JP2007197750A

JP2007197750A - 無機粉体及びその熱処理方法

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Publication number: JP2007197750A
Application number: JP2006016197A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Nakada; 嘉信中田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体の格子欠陥を低減する。
【解決手段】単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体に対して、周期数２回以上のサイクルアニールを実施する。下記式（１）、特に下記式（２）を充足する条件で、サイクルアニールを実施することが好ましい。
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（１）、
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｈ、０．５５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（２）
（式中、Ｔ_ｍは無機粉体の融点（Ｋ）である。融点がなく、溶融せずに昇華する性質を有する無機粉体の場合には、Ｔ_ｍは昇華温度（Ｋ）とする。Ｔ_Ｌ（Ｋ）はサイクルアニールの最低温度、Ｔ_Ｈ（Ｋ）はサイクルアニールの最高温度である。）
【選択図】なし

Description

本発明は、単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体及びその熱処理方法に関するものである。

単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体には、結晶内に様々な格子欠陥（原子空孔、複空孔、不純物原子、ドーパントの偏析、格子間原子、転位、析出物、積層欠陥等）が存在する。かかる格子欠陥は、材料が本来持つ機能を低下させる恐れがある。例えば、半導体粉体では、上記格子欠陥が、電子やホールの移動度を低下させる恐れがある。蛍光材等に使用される発光性セラミックス粉体では、上記格子欠陥が、励起された光子を失活させて発光性を低下させる恐れがある。

特許文献１〜４には、化合物半導体の単結晶膜（エピ膜）に対してサイクルアニールを実施することで、転位を低減できることが開示されている。しかしながら、転位以外の格子欠陥については言及されていない。また、粉体については、一切言及されていない。
特開平6-20968号公報特開平7-169694号公報特開平7-321032号公報特開平8-288214号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体に含まれる様々な格子欠陥を低減して結晶の完全性を高めることができる熱処理方法、及び該方法により処理された無機粉体を提供することを目的とするものである。

本発明の熱処理方法は、単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体に対して、周期数２回以上のサイクルアニール（cyclic anneal）を実施することを特徴とするものである。

本発明の熱処理方法において、サイクルアニール開始前に、熱処理開始時点の温度（常温等）から所定の温度まで昇温する工程があってもよい。サイクルアニール終了後に、サイクルアニール終了時の温度から常温等まで降温する工程があってもよい。また、サイクルアニールと等温アニール（isothermal anneal）とを組み合わせることも差し支えない。

本明細書において、「サイクルアニールの開始点」は、サイクルアニール開始前に昇温工程がある場合、最初に昇温から降温へ切り替える点により定義し、サイクルアニール開始前に等温工程がある場合、最初に等温から昇温又は降温に切り替える点により定義する。
「サイクルアニールの終了点」は、サイクルアニール終了後に降温工程がある場合、最後に昇温から降温へ切り替える点により定義し、サイクルアニール終了後に等温工程がある場合、最後に昇温又は降温から等温へ切り替える点により定義する。

本発明の熱処理方法において、下記式（１）、特に下記式（２）を充足する条件で、前記サイクルアニールを実施することが好ましい。
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（１）、
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｈ、０．５５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（２）
（式中、Ｔ_ｍは無機粉体の融点（Ｋ）である。融点がなく、溶融せずに昇華する性質を有する無機粉体の場合には、Ｔ_ｍは昇華温度（Ｋ）とする。Ｔ_Ｌ（Ｋ）はサイクルアニールの最低温度である。Ｔ_Ｈ（Ｋ）はサイクルアニールの最高温度である。）

サイクルアニールの周期ごとに、昇温と降温の折り返し点の温度（降温から昇温に切り替える点の温度＝最低温度、及び昇温から降温に切り替える点の温度＝最高温度）は変えてもよいし、変えなくてもよい。いずれにせよ、サイクルアニール全体で見たときに、複数ある昇温と降温の折り返し点の中で最も低い温度をサイクルアニールの最低温度Ｔ_Ｌ（Ｋ）と定義し、複数ある昇温と降温の折り返し点の中で最も高い温度をサイクルアニールの最高温度Ｔ_Ｈ（Ｋ）と定義する。

本発明の熱処理方法において、下記式（４）を充足する条件で、前記サイクルアニールを実施することが好ましい。
１０≦ｔ≦６００・・・（４）
（式中、ｔはサイクルアニールの任意の一周期の時間（分）である。）

本発明の熱処理方法において、前記無機粉体に対して不活性な雰囲気下で、前記サイクルアニールを実施することが好ましい。

本発明の熱処理方法において、前記無機粉体としては、金属、半導体、セラミックス、及び磁性体のうちいずれかからなる無機粉体が挙げられる。

上記無機紛体は他の任意の粉体と混合して使用することができる。かかる場合、上記無機紛体に対してサイクルアニールを実施してから他の粉体と混合してもよいし、他の粉体と混合してからサイクルアニールを実施してもよい。

本発明の無機粉体は、上記の本発明の熱処理方法により処理されたものであることを特徴とするものである。

本発明の熱処理方法では、単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体に対して、周期数２回以上のサイクルアニールを実施することを特徴としている。

本発明の熱処理方法において、下記式（１）、特に下記式（２）を充足する条件でサイクルアニールを実施することが好ましい。
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（１）、
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｈ、０．５５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（２）
（式中、Ｔ_ｍは無機粉体の融点（Ｋ）である。融点がなく、溶融せずに昇華する性質を有する無機粉体の場合には、Ｔ_ｍは昇華温度（Ｋ）とする。Ｔ_Ｌ（Ｋ）はサイクルアニールの最低温度である。Ｔ_Ｈ（Ｋ）はサイクルアニールの最高温度である。）

本発明の熱処理方法によれば、無機粉体に含まれる様々な格子欠陥を低減して結晶の完全性を高めることができる。

以下、本発明について詳述する。

本発明の熱処理方法は、単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体に対して、周期数２回以上のサイクルアニールを実施することを特徴とするものである。

単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体の材質は特に制限なく、金属、半導体、セラミックス、及び磁性体等が挙げられる。

金属粉体としては、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗ，及びこれらの合金等の粉体が挙げられる。

半導体粉体としては、Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＧａＮ，ＺｎＳＳｅ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＣｄＴｅ，及びＺｎＯ等の粉体が挙げられる。

蛍光材等に使用されるセラミックス粉体としては、下記一般式（Ｇ）で表されるガーネット型母体化合物に対して、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｃｒ，及びＴｉからなる群より選ばれた少なくとも１種の発光性元素イオンをドープした発光性セラミックス粉体が挙げられる。
一般式：Ａ(III)_３Ｂ(III)_２Ｃ(III)_３Ｏ_１２・・・（Ｇ）
（式中、（）内のローマ数字：イオン価数、
Ａ：Ａサイトの元素であり、Ｙ，Ｓｃ，Ｉｎ，及び３価の希土類（Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ）からなる群より選ばれた少なくとも１種の元素、
Ｂ：Ｂサイトの元素であり、Ａｌ，Ｓｃ，Ｇａ，Ｃｒ，Ｉｎ，及び３価の希土類（Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ）からなる群より選ばれた少なくとも１種の元素、
Ｃ：Ｃサイトの元素であり、Ａｌ及びＧａからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素、
Ｏ：酸素原子）
上記一般式（Ｇ）で表されるガーネット型母体化合物としては、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２（ＹＡＧ）等が挙げられる。

磁性体粉体としては、Ｆｅ−Ｎ系，Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系，Ｓｍ−Ｃｏ系，Ｆｅ−Ｎｉ系,及びフェライト系等の粉体が挙げられる。

無機粉体は、略均一粒径の粉体でもよいし、粒径分布を有する粉体でもよい。平均粒径は制限なく、用途等に応じて異なる。平均粒径は、例えば０．０００１μｍ〜１．０ｍｍ等が挙げられる（数値は、川北著、「紛粒体のトラブル対策」、1980年、日刊工業新聞社より引用）。

単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体は例えば、単結晶バルク体又は多結晶バルク体をボールミルやクラッシャ等により粉砕することで、製造される。

多結晶セラミックス粉体は例えば、原料粉末（通常は複数原料の混合粉末）を圧縮成型し、得られた圧縮成型体をシンタリング（焼成）して多結晶バルク体（多結晶焼結体）を得、これをボールミル等により粉砕することで、製造される。

ボールミル等により粉砕された粉体に対して、必要に応じて、分級、洗浄、各種表面処理、篩分等の単数又は複数の後処理が実施される。本発明では、これら後処理が施された無機粉体に対してサイクルアニールを行ってもよいし、これら後処理の前にサイクルアニールを行ってもよい。後処理を複数行う場合には、複数の後処理の間にサイクルアニールを行ってもよい。

サイクルアニールを含む熱処理は、昇温・温度保持・降温のパターンを任意に設定可能な電気炉等の加熱炉を用いて実施することができる。加熱炉の種類は、アニール対象の種類によって、適宜選定すればよい。専用のルツボ等にアニール対象を入れ、これを加熱炉内に載置して、サイクルアニールを含む熱処理を実施することができる。

無機粉体に対して不活性な雰囲気下で、サイクルアニールを含む熱処理を実施することが好ましい。無機粉体に対して不活性な雰囲気が空気以外の雰囲気の場合には、熱処理開始前に、炉内を無機粉体に対して不活性な雰囲気に変える操作を行うことが好ましい。

例えば、無機粉体が酸化物の場合、熱処理雰囲気としては、真空雰囲気、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気、酸素等の酸化ガス雰囲気、又は酸化ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気が好ましい。無機粉体が非酸化物の場合、熱処理雰囲気としては、真空雰囲気、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気、水素等の還元ガス雰囲気、又は還元ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気が好ましい。

また、無機粉体が、蒸気圧の比較的高いＡｓ等の元素を含む場合、結晶のストイキオメトリーを保つために、熱処理雰囲気としては、無機粉体に含まれる蒸気圧の高い元素を含む雰囲気が好ましい。例えば無機粉体がＡｓを含むＧａＡｓ等の場合、サイクルアニールを行う第１の加熱炉に、内部にＡｓ含有物質を載置した第２の加熱炉を連結し、第２の加熱炉内でＡｓを昇華させて第１の加熱炉内に導入することで、第１の加熱炉内において、Ａｓ含有雰囲気下で熱処理を行うことができ、アニール対象からのＡｓの昇華を抑制し、ストイキオメトリーを保つことができる。Ａｓの昇華温度は２００℃程度であるので、第２の加熱炉は２００℃程度又はそれ以上に設定すればよい。

本発明の熱処理方法においては、例えば、図１に示すようなパターンでサイクルアニールを実施することができる。

図１に示す例では、常温から一定の昇温速度で昇温し、サイクルアニールの最高温度Ｔ_Ｈ（絶対温度Ｋ）に到達した後、サイクルアニールを開始している。この例では、サイクルアニールの最高温度Ｔ_Ｈ（Ｋ）からサイクルアニールの最低温度Ｔ_Ｌ（Ｋ）まで連続的に降温し、続いてサイクルアニールの最低温度Ｔ_Ｌ（Ｋ）からサイクルアニールの最高温度Ｔ_Ｈ（Ｋ）まで連続的に昇温する熱処理を一周期として、この熱処理を複数周期繰り返している。この例では、周期数をｎ（回）（ｎ≧２）としたとき、サイクルアニールを開始してから第１番目〜第ｎ番目のいずれの周期についても、熱処理条件を同じ条件としている。すなわち、いずれの周期についても、昇温と降温の折り返し点の温度（最低温度と最高温度）及び一周期の時間を、同じ条件としている。この例では、サイクルアニール終了後、一定の降温速度で降温し、常温に戻している。

各周期について、相対的に高い温度から相対的に低い温度に降温し、相対的に低い温度から相対的に高い温度に昇温する熱処理が含まれれば、各周期の熱処理条件（昇温と降温の折り返し点の温度（最低温度と最高温度）及び一周期の時間）は変えても構わない。

はじめに常温から昇温する工程の中でサイクルアニールを実施しても構わないし、最後に常温まで降温する工程の中でサイクルアニールを実施しても構わない。

サイクルアニールと等温アニールとを組み合わせても構わない。等温アニールは、サイクルアニール前、サイクルアニール後、サイクルアニール中のいずれに実施しても構わない。

本発明では、サイクルアニールを実施し、必要に応じて等温アニールを組み合わせる構成を採用している。かかる構成では、等温アニールのみを実施する場合よりも、様々な格子欠陥（原子空孔、複空孔、不純物原子、ドーパントの偏析、格子間原子、転位、析出物、積層欠陥等）を効果的に低減することができ、結晶の完全性を効果的に高めることができる。

本発明者は、この理由を以下のように推察している。

サイクルアニールでは、アニール温度が周期的に大きく変動するため、これによって無機粉体をなす各粒子内に僅かながらも熱勾配が発生する。具体的には、各粒子は、昇温時には中心部分が外側部分より温度が低くなり、降温時には中心部分が外側部分より温度が高くなる傾向にある。この中心部分と外側部分との温度差がドライビングフォースとなって、空孔や原子の双方向の移動が起こりやすくなると考えられる。空孔や原子が移動して何らかのシンクに到達すると、そこでトラップされて安定な状態となり、それ以上移動しにくくなると考えられる。例えば、微細な孔（Pore）等があれば、そこに格子間原子がトラップされて、安定な状態になると考えられる。

また、上記熱勾配に起因する僅かな応力によって、すべり面上を転位が双方向に動きやすくなり、アニール温度の上昇下降に伴う原子空孔の増減によって、転位の上昇運動がより活発になるので、これらの結果として、すべり面が変わる確率が高くなると考えられる。すべり面が変わることにより、同一すべり面上を双方向に動く異符号の転位同士の遭遇する確率が増して、転位の消滅が加速すると考えられる。

以上のように、アニール温度が周期的に大きく変動することで無機粉体をなす各粒子内に生じる熱勾配によって、様々な格子欠陥が低減されると考えられる。等温アニールを実施するだけでは、無機粉体をなす各粒子内に熱勾配が生じないので、等温アニール時間を長くするなどしても、本発明のように格子欠陥を効果的に低減することはできない。

サイクルアニールの周期ごとに、昇温と降温の折り返し点の温度（最低温度と最高温度）は変えてもよいし、変えなくてもよい。いずれにせよ、サイクルアニールの最低温度Ｔ_Ｌと最高温度Ｔ_Ｈとが、下記式（１）を充足するように、サイクルアニールを実施することが好ましい。
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（１）
（式中、Ｔ_ｍは無機粉体の融点（絶対温度Ｋ）である。融点がなく、溶融せずに昇華する性質を有する無機粉体の場合には、Ｔ_ｍは昇華温度（Ｋ）とする。）

一般的に、半導体やセラミックス等では、材料の脆性破壊と塑性変形の境界が０．４５Ｔ_ｍ付近である。この温度未満では、格子が動かず、転位の移動等が起こらなくなるので、この温度未満の熱処理を実施してもその間は格子欠陥の低減効果は期待できない。したがって、０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌとすることで、格子欠陥の低減効果が効率よく得られる。

発生する熱勾配を大きくでき、格子欠陥の低減効果がより大きく得られることから、最高温度Ｔ_Ｈは、融点Ｔ_ｍより低い範囲内でなるべく高く設定することが好ましい。また、最低温度Ｔ_Ｌと最高温度Ｔ_Ｈの差は大きい方が、好ましい。具体的には、下記式（２）、特に下記式（３）を充足する条件で、サイクルアニールを実施することが好ましい。
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｈ、０．５５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（２）
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜０．５５Ｔ_ｍ、０．７５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（３）

サイクルアニールの一周期の時間ｔ（分）は、周期ごとに変えてもよいし、変えなくてもよい。いずれにせよ、任意の一周期に着目した場合、本発明の熱処理方法においては、下記式（４）を充足する条件で、サイクルアニールを実施することが好ましい。
１０≦ｔ≦６００・・・（４）
（式中、ｔはサイクルアニールの任意の一周期の時間（分）である。）

一周期の時間ｔ（分）が短くなりすぎると、周期内の昇温と降温とが設定通りに起こらなくなくなり、設定通りのサイクルアニールを実施できなくなる恐れがある。一周期の時間ｔ（分）が長くなりすぎると、温度変動が小さくなり、熱勾配の発生が小さくなるので、格子欠陥の低減効果が効果的に得られなくなる恐れがある。上記式（４）を充足する条件であれば、設定通りのサイクルアニールを安定的に実施することができ、格子欠陥の低減効果が効果的に得られる。

サイクルアニールの周期数ｎは２回以上であれば特に制限なく、格子欠陥の低減効果とコストの観点から、３〜１０回が好ましい。

本発明の熱処理方法によれば、単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体に含まれる様々な格子欠陥（原子空孔、複空孔、不純物原子、ドーパントの偏析、格子間原子、転位、析出物、積層欠陥等）を低減して、結晶の完全性を高めることができる。

本発明の熱処理方法によれば、結晶の完全性を高めることができるので、材料が本来持っている機能を最大限に引き出すことができる。例えば、蛍光材等に使用される発光性セラミックス粉体であれば、励起された光子の失活の要因である格子欠陥を低減できるので、蛍光強度を向上することができる。

本発明の熱処理方法によれば、結晶の完全性が高く高品質な無機粉体を提供することができる。

本発明に係る実施例及び比較例について説明する。

（実施例１）
アニール対象の無機粉体として、Ｎｄドープ量０．９モル％のＮｄドープＹＡＧ（０．９％Ｎｄ：ＹＡＧ）の多結晶粉体（融点Ｔ_ｍ＝２２４３Ｋ）を調製した。

原料粉末として、Ｙ_２Ｏ_３粉末、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、及びＮｄ_２Ｏ_３粉末（いずれも純度９９．９９％）を用い、所望の組成になるようにそれぞれ秤量した。これら粉末に、ＴＥＯＳ（Tetraethyl orthosilicate）、適量のバインダ、及びエチルアルコールを加え、ポットミルで１０時間湿式混合を行った。

得られた混合粉末スラリー中のエチルアルコールをロータリーエバポレーターを用いて除去した後、得られた粉末をニヤネット成型して、１０ｍｍφ×２ｍｍ厚の大きさの圧縮成型体を得た。残留有機成分を除去する目的で、得られた圧縮成型体を１２００℃で１２０分間仮焼成した。

その後、１×１０^−３Ｐａの真空雰囲気下、シンタリング（本焼成）を実施し、多結晶焼結体を得た。シンタリング条件は、２０２３Ｋ（＝０．９Ｔ_ｍ、１７５０℃）、１２０分（＝２時間）とした。

多結晶焼結体をボールミルにより粉砕し、得られた多結晶無機粉体に対して分級及び純水洗浄を行ったもの（平均粒径２０μｍ）を、アニール対象とした。

アニール対象の多結晶無機粉体に対して、１×１０^−３Ｐａの真空雰囲気下、図１と同様のパターンで熱処理を実施した。

常温から略一定の昇温速度で昇温し、６０分かけて１６８３Ｋ（＝０．７５Ｔ_ｍ、１４１０℃）まで昇温した。続いて、この温度をサイクルアニールの最高温度Ｔ_Ｈとし、サイクルアニールの最低温度Ｔ_Ｌを１１２３Ｋ（＝０．５Ｔ_ｍ、８５０℃）とし、最高温度Ｔ_Ｈから最低温度Ｔ_Ｌまで連続的に降温し、最低温度Ｔ_Ｌから最高温度Ｔ_Ｈまで連続的に昇温する熱処理を一周期とするサイクルアニールを実施した。周期数ｎは３回とした。各周期の熱処理条件（最低温度、最高温度、及び一周期の時間）は同一とした。一周期の時間ｔは６０分とした。上記サイクルアニール終了後、１８０分かけて、サイクルアニール終了時の温度である１６８３Ｋ（１４１０℃）から常温まで略一定の降温速度で降温した。

（実施例２〜６）
サイクルアニールの最高温度Ｔ_Ｈ、サイクルアニールの最低温度Ｔ_Ｌ、及び周期数ｎを、表１及び表２に示す条件とした以外は、実施例１と同様にして、多結晶無機粉体に対して、サイクルアニールを含む熱処理を実施した。

（比較例１）
実施例１において、多結晶焼結体をボールミルにより粉砕して得られた多結晶無機粉体に対して、分級・洗浄・サイクルアニールを行わず、そのまま評価に供した。

（比較例２）
実施例１と同じアニール対象に対して、等温アニールを実施した。
常温から略一定の昇温速度で昇温し、６０分かけて１６８３Ｋ（＝０．７５Ｔ_ｍ、１４１０℃）まで昇温した。この温度を１８０分保持して等温アニールを実施し、その後、１８０分かけて等温アニールの温度から常温まで略一定の降温速度で降温した。比較例２の等温アニール時間（１８０分）は、実施例１のサイクルアニール時間（３周期の合計時間）に等しく、設定した。

（評価項目、評価方法）
１）蛍光強度
光スペクトルアナライザーを用いて、各例の多結晶無機粉体の蛍光スペクトルを測定した。励起光源として波長８０８ｎｍの半導体レーザを用い、１０６４ｎｍ付近の蛍光ピーク強度を測定した。蛍光ピーク強度は、アニールを実施しなかった比較例１のデータを１００としたときの相対値で評価した。

２）転位密度
各例の多結晶無機粉体をメノー乳鉢で磨りつぶし、得られた破片１０個について劈開した｛１１１｝面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察し、転位密度を測定した。

（結果）
各例の熱処理条件と評価結果を表１〜表３に示す。
アニールを実施しなかった比較例１が基準となる。等温アニールのみを実施した比較例２に対して、サイクルアニールを実施した実施例１〜５ではいずれも、転位密度が大きく低減され、蛍光強度が大きく向上した。

本発明の熱処理方法は、蛍光材等の用途に使用される単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体に好ましく適用することができる。

サイクルアニールのパターン例を示す図

Claims

単結晶構造又は多結晶構造の無機粉体に対して、周期数２回以上のサイクルアニールを実施することを特徴とする熱処理方法。
下記式（１）を充足する条件で、前記サイクルアニールを実施することを特徴とする請求項１に記載の熱処理方法。
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（１）
（式中、Ｔ_ｍは無機粉体の融点（Ｋ）である。融点がなく、溶融せずに昇華する性質を有する無機粉体の場合には、Ｔ_ｍは昇華温度（Ｋ）とする。Ｔ_Ｌ（Ｋ）はサイクルアニールの最低温度である。Ｔ_Ｈ（Ｋ）はサイクルアニールの最高温度である。）
下記式（２）を充足する条件で、前記サイクルアニールを実施することを特徴とする請求項１に記載の熱処理方法。
０．４５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｌ＜Ｔ_Ｈ、０．５５Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ｍ・・・（２）
（式中、Ｔ_ｍは無機粉体の融点（Ｋ）である。融点がなく、溶融せずに昇華する性質を有する無機粉体の場合には、Ｔ_ｍは昇華温度（Ｋ）とする。Ｔ_Ｌ（Ｋ）はサイクルアニールの最低温度である。Ｔ_Ｈ（Ｋ）はサイクルアニールの最高温度である。）
下記式（４）を充足する条件で、前記サイクルアニールを実施することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱処理方法。
１０≦ｔ≦６００・・・（４）
（式中、ｔはサイクルアニールの任意の一周期の時間（分）である。）
前記無機粉体に対して不活性な雰囲気下で、前記サイクルアニールを実施することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱処理方法。
前記無機粉体が、金属、半導体、セラミックス、及び磁性体のうちいずれかからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱処理方法。
請求項１〜６のいずれかに記載の熱処理方法により処理されたものであることを特徴とする無機粉体。