希土類の機能と応用

An Overview of Functions and Applications of Rare Earths

［コードNo.2006T482］

■監修／	足立吟也（日本希土類学会 会長； 大阪大学名誉教授；日本分析化学専門学校 校長）
■体裁／	Ｂ５判　３６５ページ
■発行／	２００６年　１月　(株)シーエムシー出版
■定価／	６８,２５０円（税込価格）

★	希土類の応用にスコープをあて、原料から材料まで今注目されるトピックスのすべてを網羅！！
★	21世紀の材料開発の主戦場となるエレクトロニクス・光-フォトニクス・バイオサイエンスの三分野で重要な働きをする希土類の最新の動向をまとめた！！
★	第一線の実績のある研究者・技術者55名により最新情報をコンパクトにまとめた集大成！！

※　本書籍はご試読頂けません　※

刊行にあたって
長く続いた経済の不況にもようやく明るい見通しが語られ始めた。ものづくりへの意欲が回復してきたのはまことに喜ばしい兆候である。しかしこの回復とは、かつての「安物」を大量に製造していた時代への回帰ではない。機能の追及と環境への配慮を両立させた「ものづくりの新しいパラダイム」の構築が求められ、現に築かれつつあるといってよい。このような状況下での材料開発の共通の目標は「少量と高機能」であろう。「ナノサイエンス」、「ナノテクノロジー」が声高に叫ばれているゆえんはここにある。 　20世紀は「エレクトロニクス時代」の幕開けとその成長を短期間に成し遂げた偉大な時代であった。この偉大さはまだまだ続く。21世紀は、エレクトロニクスに加え、「光−フォトニクス」と「バイオサイエンス」が材料開発の主戦場となるはずである。そして「希土類」はこれらの三分野、とりわけエレクトロニクスとフォトニクスにおいて主役の一員であることはよく知られている。本書は、これら三分野における「希土類」の材料への展開のうち、最近の動きを中心にまとめたものである。 　学問体系をいつも「基礎」と「応用」に分けてしまうのは問題がないわけではないが、読者の便宜を優先するとすれば、このように分類して、欲しい情報への到達を容易にするというのも一方法である。基礎に関しては、数年前に（株）化学同人より『希土類の科学』が刊行されているのでこれにゆだね、本書はそのスコープを「応用」に集中した。 　本書は原料から材料まで、その材料も磁性材料、発光材料から、有機合成の触媒、バイオテクノロジーまで、今注目されているトピックスをすべて、網羅している。想定している読者層は忙しい専門家であって、いわゆる初心者ではない。多忙な開発技術者に代わって、最近の情報を読んで解説している。
（足立吟也「刊行に際して」より）

著者一覧
吉田紀史	信越化学工業(株) 武生工場 工場長
石垣尚幸	(株)NEOMAX 支配人 営業本部 市場開発部長
太田晶康	(株)NEOMAX 研究開発センタ 参事
須田栄作	阿南化成(株) 研究開発部 主任研究員
東馬秀夫	(株)三徳 品質保証部 部長
兜森俊樹	(株)日本製鋼所 室蘭研究所 主幹研究員
山本和彦	(株)三徳 技術部 部長
小見山昌三	三菱マテリアル(株) 三田工場 技術開発室長補佐
徳永雅亮	日立金属(株) 先端エレクトロニクス研究所 コンサルタント
大森賢次	住友金属鉱山(株) 市川研究所 研究主管
深道和明	東北大学 多元物質科学研究所 研究教授
杉本諭	東北大学 大学院工学研究科 知能デバイス材料学専攻 助教授
下村康夫	(株)三菱化学科学技術研究センター R&TD事業部門 無機材料研究所 リサーチャー
清水義則	日亜化学工業(株) 第二部門 第二技術本部 技師長
村�ｱ嘉典	日亜化学工業(株) 第二部門 第二技術本部 第四技術部 課長代理
三上明義	金沢工業大学 工学部 情報通信工学科 教授
坂野晋	日立ライティング(株) 管球設計部 技師
太田雅壽	新潟大学 工学部 機能材料工学科 助教授
長谷川靖哉	奈良先端科学技術大学院大学 物質科学教育研究センター 助教授
田部勢津久	京都大学 大学院人間・環境学研究科 助教授
白井一志	(株)グラノプト 技術開発グループ 統括マネージャー
村上雅人	芝浦工業大学 工学部 材料工学科 教授
宍戸統悦	東北大学 金属材料研究所 助教授
岡田繁	国士舘大学 工学部 都市システム工学科 教授
和田信之	(株)村田製作所 材料開発センター 部長
白露幸祐	(株)村田製作所 材料開発センター 課長
新見秀明	(株)村田製作所 材料開発センター 次長
田村真治	大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 助手
北川二郎	広島大学 大学院先端物質科学研究科 助手
高畠敏郎	広島大学 大学院先端物質科学研究科 教授
境哲男	(独)産業技術総合技術研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 電池システム連携研究体 研究体長；神戸大学併任教授
尾崎哲也	(独)産業技術総合技術研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 電池システム連携研究体 産総研特別研究員
武信弘一	三菱重工業(株) 神戸造船所 新製品・宇宙部 新エネルギー設計課 主席技師
森一剛	三菱重工業(株) 高砂研究所 化学研究室 主席研究員
寺岡靖剛	九州大学 大学院総合理工学研究院 物質科学部門 教授
田中裕久	ダイハツ工業(株) 材料技術部 主査
小川昭弥	大阪府立大学 大学院工学研究科 物質・化学系専攻応用化学分野 教授
野元昭宏	大阪府立大学 大学院工学研究科 物質・化学系専攻応用化学分野 助手
河里健	セイミケミカル(株)
増井敏行	大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 講師
横田和彦	Rhodia Aubervilliers Research and Technology Center Mineral Specialties Department Research Chemist
Franck Fajardie	Rhodia Aubervilliers Research and Technology Center Mineral Specialties Department Laboratory Manager
Jean-Noel Berte	Rhodia Electronics & Catalysis Electronics Business Unit Developing Manager
松井光二	東ソー(株) 南陽事業所 化成品製造部 部長付 機能材料グループ 主任研究員
窪田吉孝	東ソー・セラミックス(株) 富山工場 取締役工場長
渡利広司	(独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 先進焼結技術研究グループ
中野裕美	龍谷大学 理工学部 電子顕微鏡室 実験講師
小林靖之	大阪市立工業研究所 電子材料課 研究員
前田昌子	昭和大学 客員教授
矢部信良	(株)コーセー 研究本部 室長
築部浩	大阪市立大学 大学院理学研究科 教授
片岡悠美子	大阪市立大学 大学院理学研究科 後期博士課程
小宮山真	東京大学 先端科学技術研究センター 教授
草場光博	大阪産業大学 工学部 電気電子工学科 助教授
足立吟也	日本希土類学会 会長；大阪大学 名誉教授；日本分析化学専門学校 校長

構成と内容
第1章	希土類の資源、精錬、リサイクル技術
1.	希土類の資源（吉田紀史）
1.1	希土類鉱石の種類
1.2	希土類鉱石の歴史と現状
1.3	希土類鉱石の埋蔵量
2.	分離・精製技術（吉田紀史）
2.1	はじめに
2.2	鉱石の選鉱と分解処理
2.3	分離精製
2.3.1	古典的方法
2.3.2	イオン交換法
2.3.3	溶媒抽出法
（1）	原理
（2）	抽出剤
（3）	装置
2.4	純度
3.	リサイクル技術（石垣尚幸、太田晶康）
3.1	はじめに
3.2	ネオジム系焼結磁石の成分と資源
3.3	磁石スクラップの発生
3.4	固形状スクラップのリサイクル
3.5	粉末状スクラップのリサイクル
3.6	市場から回収した磁石スクラップのリサイクル
3.7	おわりに
第2章	希土類酸化物および希土類金属・合金の製造
1.	希土類酸化物の調製と保管（須田栄作）
1.1	はじめに
1.2	希土類酸化物の調製
1.3	保管
2.	希土類金属の製造（東馬秀夫）
2.1	はじめに
2.2	電解法
2.2.1	塩化物電解法
2.2.2	酸化物電解法
2.3	熱還元法
2.3.1	還元蒸留法
2.3.2	カルシウム還元法
2.4	おわりに
3.	希土類合金の製造
3.1	水素吸蔵合金の製造（兜森俊樹）
3.1.1	はじめに
3.1.2	水素吸蔵合金の製造プロセス
3.1.3	電池特性に与える合金の金属学的な特性と凝固プロセスへの要求
3.1.4	おわりに
3.2	希土類磁石合金の製造（山本和彦）
3.2.1	溶解および鋳造
3.2.2	SmCo磁石合金の鋳造組織
3.2.3	NdFeB磁石合金の鋳造組織
3.2.4	まとめ
3.3	光磁気記録用スパッタリングターゲット（小見山昌三）
3.3.1	はじめに
3.3.2	アモルファス希土類-遷移金属合金膜
3.3.3	希土類-遷移金属合金ターゲット
3.3.4	今後の光磁気記録材料
第3章	磁気機能分野への応用
1.	永久磁石−焼結磁石（徳永雅亮）
1.1	はじめに
1.2	結晶構造と物性値
1.3	磁気特性と特長
1.4	製造方法
1.5	応用分野
1.6	おわりに
2.	希土類ボンド磁石（大森賢次）
2.1	はじめに
2.2	等方性磁石粉
2.2.1	NdFeB系磁石粉
2.2.2	ナノコンポジット磁石粉
2.2.3	SmFeN系磁石粉
2.2.4	成形方法
2.3	異方性磁石粉
2.3.1	NdFeB系磁石粉
2.3.2	SmFeN系磁石粉
2.3.3	成形方法
2.3.4	新成形方法
2.4	着磁特性
2.5	おわりに
3.	磁歪材料（深道和明）
3.1	はじめに
3.2	Co系およびFe系希土類化合物の磁気的性質の特徴
3.3	Fe系化合物の磁歪特性の制御
3.4	磁歪の温度依存性
3.5	プレストレス
3.6	TbFe2系の最近の進展
3.7	新しいメカニズムによる巨大磁歪材料
3.7.1	双晶磁歪
3.7.2	メタ磁性転移による等方性磁歪
3.8	おわりに
4.	磁気冷凍材料（深道和明）
4.1	はじめに
4.2	磁気冷凍の原理と特徴
4.3	遍歴電子メタ磁性体と磁気熱量効果
4.4	熱特性
4.5	低温領域への展開
4.6	おわりに
5.	電磁波吸収体（杉本諭）
5.1	はじめに
5.2	電磁波吸収体の評価と磁気共鳴
5.3	希土類-鉄-ボロン系化合物を利用した電磁波吸収体
5.3.1	希土類元素置換による異方性制御とGHz帯電磁波吸収特性
5.3.2	ナノコンポジット化による異方性制御とGHz帯電磁波吸収特性
5.4	希土類磁石化合物不均化反応により精製する微細α-Feを利用した電磁波吸収体
5.5	おわりに
第4章	光機能分野への応用
1.	カラーPDP用蛍光体（下村康夫）
1.1	はじめに
1.2	カラーPDP用蛍光体に求められる特性と課題
1.3	蛍光体各論
1.3.1	青色蛍光体
1.3.2	緑色蛍光体
1.3.3	赤色蛍光体
1.4	最近のパネル改良動向と蛍光体
2.	白色LED用蛍光体（清水義則）
2.1	はじめに
2.2	白色化の手法
2.2.1	グループA
2.2.2	グループB
2.2.3	グループC
2.3	効率の改善
2.4	演色性の改善
2.5	LED用蛍光体一覧
2.6	まとめ
3.	液晶バックライト用蛍光体（下村康夫）
3.1	はじめに
3.2	蛍光体に要求される特性と実用材料
3.3	改良技術
3.4	おわりに
4.	希土類蛍光体−長残光蛍光体（村�ｱ嘉典）
4.1	はじめに
4.2	長残光蛍光体の種類と特性
4.2.1	長残光蛍光体の発光及び残光特性
4.2.2	長残光性蛍光体の耐久性
（1）	耐熱性
（2）	耐薬品性及び耐光性
4.3	応用
4.3.1	残光性蛍光ランプ
4.3.2	残光性タイル
4.3.3	パステルカラーの長残光蛍光体
4.4	その他の長残光蛍光体
4.5	おわりに
5.	EL（エレクトロルミネッセンス）（三上明義）
5.1	はじめに
5.2	無機EL
5.2.1	Ce3＋イオンを付活した無機EL材料
5.2.2	Eu2＋イオンを付活した無機EL材料
5.2.3	Tb3＋イオンを付活した無機EL材料
5.3	有機EL
5.3.1	発光効率とエネルギー移動過程
5.3.2	希土類元素を用いた有機EL素子
6.	照明用蛍光体（坂野晋）
6.1	はじめに
6.2	蛍光ランプ用蛍光体
6.2.1	蛍光ランプ
6.2.2	要求される特性
6.2.3	実用蛍光体
6.2.4	蛍光体の開発動向
6.2.5	周辺技術動向（保護膜）
6.2.6	量産技術動向
6.2.7	新しいタイプの光源として
6.2.8	計算化学の利用
6.2.9	演色性の検討
6.2.10	希土類の回収・再生
6.3	高輝度放電灯（HIDランプ）用蛍光体
6.3.1	蛍光水銀ランプ
6.3.2	要求される特性
6.3.3	実用蛍光体
6.4	無水銀蛍光ランプ用蛍光体
7.	放射線シンチレータ用発光材料（太田雅壽）
7.1	はじめに
7.2	希土類酸化物単結晶
7.3	希土類フッ化物単結晶
8.	希土類錯体を用いた発光材料（長谷川靖哉）
8.1	はじめに
8.2	希土類錯体を用いた発光機能材料
8.3	希土類錯体を用いた発光センサー材料
8.4	おわりに
9.	希土類レーザ（田部勢津久）
9.1	YAGレーザ
9.1.1	はじめに
9.1.2	半導体レーザ励起が主流に
9.1.3	Yb：YAGレーザ
（1）	Yb系固体レーザのエネルギー準位
（2）	YbにとってYAGホストは？
9.1.4	透明多結晶YAGレーザ
9.2	希土類ガラスレーザ
9.2.1	はじめに
9.2.2	Ybファイバレーザ
10.	希土類添加ファイバ（田部勢津久）
10.1	ファイバレーザの特徴
10.1.1	高冷却能力
10.1.2	低閾値、低損失、高破壊閾値
10.1.3	導波路特性
10.2	光ファイバ増幅器
10.3	アップコンバージョンファイバ
11.	ファラデイ回転子・光アイソレータ（白井一志）
第5章	エレクトロニクス機能分野への応用
1.	超伝導材料（村上雅人）
1.1	はじめに
1.2	希土類元素を含む高温超伝導材料
1.2.1	La2-xBaxCuO4系超伝導材料
1.2.2	REBa2Cu3Oy系超伝導材料
1.3	希土類系超伝導材料の応用
1.3.1	高温超伝導線材
1.3.2	超伝導バルク材
1.3.3	薄膜応用
1.4	おわりに
2.	電子放射材料（宍戸統悦、岡田繁）
3.	電子セラミックス
3.1	コンデンサ用希土類添加誘電体材料（和田信之）
3.1.1	セラミックコンデンサの概況
3.1.2	温度補償用セラミックコンデンサ材料における希土類元素について
3.1.3	高誘電率セラミックコンデンサ材料における希土類元素について
（1）	高誘電率セラミックコンデンサ材料の問題点
（2）	高誘電率セラミックコンデンサ材料における希土類元素添加効果
3.2	圧電素子用希土類添加誘電体材料（白露幸祐）
3.3	サ−ミスタ用途での希土類の役割（新見秀明）
3.3.1	はじめに
3.3.2	PTCサーミスタ
（1）	特徴と原理
（2）	応用
3.3.3	NTCサーミスタ
（1）	特徴
（2）	応用
3.3.4	サーミスタにおける希土類イオンの役割
（1）	PTCサーミスタにおける希土類の役割
（2）	新サーミスタ材料における希土類の役割
3.4	化学センサ（田村真治）
3.4.1	はじめに
3.4.2	ガスセンサ
（1）	半導体型
（2）	固体電解質型
3.4.3	イオン電極
4.	熱電変換材料（北川二郎、高畠敏郎）
4.1	最近の展開
4.2	希土類近藤半導体
4.3	希土類充填スクッテルダイト
4.4	その他の物質
4.5	課題
第6章	エネルギー機能分野への応用
1.	水素貯蔵合金
1.1	二次電池用合金（境哲男、尾崎哲也）
1.1.1	はじめに
1.1.2	ニッケル水素電池と合金開発
1.1.3	高容量合金の開発と実用化
1.1.4	おわりに
1.2	電気自動車用合金（境哲男、尾崎哲也）
1.2.1	はじめに
1.2.2	電気自動車
1.2.3	ハイブリッド電気自動車
（1）	ハイブリッド電気自動車の高性能化
（2）	HEV用ニッケル水素電池の高性能化
（3）	新型HEV用ニッケル水素電池の開発
1.2.4	燃料電池電気自動車
1.2.5	おわりに
2.	燃料電池用固体電解質（武信弘一）
2.1	固体酸化物形燃料電池
2.2	固体電解質材料
2.3	ジルコニア
2.4	中温作動
3.	電極材料（森一剛）
3.1	空気極材料
3.2	燃料極材料
第7章	触媒への応用
1.	希土類複合金属酸化物触媒（寺岡靖剛）
1.1	はじめに
1.2	ペロブスカイト触媒研究の最近の動向
1.3	自動車用三元触媒としてのペロブスカイト
1.4	酸化触媒としてのペロブスカイト
1.5	リフォーミング用担持金属触媒前駆体としてのペロブスカイト
1.6	電気化学デバイス用触媒
1.7	酸素分離およびメンブレンリアクターへの展開
1.8	おわりに
2.	自動車排ガス浄化触媒（田中裕久）
2.1	はじめに
2.2	自動車触媒と希土類元素
2.3	酸素吸蔵能力
2.3.1	セリアの酸素吸蔵能力
2.3.2	セリアの耐熱性と酸素吸蔵レスポンス向上
2.4	インテリジェント触媒
2.4.1	不老不死の自動車触媒
2.4.2	自己再生機能の解明
2.5	おわりに
3.	希土類合成触媒（小川昭弥、野元昭宏）
3.1	はじめに
3.2	有機合成おける希土類試薬の特性
3.3	4価希土類合成試薬による酸化反応
3.4	3価希土類合成試薬の利用
3.4.1	スカンジウムトリフラート
3.4.2	有機セリウム求核試薬（Imamoto reagent）
3.4.3	希土類不斉触媒
3.5	2価希土類合成試薬を用いる還元的分子変換反応
4.	高分子重合触媒（野元昭宏、小川昭弥）
第8章	研磨剤・釉薬・顔料への応用
1.	研磨剤（CMP用研磨剤）
1.1	ガラス表面研磨（河里健）
1.2	半導体シリコンウエハー表面仕上げ研磨剤（河里健）
2.	セラミックス用釉薬および顔料への応用（増井敏行）
2.1	実用顔料
2.2	最近の研究開発動向
2.2.1	複合酸化物系
2.2.2	希土類リン酸塩系
2.2.3	モリブデン酸塩およびタングステン酸塩系
2.2.4	ペロブスカイト型酸化物系
2.2.5	酸窒化物系
3.	プラスチック顔料への応用（横田和彦、フランク ファジャルディ、ジョン・ノエル ベルト）
3.1	はじめに
3.2	希土類硫化物の構造と色・製造プロセス
3.3	プラスチック顔料としての性能と展望
3.4	希土類硫化物顔料の人体・環境への影響
3.5	おわりに
第9章	構造材料への応用
1.	ジルコニア・セラミックス（松井光二、窪田吉孝）
1.1	はじめに
1.2	ジルコニアの種類と特徴
1.3	Y-TZP及びジルコニア・セラミックスの用途
1.4	Y-TZP用原料粉末の製造方法
1.5	Y-TZP微粉末の微構造と組成
2.	エンジニアリングセラミックスと希土類助剤（渡利広司、中野裕美）
2.1	はじめに
2.2	エンジニアリングセラミックスの特徴及び特性
2.3	機能発現における焼結助剤の役割
2.3.1	強度
2.3.2	破壊靱性
2.3.3	熱伝導率
2.4	おわりに
3.	耐食性・耐酸化性コーティング（小林靖之）
3.1	はじめに
3.2	希土類元素と腐食抑制
3.3	セリウム化成処理
3.4	耐酸化性コーティング
第10章	医療・生理学・紫外線防御分野への応用
1.	診断試薬、検査薬（前田昌子）
1.1	はじめに
1.2	時間分解蛍光イムノアッセイによるベロ毒素蛋白の測定
1.3	時間分解蛍光イムノアッセイによるVT遺伝子のPCR増幅産物の測定
1.4	時間分解蛍光イムノアッセイによるビタミンD受容体遺伝子多型の解析
2.	紫外線吸収剤としての応用（増井敏行）
2.1	紫外線カットガラス
2.2	紫外線カットフィルムおよび繊維
2.3	最近の研究開発動向
3.	化粧品への応用（矢部信良）
3.1	なぜセリアか
3.2	ソフト溶液法によるナノサイズセリアの合成
3.3	酸化触媒活性の評価
3.4	光触媒活性の評価
3.5	光学的特性の評価
3.5.1	粒子の色調
3.6	まとめ
第11章	希土類の応用の将来展望
1.	希土類錯体を用いる分子認識と発光センシング（築部浩、片岡悠美子）
1.1	希土類錯体の特徴
1.2	希土類錯体による分子認識
1.3	希土類錯体による発光センシング
1.4	今後の展望
2.	人工制限酵素による巨大DNAの切断と遺伝子操作（小宮山真）
2.1	はじめに
2.2	Ce（IV）イオンによるDNAの切断
2.3	人工制限酵素の設計
2.3.1	戦略
2.3.2	触媒とホット・スポットの開発
2.4	人工制限酵素によるDNA切断と遺伝子操作
2.4.1	2重らせんDNA中の所定のリン酸ジエステル結合の活性化（ホット・スポットの形成）
2.4.2	DNAの位置選択的切断
2.4.3	人工制限酵素を用いた遺伝子組み換え
2.5	おわりに
3.	希土類内包フラーレン・カーボンナノチューブ（草場光博）
3.1	金属内包フラーレン・カーボンナノチューブとは
3.2	希土類内包フラーレン・カーボンナノチューブの合成およびその応用
3.2.1	金属内包フラーレン
3.2.2	金属内包カーボンナノチューブ
第12章	最近の材料研究における希土類の位置づけ（足立吟也）
1.	はじめに
2.	Chemical Abstracts からみた材料研究の動向
3.	希土類研究における新しい潮流
索引

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