[go: up one dir, main page]

JP3668985B2 - セラミック粉体の製造方法 - Google Patents

セラミック粉体の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP3668985B2
JP3668985B2 JP21476894A JP21476894A JP3668985B2 JP 3668985 B2 JP3668985 B2 JP 3668985B2 JP 21476894 A JP21476894 A JP 21476894A JP 21476894 A JP21476894 A JP 21476894A JP 3668985 B2 JP3668985 B2 JP 3668985B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
hydroxide
ceramic
ceramic powder
mixture slurry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP21476894A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0873219A (ja
Inventor
光俊 川本
幸生 浜地
国三郎 伴野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP21476894A priority Critical patent/JP3668985B2/ja
Publication of JPH0873219A publication Critical patent/JPH0873219A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3668985B2 publication Critical patent/JP3668985B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、積層セラミックコンデンサの誘電体原料として有用な、ペロブスカイト型化合物からなるセラミック粉体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電子デバイスを構成するセラミック電子部品の小型高性能化を図るため、この電子部品の製造に用いられるセラミック材料の改良が行なわれてきている。
【0003】
そして、具体的に誘電体セラミック材料としては、粒径1μm以下、好ましくは0.5μm以下の均一で球形状のペロブスカイト型化合物からなるセラミック粉体の製造方法が研究されている。このような粒径のセラミック粉体は、粒径が小さいために表面エネルギ−が高くなり、粒径分布が均一で球状のために成形時の充填性がよくなって焼結性が著しく改善され、より低い温度で緻密強固なセラミックを得ることが期待できるものである。
【0004】
さらに、積層セラミックコンデンサの誘電体層の薄層化・多積層化を実現させるために、厚み10μm以下のセラミックグリ−ンシ−トが要求されているが、そのためにも、粒径1μm以下好ましくは0.5μm以下の均一で球形状のセラミック粉体が望まれている。
【0005】
ところで、従来より、ペロブスカイト型化合物からなるセラミック粉体、例えばチタン酸バリウム粉体の製造方法としては、炭酸バリウムと酸化チタンを1000℃以上の高温で仮焼して反応させてチタン酸バリウムを合成し、その後機械的に粉砕する方法(固相合成法)が知られている。
【0006】
また、その他、湿式合成法として、金属アルコキシド法、水酸化物法、水熱合成法等が知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固相合成法の場合、仮焼後のチタン酸バリウムが強く凝集しているため、機械的粉砕を行なっても粒径1μm以下の微細な粒子にするのは困難であった。また、その粒子形状は破砕物状になるため、これを任意の形状に成形して焼成した場合、焼結性に欠けるという問題点を有していた。さらに上述したように、積層セラミックコンデンサの誘電体層の薄層化・多積層化を実現させるためには、厚み10μm以下のセラミックグリ−ンシ−トを成形することが必要であるが、固相合成法で得られたチタン酸バリウム粉体を用いた場合、グリ−ンシ−トの密度が低下したり、あるいは、グリ−ンシ−トの厚みばらつきが大きくなったりするという不具合が生じていた。
【0008】
一方、湿式合成法によるペロブスカイト型化合物からなるセラミック粉体の製造であるが、金属アルコキシド法の場合、原料が高価で工業化には問題があった。
【0009】
水酸化物法については、原料も比較的安価であり、得られる粉体も焼結性が高いという点で注目されている。例えば、特開昭59−39726号公報においては、チタン塩の水溶液に塩化バリウム、硝酸バリウム等の水溶性バリウム塩を溶解させ、アルカリを加えてpHを13以上に調製して、沸点以下で加熱する方法が開示されている。しかしながら、この方法で得られるチタン酸バリウム粉体は、粒子径が0.02〜0.03μmと微細すぎるため、成形加工した場合の密度が低く、焼結時の収縮が大きくなるという問題があり、用途によっては好ましくない場合があった。
【0010】
また、特開昭60−90825号公報では、チタン酸と水酸化バリウムを多量の水の存在下で、沸点以下の温度で加熱する方法が開示されているが、この方法の場合、チタン酸をあらかじめ調製する工程が必要となるが、その際、例えばチタン酸をチタン化合物の水溶液の中和によって沈澱させた場合にはコロイド状となるため、洗浄および濾過が工業的に困難であるという問題を有していた。
【0011】
水熱合成法に関しては、積層セラミックコンデンサの薄層化・多積層化のために最適なチタン酸バリウム粉体を得ることができるとして、近年特に注目されている。たとえば、特開昭61−31345号公報では、Ba,Sr等のA群元素およびTi,Zr等のB群元素の水酸化物の所望のA/B比の混合物を水性媒体中で水熱反応させた後、水性媒体中に溶存するA群元素を水不溶性の形にして濾過、水洗、乾燥させる方法が開示されている。ところが、この場合、A群元素を水不溶性の形にするいわゆる不溶化剤の添加量を、製造ロット毎に決めなければならない煩雑さが生じてくる。つまり、水熱反応において、製造ロット毎に反応率にばらつきがあるため、そのたびごとに、濾液に溶存しているA群元素イオン濃度を分析し、その値に応じて不溶化剤の添加量を決定する必要があった。
【0012】
また、特開昭62−72525号公報では、四塩化チタンの水溶液に、バリウム等の炭酸塩、塩化物、硝酸塩のうち、いずれか1種類の化合物を溶解させ、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを加えて、オ−トクレ−ブ中で加熱する方法が開示されている。しかしながら、この方法を詳細に検討した結果、NaやK等のアルカリ金属不純物をどうしても除去することができず、例えば、合成されたチタン酸バリウム粉体中にNaやCa等が800〜1000ppm程度残存することが明らかとなった。
【0013】
そこで、本発明の目的は、粒径が0.5μm以下の均一で球形状の粒子であり、Aサイト元素とBサイト元素とのモル比が1.000±0.002の範囲にあり、結晶性が高く、かつ、アリカリ金属等の不純物が極めて少ない、ペロブスカイト型化合物からなるセラミック粉体の製造方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のセラミック粉体の製造方法は、Mg,Ca,Sr,BaおよびPbよりなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素の水酸化物または塩化物と、Ti,Zr,HfおよびSnよりなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素の水酸化物と、アルカリ性水溶液との混合物スラリ−を得る工程と、該混合物スラリ−を少なくとも2つの異なる温度で水熱反応させてペロブスカイト型化合物を得ることを特徴とする。
【0015】
【作用】
ABO3 型のペロブスカイト型化合物からなるセラミック粉体の製造において、Aサイト元素の水酸化物または塩化物とBサイト元素の水酸化物とを、OHイオンの存在下、2つの異なる温度で水熱反応させることにより、粒径が0.5μm以下の均一で球形状の粒子であり、A/Bモル比のずれがなく結晶性が高く、かつ、アルカリ金属不純物の残存量が大幅に減少したセラミック粉体が得られる。
【0016】
【実施例】
以下、本発明のセラミック粉体の製造方法について、その実施例を説明する。
(実施例1)
まず、混合物スラリーを作製した。即ち、0.1モルのTi(OC3 7 4 正確に秤量し、約30ccのイソプロピルアルコ−ルと共に、内容積約400ccのポリテトラフロロエチレン製ビ−カ−に投入した。次に、この溶液をウルトラディスパ−サ−にて撹拌しながら、0.6モルのNaOHを含有する水溶液約135ccを添加し、加水分解を行なった。その後、0.1モルのBaCl2を投入し混合物スラリーを得た。
【0017】
次に、この混合物スラリ−の入ったポリテトラフロロエチレン製ビ−カ−を、オ−トクレ−ブ装置に取り付けた。その後、温度120℃、圧力4kg/cm2の条件で、ポリテトラフロロエチレン製の撹拌棒で150rpmで撹拌させながら1時間水熱反応させた。次に、温度を200℃まで上昇させ、その状態で上述同様の方法で4時間水熱反応させた。反応終了後、水洗および濾過を繰り返した後、乾燥および解砕をへてBaTiO3 粉体を得た。
【0018】
次に、得られたBaTiO3 粉体のX線回折(XRD)分析による結晶構造、電子顕微鏡(SEM)観察による粒子状態、蛍光X線分析によるBa/Tiモル比、並びに原子吸光分析およびイオンクロマト分析による不純物量の確認を行なった。その結果、得られたBaTiO3 粉体は、立方晶のペロブスカイト構造を有し、その粒子は粒径が0.2〜0.3μmの球形状で分散性がよく、Ba/Tiモル比は1.001と殆どずれがなかった。また、BaTiO3 粉体中の不純物量は、Naが140ppm、Clが20ppmと低い値を示した。
【0019】
一方、比較のために、上記実施例と同一の混合物スラリーを120℃、1時間の条件で水熱反応させた。その結果、得られたBaTiO3 粉体は、粒子径が0.1μm前後でBa/Tiモル比が1.002であったが、不純物としてのNa量が1400ppmと非常に多いものであった。
【0020】
また、同様に比較のために、上記実施例と同一の混合物スラリーを200℃、4時間の条件で水熱反応させた。その結果、得られたBaTiO3 粉体は、不純物としてのNa量は上記実施例と同レベルに減少したが、粒子径の均一性に欠けるとともに分散性の悪いものとなった。
【0021】
(実施例2)
まず、混合物スラリーを作製した。即ち、0.1モルのTi(OC3 7 4 正確に秤量し、約30ccのイソプロピルアルコールと共に、内容積約400ccのポリテトラフロロエチレン製ビ−カ−に投入した。次に、この溶液をウルトラディスパ−サ−にて撹拌しながら、0.6モルのNaOHを含有する水溶液約135ccを添加し、加水分解を行なった。その後、0.1モルのSrCl2を投入し混合物スラリーを得た。
【0022】
次に、この混合物スラリ−を、実施例1と同様にして水熱反応させてSrTiO3 粉体を得た。
【0023】
その後、得られたSrTiO3 粉体について、実施例1と同様に、その性状等の確認を行なった。その結果、得られたSrTiO3 粉体は、立方晶のペロブスカイト構造を有し、その粒子は粒径が0.1〜0.2μmの球形状で分散性がよく、Sr/Tiモル比は0.999と殆どずれがなかった。また、SrTiO3粉体中の不純物量は、Naが160ppm、Clが20ppmと低い値を示した。
【0024】
(実施例3)
まず、混合物スラリーを作製した。即ち、0.1モルのTi(OC3 7 4を正確に秤量し、約30ccのイソプロピルアルコールと共に、内容積約400ccのポリテトラフロロエチレン製ビ−カ−に投入した。次に、この溶液をウルトラディスパ−サ−にて撹拌しながら、0.6モルのNaOHを含有する水溶液約135ccを添加し、加水分解を行なった。その後、0.1モルのSr(OH)2 を投入し混合物スラリーを得た。
【0025】
次に、この混合物スラリ−を、実施例1と同様にして水熱反応させてSrTiO3 粉体を得た。
【0026】
その後、得られたSrTiO3 粉体について、実施例1と同様に、その性状等の確認を行なった。その結果、得られたSrTiO3 粉体は、立方晶のペロブスカイト構造を有し、その粒子は粒径が0.1〜0.2μmの球形状で分散性がよく、Sr/Tiモル比は1.001と殆どずれがなかった。また、SrTiO3粉体中の不純物量は、Naが150ppm、Clが20ppmと低い値を示した。
【0027】
以上、実施例に示す通り、ABO3 型のペロブスカイト型化合物からなるセラミック粉体の製造において、Aサイト元素の水酸化物または塩化物とBサイト元素の水酸化物とを、OHイオンの存在下で120℃、1時間の条件で水熱反応させた後、さらに引き続いて200℃、4時間の条件で水熱反応させることにより、従来残存Na量が1400ppmであったものを140〜160ppmまで大幅に減少させることができた。
【0028】
なお、本製造方法において、水熱反応後のA/Bのモル比ずれを防止するためには、混合物スラリー中のOH濃度はAおよびBの仕込み濃度の少なくとも4倍、好ましくは6倍以上が必要である。上記実施例においては、AおよびBの仕込み量0.1モルの6倍の0.6モルのNaOHを添加している。
【0029】
また、上記実施例においては、BaTiO3 粉体およびSrTiO3 粉体の製造方法について説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではない。即ち、一般式ABO3 (但し、AはMg,Ca,Sr,BaおよびPbよりなる群から選ばれる少なくとも1種類、BはTi,Zr,HfおよびSnよりなる群のうちから選ばれる少なくとも1種類)で表されるペロブスカイト型化合物、例えば、CaTiO3 ,(Ba,Ca)TiO3 ,BaZrO3 ,Ba(Ti,Zr)O3 ,(Ba,Ca)(Ti,Zr)O3 ,PbTiO3 ,Ba(Ti,Sn)O3 、Ba(Ti,Hf)O3 等の製造においても同様の効果が得られる。
【0030】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明のセラミック粉体の製造方法は、ABO3 型のペロブスカイト型化合物におけるAサイト元素の水酸化物または塩化物とBサイト元素の水酸化物とを、OHイオンの存在下、2つの異なる温度で水熱反応させるものである。
【0031】
これによって、0.5μm以下の均一で球形状の粒子であり、Aサイト元素とBサイト元素とのモル比が1.000±0.002の範囲にあり、結晶性が高く、かつ、アリカリ金属等の不純物が極めて少ない、ペロブスカイト型化合物からなるセラミック粉体を得ることができる。
【0032】
したがって、このセラミック粉体を用いることにより、より薄層化・多積層化した積層セラミックコンデンサを製造することができる。

Claims (1)

  1. Mg,Ca,Sr,BaおよびPbよりなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素の水酸化物または塩化物と、Ti,Zr,HfおよびSnよりなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素の水酸化物と、アルカリ性水溶液との混合物スラリ−を得る工程と、該混合物スラリ−を少なくとも2つの異なる温度で水熱反応させてペロブスカイト型化合物を得ることを特徴とするセラミック粉体の製造方法。
JP21476894A 1994-09-08 1994-09-08 セラミック粉体の製造方法 Expired - Fee Related JP3668985B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21476894A JP3668985B2 (ja) 1994-09-08 1994-09-08 セラミック粉体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21476894A JP3668985B2 (ja) 1994-09-08 1994-09-08 セラミック粉体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0873219A JPH0873219A (ja) 1996-03-19
JP3668985B2 true JP3668985B2 (ja) 2005-07-06

Family

ID=16661221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21476894A Expired - Fee Related JP3668985B2 (ja) 1994-09-08 1994-09-08 セラミック粉体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3668985B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003004415A1 (en) * 2001-07-04 2003-01-16 Toho Titanium Co., Ltd. Barium titanate powder and method for production thereof
JP4626207B2 (ja) * 2004-07-28 2011-02-02 Tdk株式会社 チタン酸バリウム粉末の製造方法
CN101128395B (zh) * 2005-02-25 2011-07-06 堺化学工业株式会社 组合物的制造方法
JP4967599B2 (ja) * 2006-10-23 2012-07-04 Tdk株式会社 チタン酸バリウム粉末、誘電体磁器組成物および電子部品
JP6583637B2 (ja) * 2014-03-31 2019-10-02 戸田工業株式会社 チタン酸ストロンチウム微粒子粉末及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0873219A (ja) 1996-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0641740B1 (en) Process for the synthesis of crystalline ceramic powders of perovskite compounds
US4520004A (en) Method of manufacturing metal titanate fine powder
US4677083A (en) Method for manufacturing dielectric fine powder of Ba1-x Srx TiO3
US5445806A (en) Process for preparing fine powder of perovskite-type compound
US7556792B2 (en) Method for preparing perovskite complex oxide powder of formula ABO3
KR101625156B1 (ko) 티탄산염의 제조 방법
US7001585B2 (en) Method of making barium titanate
US8715614B2 (en) High-gravity reactive precipitation process for the preparation of barium titanate powders
US4810484A (en) Method for manufacturing fine lead titanate powders
JPH0339018B2 (ja)
JP3319807B2 (ja) ペロブスカイト型化合物微細粒子粉末およびその製造法
JP3772354B2 (ja) セラミック粉体の製造方法
JP3668985B2 (ja) セラミック粉体の製造方法
JP3838523B2 (ja) 組成物の製造方法
EP0104002B1 (en) Methods of manufacturing metal titanate fine powders
KR102190834B1 (ko) 티탄산바륨 분체의 제조 방법
JPH0339014B2 (ja)
EP1860069B1 (en) Method for producing composition
JPH0246531B2 (ja)
KR100647247B1 (ko) 용매열법에 의한 티탄산바륨 분말의 합성방법
KR100290247B1 (ko) 티탄산바륨 및 페롭스카이트형 복합산화물 제조방법
JPH0339015B2 (ja)
EP0163739A1 (en) Process for preparing fine particles of ba (zrx ti 1-x)o3-solid solution
KR20060102928A (ko) 티탄산바륨 분말의 제조방법
JPH01122907A (ja) ペロブスカイト酸化物紛末の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040629

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050404

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090422

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090422

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100422

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110422

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees