JPH0761802A - ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法 - Google Patents
ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法Info
- Publication number
- JPH0761802A JPH0761802A JP5225007A JP22500793A JPH0761802A JP H0761802 A JPH0761802 A JP H0761802A JP 5225007 A JP5225007 A JP 5225007A JP 22500793 A JP22500793 A JP 22500793A JP H0761802 A JPH0761802 A JP H0761802A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】尿素分解法において加熱温度制御することな
く、焼成密度を理論値の98%以上より大きくできるガ
ーネット型化合物の原料粉末を提供する。 【構成】一般式A3 B5 O12(Aは酸素8配位位置をし
める金属の1種又は2種以上、Bは酸素6配位位置及び
4配位位置をしめる金属の1種又は2種以上)からなる
ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法において、
A、B成分の混合酸性溶液に尿素及び尿素分解触媒を加
えて不溶性金属の沈澱物を形成し、この沈澱物を仮焼す
る。 【効果】尿素分解触媒を用いて尿素を分解したので、室
温で発生したNH4 OHを利用できるため、不溶性金属
の沈澱物を大きくでき、これにより焼成密度を理論値の
98 %より大きくできるガーネット型材料用のガーネッ
ト型化合物の原料粉末を加熱温度制御することなく室温
で容易に製造できる。
く、焼成密度を理論値の98%以上より大きくできるガ
ーネット型化合物の原料粉末を提供する。 【構成】一般式A3 B5 O12(Aは酸素8配位位置をし
める金属の1種又は2種以上、Bは酸素6配位位置及び
4配位位置をしめる金属の1種又は2種以上)からなる
ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法において、
A、B成分の混合酸性溶液に尿素及び尿素分解触媒を加
えて不溶性金属の沈澱物を形成し、この沈澱物を仮焼す
る。 【効果】尿素分解触媒を用いて尿素を分解したので、室
温で発生したNH4 OHを利用できるため、不溶性金属
の沈澱物を大きくでき、これにより焼成密度を理論値の
98 %より大きくできるガーネット型材料用のガーネッ
ト型化合物の原料粉末を加熱温度制御することなく室温
で容易に製造できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガーネット型材料の焼
成体を得る際に用いられるガーネット型化合物の原料粉
末の製造方法に関する。
成体を得る際に用いられるガーネット型化合物の原料粉
末の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ガーネット構造を持つ、いわゆるガーネ
ット型化合物の原料粉末を用いて得られる焼成体は、磁
性材料、レーザホスト材料、センサー等に広範囲に利用
されている。これらの材料をセラミックス法で製造する
には、反応性、焼結性、均一性に優れた原料粉末が要望
されている。ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法
としては、乾式法、湿式法等のいくつかの方法が知られ
ているが、原料粉末として反応性、焼結性、均一性の点
で優れる湿式法が最も優れているとされている。湿式法
は、例えはY3 Fe5 O12のガーネット型化合物の原料
粉末を得ようとする場合、その構成成分のY、Feの例
えは塩化物の混合酸性溶液にアンモニア水等のアルカリ
沈澱剤を添加して共沈させ、この沈澱物を洗浄、乾燥
後、仮焼する方法である。この方法によると、ゼリー状
沈澱を生成し、これに塩化アンモニウムの副生成物を包
含し、そのため洗浄によりこの副生成物を完全に除去す
ることが難しく、この副生成物は仮焼工程で一次粒子の
成長を促し、得られる原料粉末の活性が失われるという
問題があった。この改良法として、特開平4─4688
4号公報には、アルカリ沈澱剤の代わりに尿素を用い、
これを加熱することにより分解してCO2 とNH4 OH
を生成し、このNH4 OHを利用することにより共沈さ
せる方法も示されている。
ット型化合物の原料粉末を用いて得られる焼成体は、磁
性材料、レーザホスト材料、センサー等に広範囲に利用
されている。これらの材料をセラミックス法で製造する
には、反応性、焼結性、均一性に優れた原料粉末が要望
されている。ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法
としては、乾式法、湿式法等のいくつかの方法が知られ
ているが、原料粉末として反応性、焼結性、均一性の点
で優れる湿式法が最も優れているとされている。湿式法
は、例えはY3 Fe5 O12のガーネット型化合物の原料
粉末を得ようとする場合、その構成成分のY、Feの例
えは塩化物の混合酸性溶液にアンモニア水等のアルカリ
沈澱剤を添加して共沈させ、この沈澱物を洗浄、乾燥
後、仮焼する方法である。この方法によると、ゼリー状
沈澱を生成し、これに塩化アンモニウムの副生成物を包
含し、そのため洗浄によりこの副生成物を完全に除去す
ることが難しく、この副生成物は仮焼工程で一次粒子の
成長を促し、得られる原料粉末の活性が失われるという
問題があった。この改良法として、特開平4─4688
4号公報には、アルカリ沈澱剤の代わりに尿素を用い、
これを加熱することにより分解してCO2 とNH4 OH
を生成し、このNH4 OHを利用することにより共沈さ
せる方法も示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような尿素分解法による場合、NH4 OHを発生させる
ために尿素を含む溶液を95℃前後に加熱し、その温度
を厳密に制御しなければならなかった。本発明の目的
は、尿素分解法において温度制御の必要な加熱を必要と
することなく、焼成密度を例えば98%より大きくでき
るガーネット型材料が得られるガーネット型化合物の原
料粉末を提供することにある。
ような尿素分解法による場合、NH4 OHを発生させる
ために尿素を含む溶液を95℃前後に加熱し、その温度
を厳密に制御しなければならなかった。本発明の目的
は、尿素分解法において温度制御の必要な加熱を必要と
することなく、焼成密度を例えば98%より大きくでき
るガーネット型材料が得られるガーネット型化合物の原
料粉末を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、一般式A3 B5 O12 ( 式中、Aは酸素8配位位置をしめる金属の1種又は2
種以上を表わし、Bは酸素6配位位置及び4配位位置を
しめる金属の1種又は2種以上を表わす。)で示される
ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法において、A
成分とB成分を含んだ混合酸性水溶液を作る工程と、該
混合酸性水溶液に該酸に対してモル比で2〜10倍量の
尿素及び尿素分解触媒を加えて溶解させ不溶性金属の沈
澱物を生成する沈澱物生成工程と、得られた沈澱物を仮
焼に付する仮焼工程を有するガーネット型化合物の原料
粉末の製造方法を提供するものである。
決するために、一般式A3 B5 O12 ( 式中、Aは酸素8配位位置をしめる金属の1種又は2
種以上を表わし、Bは酸素6配位位置及び4配位位置を
しめる金属の1種又は2種以上を表わす。)で示される
ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法において、A
成分とB成分を含んだ混合酸性水溶液を作る工程と、該
混合酸性水溶液に該酸に対してモル比で2〜10倍量の
尿素及び尿素分解触媒を加えて溶解させ不溶性金属の沈
澱物を生成する沈澱物生成工程と、得られた沈澱物を仮
焼に付する仮焼工程を有するガーネット型化合物の原料
粉末の製造方法を提供するものである。
【0005】この際、尿素分解触媒がウレアーゼであ
り、その使用量が重量比で尿素の1万分の1ないし10
分の1であり、沈澱物生成工程が室温で尿素及び尿素分
解酵素を加えその後放置することにより行われることも
好ましい。
り、その使用量が重量比で尿素の1万分の1ないし10
分の1であり、沈澱物生成工程が室温で尿素及び尿素分
解酵素を加えその後放置することにより行われることも
好ましい。
【0006】本発明においては、一般式A3 B5 O12で
示されるガーネット型化合物の原料粉末を用いる。上記
一般式中、Aは酸素8配位位置をしめる金属の1種又は
2種以上を表わし、例えばY、La等の希土類元素の1
種又は2種以上及びCa、Biが挙げられる。また、B
は酸素6配位位置及び4配位位置をしめる金属の1種又
は2種以上を表わし、例えばAl、Fe、Ga、Sc等
が挙げられる。ガーネット型化合物は、A成分に不足の
正電荷を持つものに対しては、過剰の電荷を持った元素
で補償することができ、また、陽イオンあるいは陰イオ
ンの欠陥で補償することもできる。本発明においては、
これらのガーネット型化合物も含む。
示されるガーネット型化合物の原料粉末を用いる。上記
一般式中、Aは酸素8配位位置をしめる金属の1種又は
2種以上を表わし、例えばY、La等の希土類元素の1
種又は2種以上及びCa、Biが挙げられる。また、B
は酸素6配位位置及び4配位位置をしめる金属の1種又
は2種以上を表わし、例えばAl、Fe、Ga、Sc等
が挙げられる。ガーネット型化合物は、A成分に不足の
正電荷を持つものに対しては、過剰の電荷を持った元素
で補償することができ、また、陽イオンあるいは陰イオ
ンの欠陥で補償することもできる。本発明においては、
これらのガーネット型化合物も含む。
【0007】上記一般式のA、B成分の酸性水溶液を調
製する際の塩としては、硫酸、塩酸、硝酸の1種又は2
種以上のいずれによる塩でもよく、また、A、B成分を
鉱酸に溶解させたものでも良い。沈澱剤として尿素を用
いるが、酸に対してモル比で2〜10倍量用いる。2倍
未満では沈澱が定量的に得られず、10倍を越えると尿
素が分解されず残り、副生成物も沈澱に混入しはじめ
る。
製する際の塩としては、硫酸、塩酸、硝酸の1種又は2
種以上のいずれによる塩でもよく、また、A、B成分を
鉱酸に溶解させたものでも良い。沈澱剤として尿素を用
いるが、酸に対してモル比で2〜10倍量用いる。2倍
未満では沈澱が定量的に得られず、10倍を越えると尿
素が分解されず残り、副生成物も沈澱に混入しはじめ
る。
【0008】尿素とともに尿素分解触媒を用いる。尿素
分解触媒としては尿素をアンモニアと炭酸ガスに分解す
る触媒、例えば尿素分解酵素が挙げられるが、これには
例えばウレアーゼが挙げられる。ウレアーゼの場合、尿
素量の1万分の1から10分の1量用いる。これより少
ないと沈澱が定量的に得られず、これ以上になるとウレ
アーゼが無駄になり、副生成物の混入も起こる。
分解触媒としては尿素をアンモニアと炭酸ガスに分解す
る触媒、例えば尿素分解酵素が挙げられるが、これには
例えばウレアーゼが挙げられる。ウレアーゼの場合、尿
素量の1万分の1から10分の1量用いる。これより少
ないと沈澱が定量的に得られず、これ以上になるとウレ
アーゼが無駄になり、副生成物の混入も起こる。
【0009】得られた沈澱物を乾燥し(必要に応じて濾
別してから洗浄し、乾燥する)、空気中あるいは酸素
中、500℃〜1300℃で仮焼する。500℃未満で
は沈澱物の脱水や熱分解が不十分であり、また、130
0℃を越えると粉末が粗大粒子化し反応性が低下する。
仮焼物は、粉砕されて粉末とされ、不純物の少ない、均
一性、焼結性、反応性の優れたガーネット型化合物の原
料粉末が得られる。
別してから洗浄し、乾燥する)、空気中あるいは酸素
中、500℃〜1300℃で仮焼する。500℃未満で
は沈澱物の脱水や熱分解が不十分であり、また、130
0℃を越えると粉末が粗大粒子化し反応性が低下する。
仮焼物は、粉砕されて粉末とされ、不純物の少ない、均
一性、焼結性、反応性の優れたガーネット型化合物の原
料粉末が得られる。
【0010】この原料粉末にはポリビニルアルコール系
等のバインダーを添加した後、その混合物を乾燥し、造
粒する。そして、例えはガーネット型磁性材料を作製す
るには、アイソレータやサーキュレータ等の具体的用途
に応じた形状に成型される。この成型体を500℃程度
で加熱処理してバインダーを焼失させる、いわゆる脱バ
イ処理を行った後、最終的には酸素分圧が酸素濃度で1
0%以上、すなわち、10〜100%となる雰囲気下に
おいて1200℃以上で焼成する。雰囲気中の酸素以外
の成分としてはHe、Arや窒素等の不活性ガスが挙げ
られる。
等のバインダーを添加した後、その混合物を乾燥し、造
粒する。そして、例えはガーネット型磁性材料を作製す
るには、アイソレータやサーキュレータ等の具体的用途
に応じた形状に成型される。この成型体を500℃程度
で加熱処理してバインダーを焼失させる、いわゆる脱バ
イ処理を行った後、最終的には酸素分圧が酸素濃度で1
0%以上、すなわち、10〜100%となる雰囲気下に
おいて1200℃以上で焼成する。雰囲気中の酸素以外
の成分としてはHe、Arや窒素等の不活性ガスが挙げ
られる。
【0011】このようにして高密度のガーネット型磁性
材料が得られるが、X線回折法により調べることにより
ほぼ100%ガーネット相であることが確かめられる。
材料が得られるが、X線回折法により調べることにより
ほぼ100%ガーネット相であることが確かめられる。
【0012】
【作用】上記一般式のA、B成分の沈澱剤として尿素を
用い、かつこれに尿素分解酵素を併用したので、加熱し
なくても尿素は徐々に分解してNH4 OHとCO2 を生
じ、pHが徐々に上昇してpH7〜9でA、B成分は完
全に沈澱する。反応の進行は、例えば室温で一晩という
ように遅いので、沈澱物の粒子は大きくなり、より均質
になる。粒子が大きいと、ゼリー状にならず、そのため
副生成物の包含が少なく、しかも洗浄により容易に副生
成物を除去することができる。
用い、かつこれに尿素分解酵素を併用したので、加熱し
なくても尿素は徐々に分解してNH4 OHとCO2 を生
じ、pHが徐々に上昇してpH7〜9でA、B成分は完
全に沈澱する。反応の進行は、例えば室温で一晩という
ように遅いので、沈澱物の粒子は大きくなり、より均質
になる。粒子が大きいと、ゼリー状にならず、そのため
副生成物の包含が少なく、しかも洗浄により容易に副生
成物を除去することができる。
【0013】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 実施例1 塩化鉄5.96mol/l塩酸酸性溶液を10cc、塩
化イットリウム1.11mol/l溶液を32.2cc
混合し、水を加えて200ccとした。これに尿素を3
g(モル比で酸に対して5倍量)、ウレアーゼを30m
g加えて溶解させ、室温で一晩放置した。得られた沈澱
物を濾別し、洗浄、乾燥した。乾燥物を、空気中110
0℃で4時間仮焼することによりY3 Fe5 O12単相の
ガーネット型化合物の原料粉末を得た。この原料粉末に
有機バンダーを加えて造粒し、2000Kg/cm2 の
圧力で直径20mm、厚さ2mmのペレットを成形し、
1400℃にて酸素中、6時間焼成したところ、理論値
の99%以上の焼成密度でY3 Fe5 O12ガーネット単
相の焼成体を得ることができた。
化イットリウム1.11mol/l溶液を32.2cc
混合し、水を加えて200ccとした。これに尿素を3
g(モル比で酸に対して5倍量)、ウレアーゼを30m
g加えて溶解させ、室温で一晩放置した。得られた沈澱
物を濾別し、洗浄、乾燥した。乾燥物を、空気中110
0℃で4時間仮焼することによりY3 Fe5 O12単相の
ガーネット型化合物の原料粉末を得た。この原料粉末に
有機バンダーを加えて造粒し、2000Kg/cm2 の
圧力で直径20mm、厚さ2mmのペレットを成形し、
1400℃にて酸素中、6時間焼成したところ、理論値
の99%以上の焼成密度でY3 Fe5 O12ガーネット単
相の焼成体を得ることができた。
【0014】実施例2 酸化鉄6.388g、酸化アルミニウム1.020g、
酸化イットリウム6.774gを5ccの濃塩酸に溶解
し、水を加えて500ccとした。これに尿素30g
(モル比で酸に対して8倍量)とウレアーゼ0.3gを
加え、溶解させて室温で一晩放置した。得られた沈澱物
を濾別し、洗浄、乾燥した。乾燥物を、空気中1200
℃で4時間仮焼することによりY3 Fe4 AlO12単相
のガーネット型化合物の原料粉末を得た。この原料粉末
に有機バンダーを加えて造粒し、2000Kg/cm2
の圧力で直径20mm、厚さ2mmのペレットを成形
し、1450℃にて酸素中、6時間焼成したところ、理
論値の98.5%以上の焼成密度でY3 Fe4 AlO12
ガーネット単相の焼成体を得ることができた。
酸化イットリウム6.774gを5ccの濃塩酸に溶解
し、水を加えて500ccとした。これに尿素30g
(モル比で酸に対して8倍量)とウレアーゼ0.3gを
加え、溶解させて室温で一晩放置した。得られた沈澱物
を濾別し、洗浄、乾燥した。乾燥物を、空気中1200
℃で4時間仮焼することによりY3 Fe4 AlO12単相
のガーネット型化合物の原料粉末を得た。この原料粉末
に有機バンダーを加えて造粒し、2000Kg/cm2
の圧力で直径20mm、厚さ2mmのペレットを成形
し、1450℃にて酸素中、6時間焼成したところ、理
論値の98.5%以上の焼成密度でY3 Fe4 AlO12
ガーネット単相の焼成体を得ることができた。
【0015】実施例3 実施例2において、仮焼物の化合物をY2.4 Gd0.6 F
e4.4 Al0.6 O 12とするように各構成成分の酸化物
を用いた以外は同様にして成形体の焼成体を得たが、実
施例1と同様に異相はなく、高密度であった。
e4.4 Al0.6 O 12とするように各構成成分の酸化物
を用いた以外は同様にして成形体の焼成体を得たが、実
施例1と同様に異相はなく、高密度であった。
【0016】実施例4 実施例2において、仮焼物の化合物をY3 Fe4 GaO
12 とするように各構成成分の酸化物を用いた以外は同
様にして成形体の焼成体を得たが、実施例1と同様に異
相はなく、高密度であった。
12 とするように各構成成分の酸化物を用いた以外は同
様にして成形体の焼成体を得たが、実施例1と同様に異
相はなく、高密度であった。
【0017】実施例5 実施例2において、仮焼物の化合物をY2.5 Bi0.5 F
e5 O 12 とするように各構成成分の酸化物を用いた以
外は同様にして成形体の焼成体を得たが、実施例1と同
様に異相はなく、高密度であった。
e5 O 12 とするように各構成成分の酸化物を用いた以
外は同様にして成形体の焼成体を得たが、実施例1と同
様に異相はなく、高密度であった。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、ガーネット型化合物の
原料粉末を湿式法で得るに際し、アルカリ沈澱剤の代わ
りに尿素と尿素分解酵素を併用したので、沈澱物粒子を
大きくすることができ、均一化することができ、これに
より98%以上に高密度化できるガーネット型材料を加
熱温度制御をすることなく、例えば室温付近でも容易に
得ることができる。
原料粉末を湿式法で得るに際し、アルカリ沈澱剤の代わ
りに尿素と尿素分解酵素を併用したので、沈澱物粒子を
大きくすることができ、均一化することができ、これに
より98%以上に高密度化できるガーネット型材料を加
熱温度制御をすることなく、例えば室温付近でも容易に
得ることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 一般式A3 B5 O12 ( 式中、Aは酸素8配位位置をしめる金属の1種又は2
種以上を表わし、Bは酸素6配位位置及び4配位位置を
しめる金属の1種又は2種以上を表わす。)で示される
ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法において、A
成分とB成分を含んだ混合酸性水溶液を作る工程と、該
混合酸性水溶液に該酸に対してモル比で2〜10倍量の
尿素及び尿素分解触媒を加えて溶解させ不溶性金属の沈
澱物を生成する沈澱物生成工程と、得られた沈澱物を仮
焼に付する仮焼工程を有するガーネット型化合物の原料
粉末の製造方法。 - 【請求項2】 尿素分解触媒がウレアーゼであり、その
使用量が重量比で尿素の1万分の1ないし10分の1で
あり、沈澱物生成工程が室温で尿素及び尿素分解酵素を
加えその後放置することにより行われる請求項1記載の
ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5225007A JPH0761802A (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5225007A JPH0761802A (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0761802A true JPH0761802A (ja) | 1995-03-07 |
Family
ID=16822624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5225007A Withdrawn JPH0761802A (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | ガーネット型化合物の原料粉末の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0761802A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001158620A (ja) * | 1999-09-20 | 2001-06-12 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 希土類・アルミニウム・ガーネット微粉末、その製造方法および該粉末を用いた焼結体 |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP5225007A patent/JPH0761802A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001158620A (ja) * | 1999-09-20 | 2001-06-12 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 希土類・アルミニウム・ガーネット微粉末、その製造方法および該粉末を用いた焼結体 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |