JP2950324B1 - 酸化ガリウムおよびその製造方法 - Google Patents
酸化ガリウムおよびその製造方法Info
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Abstract
【要約】
【解決課題】 高充填率の焼結体を得るための酸化ガ
リウム粉末およびその製造方法の提供。 【解決手段】 金属ガリウムを硝酸に溶解してガリウ
ム溶液とし、シュウ酸の存在下にアンモニウムイオンを
添加して中和することにより水酸化ガリウムを析出さ
せ、洗浄後、カ焼することによる酸化ガリウム粉末の製
造方法、および当該方法により得られる比表面積(BET
値)が５〜１０m2/gであり、０.１〜１０μｍの範囲に粒
子の９９％（体積基準）が含まれる酸化ガリウム粉末。
リウム粉末およびその製造方法の提供。 【解決手段】 金属ガリウムを硝酸に溶解してガリウ
ム溶液とし、シュウ酸の存在下にアンモニウムイオンを
添加して中和することにより水酸化ガリウムを析出さ
せ、洗浄後、カ焼することによる酸化ガリウム粉末の製
造方法、および当該方法により得られる比表面積(BET
値)が５〜１０m2/gであり、０.１〜１０μｍの範囲に粒
子の９９％（体積基準）が含まれる酸化ガリウム粉末。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターゲット材などの製
造原料として有用な、シャープな粒径分布を有する酸化
ガリウム粉末およびその製造方法に関する。
造原料として有用な、シャープな粒径分布を有する酸化
ガリウム粉末およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化ガリウム(Ｇａ2Ｏ3）は、蛍光体原
料、レーザーダイオード、ガリウム−ヒ素半導体の製造
原料などに用いられる。また、最近では、ガリウムをド
ープした酸化亜鉛薄膜が、比較的高温でも優れた安定性
・導電性を示すことが見出されており、太陽電池やプラ
ズマディスプレイ等に用いる透明導電膜としての用途が
開発されつつある。このような用途では、酸化ガリウム
を含有するターゲット材が用いられるが、ターゲット材
の製造には、高充填性を達成し得るシャープな粒径分布
を有する酸化ガリウム粉末が必要となる。
料、レーザーダイオード、ガリウム−ヒ素半導体の製造
原料などに用いられる。また、最近では、ガリウムをド
ープした酸化亜鉛薄膜が、比較的高温でも優れた安定性
・導電性を示すことが見出されており、太陽電池やプラ
ズマディスプレイ等に用いる透明導電膜としての用途が
開発されつつある。このような用途では、酸化ガリウム
を含有するターゲット材が用いられるが、ターゲット材
の製造には、高充填性を達成し得るシャープな粒径分布
を有する酸化ガリウム粉末が必要となる。
【０００３】従来、酸化ガリウム粉末の製造方法として
は、金属ガリウムを硝酸に溶解し、得られた硝酸ガリウ
ム溶液にアンモニア水を添加することにより、水酸化ガ
リウムを沈殿として回収し、これをカ焼して酸化ガリウ
ム粉末を得る方法が知られている。また、硝酸アンモニ
ウム溶液を電解液とし、金属ガリウムを陽極として電気
分解することにより、電解槽中に沈殿する水酸化ガリウ
ムを回収し、これをカ焼して酸化ガリウム粉末を得る方
法も検討されている。
は、金属ガリウムを硝酸に溶解し、得られた硝酸ガリウ
ム溶液にアンモニア水を添加することにより、水酸化ガ
リウムを沈殿として回収し、これをカ焼して酸化ガリウ
ム粉末を得る方法が知られている。また、硝酸アンモニ
ウム溶液を電解液とし、金属ガリウムを陽極として電気
分解することにより、電解槽中に沈殿する水酸化ガリウ
ムを回収し、これをカ焼して酸化ガリウム粉末を得る方
法も検討されている。
【０００４】しかし、上述の中和法による酸化ガリウム
粉末は、粒度が不揃いで粒度分布の分散が大きいため高
充填率の焼結体を得ることが難しい。また、電解法で
は、均一な酸化ガリウム粉末を得るための条件設定が困
難であり、高充填率が要求されるターゲット材の製造に
用いるのは難しい。
粉末は、粒度が不揃いで粒度分布の分散が大きいため高
充填率の焼結体を得ることが難しい。また、電解法で
は、均一な酸化ガリウム粉末を得るための条件設定が困
難であり、高充填率が要求されるターゲット材の製造に
用いるのは難しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、従来法では実現の難しい高充填率の焼結体を得るた
めの酸化ガリウム粉末およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
は、従来法では実現の難しい高充填率の焼結体を得るた
めの酸化ガリウム粉末およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題解決の手段】本出願人は、中和法において、シュ
ウ酸の存在下、特定の条件で中和を進行させることによ
り、粒度分布のシャープな酸化ガリウム粉末が得られる
こと、当該粉末を用いることにより高充填率の焼結体が
得られることを見出し本発明を完成するに至った。すな
わち、本発明は、以下のガリウム粉末およびその製造方
法を提供する。 （１）比表面積(BET値)が３〜１０m2/gであり、０.１〜
１０μｍの範囲に粒子の９９％（体積基準）が含まれる
酸化ガリウム粉末。 （２）５０％累積粒径（体積基準）が１〜１０μｍの範
囲内の値である前記１に記載の酸化ガリウム粉末。 （３）金属ガリウムを硝酸に溶解してガリウム溶液と
し、アンモニウムイオンを添加して中和することにより
水酸化ガリウムを析出させ、濾別、洗浄後、カ焼して酸
化ガリウム粉末を製造する方法であって、前記中和反応
をシュウ酸の存在下に進行させることを特徴とする酸化
ガリウム粉末の製造方法。 （４）ガリウムイオン１モルに対し、０.２〜２.５モル
のシュウ酸を添加する前記３に記載の酸化ガリウム粉末
の製造方法。
ウ酸の存在下、特定の条件で中和を進行させることによ
り、粒度分布のシャープな酸化ガリウム粉末が得られる
こと、当該粉末を用いることにより高充填率の焼結体が
得られることを見出し本発明を完成するに至った。すな
わち、本発明は、以下のガリウム粉末およびその製造方
法を提供する。 （１）比表面積(BET値)が３〜１０m2/gであり、０.１〜
１０μｍの範囲に粒子の９９％（体積基準）が含まれる
酸化ガリウム粉末。 （２）５０％累積粒径（体積基準）が１〜１０μｍの範
囲内の値である前記１に記載の酸化ガリウム粉末。 （３）金属ガリウムを硝酸に溶解してガリウム溶液と
し、アンモニウムイオンを添加して中和することにより
水酸化ガリウムを析出させ、濾別、洗浄後、カ焼して酸
化ガリウム粉末を製造する方法であって、前記中和反応
をシュウ酸の存在下に進行させることを特徴とする酸化
ガリウム粉末の製造方法。 （４）ガリウムイオン１モルに対し、０.２〜２.５モル
のシュウ酸を添加する前記３に記載の酸化ガリウム粉末
の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】(Ｉ)酸化ガリウム粉末 本発明の酸化ガリウム粉末は、比表面積（BET値）が３
〜１０m2/gであって、０.１〜１０μｍの範囲に粒子の
９９％(体積基準)が含まれる酸化ガリウム粉末である。
さらに５０％累積粒径（体積基準）が１〜１０μｍ、好
ましくは１〜７μｍ、より好ましくは１〜３μｍの範囲
内の値となる酸化ガリウム粉末である。本発明の酸化ガ
リウム粉末は、以上のように、シャープな粒度分布を有
するので、圧粉体として焼結したときに高い充填率を実
現することが可能である。具体的には理論密度に対して
９９％以上を達成することが可能であり、ターゲット材
の製造原料として極めて有用である。本発明の酸化ガリ
ウム粉末は、以下の方法により製造される。
〜１０m2/gであって、０.１〜１０μｍの範囲に粒子の
９９％(体積基準)が含まれる酸化ガリウム粉末である。
さらに５０％累積粒径（体積基準）が１〜１０μｍ、好
ましくは１〜７μｍ、より好ましくは１〜３μｍの範囲
内の値となる酸化ガリウム粉末である。本発明の酸化ガ
リウム粉末は、以上のように、シャープな粒度分布を有
するので、圧粉体として焼結したときに高い充填率を実
現することが可能である。具体的には理論密度に対して
９９％以上を達成することが可能であり、ターゲット材
の製造原料として極めて有用である。本発明の酸化ガリ
ウム粉末は、以下の方法により製造される。
【０００８】(II)酸化ガリウム粉末の製造方法 本発明の酸化ガリウムの製造方法は、図１に模式的に示
すように、(i)金属ガリウムを酸に溶解してガリウム溶
液を調整する工程、(ii)得られた溶液にシュウ酸を添加
し特定の条件下で中和することにより水酸化ガリウムを
析出させる工程、(iii)得られた水酸化ガリウムを回収
・洗浄する工程、および(iv)水酸化ガリウムをカ焼して
酸化物とする工程を含む。
すように、(i)金属ガリウムを酸に溶解してガリウム溶
液を調整する工程、(ii)得られた溶液にシュウ酸を添加
し特定の条件下で中和することにより水酸化ガリウムを
析出させる工程、(iii)得られた水酸化ガリウムを回収
・洗浄する工程、および(iv)水酸化ガリウムをカ焼して
酸化物とする工程を含む。
【０００９】(i)第１工程（ガリウム溶液の調製） 本発明で原料として用いる金属ガリウムは、目的とする
酸化ガリウムの用途に応じた純度を有するものであれば
よい。通常は９９.９％以上、好ましくは９９.９９％以
上、より好ましくは９９.９９９％以上の純度を有する
金属ガリウムを用いる。ガリウムは硝酸を用いて溶解す
る。ガリウムは硫酸、塩酸などの他の鉱酸にも溶解する
が、これらの酸を用いた場合には、得られる酸化ガリウ
ム中に硫酸根、塩素が残留し好ましくない。硝酸濃度は
特に限定されないが、好ましくは１０〜６５重量％
（１.５〜１４Ｎ）程度であればよい。濃度が低すぎる
と溶解速度が遅い。溶解は、加熱下、好ましくは４０℃
以上で行なう。硝酸へのガリウムの溶解は発熱反応であ
るが、液温を高めることにより迅速かつ高濃度での溶解
が可能となる。
酸化ガリウムの用途に応じた純度を有するものであれば
よい。通常は９９.９％以上、好ましくは９９.９９％以
上、より好ましくは９９.９９９％以上の純度を有する
金属ガリウムを用いる。ガリウムは硝酸を用いて溶解す
る。ガリウムは硫酸、塩酸などの他の鉱酸にも溶解する
が、これらの酸を用いた場合には、得られる酸化ガリウ
ム中に硫酸根、塩素が残留し好ましくない。硝酸濃度は
特に限定されないが、好ましくは１０〜６５重量％
（１.５〜１４Ｎ）程度であればよい。濃度が低すぎる
と溶解速度が遅い。溶解は、加熱下、好ましくは４０℃
以上で行なう。硝酸へのガリウムの溶解は発熱反応であ
るが、液温を高めることにより迅速かつ高濃度での溶解
が可能となる。
【００１０】(ii)第２工程（水酸化物の析出） 第１工程で得られた溶液は濾過し、濃度を調整した後、
シュウ酸を添加し、特定範囲のｐＨ条件下で加温するこ
とにより水酸化ガリウムを析出させる。シュウ酸を添加
するに先立ち、好ましくは溶液を希釈してガリウムイオ
ンの濃度を調整する。ガリウムイオンの液中濃度として
２〜４モル/L程度が好ましい。２モル／Ｌ未満でも反応
は進行するが、効率が悪い。４モル/Lを超える高濃度と
した場合には中和段階で得られる粒子が粗大なものとな
りやすい。
シュウ酸を添加し、特定範囲のｐＨ条件下で加温するこ
とにより水酸化ガリウムを析出させる。シュウ酸を添加
するに先立ち、好ましくは溶液を希釈してガリウムイオ
ンの濃度を調整する。ガリウムイオンの液中濃度として
２〜４モル/L程度が好ましい。２モル／Ｌ未満でも反応
は進行するが、効率が悪い。４モル/Lを超える高濃度と
した場合には中和段階で得られる粒子が粗大なものとな
りやすい。
【００１１】次いで、シュウ酸を添加する。シュウ酸を
添加することによりシュウ酸ガリウムの微結晶が生成す
るため、次の中和段階で水酸化ガリウム粒子の凝集が抑
制され、粒度分布の狭い水酸化ガリウム粉末が得られる
こととなる。シュウ酸はガリウムイオン１モルに対し、
好ましくは０.２〜２.５モルの範囲で添加する。０.２
モル未満ではシュウ酸添加の効果が十分に得られない。
２.５モルを超える量を用いても効果の改善はなくコス
トが高くなる。しかも、過剰なシュウ酸を添加すると却
って粒子が粗大化する。より好ましくはガリウムイオン
１モルに対し０.５〜２.０モルのシュウ酸を添加する。
添加することによりシュウ酸ガリウムの微結晶が生成す
るため、次の中和段階で水酸化ガリウム粒子の凝集が抑
制され、粒度分布の狭い水酸化ガリウム粉末が得られる
こととなる。シュウ酸はガリウムイオン１モルに対し、
好ましくは０.２〜２.５モルの範囲で添加する。０.２
モル未満ではシュウ酸添加の効果が十分に得られない。
２.５モルを超える量を用いても効果の改善はなくコス
トが高くなる。しかも、過剰なシュウ酸を添加すると却
って粒子が粗大化する。より好ましくはガリウムイオン
１モルに対し０.５〜２.０モルのシュウ酸を添加する。
【００１２】次に、塩基を添加して液性を調整する。好
ましくはｐＨ２〜５の範囲が適当である。ｐＨ２未満で
は水酸化ガリウムが十分に析出しない。ｐＨ５を超える
と粒度分布の制御が困難になる。より好ましくはｐＨ３
〜４の範囲とする。添加する塩基は、アンモニア水ある
いは、炭酸水素アンモニウムなど酸性条件下でアンモニ
アを生じる塩である。アンモニア水を用いる場合、その
濃度は、好ましくは５〜２０重量％、より好ましくは１
０〜１５重量％程度である。アンモニア濃度がこれより
低過ぎると水酸化ガリウムが十分に生成しない。またア
ンモニア濃度が高過ぎると、アンモニアを添加した際
に、添加部分において水酸化物への転換が急激に進行
し、粒度分布の制御が困難になる。炭酸水素アンモニウ
ムなどのアンモニウム塩を用いる場合も上記に準じて濃
度を調節すればよい。
ましくはｐＨ２〜５の範囲が適当である。ｐＨ２未満で
は水酸化ガリウムが十分に析出しない。ｐＨ５を超える
と粒度分布の制御が困難になる。より好ましくはｐＨ３
〜４の範囲とする。添加する塩基は、アンモニア水ある
いは、炭酸水素アンモニウムなど酸性条件下でアンモニ
アを生じる塩である。アンモニア水を用いる場合、その
濃度は、好ましくは５〜２０重量％、より好ましくは１
０〜１５重量％程度である。アンモニア濃度がこれより
低過ぎると水酸化ガリウムが十分に生成しない。またア
ンモニア濃度が高過ぎると、アンモニアを添加した際
に、添加部分において水酸化物への転換が急激に進行
し、粒度分布の制御が困難になる。炭酸水素アンモニウ
ムなどのアンモニウム塩を用いる場合も上記に準じて濃
度を調節すればよい。
【００１３】アンモニアの添加速度は、ＮＨ4ＯＨ換算
で好ましくは０.１〜１０g/minであればよい。アンモニ
アの添加速度が高すぎるとアンモニア濃度が高すぎる場
合と同様の問題が生じる。低すぎると効率が悪い。より
好ましくは１〜５g/minの範囲とする。アンモニアの添
加は、３０〜７０℃の範囲で行うのが好ましい。３０℃
未満では粒子の成長が不十分で粒度分布のバラツキが大
きくなる。一方、７０℃を超えると粒成長が進みすぎて
所定の粒径の粉末を得ることが難しくなる。より好まし
くは４０〜６０℃の範囲とする。
で好ましくは０.１〜１０g/minであればよい。アンモニ
アの添加速度が高すぎるとアンモニア濃度が高すぎる場
合と同様の問題が生じる。低すぎると効率が悪い。より
好ましくは１〜５g/minの範囲とする。アンモニアの添
加は、３０〜７０℃の範囲で行うのが好ましい。３０℃
未満では粒子の成長が不十分で粒度分布のバラツキが大
きくなる。一方、７０℃を超えると粒成長が進みすぎて
所定の粒径の粉末を得ることが難しくなる。より好まし
くは４０〜６０℃の範囲とする。
【００１４】(iii)第３工程（水酸化物の洗浄） 上記工程を経て得た水酸化物を濾別し、水およびアルコ
ールなどにより洗浄する。洗浄は慣用の方法により行え
ばよいが、固液比を１：２０〜１：８０、望ましくは
１：４０〜１：６０程度の範囲として複数回（純度を重
視する場合は４回程度）、繰り返すことが好ましい。水
洗後、エタノールでさらに洗浄して粒子間に存在する水
分を除く。
ールなどにより洗浄する。洗浄は慣用の方法により行え
ばよいが、固液比を１：２０〜１：８０、望ましくは
１：４０〜１：６０程度の範囲として複数回（純度を重
視する場合は４回程度）、繰り返すことが好ましい。水
洗後、エタノールでさらに洗浄して粒子間に存在する水
分を除く。
【００１５】(iv)第４工程（酸化物の調製） 得られた水酸化物沈殿は、乾燥後、カ焼することにより
酸化物に転換する。カ焼工程は、真空中、大気中、酸素
ガス中等の雰囲気で、通常、５００〜１２００℃の温度
範囲で行なう。５００℃未満では酸化物への転換が十分
に進行しないおそれがある。１２００℃を超えての加熱
は、粒子の凝集などをもたらし好ましくない。経済性お
よび得られる粉末の物性を考慮すると、大気中、７００
〜１０００℃の範囲でカ焼することが好ましい。カ焼
は、加熱温度にもよるが通常は１〜５時間程度であれば
よい。
酸化物に転換する。カ焼工程は、真空中、大気中、酸素
ガス中等の雰囲気で、通常、５００〜１２００℃の温度
範囲で行なう。５００℃未満では酸化物への転換が十分
に進行しないおそれがある。１２００℃を超えての加熱
は、粒子の凝集などをもたらし好ましくない。経済性お
よび得られる粉末の物性を考慮すると、大気中、７００
〜１０００℃の範囲でカ焼することが好ましい。カ焼
は、加熱温度にもよるが通常は１〜５時間程度であれば
よい。
【００１６】
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明を具
体的に示す。なお、以下の例において、比表面積および
粒度分布の測定は次の方法により行なった。 (i)比表面積：試料粉末を室温にて３０分間脱気した
後、比表面積測定計（QUANTACHROME製AUTOSORB-1MP）を
用いてBET３点法により測定した。 (ii)粒度分布：レーザー式粒度分布測定装置（LEED & N
ORTHRUP製マイクロトラックFRA)により二次粒子の粒度
分布を求めた。
体的に示す。なお、以下の例において、比表面積および
粒度分布の測定は次の方法により行なった。 (i)比表面積：試料粉末を室温にて３０分間脱気した
後、比表面積測定計（QUANTACHROME製AUTOSORB-1MP）を
用いてBET３点法により測定した。 (ii)粒度分布：レーザー式粒度分布測定装置（LEED & N
ORTHRUP製マイクロトラックFRA)により二次粒子の粒度
分布を求めた。
【００１７】実施例１〜３ 純度９９.９９％の金属ガリウム６５gを１１Ｎ（５２
％）硝酸に溶解し、純水にて濃度を調節し、２.２モル/
Lの硝酸ガリウム水溶液０.４２Lを調製した。十分に撹
拌しながら、０.５モル/L（実施例１）、１モル/L（実
施例２）および３モル/L（実施例３）のシュウ酸水溶液
０.５Lを添加し、しかる後、液温を４０℃に保ち１２重
量％のアンモニア水を１０mL/minの割合で１０分間にわ
たって添加した。得られた液を濾過し、分離した沈殿を
固液比が１：４０になる割合の純水に投じ加圧濾過する
過程を４回繰り返し、さらにエタノールを用いて洗浄し
た。かくして得られた水酸化ガリウムを１１０℃で乾燥
し、大気中９３０℃で３時間加熱することにより酸化ガ
リウム約８２gを得た。これらの実施例１〜３で得られ
た酸化ガリウムの比表面積および粒度分布の測定結果を
表１に示す。また、実施例２で得られた粉末のヒストグ
ラムを図２に、そのSEM写真を図３に示す。
％）硝酸に溶解し、純水にて濃度を調節し、２.２モル/
Lの硝酸ガリウム水溶液０.４２Lを調製した。十分に撹
拌しながら、０.５モル/L（実施例１）、１モル/L（実
施例２）および３モル/L（実施例３）のシュウ酸水溶液
０.５Lを添加し、しかる後、液温を４０℃に保ち１２重
量％のアンモニア水を１０mL/minの割合で１０分間にわ
たって添加した。得られた液を濾過し、分離した沈殿を
固液比が１：４０になる割合の純水に投じ加圧濾過する
過程を４回繰り返し、さらにエタノールを用いて洗浄し
た。かくして得られた水酸化ガリウムを１１０℃で乾燥
し、大気中９３０℃で３時間加熱することにより酸化ガ
リウム約８２gを得た。これらの実施例１〜３で得られ
た酸化ガリウムの比表面積および粒度分布の測定結果を
表１に示す。また、実施例２で得られた粉末のヒストグ
ラムを図２に、そのSEM写真を図３に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】実施例４〜５ 中和時の液温を変更したほかは実施例２と同様にして水
酸化ガリウム沈殿を生成し、これを同様に洗浄、乾燥、
カ焼して酸化ガリウム粉末を調製した。これらの酸化ガ
リウムの比表面積および粒度分布も併せて表１に示す。
酸化ガリウム沈殿を生成し、これを同様に洗浄、乾燥、
カ焼して酸化ガリウム粉末を調製した。これらの酸化ガ
リウムの比表面積および粒度分布も併せて表１に示す。
【００２０】比較例１〜２ 添加するシュウ酸濃度を変更したほかは実施例２と同様
にして水酸化ガリウム沈殿を生成し、これを同様に洗
浄、乾燥、カ焼して酸化ガリウム粉末を得た。これらの
酸化ガリウムの比表面積および粒度分布を表１に併せて
示す。また、比較例１で得られた粉末のSEM写真を図４
に示す。
にして水酸化ガリウム沈殿を生成し、これを同様に洗
浄、乾燥、カ焼して酸化ガリウム粉末を得た。これらの
酸化ガリウムの比表面積および粒度分布を表１に併せて
示す。また、比較例１で得られた粉末のSEM写真を図４
に示す。
【００２１】これらの例に示すように、本発明に従いシ
ュウ酸を添加した状態で中和を行なった場合には、シャ
ープな粒度分布を有する酸化ガリウム粉末が概ね球状の
二次粒子として得られるのに対し、シュウ酸添加を行わ
ないか添加量が不十分な場合(比較例１)には、針状の粗
大結晶となり粒度分布の広がりも大きくなる。また、シ
ュウ酸添加量が過剰な場合(比較例２)にも粒子の粗大化
あるいは粒度分布が広がる傾向が観察される。
ュウ酸を添加した状態で中和を行なった場合には、シャ
ープな粒度分布を有する酸化ガリウム粉末が概ね球状の
二次粒子として得られるのに対し、シュウ酸添加を行わ
ないか添加量が不十分な場合(比較例１)には、針状の粗
大結晶となり粒度分布の広がりも大きくなる。また、シ
ュウ酸添加量が過剰な場合(比較例２)にも粒子の粗大化
あるいは粒度分布が広がる傾向が観察される。
【００２２】比較例３〜４（参考） 表１に示す通り、比較例１〜２においてさらに中和時の
液温を変更して酸化ガリウム粉末を調製した。これらの
酸化ガリウムの比表面積および粒度分布も併せて表１に
示す。比較例１と３、あるいは比較例２と４を対比すれ
ば理解されるように、中和時の液温が高くなると、最終
的に得られる酸化ガリウム粉末の比表面積は小さく、二
次粒子の平均粒径は大きくなる。すなわち、粒子の粗大
化の傾向が見られる。これに対し、本願発明の範囲内で
シュウ酸を添加した場合には（例えば、実施例４、２、
５）、中和時の液温を高めることにより生成する粒子の
比表面積（ＢＥＴ値）が小さくなる傾向は同じである
が、二次粒子の平均粒径は特定の温度範囲（シュウ酸濃
度１.０mol/Lの例では４０℃付近）で最小となる。すな
わち、中和温度の調整により二次粒子の凝集を抑えるこ
とが可能となり、焼結体を得るのに適した酸化ガリウム
粉末が得られる。
液温を変更して酸化ガリウム粉末を調製した。これらの
酸化ガリウムの比表面積および粒度分布も併せて表１に
示す。比較例１と３、あるいは比較例２と４を対比すれ
ば理解されるように、中和時の液温が高くなると、最終
的に得られる酸化ガリウム粉末の比表面積は小さく、二
次粒子の平均粒径は大きくなる。すなわち、粒子の粗大
化の傾向が見られる。これに対し、本願発明の範囲内で
シュウ酸を添加した場合には（例えば、実施例４、２、
５）、中和時の液温を高めることにより生成する粒子の
比表面積（ＢＥＴ値）が小さくなる傾向は同じである
が、二次粒子の平均粒径は特定の温度範囲（シュウ酸濃
度１.０mol/Lの例では４０℃付近）で最小となる。すな
わち、中和温度の調整により二次粒子の凝集を抑えるこ
とが可能となり、焼結体を得るのに適した酸化ガリウム
粉末が得られる。
【００２３】比較例５ 金属ガリウムを溶解するための酸を１４Ｎ硫酸に変更し
たほかは実施例２と同様にして酸化ガリウムの製造を試
みたところ、最終的に得られた酸化ガリウム中には０.
３重量％の硫酸根の検出された（なお、上記の各実施例
による酸化ガリウムでは酸根の残留は認められなかっ
た。）。
たほかは実施例２と同様にして酸化ガリウムの製造を試
みたところ、最終的に得られた酸化ガリウム中には０.
３重量％の硫酸根の検出された（なお、上記の各実施例
による酸化ガリウムでは酸根の残留は認められなかっ
た。）。
【００２４】ターゲット材の調製 実施例１〜５、比較例１、２、３および４で得られた酸
化ガリウム粉末９０gを用い、これに、酸化スズ粉末
（一次粒子のBET比表面積：６.９m2/g、平均二次粒子
径：１０μｍ）１０gをそれぞれ混合して、均一に撹拌
し、得られた粉末を１.５T/cm2の加圧下に板状に成形
し、さらに１６００℃の温度下で５００kg/cm2の熱間プ
レス焼成を２時間かけて行ない、ターゲット用の焼結体
を得た。この焼結体の密度と理論密度の比を表２に示
す。これらの例に示されるように、シャープな粒度分布
を有する本発明の酸化ガリウム粉末では高充填率のター
ゲット材の製造に有用である。
化ガリウム粉末９０gを用い、これに、酸化スズ粉末
（一次粒子のBET比表面積：６.９m2/g、平均二次粒子
径：１０μｍ）１０gをそれぞれ混合して、均一に撹拌
し、得られた粉末を１.５T/cm2の加圧下に板状に成形
し、さらに１６００℃の温度下で５００kg/cm2の熱間プ
レス焼成を２時間かけて行ない、ターゲット用の焼結体
を得た。この焼結体の密度と理論密度の比を表２に示
す。これらの例に示されるように、シャープな粒度分布
を有する本発明の酸化ガリウム粉末では高充填率のター
ゲット材の製造に有用である。
【００２５】
【表２】
【００２６】
【発明の効果】本発明に従いシュウ酸の存在下に中和反
応を行なって得られる酸化ガリウムは粒度分布がシャー
プである。このため、高充填率のターゲット材製造原料
として極めて有用である。
応を行なって得られる酸化ガリウムは粒度分布がシャー
プである。このため、高充填率のターゲット材製造原料
として極めて有用である。
【図１】 本発明による酸化ガリウムの製造工程の概略
を示す流れ図。
を示す流れ図。
【図２】 本発明に従いシュウ酸存在下に中和を行なっ
て得られる酸化ガリウム粉末の粒度分布を示すグラフ。
て得られる酸化ガリウム粉末の粒度分布を示すグラフ。
【図３】 本発明に従いシュウ酸存在下に中和を行なっ
て得られる酸化ガリウム粉末の粒子状態を示す顕微鏡写
真。
て得られる酸化ガリウム粉末の粒子状態を示す顕微鏡写
真。
【図４】 比較例による酸化ガリウム粉末の粒子状態を
示す顕微鏡写真。
示す顕微鏡写真。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01G 1/00 - 23/08 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (4)
- 【請求項１】 比表面積(BET値)が３〜１０m2/gであ
り、０.１〜１０μｍの範囲に粒子の９９％（体積基
準）が含まれる酸化ガリウム粉末。 - 【請求項２】 ５０％累積粒径（体積基準）が１〜１０
μｍの範囲内の値である請求項１に記載の酸化ガリウム
粉末。 - 【請求項３】 金属ガリウムを硝酸に溶解してガリウム
溶液とし、アンモニウムイオンを添加して中和すること
により水酸化ガリウムを析出させ、濾別、洗浄後、カ焼
して酸化ガリウム粉末を製造する方法であって、前記中
和反応をシュウ酸の存在下に進行させることを特徴とす
る酸化ガリウム粉末の製造方法。 - 【請求項４】 ガリウムイオン１モルに対し、０.２〜
２.５モルのシュウ酸を添加する請求項３に記載の酸化
ガリウム粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12877198A JP2950324B1 (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 酸化ガリウムおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12877198A JP2950324B1 (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 酸化ガリウムおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2950324B1 true JP2950324B1 (ja) | 1999-09-20 |
| JPH11322335A JPH11322335A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=14993073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12877198A Expired - Fee Related JP2950324B1 (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 酸化ガリウムおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950324B1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008072486A1 (ja) | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | スパッタリングターゲット及び酸化物半導体膜 |
| WO2010140548A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 酸化物焼結体、その製造方法及び酸化物焼結体製造用原料粉末 |
| JP2011213508A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化ガリウム粉末 |
| JP4649536B1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-03-09 | 三井金属鉱業株式会社 | 酸化ガリウム粉末 |
| JP5588815B2 (ja) * | 2010-10-06 | 2014-09-10 | 三井金属鉱業株式会社 | 酸化ガリウム粉末 |
| JP2012162440A (ja) * | 2011-02-09 | 2012-08-30 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化ガリウム粉末 |
| JP5972907B2 (ja) * | 2012-01-06 | 2016-08-17 | Ｊｘ金属株式会社 | 水酸化ガリウムの製造方法及び酸化ガリウム粉末の製造方法 |
| KR101473716B1 (ko) * | 2013-08-23 | 2014-12-26 | (주)티에스엠 | 갈륨 손실을 최소화한 고순도 구형 산화갈륨 제조방법 |
| JP7126922B2 (ja) * | 2018-10-26 | 2022-08-29 | 株式会社アルバック | 酸化ガリウム粉末の製造方法 |
-
1998
- 1998-05-12 JP JP12877198A patent/JP2950324B1/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 社団法人日本化学会編、「新実験化学講座８ 無機化合物の合成▲Ｉ▼」、昭和５１年１２月２０日、丸善株式会社、２５１頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11322335A (ja) | 1999-11-24 |
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