CN1040969C - 复合金属氧化物粉末及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

含有至少两种金属元素的复合金属氧化物粉末，它由至少具有6个面的多面体形状的粒子构成，数均粒径是0.1-500μm，将由构成粉末的粒子的累积粒度分布的微粒侧累积10%和累积90%的粒径分别表示为D10和D90时具有D90/D10在10以下的粒度分布，以及由至少具有6个面的多面体形状的粒子构成、数均粒径是20-500μm的钇铝石榴石粉末。这些复合金属氧化物粉末的凝聚粒子少、粒度分布窄、粒子形状均一。

Description

复合金属氧化物粉末及其制造方法
在工业上的应用领域
本发明涉及复合金属氧化物粉末，即至少含有两种金属元素的复合金属氧化物粉末及其制造方法，所述复合金属氧化物粉末可以用来作为功能材料或结构材料用的氧化物系陶瓷的原料粉末，可以以分散状态作为填料或颜料等使用，或者可以用于单晶制造的原料粉末和喷镀用的原料粉末。
现有技术状况
用来作为功能材料或结构材料的氧化物系陶瓷，通常是以金属氧化物粉末为原料，经成形工序、烧结工序而制成。用作原料的金属氧化物粉末的特性对于制造工艺和陶瓷制品的功能和特性有很大的影响，因此，人们迫切希望得到具有与使用目的相适应而精确控制的粉末特性的复合金属氧化物粉末。
另外，象磁性细粉和填料、颜料等以分散状态使用金属氧化物粉末的场合，各个粒子的特性由分散状态直接反映出来，因此，粉末的特性控制更显得重要。
依复合金属氧化物的种类和使用形态不同，对复合金属氧化物粉末所要求的特性也不一样，但有两点是共同的：金属氧化物的粒径要均一，即粒度分布狭窄，此外，一次粒子的粘结要弱，即凝聚少、分散性好。
复合金属氧化物的例子可以举出钇铝石榴石，狭义地讲，它是由通式Y3Al5O12表示的复合金属氧化物，广义地讲还包括钇的一部分被铈、钕、铽等置换的复合金属氧化物，它可以用作光电子元件的母材。例如，钇的一部分被钕置换的钇铝石榴石单晶可以用来作为激光振荡材料，另外，钇的一部分被铈、铽等置换的晶体粒子可以用于萤光体等。
以钇铁石榴石[Y3Fe5O12]为代表的稀土元素铁石榴石类[R3Fe5O12](R是稀土元素)或者稀土元素和/或铁的一部分被其它金属置换的石榴石类，可以用作微波用磁性材料以及利用光磁效应的零件的材料。
金属化合物固溶体，例如氧化锆与选自钇、镁、钙、铈、或钪、镱等稀土元素中的至少一种金属的氧化物的固溶体，可以用于高温材料、离子导电材料、压电材料等，还可用作烧结体用原料、喷镀用原料。
以往，这些复合金属氧化物是采用液相法、固相法、气相法、水热合成法、熔剂法等制造的，但这些方法存在着产生凝聚粒、产物粒度分布较宽、需要去除杂质和控制粒径等缺点，不能保证满足要求，另外，上述方法本身也存在操作复杂、难以控制等反应条件的问题、装置上的问题、原料成本上的问题等。因此，希望开发、研制出凝聚粒子少、粒度分布窄的复合金属氧化物粉末以及用于制备这种复合金属氧化物粉末的通用的且工业生产上有利的制造方法。
发明的概要
本发明的一个目的是提供凝聚粒子少、粒度分布窄、粒子形状均一、至少含有两种金属元素的复合金属氧化物粉末，它可以用来作为用于功能材料或结构材料的金属氧化物系陶瓷的原料用的金属氧化物粉末，以分散状态作为填料或颜料使用的金属氧化物粉末，或者用于单晶制造用或喷镀用的原料的金属氧化物粉末。
本发明的另一目的是提供在这类金属氧化物粉末的制造过程中普遍适用且工业生产性良好的制造方法。
本发明人对复合金属氧化物反复进行了研究，结果发现，采用将原料化合物在特定气氛中焙烧的方法，可以得到上述凝聚粒子少、粒度分布窄、粒子形状均一且至少含有两种金属元素的复合金属氧化物粉末，该方法普遍适用于各种金属氧化物并且工业生产性良好。在此基础上，经过进一步研究，完成了本发明。
即，根据本发明的第一要点，可以提供由具有至少6面的多面体形状的粒子构成、数均粒径为0.1-500μm、由构成粉末的粒子的累积粒度分布的微粒侧累积10％和累积90％的粒径分别表示为D10和D90时具有D90/D10在10以下的粒度分布、并且至少含有两种金属元素的复合金属氧化物粉末。
根据本发明的第二要点，可以提供由具有至少6面的多面体形状的粒子构成、数均粒径为20-500μm的钇铝石榴石粉末。
根据本发明的第三要点，提供了至少含有两种金属元素的复合金属氧化物粉末的制造方法，其特征在于，在有或没有晶种存在的条件下，将至少两种金属氧化物和/或金属氧化物前体的混合粉末，或者含有至少两种金属元素的金属氧化物前体粉末，在含有选自下列的至少一种气体的气氛中焙烧：
(1)卤化氢，
(2)由分子态的卤素和水蒸汽调制的成分，
(3)分子态的卤素。
附图的简要说明
图1所示为实施例1中被观察的钇铝石榴石粉末的粒子结构，是放大172倍的扫描电子显微镜照片；
图2所示是实施例1的钇铝石榴石粉末的粒度分布曲线图，
图3是实施例1的钇铝石榴石粉末的X射线衍射图；
图4所示是实施例2中被观察的钇铝石榴石粉末的粒子结构，是放大172倍的扫描电子显微镜照片；
图5所示是实施例2的钇铝石榴石粉末的粒度分布曲线图，
图6是实施例2的钇铝石榴石粉末的X射线衍射图；
图7所示为实施例4中被观察的钇铝石榴石粉末的粒子结构，是放大3000倍的扫描电子显微镜照片；
图8所示为实施例5中被观察的钇铝石榴石粉末的粒子结构，是放大850倍的扫描电子显微镜照片；
图9所示为实施例6中被观察的钇铝石榴石粉末的粒子结构，是放大850倍的扫描电子显微镜照片；
图10所示为实施例10中被观察的钇铝石榴石粉末的粒子结构，是放大850倍的扫描电子显微镜照片：
图11所示为实施例12中被观察的用镝置换的钇铝石榴石粉末的粒子结构，是放大425倍的扫描电子显微镜照片：
图12所示为比较例1中被观察的氧化物粉末的粒子结构，是放大1720倍的扫描电子显微镜照片；
图13所示为比较例1的氧化物粉末的粒度分布曲线图：
图14所示为实施例16中被观察的镝铝石榴石粉末的粒子结构，是放大425倍的扫描电子显微镜照片；
图15所示为比较例5中被观察的氧化物粉末的粒子结构，是放大4250倍的扫描电子显微镜照片；
图16所示为实施例17中被观察的钇铁石榴石粉末的粒子结构，是放大425倍的扫描电子显微镜照片；
图17所示为比较例6中被观察的氧化物粉末的粒子结构，是放大1720倍的扫描电子显微镜照片；
图18所示为实施例18中被观察的钆铁石榴石粉末的粒子结构，是放大850倍的扫描电子显微镜照片；
图19所示为比较例7中被观察的氧化物粉末的粒子结构，是放大4250倍的扫描电子显微镜照片；
图20所示为实施例20中被观察的氧化钇和氧化锆固溶体粉末的粒子结构，是放大8500倍的扫描电子显微镜照片；
图21所示为比较例9中被观察的氧化钇和氧化锆固溶体粉末的粒子结构，是放大4250倍的扫描电子显微镜照片。
发明的详细说明
下面，对本发明进行详细说明。
本发明的复合金属氧化物粉末含有至少两种金属元素，是该至少两种金属元素与氧的化合物。本发明中所述的含有至少两种金属元素的复合金属氧化物粉末包括至少两种呈固溶体状态的金属元素与氧的化合物的金属氧化物固溶体粉末。
本发明的方法是按下面所述制造含有至少两种金属元素的复合金属氧化物粉末的方法，即在有或没有晶种存在的条件下，将至少两种金属氧化物和/或金属氧化物前体的混合粉末，或者含有至少两种金属元素的金属氧化物前体粉末，在含有选自下列的至少一种气体的气氛中焙烧：
(1)卤化氢，
(2)由分子态的卤素和水蒸汽调制的成分，
(3)分子态的卤素。
在本发明的方法中制造含有至少两种金属元素的复合金属氧化物粉末时，采用至少两种金属氧化物粉末和/或金属氧化物前体粉末的混合粉末或含有至少两种金属的金属氧化物前体粉末作为原料粉末。
所说的金属氧化物前体是指通过焙烧时发生的分解反应或氧化反应而生成由至少一种金属元素和氧构成的金属氧化物的物质，例如金属氢氧化物、水合金属氧化物、金属氢氧化合物、金属卤氧化合物等。
本发明中可以使用的晶种是指作为金属氧化物的晶体生长的核的晶体，以该晶种为核心，在其周围生长出金属氧化物。晶种没有特别的限制，只要具有上述功能即可，优选的例子有作为生成物的复合金属氧化物、金属氧化物固溶体等。
在原料粉末中添加晶种的方法也没有特别的限制，例如可以采用球磨机、超声波分散等混合方法。
作为上述原料的至少两种金属氧化物粉末和/或金属氧化物前体粉末的混合粉末，或者作为原料的含有至少两种金属的金属氧化物前体粉末，以及在这些原料中添加了晶种的粉末，统称为原料金属氧化物粉末。
本发明的含有至少两种金属元素的复合金属氧化物粉末，是由不包括完全由碱金属构成的组合的至少两种金属元素和氧构成的复合金属氧化物或者包括至少两种呈固溶体状态的金属元素与氧的化合物的金属氧化物固溶体，这样的复合金属氧化物，例如可以举出由下面的通式(I)表示的具有石榴石结构的复合金属氧化物：
         (MA)3(MB)2[(MC)O4]3    (I)式中，MA、MB和MC分别表示相同或不同的至少一种金属元素，但MA、MB和MC不全是同一金属元素。
在上述通式(I)中，具体地说，MA是选自铜、镁、钙、钪、钇、镧等稀土元素、铋、锰的至少一种元素，MB和MC可以相同或不同，各自是选自锌、钪、铝、镓、铟、钛、锆、硅、锗、锡、钒、铬、锰、铁、钴和镍的至少一种元素。
但是，取决于金属元素MA、MB、MC的离子半径，也有的时候不能形成石榴石结构。
更具体地说，可以举出铝石榴石，例如MA是钇、MB和MC都是铝的复合金属氧化物；MA是部分地被钇以外的稀土元素置换的钇、MB和MC都是铝的复合金属氧化物，即钇铝石榴石；MA是镝、MB和MC都是铝的复合金属氧化物，即镝铝石榴石。
另外，还可举出铁石榴石，例如MA是钇、MB和MC都是铁的复合金属氧化物，即钇铁石榴石：MA是钆或镝、MB和MC都是铁的复合金属氧化物，即钆铁石榴石或镝铁石榴石。
此外，还可以举出MA、MB和MC分别由至少两种金属元素构成的石榴石。
在本发明中，原料金属氧化物粉末等没有特别的限制，可以使用按公知方法制造的粉末，例如可以使用用液相法制造的金属氧化物粉末或金属氧化物前体粉末，或者使用用气相法或固相法制造的金属氧化物粉末。
在本发明的方法中，将原料金属氧化物粉末在相对于气氛气体的总体积而言至少含1％(体积)、优选至少含5％(体积)、更优选至少含10％(体积)卤化氢的气氛中焙烧。
卤化氢可以采用氯化氢、溴化氢、碘化氢、氟化氢中的任一种或者至少两种的混合气体，优先选用氯化氢、溴化氢、碘化氢。
气氛气体中卤化氢以外的成分是所谓的稀释气体，可以使用氮或氩等惰性气体、氢、水蒸汽或者空气。含有卤化氢的气氛气体的压力没有特别的限制，可以在工业上常用的范围内任意选择。
也可以不用卤化氢，而代之以含有由分子态的卤素和水蒸汽调制的成分的气氛气体，在这样的气氛气体中焙烧。所述分子态的卤素可以采用分子态的氯、溴、碘、氟中的至少一种，优先选用氯、溴、碘。
该成分由分子态的卤素和水蒸汽调制而成，相对于气氛气体的总体积来说，分子态的卤素一般至少为1％(体积)、优选至少为5％(体积)、更优选至少为10％(体积)，水蒸汽一般至少为0.1％(体积)、优选至少为1％(体积)、更优选至少为5％(体积)。
另外，也可以不用卤化氢而代之以分子态的卤素。将原料金属氧化物粉末在相对于气氛气体的总体积而言分子态卤素的含量通常至少是1％(体积)、优选至少是5％(体积)、更优选至少是10％(体积)的气氛气体中焙烧。
分子态的卤素，可以采用分子态的氯、溴、碘中的至少一种。
气氛气体中的由分子态的卤素和水蒸汽调制的成分气体或分子态的卤素以外的成分是所谓的稀释气体，可以使用氮或氩等惰性气体、氢、水蒸汽或空气。反应体系的压力没有特别的限制，可以在工业上常用的范围内任意选择。
气氛气体的供给方法也没有特别限制，只要是能将气氛气体导入存在有原料金属氧化物粉末等的反应系统内的方法都可采用。
气氛气体的各成分的供给源和供给方法也没有特别的限定。
例如，气氛气体的各成分的供给源通常可以使用贮气钢瓶气体。另外，还可以利用卤化铵等卤化合物或氯乙烯聚合物等含卤素的高分子化合物等的蒸发或分解来制备含有卤化氢或分子态卤素的气氛气体。此外，还可以通过将原料金属氧化物粉末等与卤化合物或含卤素的高分子化合物等的混合物在焙烧炉内焙烧来调制气氛气体。
从操作性的角度考虑，卤化氢或分子态的卤素最好是由贮气钢瓶等直接供入焙烧炉。气氛气体的供给方法可以采用连续式或采用间歇式。
根据本发明的方法，将原料金属氧化物粉末等在上述气氛气体中焙烧，通过该原料金属氧化物粉末与气氛气体的作用，在存在原料金属氧化物粉末的地方，金属氧化物生长起来，生成不是凝聚粒子、粒度分布窄的金属氧化物粉末。因此，只要将原料金属氧化物粉末等填充在容器中，在上述的气氛气体中进行焙烧，就可以得到所要求的金属氧化物粉末。
本发明中使用的原料金属氧化物粉末，只要是所谓的粉末就行，松密度最好是理论密度的40％以下。如果松密度超过了理论密度的40％，在焙烧成形体时，焙烧过程中会发生烧结反应，要想得到复合金属氧化物粉末还必须进行粉碎，有时得不到粒度分布窄的复合金属氧化物粉末。
适宜的焙烧温度取决于希望得到的复合金属氧化物的种类、气氛气体中所含的卤化氢、分子态的卤素、由分子态的卤素和水蒸汽调制的成分的种类和浓度或焙烧时间，不必严格限定，但优选为500-1500℃，更优选为600-1400℃。焙烧温度不到500℃时，难以得到所要求的含有至少两种金属元素的复合金属氧化物粉末，或者需要较长的焙烧时间，反之，如果焙烧温度超过1500℃，生成的复合金属氧化物粉末中凝聚粒子增多，也不可取。
适宜的焙烧时间取决于希望得到的复合金属氧化物的种类、气氛气体中所含的卤化氢、分子态的卤素、由分子态卤素和水蒸汽调制的成分的种类和浓度或焙烧温度，不必严格限定，但优选在1分钟以上，更优选在10分钟以上，可以在能获得目的金属氧化物的时间范围内适当选择。焙烧温度越高，焙烧时间可以越短。
焙烧在原料粉末中添加了晶种的原料金属氧化物时，复合金属氧化物以该晶种为核心，在其周围生长起来，与不使用晶种的情况相比，焙烧温度可以降低，另外，焙烧时间也可以缩短。
焙烧装置没有限制，可以使用所谓的焙烧炉。焙烧炉最好由不会被卤化氢和分子态的卤素腐蚀的材料构成，最好还配备有可以调整气氛的机构。
另外，由于使用卤化氢或分子态卤素等酸性气体，焙烧炉最好具有气密性。在工业生产上，优先选择以连续方式焙烧，例如可以使用隧道式炉、回转窑或者连续推进炉等。
由于是在酸性气氛中进行反应，焙烧工序中使用的填充原料金属氧化物粉末的容器最好是采用由氧化铝、石英、耐酸砖、石墨或白金等贵金属材料制成的坩埚或舟皿等容器。
在原料粉末中添加晶种来制造复合金属氧化物粉末时，通过改变晶种的粒径和添加量，可以控制生成物——复合金属氧化物粉末的粒径和粒度分布。例如，通过增加晶种的添加量，可以减小生成的复合金属氧化物粉末的粒径，另外，使用粒径较小的晶种时，也可以减小生成的复合金属氧化物粉末的粒径。
如附图中的照片所示，采用上述制造方法，可以得到不是凝聚粒子、粒度分布窄、粒径一致的含有至少两种金属元素的复合金属氧化物粉末，另外还可以控制粒径的大小。
取决于所用的原料或制造条件，有时会形成凝聚粒子或者包含有凝聚粒子，不过在这种情况下，凝聚的程度比较轻，通过简单的破碎可以很容易制得不是凝聚粒子的复合金属氧化物粉末。
另外，取决于所用的原料和制造条件，有时除了所要求的含有至少两种金属元素的复合金属氧化物粒子之外，还残留有副产物或未反应的原料氧化物等，不过，即使出现这种情况，残留量也是极少的，通过适当地选择反应条件或进行简单的洗涤分离，可以容易地制造所要求的复合金属氧化物粉末。
采用本发明的方法得到的复合金属氧化物粉末的数均粒径没有一定的限制，通常是0.1-500μm，优选0.1-300μm。
另外，用本发明的方法得到的复合金属氧化物粉末的粒度分布，设从累积粒度分布的微粒侧累积10％和累积90％的粒径分别表示为D10和D90，则D90/D10之比值在10以下，优选在5以下。
另一方面，采用离心沉降法或激光衍射散射法测定粒度分布时，用该方法测得的粒度分布是凝聚粒子的粒度分布。即使用该方法测得的粒度分布很窄，但如果粉末由凝聚粒子构成，分散性仍然较差，不适合于作为工业原料。在本发明中，评定粉末的凝聚性的标准如下，根据扫描电子显微镜的照片进行数量平均，求出一次粒子的粒径(数均粒径)，将该值与凝聚粒子粒径(累积粒度分布中累积50％的粒径，以D50表示)进行比较、评价，即用凝聚粒子粒径除以一次粒子粒径所得到的值来评价凝聚的程度。凝聚粒子粒径除以一次粒子粒径所得值为1时，说明完全没有凝聚粒子，这种情况是最理想的，实际的粉末的这一数值高于1，只要是在6以下，都可以优选地用作工业原料。
用本发明的方法得到的复合金属氧化物粉末中用凝聚粒子粒径除以一次粒子粒径所得数值优选为1～6，更优选为1～3，最理想的是1-2。
另外，构成该复合金属氧化物粉末的粒子是至少具有6个面的多面体形状，面的数量一般是6-60，优选6-30。
下面，对本发明的复合金属氧化物粉末作更具体的说明。
本发明的钇铝石榴石粉末是构成该粉末的粒子的集合体，其特征在于该粒子的形状和粒径是均一的。
其形状是至少具有6面的多面体形状，依所用的原料和焙烧条件而有所不同，如附图中的照片所示，有形状和粒径完全均一的立方体和接近于球形的、至少8面的多面体形状。
此外，本发明的钇铝石榴石粉末的粒径和粒度分布被控制在特定的范围内。粒径一般控制在1μm至几百μm的范围内，这种控制例如可以通过选择上述的本发明方法中的原料和焙烧条件来实现。
作为单晶制造用的原料粉末，粒径大的较为适宜，为此目的，优先选择以至少20μm、特别是至少约50μm的粒子为主要成分的钇铝石榴石粉末。也就是说，上述的制造方法可以以工业上十分有效的工艺制造适合于单晶用途的、平均粒径比较大的钇铝石榴石粉末。
本发明的钇铝石榴石粉末的粒度分布即上述的D90/D10可以容易地达到10以下，理想的情况下可以达到5以下。另外，凝聚粒子粒径除以一次粒子粒径所得数值可以容易地达到1-3，理想的情况下为1-2。
因此，本发明的钇铝石榴石粉末适合用于其性能取决于原料的粒径、均质性、分散性等的荧光体。
本发明的钇铁石榴石粒子、钆铁石榴石粉末等铁石榴石粉末的特征在于它们是构成该粉末的粒子的集合体，且所述粒子的形状和粒径是均一的。
其形状是至少具有8个面的多面体形，其粒径和粒度分布控制在特定的范围内。粒径一般控制在1μm至几百μm的范围内，这种控制例如可以通过选择本发明方法中的原料和焙烧条件来实现。
本发明的铁石榴石的粒度分布可以很容易地达到D90/D10比值在10以下，理想的情况下可达到5以下。此外，凝聚粒子粒径除以一次粒子粒径所得数值可以容易地达到1-3，理想的情况下可达到1-2。
本发明的氧化钇氧化锆固溶体粉末是构成该粉末的粒子的集合体，其特征在于所述粒子的形状和粒径是均一的。其形状是至少具有8个面的多面体形，其粒径和粒度分布被控制在特定的范围。粒径一般控制在0.1μm至几百μm的范围内，这种控制例如可以通过选择本发明方法中的原料和焙烧条件来实现。
根据本发明，可以得到以往所没有的、不是凝聚粒子、粒度分布窄、含有至少两种金属元素的各种金属氧化物粉末。所得到的含有至少两种金属元素的金属氧化物粉末是均质的多面体粒子的集合体，可以广泛地用于功能材料和结构材料中使用的金属氧化物系陶瓷的原料、填料、磨料、颜料、或单晶制造用或喷镀用的原料等。另外，通过选择晶种的粒径和添加量，可以得到具有上述特征并且可以任意控制粒径的复合金属氧化物。
实施例
下面通过实施例具体地说明本发明，但本发明不受这些实施例的限制。在本发明中，各种测定是按以下所述进行。
1.金属氧化物粉末的数均粒径
用扫描电子显微镜(日本电子(株)制造、T-300型)拍摄金属氧化物粉末的显微镜照片，由该照片中选出80-100个粒子进行图象分析，求出等效圆直径的平均值及其分布。所谓等效圆直径是指换算成面积与粒子的投影面积相等的真正的圆的直径的数值。
2.金属氧化物粉末的粒度分布测定
粒度分布采用基于激光散射原理的分级定径机(master sizer)(Malvern仪器公司制造)或激光衍射式粒度分布测定装置(SALD-1100型、岛津制作所制)进行测定。将金属氧化物粉末分散于聚丙烯酸铵水溶液或50％(重量)的丙三醇水溶液中后测定，设从累积粒度分布的微粒侧累积10％、累积50％、累积90％的粒径分别为D10、D50和D90，以D50的值作为凝聚粒径，求出D90/D10的值，作为粒度分布的判据。
3.金属氧化物粉末的晶相
用X射线衍射法(RAD-C，(株)Rigaku制造)测定金属氧化物粉末的晶相。
4.金属氧化物粉末的BET比表面积
用FLOWSORB II(Micromelitics公司制造)测定金属氧化物粉末的BET比表面积。
5.金属氧化物粉末的组成分析
将金属氧化物粉末溶解在例如磷酸/硫酸的混合酸中，然后用精工公司制造的高频感应耦合等离子体装置SPS 1200-VR测定。
氯化氢气体使用Tsurumi Soda(株)制造的贮气钢瓶氯化氢气体(纯度：99.9％)和氯化铵(特级试剂，和光纯药(株)制造)的分解气体。使用氯化铵的分解气体时，将氯化铵加热到其升华温度以上，将所产生的氯化铵升华气体导入炉芯管内，调制成气氛气体。氯化铵在1100℃完全分解，形成含有33％(体积)氯化氢、17％(体积)氮和50％(体积)氢的气体。
氯气采用藤本产业(株)制造的贮气钢瓶氯气(纯度：99.4％)。
溴化氢气体使用溴化铵(特级试剂，和光纯药(株)制造)的分解气体。将溴化铵加热到其升华温度以上，将所产生的溴化铵升华气体导入炉芯管内，调制成气氛气体。在1100℃下溴化铵完全分解，形成含有33％(体积)溴化氢、17％(体积)氮和50％(体积)氢的气体。
碘化氢气体使用碘化铵(特级试剂，和光纯药(株)制造)的分解气体。将碘化铵加热至其升华温度以上，将所产生的碘化铵升华气体导入炉芯管内，调制成气氛气体。在1100℃下碘化铵完全分解，形成的气体含有25％(体积)碘化氢、16％(体积)氮、52％(体积)氢以及6％(体积)由碘化氢分解而产生的碘(I、I2)。
将原料金属氧化物粉末填充到氧化铝制成的或白金制成的容器中，使用卤族元素气体时，将其填充到氧化铝制的容器中。填充高度为5mm。
焙烧通常在使用石英制的炉芯管或氧化铝制的炉芯管的管式炉((株)Motoyama制造)中进行。一面通入空气或氮气，一面以300℃/小时-500℃/小时的速度升温，达到气氛气体导入温度时导入气氛气体。
气氛气体浓度的调整通过流量计调节气体流量来进行。气氛气体的流量调整至线流速为20mm/分。气氛气体的总压力为1个大气压。
达到规定的温度后，在该温度保持预定的时间，二者分别称为保持温度(焙烧温度)和保持时间(焙烧时间)。经过预定的保持时间后，自然冷却，得到所要求的金属氧化物粉末。
水蒸汽分压通过由水的温度引起的饱和水蒸汽压的变化来加以控制，借助于空气或氮气将水蒸汽导入焙烧炉内。
实施例1
将3.387g氧化钇粉末(纯度为99.9％，中心粒径为0.4μm，日本Yttrium(株)制造)和2.683g γ型氧化铝(AKP-G15，住友化学工业(株)制造)加入到100g异丙醇(特级试剂，和光纯药(株)制造)，一面用超声波使其分散一面搅拌混合，10分钟后，用蒸发器和真空干燥器除去异丙醇，得到氧化钇-氧化铝混合粉末。将该粉末填充到白金制的容器中，松密度是理论密度的12％。
然后，将上述容器装入石英制成的炉芯管中，一面以20mm/分的线流速通入氮气，一面以300℃/小时的速度由室温开始升温，达到400℃时改换成氯化氢浓度为100％(体积)的气氛气体，以20mm/分的线流速通入该气体，同时在1100℃下焙烧60分钟，然后自然冷却，得到钇铝石榴石粉末。焙烧后，白金制的容器内的粉末重量是焙烧前的86％。
X射线衍射分析结果表明，所得粉末是以Y3Al5O12表示的钇铝石榴石，未发现其它峰。根据扫描电子显微镜观察的结果，该钇铝石榴石粉末由至少具有8个面的多面体粒子构成，数均粒径是40μm。由粒度分布测定而得到的凝聚粒径(D50)是52μm，D90/D10值是2。显示出较窄的粒度分布。此外，凝聚粒径除以数均粒径所得数值是1.3。结果示于表1中。图1中示出所得粉末的电子显微镜照片。另外，粒度分布和X射线衍射图分别示于图2和图3中。
实施例2
将实施例1中的γ型氧化铝换成2.549g α型氧化铝(AKP-50，住友化学工业(株)制造)，除此之外采用与实施例1相同的方法得到氧化钇-氧化铝混合粉末，该粉末的松密度是理论密度的17％。
随后，采用与实施例1相同的方法得到钇铝石榴石粉末。
X射线衍射分析结果表明，所得粉末是以Y3Al5O12表示的钇铝石榴石，未发现其它峰。根据扫描电子显微镜观察的结果，该钇铝石榴石粉末由立方体或缺角立方体形状的多面体粒子构成，其数均粒径是38μm。由粒度分布测定得到的凝聚粒径(D50)是47μm，D90/D10值是3，显示出较窄的粒度分布。此外，凝聚粒径除以数均粒径所得值是1.2。结果示于表1中。图4中示出所得粉末的电子显微镜照片。图5和图6中分别示出粒度分布和X射线衍射图。
实施例3
使用氯浓度为30％(体积)、水蒸汽浓度为10％(体积)和氮浓度为60％(体积)的气氛气体代替实施例1中氯化氢浓度为100％(体积)的气氛气体，除此之外，采用与实施例1相同的方法得到钇铝石榴石粉末。结果示于表1中。
实施例4
用氯浓度为100％(体积)的气氛气体代替实施例1中的氯化氢浓度为100％(体积)的气氛气体，并将焙烧温度定为1150℃，除此之外采用与实施例1相同的方法得到钇铝石榴石粉末。图7中示出所得粉末的电子显微镜照片。结果示于表1中。
实施例5
将实施例1的原料-氧化钇-氧化铝混合粉末在空气中于1200℃下焙烧3小时，得到晶种。用X射线衍射分析该晶种的结果表明，除了以Y3Al5O12表示的钇铝石榴石外，观察到YAlO3、Y4Al2O9、Y2O3、Al2O2等的峰。
在实施例1的原料即氧化钇-氧化铝混合粉末中添加3％(重量)的上述晶种，得到添加有晶种的原料粉末。添加的方法包括利用超声波将原料粉末和晶种分散在异丙醇中，然后用蒸发器和真空干燥器使所得料浆干燥。
使用添加了上述晶种的原料粉末，按照与实施例1相同的方法操作，得到钇铝石榴石粉末。
X射线衍射分析结果表明，所得钇铝石榴石粉末是以Y3Al3O12表示的钇铝石榴石，未发现其它的峰。结果示于表1中。图8中示出所得粉末的电子显微镜照片。
实施例6
将实施例1的原料-氧化钇-氧化铝混合粉末在空气中、1400℃下焙烧3小时，得到晶种。该晶种经X射线衍射分析发现，除了以Y3Al5O12表示的钇铝石榴石外，还观察到Y2O3、Al2O3等的峰。除了使用该晶种外，按照与实施例5相同的方法操作，得到钇铝石榴石粉末。结果示于表1中。图9中示出所得粉末的电子显微镜照片。
实施例7
在3.387g氧化钇粉末(日本Yttrium(株)制造，纯度为99.9％(重量)，平均粒径为0.4μm)和2.952g氧化铝粉末(住友化学工业(株)制造，商品名为AKP-G15，γ型氧化铝，纯度为99.9％(重量))中加入100g异丙醇，湿法混合后，除去溶剂，得到氧化钇-氧化铝混合粉末(混合比Y∶Al＝3∶5.5)，用该粉末作为原料粉末。
将该粉末填充到白金制的容器中，然后将其放入石英制的炉芯管内，以20mm/分的线流速通入氮气，与此同时以300℃/小时的速度从室温开始升温，达到400℃时，换成氯化氢浓度为10％(体积)氮浓度为90％(体积)的气氛气体，以20mm/分的线流速通入该气氛气体，与此同时在1100℃下焙烧60分钟，然后自然冷却，得到钇铝石榴石粉末。结果示于表1中。
实施例8
使用实施例1的原料混合粉末，焙烧温度为900℃，除此之外按照与实施例1相同的方法操作，得到钇铝石榴石粉末。X射线衍射分析结果证实，所得粉末是单相的钇铝石榴石。结果示于表1中。
实施例9
将实施例2的氧化钇-氧化铝混合粉末预先在空气中于1200℃下焙烧3小时。经X射线衍射分析发现，该焙烧粉末除了以Y3Al5O12表示的钇铝石榴石外还观察到YAlO3、Y4Al2O9、Y2O3、Al2O3等的峰。
该焙烧粉末是已经部分生成钇铝石榴石的粉末，即含有钇铝石榴石晶种的粉末。
除了用该粉末作为原料粉末之外，按照与实施例1相同的方法操作，得到钇铝石榴石粉末。X射线衍射分析结果表明，所得粉末是单相的钇铝石榴石，用扫描电子显微镜观察的结果表明，该粉末由立方体或缺角立方体形状的多面体粒子构成。结果示于表1中。
实施例10
将实施例7的原料粉末填充在氧化铝制的容器中，然后置于石英制的炉芯管内，以300℃/小时的速度升温，达到400℃时导入溴化铵升华分解气体，在该分解气体的气氛中于1100℃下焙烧60分钟，然后自然冷却，得到钇铝石榴石粉末。在1100℃下溴化铵分解气体的成分是溴化氢、氮和氢，它们的体积比是33∶17∶50。图8所示为显示所得粉末的粒子结构的电子显微镜照片。X射线衍射分析的结果证实，所得粉末是单相的钇铝石榴石。结果示于表1中。
                                      表1
    氧化物                                         焙烧条件   数均粒径(μm)   粒度分布     粒子形状
                      气氛气体(体积％)   气氛气体导入温度(℃)   保持温度(℃)   保持时间(分)   凝聚粒径D50(μm) 凝聚粒径    D90
 HCl  HBr   HI   I2 Cl2 N2 H2O  H2  空气    数均粒径    D10
实施例1     Y3Al5O12  100     400  1100   60   40     52     1.3     2     多面体
实施例2     Y3Al5O12  100     400  1100   60   38     47     1.2     3     立方体
实施例3     Y3Al5O12   30   60   10     400  1150   60   39     46     1.2     4     多面体
实施例4     Y3Al5O12   100     400  1150   60   10     24     2.4     4     多面体
实施例5     Y3Al5O12  100     400  1100   60   9     14     1.5     3     多面体
实施例6     Y3Al5O12  100     400  1100   60   4     9     2.4     5     多面体
实施例7     Y3Al5O12  10   90     400  1100   60   8     11     1.4     5     多面体
实施例8     Y3Al5O12  100     400  900   60   40     43     1.1     2     多面体
实施例9     Y3Al5O12  100     400  1100   60   3     6     2.1     5     立方体
实施例10     Y3Al5O12   33   17    50     400  1100   60   14     21     1.5     3     多面体
实施例11
在6.436g氧化钇粉末(日本Yttrium(株)制造，纯度为99.9％(重量)，平均粒径为0.4μm)、0.561g氧化铽粉末(关东化学(株)制造，纯度为99.95％(重量))和5.903g氧化铝粉末(住友化学工业(株)制造，商品名为AKP-G15，γ型氧化铝，纯度为99.99％(重量))中，添加100g异丙醇，湿法混合后除去溶剂，调制成5％(原子)的钇被铽置换的原料混合粉末。
除了使用该原料混合粉末之外，按照与实施例1相同的方法操作，得到铽置换的钇铝石榴石粉末。
X射线衍射分析的结果证实，所得粉末是单相钇铝石榴石。另外，用高频感应耦合等离子体分析法证实，生成的粒子含有3.2％(原子)的铽。结果示于表2中。
实施例12
使用0.5595g氧化镝粉末(日本Yttrium(株)制造，纯度为99.99％(重量))代替实施例11中的氧化铽粉末，除此之外按照与实施例11相同的方法操作，得到5％(原子)钇被镝置换的原料混合粉末。
除使用该原料混合粉末外，按照与实施例1相同的方法操作，得到镝置换的钇铝石榴石粉末。
图11中示出显示所得粉末的粒子结构的电子显微镜照片。X射线衍射分析的结果证实，所得粉末是单相的钇铝石榴石。另外，用高频感应耦合等离子体分析法证实，生成的粒子含有4.5％(原子)的镝。结果示于表2中。
实施例13
在4.968g氧化钇粉末(日本Yttrium(株)制造，纯度为99.9％(重量)，平均粒径为0.4μm)和1.181g氧化铝粉末(住友化学工业(株)制造，商品名为AKP-G15，γ型氧化铝，纯度为99.99％(重量))中，添加100g异丙醇，湿法混合后除去溶剂，得到氧化钇-氧化铝混合粉末(混合比Y∶Al＝3∶1.5)，用该粉末作为原料粉末。除了使用该原料混合粉末外，按照与实施例1相同的方法焙烧。
所得粉末由多面体粒子和副产物构成。X射线衍射分析的结果表明，多面体粒子是钇铝石榴石，副产物是氯氧化钇[YOCl]。通过洗涤可以很容易地除去YOCl，分选出钇铝石榴石。结果示于表2中。
实施例14
在2.936g氧化钇粉末(日本Yttrium(株)制造，纯度为99.9％(重量)，平均粒径为0.4μm)和3.256g氧化铝粉末(住友化学工业(株)制造，商品名为AKP-G15，γ型氧化铝，纯度为99.99％(重量))中，添加100g异丙醇，湿法混合后除去溶剂，得到氧化钇-氧化铝混合粉末(混合比Y∶Al＝3∶7)，用该粉末作为原料粉末。除了使用该原料混合粉末以外，按照与实施例1相同的方法焙烧。
所得粉末由多面体粒子和粒径较小的粒子构成。X射线衍射分析的结果表明，多面体粒子是钇铝石榴石，粒径较小的粒子是α-Al2O3。经过分级除去α-Al2O3，可以分选出钇铝石榴石。结果示于表2中。
实施例15
将实施例1的原料粉末填充在白金制的容器中，然后置于石英制成的炉芯管内，以300℃/小时的速度升温，达到400℃时导入碘化铵升华分解气体，在该分解气体气氛中于1200℃温度下焙烧60分钟，然后自然冷却，得到钇铝石榴石粉末。在1200℃下碘化铵分解气体的成分是碘化氢、碘、氮和氢，它们的体积比是25∶6∶16∶52。
X射线衍射分析的结果表明，所得粉末是单相钇铝石榴石。结果示于表2中。
比较例1和2
将实施例1和2的氧化钇-氧化铝混合粉末在空气中于1200℃下焙烧3小时，分别得到氧化物粉末。
所得氧化物粉末经X射线衍射分析发现，除了以Y3Al5O12表示的钇铝石榴石外，还观察到YAlO3、Y4Al2O9、Y2O3、Al2O3等的峰。用扫描电子显微镜观察的结果表明，没有生成多面体粒子，粒子的形状不规则，呈凝聚状态。
比较例1的粉末的数均粒径是0.2μm，根据粒度分布测定得到的凝聚粒径(D50)是4μm，D90/D10值是15，显示出较宽的粒度分布。另外，凝聚粒径除以数均粒径所得值是20。
结果示于表2中。图12中示出比较例1所得到的粉末的电子显微镜照片。另外，图13中示出比较例1所得到的粉末的粒度分布。
比较例3
将实施例1的原料混合物粉末在空气中于1400℃下焙烧。X射线衍射分析结果表明，所得粉末的主相是钇铝石榴石，但也发现了YAlO3、α-Al2O3、Y2O3，晶体生长也不明确，粒子的形状不规则，呈凝聚状态，没有生成粒度分布均一的钇铝石榴石。结果示于表2中。
比较例4
用空气浓度为100％(体积)的气氛气体代替实施例6中氯化氢浓度为100％(体积)的气氛气体，从室温开始导入，除此以外按照与实施例6相同的方法焙烧，得到氧化物粉末。经X射线衍射分析发现，所得氧化物粉末除了以Y3Al5O12表示的钇铝石榴石外，还观察到YAlO3、Y4Al2O9、Y2O3、Al2O3等的峰。用扫描电子显微镜观察的结果表明，未生成多面体粒子，粒子的形状不规则，呈凝聚状态，结果示于表2中。
                                 表2
    氧化物                                             焙烧条件   数均粒径(μm)   粒度分布     粒子形状
                                气氛气体(体积％)    气氛气体导入温度(℃)   保持温度(℃)   保持时间(分)  凝聚粒径D50(μm) 凝聚粒径   D90
  HCl    HBr  HI   I2 Cl2  N2 H2O H2 空气    数均粒径   D10
实施例11     Y1-aTbAl5O12   100     400  11000   60    30     39     1.3     4   多面体
实施例12     Y1-aDyxAl5O12   100     400  1100   60    33     42     1.3     3   多面体
实施例13     Y3Al5O12   100     400  1100   60    35   多面体
实施例14     Y3Al5O12   100     400  1100   60    45   多面体
实施例15     Y3Al5O12   25   6   16   52     400  1200   60    9     11     1.2     4   多面体
比较例1     [Y3Al5O12]  100     室温  1200   180    0.2     4     20     15   (不定形)
比较例2     [Y3Al5O12]  100     室温  1200   180    0.2     4     20     33   (不定形)
比较例3     [Y3Al5O12]  100     室温  1400   180    1     5.2     5.2     39   (不定形)
比较例4     [Y3Al5O12]  100     室温  1100   60    0.3     5     16     12   (不定形)
注：带[ ]的氧化物表示未得到[ ]内的氧化物或未得到单相的[ ]内的氧化物。
实施例16
按照3∶5的镝与铝的摩尔比，分别秤量氧化镝粉末(纯度为99.99％，日本Yttrium(株)制造)和γ型氧化铝(住友化学工业(株)制，AKP-G15)，一面利用超声波将其分散于异丙醇(和光纯药(株)制造，特级试剂)中一面搅拌混合，然后用蒸发器和真空干燥器将其干燥，得到氧化镝-氧化铝混合粉末。将该粉末填充到白金制成的容器中。
随后，将该容器放入石英制成的炉芯管内，以20mm/分的线流速通入氮气，同时以300℃/小时的速度由室温开始升温，达到400℃时，转换成氯化氢气体浓度为100％(体积)的气氛气体，以20mm/分的线流速通入该气体，同时在1200℃焙烧60分钟，然后自然冷却，得到氧化物粉末。
X射线衍射分析的结果表明，所得粉末是以Dy3Al5O12表示的镝铝石榴石，未发现其它的峰。用扫描电子显微镜观察的结果表明，该镝铝石榴石粉末由至少具有8个面的多面体粒子构成，数均粒径为44μm。由粒度分布测定得到的凝聚粒径(D50)是53μm，D90/D10值是3，显示出较窄的粒度分布。另外，凝聚粒径除以数均粒径所得值是1.2。结果示于表3中。图14中示出所得粉末的电子显微镜照片。
比较例5
将实施例16的氧化镝-氧化铝混合粉末在空气中于1200℃下焙烧3小时，得到氧化物粉末。
对所得氧化物粉末进行X射线衍射分析，观察到Al2Dy4O9、AlDyO3、Dy2O3、Al2O3等的峰，未发现以Dy3Al5O12表示的镝铝石榴石的峰。用扫描电子显微镜观察的结果表明，没有生成多面体粒子，粒子的形状不规则，呈凝聚状态。结果示于表3中。图15中示出所得粉末的电子显微镜照片。
下面说明钇铁石榴石、钆铁石榴石、镝铁石榴石的实施例和比较例。
实施例17
将γ型三氧化二铁粉末(BET比表面积为34.4m2/g)填充在氧化铝坩埚中，在空气中以300℃/小时的升温速度升温，在1000℃焙烧3小时，得到氧化铁粉末。该粉末的BET比表面积是0.8m2/g。
按照钇和铁的摩尔比为3∶5的比例分别秤量上述氧化铁粉末和氧化钇粉末(纯度为99.9％，中心粒径为0.4μm，日本Yttrium(株)制造)，用超声波将其分散于异丙醇(和光纯药(株)制造，特级试剂)中，同时进行搅拌混合，然后用蒸发器和真空干燥器使其干燥，得到氧化钇-氧化铁混合粉末。将该粉末填充在白金容器中。
随后，将其放入石英制成的炉芯管内，以20mm/分的线流速通入氮气，同时以300℃/小时的速度从室温开始升温，达到600℃时转换成氯化氢气体浓度为10％(体积)、氮气浓度为90％(体积)的气氛气体，以20mm/分的线流速通入该气体，同时在1000℃下焙烧60分钟，然后自然冷却，得到氧化物粉末。
X射线衍射分析的结果表明，所得粉末是以Y3Fe5O12表示的钇铁石榴石，未发现其它的峰。用扫描电子显微镜观察的结果，该钇铁石榴石粉末由至少具有8个面的多面体粒子构成，数均粒径为13μm。通过粒度分布测定得到的凝聚粒径(D50)是16μm，D90/D10值是2，显示出较窄的粒度分布。另外，凝聚粒径除以平均粒径所得值是1.2。结果示于表3中。图16中示出所得粉末的电子显微镜照片。
比较例6
将实施例17的氧化钇-氧化铁混合粉末在空气中于1100℃下焙烧1小时，得到氧化物粉末。
对所得氧化物粉末进行X射线衍射分析，发现主要是Y2O3和Fe2O3的峰，只观察到少量的YFeO3和Y3Fe5O12的峰。用扫描电子显微镜观察的结果表明，没有生成多面体粒子，粒子的形状不规则，呈凝聚状态。结果示于表3中。图17中示出所得粉末的电子显微镜照片。
实施例18
将γ型三氧化二铁粉末(BET比表面积为34.4m2/g)填充到氧化铝坩埚中，在空气中以300℃/小时的速度升温，在1000℃焙烧3小时，得到氧化铁粉末。
按照钆和铁的摩尔比为3∶6的比例分别秤量上述氧化铁粉末和氧化钆粉末(纯度为99.99％，日本Yttrium(株)制造)，用超声波使其分散于异丙醇(和光纯药(株)制，特级试剂)中并加以搅拌混合，然后用蒸发器和真空干燥器使其干燥，得到氧化钆-氧化铁混合粉末。
以该混合粉末作为原料粉末，采用与实施例17相同的方法焙烧，得到氧化物粉末。X射线衍射分析结果表明，所得粉末是以Gd3Fe5O12表示的钆铁石榴石，未发现其它的峰。用扫描电子显微镜观察的结果表明，该钆铁石榴石粉末由至少具有8个面的多面体粒子构成。结果示于表3中。图18中示出所得粉末的电子显微镜照片。
比较例7
将实施例18的氧化钆-氧化铁混合粉末在空气中于1200℃下焙烧3小时，得到氧化物粉末。
对所得氧化物粉末进行X射线衍射分析，观察到GdFeO3、Gd2O3和Fe2O3的峰，未发现Gd3Fe5O12的峰。用扫描电子显微镜观察的结果表明，没有生成多面体粒子，粒子的形状不规则，呈凝聚状态。结果示于表3中。图19示出所得粉末的电子显微镜照片。
实施例19
使用氧化镝粉末(纯度为99.99％，日本Yttrium(株)制造)代替实施例18中的氧化钆粉末，除此之外按照与实施例18相同的方法制得原料粉末，经焙烧后得到氧化物粉末。
X射线衍射分析结果表明，所得氧化物粉末是以Dy3Fe5O12表示的镝铁石榴石，没有发现其它的峰。用扫描电子显微镜观察的结果表明，该镝铁石榴石粉末由至少具有8个面的多面体粒子构成。结果示于表3中。
比较例8
将实施例19的氧化镝-氧化铁混合粉末在空气中于1200℃下焙烧3小时，得到氧化物粉末。
对所得氧化物粉末进行X射线衍射分析，观察到DyFeO3、Dy2O3和Fe2O3的峰，未发现Dy3Fe5O12的峰。用扫描电子显微镜观察的结果表明，没有生成多面体粒子，粒子的形状不规则，呈凝聚状态。结果示于表3中。
下面说明氧化钇氧化锆固溶体粉末的实施例和比较例。
实施例20
将39.2g氯氧化锆八水合物(特级试剂，和光纯药(株)制造)和28.26g硝酸钇水溶液(换算成氧化钇是100g/l，纯度为99.9％，日本Yttrium(株)制造)溶解在400g纯水中，制成钇盐/锆盐的水溶液。把500ml氨水(25％(重量)，和光纯药，特级试剂)装入21的烧杯中，一面搅拌，一面用2小时的时间添加上述钇盐/锆盐水溶液，中和共沉淀后得到沉淀物。用滤纸过滤出该沉淀物后，用纯水洗涤，接着在100℃下进行真空干燥，得到氧化钇氧化锆固溶体前体粉末。该前体粉末经焙烧后得到氧化锆为92％(摩尔)、氧化钇为8％(摩尔)的氧化物固溶体。
将该前体粉末填充在白金制的容器中，松密度是理论密度的15％。然后放入石英制的炉芯管，以20mm/分的线流速通入空气，与此同时，由室温开始以300℃/小时的速度升温，达到400℃时，转换成氯化氢浓度为100％(体积)的气氛气体，以20mm/分的线流速通入该气体，同时在1200℃下焙烧60分钟，然后自然冷却，得到氧化钇氧化锆固溶体粉末。用扫描电子显微镜观察的结果表明，该氧化钇氧化锆固溶体粉末由至少具有8个面的多面体粒子构成。结果示于表3中。图20示出所得粉末的电子显微镜照片。
比较例9
将实施例20的氧化钇氧化锆固溶体前体粉末在空气中于1200℃下焙烧1小时，得到氧化钇氧化锆固溶体粉末。用扫描电子显微镜观察的结果表明，没有生成多面体粒子。粒子的形状不规则，呈凝聚状态。结果示于表3中。图21示出所得粉末的电子显微镜照片。
                            表3
          氧化物                              焙烧条件   数均粒径(μm)   粒度分布     粒子形状
                         气氛气体(体积％) 气氛气体导入温度(℃)   保持温度(℃)   保持时间(分)   凝聚粒径D50(μm)  凝聚粒径    D90
  HCl   HBr  HI   I2  Cl2    N2  H2O   H2  空气   数均粒径    D10
实施例16   Dy3Al5O12   100   400  1200   60     44     53     1.2     3    多面体
比较例5   [Dy3Al5O12]  100   室温  1200   180     0.2     5     24     17   (不定形)
实施例17   Y3Fe5O12   10   90   600  1000   60     13     16     1.2     2    多面体
比较例6   [Y3Fe5O12]  100   室温  1100   60     0.3     7     22     54   (不定形)
实施例18   Gd3Fe5O12   10   90   600  1000   60     9     13     1.4     4    多面体
比较例7   [Gd3Fe5O12]  100   室温  1200   180     1.5     5     3.2     19   (不定形)
实施例19   Dy3Fe5O12   10   90   600  1000   60     7     14     2.0     4    多面体
比较例8   [Dy3Fe5O12]  100   室温  1200   180     1.5     5     3.3     23   (不定形)
实施例20   (Y2O3)0.08(ZrO2)0.92   100   室温  1200   60     1.0    多面体
比较例9   (Y2O3)0.08(ZrO2)0.92  100   室温  1200   60     ＜0.1   (不定形)
注：带[ ]的氧化物表示末得到[ ]内的氧化物或未得到单相的该氧化物。

Claims (16)

1.一种具有石榴石结构的复合金属氧化物粉末，其化学式为
           (MA)3(MB)2[(MC)O4]3式中，
MA是钇、钆或镝、
MB表示铝或铁、
MC表示铝或铁、所述复合金属氧化物粉末包括有多面体形状的粒子，每个粒子有6-60个面，所述氧化物粉末的数均粒径是0.1-500μm，D90/D10为1-10，D10和D90表示所述粒子在累积粒度分布曲线中由最小粒度侧起分别累积10％和90％时的粒径。
2.根据权利要求1所述的复合金属氧化物粉末，其中，数均粒径是0.1-300μm，D90/D10在5以下。
3.根据权利要求2所述的复合金属氧化物粉末，其中，凝聚粒径与一次粒径的比值是1-6。
4.根据权利要求3所述的复合金属氧化物粉末，其中，凝聚粒径与一次粒径的比值是1-3。
5.根据权利要求3所述的复合金属氧化物粉末，其中，数均粒径是20-300μm。
6.根据权利要求1-5中任何一项所述的复合金属氧化物粉末，其中，所述复合金属氧化物粉末是金属氧化物的固溶体粉末。
7.根据权利要求1所述的复合金属氧化物粉末，其中，MA是钇。
8.根据权利要求1所述的复合金属氧化物粉末，其中，MA是钆。
9.根据权利要求1所述的复合金属氧化物粉末，其中，MA是镝。
10.根据权利要求6所述的复合金属氧化物粉末，其中，所述金属氧化物固熔体是氧化锆和氧化钇的固溶体。
11.一种钇铝石榴石粉末，它包括有多面体形状的粒子，每个粒子有6-60个面，所述氧化物粉末的数均粒径是20～500μm，D90/D10为1～10，D10和D90表示所述由钇铝石榴石粉末构成的粒子在累积粒度分布曲线中由最小粒度侧起分别累积10％和累积90％时的粒径。
12.根据权利要求11所述的钇铝石榴石粉末，其中，钇的一部分被选自稀土元素、铬、钴和镍中的一种或两种金属所置换。
13.一种含有两种或三种金属元素的复合金属氧化物粉末的制造方法，它包括将两种或三种金属氧化物和/或金属氧化物前体粉末的松密度的理论密度为12-40％的一种混合物，或者是将含有两种或三种金属元素的金属氧化物前体粉末，在含有一种气体的气氛中焙烧，所述气体为选自以下(1)-(3)中的一种气体，
(1)1-100体积％的卤化氢，
(2)一种由1-99.9体积％的分子态卤素和99-0.1体积％的水蒸汽调制而成的成分，以及
(3)1-100体积％的氯、溴或碘，
此外，焙烧温度在600℃与1400℃之间，焙烧时间在10分钟与60分钟之间。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述卤化氢是氯化氢、溴化氢或碘化氢。
15.根据权利要求13所述的方法，其中分子态卤素是氯、溴或者碘。
16.根据权利要求13-15中任何一项所述的方法，其中，所述的焙烧是在晶种存在下进行的。
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