JP5645015B2

JP5645015B2 - 酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムゾルの製造方法

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Publication number: JP5645015B2
Application number: JP2010542978A
Authority: JP
Inventors: 太田　勇夫; 勇夫太田; なつ美築比地
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2029-12-15
Also published as: CN102256901A; TWI478994B; KR101604021B1; EP2380851B1; JPWO2010071135A1; EP2380851A1; KR20110102469A; EP2380851A4; TW201035262A; WO2010071135A1; US20110281958A1

Description

本発明は、イットリウムのカルボン酸塩とオキシ酢酸ジルコニウムとの混合水溶液を出発原料として水熱処理することを特徴とする酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法及び、その水性ゾルの水媒体を有機溶媒に置換する工程を含む酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム有機溶媒ゾルの製造方法に関する。

ジルコニウム塩とイットリウム塩との混合水溶液を出発原料とした酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法としては、オキシ塩化ジルコニウムと塩化イットリウムとの混合水溶液をアンモニア水と炭酸水素アンモニウムとの混合水溶液に添加して得たスラリーを１５０℃で加熱した後、塩酸を添加し、二層分離した沈降相を取り出して、水希釈する方法が知られている。この製造方法で得られたゾルに含まれる粒子は、透過型電子顕微鏡観察で２００Å以下であった（特許文献１を参照）。

また、オキシ酢酸ジルコニウム及び希土類金属の酢酸塩の混合液にアルカリ水溶液を添加してｐＨを８以上にしたものを出発原料として、３００〜４００℃、２０〜４０ＭＰａで水熱反応をなすことにより、希土類元素が固溶した酸化ジルコニウム微粒子を製造する方法が開示されている（特許文献２を参照）。

特許３２５０２４３号公報特開２００８−１８４３３９号公報

特許文献１に記載の製造方法では、加熱により生成した酸化ジルコニウム微粒子は二層分離後に解膠されるため、微粒子同士が二次凝集し、透明性の高い酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムゾルを得ることはできない。

また、特許文献２に記載の製造方法では、水熱反応は３００〜４００℃の高い反応温度と２０〜４０ＭＰａの高い反応圧力を条件とするため、その反応装置は少なくとも２０ＭＰａの耐圧設計のものにせざるを得ないという大きな制約があり、高コストの方法となる。従って、上記の製造方法は、酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムゾルの大量生産をするには不利である。

本発明は、水熱反応条件が従来の方法よりも緩和され、且つ得られるコロイド粒子の二次凝集が殆ど生じない透明性の極めて良好なゾルを製造できる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾル及び有機溶媒ゾルの製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、上記の課題を解決するものであり、以下の要旨を有するものである。
第１観点として、イットリウムのカルボン酸塩とオキシ酢酸ジルコニウムとをＹ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比として０．１０〜０．６０の範囲で水に溶解した混合水溶液を、１６０〜２８０℃で２時間以上水熱処理する工程を含むことを特徴とする酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法である。
第２観点として、前記イットリウムのカルボン酸塩が酢酸塩又はクエン酸塩である第１観点に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法である。
第３観点として、前記混合水溶液における前記イットリウムのカルボン酸塩及びオキシ酢酸ジルコニウムの両者の金属酸化物（Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）換算濃度が全質量に対して１〜１０質量％の範囲である第１観点又は第２観点に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法である。
第４観点として、前記混合水溶液におけるＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．２〜２．５の範囲である第１観点乃至第３観点のいずれか１つに記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法である。
第５観点として、前記混合水溶液への酢酸又はクエン酸の添加により、該混合水溶液におけるＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比を１．２〜２．５の範囲に調整する第４観点に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法である。
第６観点として、前記混合水溶液のｐＨが４．０〜５．５である第１観点乃至第５観点のいずれか１つに記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法である。
第７観点として、前記混合水溶液への酢酸又はクエン酸の添加により、該混合水溶液におけるｐＨを４．０〜５．５に調整する第６観点に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法である。
第８観点として、前記水熱処理された前記混合水溶液を更に脱塩処理する工程を含む第１観点乃至第７観点のいずれか１つに記載の酸化イットリウ安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法である。
第９観点として、第１観点乃至第８観点のいずれか１つに記載の製造方法で得られたイットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの水性媒体を有機溶媒置換法により有機溶媒に置換する工程を含むイットリウム安定化酸化ジルコニウム有機溶媒ゾルの製造方法である。

本発明の製造方法により、酸化イットリウム及び酸化ジルコニウムを水に溶解させた混合水溶液から、透過電子顕微鏡観察による一次粒子径が２〜１５ｎｍで粒子径分布が非常に狭く、且つ二次凝集の少ない酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムコロイド粒子の水性ゾルを製造することができる。さらに、本発明の製造方法により、前記酸化イットリウム及び酸化ジルコニウムの両者の金属酸化物（Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）換算濃度を全質量の１〜１０質量％に調整した混合水溶液から、光路長１０ｍｍにおける波長５００ｎｍの光線透過率が７０％以上となる水性ゾルを製造することができる。また本発明の製造方法は、水熱処理条件が２８０℃以下であるため、耐圧及び耐食設計の制限の少ない安価な水熱処理装置を用いることができ、酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの大量生産に適する。さらに、本発明の製造方法により得られた水性ゾルの水媒体を有機溶媒に置換することにより、酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム有機溶媒ゾルを製造することができる。

本発明により製造される酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾル及びその有機溶媒ゾルは、触媒、研磨砥粒、樹脂フィラー、燃料電池の固体電解質等に有用に適用することができる。

図１は実施例３で製造された水性ゾルの乾燥粉末の粉末Ｘ線回折図である。

本発明は、原料としてイットリウムのカルボン酸塩とオキシ酢酸ジルコニウム塩とを使用することを１つの特徴とする。前記原料を水に溶解させた混合水溶液の水熱処理により、酸化イットリウムが酸化ジルコニウムに固溶し、酸化ジルコニウム単体よりも結晶系の破壊が抑制され経時的に安定な、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶体の水性ゾル（以下、酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾル）が製造される。これに対して、原料としてイットリウム及びジルコニウムの塩化物又は硝酸塩等の強酸塩を使用した場合には、水熱処理した際に、酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとの固溶が進行せずに、酸化イットリウム微小コロイド粒子と単斜晶系の酸化ジルコニウムの紡錘状粒子とが分離して生成する。前記酸化ジルコニウムの紡錘状粒子は長径が４０ｎｍ以上に成長するため、生成する水性ゾルの透明性が低いという問題が生じる。

本発明のイットリウムのカルボン酸塩としては、酢酸塩又はクエン酸塩が好ましい。イットリウム酢酸塩はＹ（ＣＨ₃ＣＯＯ）₃・３Ｈ₂Ｏで表される三水和物の粉末として市販のものを入手することができる。イットリウムクエン酸塩は、水酸化イットリウムを１〜２０質量％クエン酸水溶液に室温で溶解することにより、０．２〜３質量％のＹ（Ｃ₆Ｈ₅Ｏ₇）水溶液として得ることができる。

本発明に用いられるジルコニウム塩は、オキシ酢酸ジルコニウムである。オキシ酢酸ジルコニウムは一般式（１）
ＺｒＯ_a（ＣＨ₃ＣＯＯ）_b （１）
（式（１）中、ａは０＜ａ＜２であり、ｂは０＜ｂ＜４であり、かつ、２ａ＋ｂ＝４を満たす。）で表される。オキシ酢酸ジルコニウムは粉末又は水溶液の形態で市販のものを入手することができる。

イットリウムのカルボン酸塩及びオキシ酢酸ジルコニウムは、予め用意された純水にＹ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比として０．１０〜０．６０の範囲となるように添加され、攪拌により均一な混合水溶液に調製される。Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１０未満の場合は、水熱処理後に得られるコロイド粒子が長軸４０ｎｍ以上の紡錘状粒子となり、透明性の低い水性ゾルが生成するため好ましくない。

Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．６０より大きい場合は、酸化イットリウムが酸化ジルコニウムに完全に固溶する範囲を越え、酸化イットリウム成分と酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム成分とに分相するため好ましくない。

また、前記混合水溶液は、イットリウムのカルボン酸塩及びオキシ酢酸ジルコニウムの両者の金属酸化物（Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）換算濃度が全質量の１〜１０質量％、好ましくは１〜５質量％であるように調整される。前記金属酸化物（Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）換算濃度が１質量％未満では生産性が悪くなり、１０質量％より高い場合は得られる水性ゾル中のコロイド粒子が凝集しやすくなるため好ましくない。なお、本明細書中において、金属酸化物（Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）換算濃度は、溶液又は水性ゾルに含まれる金属（イットリウム及びジルコニウム）塩の濃度を、それら金属塩を全て金属酸化物（酸化イットリウム及び酸化ジルコニウム）と置き換えた場合の質量を基準として換算した場合の濃度で、質量％濃度で表される。

また、前記混合水溶液におけるＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比は１．２〜２．５の範囲が好ましい。ＣＯＯＨ基は前記カルボン酸塩に由来するものである。ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．２未満の場合、イットリウムのカルボン酸塩の溶液とオキシ酢酸ジルコニウムとの溶液を混合すると、混合直後にゲル化が始まり好ましくない。ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が２．５より大きい場合、水熱処理後に得られるコロイド粒子が長軸４０ｎｍ以上の紡錘状粒子となり、透明性の低い水性ゾルが生成するため好ましくない。原料であるイットリウムのカルボン酸塩とオキシ酢酸ジルコニウムとを混合した段階でＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．２未満の場合は、前記混合水溶液に酢酸又はクエン酸を添加して、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比を１．２〜２．５の範囲に調整すればよい。前記酢酸又はクエン酸はそれらの純物質又は水溶液の形態で添加しても良いが、水溶液として添加することが好ましい。酢酸又はクエン酸水溶液の好ましい濃度は１〜２０質量％である。

また前記混合水溶液は、そのｐＨが４．０〜５．５に調整される。前記混合水溶液のｐＨが５．５を超える場合は、酢酸又はクエン酸を添加してｐＨ４．０〜５．５の範囲内に調整することができる。酢酸又はクエン酸はそれらの純物質又は水溶液の形態で添加しても良いが、水溶液として添加することが好ましい。酢酸又はクエン酸水溶液の好ましい濃度は１〜２０質量％である。

前記混合水溶液を、耐圧容器に投入された後、１６０〜２８０℃に加熱し、２時間以上水熱処理すると、目的の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルが生成する。水熱処理温度が１６０℃未満の場合、酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムコロイド粒子が充分に生成せずに、未反応の無定形物質が水熱処理後の水性ゾル中に混在するため好ましくない。また、水熱処理温度が２８０℃より高い場合、耐圧容器が通常の化学装置に用いられるステンレス製である場合には、酢酸による金属腐食が起こるため、耐圧容器の劣化が起こる。更に得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムコロイド粒子が凝集するため好ましくない。水熱処理温度が１６０〜２８０℃の範囲において、耐圧容器内の圧力は０．６〜７．０ＭＰａの範囲である。

前記混合水溶液の水熱処理時間は２時間以上であり、３〜４８時間が好ましく、３〜２４時間が更に好ましい。水熱処理時間が２時間未満の場合、酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムコロイド粒子が充分生成せずに、反応が完結していない無定形物質が水熱処理後の水性ゾル中に混在し、得られるゾルの透明性を低下させるため好ましくない。一方、本発明では、酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムコロイド粒子の生成は４８時間以内の水熱処理により完了するため、水熱処理時間を４８時間より長くする必要はほとんどない。

本発明で得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルは、水熱処理後のイットリウム及びジルコニウムの両者の金属酸化物（Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）換算濃度が全質量に対して１〜１０質量％であるが、３０質量％に濃縮することもできる。

本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルは、そのままで各種用途に用いることができるが、前記水性ゾルに含まれる塩類を除去して各種用途に用いることが好ましい。前記水性ゾルに含まれる塩類の脱塩処理方法は、限外濾過法、遠心濾過法、イオン交換法等の一般に知られているどのような方法を用いてもよいが、限外濾過による脱塩処理が好ましい。限外濾過としては特にチューブ式限外濾過膜を用いることにより効果的に脱塩することが可能である。限外濾過は、通常５〜８０℃条件下、充分に塩類を除去するために連続又は断続的に純水を注水しながら行う。濾過時間は特に限定されないが、通常１〜５０時間で行われる。脱塩処理した水性ゾルの電気伝導度は低下する。水性ゾルの電気伝導度が０．５ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩した場合には、脱塩処理後の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの金属酸化物（Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）換算濃度を全質量の５０質量％まで濃縮することができる。

本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルは、水媒体を有機溶媒に置換することにより有機溶媒ゾルとすることができる。置換に用いる有機溶媒としてはメタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチル、２−メトキシエタノール、エチレングリコール、及びトリエチレングリコール等が挙げられる。

前記水媒体を有機溶媒に置換する方法としては、一般に知られているどのような方法でも良く、常圧蒸留置換法、減圧蒸留置換法、限外濾過による置換法、又は溶媒抽出法等を用いることができるが、常圧蒸留置換法又は減圧蒸留置換法が好ましく用いられる。

本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの水媒体を有機溶媒に置換する場合、用いる水性ゾルは前記の脱塩処理方法により脱塩処理された水性ゾルであることが好ましい。脱塩処理して用いる水性ゾルの電気伝導度として０．５ｍＳ／ｃｍ以下のものが好ましく、０．３ｍＳ／ｃｍ以下のものが更に好ましい。

本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの水媒体を有機溶媒に置換する場合、前記の脱塩処理方法により脱塩処理された水性ゾルにオキシカルボン酸とアミン類とを適量添加して、予め水性ゾルのｐＨを中性又はアルカリ性に調整した後に有機溶媒置換することができる。

用いられるオキシカルボン酸としては、乳酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸等が挙げられる。オキシカルボン酸は前記水性ゾルに含まれるＺｒＯ₂１モルに対して０．０１〜０．５のモル比で添加することが好ましい。

用いられるアミン類としては、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、及びジメチルラウリルアミン等のアルキルアミン、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，５−ジアザ−ビシクロ（４，３，０）ノネン−５、及び１，４−ジアザ−ビシクロ（２，２，２）オクタン等の環状アミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン、エチレンジアミン等のジアミン、並びに水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、及び水酸化モノメチルトリエタノールアンモニウム等の第４級アンモニウム水酸化物が挙げられる。アミン類は前記水性ゾルに含まれるＺｒＯ₂１モルに対して０．００１〜０．１のモル比で添加することが好ましい。

また、前記水性ゾルの水媒体をメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸メチル、及び酢酸エチル等の疎水性の高い有機溶媒に置換する場合には、前記水性ゾルを予め有機シラン化合物等で疎水化処理することが好ましい。

本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム有機溶媒ゾルは、含まれるイットリウム及びジルコニウムの両者の金属酸化物（Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）換算濃度が全質量に対して１〜５０質量％の安定なゾルである。

本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、粉末Ｘ線回折分析により酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの結晶粒子であることが確認される。粉末Ｘ線回折分析によれば、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークが測定され、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークとほぼ一致する。

本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルは、透過電子顕微鏡観察による一次粒子径が２〜１５ｎｍであり、かつ非常に狭い粒子径分布を有する酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムコロイド粒子のゾルである。前記水性ゾルの動的光散乱法による測定粒子径は５〜３０ｎｍの範囲である。動的光散乱法による粒子径の測定は、Ｎ４プラス装置（ＣＯＵＬＴＥＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ社製）、ＤＬＳ−６０００（大塚電子（株）製）等の動的光散乱法測定装置によって測定することができる。

本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルは高い透明性を有することが特徴である。前記水性ゾルにおいて、含まれるイットリウム及びジルコニウムの両者の金属酸化物（Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）換算濃度を全質量の１〜１０質量％に調整したとき、光路長１０ｍｍにおける波長５００ｎｍの光線透過率が７０％以上である。

本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾル及び有機溶媒ゾルは、室温で１ヶ月以上静置しても物性に変化はなく、沈降物は全く発生しない、安定に分散したゾルである。

実施例１純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．３ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３４．０ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１１、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．５、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．７、電気伝導度２．４０ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルはｐＨ３．３、電気伝導度０．９０ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルをエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調整し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫ（東京電色製）で光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ７３％であった。次いで、前記固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ５．３、電気伝導度０．１１８ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾル１３８ｇを得た。この固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は７６％であった。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が１２ｎｍ、一次粒子径の平均値が１０ｎｍの立方体粒子であった。この水性ゾルの動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置、コールターエレクトロニクス（ＣＯＵＬＴＥＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ）社製で測定）は２５ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は１１．５ｎｍであった。更にこの水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、蛍光Ｘ線装置（ＳＥＡ２１２０ＬエスアイアイＮＴ（株））で定量分析した結果、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．０８の組成を有していた。前記エバポレーターで固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった。

実施例２純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．９ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３２．０ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１５、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．５、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．８、電気伝導度３．０５ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルは、ｐＨ３．４、電気伝導度０．９８ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルをエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調整し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫで光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ７７％であった。次いで、前記固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄し、ｐＨ４．９、電気伝導度０．１５７ｍＳ／ｃｍ、動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）２４ｎｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾル１３３ｇを得た。この固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は８０％であった。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が１０ｎｍ、一次粒子径の平均値が８ｎｍの立方体粒子であった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は１０．７ｎｍであった。更にこの水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、蛍光Ｘ線装置で定量分析した結果、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１１の組成を有していた。前記エバポレーターで固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった。

実施例３純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）４．０ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３０．９ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．２０、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．６、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．８、電気伝導度３．７６ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルは、ｐＨ３．６、電気伝導度１．４４ｍＳ／ｃｍ、動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は１７ｎｍであった。この水性ゾルをエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調整し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫで光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ８４％であった。次いで、前記固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ５．０、電気伝導度０．１７５ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾル１３７ｇを得た。この固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は８７％であった。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が８ｎｍ、一次粒子径の平均値が６ｎｍの立方体粒子であった。この水性ゾルの動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は１６ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は９．４ｎｍであった。更にこの水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、蛍光Ｘ線装置で定量分析した結果、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１３の組成を有していた。前記エバポレーターで固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった。

実施例４純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）７．５ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）２８．４ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．３３、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．８、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が３．０質量％、ｐＨ５．０、電気伝導度５．０９ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルは、ｐＨ４．０、電気伝導度２．７９ｍＳ／ｃｍ、動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）１２ｎｍであった。このコロイド溶液をエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調整し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫで光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ９２％であった。次いで、前記固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ５．４、電気伝導度０．２７５ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾル１３０ｇを得た。この固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は９６％であった。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が６ｎｍ、一次粒子径の平均値が４ｎｍの立方体粒子であった。この水性ゾルの動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は１０ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は９．０ｎｍであった。更にこの水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、蛍光Ｘ線装置で定量分析した結果、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１９の組成を有していた。前記限外濾過洗浄して固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった。

実施例５純水２４２．９ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）１４．８ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）２１．３ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．５７、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が２．２、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が３．４質量％、ｐＨ５．１、電気伝導度７．００ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、２３０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は２．７ＭＰａであった。得られた水性ゾルは、ｐＨ４．２、電気伝導度５．３１ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルをエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調整し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫで光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ９３％であった。次いで、前記固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ５．８、電気伝導度０．３５４ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾル１１２ｇを得た。この固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は９６％であった。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が５ｎｍ、一次粒子径の平均値が３ｎｍの立方体粒子であった。この水性ゾルの動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は９ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は５．５ｎｍであった。更にこの水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、蛍光Ｘ線装置で定量分析した結果、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．２２の組成を有していた。前記限外濾過洗浄して固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった。

比較例２純水２４４．２ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）１．１ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３３．７ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．０６、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．４、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．６質量％、ｐＨ４．６、電気伝導度１．８１ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルは白色を呈し、ｐＨ３．１、電気伝導度０．８２ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ５．０、電気伝導度０．０８１ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾル１２５ｇを得た。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子は１５ｎｍの立方体粒子と短軸２０ｎｍ、長軸４０ｎｍの紡錘状粒子との混在であった。この水性ゾルの動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は３６ｎｍであった。またこの水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ６つの主ピークを有し、そのうち回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°の３つの主ピークはＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致し、並びに残りの回折角度２θ＝２８．２°、３１．５°及び４９．９°の３つの主ピークはＡＳＴＭカード３６−４２０に記載の単斜晶系酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。よって、この水性ゾルは正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムと単斜晶系酸化ジルコニウムとの混合相である。上記固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は３８％と低く、水性ゾルの透明性は悪かった。

比較例３純水２４４．７ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）１９．９ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）１４．４ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．７３、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が２．４、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ５．２、電気伝導度７．６８ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、２３０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は２．７ＭＰａであった。得られた水性ゾルには、半透明のコロイド溶液の他少量の白色沈殿物が混在していた。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の平均値が２ｎｍの立方体粒子と、一次粒子径が凝集して５０〜３００ｎｍ程度の二次凝集体とが視野全体に観察された。この水性ゾルの動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は４１７ｎｍと大きかった。またこの水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に小さいピークを有し、これらピークはＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。

表１に実施例１〜５及び比較例２〜３の結果を示す。

表１の実施例１〜５より、水熱処理前の酢酸イットリウムとオキシ酢酸ジルコニウムの混合水溶液のＹ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１０以上０．６０以下の場合、得られた水性ゾルは、粒子径が小さく、二次凝集が少なく、及び透明性が高いことが示された。それに対して、比較例２より、水熱処理前の酢酸イットリウムとオキシ酢酸ジルコニウムの混合水溶液のＹ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１０未満の場合、短軸２０ｎｍ、長軸４０ｎｍの紡錘状の単斜晶系酸化ジルコニウム粒子が生成するため、得られた水性ゾルは透明性が低くなることが示された。

また、表１の比較例３より、水熱処理前の酢酸イットリウムとオキシ酢酸ジルコニウムの混合水溶液のＹ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．６０より大きい場合、二次凝集体が生成するため、得られた水性ゾルの透明性が低くなることが示された。

実施例６純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．９ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３２．０ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１５、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．５、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．８、電気伝導度３．０５ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で２１時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルは、ｐＨ３．６、電気伝導度０．９５ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルをエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調整し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫで光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ７４％であった。次いで、前記固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ４．９、電気伝導度０．１５０ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾルを得た。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が１０ｎｍ、一次粒子径の平均値が８ｎｍの立方体粒子であった。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は２１ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は１０．８ｎｍであった。上記固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は７７％であった。前記エバポレーターで固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった。

実施例７純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．９ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３２．０ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１５、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．５、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．８、電気伝導度３．０５ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、２００℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は１．３ＭＰａであった。得られた水性ゾルはｐＨ３．２、電気伝導度０．９２ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルをエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調整し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫで光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ７７％であった。次いで、前記固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ４．９、電気伝導度０．１４５ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾルを得た。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が１０ｎｍ、一次粒子径の平均値が８ｎｍの立方体粒子であった。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は２９ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は９．３ｎｍであった。上記固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は８０％であった。前記エバポレーターで固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった。

実施例８純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．９ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３２．０ｇを加えた後、陰イオン交換樹脂ＩＲＡ−４１０（オルガノ（株）製）を９ｍｌ添加して１時間３０分攪拌した後、陰イオン交換樹脂を除くことにより、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１５、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．３、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ５．０、電気伝導度２．６６ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルはｐＨ３．５、電気伝導度０．８４ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルをエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調整し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫで光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ７２％であった。次いで、前記固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ５．１、電気伝導度０．１３５ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾル１３０ｇを得た。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が１０ｎｍ、一次粒子径の平均値が８ｎｍの立方体粒子であった。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は２３ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は１３．０ｎｍであった。更にこの水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、蛍光Ｘ線装置で定量分析した結果、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１１の組成を有していた。また上記固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は７５％であった。前記エバポレーターで固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった。

実施例９９９．７質量％酢酸２２．０ｇを純水６８ｇで希釈した水溶液に市販のオキシ炭酸ジルコニウム粉末（酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度４０．３質量％アドバンスドマテリアルリソーシズ社（ＡＤＶＡＮＣＥＤＭＡＴＥＲＩＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳＬＴＤ）社製）７４．４を溶解し、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度が１８．２質量％、酢酸濃度１３．３質量％のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液１５９．５ｇを作製した。純水２４１．８ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．９ｇと上記で調製したオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度１８．８質量％、酢酸濃度１３．３質量％）３４．３ｇとをＹ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１５、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．９、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．７、電気伝導度３．１７ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルはｐＨ３．４、電気伝導度１．１５ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルをエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調製し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫで光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ８０％であった。次いで、前記固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ４．７、電気伝導度０．２００ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾル１３２ｇを得た。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が１０ｎｍ、一次粒子径の平均値が８ｎｍの立方体粒子であった。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は１９ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は９．３ｎｍであった。更にこの水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、蛍光Ｘ線装置で定量分析した結果、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１１の組成を有していた。また上記固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は８３％であった。前記エバポレーターで固形分濃度５．０質量％に濃縮した水性ゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった。

実施例１０純水１７５０ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．７質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２８．７ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）２２１．３ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．２０、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．５、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ５．０、電気伝導度４．６０ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２０００ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３リットルのオートクレーブ容器に仕込み、碇型攪拌翼で攪拌しながら１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルはｐＨ４．０、電気伝導度２．８５ｍＳ／ｃｍ、動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は１３ｎｍであった。このコロイド溶液をエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調製し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫで光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ９５％であった。次いで、前記５．０質量％に濃縮された水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ５．２、電気伝導度０．２６６ｍＳ／ｃｍ、固形分５．０質量％の水性ゾル１０２０ｇを得た。この水性ゾルを透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が８ｎｍ、一次粒子径の平均値が６ｎｍの立方体粒子であった。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は８ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は８．７ｎｍであった。更にこの水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、蛍光Ｘ線装置で定量分析した結果、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．２０の組成を有していた。上記固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は９６％であった。

上記水性ゾル６００ｇを２リットルのポリ瓶に入れ、ディスパーで攪拌しながら５質量％のクエン酸水溶液１０８ｇを添加した。その後２時間攪拌し、ｐＨ２．８、電気伝導度０．９７９ｍＳ／ｃｍの白色スラリーを調製した。次いで、この白色スラリーをヌッチェを用いて純水で濾過、洗浄を行った。得られたウェットケーキを純水で分散して、ｐＨ３．４、電気伝導度０．１１２ｍＳ／ｃｍ、固形分３．８質量％の白色スラリーを８００ｇ作製した。この白色スラリーを攪拌しながら１０質量％のイソプロピルアミン水溶液を７．８ｇ添加したところ、ｐＨ６．６、電気伝導度０．９１４ｍＳ／ｃｍ、動的光散乱法による測定粒子径１１ｎｍの水性ゾルが得られた。このゾルの攪拌下に、５質量％のクエン酸水溶液１０．４ｇを添加後、限外濾過膜を用いて濃縮することにより動的光散乱法による粒子径が８ｎｍ、ｐＨ４．５、電気伝導度１．４５ｍＳ／ｃｍ、固形分１０．０質量％の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム粒子の水性ゾル２７８ｇが得られた。純水で固形分濃度５．０質量％に調整した水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は９４％であった。この水性ゾル２７８ｇを１リットルのナス型フラスコを備えたロータリーエバポレーターに投入し、７０Ｔｏｒｒの減圧下でメタノールを連続的に投入して、前記水性ゾルの水媒体をメタノールに置換し、酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムメタノールゾル２７０ｇを得た。このメタノールゾルは、固形分１０．３質量％、メタノールゾルを純水で希釈（質量比１：１）した溶液のｐＨは５．７、動的光散乱法による測定粒子径は８ｎｍであった。また、このメタノールゾルをメタノールにより固形分濃度５質量％に調整したゾルの光路長１０ｍｍにおける５５０ｎｍの光線透過率は９４％であった。得られた固形分１０．３質量％のメタノールゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった

実施例１１純水１７５０ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．７質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２８．７ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一希元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）２２１．３ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．２０、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．５、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．９、電気伝導度４．７１ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２０００ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３リットルのオートクレーブ容器に仕込み、碇型攪拌翼で攪拌しながら１８０℃で６時間水熱処理した。得られた水性ゾルはｐＨ４．１、電気伝導度２．４５ｍＳ／ｃｍ、動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は１２ｎｍであった。この水性ゾルをエバポレーターで減圧濃縮して固形分濃度を５．０質量％に調製し、分光式測色色差計ＴＣ−１８９９ＭＫで光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率を測定したところ９７％であった。次いで、前記５．０質量％に濃縮された水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ５．７、電気伝導度０．２４５ｍＳ／ｃｍ、固形分５．０質量％の水性ゾル１０２０ｇを得た。この水性ゾルを透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径８の最大値は８ｎｍであり、一次粒子径の平均値は６ｎｍの立方体粒子であった。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は１０ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は８．５ｎｍであった。更にこの水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、蛍光Ｘ線装置で定量分析した結果、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．２０の組成を有していた。上記固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は９７％であった。
２リットルのポリ瓶にイソプロピルアルコール９４０ｇを投入後、マグネットスターラーで攪拌しながら１０質量％ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液１８．８ｇ及び１０質量％酢酸水溶液３．８ｇを加えて調製した。続いてマグネットスターラーで攪拌しながら上記水性ゾル３７６ｇを添加し、動的光散乱法による粒子径が１２ｎｍ、ｐＨ４．２、電気伝導度０．０５０ｍＳ／ｃｍ、固形分１．４質量％の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム粒子を含有したイソプロピルアルコールと水の混合溶媒ゾル１３３９ｇが得られた。この混合溶媒ゾル１３３９ｇを１リットルのナス型フラスコを備えたロータリーエバポレーターに投入し、７０Ｔｏｒｒの減圧下でイソプロピルアルコールを連続的に投入して、前記混合溶媒ゾル中の水をイソプロピルアルコールに置換し、酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムイソプロピルアルコールゾル１８０ｇが得られた。このイソプロピルアルコールゾルは、固形分１０．４質量％、イソプロピルアルコールゾルを純水で希釈（質量比１：１）した溶液のｐＨは４．１、動的光散乱法による測定粒子径は１０ｎｍであった。また、このイソプロピルアルコールゾルをイソプロピルアルコールにより固形分濃度５質量％に調整したゾルの光路長１０ｍｍにおける５５０ｎｍの光線透過率は９３％であった。得られた固形分１０．４質量％のイソプロピルアルコールゾルを２５℃で１ヶ月静置したところ、物性及び外観に変化はなく、安定であった。

比較例４純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．９ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３２．０ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１５、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．５、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．８、電気伝導度３．０５ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で１時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。水熱処理後の生成物はｐＨ４．０、電気伝導度１．６５ｍＳ／ｃｍの半透明の白色スラリーであった。このスラリーに含まれる粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、２５〜１００ｎｍのアメーバ状の無定形物質と一次粒子径の最大値が１０ｎｍ、一次粒子径の平均値が８ｎｍの立方体粒子が観察された。このスラリーの動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は３１０ｍであった。このスラリーを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ小さいピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。このスラリーをエバポレーターで減圧濃縮して、固形分濃度５．０質量％にしたときの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は１％であった。

比較例５純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．９ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３２．０ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１５、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．５、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．８、電気伝導度３．０５ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１５０℃で２１時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．４４ＭＰａであった。水熱処理後の生成物はｐＨ４．３、電気伝導度２．４５ｍＳ／ｃｍの半透明の白色スラリーであった。このスラリーに含まれる粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、２５〜１００ｎｍのアメーバ状の無定形物質であった。このスラリーを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折ピークは現れず、この乾燥物は無定形であることが示された。また、このスラリーをエバポレーターで減圧濃縮して、固形分濃度５．０質量％にしたときの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は２％であった。

比較例６純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．９ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３２．０ｇを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１５、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．５、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．８、電気伝導度３．０５ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、３００℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は９．４ＭＰａであった。得られた水性ゾルは薄茶色を呈し、ｐＨ３．１、電気伝導度０．９９ｍＳ／ｃｍであった。また、ＳＵＳ３１６製オートクレーブ容器に腐食がみられた。この水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄を行い、ｐＨ３．１、電気伝導度０．９９ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾルを得た。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が１０ｎｍ、一次粒子径の平均値が８ｎｍの立方体粒子であった。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は６４ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は８．１ｎｍであった。上記固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は５３％であった。

比較例７純水２４４．１ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．９ｇと市販のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（第一稀元素化学工業（株）製、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度２０．１５質量％、酢酸濃度１２．８質量％）３２．０ｇを加えた後、陰イオン交換樹脂ＩＲＡ−４１０（オルガノ（株）製）を１９ｍｌ添加して１時間３０分攪拌した後、陰イオン交換樹脂を除くことにより、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１５、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．０、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度２．７質量％、ｐＨ５．５、電気伝導度２．０７ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルはｐＨ３．６、電気伝導度０．７３ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄することによりｐＨ５．２、電気伝導度０．１３０ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾルが１３０ｇ得られた。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径の最大値が１０ｎｍ、一次粒子径の平均値が８ｎｍの立方体粒子であった。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は６９ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。Ｘ線結晶子は１０．３ｎｍであった。更にこの水性ゾルに含まれるコロイド粒子は、蛍光Ｘ線装置で定量分析した結果、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１１の組成を有していた。また上記固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は３８％であった。また、前記混合水溶液は、１日後にゲル化し、不安定な水溶液であった。

比較例８９９．７質量％酢酸２９．６ｇを純水４９ｇで希釈した水溶液に市販のオキシ炭酸ジルコニウム粉末（酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度４０．３質量％、アドバンスドマテリアルリソーシズ社（ＡＤＶＡＮＣＥＤＭＡＴＥＲＩＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳＬＴＤ）社製）６０．０ｇを溶解し、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度が１６．６質量％、酢酸濃度２０．３質量％のオキシ酢酸ジルコニウム水溶液１４５．７ｇを作製した。純水２３７．４ｇに市販の酢酸イットリウム粉末（アルドリッチ社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度３５．５質量％、酢酸濃度５４．０質量％）２．９ｇと作製したオキシ酢酸ジルコニウム水溶液（酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度１６．６質量％、酢酸濃度２０．３質量％）３８．８ｇをＹ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．１５、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が２．６、固形分（酢酸イットリウムと酢酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度が２．７質量％、ｐＨ４．２、電気伝導度３．１８ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルはｐＨ３．４、電気伝導度１．４４ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄することによりｐＨ４．７、電気伝導度０．２１０ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の水性ゾルが１３５ｇ得られた。この水性ゾルに含まれるコロイド粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子には１５ｎｍの立方体粒子と短軸２０ｎｍ、長軸４０ｎｍの紡錘状粒子とが混在していた。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は２９ｎｍであった。また、この水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ６つの主ピークを有し、そのうち回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°の３つの主ピークはＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致し、並びに残りの回折角度２θ＝２８．２°、３１．５°及び４９．９°の３つの主ピークはＡＳＴＭカード３６−４２０に記載の単斜晶系酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。よって、得られた水性ゾルは正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムと単斜晶系酸化ジルコニウムとの混合相である。上記固形分濃度５．０質量％の水性ゾルの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は５５％であった。

比較例９市販のオキシ炭酸ジルコニウム粉末（酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度４０．３質量％アドバンスドマテリアルリソーシズ社（ＡＤＶＡＮＣＥＤＭＡＴＥＲＩＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳＬＴＤ）社製）を６０質量％濃硝酸で溶解し、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）換算濃度が２４．５質量％の硝酸ジルコニウム水溶液を調製した。続いて純水２３６．７ｇに市販の硝酸イットリウム水溶液（日本イットリウム社製酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度８．５質量％）１６．９ｇと上記硝酸ジルコニウム水溶液２５．４ｇとを加えて、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．２０、固形分（硝酸イットリウムと硝酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度の合計が２．７質量％、ｐＨが１．４、電導度が４７．２ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２７９ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。得られた水性ゾルはｐＨ０．８、電導度が１２２．１ｍＳ／ｃｍであった。この水性ゾルを限外濾過膜を用いて純水で洗浄することによりｐＨ３．９、電気伝導度０．４７９ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％の白色コロイド溶液が得られた。透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子として短軸２０ｎｍ、長軸４０ｎｍの紡錘状粒子と４０〜１００ｎｍのアメーバ状粒子とが混在していた。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は１００ｎｍであった。洗浄後の水性ゾルを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ、回折角度２θ＝２８．２°、３１．５°及び４９．９°に主ピークを有し、ＡＳＴＭカード３６−４２０に記載の単斜晶系酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。上記固形分濃度５．０質量％の水性スラリーの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は１％であった。

比較例１０純水１９９．９ｇに市販の硝酸イットリウム水溶液（日本イットリウム社製、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）換算濃度８．５質量％）１６．９ｇと比較例６で調製した硝酸ジルコニウム水溶液２５．４ｇとを加えた後、１０質量％水酸化カリウム水溶液を５１．８ｇ添加して、Ｙ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比が０．２０、固形分（硝酸イットリウムと硝酸ジルコニウムの酸化物換算の合計：Ｙ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂）濃度の合計が２．８質量％、ｐＨ５．２、電導度が４７．８ｍＳ／ｃｍの混合水溶液を２９４ｇ調製した。この混合水溶液をＳＵＳ３１６製の３００ｍｌオートクレーブ容器に仕込み、１８０℃で６時間水熱処理した。オートクレーブ容器内の圧力は０．８２ＭＰａであった。水熱処理後の生成物はｐＨ１．８、電気伝導度５１．８ｍＳ／ｃｍの白色スラリーであった。このスラリーを透過型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子としては８ｎｍ立方体粒子と短軸２０ｎｍ、長軸４０ｎｍの紡錘状粒子とが混在していた。動的光散乱法による測定粒子径（Ｎ４プラス装置で測定）は２２０ｎｍであった。このスラリーを１２０℃で乾燥して粉末Ｘ線回折を測定したところ６つの主ピークを有し、そのうち回折角度２θ＝３０．０°、５０．２°及び５９．５°の３つの主ピークはＡＳＴＭカード３０−１４６８に記載の正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムの特性ピークと一致し、並びに残りの回折角度２θ＝２８．２°、３１．５°及び４９．９°の３つの主ピークはＡＳＴＭカード３６−４２０に記載の単斜晶系酸化ジルコニウムの特性ピークと一致した。よって、得られた水性ゲルは正方晶又は立方晶系の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムと単斜晶系酸化ジルコニウムとの混合相である。上記スラリーを洗浄した白色スラリーを限外濾過膜を用いて純水で洗浄することにより、ｐＨ３．１、電気伝導度０．０８ｍＳ／ｃｍ、固形分濃度５．０質量％のスラリーを得た。この固形分濃度５．０質量％に調製したスラリーの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は１％であった。

表２に実施例６乃至実施例１０及び比較例３乃至比較例１０の結果を示す。

表１の実施例２、及び表２の実施例６乃至実施例９より、水熱処理する酢酸イットリウムとオキシ酢酸ジルコニウムの混合水溶液におけるＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．２〜２．５の範囲の場合、得られる粒子の一次粒子径は８ｎｍの立方体の酸化イットリウムで安定化された酸化ジルコニウム粒子であり、二次粒子径も３０ｎｍ以下であり、固形分濃度５．０質量％に調製したスラリーの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は７０％以上であり、水性ゾルの透明性が高いことが示された。

それに対して、比較例４より、水熱処理時間が１時間と短い場合、又は比較例５の水熱処理温度が１６０℃より低い場合において、コロイド粒子は十分に又は全く成長せず、無定形物質が生成する。また比較例６の水熱処理温度が３００℃より高い場合、ＳＵＳ３１６製オートクレーブ容器が腐食し、容器から溶出した金属イオンが水性ゾルの凝集を引き起こしていることが分かる。

比較例７より、水熱処理する酢酸イットリウムとオキシ酢酸ジルコニウムの混合水溶液におけるＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．２より小さい場合、得られた一次粒子は８ｎｍの立方体の酸化イットリウムで安定化された酸化ジルコニウム粒子状であるが、動的光散乱法による測定した粒子は３０ｎｍより大きい粒子径を有することが分かる。さらに、固形分濃度を全質量の５．０質量％に調製したスラリーの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率は７０％未満であり、透明性が低いことが示された。また調製した混合水溶液は、１日後にゲル化し、不安定であった。

比較例８より、水熱処理する酢酸ジルコニウムとオキシ酢酸ジルコニウムの混合水溶液におけるＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が２．５より大きい場合、得られる粒子の一次粒子は１５ｎｍの立方体の酸化イットリウムで安定化された酸化ジルコニウム粒子と短軸２０ｎｍ、長軸４０ｎｍの紡錘状の単斜晶系酸化ジルコニウム粒子との混合物であった。さらに、固形分濃度を全質量の５．０質量％に調製したスラリーの光路長１０ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率が５５％であることから、得られた水性ゾルの透明性が悪いことが分かる。

比較例９及び比較例１０より、イットリウムの酢酸塩の代わりにイットリウムの硝酸塩等の強酸塩を使用した場合、透明性が高く単分散に近い酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム粒子は得られないことが分かる。

本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムゾルに含まれるコロイド粒子は、モース硬度が８．５でコランダム（α−アルミナ）に次ぐ硬度を有し、またダイヤモンドと同程度の高い屈折率を有している。更に本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム有機溶媒ゾルは高透明性であるため、樹脂のフィラー材に用いることにより、透明性を維持しつつ屈折率及び機械的強度特性の調節材として有用である。また本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムゾルに含まれるコロイド粒子は、高硬度で高分散性であるため、精密研磨における研磨砥粒としても有用である。更に本発明により得られる酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムゾルに含まれるコロイド粒子は、固体酸化物燃料電池の固体電解質や自動車用エンジンの三元触媒又は四元触媒にも有用である。

Claims

イットリウムのカルボン酸塩とオキシ酢酸ジルコニウムとをＹ／（Ｙ＋Ｚｒ）原子比として０．１０〜０．６０の範囲で水に溶解した混合水溶液であって、ＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比が１．２〜２．５の範囲である混合水溶液を、１６０〜２８０℃で２時間以上水熱処理する工程を含むことを特徴とする、水性ゾルに含まれるイットリウム及びジルコニウムの両者の金属酸化物（Ｙ _２Ｏ _３＋ＺｒＯ _２）換算濃度を全質量の１〜１０質量％に調製したとき、光路長１０ｎｍにおける波長５５０ｎｍの光線透過率が７０％以上である酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法。
前記イットリウムのカルボン酸塩が酢酸塩又はクエン酸塩である請求項１に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法。
前記混合水溶液における前記イットリウムのカルボン酸塩及びオキシ酢酸ジルコニウムの両者の金属酸化物（Ｙ_２Ｏ_３＋ＺｒＯ_２）換算濃度が全質量に対して１〜１０質量％の範囲である請求項１又は請求項２に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法。
前記混合水溶液への酢酸又はクエン酸の添加により、該混合水溶液におけるＣＯＯＨ基／（Ｙ＋Ｚｒ）モル比を１．２〜２．５の範囲に調整する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法。
前記混合水溶液のｐＨが４．０〜５．５である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法。
前記混合水溶液への酢酸又はクエン酸の添加により、該混合水溶液におけるｐＨを４．０〜５．５に調整する請求項５に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法。
前記水熱処理された前記混合水溶液を更に脱塩処理する工程を含む請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの製造方法
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請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の製造方法で得られた酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム水性ゾルの水媒体を有機溶媒置換法により有機溶媒に置換する工程を含む酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウム有機溶媒ゾルの製造方法。