JPH1171103A - 複合金属酸化物の前駆体および複合金属酸化物の製造方法 - Google Patents
複合金属酸化物の前駆体および複合金属酸化物の製造方法Info
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- JPH1171103A JPH1171103A JP10196594A JP19659498A JPH1171103A JP H1171103 A JPH1171103 A JP H1171103A JP 10196594 A JP10196594 A JP 10196594A JP 19659498 A JP19659498 A JP 19659498A JP H1171103 A JPH1171103 A JP H1171103A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な工程から成り、残留不純物を含有せず、
かつ、均一な化学組成を有する複合金属酸化物の前駆体
および複合金属酸化物の製造方法を提供する。 【解決手段】異なる金属元素を含む複数の水溶性金属化
合物を水と混合して金属化合物水溶液を調製し、当該金
属化合物水溶液から水の除去を行う複合金属酸化物の前
駆体の製造方法であって、前記の複数の水溶性金属化合
物として、(1)450℃以下、好ましくは250℃以
下で分解して金属以外の成分が気化する金属化合物、ま
たは、(2)錯体または有機酸の金属塩を使用する。そ
して、得られた前駆体を酸化処理する。
かつ、均一な化学組成を有する複合金属酸化物の前駆体
および複合金属酸化物の製造方法を提供する。 【解決手段】異なる金属元素を含む複数の水溶性金属化
合物を水と混合して金属化合物水溶液を調製し、当該金
属化合物水溶液から水の除去を行う複合金属酸化物の前
駆体の製造方法であって、前記の複数の水溶性金属化合
物として、(1)450℃以下、好ましくは250℃以
下で分解して金属以外の成分が気化する金属化合物、ま
たは、(2)錯体または有機酸の金属塩を使用する。そ
して、得られた前駆体を酸化処理する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合金属酸化物の
前駆体および複合金属酸化物の製造方法に関し、詳しく
は、均一な化学組成を有する複合金属酸化物の前駆体お
よび複合金属酸化物の製造方法に関する。
前駆体および複合金属酸化物の製造方法に関し、詳しく
は、均一な化学組成を有する複合金属酸化物の前駆体お
よび複合金属酸化物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】複合金属酸化物、特に、遷移金属を含む
複合金属酸化物は、磁性体、誘電体、蛍光体、光触媒な
どに利用されている。斯かる複合金属酸化物は、高度に
単相化または超微粒子化され且つ均一な化学組成を有
し、しかも、出来るだけ簡便な操作により製造できるこ
とが要求されている。
複合金属酸化物は、磁性体、誘電体、蛍光体、光触媒な
どに利用されている。斯かる複合金属酸化物は、高度に
単相化または超微粒子化され且つ均一な化学組成を有
し、しかも、出来るだけ簡便な操作により製造できるこ
とが要求されている。
【0003】従来、複合金属酸化物の製造方法として
は、2種以上の金属の粉体状酸化物を混合し、高温加熱
処理を行う固相反応法、および、原料を溶解した溶液か
ら複合金属酸化物の前駆体を分離し、得られた前駆体を
酸化処理する液相法が挙げられる。
は、2種以上の金属の粉体状酸化物を混合し、高温加熱
処理を行う固相反応法、および、原料を溶解した溶液か
ら複合金属酸化物の前駆体を分離し、得られた前駆体を
酸化処理する液相法が挙げられる。
【0004】前記の固相反応法は、プロセスは簡単であ
るが、生成物中に未反応の原料酸化物などが残存して均
一な化学組成を有する複合金属酸化物が得られない上、
反応に高温を要する等の欠点がある。
るが、生成物中に未反応の原料酸化物などが残存して均
一な化学組成を有する複合金属酸化物が得られない上、
反応に高温を要する等の欠点がある。
【0005】前記の液相法としては、(a)有機酸金属
塩を有機溶媒中に溶解し、続いて、加熱によって有機溶
媒の一部を蒸発させてゲル状の前駆体を得、当該前駆体
を加熱分解するクエン酸法(日本金属学会会報 第26
巻、第10号、pp.943−949)、(b)金属塩
の水溶液にアルカリや蓚酸などの沈殿化剤を添加して金
属の水酸化物や蓚酸塩などを沈殿させ、得られた沈殿物
を酸化する共沈法、(c)金属化合物とアルコールとの
反応により得た金属アルコキサイドを熱分解するアルコ
キシド法、(d)複合金属酸化物を形成し得る金属イオ
ン群および熱の作用下で分解し得る錯化性有機物質の安
定な溶液を形成し、当該溶液を迅速に濃縮して得られた
生成物を熱分解する方法(例えば特公昭49−6040
号公報参照)、(e)金属塩またはアルコキシドと、オ
キシカルボン酸またはポリアミノキレート剤とを溶媒中
でポリオールと重合させる錯体重合法(特開平6−11
5934号公報参照)等が挙げられる。
塩を有機溶媒中に溶解し、続いて、加熱によって有機溶
媒の一部を蒸発させてゲル状の前駆体を得、当該前駆体
を加熱分解するクエン酸法(日本金属学会会報 第26
巻、第10号、pp.943−949)、(b)金属塩
の水溶液にアルカリや蓚酸などの沈殿化剤を添加して金
属の水酸化物や蓚酸塩などを沈殿させ、得られた沈殿物
を酸化する共沈法、(c)金属化合物とアルコールとの
反応により得た金属アルコキサイドを熱分解するアルコ
キシド法、(d)複合金属酸化物を形成し得る金属イオ
ン群および熱の作用下で分解し得る錯化性有機物質の安
定な溶液を形成し、当該溶液を迅速に濃縮して得られた
生成物を熱分解する方法(例えば特公昭49−6040
号公報参照)、(e)金属塩またはアルコキシドと、オ
キシカルボン酸またはポリアミノキレート剤とを溶媒中
でポリオールと重合させる錯体重合法(特開平6−11
5934号公報参照)等が挙げられる。
【0006】(a)のクエン酸法および(c)のアルコ
キシド法は、原料中の有機溶媒の除去工程が必要であ
り、作業も煩雑である。更に、溶媒除去の際、各原料化
合物の溶解度の差に起因して、必ずしも均一な複合金属
酸化物が得られない。特に、アルコキシド法では、原料
中の個々の成分は各金属元素の加水分解速度の相違によ
り均一分散が極めて困難である。(b)の共沈法は、特
定の金属元素にのみ適用され、金属元素が多種類の場
合、目的の金属比率を有する複合金属酸化物が得られな
い。
キシド法は、原料中の有機溶媒の除去工程が必要であ
り、作業も煩雑である。更に、溶媒除去の際、各原料化
合物の溶解度の差に起因して、必ずしも均一な複合金属
酸化物が得られない。特に、アルコキシド法では、原料
中の個々の成分は各金属元素の加水分解速度の相違によ
り均一分散が極めて困難である。(b)の共沈法は、特
定の金属元素にのみ適用され、金属元素が多種類の場
合、目的の金属比率を有する複合金属酸化物が得られな
い。
【0007】特公昭49−6040号公報に記載の
(d)の方法は、出発物質の溶液の調製に「製造される
べき化学的配合物中で組合わされる各(金属)元素を含
むイオン」と「熱の作用によって分解されうる極めて錯
化性の有機物質」とを必要とする。そして、上記の
「(金属)元素を含むイオン」は、金属の硝酸塩、硫酸
塩、リン酸塩、塩化物などで得られ、その数多くの実施
例においては、金属の硝酸塩が使用されている。しかし
ながら、上記の方法では、生成複合金属酸化物中に残留
不純物を含有し、必ずしも均一な複合金属酸化物が得ら
れていない。また、特開平6−115934号公報に記
載の(e)の方法は、高度に単相化または超微粒子化さ
れて均一な化学組成を有する蛍光体が得られるが、有機
物を多量に使用しなければならないという欠点を有す
る。
(d)の方法は、出発物質の溶液の調製に「製造される
べき化学的配合物中で組合わされる各(金属)元素を含
むイオン」と「熱の作用によって分解されうる極めて錯
化性の有機物質」とを必要とする。そして、上記の
「(金属)元素を含むイオン」は、金属の硝酸塩、硫酸
塩、リン酸塩、塩化物などで得られ、その数多くの実施
例においては、金属の硝酸塩が使用されている。しかし
ながら、上記の方法では、生成複合金属酸化物中に残留
不純物を含有し、必ずしも均一な複合金属酸化物が得ら
れていない。また、特開平6−115934号公報に記
載の(e)の方法は、高度に単相化または超微粒子化さ
れて均一な化学組成を有する蛍光体が得られるが、有機
物を多量に使用しなければならないという欠点を有す
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、簡単な工程から
成り、残留不純物を含有せず、かつ、均一な化学組成を
有する複合金属酸化物の前駆体および複合金属酸化物の
製造方法を提供することにある。
鑑みなされたものであり、その目的は、簡単な工程から
成り、残留不純物を含有せず、かつ、均一な化学組成を
有する複合金属酸化物の前駆体および複合金属酸化物の
製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成すべく上記の特公昭49−6040号公報に記
載の方法について鋭意検討を重ねた結果、「(金属)元
素を含むイオン」の準備のために、金属の硝酸塩、硫酸
塩、リン酸塩、塩化物などの金属無機塩に代えて特定の
化合物を使用するならば、驚くべきことに、残留不純物
を含有せず、かつ、均一な化学組成を有する複合金属酸
化物の前駆体を得ることが出来るとの知見を得た。
的を達成すべく上記の特公昭49−6040号公報に記
載の方法について鋭意検討を重ねた結果、「(金属)元
素を含むイオン」の準備のために、金属の硝酸塩、硫酸
塩、リン酸塩、塩化物などの金属無機塩に代えて特定の
化合物を使用するならば、驚くべきことに、残留不純物
を含有せず、かつ、均一な化学組成を有する複合金属酸
化物の前駆体を得ることが出来るとの知見を得た。
【0010】本発明は、上記の知見に基づき完成された
ものであり、その第1の要旨は、異なる金属元素を含む
複数の水溶性金属化合物を水と混合して金属化合物水溶
液を調製し、当該金属化合物水溶液から水の除去を行う
複合金属酸化物の前駆体の製造方法であって、前記の複
数の水溶性金属化合物として、450℃以下で分解して
金属以外の成分が気化する金属化合物を使用することを
特徴とする複合金属酸化物の前駆体の製造方法に存す
る。
ものであり、その第1の要旨は、異なる金属元素を含む
複数の水溶性金属化合物を水と混合して金属化合物水溶
液を調製し、当該金属化合物水溶液から水の除去を行う
複合金属酸化物の前駆体の製造方法であって、前記の複
数の水溶性金属化合物として、450℃以下で分解して
金属以外の成分が気化する金属化合物を使用することを
特徴とする複合金属酸化物の前駆体の製造方法に存す
る。
【0011】そして、本発明の第2の要旨は、異なる金
属元素を含む複数の水溶性金属化合物を水と混合して金
属化合物水溶液を調製し、当該金属化合物水溶液から水
の除去を行う複合金属酸化物の前駆体の製造方法であっ
て、前記の複数の水溶性金属化合物として、錯体または
有機酸の金属塩を使用することを特徴とする複合金属酸
化物の前駆体の製造方法にする。
属元素を含む複数の水溶性金属化合物を水と混合して金
属化合物水溶液を調製し、当該金属化合物水溶液から水
の除去を行う複合金属酸化物の前駆体の製造方法であっ
て、前記の複数の水溶性金属化合物として、錯体または
有機酸の金属塩を使用することを特徴とする複合金属酸
化物の前駆体の製造方法にする。
【0012】更に、本発明の第3の要旨は、前記の前駆
体を酸化処理することを特徴とする複合金属酸化物の製
造方法に存する。
体を酸化処理することを特徴とする複合金属酸化物の製
造方法に存する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
先ず、本発明に係る複合金属酸化物の前駆体の製造方法
について説明する。本発明においては、原料の水溶性金
属化合物として、(1)450℃以下、好ましくは25
0℃以下で分解して金属以外の成分が気化する金属化合
物、(2)錯体または有機酸の金属塩の何れかを使用す
ることが重要である。そして、上記(1)の化合物の大
部分は上記(2)の化合物によって満足される。従っ
て、以下の説明は上記(2)の化合物で代表する。本発
明において、上記の様な特定の化合物を使用する理由は
次の通りである。
先ず、本発明に係る複合金属酸化物の前駆体の製造方法
について説明する。本発明においては、原料の水溶性金
属化合物として、(1)450℃以下、好ましくは25
0℃以下で分解して金属以外の成分が気化する金属化合
物、(2)錯体または有機酸の金属塩の何れかを使用す
ることが重要である。そして、上記(1)の化合物の大
部分は上記(2)の化合物によって満足される。従っ
て、以下の説明は上記(2)の化合物で代表する。本発
明において、上記の様な特定の化合物を使用する理由は
次の通りである。
【0014】(1)錯体または有機酸の金属塩を使用し
た場合は、クエン酸法やアルコキシド法の様に回収が必
要となる多量の有機溶媒の除去が不要であるため、複合
金属酸化物の前駆体の製造工程が簡単となる。
た場合は、クエン酸法やアルコキシド法の様に回収が必
要となる多量の有機溶媒の除去が不要であるため、複合
金属酸化物の前駆体の製造工程が簡単となる。
【0015】(2)錯体の配位子は、硝酸塩、硫酸塩、
リン酸塩、ケイ酸塩、塩化物などのイオンと異なり、例
えば250℃程度の低温においても十分に分解されて消
失するため、複合金属酸化物にハロゲン、硫黄、窒素、
珪素、燐などの元素の残留がなく、しかも、粒径を大に
する様な懸念がない利点を有する。この点は、有機酸の
金属塩の場合も全く同様である。
リン酸塩、ケイ酸塩、塩化物などのイオンと異なり、例
えば250℃程度の低温においても十分に分解されて消
失するため、複合金属酸化物にハロゲン、硫黄、窒素、
珪素、燐などの元素の残留がなく、しかも、粒径を大に
する様な懸念がない利点を有する。この点は、有機酸の
金属塩の場合も全く同様である。
【0016】(3)有機酸の金属塩は、金属元素、炭素
元素、水素元素および酸素元素のみから構成されるた
め、複合金属酸化物の前駆体の酸化反応の際、NOx、
SOx、ハロゲンガス等の有害ガスの発生がない。斯か
る利点は、NOxやSOxの発生に必要な高温より遥か
に低い温度で分解する錯体の場合にも得られ、更に、必
要に応じて配位子を選択することにより達成することが
出来る。
元素、水素元素および酸素元素のみから構成されるた
め、複合金属酸化物の前駆体の酸化反応の際、NOx、
SOx、ハロゲンガス等の有害ガスの発生がない。斯か
る利点は、NOxやSOxの発生に必要な高温より遥か
に低い温度で分解する錯体の場合にも得られ、更に、必
要に応じて配位子を選択することにより達成することが
出来る。
【0017】錯体に使用される錯化性物質は、特に制限
されず、例えば、酢酸、蟻酸、プロピオン酸、酪酸など
の飽和モノカルボン酸、アクリル酸、メタクリル酸、マ
レイン酸などの不飽和カルボン酸、クエン酸、乳酸、酒
石酸、リンゴ酸、ヒドロアクリル酸、乳酸、グリコール
酸などのオキシカルボン酸、安息香酸、サリチル酸、イ
タコン酸、ケイ皮酸、フマール酸などの芳香族カルボン
酸が使用される。なお、本発明においては、安定化のた
め、アンモニウム塩の形の錯体を使用することも出来
る。そして、アンモニウム塩の形の錯体を使用した場合
においても、前述の通り、NOxの発生の心配はない。
一方、有機酸の金属塩に使用される有機酸としては、上
記と同様の有機酸が使用される。
されず、例えば、酢酸、蟻酸、プロピオン酸、酪酸など
の飽和モノカルボン酸、アクリル酸、メタクリル酸、マ
レイン酸などの不飽和カルボン酸、クエン酸、乳酸、酒
石酸、リンゴ酸、ヒドロアクリル酸、乳酸、グリコール
酸などのオキシカルボン酸、安息香酸、サリチル酸、イ
タコン酸、ケイ皮酸、フマール酸などの芳香族カルボン
酸が使用される。なお、本発明においては、安定化のた
め、アンモニウム塩の形の錯体を使用することも出来
る。そして、アンモニウム塩の形の錯体を使用した場合
においても、前述の通り、NOxの発生の心配はない。
一方、有機酸の金属塩に使用される有機酸としては、上
記と同様の有機酸が使用される。
【0018】本発明において、溶解性の観点から、特に
錯体を使用するのが好ましく、有機酸の金属塩の使用は
錯体との併用が好ましい。また、錯体の中では、錯化性
物質として、カルボン酸またはオキシカルボン酸を使用
した錯体が好ましく、乳酸、酢酸、アクリル酸またはサ
リチル酸を使用した錯体が特に好ましい。これらの錯体
は、水に対する溶解度が大きく、金属の水溶液中におけ
る溶存状態を安定化し、脱水の際、生産性がよく添加さ
れている各金属元素の原子価などの安定性に優れてい
る。例えば、乳酸および酢酸を使用した錯体の具体例と
しては、下記の構造式(I)〜(VI)で示されるヒドロ
キシ錯体やオキソ錯体が挙げられる。これらの中では、
式(I)〜(III)で示されるオキシカルボン酸と金属
のヒドロキシ錯体が特に好ましい。
錯体を使用するのが好ましく、有機酸の金属塩の使用は
錯体との併用が好ましい。また、錯体の中では、錯化性
物質として、カルボン酸またはオキシカルボン酸を使用
した錯体が好ましく、乳酸、酢酸、アクリル酸またはサ
リチル酸を使用した錯体が特に好ましい。これらの錯体
は、水に対する溶解度が大きく、金属の水溶液中におけ
る溶存状態を安定化し、脱水の際、生産性がよく添加さ
れている各金属元素の原子価などの安定性に優れてい
る。例えば、乳酸および酢酸を使用した錯体の具体例と
しては、下記の構造式(I)〜(VI)で示されるヒドロ
キシ錯体やオキソ錯体が挙げられる。これらの中では、
式(I)〜(III)で示されるオキシカルボン酸と金属
のヒドロキシ錯体が特に好ましい。
【0019】
【化1】
【0020】
【化2】
【0021】金属としては、その金属と共存する他の元
素によってその原子価が変化し易い金属が好ましく、遷
移金属元素が特に好ましい。中でも、Ti、V、Cr、
Mn、Co、Ni、Cu、Fe、Zr、Nb、Mo、H
f、Ta、W、Ir、Os等、3B族(Ga、In)、
4B族(Sn、Pb)、5B族(Sb、Bi)、6B族
(Po)は、金属化合物溶液中の安定性の面で良好であ
り、複合金属酸化物の製造の際、経時的な組成の変化が
少ない。
素によってその原子価が変化し易い金属が好ましく、遷
移金属元素が特に好ましい。中でも、Ti、V、Cr、
Mn、Co、Ni、Cu、Fe、Zr、Nb、Mo、H
f、Ta、W、Ir、Os等、3B族(Ga、In)、
4B族(Sn、Pb)、5B族(Sb、Bi)、6B族
(Po)は、金属化合物溶液中の安定性の面で良好であ
り、複合金属酸化物の製造の際、経時的な組成の変化が
少ない。
【0022】上記の中では、PZT(Pb、Zr、Ti
系)、SBT(Sr、Bi、Ta系)等の強誘電体用途
に通常使用されているチタン(Ti)、ジルコニウム
(Zr)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、ビスマ
ス(Bi)等に適用することが分極特性の向上において
好ましい。また、蛍光体用途の発光センターに通常使用
されている、原子価が変化し易い希土類元素であるユー
ロピウム(Eu)、テルビウム(Tb)、プラセオジム
(Pr)、セリウム(Ce)、サマリウム(Sm)、ジ
スプロシウム(Dy)に適用することも、乾燥や酸化時
における元素の原子価を制御し易いので好ましい。
系)、SBT(Sr、Bi、Ta系)等の強誘電体用途
に通常使用されているチタン(Ti)、ジルコニウム
(Zr)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、ビスマ
ス(Bi)等に適用することが分極特性の向上において
好ましい。また、蛍光体用途の発光センターに通常使用
されている、原子価が変化し易い希土類元素であるユー
ロピウム(Eu)、テルビウム(Tb)、プラセオジム
(Pr)、セリウム(Ce)、サマリウム(Sm)、ジ
スプロシウム(Dy)に適用することも、乾燥や酸化時
における元素の原子価を制御し易いので好ましい。
【0023】すなわち、本発明を蛍光体の製造に適用し
た場合には、母体および付活剤を構成する各金属元素が
均一に混合されると共に、優れた結晶化度を有し、高純
度で且つ粒径1mμ以下の微粒子蛍光体を得ることが出
来る。蛍光体としては、例えば、青色発光蛍光体のBa
MgAl14O23:Eu他、緑色発光蛍光体のY3Al5O
12:Ce、Y3Al5O12:Tb他、赤色発光蛍光体のY
2O3:Eu、(Y、Gd)BO3:Eu、Sr(Ti、
Al)O3:Pr他などが挙げられる。
た場合には、母体および付活剤を構成する各金属元素が
均一に混合されると共に、優れた結晶化度を有し、高純
度で且つ粒径1mμ以下の微粒子蛍光体を得ることが出
来る。蛍光体としては、例えば、青色発光蛍光体のBa
MgAl14O23:Eu他、緑色発光蛍光体のY3Al5O
12:Ce、Y3Al5O12:Tb他、赤色発光蛍光体のY
2O3:Eu、(Y、Gd)BO3:Eu、Sr(Ti、
Al)O3:Pr他などが挙げられる。
【0024】また、本発明は、上記の用途以外にも、デ
ィスプレー用フィルター顔料であるAl2O3・CoO
系、Fe2O3系他、透明導電体であるITO(In、S
n系)、ATO(Sb、Sn系)他、ディスプレー反射
防止膜である(Co、Fe)系着色導電体他、2次電池
用正極活剤であるLiCoO2、LiNiO2、LiMn
2O4他の製造にも適用できる。
ィスプレー用フィルター顔料であるAl2O3・CoO
系、Fe2O3系他、透明導電体であるITO(In、S
n系)、ATO(Sb、Sn系)他、ディスプレー反射
防止膜である(Co、Fe)系着色導電体他、2次電池
用正極活剤であるLiCoO2、LiNiO2、LiMn
2O4他の製造にも適用できる。
【0025】金属化合物水溶液中の金属の含有量は、金
属化合物水溶液に対し、通常5〜80wt%、好ましく
は40〜70wt%の範囲とされる。金属化合物水溶液
の調製は、複合金属酸化物中の各金属量に相当する水溶
性金属化合物量を秤取し、水と混合して水溶液とするこ
とにより行う。
属化合物水溶液に対し、通常5〜80wt%、好ましく
は40〜70wt%の範囲とされる。金属化合物水溶液
の調製は、複合金属酸化物中の各金属量に相当する水溶
性金属化合物量を秤取し、水と混合して水溶液とするこ
とにより行う。
【0026】上記の金属化合物水溶液の調製に際し、当
該金属化合物水溶液のpHは、通常4〜7、好ましくは
5〜6の範囲とされる。金属化合物水溶液のpHを下げ
る場合は、通常、カルボン酸またはオキシカルボン酸を
添加する。pHを上げる場合は、容易に蒸発して残留し
ない、または、酸化加熱の際に有害ガスを発生し難いア
ンモニア、アルコールアミン、アルキルアルコールアミ
ン、塩基性アミノ酸などのカチオン系の化合物を少量添
加することによって行う。
該金属化合物水溶液のpHは、通常4〜7、好ましくは
5〜6の範囲とされる。金属化合物水溶液のpHを下げ
る場合は、通常、カルボン酸またはオキシカルボン酸を
添加する。pHを上げる場合は、容易に蒸発して残留し
ない、または、酸化加熱の際に有害ガスを発生し難いア
ンモニア、アルコールアミン、アルキルアルコールアミ
ン、塩基性アミノ酸などのカチオン系の化合物を少量添
加することによって行う。
【0027】pHを調節する理由は、水酸化物として沈
殿するpHが7より大きいY、Eu、Al、Mg、Z
n、Co等、および、沈殿するpHが4より小さいS
c、Hf、Ce、Ti、Zr、V、In等を考慮し、含
有する金属の沈殿するpHに応じてpHを4〜7の範囲に
微調節することにより、前駆体中の各金属の均一混合性
をより一層高めることが可能であるからである。
殿するpHが7より大きいY、Eu、Al、Mg、Z
n、Co等、および、沈殿するpHが4より小さいS
c、Hf、Ce、Ti、Zr、V、In等を考慮し、含
有する金属の沈殿するpHに応じてpHを4〜7の範囲に
微調節することにより、前駆体中の各金属の均一混合性
をより一層高めることが可能であるからである。
【0028】金属化合物水溶液中の種々の金属を安定化
するため、金属化合物水溶液には、ポリビニルアルコー
ル、アルギン酸などの多糖類、ショ糖、ブドウ糖などの
天然糖、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等の界面
活性剤またはその誘導体などを添加することが出来る。
するため、金属化合物水溶液には、ポリビニルアルコー
ル、アルギン酸などの多糖類、ショ糖、ブドウ糖などの
天然糖、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等の界面
活性剤またはその誘導体などを添加することが出来る。
【0029】金属化合物水溶液からの水の除去方法とし
ては、加熱乾燥方法、噴霧乾燥方法、減圧乾燥方法また
は凍結乾燥方法などが挙げられる。更に、静止または回
転している基板(例えばSiウエハー)上に混合金属化
合物水溶液を塗布し、乾燥する方法が挙げられる。
ては、加熱乾燥方法、噴霧乾燥方法、減圧乾燥方法また
は凍結乾燥方法などが挙げられる。更に、静止または回
転している基板(例えばSiウエハー)上に混合金属化
合物水溶液を塗布し、乾燥する方法が挙げられる。
【0030】上記の中では、生産性および操作性の面か
ら、噴霧乾燥方法が好ましい。噴霧乾燥方法は、噴霧装
置を使用して機械的に噴霧して発生した液滴を乾燥させ
る方法であり、噴霧方法としては、通常、超音波を利用
して液滴を発生させる超音波噴霧法や2流体ノズルが適
用されるが、静電噴霧法も適用できる。また、金属化合
物水溶液と基板との濡れ性を良くするために、上記処置
を行った金属化合物水溶液に、アルコール、ポリオール
等の水酸基をもつ有機溶媒を添加して均一な混合溶液を
調製し、当該混合溶液を塗布した後に乾燥することも出
来る。
ら、噴霧乾燥方法が好ましい。噴霧乾燥方法は、噴霧装
置を使用して機械的に噴霧して発生した液滴を乾燥させ
る方法であり、噴霧方法としては、通常、超音波を利用
して液滴を発生させる超音波噴霧法や2流体ノズルが適
用されるが、静電噴霧法も適用できる。また、金属化合
物水溶液と基板との濡れ性を良くするために、上記処置
を行った金属化合物水溶液に、アルコール、ポリオール
等の水酸基をもつ有機溶媒を添加して均一な混合溶液を
調製し、当該混合溶液を塗布した後に乾燥することも出
来る。
【0031】加熱乾燥方法の場合は、250℃未満の温
度で乾燥を行うことが好ましい。その理由は、250℃
以上の温度で加熱乾燥する場合、錯体または有機酸の金
属塩が熱分解して、CHx、H2O、COx等の種々の
フラグメントを生成し、局所的な酸化還元反応が起こ
り、複合金属酸化物の前駆体中の金属の分散性、均一混
合性または原子価の安定性が損なわれ易いからである。
また、乾燥雰囲気は、必ずしも、酸化性である空気雰囲
気である必要はなく、必要に応じ、窒素雰囲気などの中
性雰囲気や還元性雰囲気であってもよい。
度で乾燥を行うことが好ましい。その理由は、250℃
以上の温度で加熱乾燥する場合、錯体または有機酸の金
属塩が熱分解して、CHx、H2O、COx等の種々の
フラグメントを生成し、局所的な酸化還元反応が起こ
り、複合金属酸化物の前駆体中の金属の分散性、均一混
合性または原子価の安定性が損なわれ易いからである。
また、乾燥雰囲気は、必ずしも、酸化性である空気雰囲
気である必要はなく、必要に応じ、窒素雰囲気などの中
性雰囲気や還元性雰囲気であってもよい。
【0032】何れの乾燥方法の場合も、金属化合物水溶
液中の水を除去する際、水溶液中で均一に混合溶解され
た各金属化合物が夫々の溶解度や加水分解などの相違に
よって分離して析出しない様な配慮が必要である。
液中の水を除去する際、水溶液中で均一に混合溶解され
た各金属化合物が夫々の溶解度や加水分解などの相違に
よって分離して析出しない様な配慮が必要である。
【0033】次に、本発明の複合金属酸化物の製造方法
について説明する。複合金属酸化物は、複合金属酸化物
の前駆体を酸化処理することによって得られる。この場
合、複合金属酸化物の前駆体は基板上に形成されていて
もよい。酸化処理は、一般に加熱焼成手段によって行わ
れ、その際、例えば、電気炉、ガス炉、スチーム炉など
を適宜使用することが出来る。
について説明する。複合金属酸化物は、複合金属酸化物
の前駆体を酸化処理することによって得られる。この場
合、複合金属酸化物の前駆体は基板上に形成されていて
もよい。酸化処理は、一般に加熱焼成手段によって行わ
れ、その際、例えば、電気炉、ガス炉、スチーム炉など
を適宜使用することが出来る。
【0034】酸化処理は、通常、大気中にて金属以外の
成分を加熱気化した後に行われ、酸化処理における加熱
焼成温度は、通常250〜800℃、好ましくは400
〜700℃の範囲とされる。酸化処理温度が250℃未
満の場合は、前駆体の金属以外の成分の熱分解気化が生
じない傾向にある。酸化処理温度が800℃を超える場
合は、前駆体の一部が焼結して単相化もしくは超微粒子
化せず、または、金属の蒸発により組成が安定化しない
傾向にある。
成分を加熱気化した後に行われ、酸化処理における加熱
焼成温度は、通常250〜800℃、好ましくは400
〜700℃の範囲とされる。酸化処理温度が250℃未
満の場合は、前駆体の金属以外の成分の熱分解気化が生
じない傾向にある。酸化処理温度が800℃を超える場
合は、前駆体の一部が焼結して単相化もしくは超微粒子
化せず、または、金属の蒸発により組成が安定化しない
傾向にある。
【0035】本発明において、酸化処理は、上記の他、
大気中、真空中または不活性雰囲気中で真空紫外線また
は短波長紫外線を照射することによって行うことも出来
る。そして、何れにしても、本発明によれば、酸化処理
により、前駆体が結晶化し、単相化、超微粒子化、組成
の安定化した複合金属酸化物を得ることも可能である。
大気中、真空中または不活性雰囲気中で真空紫外線また
は短波長紫外線を照射することによって行うことも出来
る。そして、何れにしても、本発明によれば、酸化処理
により、前駆体が結晶化し、単相化、超微粒子化、組成
の安定化した複合金属酸化物を得ることも可能である。
【0036】要するに、本発明によれば、所望の金属元
素を含む水溶性金属化合物を選択することによって、例
えば、PZT(Pb-Zr-Ti系複合酸化物)、SBT
(Sr-Bi-Ta系複合酸化物)等の強誘電体、Y
2O3:Eu、(Y、Gd)BO3:Eu、Sr(Ti、
Al)O3:Pr、BaMgAl14O23:Eu、Y3Al
5O12:Tb等を初めとする酸化物系蛍光体、Al2O3
・CoO系、Fe2O3系などの酸化物顔料、(Co、F
e)系着色導電体、LiCoO2、LiNiO2、LiM
n2O4等の2次電池正極活性材などの複合酸化物を製造
することが出来る。
素を含む水溶性金属化合物を選択することによって、例
えば、PZT(Pb-Zr-Ti系複合酸化物)、SBT
(Sr-Bi-Ta系複合酸化物)等の強誘電体、Y
2O3:Eu、(Y、Gd)BO3:Eu、Sr(Ti、
Al)O3:Pr、BaMgAl14O23:Eu、Y3Al
5O12:Tb等を初めとする酸化物系蛍光体、Al2O3
・CoO系、Fe2O3系などの酸化物顔料、(Co、F
e)系着色導電体、LiCoO2、LiNiO2、LiM
n2O4等の2次電池正極活性材などの複合酸化物を製造
することが出来る。
【0037】特に、本発明によれば、酸化物製造中に有
色の廃ガスを複生させて環境を害する従来の方法の欠点
を解消した上で所望の複合金属酸化物を製造することが
出来る。また、所望の複合金属酸化物からなる膜を基板
上に形成して使用する様な用途、例えば、シリコンウエ
ハー等のベース上に強誘電体から成る皮膜を形成し、各
種記憶素子を製造する様な場合は、基板上に直接的に金
属塩化合物を塗布して前駆体化した後、酸化処理して複
合金属酸化物の皮膜を形成することにより、緻密でピン
ホールや絶縁破壊のない良好な強誘電体の皮膜が効率よ
く製造出来る。その他、例えば、ガラス等の基板上に蛍
光体を形成してディスプレイや蛍光ランプ等の蛍光膜を
製造する様な場合は、蛍光体母体結晶および付活剤の夫
々を構成する金属元素を含有する金属の水溶性化合物を
基板上に塗布して前駆体化した後に酸化処理出来るた
め、付活剤金属元素が母体(金属酸化物結晶)中に均一
に分散された微細かつ緻密な蛍光体を効率よく基板上に
形成することが出来る。
色の廃ガスを複生させて環境を害する従来の方法の欠点
を解消した上で所望の複合金属酸化物を製造することが
出来る。また、所望の複合金属酸化物からなる膜を基板
上に形成して使用する様な用途、例えば、シリコンウエ
ハー等のベース上に強誘電体から成る皮膜を形成し、各
種記憶素子を製造する様な場合は、基板上に直接的に金
属塩化合物を塗布して前駆体化した後、酸化処理して複
合金属酸化物の皮膜を形成することにより、緻密でピン
ホールや絶縁破壊のない良好な強誘電体の皮膜が効率よ
く製造出来る。その他、例えば、ガラス等の基板上に蛍
光体を形成してディスプレイや蛍光ランプ等の蛍光膜を
製造する様な場合は、蛍光体母体結晶および付活剤の夫
々を構成する金属元素を含有する金属の水溶性化合物を
基板上に塗布して前駆体化した後に酸化処理出来るた
め、付活剤金属元素が母体(金属酸化物結晶)中に均一
に分散された微細かつ緻密な蛍光体を効率よく基板上に
形成することが出来る。
【0038】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例には限定されない。また、本発明で使用した評価方
法は次の通りである。
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例には限定されない。また、本発明で使用した評価方
法は次の通りである。
【0039】(1)複合金属酸化物の化学組成の均一性
評価:X線回折装置により複合金属酸化物のX線回折線
図を観察し、複合金属酸化物結晶およびそれ以外の副生
物に起因した回折線の有無にて判断し、下記の2通りに
ランク付けした。原料成分中の金属の酸化物などの回折
パターンが認められなく、合成された複合金属酸化物の
回折パターンのみ認められた場合を○、原料成分中の金
属の酸化物などの副生物単独の回折パターンが認められ
た場合を×で示した。
評価:X線回折装置により複合金属酸化物のX線回折線
図を観察し、複合金属酸化物結晶およびそれ以外の副生
物に起因した回折線の有無にて判断し、下記の2通りに
ランク付けした。原料成分中の金属の酸化物などの回折
パターンが認められなく、合成された複合金属酸化物の
回折パターンのみ認められた場合を○、原料成分中の金
属の酸化物などの副生物単独の回折パターンが認められ
た場合を×で示した。
【0040】(2)複合金属酸化物の化学組成変化評
価:得られた複合金属酸化物を溶解後、誘導結合高周波
プラズマ(ICP)分析にて各添加金属の定量分析を行
い、複合金属酸化物の正確な化学組成を解析して下記の
2通りにランク付けした。出発原料中の各添加金属の量
が合成後も変化なく、100%消費されていた場合を
○、出発原料中の各添加金属の量が合成後に変化してい
た場合を×で示した。
価:得られた複合金属酸化物を溶解後、誘導結合高周波
プラズマ(ICP)分析にて各添加金属の定量分析を行
い、複合金属酸化物の正確な化学組成を解析して下記の
2通りにランク付けした。出発原料中の各添加金属の量
が合成後も変化なく、100%消費されていた場合を
○、出発原料中の各添加金属の量が合成後に変化してい
た場合を×で示した。
【0041】(3)複合金属酸化物の不純物残留汚染性
評価:得られた複合金属酸化物の溶解後、ICP分析に
て化学分析を行い、金属化合物原料中の元素の残留の有
無を確認し、2通りにランク付けした。金属化合物原料
中の金属以外の元素が合成後に残留していなかった場合
を○、原料中の金属以外の元素が合成後に残留していた
場合を×で示した。
評価:得られた複合金属酸化物の溶解後、ICP分析に
て化学分析を行い、金属化合物原料中の元素の残留の有
無を確認し、2通りにランク付けした。金属化合物原料
中の金属以外の元素が合成後に残留していなかった場合
を○、原料中の金属以外の元素が合成後に残留していた
場合を×で示した。
【0042】(4)複合金属酸化物製造の際に発生する
分解廃ガスの評価:複合金属酸化物製造の際に分解して
発生する廃ガスを分析し、硝酸塩を使用した場合に生じ
る可能性がある黄色ガスが認められない場合を○、認め
られた場合を×で示した。
分解廃ガスの評価:複合金属酸化物製造の際に分解して
発生する廃ガスを分析し、硝酸塩を使用した場合に生じ
る可能性がある黄色ガスが認められない場合を○、認め
られた場合を×で示した。
【0043】実施例1 脱イオン水90gに酢酸鉛三水塩(Pb(CH3CO
O)2・3H2O)228g(0.6モル)及びpH7の
50wt%ジヒドロキシビスラクタトチタン(式(I)
で示される化合物、日本曹達製)のアンモニウム塩水溶
液332g(0.6モル)を添加した。水溶液の10分
間撹拌後のpHを4.5に調節した。次いで、噴霧乾燥
機(大川原化工機製、「機種L8、2流体ノズル」)を
使用し、空気圧3kg/cm2、実体温度150℃の条
件下、上記の水溶液から水を除去し、複合金属酸化物の
前駆体を得た。
O)2・3H2O)228g(0.6モル)及びpH7の
50wt%ジヒドロキシビスラクタトチタン(式(I)
で示される化合物、日本曹達製)のアンモニウム塩水溶
液332g(0.6モル)を添加した。水溶液の10分
間撹拌後のpHを4.5に調節した。次いで、噴霧乾燥
機(大川原化工機製、「機種L8、2流体ノズル」)を
使用し、空気圧3kg/cm2、実体温度150℃の条
件下、上記の水溶液から水を除去し、複合金属酸化物の
前駆体を得た。
【0044】次いで、上記の前駆体を600℃で1時間
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスに
は、後述の比較例4に示す様な硝酸塩の場合に生じた黄
色ガスは認められなかった。図1は、この様にして得ら
れた複合金属酸化物のX線回折線図である。図1から明
らかな様に、PbTiO3の結晶に起因する回折線以外
は検出されなかった。得られた複合金属酸化物の評価結
果を下記表1及び2に示す。
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスに
は、後述の比較例4に示す様な硝酸塩の場合に生じた黄
色ガスは認められなかった。図1は、この様にして得ら
れた複合金属酸化物のX線回折線図である。図1から明
らかな様に、PbTiO3の結晶に起因する回折線以外
は検出されなかった。得られた複合金属酸化物の評価結
果を下記表1及び2に示す。
【0045】実施例2 脱イオン水9gに酢酸鉛三水塩(Pb(CH3COO)2
・3H2O)22.8g(0.06モル)及びpH7の5
0wt%ジヒドロキシビスラクタトチタン(式(I)で
示される化合物、日本曹達製)のアンモニウム塩水溶液
33.2g(0.06モル)を添加した。得られた水溶
液の撹拌後のpHを6.5に調節した。次いで、アルミ
ニウム板の表面に上記の水溶液を約1mmの厚さで塗布
後、大気中で実体温度100℃で加熱して水を除去する
ことにより、複合金属酸化物の前駆体を得た。
・3H2O)22.8g(0.06モル)及びpH7の5
0wt%ジヒドロキシビスラクタトチタン(式(I)で
示される化合物、日本曹達製)のアンモニウム塩水溶液
33.2g(0.06モル)を添加した。得られた水溶
液の撹拌後のpHを6.5に調節した。次いで、アルミ
ニウム板の表面に上記の水溶液を約1mmの厚さで塗布
後、大気中で実体温度100℃で加熱して水を除去する
ことにより、複合金属酸化物の前駆体を得た。
【0046】次いで、上記の前駆体を600℃で1時間
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスに
は、後述の比較例3の硝酸塩の場合に生じた黄色ガスは
認められなかった。得られた複合金属酸化物の評価結果
を下記表1及び2に示す。
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスに
は、後述の比較例3の硝酸塩の場合に生じた黄色ガスは
認められなかった。得られた複合金属酸化物の評価結果
を下記表1及び2に示す。
【0047】実施例3 脱イオン水9gに、酢酸鉛三水塩(Pb(CH3CO
O)2・3H2O)22.8g(0.06モル)、pH7
に調節した50wt%ジヒドロキシビスラクタトチタン
水溶液のアンモニウム塩(式(I)で示される化合物、
日本曹達製)16.6g(0.03モル)及び予め酢酸
にてpH3に調節した20wt%酢酸ジルコニル水溶液
(式(IV)で示される化合物、新日本金属化学製)3
3.78g(0.03モル)をこの順序で添加した。そ
して、得られた水溶液の撹拌後のpHをアンモニアにて
6に調節した後、当該水溶液に1wt%のポリビニルア
ルコールを添加した。次いで、加熱回転ドラム表面に約
100mμの厚さで上記の水溶液を塗布後、実体温度1
00℃で加熱して水を除去することにより、複合金属酸
化物の前駆体を得た。
O)2・3H2O)22.8g(0.06モル)、pH7
に調節した50wt%ジヒドロキシビスラクタトチタン
水溶液のアンモニウム塩(式(I)で示される化合物、
日本曹達製)16.6g(0.03モル)及び予め酢酸
にてpH3に調節した20wt%酢酸ジルコニル水溶液
(式(IV)で示される化合物、新日本金属化学製)3
3.78g(0.03モル)をこの順序で添加した。そ
して、得られた水溶液の撹拌後のpHをアンモニアにて
6に調節した後、当該水溶液に1wt%のポリビニルア
ルコールを添加した。次いで、加熱回転ドラム表面に約
100mμの厚さで上記の水溶液を塗布後、実体温度1
00℃で加熱して水を除去することにより、複合金属酸
化物の前駆体を得た。
【0048】次いで、上記の前駆体を600℃で1時間
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスに
は、後述の比較例3の硝酸塩の場合に生じた黄色ガスは
認められなかった。得られた複合金属酸化物の評価結果
を下記表1及び2に示す。
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスに
は、後述の比較例3の硝酸塩の場合に生じた黄色ガスは
認められなかった。得られた複合金属酸化物の評価結果
を下記表1及び2に示す。
【0049】実施例4 5wt%乳酸ストロンチウム(Sr(CH3CH(O
H)COO)2)96g(0.018モル)に、5wt%
クエン酸ビスマス(C6H5BiO7)213g(0.02
4モル)、5wt%シュウ酸タンタル(TaO(CO
O)3)314g(0.017モル)、5wt%シュウ酸
ニオブアンモニウム(NH3NbO(COO)3)27g
(0.004モル)をこの順序で添加した。そして、得
られた水溶液の撹拌後のpHをアンモニアにて6に調節
した後、当該水溶液に対して50wt%になる様に、イ
ソプロピルアルコールを(IPA)添加した。次いで、
回転塗布機に取り付けたシリコンウエハー(信越アステ
ック製、4インチダミーウエハー、白金電極0.2mμ
付着)の表面に約2mμの厚さで上記の水溶液を塗布
後、実体温度150℃で加熱して水を除去することによ
り、複合金属酸化物の前駆体を得た。
H)COO)2)96g(0.018モル)に、5wt%
クエン酸ビスマス(C6H5BiO7)213g(0.02
4モル)、5wt%シュウ酸タンタル(TaO(CO
O)3)314g(0.017モル)、5wt%シュウ酸
ニオブアンモニウム(NH3NbO(COO)3)27g
(0.004モル)をこの順序で添加した。そして、得
られた水溶液の撹拌後のpHをアンモニアにて6に調節
した後、当該水溶液に対して50wt%になる様に、イ
ソプロピルアルコールを(IPA)添加した。次いで、
回転塗布機に取り付けたシリコンウエハー(信越アステ
ック製、4インチダミーウエハー、白金電極0.2mμ
付着)の表面に約2mμの厚さで上記の水溶液を塗布
後、実体温度150℃で加熱して水を除去することによ
り、複合金属酸化物の前駆体を得た。
【0050】次いで、上記の前駆体を700℃で1時間
大気中で焼成して酸化処理することにより、ウエハー面
上に約0.3mμの薄膜状のSBT強誘電体皮膜を形成
した。これら一連の複合酸化物薄膜形成過程において、
前駆体の酸化処理中に生じた廃ガス中には、黄色ガス等
の有色ガスの発生は認められなかった。
大気中で焼成して酸化処理することにより、ウエハー面
上に約0.3mμの薄膜状のSBT強誘電体皮膜を形成
した。これら一連の複合酸化物薄膜形成過程において、
前駆体の酸化処理中に生じた廃ガス中には、黄色ガス等
の有色ガスの発生は認められなかった。
【0051】また、上記のSBT強誘電体薄膜の両面に
白金電極を設けて通電した結果、絶縁破壊の現象は認め
られず、絶縁性は良好であった。そして、高電界を印加
して分極化処理を施した結果、その残留分極量は5μC
/cm2以上であり、強誘電体として満足すべき特性を
示した。この際に得られた複合金属酸化物の評価結果を
下記表1及び2に示す。
白金電極を設けて通電した結果、絶縁破壊の現象は認め
られず、絶縁性は良好であった。そして、高電界を印加
して分極化処理を施した結果、その残留分極量は5μC
/cm2以上であり、強誘電体として満足すべき特性を
示した。この際に得られた複合金属酸化物の評価結果を
下記表1及び2に示す。
【0052】比較例1 純度99.9wt%以上のPbO粒子223.2g(1
モル)及びTiO2粒子79.9g(1モル)をボール
ミルで24時間湿式混合した後に乾燥し、耐熱性焼成容
器に入れて600℃で1時間熱処理して複合金属酸化物
を得た。廃ガスには、硝酸塩による黄色ガスが認めらな
かった。図2は、この様にして得た複合金属酸化物のX
線回折線図を示した。図2から明らかな様に、目的とす
るPbTiO3の結晶に起因する回折線以外に、副生し
た原料中の金属の酸化物に起因した回折線も観察され、
得られた生成物の化学的組成は、必ずしも均一な複合金
属酸化物ではないことが分かった。得られた複合金属酸
化物の評価結果を下記表1及び2に示す。
モル)及びTiO2粒子79.9g(1モル)をボール
ミルで24時間湿式混合した後に乾燥し、耐熱性焼成容
器に入れて600℃で1時間熱処理して複合金属酸化物
を得た。廃ガスには、硝酸塩による黄色ガスが認めらな
かった。図2は、この様にして得た複合金属酸化物のX
線回折線図を示した。図2から明らかな様に、目的とす
るPbTiO3の結晶に起因する回折線以外に、副生し
た原料中の金属の酸化物に起因した回折線も観察され、
得られた生成物の化学的組成は、必ずしも均一な複合金
属酸化物ではないことが分かった。得られた複合金属酸
化物の評価結果を下記表1及び2に示す。
【0053】比較例2 比較例1において、焼成温度を800℃に変更した以外
は、比較例1と同様にして複合金属酸化物を得た。図3
は、この様にして得た複合金属酸化物のX線回折線図を
示した。図3から明らかな様に、目的とするPbTiO
3の結晶に起因する回折線の外に、副生した原料中の金
属の酸化物に起因した回折線も観察され、得られた生成
物の化学的組成は、必ずしも均一な複合金属酸化物では
ないことが分かった。得られた複合金属酸化物の評価結
果を下記表1及び2に示す。
は、比較例1と同様にして複合金属酸化物を得た。図3
は、この様にして得た複合金属酸化物のX線回折線図を
示した。図3から明らかな様に、目的とするPbTiO
3の結晶に起因する回折線の外に、副生した原料中の金
属の酸化物に起因した回折線も観察され、得られた生成
物の化学的組成は、必ずしも均一な複合金属酸化物では
ないことが分かった。得られた複合金属酸化物の評価結
果を下記表1及び2に示す。
【0054】比較例3 実施例2において、酢酸鉛三水塩(Pb(CH3CO
O)2・3H2O)2.8g(0.06モル)の代わり
に、硝酸鉛(Pb(NO3)2)19.9g(0.06モ
ル)を使用した以外は、実施例2と全て同様にして金属
塩の水溶液を調製した。この水溶液の撹拌後のpHは約
1であった。次いで、アルミニウム板の表面に上記の水
溶液を約1mmの厚さで塗布後、大気中で実体温度13
0℃で加熱して水を除去することにより、複合金属酸化
物の前駆体を得た。
O)2・3H2O)2.8g(0.06モル)の代わり
に、硝酸鉛(Pb(NO3)2)19.9g(0.06モ
ル)を使用した以外は、実施例2と全て同様にして金属
塩の水溶液を調製した。この水溶液の撹拌後のpHは約
1であった。次いで、アルミニウム板の表面に上記の水
溶液を約1mmの厚さで塗布後、大気中で実体温度13
0℃で加熱して水を除去することにより、複合金属酸化
物の前駆体を得た。
【0055】次いで、上記の前駆体を600℃で1時間
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガス中に
は、黄色ガスが認められた。得られた複合金属酸化物の
評価結果を下記表1及び2に示す。
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガス中に
は、黄色ガスが認められた。得られた複合金属酸化物の
評価結果を下記表1及び2に示す。
【0056】実施例5 脱イオン水180gに酢酸マグネシウム四水塩(Mg
(CH3COO)2・4H2O)21.4g(0.1モ
ル)及びAlOH(CH3COO)2(式(VI)で示され
る化合物)32.2g(0.2モル)を添加した。水溶
液の10分間撹拌後のpHを5.5に調節した。次い
で、噴霧乾燥機(大川原化工機製、「機種L8、ディス
クノズル;16000rpm」)を使用し、実体温度1
50℃の条件下、上記の水溶液から水を除去し、複合金
属酸化物の前駆体を得た。
(CH3COO)2・4H2O)21.4g(0.1モ
ル)及びAlOH(CH3COO)2(式(VI)で示され
る化合物)32.2g(0.2モル)を添加した。水溶
液の10分間撹拌後のpHを5.5に調節した。次い
で、噴霧乾燥機(大川原化工機製、「機種L8、ディス
クノズル;16000rpm」)を使用し、実体温度1
50℃の条件下、上記の水溶液から水を除去し、複合金
属酸化物の前駆体を得た。
【0057】次いで、上記の前駆体を600℃で1時間
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスに
は、黄色ガスは認められなかった。得られた複合金属酸
化物の評価結果を下記表2に示す。
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスに
は、黄色ガスは認められなかった。得られた複合金属酸
化物の評価結果を下記表2に示す。
【0058】実施例6 脱イオン水180gに、金属、炭素、水素および酸素の
各元素のみから成るサリチル酸亜鉛三水塩(Zn(C6
H5(OH)COO)2・3H2O)39.4g(0.1
モル)及び乳酸アルミニウム(C9H15AlO9)58.
8g(0.2モル)を添加した。水溶液の10分間撹拌
後のpHを4.5に調節した。次いで、チタン板の表面
に上記の水溶液を約1mmの厚さで塗布後、大気中で実
体温度100℃で加熱して水を除去することにより、複
合金属酸化物の前駆体を得た。
各元素のみから成るサリチル酸亜鉛三水塩(Zn(C6
H5(OH)COO)2・3H2O)39.4g(0.1
モル)及び乳酸アルミニウム(C9H15AlO9)58.
8g(0.2モル)を添加した。水溶液の10分間撹拌
後のpHを4.5に調節した。次いで、チタン板の表面
に上記の水溶液を約1mmの厚さで塗布後、大気中で実
体温度100℃で加熱して水を除去することにより、複
合金属酸化物の前駆体を得た。
【0059】次いで、上記の前駆体を600℃で1時間
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスには
黄色ガスは認められなかった。得られた複合金属酸化物
の評価結果を下記表2に示す。
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスには
黄色ガスは認められなかった。得られた複合金属酸化物
の評価結果を下記表2に示す。
【0060】実施例7 脱イオン水90gに金属、炭素、水素および酸素の各元
素のみから成る酢酸イットリウム四水塩(Y(CH3C
OO)3・4H2O)8.2g(0.024モル)及び酢
酸ユーロピウム四水塩(Eu(CH3COO)3・4H2
O)0.4g(0.001モル)を添加した。水溶液の
10分間撹拌後のpHを5.5に調節した。次いで、減
圧乾燥機(大川原製作所製、「バッチ式真空乾燥装置B
V−1」)を使用し、減圧度1〜80Kpaの範囲、実
体温度120℃の条件下、上記の水溶液から水を除去
し、複合金属酸化物の前駆体を得た。
素のみから成る酢酸イットリウム四水塩(Y(CH3C
OO)3・4H2O)8.2g(0.024モル)及び酢
酸ユーロピウム四水塩(Eu(CH3COO)3・4H2
O)0.4g(0.001モル)を添加した。水溶液の
10分間撹拌後のpHを5.5に調節した。次いで、減
圧乾燥機(大川原製作所製、「バッチ式真空乾燥装置B
V−1」)を使用し、減圧度1〜80Kpaの範囲、実
体温度120℃の条件下、上記の水溶液から水を除去
し、複合金属酸化物の前駆体を得た。
【0061】次いで、上記の前駆体を600℃で1時間
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスには
黄色ガスは認められなかった。得られた複合酸化物は、
X線回折線図、化学分析および発光スペクトルの測定か
ら、Y2O3:Euなる組成を有する、粒径1mμ以下の
超微粒子状の蛍光体であった。そして、この蛍光体に2
54nmの紫外線照射を照射した結果、高輝度の赤色発
光を呈した。得られた複合金属酸化物の評価結果を下記
表2に示す。
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスには
黄色ガスは認められなかった。得られた複合酸化物は、
X線回折線図、化学分析および発光スペクトルの測定か
ら、Y2O3:Euなる組成を有する、粒径1mμ以下の
超微粒子状の蛍光体であった。そして、この蛍光体に2
54nmの紫外線照射を照射した結果、高輝度の赤色発
光を呈した。得られた複合金属酸化物の評価結果を下記
表2に示す。
【0062】実施例8 脱イオン水90gに酢酸イットリウム四水塩(Y(CH
3COO)3・4H2O)8.2g(0.024モル)及
び酢酸ユーロピウム四水塩(Eu(CH3COO)3・4
H2O)0.4g(0.0001モル)を添加した。こ
の際、水溶液のpHを5.5に調節した。次いで、アル
ミニウム板の表面に上記の水溶液を約1mmの厚さで塗
布後、大気中で実体温度100℃で加熱して水を除去す
ることにより、複合金属酸化物の前駆体を得た。
3COO)3・4H2O)8.2g(0.024モル)及
び酢酸ユーロピウム四水塩(Eu(CH3COO)3・4
H2O)0.4g(0.0001モル)を添加した。こ
の際、水溶液のpHを5.5に調節した。次いで、アル
ミニウム板の表面に上記の水溶液を約1mmの厚さで塗
布後、大気中で実体温度100℃で加熱して水を除去す
ることにより、複合金属酸化物の前駆体を得た。
【0063】次いで、上記の前駆体を600℃で1時間
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスには
黄色ガスが認められなかった。アルミニウム板上に形成
された複合酸化物の膜は、X線回折線図、化学分析およ
び発光スペクトルの結果から、Y2O3:Euなる組成を
有する、粒径1mμ以下の超微粒子状の蛍光体から成る
極めて緻密でピンホールのない膜であった。この膜に2
54nmの紫外線照射を照射した結果、高輝度の赤色発
光を呈した。得られた複合金属酸化物の評価結果を下記
表1及び2に示す。
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスには
黄色ガスが認められなかった。アルミニウム板上に形成
された複合酸化物の膜は、X線回折線図、化学分析およ
び発光スペクトルの結果から、Y2O3:Euなる組成を
有する、粒径1mμ以下の超微粒子状の蛍光体から成る
極めて緻密でピンホールのない膜であった。この膜に2
54nmの紫外線照射を照射した結果、高輝度の赤色発
光を呈した。得られた複合金属酸化物の評価結果を下記
表1及び2に示す。
【0064】比較例4 脱イオン水90gに硝酸イットリウム六水塩(Y(NO
3)3・6 H2O)9.2g(0.024モル)及び塩化
ユーロピウム六水塩(EuCl3・6H2O)0.36g
(0.001モル)を添加した。水溶液の10分間撹拌
後のpHは約1であった。次いで、チタン板の表面に上
記の水溶液を約1mmの厚さで塗布後、大気中で実体温
度100℃で加熱して水を除去することにより、複合金
属酸化物の前駆体を得た。
3)3・6 H2O)9.2g(0.024モル)及び塩化
ユーロピウム六水塩(EuCl3・6H2O)0.36g
(0.001モル)を添加した。水溶液の10分間撹拌
後のpHは約1であった。次いで、チタン板の表面に上
記の水溶液を約1mmの厚さで塗布後、大気中で実体温
度100℃で加熱して水を除去することにより、複合金
属酸化物の前駆体を得た。
【0065】次いで、上記の前駆体を600℃で1時間
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスには
黄色ガスが認められた。得られた複合酸化物の膜は、X
線回折線図、化学分析および発光スペクトルの測定から
Y2O3:Euなる組成を有し、粒径が1mμ以下の超微
粒子状の蛍光体であった。この膜に254nmの紫外線
照射を照射した結果、高輝度の赤色発光を呈した。得ら
れた複合金属酸化物の評価結果を下記表2に示す。
大気中にて焼成して酸化処理することにより、複合金属
酸化物を得た。この酸化処理の際、分解した廃ガスには
黄色ガスが認められた。得られた複合酸化物の膜は、X
線回折線図、化学分析および発光スペクトルの測定から
Y2O3:Euなる組成を有し、粒径が1mμ以下の超微
粒子状の蛍光体であった。この膜に254nmの紫外線
照射を照射した結果、高輝度の赤色発光を呈した。得ら
れた複合金属酸化物の評価結果を下記表2に示す。
【0066】
【表1】
【0067】
【表2】
【0068】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、錯体また
は有機酸の金属塩、換言すれば、450℃以下、好まし
くは250℃以下で分解して金属以外の成分が気化する
金属化合物を使用することにより、化学組成的に均一か
つ安定な組成を有する複合金属酸化物の前駆体および複
合金属酸化物が得られる。本発明の製造方法により得た
複合金属酸化物の前駆体および複合金属酸化物は、強誘
電体、圧電体、磁性体、蛍光体、光触媒などに適した材
料として好適に使用される。
は有機酸の金属塩、換言すれば、450℃以下、好まし
くは250℃以下で分解して金属以外の成分が気化する
金属化合物を使用することにより、化学組成的に均一か
つ安定な組成を有する複合金属酸化物の前駆体および複
合金属酸化物が得られる。本発明の製造方法により得た
複合金属酸化物の前駆体および複合金属酸化物は、強誘
電体、圧電体、磁性体、蛍光体、光触媒などに適した材
料として好適に使用される。
【図1】実施例1で得られた複合金属酸化物のX線回折
パターン
パターン
【図2】比較例1で得られた複合金属酸化物のX線回折
パターン
パターン
【図3】比較例2で得られた複合金属酸化物のX線回折
パターン
パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C01G 23/00 C01G 23/00 C 25/00 25/00 35/00 35/00 C C07F 7/00 C07F 7/00 A 7/24 7/24 7/28 7/28 F
Claims (10)
- 【請求項1】 異なる金属元素を含む複数の水溶性金属
化合物を水と混合して金属化合物水溶液を調製し、当該
金属化合物水溶液から水の除去を行う複合金属酸化物の
前駆体の製造方法であって、前記の複数の水溶性金属化
合物として、450℃以下で分解して金属以外の成分が
気化する金属化合物を使用することを特徴とする複合金
属酸化物の前駆体の製造方法。 - 【請求項2】 異なる金属元素を含む複数の水溶性金属
化合物を水と混合して金属化合物水溶液を調製し、当該
金属化合物水溶液から水の除去を行う複合金属酸化物の
前駆体の製造方法であって、前記の複数の水溶性金属化
合物として、錯体または有機酸の金属塩を使用すること
を特徴とする複合金属酸化物の前駆体の製造方法。 - 【請求項3】 前記錯体の配位子がカルボン酸イオン又
はオキシカルボン酸イオンである請求項2に記載の複合
金属酸化物の前駆体の製造方法。 - 【請求項4】 前記金属元素が共存する元素によってそ
の原子価を変化し得る金属元素である請求項1〜3の何
れかに記載の複合金属酸化物の前駆体の製造方法。 - 【請求項5】 前記金属元素の中の少なくとも1種が遷
移金属元素である請求項1〜4の何れかに記載の複合金
属酸化物の前駆体の製造方法。 - 【請求項6】 前記金属元素が、チタン、ジルコニウ
ム、ニオブ、ビスマス、ユーロピウム、テルビウム、プ
ラセオジム、セリウム、サマリウム及びジスプロシウム
の群から選ばれる少なくとも1つである請求項1〜5の
何れかに記載の複合金属酸化物の前駆体の製造方法。 - 【請求項7】 前記金属化合物水溶液のpHが4〜7で
ある請求項1〜6の何れかに記載の複合金属酸化物の前
駆体の製造方法。 - 【請求項8】 前記金属化合物水溶液に水酸基をもつ有
機溶媒を添加して均一な混合溶液にした後、基板に塗布
して水の除去を行う請求項1〜7の何れかに記載の複合
金属酸化物の前駆体の製造方法。 - 【請求項9】 前記水の除去が噴霧乾燥によりなされる
請求項1〜8の何れかに記載の複合金属酸化物の前駆体
の製造方法。 - 【請求項10】 請求項1〜9の何れかに記載の方法で
得られた前駆体を酸化処理することを特徴とする複合金
属酸化物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10196594A JPH1171103A (ja) | 1997-06-27 | 1998-06-26 | 複合金属酸化物の前駆体および複合金属酸化物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-187716 | 1997-06-27 | ||
| JP18771697 | 1997-06-27 | ||
| JP10196594A JPH1171103A (ja) | 1997-06-27 | 1998-06-26 | 複合金属酸化物の前駆体および複合金属酸化物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1171103A true JPH1171103A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=26504517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10196594A Withdrawn JPH1171103A (ja) | 1997-06-27 | 1998-06-26 | 複合金属酸化物の前駆体および複合金属酸化物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1171103A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001316112A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-11-13 | Symmetrics Corp | 酸化アルミニウムのための液体前駆体およびその製造方法 |
| WO2002044303A1 (fr) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Chubu Chelest Co., Ltd. | Procede de production d'un materiau a base d'oxyde metallique fluorescent |
| JP2005239821A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Futaba Corp | 蛍光体の製造方法及び蛍光体並びに該蛍光体を使用した蛍光表示管 |
| KR100522783B1 (ko) * | 2001-05-14 | 2005-10-19 | 백한기 | 게르마늄 추출방법 및 그 장치 |
| JP2007532454A (ja) * | 2004-04-07 | 2007-11-15 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェサイアンティフィク(セエヌエールエス) | ランタニドをドープしたyagの透明セラミックの調製 |
| WO2008007469A1 (fr) * | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Central Japan Railway Company | Fluide de revêtement, film mince conducteur formé à partir du fluide de revêtement, et procédé de formation de ce dernier |
| JP2008137886A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-06-19 | Toyota Central R&D Labs Inc | 酸化物複合体前駆体水溶液、酸化物複合体の製造方法、酸化物複合体、その酸化物複合体を備える排ガス浄化用触媒及びその排ガス浄化用触媒を用いた排ガス浄化方法 |
| JP2013203611A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Mitsubishi Materials Corp | 強誘電体薄膜の製造方法 |
| JP2014062072A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | ケト酸金属錯体水溶液及びその製造方法並びに複合酸化物粒子の製造方法 |
-
1998
- 1998-06-26 JP JP10196594A patent/JPH1171103A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPWO2002044303A1 (ja) * | 2000-11-30 | 2004-04-02 | 中部キレスト株式会社 | 金属酸化物蛍光体の製造方法 |
| US6899826B2 (en) | 2000-11-30 | 2005-05-31 | Chubu Chelest Co., Ltd. | Process for producing fluorescent metal oxide material |
| KR100522783B1 (ko) * | 2001-05-14 | 2005-10-19 | 백한기 | 게르마늄 추출방법 및 그 장치 |
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| JPWO2008007469A1 (ja) * | 2006-07-13 | 2009-12-10 | 東海旅客鉄道株式会社 | 塗布液、塗布液を用いて形成した導電性薄膜、およびその形成方法 |
| US8003219B2 (en) | 2006-07-13 | 2011-08-23 | Central Japan Railway Company | Coating liquid, conductive film formed by coating liquid, and forming method thereof |
| JP2008137886A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-06-19 | Toyota Central R&D Labs Inc | 酸化物複合体前駆体水溶液、酸化物複合体の製造方法、酸化物複合体、その酸化物複合体を備える排ガス浄化用触媒及びその排ガス浄化用触媒を用いた排ガス浄化方法 |
| JP2013203611A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Mitsubishi Materials Corp | 強誘電体薄膜の製造方法 |
| JP2014062072A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | ケト酸金属錯体水溶液及びその製造方法並びに複合酸化物粒子の製造方法 |
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