DE60012591T2 - Mit seltener Erde oberflächenbeschichtete Bariumtitanatteilchen - Google Patents
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-
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- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
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Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Compositpartikeln aus Bariumtitanat, die ein Oxid eines Seltenerd-Elementes aufweisen, das auf der Oberfläche der Partikel abgelagert ist.
- Bekanntlich werden Pulver aus Bariumtitanat seit langem als ein Material für keramische Kondensatoren eingesetzt. Es ist auch seit langem bekannt und wird praktiziert, dass Bariumtitanatpulver mit einer Verbindung aus einem Seltenerd-Element, beispielsweise einem Seltenerd-Oxid und insbesondere Yttriumoxid, bei der Herstellung von keramischen Kondensatoren auf Basis von Bariumtitanat beizumischen, um die Leistungsfähigkeit des keramischen Kondensators zu verbessern. Eine typische Vorgehensweise zur Vermischung einer Seltenerd-Verbindung mit einem Bariumtitanatpulver besteht darin, dass ein Pulver aus einem Seltenerd-Oxid mit dem Bariumtitanatpulver vermischt wird. Die Pulvermischung wird dann in einer geeigneten Pulvermischmaschine, beispielsweise in Kugelmühlen, gründlich bewegt, um eine gleichförmige Mischung aus den Bariumtitanatpartikeln und den Partikeln aus dem Seltenerd-Oxid zu erhalten, die für die Herstellung von keramischen Kondensatoren einsetzbar sind.
- In den letzten Jahren wurde auf dem Gebiet der elektronischen Technologie an die keramischen Kondensatoren die Anforderung gestellt, hinsichtlich der Größe immer kompakter zu werden und hinsichtlich der Dicke immer dünner zu werden. Angesichts dieses Trends wurde an die oben erwähnte Pulvermischung aus Bariumtitanatpartikeln und den Seltenerd-Oxidpartikeln die Anforderung gestellt, über eine größere Gleichmäßigkeit der Mischung zu verfügen. Zusätzlich wurde gefordert, dass der Partikeldurchmesser der Bariumtitanatpartikel und auch der Seltenerd-Oxidpartikel immer geringer wird. Da die üblicherweise auf dem Markt erhältlichen Seltenerd-Oxidpulverprodukte gewöhnlich einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser besitzen, der größer ist als der Sub-Mikronbereich, kann aus einem derartigen Seltenerd-Oxidpulver mit einem Bariumtitanatpulver kaum eine sehr gleichförmige Pulvermischung erhalten werden. Daher kann durch die Zumischung eines Seltenerd-Oxidpulvers zu einem Bariumtitanatpulver die Leistungsfähigkeit von dünnschichtigen keramischen Kondensatoren oder keramischen Kondensatoren kompakter Größe keine volle Leistungsverbesserung erreicht werden.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung von Compositpartikeln aus Bariumtitanat bereitzustellen, die ein Oxid eines Seltenerd-Elementes aufweisen, das auf der Oberfläche der Partikel abgelagert ist, wobei das Verfahren folgende Stufen umfasst:
(a) Dispergieren von Partikeln aus Bariumtitanat in einer wässrigen Lösung als Suspensionsmedium enthaltend ein wasserlösliches Salz eines Seltenerd-Elementes und Harnstoff zur Bildung einer wässrigen Suspension der Partikel aus Bariumtitanat,
(b) Erhitzen der wässrigen Suspension der Partikel aus Bariumtitanat auf eine Temperatur von 70°C oder höher, um ein basisches Carbonat des Seltenerd-Elementes auf der Oberfläche der Partikel aus Bariumtitanat abzulagern,
(c) Abtrennen der Partikel aus Bariumtitanat, die auf der Oberfläche ein aus dem Suspensionsmedium abgelagertes basisches Carbonat des Seltenerd-Elementes tragen, und
(d) Calzinieren der Partikel aus Bariumtitanat, die ein auf der Oberfläche abgelagertes basisches Carbonat des Seltenerd-Elementes aufweisen, bei einer Temperatur von 600°C oder höher in einer Atmosphäre eines oxidierenden Gases. - Das auf der Oberfläche der Bariumtitanatpartikel abgelagerte basische Carbonat des Seltenerd-Elementes wird in der Stufe (d) in ein Seltenerd-Oxid überführt, wobei ein Bariumtitanatpulver erhalten wird, das ein Seltenerd-Oxid mit hoher Gleichförmigkeit enthält.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt eine Fotografie, welche die mittels der Elektronenstrahl-Mikroanalyse (electron beam microprobe analysis, EMPA) erhaltene Verteilung von Titan auf der Oberfläche der Bariumtitanatpartikel, auf deren Oberfläche das in dem Beispiel hergestellte Yttriumoxid abgeschieden ist, wiedergibt. -
2 zeigt eine EMPA-Fotografie, welche die Verteilung von Barium in dem gleichen Ansichtsfeld wie in der1 wiedergibt. -
3 zeigt eine EMPA-Fotografie, welche die Verteilung von Yttrium in dem gleichen Ansichtsfeld wie in der1 wiedergibt. -
4 zeigt eine Kurve, welche die Verteilung von Titan (Ti-Kurve), von Barium (Ba-Kurve), Yttrium (Y-Kurve) und Sauerstoff (O-Kurve) in Richtung der Tiefe von der Oberfläche eines Partikels, aufgenommen von der gleichen Probe wie in den1 bis3 und bestimmt mittels der Röntgenfotoelektronenspektroskopie (X-ray photo electron spectroscopy, XPS) wiedergibt. -
5 zeigt eine EMPA-Fotografie, welche die mittels EMPA erhaltene Verteilung von Titan auf der Oberfläche der in dem Vergleichsbeispiel hergestellten Bariumtitanat-Pulvermischung wiedergibt. -
6 zeigt eine EMPA-Fotografie, welche die Verteilung von Barium in dem gleichen Ansichtsfeld wie in der5 wiedergibt. -
7 zeigt eine EMPA-Fotografie, welche die Verteilung von Yttrium in dem gleichen Ansichtsfeld wie in der5 wiedergibt. -
8 zeigt eine Kurve, welche die Verteilung von Titan (Ti-Kurve), Barium (Ba-Kurve), Yttrium (Y-Kurve) und Sauerstoff (O-Kurve) in Richtung der Tiefe von der Oberfläche eines Partikels, aufgenommen von der gleichen Probe wie in den5 bis7 und bestimmt mittels der XPS-Methode, wiedergibt. - Die
9 und10 zeigen jeweils eine Rasterelektronenmikroskopische Fotografie der Compositpartikel auf Basis von Bariumtitanat, die gemäß dem Beispiel bzw. gemäß dem Vergleichsbeispiel hergestellt wurden. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Der Erfinder hat bereits früher in dem japanischen Patent Kokai 11-21124 ein Verfahren zur Herstellung von Yttriumoxid/Aluminiumoxid-Compositpartikeln offenbart, bei dem basisches Carbonat aus Yttrium auf der Oberfläche von Aluminiumoxidpartikeln abgeschieden wird. Die vorliegende Erfindung stellt ein Ergebnis der weiteren fortgesetzten Untersuchungen des Erfinders zur Herstellung von Yttriumoxid/Bariumtitanat-Compositpartikeln dar.
- In der WO-9 835 920 sind Compositpartikel aus Bariumtitanat offenbart, die eine Überzugsschicht aus einem Metalloxid aufweisen, bei dem es sich um ein Seltenerd-Oxid, wie Yttriumoxid und Lanthanoxid handeln kann. Es wird dort beschrieben, dass eine wässrige Lösung von Metallsalzen zu einer Aufschlämmung von Bariumtitanatpartikeln hinzugegeben werden kann. Das Oxid wird durch Ändern des pH-Wertes der Lösung präzipitiert.
- Die EP-0 889 005 beschreibt ein Verfahren zum Bedecken von Aluminiumoxidpartikeln mit einer Yttriumoxidschicht, bei dem als Zwischenverbindung ein basisches Carbonat gebildet wird, in dem eine wässrige Suspension, die Harnstoff, Aluminiumoxidpartikel und ein lösliches Yttriumsalz enthält, erhitzt wird.
- In der WO 9 967 189 sind Aufschlämmungen, Dispersionen oder Slips aus Partikeln auf Basis von Bariumtitanat in einem nicht-wässrigen Medium sowie Verfahren zu deren Herstellung beschrieben. Die Partikel verfügen über einen Überzug, der ein Oxid, ein hydratisiertes Metalloxid, ein Metallhydroxid oder ein organisches Säuresalz eines Metalls aufweist, das sich von Barium oder Titan unterscheidet.
- In der Stufe (a) des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine wässrige Suspension oder eine wässrige Aufschlämmung von Bariumtitanatpartikeln in einer wässrigen Lösung hergestellt, die ein wasserlösliches Salz eines Seltenerd-Elementes und Harnstoff enthält, die darin als Suspensions- oder Dispersionsmedium gelöst sind. In der Stufe (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die wie zuvor hergestellte wässrige Suspension von Bariumtitanatpartikeln unter Bewegen auf eine Temperatur von 70°C oder höher erhitzt, so dass der in dem wässrigen Medium enthaltene Harnstoff zu Ammoniak und Kohlendioxid oder einer Carbonsäure hydrolysiert wird, um ein basisches Carbonat des Seltenerd-Elementes gleichmäßig auf der Oberfläche der Bariumtitanatpartikel abzuscheiden. In der Stufe (c) werden die so mit dem basischen Carbonat des Seltenerd-Elementes beschichteten Bariumtitanatpartikel aus dem wässrigen Suspensionsmedium abgetrennt. In der Stufe (d) werden die Compositpartikel auf Basis von Bariumtitanat einer Calzinierungsbehandlung bei einer Temperatur von 600°C oder höher in einer oxidierenden Atmosphäre unterworfen, so dass das basische Carbonat des Seltenerd-Elementes zersetzt und in das Seltenerd-Oxid überführt wird, wobei Compositpartikel aus Seltenerd-Oxid/Bariumtitanat erhalten werden.
- Bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren wird das basische Carbonat des Seltenerd-Elementes auf der Oberfläche der Bariumtitanatpartikel so gleichförmig abgeschieden, dass die resultierenden Seltenerd-Oxid/Bariumtitanat-Compositpartikel über eine gleichmäßige Verteilung des Seltenerd-Elementes in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Bariumtitanatpartikel verfügen. Dies stellt einen großen Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Verfahren des Standes der Technik dar, bei dem Bariumtitanatpartikel und Seltenerd-Oxidpartikel mechanisch vermischt werden, wobei die Gleichförmigkeit der Vermischung durch den Kontakt der Partikel unterschiedlicher Art begrenzt wird.
- Die Partikelgröße der Bariumtitanatpartikel stellt einen limitierenden Faktor bezüglich der Gleichförmigkeit des Seltenerd-Elementes dar, so dass die Bariumtitanatpartikel über einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser verfügen sollten, der in Abhängigkeit von dem Einsatzzweck der Compositpartikel ausgewählt wird. Die Bariumtitanatpartikel haben im allgemeinen vorzugsweise einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 2,0 um. Die Partikeldurchmesserverteilung sollte natürlich so gleichmäßig wie möglich sein.
- Zu dem Seltenerd-Element, das erfindungsgemäß einsetzbar ist, zählt Yttrium und die Elemente mit einer Atomzahl von 57 bis 71 ohne besondere Beschränkungen. Bei dem wasserlöslichen Seltenerd-Salz, das in dem wässrigen Suspensionmedium gelöst wird, handelt es sich vorzugsweise um ein anorganisches Salz, beispielsweise Nitrat, Sulfate und Chloride, oder ein organisches Salz, beispielsweise Acetate, wobei Nitrate des Seltenerd-Elementes gewöhnlich bevorzugt sind. In der nachfolgenden Beschreibung wird Yttrium als typisches Beispiel für das Seltenerd-Element und das Nitrat dieses Elementes als ein Beispiel für das wasserlösliche Salz aufgeführt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
- Die Konzentrationen oder Gehalte der entsprechenden Bestandteile in der in der Stufe (a) des erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wässrigen Suspension sind nachstehend aufgeführt. Bezüglich der Menge des Bariumtitanatpulvers, die zu dem wässrigen Suspensionsmediuim hinzugegeben werden kann, besteht keine besondere Beschränkung, jedoch mit der Maßgabe, dass die resultierende wässrige Suspension oder Aufschlämmung in dem Reaktionsgefäß leicht und gründlich bewegt werden kann. Die Menge des wasserlöslichen Yttriumsalzes, die in dem wässrigen Medium gelöst wird, hängt natürlich von dem gewünschten Gehalt an Yttriumoxid in den Composit-Oxidpartikeln auf Basis von Bariumtitanat ab, wobei die Menge des Salzes ohne weiteres in stöchiometrischer Menge, bezogen auf die Menge der Bariumtitanatpartikel, berechnet werden kann. Soll das Composit-Oxidpulver auf Basis von Yttriumoxid/Bariumtitanat als Grundmaterial für insbesondere keramische Kondensatoren eingesetzt werden, dann beträgt die Menge des wasserlöslichen Yttriumsalzes vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Bariumtitanatpulvers. Die Menge an Harnstoff, die in dem wässrigen Medium zusammen mit dem Yttriumnitrat gelöst wird, sollte mindestens 3 Mol und vorzugsweise 12 bis 20 Mol pro Mol des wasserlöslichen Yttriumsalzes oder Yttriumnitrats betragen.
- Die in der Stufe (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte wässrige Suspension oder Aufschlämmung von Bariumtitanatpartikeln wird in der Stufe (b) erhitzt, um eine Hydrolyse des Harnstoffs zu bewirken. Die Temperatur wird dabei durch Erhitzen auf 70°C oder höher und vorzugsweise auf 80°C oder höher und am meisten bevorzugt auf 90°C oder höher bis zum Siedepunkt der Suspension, der etwas höher als 100°C sein kann, gebracht. Dies hängt ab von der Konzentration der in dem wässrigen Suspensionsmedium gelösten Stoffe. Allerdings ist die bei dem Siedepunkt durchgeführte Hitzebehandlung nicht immer wünschenswert. Dies beruht auf der Stabilität der Hydrolysereaktion von Harnstoff bei solchen Siedebedingungen. Wird auf eine zu niedrige Temperatur erhitzt, dann schreitet die Hydrolysereaktion natürlich nur sehr langsam voran, so dass eine zu lange Zeitspanne erforderlich ist, um die Umsetzung zu Ende zu führen.
- Wird die Hydrolysereaktion von Harnstoff bei adäquat kontrollierten Bedingungen durchgeführt, dann wird Harnstoff unter Bildung von Ammoniak und einer Carbonsäure hydrolysiert, die wiederum mit den Yttriumionen reagiert, wobei ein basisches Yttriumcarbonat gebildet wird. Da diese Umsetzung vorwiegend auf der Oberfläche der Bariumtitanatpartikel abläuft, lagert sich das basische Carbonat bei der Bildung auf der Oberfläche der Bariumtitanatpartikel ab, wodurch Compositpartikel erhalten werden, die über eine Mantel/Kern-Struktur verfügen.
- Die Länge der Zeitspanne für diese Hitzebehandlung in der Stufe (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens hängt natürlich von verschiedenen Faktoren ab. Dazu zählen die Konzentrationen des Yttriumsalzes und des Harnstoffs, die in dem wässrigen Medium gelöst sind, und die Temperatur, auf die erhitzt wird. Nimmt man einmal an, dass die Konzentration des Yttriumsalzes 0,05 Mol/l, die Konzentration des Harnstoffs 0,75 Mol/l und die Temperatur, auf die erhitzt wird, 95°C beträgt, dann ist gewöhnlich eine Hitzebehandlung der wässrigen Aufschlämmung für etwa 60 min ausreichend, um zu einem zufriedenstellenden Ergebnis zu gelangen. Die Beendigung der Präzipitationsreaktion des basischen Carbonats kann ohne weiteres detektiert werden, indem periodisch eine kleine Probe der Reaktionsmischung entnommen wird. Anschließend wird filtriert, wobei ein klares Filtrat erhalten wird, das alkalisch gemacht wird, um weiße Präzipitate von Yttriumhydroxid zu ergeben, falls die Umsetzung des Yttriumsalzes unvollständig ist.
- Nach Beendigung der Hydrolysereaktion des Harnstoffes unter Bildung von basischem Yttriumcarbonat werden die in der wässrigen Aufschlämmung suspendierten festen Partikel gesammelt, indem die wässrige Aufschlämmung einem üblichen Verfahren zur Trennung der Feststoffe von der Flüssigkeit unterworfen wird. Dazu zählt beispielsweise Filtrieren durch ein Filterpapier oder ein Tuch auf einem Büchner-Trichter, die Abtrennung mit einer Zentrifuge und das Absetzen und Dekantieren mit einer Zentrifuge, wobei ein nasser Kuchen der Compositpartikel erhalten wird, der mit Wasser gewaschen, getrocknet und erforderlichenfalls zerkleinert wird, wobei ein Pulver aus Compositpartikeln erhalten wird, deren Kern aus Bariumtitanat besteht und die als Mantel auf dem Kern das basische Yttriumcarbonat aufweisen.
- Die so erhaltenen Compositpartikel aus Bariumtitanat und basischem Yttriumcarbonat werden dann einer Calzinierungsbehandlung in einer oxidierenden Atmosphäre, beispielsweise Luft, bei einer Temperatur von 600°C oder höher unterworfen, so dass das basische Yttriumcarbonat thermisch zersetzt und in Yttriumoxid überführt wird, wobei Compositpartikel erhalten werden, die aus Bariumtitanat als Kern und Yttriumoxid als auf der Kernoberfläche abgeschiedene Mantel bzw. Schicht bestehen. Beträgt die Calzinierungstemperatur weniger als 600°C oder ist die Atmosphäre für die Calzinierung nicht ausreichend oxidierend, dann läuft die thermische Zersetzung des basischen Yttriumcarbonats in Yttriumoxid häufig nicht vollständig ab, was zur Bildung von kohlenstoffhaltigem Material führt. Somit wird in Abhängigkeit von der Temperatur, den Bedingungen der Atmosphäre und anderen Faktoren die Calzinierungsbehandlung gewöhnlich für einen Zeitraum von mindestens 30 min in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt.
- Die so erhaltenen Compositpartikel auf Basis von Bariumtitanat, die auf ihrer Oberfläche ein darauf abgelagertes wasserunlösliches Salz oder Oxid eines Seltenerd-Elementes aufweisen, verfügen über eine Mantel/Kern-Struktur, bei der die Verteilung der Mantelschicht auf den Kernpartikeln aus Bariumtitanat selbst in dem Fall, in dem der Gehalt an der Seltenerd-Verbindung 50 Gew.-% oder mehr beträgt, sehr gleichmäßig ist.
- Nach einer alternativen Vorgehensweise können Bariumtitanatpartikel, welche eine Mantelschicht aus einem Seltenerd-Oxid tragen, nach einem Verfahren erhalten werden, bei dem ein Seltenerd-Hydroxid auf der Oberfläche der Bariumtitanatpartikel in einem wässrigen Medium abgelagert werden, das ein wasserlösliches Seltenerd-Salz in Anwesenheit von Ammoniak enthält. Daran schließt sich eine Calzinierung der mit dem Seltenerd-Hydroxid-beschichteten Bariumtitanatpartikel an.
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels und eines Vergleichsbeispiels ausführlicher beschrieben.
- BEISPIEL
- Es wurde eine wässrige Suspension hergestellt, indem 100 g eines Bariumtitanatpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 1,0 μm in entsalztes Wasser gegeben wurde und indem 0,05 Mol Yttriumnitrat darin gelöst wurden. Anschließend wurde entsalztes Wasser bis zu einem Gesamtvolumen von 10 l hinzugegeben. Die Suspension wurde des weiteren mit 45 g (0,75 Mol) Harnstoff versetzt, um ihn darin zu lösen. Die wässrige Suspension wurde unter Bewegen auf etwa 95°C während eines Zeitraumes von 60 min bewegt. Der vollständige Ablauf der Umsetzung konnte dadurch detektiert werden, dass eine kleine Probe der Suspension entnommen wurde, die filtriert wurde, um ein klares Filtrat zu ergeben. Anschließend wurde Ammoniakwasser hinzugegeben, wobei festgestellt wurde, dass keine Präzipitate von Yttriumhydroxid gefunden werden konnten. Nachdem feststand, dass die Umsetzung vollständig erfolgt war, wurde das gesamte Volumen der Reaktionsmischung unter Verwendung eines Büchner-Trichters filtriert, wobei ein Kuchen aus Partikeln erhalten wurde, der mit Wasser gründlich gewaschen, getrocknet und zerkleinert wurde. Das so erhaltene Pulver wurde einer Calzinierungsbehandlung während eines Zeitraums von 2 h bei 700°C in einer Luftatmosphäre unterworfen.
- Die so erhaltenen Compositpartikel aus Bariumtitanat und Yttriumoxid wurden einer Analyse auf die Verteilung der sie ausmachenden Elemente unterworfen. Dabei wurde die Elektronenstrahlmikroproben-Analyse (electron beam microprobe analysis, EMPA) und die Röntgenfotoelektronen-Spektroskopie (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) eingesetzt. Aus der EMPA zeigt sich, dass die Verteilung von Yttrium in guter Übereinstimmung mit den Verteilungen der Barium- und Titanelemente waren, welche die Bariumtitanatpartikel bilden. Aus der XPS ergab sich, dass die Verteilung von Yttrium auf die Oberflächenschicht der Partikel begrenzt war und über ein Dicke von 100 nm oder weniger verfügt.
- Die
1 bis3 zeigen jeweils eine Fotografie, welche das Ergebnis der EMPA wiedergibt. Dabei zeigt die1 die Verteilung für Titan, die2 die Verteilung für Barium und die3 die Verteilung für Yttrium innerhalb des gleichen Ansichtsfeldes bzw. des gleichen Betrachtungsbereichs. Ein Vergleich dieser Fotografien bezüglich der Verteilung der dunklen Zonen, d.h. Zonen, die einen hohen Gehalt an dem entsprechenden Element aufweisen, unterstützt die Schlußfolgerung, dass die Verteilung des Yttriums in den Mantelflächen im wesentlichen identisch ist mit derjenigen des Titans und des Bariums, welche die Bariumtitanatpartikel bilden. -
4 stellt eine Kurve dar, welche die Ergebnisse der XPS-Analyse für die Verteilungen der entsprechenden die Bestandteile bildenden Elemente in Richtung der Tiefe von der Oberfläche eines Partikels, aufgenommen von der gleichen Probe, die auch für die EMPA eingesetzt und in den1 bis3 gezeigt ist, wiedergibt. Diese Kurve zeigt an, dass die Verteilung von Yttrium innerhalb einer Oberflächenschicht innerhalb einer Dicke von etwa 100 nm lokalisiert ist. Das Fehlen einer Titankonzentration oder Bariumkonzentration in dieser Oberflächenschicht beweist, dass der Kern der Partikel aus Bariumtitanat gebildet ist. Die Tiefenskala bei dieser XPS-Analyse wurde unter Verwendung der Zerstäubungsrate von Siliciumdioxid als Vergleichsprobe kalibriert. -
9 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der in diesem Beispiel hergestellten Compositpartikeln aus Yttriumoxid/Bariumtitanat. - VERGLEICHSBEISPIEL
- Eine wässrige Aufschlämmung wurde hergestellt, indem in einer Kugelmühle eine Mischung aus 100 g Bariumtitanatpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 1,0 μm, 5,645 g Yttriumoxidpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 0,3 μm, 100 g entsalztes Wasser und eine kleine Menge eines deflokkulierenden Mittels während eines Zeitraums von 24 h gründlich gemahlen wurden. Die so hergestellte wässrige Aufschlämmung wurde bis zur Trockene durch Erhitzen unter Verdampfen des Wassers getrocknet, wobei 100 g einer Pulvermischung erhalten wurden.
- Partikel des so erhaltenen Trockenpulvers wurden der EMPA-Untersuchung auf die gleiche Weise wie im Beispiel unterworfen, wobei die in den EMPA-Fotografien der
5 bis7 wiedergegebenen Ergebnisse erhalten wurden, wobei die5 die Titanverteilung, die6 die Bariumverteilung und7 die Yttriumverteilung zeigen. Ein Vergleich dieser Fotografien zeigt an, dass die Bariumtitanatpartikel und die Yttriumoxidpartikel jeweils diskret voneinander isoliert vorliegen. Dies ergibt sich aus dem großen Unterschied in der Musterverteilung zwischen den5 und6 für Titan und Barium und derjenigen von7 für Yttrium. -
10 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der wie oben hergestellten Pulvermischung aus Bariumtitanatpartikeln und Yttriumoxidpartikeln.
Claims (2)
- Verfahren zur Herstellung von Compositpartikeln aus Bariumtitanat, die ein Oxid eines Seltenerd-Elementes aufweisen, das auf der Oberfläche der Partikel abgelagert ist, wobei das Verfahren folgende Stufen umfasst: a) Dispergieren von Partikeln aus Bariumtitanat in einer wässrigen Lösung als Suspensionsmedium enthaltend ein wasserlösliches Salz des Seltenerd-Elementes und Harnstoff zur Bildung einer wässrigen Suspension der Partikel aus Bariumtitanat, b) Erhitzen der wässrigen Suspension der Partikel aus Bariumtitanat auf eine Temperatur von 70 °C oder höher, um ein basisches Carbonat des Seltenerd-Elementes auf der Oberfläche der Partikel aus Bariumtitanat abzulagern, c) Abtrennen der Partikel aus Bariumtitanat, die auf der Oberfläche ein aus dem Suspensionsmedium abgelagertes basisches Carbonat des Seltenerd-Elementes tragen und d) Calzinieren der Partikel aus Bariumtitanat, die ein auf der Oberfläche abgelagertes basisches Carbonat des Seltenerd-Elementes aufweisen bei einer Temperatur von 600 °C oder höher in einer Atmosphäre eines oxidierenden Gases.
- Verfahren zur Herstellung der Compositpartikel aus Bariumtitanat, die ein auf der Oberfläche der Partikel abgelagertes Oxid eines Seltenerd-Elementes aufweisen, nach Anspruch 1, wobei die Zeitspanne für die Calzinierung in der Stufe (d) mindestens 30 min beträgt.
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