【手続補正書】
【提出日】平成16年8月10日(2004.8.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素を含有するα’ＳｉＡｌＯＮ相とβ’ＳｉＡｌＯＮ相とから成る二相複合体を含むＳｉＡｌＯＮセラミックを生成する方法であって、
高密度化すると前記ＳｉＡｌＯＮセラミックを形成する出発粉末混合物を混合するステップを含み、該出発粉末が、β窒化ケイ素を約１．６重量％以下の量で含有する窒化ケイ素粉末を少なくとも約７０重量％含み、アルミニウム、酸素、及び窒素を前記β’ＳｉＡｌＯＮ相に寄与すると共にアルミニウム、酸素、窒素、及び希土類を前記α’ＳｉＡｌＯＮ相に寄与する１種類以上の粉末をさらに含み、
前記出発粉末混合物を高密度化して、前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が前記二相複合体の少なくとも約２０重量％を構成するＳｉＡｌＯＮセラミックを形成するステップを含む、
前記方法。
【請求項２】
前記希土類が、イッテルビウム、エルビウム、ツリウム、スカンジウム、及びルテチウムのうちの１種類以上から成る、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記希土類がイッテルビウムから成る、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＳｉＡｌＯＮセラミックにおいて、ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が少なくとも約１６．５ＧＰａであり、エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が少なくとも約５．５ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＳｉＡｌＯＮセラミックにおいて、ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が少なくとも約１７．５ＧＰａであり、エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が少なくとも約６．０ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ＳｉＡｌＯＮセラミックにおいて、ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が少なくとも約１８．５ＧＰａであり、エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が少なくとも約７．０ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記ＳｉＡｌＯＮセラミックにおいて、ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が少なくとも約１９．５ＧＰａであり、エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が少なくとも約８．０ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記出発粉末が、酸化アルミニウム粉末、窒化アルミニウム粉末、及び酸化希土類粉末をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記希土類がイッテルビウムから成り、前記出発粉末が酸化イッテルビウムを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記出発粉末混合物において、アルミナ粉末の含有率が窒化アルミニウム粉末の含有率よりも大きい、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が、前記二相複合体の約２０重量％〜約８５重量％を構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が、前記二相複合体の約４５重量％〜約８５重量％を構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が、前記二相複合体の約６０重量％〜約８０重量％を構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が、前記二相複合体の約２５重量％〜約５０重量％を構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
高密度化すると前記ＳｉＡｌＯＮセラミックに粒界相も形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記粒界相がガラス相から成る、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記粒界相が粒界結晶相から成る、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記粒界相がガラス相と粒界結晶相とから成る、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記出発窒化ケイ素粉末が、β窒化ケイ素粉末を約０重量％含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記β’ＳｉＡｌＯＮ相が、化学式Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-zから構成され、該式中、ｚが０．３より大きく１．５より小さい、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記式中、ｚが０．７より大きく１．５より小さい、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記式中、ｚが０．３より大きく０．６より小さい、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記出発粉末混合物が複数の窒化ケイ素粉末を含み、該窒化ケイ素粉末のβ窒化ケイ素含有率がそれぞれ異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相がほぼ等軸状の粒子を有し、前記β’ＳｉＡｌＯＮ相がほぼ長形の粒子を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記高密度化ステップが、前記出発粉末混合物を加圧して成形体とすることと、該成形体を固結させて前記ＳｉＡｌＯＮセラミックを形成することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記高密度化ステップが、前記出発粉末混合物を加圧して成形体とすることと、該成形体を焼結して前記ＳｉＡｌＯＮセラミックを形成することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記高密度化ステップが、前記出発粉末混合物を加圧して成形体とすることと、該成形体を焼結して焼結ＳｉＡｌＯＮセラミックを形成することと、該焼結ＳｉＡｌＯＮセラミックを熱圧して前記ＳｉＡｌＯＮセラミックを形成することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
イッテルビウムを含有するα’ＳｉＡｌＯＮ相とβ’ＳｉＡｌＯＮ相とから成る二相複合体を含むＳｉＡｌＯＮセラミックを生成する方法であって、
約０重量％〜約１．６重量％のβ窒化ケイ素、酸化イッテルビウム粉末、並びにアルミニウムと窒素及び酸素の一方又は両方とを含む粉末を含有する窒化ケイ素粉末を、少なくとも約７０重量％含む出発粉末混合物を混合するステップを含み、
前記粉末混合物を高密度化して、比較用ＳｉＡｌＯＮセラミックよりも前記α’ＳｉＡｌＯＮ相の含有率が高く、比較用ＳｉＡｌＯＮセラミックよりも前記β’ＳｉＡｌＯＮ相の粒子が概して細長い、ＳｉＡｌＯＮセラミックとするステップを含み、
前記比較用ＳｉＡｌＯＮセラミックが、比較用出発粉末混合物中の窒化ケイ素粉末がβ窒化ケイ素を２重量％以上含有する以外は、前記出発粉末混合物と成分が同じである比較用出発粉末混合物を混合し、該比較用出発粉末混合物を前記高密度化ステップと同じ方式で比較用に高密度化することによって生成される、
前記方法。
【請求項２９】
前記出発窒化ケイ素粉末が、β窒化ケイ素を約０重量％含有する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
イッテルビウムを含有するα’ＳｉＡｌＯＮ相と化学式Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-zから構成されるβ’ＳｉＡｌＯＮ相とから成る二相複合体を含むＳｉＡｌＯＮセラミックを生成する方法であって、
β窒化ケイ素を約１．６重量％以下含有する窒化ケイ素粉末を少なくとも約７０重量％含み、アルミニウム、酸素、窒素、及びイッテルビウムを一緒に含有する１種類以上の粉末を含む、出発粉末混合物を高密度化して、前記ＳｉＡｌＯＮセラミックとするステップを含み、
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が、前記二相複合体の少なくとも約２０重量％を構成し、前記ＳｉＡｌＯＮセラミックにおいて、ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が少なくとも約１７．５ＧＰａであり、エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が少なくとも約６．０ＭＰａ・ｍ1/2である、
前記方法。
【請求項３１】
前記出発窒化ケイ素粉末が、β窒化ケイ素を約０重量％含有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記β’ＳｉＡｌＯＮ相の前記式中、ｚの値が０．３より大きく１．５より小さい、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記β’ＳｉＡｌＯＮ相の前記式中、ｚの値が０．３より大きく０．６より小さい、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記ＳｉＡｌＯＮセラミックにおいて、ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が少なくとも約１８．５ＧＰａであり、エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が少なくとも約７．０ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
前記ＳｉＡｌＯＮセラミックにおいて、ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が少なくとも約１９．５ＧＰａであり、エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が少なくとも約８．０ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
窒化ケイ素粉末と、アルミニウム、酸素、窒素、及び希土類を供給する１種類以上の粉末とを含む、出発粉末混合物から生成されるＳｉＡｌＯＮセラミック体であって、
希土類を含有するα’ＳｉＡｌＯＮ相とβ’ＳｉＡｌＯＮ相とから成る二相複合体を含み、
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が、前記二相複合体の約２０重量％以上の量で含まれており、
前記出発粉末混合物が、β窒化ケイ素粉末を約１．６重量％以下含有する出発窒化ケイ素粉末を少なくとも約７０重量％含み、
ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が約１６．５ＧＰａ以上であり、破壊靭性（ＫIC）が約５．５ＭＰａ・ｍ1/2以上である、
前記ＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項３７】
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相中のケイ素成分のうちの少なくともいくらかが、前記出発粉末混合物中の前記窒化ケイ素粉末から生じると共に、前記β’ＳｉＡｌＯＮ相中のケイ素成分のうちの少なくともいくらかが、前記出発粉末混合物中の前記窒化ケイ素粉末から生じる、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項３８】
ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が少なくとも約１７．５ＧＰａであり、エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が少なくとも約６．０ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項３９】
ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が少なくとも約１８．５ＧＰａであり、エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が少なくとも約７．０ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項４０】
ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が少なくとも約１９．５ＧＰａであり、エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が少なくとも約８．０ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項４１】
前記β’ＳｉＡｌＯＮ相が、化学式Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-zから構成され、該式中、ｚが０．３より大きく１．５より小さい、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項４２】
前記式中、ｚが０．７より大きく１．５より小さい、請求項４１に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項４３】
前記式中、ｚが０．３より大きく０．６より小さい、請求項４１に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項４４】
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が、前記二相複合体の約６０重量％〜約８０重量％の量で含まれる、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項４５】
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が、前記二相複合体の約４５重量％〜約８５重量％の量で含まれる、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項４６】
前記出発窒化ケイ素粉末が、β窒化ケイ素を約０重量％含有する、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項４７】
ガラス相及び粒界結晶相の一方又は両方から成る粒界相をさらに含む、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項４８】
前記希土類が、イッテルビウム、エルビウム、ツリウム、スカンジウム、及びルテチウムから成る群から選択される、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項４９】
前記希土類がイッテルビウムから成る、請求項３６に記載のＳｉＡｌＯＮセラミック体。
【請求項５０】
窒化ケイ素粉末、窒化アルミニウム粉末、アルミナ粉末、及び酸化イッテルビウム粉末を含む、出発粉末混合物から生成されるセラミック体であって、
イッテルビウムを含有するα’ＳｉＡｌＯＮ相とβ’ＳｉＡｌＯＮ相とから成る二相複合体を含み、
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が、前記二相複合体の約２５重量％〜約５０重量％の量で含まれており、
破壊靭性（ＫIC）が約６．０ＭＰａ・ｍ1/2以上であり、
ビッカース硬度（荷重１８．５ｋｇ）が約１７．０ＧＰａ以上であり、
前記出発窒化ケイ素粉末が、β窒化ケイ素を約１．６重量％以下含有する、
前記セラミック体。
【請求項５１】
前記出発アルミナ粉末の含有率が、前記出発窒化アルミニウム粉末の含有率よりも大きい、請求項５０に記載のセラミック体。
【請求項５２】
前記出発窒化ケイ素粉末が、β窒化ケイ素を約０重量％含有する、請求項５０に記載のセラミック体。
【請求項５３】
エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が、少なくとも約７．０ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項５０に記載のセラミック体。
【請求項５４】
エヴァンズ  アンド  チャールズ法によって測定した破壊靭性が、少なくとも約８．０ＭＰａ・ｍ1/2である、請求項５０に記載のセラミック体。
【請求項５５】
前記β’ＳｉＡｌＯＮ相が、化学式Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-zから構成され、該式中、ｚが０．３より大きく１．５より小さい、請求項５０に記載のセラミック体。
【請求項５６】
前記式中、ｚが０．７より大きく１．５より小さい、請求項５５に記載のセラミック体。
【請求項５７】
前記式中、ｚが０．３より大きく０．６より小さい、請求項５５に記載のセラミック体。
【請求項５８】
窒化ケイ素粉末、酸化イッテルビウム粉末、並びに、アルミニウム、酸素、及び窒素を一緒に含有する少なくとも１種類以上の粉末を含む、出発粉末混合物から生成されるセラミック体であって、
イッテルビウムを含有するα’ＳｉＡｌＯＮ相とβ’ＳｉＡｌＯＮ相とから成る二相複合体を含み、
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相が、前記二相複合体の約２０重量％以上の量で含まれており、
前記α’ＳｉＡｌＯＮ相中のケイ素成分のうちの少なくともいくらかが、前記出発粉末混合物中の前記窒化ケイ素粉末から生じると共に、前記β’ＳｉＡｌＯＮ相中のケイ素成分のうちの少なくともいくらかが、前記出発粉末混合物中の前記窒化ケイ素粉末から生じ、
前記出発粉末混合物が、β窒化ケイ素粉末を約１．６重量％以下含有する出発窒化ケイ素粉末を少なくとも約７０重量％含む、
前記セラミック体。
【請求項５９】
前記出発窒化ケイ素粉末が、β窒化ケイ素を約０重量％含有する、請求項５８に記載のセラミック体。
【請求項６０】
ガラス相及び粒界結晶相の一方又は両方から成る粒界相をさらに含む、請求項５８に記載のセラミック体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
別のセラミック材料は、α’ＳｉＡｌＯＮ相、β’ＳｉＡｌＯＮ相、及び粒界相を含み、任意に耐熱相を含有する。このセラミック材料は、酸素及びアルミニウム含有率の高い合金面を有する。メーロトラ他による米国特許第４，８８０，７５５号は、このようなセラミック材料を開示している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明のさらに別の態様は、α’ＳｉＡｌＯＮ相及びβ’ＳｉＡｌＯＮ相から成る二相複合体を含むセラミック組成物である。α’ＳｉＡｌＯＮ相は、イッテルビウムを含有する。α’ＳｉＡｌＯＮ相は、二相複合体の約４５重量％〜約８５重量％の量で含まれる。この組成物は、粒界相をさらに含む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の別の態様は、本質的にα’ＳｉＡｌＯＮ相及びβ’ＳｉＡｌＯＮ相から成るセラミック組成物である。α’ＳｉＡｌＯＮ相は、イッテルビウムを含有する。α’ＳｉＡｌＯＮ相は、α’ＳｉＡｌＯＮ相及びβ’ＳｉＡｌＯＮ相の総含有量の約４５重量％〜約８５重量％の量で含まれる。β’ＳｉＡｌＯＮ相は、α’ＳｉＡｌＯＮ相及びβ’ＳｉＡｌＯＮ相の総含有量の約１５重量％〜約５５重量％の量で含まれる。この組成物は、粒界相をさらに含み、粒界相は、ガラス相及び粒界結晶相のうちの１種類以上を含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、窒化ケイ素粉末を含む出発粉末混合物から生成される焼結セラミック体である。出発窒化ケイ素粉末の約２重量％以下は、β窒化ケイ素から構成される。この焼結セラミック体は、α’ＳｉＡｌＯＮ相及びβ’ＳｉＡｌＯＮ相から成る二相複合体を含む。α’ＳｉＡｌＯＮ相は、イッテルビウムを含有する。α’ＳｉＡｌＯＮ相は、二相複合体の約２５重量％以上の量で含まれる。この焼結セラミック体は、粒界相をさらに含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、α’ＳｉＡｌＯＮ相及びβ’ＳｉＡｌＯＮ相から成る二相複合体を含むセラミック組成物である。α’ＳｉＡｌＯＮ相は、イッテルビウム、エルビウム、ツリウム、スカンジウム、及びルテチウムから成る群から選択された１種類以上を含有する。α’ＳｉＡｌＯＮ相は、二相複合体の約４５重量％〜約８５重量％の量で含まれる。このセラミック組成物は、粒界相をさらに含む。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、このＳｉＡｌＯＮ材料は、粒界相を含む１つ以上のさらなる相も含有する。この粒界相は、ガラス相を含んでいてもよく、時にはさらに粒界結晶相を含んでいてもよい。現時点において、出願人は、一般的にＳｉＡｌＯＮ材料に含まれるさらなる相の具体的な量を限定していない。しかしながら、出願人は、一般的にはガラス相を含み、さらに粒界結晶相を含み得る、粒界相を含むことは推定している。このガラス相は、一般的には非晶相である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
含まれ得るこの粒界結晶相としては、化学式Ｙｂ3Ａｌ5Ｏ12の立方相であるＹｂＡＧ（イッテルビウムアルミニウムガーネット(ytterbium aluminum garnet)）、化学式Ｙｂ4Ａｌ2Ｏ9の単斜相であるＹｂＡＭ、化学式Ｙｂ4Ｓｉ2Ｏ7Ｎ2の単斜相であるＮ−ＹｂＡＭがある。このＳｉＡｌＯＮ材料は、化学式Ｙｂ2ＳｉＡｌＯ5ＮのＢ相又はウォラストナイト相を含む粒界結晶相はいずれも含有しない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図３は、実施例Ｃ［１２０分間１７６５℃で連続焼結したバッチ番号９４１Ａ］の微細構造を示す顕微鏡写真であり、図４は、実施例２［１２０分間１７６５℃で連続焼結したバッチ番号１０３０］の微細構造を示す顕微鏡写真である。図４において、黒っぽいプリズム状の粒子はβ’ＳｉＡｌＯＮ相であり、薄灰色の粒子はα’ＳｉＡｌＯＮ相である。最も明るい領域は、イッテルビア−アルミナ−シリカから成るガラス相である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
【表５】
2004527434.tif 000001
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
図５を参照すると、後に説明するように、この図は、ＳｉＡｌＯＮの３次元状態図の底面の窒化ケイ素角部を示すグラフである。これまで、普通の当業者は、β窒化ケイ素を２重量％よりも多く含有する従来の出発窒化ケイ素粉末を用いた場合、線ｘ−ｘより上の領域に当てはまる組成物は、β’ＳｉＡｌＯＮ相約１００重量％及び粒界相から構成され、線ｘ−ｘより下の領域に当てはまる組成物は、α’ＳｉＡｌＯＮ相、β’ＳｉＡｌＯＮ相、及び粒界相から構成される、と想定してきたであろう。驚くことに、図５に示されているように、実施例１４及び１５は、図５の線ｘ−ｘより上の領域（即ち、酸素を豊富に含む領域）にあり、この領域では、β窒化ケイ素を２重量％よりも多く含有する従来の出発窒化ケイ素粉末を用いた場合、β’ＳｉＡｌＯＮ相のみが生成される、と普通の当業者は想定してきた。これに対し、図５の線ｘ−ｘより下の領域では、従来の方法を用いた場合、α’ＳｉＡｌＯＮ相とβ’ＳｉＡｌＯＮ相の両方が生成される、と普通の当業者は想定してきた。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
本明細書中で示した実施例ではイッテルビウムを用いているが、このセラミック材料には他の希土類成分を使用してもよい、ということを出願人は意図している。より具体的には、セラミック材料において、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、スカンジウム（Ｓｃ）、又はルテチウム（Ｌｕ）のうちのいずれをイッテルビウムと置換してもよい、ということを出願人は意図しており、その理由は、これらの成分の有効イオン半径は小さいからである。イッテルビウムを用いた場合と同様に、これらの元素（即ち、エルビウム、ツリウム、スカンジウム、又はルテチウム）を用いた場合にも、脆い粒界相が生成されることは恐らく回避される。原子価を＋３に且つ配位数を６にするための、これらのイオンの有効イオン半径は、エルビウム＝０．８９０オングストローム、ツリウム＝０．８８０オングストローム、イッテルビウム＝０．８６８オングストローム、ルテチウム＝０．８６１オングストローム、スカンジウム＝０．７４５オングストロームである。これに対して、イットリウムのイオン半径は、０．９００オングストロームである（参照：化学及び物理学のＣＲＣハンドブック(CRC Handbook of Chemistry and Physics)，第７９版，１９９８年，４〜１２１頁の表１４）。一般的には、エルビウム、ツリウム、スカンジウム、又はルテチウムは、出発粉末混合物中の酸化物として添加されるであろう。さらに、このセラミックは、イッテルビウム、エルビウム、ツリウム、スカンジウム、及び／又はルテチウムのうちの２種類以上を組み合わせて含有していてもよい、ということを出願人は意図している。