１．５Ｆｅ５Ｏ１２と近い値で、希土類元素が１種類のＹ３Ｆｅ５Ｏ１２とＧｄ３Ｆｅ５Ｏ１２では７００℃でもオルソフェライトの副生はほとんど認められず純度９８％以上のガーネット相が得られていることを考えると、このオルソフェライトの副生は固溶体の反応性が単成分ガーネットに比べてやや劣ることが原因と考えられる。反応性のさらなる改善には、上記実施例８で挙げた方法が効果的と考えられる。
熱処理温度７００℃において得られた粉末の粒子径（ＢＥＴ法換算）は１５０ｎｍ（比表面積６．６ｍ２／ｇ）であった。
熱処理温度７００℃でのオルソフェライトの生成量は、上記実施例８のＳｍ１．５Ｙ１．５Ｆｅ５Ｏ１２と近い値で、希土類元素が１種類のＹ３Ｆｅ５Ｏ１２とＧｄ３Ｆｅ５Ｏ１２では７００℃でもオルソフェライトの副生はほとんど認められず純度９８％以上のガーネット相が得られていることを考えると、このオルソフェライトの副生は固溶体の反応性が単成分ガーネットに比べてやや劣ることが原因と考えられる。反応性のさらなる改善には、上記実施例８で挙げた方法が効果的と考えられる。
【0044】
「実施例１０」
酸化物換算で合計１０．０ｇとなるように、Ｙ（ＯＨ）３（２．７３０ｇ）と、三酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３：３．２４７ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．７１５Ｈ２Ｏ：５．８１４ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．１０ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１０に示す。
酸化物換算で合計１０．０ｇとなるように、Ｙ（ＯＨ）３（２．７３０ｇ）と、三酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３：３．２４７ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．７１５Ｈ２Ｏ：５．８１４ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．１０ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物と、この複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１０に示す。
【0045】
種結晶としてイットリウム鉄ガーネット（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）を用いて、ビスマス置換希土類鉄ガーネット（Ｂｉ１．２５Ｙ１．７５Ｆｅ５Ｏ１２）が合成できた。
熱処理温度６００℃で目的のビスマス置換希土類鉄ガーネット（Ｂｉ１．２５Ｙ１．７５Ｆｅ５Ｏ１２）の単一相に結晶化（生成率（純度）：１００％）し、熱処理温度が６００℃から９００℃では回折ピークが鋭くなって結晶性が向上した。しかしながら、１０００℃ではピークがブロードになって結晶性が低下した。これは、イオン半径が１０３ｐｍと大きなビスマスで置換したガーネットが軟化した（融解しかけている）ためであると推測される。
熱処理温度６００℃で目的のビスマス置換希土類鉄ガーネット（Ｂｉ１．２５Ｙ１．７５Ｆｅ５Ｏ１２）の単一相に結晶化（生成率（純度）：１００％）し、熱処理温度が６００℃から９００℃では回折ピークが鋭くなって結晶性が向上した。しかしながら、１０００℃ではピークがブロードになって結晶性が低下した。これは、イオン半径が１０３ｐｍと大きなビスマスで置換したガーネットが軟化した（融解しかけている）ためであると推測される。
【0046】
「実施例１１」
酸化物換算で合計１０．０ｇとなるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．７５５ｇ）と水和量が小さい水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・０．８８５Ｈ２Ｏ：５．９５２ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．０２２ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１１に示す。
酸化物換算で合計１０．０ｇとなるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．７５５ｇ）と水和量が小さい水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・０．８８５Ｈ２Ｏ：５．９５２ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．０２２ｇを、アセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１１に示す。
【0047】
熱処理温度６００℃では、α－Ｆｅ２Ｏ３の小さな回折ピークのみを示すほぼ非晶質相であった。熱処理温度７００℃では主生成相としてガーネット相（純度９１％）が生成し、オルソフェライトへの結晶化は大幅に抑えられた。熱処理温度８００℃以上ではほぼガーネット単一相とみなせる生成率（９８％）になり、目的の希土類鉄ガーネット（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）の単一相が得られた。原料酸化鉄の水和量が小さく（ｘ＝０．８８５）とも、オルソフェライトの生成を抑え、主相としてガーネット相が得られ、従来の固相反応法に比べて３００℃以上の合成温度の低減が可能であった。
【0048】
「実施例１２」
酸化物換算で合計１０．０ｇとなるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．７６５ｇ）と水和量が小さい水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・０．８８５Ｈ２Ｏ：５．９７６ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．０２２ｇを、アセトン７４．８６ｃｍ３と蒸留水１．１４ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１２に示す。
酸化物換算で合計１０．０ｇとなるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．７６５ｇ）と水和量が小さい水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・０．８８５Ｈ２Ｏ：５．９７６ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：未解砕）０．０２２ｇを、アセトン７４．８６ｃｍ３と蒸留水１．１４ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過したのち、８５℃で１６時間真空乾燥して複合物を得た。
得られた複合物を６００～１０００℃で１００℃毎に熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１２に示す。
【0049】
熱処理温度６００℃では、α－Ｆｅ２Ｏ３の小さな回折ピークのみを示すほぼ非晶質相であった。熱処理温度７００℃ではオルソフェライトへの結晶化が抑えられ、主生成相としてガーネット相が生成し、純度は９１％であった。熱処理温度８００℃以上では、目的の希土類鉄ガーネット（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）の単一相（純度９８％以上）が得られ、粉砕媒液に水を加えていない実施例１１とほぼ同等の結果であった。これは、原料である水和酸化鉄（ｘ＝０．８８５）でも、複合物の反応性が比較的高いためである。
【0050】
「比較例１」
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ２Ｏ３（４．５９０ｇ）とＦｅ（ＯＨ）３（７．２４１ｇ）とをアセトン５０．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ４ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．３７）とともに、容量２５０ｃｍ３のポリプロピレン製容器に入れ、転動ボールミルを用いて回転速度１５０ｒｐｍで１６時間粉砕混合し、吸引ろ過した後、８５℃で１６時間真空乾燥して粉末状の前駆体を得た。
得られた前駆体を、５００℃、７００℃、１０００℃で１時間熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１３に示す。
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ２Ｏ３（４．５９０ｇ）とＦｅ（ＯＨ）３（７．２４１ｇ）とをアセトン５０．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ４ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．３７）とともに、容量２５０ｃｍ３のポリプロピレン製容器に入れ、転動ボールミルを用いて回転速度１５０ｒｐｍで１６時間粉砕混合し、吸引ろ過した後、８５℃で１６時間真空乾燥して粉末状の前駆体を得た。
得られた前駆体を、５００℃、７００℃、１０００℃で１時間熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１３に示す。
【0051】
前駆体は、Ｙ２Ｏ３の小さな回折ピークのみを示す低結晶性の複合物であり、希土類鉄オキシ水酸化物への転換があまり進んでいなかった。
熱処理温度５００℃で原料成分のＹ２Ｏ３とα－Ｆｅ２Ｏ３に結晶化したが、７００℃までは反応性が非常に低かった。熱処理温度１０００℃では、オルソフェライト相ＹＦｅＯ３が生成したが、目的のガーネットＹ３Ｆｅ５Ｏ１２の生成量は極めて少なく、純度は５％以下であった。
熱処理温度５００℃で原料成分のＹ２Ｏ３とα－Ｆｅ２Ｏ３に結晶化したが、７００℃までは反応性が非常に低かった。熱処理温度１０００℃では、オルソフェライト相ＹＦｅＯ３が生成したが、目的のガーネットＹ３Ｆｅ５Ｏ１２の生成量は極めて少なく、純度は５％以下であった。
【0052】
「比較例２」
酸化物換算で合計２０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ２Ｏ３（９．１７９ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・０．７８４Ｈ２Ｏ：１１．７７７ｇ）をアセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに、容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過した後、８５℃で１６時間真空乾燥して粉末状の前駆体を得た。
得られた前駆体を、６００～１０００℃で１００℃毎に１時間熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１４に示す。
酸化物換算で合計２０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ２Ｏ３（９．１７９ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・０．７８４Ｈ２Ｏ：１１．７７７ｇ）をアセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに、容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過した後、８５℃で１６時間真空乾燥して粉末状の前駆体を得た。
得られた前駆体を、６００～１０００℃で１００℃毎に１時間熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１４に示す。
【0053】
前駆体はＹ２Ｏ３の小さな回折ピークのみを示し、低結晶性であった。
熱処理温度７００℃でも原料成分のＹ２Ｏ３とα－Ｆｅ２Ｏ３への結晶化が大幅に抑えられ、媒体撹拌式粉砕機を用いることで、転動ボールミルを用いた比較例１と比較して反応性は大幅に改善した。熱処理温度９００℃以下では純度４５％と主たる生成相はオルソフェライト相（ＹＦｅＯ３）であった。１０００℃では粒子径（ＢＥＴ法換算）３６０ｎｍ（比表面積３．２ｍ２／ｇ）、純度１００％の希土類鉄ガーネットの単一相が得られた。
熱処理温度７００℃でも原料成分のＹ２Ｏ３とα－Ｆｅ２Ｏ３への結晶化が大幅に抑えられ、媒体撹拌式粉砕機を用いることで、転動ボールミルを用いた比較例１と比較して反応性は大幅に改善した。熱処理温度９００℃以下では純度４５％と主たる生成相はオルソフェライト相（ＹＦｅＯ３）であった。１０００℃では粒子径（ＢＥＴ法換算）３６０ｎｍ（比表面積３．２ｍ２／ｇ）、純度１００％の希土類鉄ガーネットの単一相が得られた。
【0054】
「比較例３」
酸化物換算で合計９．７ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．７１１ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．０７７Ｈ２Ｏ：６．３１３ｇ）をアセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに、容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過した後、８５℃で１６時間真空乾燥して粉末状の前駆体を得た。
得られた前駆体を、５００～１０００℃で１００℃毎に１時間熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１５に示す。
酸化物換算で合計９．７ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．７１１ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．０７７Ｈ２Ｏ：６．３１３ｇ）をアセトン７６．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ２ｍｍ、６３６ｇ／嵩充填率０．４０）とともに、容量４２０ｃｍ３のステンレス製粉砕容器に入れ、媒体撹拌式粉砕機（遊星ボールミル）を用いて公転回転速度６．０ｓ－１で３時間粉砕混合し、吸引ろ過した後、８５℃で１６時間真空乾燥して粉末状の前駆体を得た。
得られた前駆体を、５００～１０００℃で１００℃毎に１時間熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１５に示す。
【0055】
三価の希土類材料を水酸化物とすると、前駆体はＹ２Ｏ３の回折ピークを示さず、６００℃まではほぼ非晶質であった。
熱処理温度７００℃でも原料成分のＹ２Ｏ３とα－Ｆｅ２Ｏ３はほとんど観察されず、オルソフェライト相（ＹＦｅＯ３）が生成した。熱処理温度９００℃以下では純度１７％と希土類鉄ガーネットの生成がわずかに増加し、１０００℃では粒子径（ＢＥＴ法換算）３５０ｎｍ（比表面積３．５ｍ２／ｇ）、純度１００％の希土類鉄ガーネットの単一相が得られた。
熱処理温度７００℃でも原料成分のＹ２Ｏ３とα－Ｆｅ２Ｏ３はほとんど観察されず、オルソフェライト相（ＹＦｅＯ３）が生成した。熱処理温度９００℃以下では純度１７％と希土類鉄ガーネットの生成がわずかに増加し、１０００℃では粒子径（ＢＥＴ法換算）３５０ｎｍ（比表面積３．５ｍ２／ｇ）、純度１００％の希土類鉄ガーネットの単一相が得られた。
【0056】
「比較例４」
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．６９３ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．８６９Ｈ２Ｏ：７．１８７ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：３５ｎｍ）０．２００ｇをアセトン４０．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ４ｍｍ、２４７ｇ／嵩充填率０．２５）とともに、容量２５０ｃｍ３のポリプロピレン製容器に入れ、転動ボールミルを用いて回転速度１５０ｒｐｍで１６時間粉砕混合し、吸引ろ過した後、８５℃で１６時間真空乾燥して粉末状の前駆体を得た。
得られた前駆体を、５００～１０００℃で１００℃毎に１時間熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１６に示す。
酸化物換算で合計１０．０ｇ、Ｌｎ：Ｆｅのモル比が３：５となるように、Ｙ（ＯＨ）３（５．６９３ｇ）と水和酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３・２．８６９Ｈ２Ｏ：７．１８７ｇ）、および種結晶（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２：３５ｎｍ）０．２００ｇをアセトン４０．０ｃｍ３およびジルコニア製粉砕媒体（φ４ｍｍ、２４７ｇ／嵩充填率０．２５）とともに、容量２５０ｃｍ３のポリプロピレン製容器に入れ、転動ボールミルを用いて回転速度１５０ｒｐｍで１６時間粉砕混合し、吸引ろ過した後、８５℃で１６時間真空乾燥して粉末状の前駆体を得た。
得られた前駆体を、５００～１０００℃で１００℃毎に１時間熱処理した。熱処理後の粉末のＸ線回折パターンを図１６に示す。
【0057】
媒体撹拌式粉砕機でないボールミルでの粉砕混合では、種結晶を添加しても５００℃で原料成分のＹ２Ｏ３とα－Ｆｅ２Ｏ３に結晶化し、６００℃で中間相のオルソフェライト相に結晶化し始め、７００℃でオルソフェライトが主相となった。７００℃で希土類鉄ガーネットが結晶化し始め、種結晶の効果が認められた。９００℃で希土類鉄ガーネットが主相になったが、依然としてかなりのオルソフェライトが残り、未反応のα－Ｆｅ２Ｏ３も完全には消費されなかった。熱処理温度が１０００℃になると希土類鉄ガーネットの粒子径（ＢＥＴ法換算）３３０ｎｍ（比表面積３．５ｍ２／ｇ）、純度９８％のほぼ単一相が得られた。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
