JP2001089230A - Powdery composition for production of barium titanate- base sintered compact and sintered compact - Google Patents

Powdery composition for production of barium titanate- base sintered compact and sintered compact

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JP2001089230A
JP2001089230A JP26607199A JP26607199A JP2001089230A JP 2001089230 A JP2001089230 A JP 2001089230A JP 26607199 A JP26607199 A JP 26607199A JP 26607199 A JP26607199 A JP 26607199A JP 2001089230 A JP2001089230 A JP 2001089230A
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barium titanate
compound
barium
powder
powder composition
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JP26607199A
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Japanese (ja)
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Chiaki Mitate
立 千 秋 御
Masayoshi Kaneko
子 公 良 金
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Hokko Chemical Industry Co Ltd
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Hokko Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a powdery barium titanate-base composition which can be sintered at a low temperature and allows an easy control of the Ba to Ti molar ratio of barium titanate. SOLUTION: The powdery composition for the production of a barium titanate-base sintered compact capable of sintering at a low temperature comprises powdery barium titanate whose crystal phase at room temperature is a cubic phase or a middle phase between cubic and tetragonal phases and at least one Ba compound, Sr compound or Pb compound which increases the molar ratio of barium site to titanium in barium titanate in firing. The powdery composition may further contain at least one of compounds of Mg, Ca, Sr, Ba, Pb, rare earth metals, Ti, Zr, Hf, Sn, V, Nb, Ta, Bi, Sb, W, Mo, Cr, Mn, Cu, Ni, Co, Fe, Zn, Al and Si.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、誘電材料、圧電材料、半
導体、その他各種電子材料として用いられるチタン酸バ
リウム系粉末組成物および該粉末組成物を使用した焼結
体およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a barium titanate-based powder composition used as a dielectric material, a piezoelectric material, a semiconductor, and various other electronic materials, a sintered body using the powder composition, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【発明の技術的背景】チタン酸バリウムに各種添加剤を
加えた原料から作製されたチタン酸バリウム系焼結体
は、積層セラミックコンデンサー等の誘電材料、圧電材
料、半導体、その他各種電子材料として用いられてい
る。近年、特に電子部品は小型化、大容量化が進んでい
る。このため、たとえば積層コンデンサーにおいては、
誘電体セラミックス焼結体層の一層の厚みを薄くして積
層数を増やすことで対応が図られている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Barium titanate-based sintered bodies made from raw materials obtained by adding various additives to barium titanate are used as dielectric materials such as multilayer ceramic capacitors, piezoelectric materials, semiconductors, and various other electronic materials. Have been. In recent years, in particular, electronic components have been reduced in size and capacity. For this reason, for example, in a multilayer capacitor,
In order to cope with this problem, the thickness of one dielectric ceramic sintered body layer is reduced to increase the number of layers.

【0003】ところで、焼結体層の厚みを薄くするに
は、誘電体セラミックス焼結体層中の結晶粒子の粒径を
小さくすることが必要となる。通常、高温で焼結すると
結晶粒子が成長してしまう。このため、チタン酸バリウ
ムの原料粉末としては、微粉末であって、かつ、低温で
焼結しうることが要求される。このようなチタン酸バリ
ウム粉末の製造方法として、従来酸化チタンと炭酸バリ
ウムとの混合物を1300℃以上の高温に加熱して固相
反応させる固相法が知られている。しかしながら、固相
法では、均一な微粒子が得られにくく、また低温で焼結
しにくいという欠点があった。
[0003] To reduce the thickness of the sintered body layer, it is necessary to reduce the particle size of crystal grains in the dielectric ceramic sintered body layer. Usually, when sintered at a high temperature, crystal grains grow. For this reason, the raw material powder of barium titanate is required to be a fine powder and capable of being sintered at a low temperature. As a method for producing such barium titanate powder, a solid phase method in which a mixture of titanium oxide and barium carbonate is heated to a high temperature of 1300 ° C. or higher to cause a solid phase reaction is known. However, the solid-phase method has disadvantages that it is difficult to obtain uniform fine particles and it is difficult to sinter at a low temperature.

【0004】これに対し、液相法は、固相法に比べ、均
一で微粉末が得られやすく、しかも得られたチタン酸バ
リウム粉末は低温焼結しやすいという特性を有している
ため、低温焼結用チタン酸バリウム粉末の製造方法とし
て期待されている。このような液相法としては、具体的
には、水溶液中で、TiCl4、BaCl2およびシュウ
酸を反応させてBaTiO(C24)2・4H2Oの沈殿を
生成させたのち、該沈殿を熱分解するシュウ酸塩法、水
酸化バリウムと水酸化チタンとの混合物を水熱処理し、
得られた反応物を仮焼する水熱合成法、バリウムアルコ
キシドとチタンアルコキシドとの混合アルコキシド溶液
を加水分解し、得られた加水分解物を仮焼するアルコキ
シド法、水酸化バリウム水溶液中におけるチタンアルコ
キシドの加水分解により得られた反応物を仮焼する水酸
化物−アルコキシド法、その他共沈法、ゾル−ゲル法、
噴霧熱分解法等が提案されている。しかしながら、これ
らの液相法により得られたチタン酸バリウム粉末を使用
しても、固相法による粉末よりは焼結温度を多少低くす
ることができるものの、焼結温度は1200℃以上の高
温であり、低温焼結化は難しいという問題があった。
[0004] On the other hand, the liquid phase method has characteristics that, compared with the solid phase method, uniform and fine powder can be easily obtained, and the obtained barium titanate powder can be easily sintered at a low temperature. It is expected as a method for producing barium titanate powder for low-temperature sintering. As such a liquid phase method, specifically, after reacting TiCl 4 , BaCl 2 and oxalic acid in an aqueous solution to form a precipitate of BaTiO (C 2 O 4 ) 2 .4H 2 O, The oxalate method of thermally decomposing the precipitate, hydrothermal treatment of a mixture of barium hydroxide and titanium hydroxide,
Hydrothermal synthesis method of calcining the obtained reaction product, alkoxide method of hydrolyzing a mixed alkoxide solution of barium alkoxide and titanium alkoxide, and calcining the obtained hydrolyzate, titanium alkoxide in barium hydroxide aqueous solution Hydroxide-alkoxide method of calcining the reaction product obtained by hydrolysis of the other, other coprecipitation method, sol-gel method,
Spray pyrolysis has been proposed. However, even when barium titanate powders obtained by these liquid phase methods are used, although the sintering temperature can be somewhat lower than that of the powder obtained by the solid phase method, the sintering temperature is higher than 1200 ° C. There is a problem that low-temperature sintering is difficult.

【0005】また、本願出願人は、チタン酸バリウムの
焼結温度を低下させる方法として、Ba/Tiモル比に
着目し、Baがわずかに過剰となるようなモル比とすれ
ば、焼結性が向上し、従来の技術に対して大幅に焼結温
度を下げうることを見出し、これを提案している(特開
平10−203867号公報参照)。しかしながら、こ
の方法では、所定のBa/Tiモル比の異なるチタン酸
バリウムをその都度合成する必要があり、工業的に多大
の労力を要していた。
As a method of lowering the sintering temperature of barium titanate, the applicant of the present application has focused on the Ba / Ti molar ratio, and if the molar ratio is such that Ba is slightly excessive, the sintering property is reduced. Have been found, and the sintering temperature can be greatly reduced as compared with the prior art, and this is proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-203867). However, in this method, barium titanate having a predetermined Ba / Ti molar ratio different from each other has to be synthesized each time, and a large amount of labor is required industrially.

【0006】このような情況のもと、本発明者等は、チ
タン酸バリウムの焼結温度を大幅に低下させる方法につ
いて鋭意検討したところ、結晶相が室温で立方晶である
チタン酸バリウム粉末を使用し、このようなチタン酸バ
リウム粉末に、Baなどの化合物を添加すれば、飛躍的
に焼結性が向上し、大幅に焼結温度を下げられることを
見い出した。
Under these circumstances, the present inventors have conducted intensive studies on a method of greatly reducing the sintering temperature of barium titanate, and found that barium titanate powder having a cubic crystal phase at room temperature was obtained. It has been found that when a compound such as Ba is added to such a barium titanate powder, the sinterability is dramatically improved and the sintering temperature can be greatly reduced.

【0007】従来、チタン酸バリウム粉末へのBa化合
物(たとえば炭酸バリウム)の添加は焼結性を向上させ
ないか、むしろ焼結性を低下させると考えられていた。
ところが、本発明者らは、このような焼結性の低下は、
使用しているチタン酸バリウムの結晶相が正方晶であっ
たことに起因していることを発見した。そして立方晶の
チタン酸バリウムにBa化合物を添加すれば、大幅に焼
結温度を下げうることを見いだした。
Hitherto, it has been considered that the addition of a Ba compound (for example, barium carbonate) to barium titanate powder does not improve sinterability or rather lowers sinterability.
However, the present inventors have found that such a decrease in sinterability
It was discovered that the crystal phase of barium titanate used was tetragonal. It has been found that adding a Ba compound to cubic barium titanate can significantly lower the sintering temperature.

【0008】なお、立方晶のチタン酸バリウム粉末を焼
結原料に使用することは、特開平5−139744号公
報、特開平6−279110号公報、特開平10−13
9535号公報に提案されている。しかしながらいずれ
もBa/Tiモル比に着目して焼結性の向上を図るものでは
なく、低温焼結の目的からは、必ずしも満足のゆくもの
ではなかった。
The use of cubic barium titanate powder as a raw material for sintering is disclosed in JP-A-5-139744, JP-A-6-279110, and JP-A-10-13.
9535. However, none of them aimed at improving the sinterability by focusing on the Ba / Ti molar ratio, and was not always satisfactory for the purpose of low-temperature sintering.

【0009】[0009]

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
課題を解決すべくなされたものであって、低温焼結が可
能であり、かつチタン酸バリウムのBa/Tiモル比を
容易に制御できるチタン酸バリウム系組成物粉末を提供
することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems associated with the prior art as described above, and enables low-temperature sintering and facilitates the adjustment of the Ba / Ti molar ratio of barium titanate. It is an object of the present invention to provide a barium titanate-based composition powder that can be controlled.

【0010】[0010]

【発明の概要】すなわち、本発明に係る低温焼結可能な
チタン酸バリウム系焼結体製造用粉末組成物は、結晶相
が室温で立方晶または立方晶と正方晶との中間相である
チタン酸バリウム粉末と、焼成時にチタン酸バリウムに
おけるバリウムサイトのチタンに対するモル比を増加さ
せるようなBa化合物、Sr化合物またはPb化合物か
ら選ばれる少なくとも1種の化合物とからなる。
SUMMARY OF THE INVENTION The powder composition for producing a barium titanate-based sintered body capable of being sintered at a low temperature according to the present invention comprises a titanium phase having a cubic crystal or an intermediate phase between cubic and tetragonal at room temperature. It is composed of barium oxide powder and at least one compound selected from a Ba compound, an Sr compound or a Pb compound that increases the molar ratio of barium sites to titanium in barium titanate during firing.

【0011】前記Ba化合物としては、酸化バリウム、
過酸化バリウム、炭酸バリウム、水酸化バリウム、酢酸
バリウム、シュウ酸バリウム、バリウムアルコキシドか
ら選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられ、前記S
r化合物としては、酸化ストロンチウム、過酸化ストロ
ンチウム、炭酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウ
ム、酢酸ストロンチウム、シュウ酸ストロンチウム、ス
トロンチウムアルコキシドから選ばれる少なくとも1種
の化合物が挙げられ、前記Pb化合物としては、酸化
鉛、炭酸鉛、水酸化鉛、酢酸鉛、シュウ酸鉛、鉛アルコ
キシドから選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられ
る。
As the Ba compound, barium oxide,
At least one compound selected from the group consisting of barium peroxide, barium carbonate, barium hydroxide, barium acetate, barium oxalate, and barium alkoxide;
Examples of the r compound include at least one compound selected from strontium oxide, strontium peroxide, strontium carbonate, strontium hydroxide, strontium acetate, strontium oxalate, and strontium alkoxide. Examples of the Pb compound include lead oxide, carbonate At least one compound selected from lead, lead hydroxide, lead acetate, lead oxalate, and lead alkoxide is exemplified.

【0012】このような低温焼結可能なチタン酸バリウ
ム系焼結体製造用粉末組成物は、前記チタン酸バリウム
粉末のBa/Tiモル比が0.950〜1.050の範
囲にあり、粉末組成物の(Ba+Sr+Pb)/Tiモ
ル比が0.990〜1.180の範囲にあり、かつ粉末
組成物の(Ba+Sr+Pb)/Tiモル比が、チタン
酸バリウム粉末のBa/Tiモル比よりも大きいことが
好ましい。このようなモル比に調整すると、焼結性が大
幅に向上し、従来1250℃以上の焼結温度が必要であ
ったものが、900〜1150℃の焼結温度であっても
理論密度の85%以上の相対密度を有する緻密な焼結体
の製造を可能とすることができる。
In the powder composition for producing a barium titanate-based sintered body which can be sintered at a low temperature, the barium titanate powder has a Ba / Ti molar ratio in the range of 0.950 to 1.050, The (Ba + Sr + Pb) / Ti molar ratio of the composition is in the range of 0.990 to 1.180, and the (Ba + Sr + Pb) / Ti molar ratio of the powder composition is larger than the Ba / Ti molar ratio of the barium titanate powder. Is preferred. When the molar ratio is adjusted to such a value, the sinterability is greatly improved, and although a sintering temperature of 1250 ° C. or more was conventionally required, even if the sintering temperature is 900 to 1150 ° C., the theoretical density is 85% % Can be manufactured.

【0013】[0013]

【発明の具体的説明】以下、本発明について、具体的に
説明する。本発明に係る粉末組成物は、結晶相が室温で
立方晶または立方晶と正方晶との中間相であるチタン酸
バリウム粉末と、Ba化合物、Sr化合物またはPb化
合物から選ばれる少なくとも1種の化合物とからなるも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described specifically. The powder composition according to the present invention comprises a barium titanate powder whose crystal phase is cubic or an intermediate phase between cubic and tetragonal at room temperature, and at least one compound selected from a Ba compound, an Sr compound or a Pb compound. It consists of:

【0014】チタン酸バリウム粉末 まず、本発明で使用するチタン酸バリウム粉末について
説明する。本発明ではチタン酸バリウム粉末として、結
晶相が室温で立方晶または立方晶と正方晶との中間相で
あるチタン酸バリウムが使用される。本来、チタン酸バ
リウムは、約0℃以下では斜方晶、約0℃からキュリー
点の約120℃の間では正方晶、キュリー点の約120
℃以上の温度では立方晶を示すことが知られている。し
たがって、チタン酸バリウムの室温での安定相は、正方
晶である。
Barium titanate powder First, the barium titanate powder used in the present invention will be described. In the present invention, as the barium titanate powder, barium titanate whose crystal phase is cubic at room temperature or an intermediate phase between cubic and tetragonal is used. Originally, barium titanate is orthorhombic below about 0 ° C., tetragonal between about 0 ° C. and the Curie point of about 120 ° C., and has a Curie point of about 120 ° C.
It is known that a cubic crystal is formed at a temperature of not less than ° C. Thus, the room temperature stable phase of barium titanate is tetragonal.

【0015】ところで、チタン酸バリウム粉末の中に
は、室温で測定する結晶相が、本来室温で安定な正方晶
を示さず、擬立方晶と言われる立方晶を示すものが知ら
れている(擬立方晶とは、キュリー点の約120℃以上
の温度で示す正規の立方晶と区別するために一部で使わ
れている用語である。本明細書では、擬立方晶は結晶系
でいえば立方晶であるため、擬立方晶という用語は使用
せず、立方晶という用語に統一して使用する)。
By the way, among barium titanate powders, there are known those in which the crystal phase measured at room temperature does not originally show a tetragonal crystal which is stable at room temperature but shows a cubic crystal which is called a pseudo cubic crystal ( The term “quasi-cubic” is a term used in part to distinguish it from a regular cubic which is shown at a temperature of about 120 ° C. or higher of the Curie point. Since it is a cubic crystal, the term pseudo cubic is not used, but is unified to the term cubic.)

【0016】また、この様な立方晶チタン酸バリウムに
400〜1200℃以上の温度の熱処理を施すことによ
り、室温で測定される結晶相が立方晶から正方晶に移行
することも知られている。このように結晶相が立方晶か
ら完全な正方晶に移行する過程において、格子定数cと
格子定数aの差が縮まった正方晶であると解釈される中
間的な相が出現する。この中間的な相は、粉末X線回折
において、(100)面と(001)面、(200)面
と(002)面、(400)面と(004)面が完全に
分岐していないことから判断される。本発明で使用され
るチタン酸バリウム粉末は、このように立方晶から完全
な正方晶になるまでの中間的な相であってもよい。
It is also known that by subjecting such cubic barium titanate to a heat treatment at a temperature of 400 to 1200 ° C. or higher, the crystal phase measured at room temperature shifts from cubic to tetragonal. . In the process of shifting the crystal phase from a cubic system to a complete tetragonal system, an intermediate phase appears as a tetragonal system in which the difference between the lattice constants c and a is reduced. This intermediate phase is that (100) plane and (001) plane, (200) plane and (002) plane, and (400) plane and (004) plane are not completely branched in powder X-ray diffraction. Is determined from The barium titanate powder used in the present invention may be in an intermediate phase from cubic to complete tetragonal.

【0017】JCPDS(Joint Committee on Powder
Diffraction Standard)カードの5−0626によれ
ば、完全な正方晶のc/aは1.011である。したが
って、本発明で用いられる結晶相が室温で立方晶または
立方晶と正方晶との中間相であるチタン酸バリウムのc
/a(格子定数cと格子定数aの軸比)は、1.011
未満1.000以上であればよく、特に、c/aが1.
008以下、1.000以上であることがより好まし
い。
JCPDS (Joint Committee on Powder)
According to Diffraction Standard) card 5-0626, the perfect tetragonal c / a is 1.011. Accordingly, the crystal phase used in the present invention is cubic crystal at room temperature or c of barium titanate which is an intermediate phase between cubic and tetragonal
/ A (axial ratio between lattice constant c and lattice constant a) is 1.011
It is sufficient that the ratio is less than 1.000 or more, and in particular, c / a is 1.
008 or less, more preferably 1.000 or more.

【0018】なおc/a比の測定は、粉末X線回折によ
る格子定数の精密測定によって行われる。このような室
温で測定する結晶相が立方晶を示すチタン酸バリウム粉
末の合成方法としては、水酸化物−アルコキシド法(Bu
lletin of the Chemical SocietyOF Japan、第47巻、第
1168〜1171頁(1974))、アルコキシド法(J. Am. Cera
m.Soc.、第52巻、第523〜526頁(1969))、水熱法(日
本化学会誌、NO.6、第985〜990頁(1975))、シュウ酸
塩法(J. Am. Ceram. Soc.、第49巻、第291〜295頁(19
66))、共沈法(工業化学雑誌、第71巻、第114〜118頁
(1968))等の液相法が知られている。
The measurement of the c / a ratio is performed by precise measurement of the lattice constant by powder X-ray diffraction. As a method for synthesizing such barium titanate powder having a cubic crystal phase measured at room temperature, a hydroxide-alkoxide method (Bu
lletin of the Chemical Society OF Japan, Vol. 47, No.
1168 to 1171 (1974)), alkoxide method (J. Am. Cera)
m. Soc., Vol. 52, pp. 523-526 (1969)), hydrothermal method (Chemical Society of Japan, No. 6, pp. 985-990 (1975)), oxalate method (J. Am. Ceram. Soc., Vol. 49, pp. 291-295 (19
66)) and co-precipitation method (Industrial Chemistry Magazine, Vol. 71, pp. 114-118 (1968)).

【0019】以後、水酸化バリウム−アルコキシド法を
例にとって、立方晶チタン酸バリウム粉末の製造方法を
説明するが、室温での結晶相が立方晶であるチタン酸バ
リウム粉末が得られれば、製造方法は水酸化バリウム−
アルコキシド法に限定されるものではない。水酸化バリ
ウム−アルコキシド法は、水酸化バリウム水溶液とチタ
ンアルコキシドとを混合して加水分解することによっ
て、チタン酸バリウムの粉末を調製する方法である。
Hereinafter, a method for producing a cubic barium titanate powder will be described by taking the barium hydroxide-alkoxide method as an example. If a barium titanate powder having a cubic crystal phase at room temperature can be obtained, the production method will be described. Is barium hydroxide-
It is not limited to the alkoxide method. The barium hydroxide-alkoxide method is a method of preparing a barium titanate powder by mixing and hydrolyzing an aqueous barium hydroxide solution and a titanium alkoxide.

【0020】水酸化バリウム水溶液は、Ba(OH)2
8H2O等の水酸化バリウム水和物、水酸化バリウム無
水物、または酸化バリウムを水に溶解して調製される。
またバリウムアルコキシドを加水分解して水酸化バリウ
ム水溶液を調製してもよく、BaCl2あるいはBa(N
3)2などの水溶性バリウム塩にカセイソーダ等のアル
カリを加えて、反応させて得られたBa(OH)2・nH2
Oを水に溶解して調製してもよい。
The aqueous barium hydroxide solution is Ba (OH) 2.
It is prepared by dissolving barium hydroxide hydrate, such as 8H 2 O, barium hydroxide anhydride, or barium oxide in water.
A barium hydroxide aqueous solution may be prepared by hydrolyzing barium alkoxide, and BaCl 2 or Ba (N
Ba (OH) 2 .nH 2 obtained by adding an alkali such as caustic soda to a water-soluble barium salt such as O 3 ) 2 and reacting the same.
O may be prepared by dissolving in water.

【0021】使用される水酸化バリウム水溶液の濃度
は、水酸化バリウムが溶解していれば特に制限されるも
のではない。なお、水酸化バリウムの水100g当たり
の溶解度は、0℃で1.67g、25℃で4.29g、
80℃で101.4gである。水酸化バリウムの溶解度
は室温付近で低いため、溶解度を上げるために、40〜
90℃に加温して使用してもよい。なお、この場合、水
酸化バリウム水溶液はバリウム濃度0.1〜3mol/
kgの範囲に調製することが実用的かつ経済的である。
The concentration of the aqueous barium hydroxide solution used is not particularly limited as long as barium hydroxide is dissolved. The solubility of barium hydroxide per 100 g of water was 1.67 g at 0 ° C., 4.29 g at 25 ° C.,
It is 101.4 g at 80 ° C. Since the solubility of barium hydroxide is low near room temperature, to increase the solubility,
It may be heated to 90 ° C. before use. In this case, the barium hydroxide aqueous solution has a barium concentration of 0.1 to 3 mol /.
It is practical and economical to prepare in the range of kg.

【0022】水酸化バリウム水溶液を調製する際に使用
される上記の原料は、特別に精製を施した高純度品だけ
でなく、一般的な工業グレード品も使用できる。チタン
アルコキシドは、公知の方法で製造することができる。
たとえばアルコールに溶解した四塩化チタンに、アンモ
ニアガスを吹き込み、副生するNH4Clを除去するこ
とにより製造することができる。
The raw materials used in preparing the aqueous barium hydroxide solution include not only highly purified specially purified products but also general industrial grade products. Titanium alkoxide can be produced by a known method.
For example, it can be manufactured by blowing ammonia gas into titanium tetrachloride dissolved in alcohol to remove NH 4 Cl by-produced.

【0023】なお、チタンアルコキシド[Ti(O
R)4、R=アルキル基]の種類は特に限定されるもので
はなく、任意のものを使用できる。実用性を考慮する
と、Rは1〜6の炭素数を有する直鎖または分岐状のア
ルキル基が好ましい。代表的なアルキル基としては、メ
チル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル
基、ノルマルブチル基、イソブチル基、ノルマルペンチ
ル基、ノルマルヘキシル基等が挙げられるが、これらに
限定されるものではない。なお、使用されるチタンアル
コキシドは、精製された高純度品であっても、一般的な
工業グレード品であってもよい。
The titanium alkoxide [Ti (O
R) 4 , R = alkyl group] is not particularly limited, and any type can be used. Considering practicality, R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Representative alkyl groups include, but are not limited to, methyl, ethyl, normal propyl, isopropyl, normal butyl, isobutyl, normal pentyl, normal hexyl, and the like. The titanium alkoxide used may be a purified high-purity product or a general industrial grade product.

【0024】チタンアルコキシドを溶解する有機溶媒と
しては、チタンアルコキシドが可溶であれば特に制限は
なく、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、ノルマルブチルアルコール等のアルコ
ール、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水
素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素
等の有機溶媒が使用でき、これらは単独であるいは2種
類以上を混合して使用することができる。有機溶媒に溶
解したチタンアルコキシド溶液の濃度は、0.1〜3m
ol/kg、好ましくは0.5〜2mol/kgの範囲
にあることが望ましい。
The organic solvent for dissolving the titanium alkoxide is not particularly limited as long as the titanium alkoxide is soluble. Alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and normal butyl alcohol, and fats such as hexane, heptane and octane can be used. Organic solvents such as aromatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene can be used, and these can be used alone or as a mixture of two or more. The concentration of the titanium alkoxide solution dissolved in the organic solvent is 0.1 to 3 m
ol / kg, preferably in the range of 0.5 to 2 mol / kg.

【0025】なお、チタンアルコキシドを溶解する有機
溶媒としてベンゼン、トルエン、キシレンなどの水と相
溶しない溶媒を使用する場合には、メチルアルコール、
エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマル
ブチルアルコールなどの水溶性溶媒を添加しておくこと
が望ましい。このような水溶性溶媒を添加しておくと、
水酸化バリウム水溶液との相溶性を向上できるので、均
一に加水分解できるとともに、加水分解速度が速くなる
ので、微細な粒子を調製することができる。水溶性溶媒
の添加方法としては、チタンアルコキシドに添加してお
く場合、あるいは水酸化バリウム水溶液中に添加してお
く場合、あるいは加水分解と同時に添加する場合など、
いずれの場合であってもよい。上記の水溶性溶媒の添加
量は、チタンアルコキシド溶液および水酸化バリウム水
溶液の濃度にも依存するが、水酸化バリウム水溶液中の
水の量に対して、0.2体積倍〜5体積倍程度が適当で
ある。
When a water-insoluble solvent such as benzene, toluene or xylene is used as the organic solvent for dissolving the titanium alkoxide, methyl alcohol,
It is desirable to add a water-soluble solvent such as ethyl alcohol, isopropyl alcohol, and normal butyl alcohol. If such a water-soluble solvent is added,
Since the compatibility with the aqueous barium hydroxide solution can be improved, the hydrolysis can be performed uniformly, and the hydrolysis rate is increased, so that fine particles can be prepared. As a method of adding the water-soluble solvent, when added to the titanium alkoxide, or when added to an aqueous barium hydroxide solution, or when added simultaneously with hydrolysis,
Either case may be used. The amount of the water-soluble solvent depends on the concentrations of the titanium alkoxide solution and the aqueous barium hydroxide solution, but is preferably about 0.2 to 5 times the volume of water in the aqueous barium hydroxide solution. Appropriate.

【0026】チタンイソプロポキシド、チタンノルマル
ブトキシド等のように、室温で液体のチタンアルコキシ
ドを用いる場合には、チタンアルコキシドと水酸化バリ
ウムとの反応を有機溶媒を用いることなく行うことが可
能である。なお、操作性を考慮すると、前述した有機溶
媒に溶解して用いることが好ましい。得られるチタン酸
バリウム粉末の粒径は、水酸化バリウム水溶液の濃度、
およびチタンアルコキシドの加水分解速度によって制御
される。具体的には、水酸化バリウム水溶液の濃度を高
くしたり、またチタンアルコキシドの加水分解速度を速
くすることにより、微粉末を得ることができる。
When a titanium alkoxide which is liquid at room temperature, such as titanium isopropoxide and titanium normal butoxide, is used, the reaction between the titanium alkoxide and barium hydroxide can be carried out without using an organic solvent. . In consideration of the operability, it is preferable to dissolve and use in the above-mentioned organic solvent. The particle size of the obtained barium titanate powder, the concentration of barium hydroxide aqueous solution,
And the rate of hydrolysis of the titanium alkoxide. Specifically, a fine powder can be obtained by increasing the concentration of the aqueous barium hydroxide solution or increasing the hydrolysis rate of titanium alkoxide.

【0027】水酸化バリウム水溶液とチタンアルコキシ
ドとを混合して反応させた加水分解物のスラリーは、ろ
過、遠心分離、減圧乾固、スプレードライヤーなどの既
存の固液分離により沈殿物を取り出すことができる。ま
た、固液分離を行わずに加水分解物のスラリーに後述す
るSr、Ba、Pb化合物などを直接添加してもよい。
The slurry of the hydrolyzate obtained by mixing and reacting the aqueous barium hydroxide solution with the titanium alkoxide can be subjected to filtration, centrifugation, drying under reduced pressure, and solid-liquid separation such as a spray dryer to remove a precipitate. it can. Further, Sr, Ba, Pb compounds and the like described later may be directly added to the hydrolyzate slurry without performing solid-liquid separation.

【0028】固液分離により得られた沈殿物の乾燥は、
通風乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の一般的な方法が採用
できる。沈殿の乾燥温度は、凝集を防ぐため、できるだ
け低い方が好ましく、実用性を考慮すると、40〜15
0℃の範囲が好ましい。得られた乾燥粉末は、そのまま
立方晶チタン酸バリウム粉末として使用することも可能
であるが、必要に応じて400℃〜1150℃の範囲内
の温度で仮焼することが好ましい。
The drying of the precipitate obtained by the solid-liquid separation is as follows:
General methods such as ventilation drying, vacuum drying and freeze drying can be employed. The drying temperature of the precipitate is preferably as low as possible in order to prevent agglomeration.
A range of 0 ° C. is preferred. Although the obtained dry powder can be used as it is as a cubic barium titanate powder, it is preferably calcined at a temperature in the range of 400 ° C. to 1150 ° C. as necessary.

【0029】通常、乾燥直後のチタン酸バリウム粉末
は、格子の膨らんだ立方晶(格子定数a=4.028〜
4.030Å程度)チタン酸バリウムを示している。こ
の立方晶チタン酸バリウムは、熱処理することにより徐
々に格子は縮まり、室温で測定する格子定数aは4.0
05〜4.010Å程度に変化する。たとえば乾燥粉末
の電子顕微鏡観察による粒径が0.05μmと小さい場
合には、700〜800℃の熱処理により、室温で測定
する結晶相は正方晶へと変化し始め前記中間相を示す結
晶相となり、さらに900〜1000℃で仮焼すると、
室温で測定する結晶相が完全な正方晶を示すようにな
る。また、乾燥粉末の電子顕微鏡観察による粒径が0.
2μm程度の場合には、800〜900℃の熱処理によ
り、室温で測定する結晶相は正方晶に変化し始め、前記
中間相を示す結晶相となり、さらに1150〜1200
℃で仮焼すると、室温で測定する結晶相は、完全な正方
晶に変化する。このため、仮焼温度は、得られたチタン
酸バリウム粉末の粒径によって適宜選択される。
Normally, the barium titanate powder immediately after drying is a cubic crystal having a swelled lattice (lattice constant a = 4.028-
(About 4.030 °) indicates barium titanate. The lattice of the cubic barium titanate gradually shrinks by the heat treatment, and the lattice constant a measured at room temperature is 4.0.
It changes from about 05 to 4.010 °. For example, when the particle size of the dried powder as observed by electron microscopy is as small as 0.05 μm, the heat treatment at 700 to 800 ° C. causes the crystal phase measured at room temperature to start changing to a tetragonal crystal, and becomes a crystal phase showing the intermediate phase. When calcined at 900-1000 ° C,
The crystal phase measured at room temperature becomes completely tetragonal. The particle size of the dried powder as observed by electron microscopy was 0.3.
In the case of about 2 μm, the crystal phase measured at room temperature starts to change to a tetragonal crystal by the heat treatment at 800 to 900 ° C., becomes a crystal phase showing the intermediate phase, and further becomes 1150 to 1200
When calcined at ° C., the crystal phase measured at room temperature changes to a perfect tetragon. For this reason, the calcining temperature is appropriately selected according to the particle size of the obtained barium titanate powder.

【0030】チタン酸バリウム粉末は、均質で微細であ
ると、焼結時に異常粒成長が抑制され、しかも活性が高
いので、焼結性の向上に寄与することができる。具体的
には、平均粒子径が、0.01〜1.0μmの範囲にあ
ることが望ましい。Ba化合物、Sr化合物またはPb化合物 次に、上記したチタン酸バリウム粉末に添加されるBa
化合物、Sr化合物およびPb化合物から選ばれる少な
くとも1種の化合物について説明する。
If the barium titanate powder is homogeneous and fine, abnormal grain growth during sintering is suppressed and the activity is high, so that it can contribute to the improvement of sinterability. Specifically, it is desirable that the average particle diameter is in the range of 0.01 to 1.0 μm. Ba compound, Sr compound or Pb compound Next, Ba added to the above-mentioned barium titanate powder
At least one compound selected from a compound, an Sr compound and a Pb compound will be described.

【0031】添加されるBa化合物、Sr化合物あるい
はPb化合物は焼成時にチタン酸バリウムにおけるバリ
ウムサイトのチタンに対するモル比を増加させるような
化合物から選ばれる。このような化合物はチタン酸バリ
ウムに添加混合後の熱処理、焼結過程において、酸化物
に分解するものであれば特に限定されるものではない
が、具体的には、酸化バリウム、過酸化バリウム、炭酸
バリウム、水酸化バリウム、酢酸バリウム、シュウ酸バ
リウム、バリウムアルコキシドなどのBa化合物、酸化
ストロンチウム、過酸化ストロンチウム、炭酸ストロン
チウム、水酸化ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、
シュウ酸ストロンチウム、ストロンチウムアルコキシド
などのSr化合物、酸化鉛、炭酸鉛、水酸化鉛、酢酸
鉛、シュウ酸鉛、鉛アルコキシドなどのPb化合物が挙
げられる。
The Ba compound, Sr compound or Pb compound to be added is selected from compounds which increase the molar ratio of barium sites to titanium in barium titanate during firing. Such a compound is not particularly limited as long as it decomposes to an oxide in the heat treatment after addition and mixing to barium titanate and in the sintering process. Specifically, barium oxide, barium peroxide, Ba compound such as barium carbonate, barium hydroxide, barium acetate, barium oxalate, barium alkoxide, strontium oxide, strontium peroxide, strontium carbonate, strontium hydroxide, strontium acetate,
Examples include Sr compounds such as strontium oxalate and strontium alkoxide, and Pb compounds such as lead oxide, lead carbonate, lead hydroxide, lead acetate, lead oxalate, and lead alkoxide.

【0032】このようなBa化合物、Sr化合物および
Pb化合物は、単独で使用してもよく、2種以上の化合
物を使用してもよい。つまり、Ba化合物とSr化合物
とを組み合わせたり、Sr化合物とPb化合物とを組み
合わせたり、Pb化合物とBa化合物とを組み合わせた
り、Ba化合物とSr化合物とPb化合物とを組み合わ
せたりしてもよい。
These Ba compounds, Sr compounds and Pb compounds may be used alone or in combination of two or more. That is, a combination of a Ba compound and an Sr compound, a combination of an Sr compound and a Pb compound, a combination of a Pb compound and a Ba compound, or a combination of a Ba compound, an Sr compound, and a Pb compound may be used.

【0033】粉末組成物 本発明に係るチタン酸バリウム系焼結体製造用粉末組成
物は、上記した結晶相が室温で立方晶または立方晶と正
方晶との中間相であるチタン酸バリウム粉末と、Ba化
合物、Sr化合物またはPb化合物から選ばれる少なく
とも1種の化合物とからなる。使用されるチタン酸バリ
ウム粉末は、Ba/Tiモル比0.950〜1.05
0、好ましくは0.950〜1.000の範囲にあるこ
とが望ましい。Ba/Tiモル比が0.950以下のチ
タン酸バリウムでは焼結性を向上させるために加えるB
a化合物、Sr化合物、Pb化合物の添加量が多くなり
過ぎて、均一な分散ができにくくなり、得られる焼結体
の微構造も不均一になってしまう。またBa/Tiモル
比1.050以上では、Ba化合物、Sr化合物、Pb
化合物を添加しても焼結性向上の効果が小さい。
Powder Composition The powder composition for producing a barium titanate-based sintered body according to the present invention comprises a barium titanate powder having a cubic crystal or an intermediate phase between cubic and tetragonal at room temperature. , Ba compound, Sr compound or Pb compound. The barium titanate powder used has a Ba / Ti molar ratio of 0.950 to 1.05.
0, preferably in the range of 0.950 to 1.000. In the case of barium titanate having a Ba / Ti molar ratio of 0.950 or less, B added to improve sinterability
If the added amount of the a-compound, Sr-compound, and Pb-compound is too large, uniform dispersion becomes difficult, and the microstructure of the obtained sintered body becomes non-uniform. When the molar ratio of Ba / Ti is 1.050 or more, Ba compound, Sr compound, Pb
Even if a compound is added, the effect of improving sinterability is small.

【0034】焼成時にチタン酸バリウムにおけるバリウ
ムサイトのチタンに対するモル比を増加させるようなB
a化合物、Sr化合物またはPb化合物から選ばれる少
なくとも1種の化合物のチタン酸バリウム粉末への添加
量は、添加後の組成物の(Ba+Sr+Pb)/Tiのモ
ル比が0.990〜1.180、好ましくは1.000
〜1.180の範囲にあることが望ましい。
B which increases the molar ratio of barium sites to titanium in barium titanate during calcination
The amount of the at least one compound selected from the compounds a, Sr and Pb added to the barium titanate powder is such that the composition after the addition has a molar ratio of (Ba + Sr + Pb) / Ti of 0.990 to 1.180; Preferably 1.000
It is desirably in the range of 1.11.180.

【0035】このとき、上記Ba化合物、Sr化合物ま
たはPb化合物添加後の(Ba+Sr+Pb)/Tiモル
比は、Ba化合物、Sr化合物およびPb化合物を添加
する前のチタン酸バリウム粉末のBa/Tiモル比より
大きいことが条件である。(Ba+Sr+Pb)/Tiモ
ル比をこのような範囲にすることにより、チタン酸バリ
ウムの焼結性を大幅に向上させることができる。たとえ
ば、従来1250℃以上の焼結温度が必要であったもの
が、(Ba+Sr+Pb)/Tiモル比を上記範囲とすれ
ば、900〜1150℃の焼結温度でも相対密度85%
以上、好ましくは90%以上の緻密化が達成される。
At this time, the (Ba + Sr + Pb) / Ti molar ratio after the addition of the Ba compound, the Sr compound or the Pb compound is determined by the Ba / Ti molar ratio of the barium titanate powder before the addition of the Ba compound, the Sr compound and the Pb compound. The condition is that it is larger. By setting the (Ba + Sr + Pb) / Ti molar ratio in such a range, the sinterability of barium titanate can be significantly improved. For example, although a sintering temperature of 1250 ° C. or higher was conventionally required, if the (Ba + Sr + Pb) / Ti molar ratio is within the above range, the relative density is 85% even at a sintering temperature of 900 to 1150 ° C.
Thus, a densification of preferably 90% or more is achieved.

【0036】なお、 (Ba+Sr+Pb)/Tiモル比
に応じて理論密度が若干変動するが、相対密度は、JC
PDS(Joint Committee on Powder Diffraction Stan
dard)カードの5−0626に記載されている化学量論
組成のBaTiO3の格子定数より計算される理論密度
6.012g/cm3に対する百分率(%)として便宜
上計算した。
Although the theoretical density slightly fluctuates according to the molar ratio of (Ba + Sr + Pb) / Ti, the relative density is determined by JC
PDS (Joint Committee on Powder Diffraction Stan
dard) Calculated for convenience as a percentage (%) based on the theoretical density of 6.012 g / cm 3 calculated from the lattice constant of BaTiO 3 having the stoichiometric composition described in 5-0626 of the card.

【0037】なお、特開平6−279110号公報に
は、BaTiO3とSrTiO3とPbTiO3とCaT
iO3とからなる粉末組成物が開示されている。また、
この特開平6−279110号公報には、BaTiO3
が疑似立方晶であり、さらにSrTiO3、PbTiO3
およびCaTiO3の少なくなくとも1種を、炭酸塩と
酸化物の前駆体(たとえば、SrCO3とTiO2)で添
加することが開示されている。しかしながら、この特開
平6−279110号公報は、焼成時にチタン酸バリウ
ムにおけるバリウムサイトのチタンに対するモル比を増
加させるようなBa化合物、Sr化合物またはPb化合
物を添加させるという技術的思想を何ら開示するもので
はない。つまり、特開平6−279110号公報におい
て、疑似立方晶BaTiO3に添加されるSr、Pbま
たはCaの炭酸塩とTiO2は、焼成すると、SrTi
3、PbTiO3およびCaTiO3を形成するだけ
で、チタン酸バリウムにおけるバリウムサイトのチタン
に対するモル比を増加させるものではない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-279110 discloses that BaTiO 3 , SrTiO 3 , PbTiO 3 and CaT
A powder composition consisting of iO 3 is disclosed. Also,
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-279110 discloses BaTiO 3.
Are pseudo-cubic, and SrTiO 3 , PbTiO 3
And the addition of at least one of CaTiO 3 as a carbonate and oxide precursor (eg, SrCO 3 and TiO 2 ). However, JP-A-6-279110 discloses any technical idea of adding a Ba compound, a Sr compound or a Pb compound that increases the molar ratio of barium sites to titanium in barium titanate during firing. is not. That is, in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-279110, the carbonate of Sr, Pb or Ca added to pseudo-cubic BaTiO 3 and TiO 2 are burned into SrTi
The formation of O 3 , PbTiO 3 and CaTiO 3 alone does not increase the molar ratio of barium sites to titanium in barium titanate.

【0038】本発明において添加されるBa化合物、S
r化合物、Pb化合物の粒径、およびその添加方法は、
特に限定されるものではない。しかし、添加されるBa
化合物、Sr化合物あるいはPb化合物の粒径は小さい
程、チタン酸バリウム粉末と、均一に混合・分散させる
ことができるので望ましい。Ba化合物、Sr化合物、
Pb化合物の添加混合方法としては乾式混合、湿式混合
のいずれも選択可能である。なお、チタン酸バリウムが
微粉末であるため、水あるいは有機溶媒を媒体としてボ
ールミル、振動ミル、アトリッションミルなどを使用し
た湿式混合が好適である。また、Ba化合物、Sr化合
物、Pb化合物が水、有機溶媒に溶解する場合、溶液と
して、チタン酸バリウム粉末に添加することも可能であ
る。
Ba compound added in the present invention, S
The particle size of the r compound and the Pb compound, and the method of adding the
There is no particular limitation. However, the added Ba
The smaller the particle size of the compound, the Sr compound or the Pb compound is, the more preferable it is because it can be uniformly mixed and dispersed with the barium titanate powder. Ba compound, Sr compound,
As a method of adding and mixing the Pb compound, either dry mixing or wet mixing can be selected. Since barium titanate is a fine powder, wet mixing using a ball mill, a vibration mill, an attrition mill, or the like with water or an organic solvent as a medium is preferable. When the Ba compound, the Sr compound, and the Pb compound are dissolved in water or an organic solvent, they can be added to the barium titanate powder as a solution.

【0039】本発明に係るチタン酸バリウム系粉末組成
物には、上記粉末組成物とともに、Mg、Ca、Sr、
Ba、Pb、希土類金属、Ti、Zr、Hf、Sn、
V、Nb、Ta、Bi、Sb、W、Mo、Cr、Mn、
Cu、Ni、Co、Fe、Zn、Al、Siから選ばれ
る少なくとも1種の元素の化合物(以後、第3成分化合
物)が含まれていてもよい。
The barium titanate-based powder composition according to the present invention contains Mg, Ca, Sr,
Ba, Pb, rare earth metal, Ti, Zr, Hf, Sn,
V, Nb, Ta, Bi, Sb, W, Mo, Cr, Mn,
A compound of at least one element selected from Cu, Ni, Co, Fe, Zn, Al, and Si (hereinafter, a third component compound) may be included.

【0040】第3成分化合物として具体的には、混合後
の熱処理、焼結過程において酸化物に分解するものであ
れば特に限定されるものではない。たとえば、例示した
元素の酸化物、水酸化物、酢酸塩、シュウ酸塩、炭酸
塩、硝酸塩、アルコキシドなどが挙げられる。また、2
種類以上を添加する場合には、たとえばSrTiO3
CaTiO3、BaZrO3等の複合酸化物あるいはその
前駆体であってもよい。
The third component compound is not particularly limited as long as it decomposes to an oxide in the heat treatment and sintering process after mixing. For example, oxides, hydroxides, acetates, oxalates, carbonates, nitrates, alkoxides and the like of the exemplified elements can be mentioned. Also, 2
When adding more than one kind, for example, SrTiO 3 ,
It may be a composite oxide such as CaTiO 3 or BaZrO 3 or a precursor thereof.

【0041】このような第3成分化合物は、前記Ba化
合物あるいはSr化合物あるいはPb化合物とともにチ
タン酸バリウム粉末に同時に添加してもよく、またBa
化合物あるいはSr化合物あるいはPb化合物を添加し
た後にチタン酸バリウム粉末に添加してもよい。第3成
分化合物の添加・混合方法としては、前記したような乾
式混合、湿式混合のいずれも選択可能である。
Such a third component compound may be simultaneously added to the barium titanate powder together with the Ba compound, Sr compound or Pb compound.
After adding the compound, the Sr compound or the Pb compound, the compound may be added to the barium titanate powder. As a method of adding and mixing the third component compound, any of the above-described dry mixing and wet mixing can be selected.

【0042】こうして得られた本発明に係るチタン酸バ
リウム系粉末組成物を成形したのち焼成することによっ
て、チタン酸バリウム系焼結体を得ることができる。本
発明に係るチタン酸バリウム系粉末組成物を成形するに
際して、粉末組成物をそのまま成形したのち焼結しても
よく、また粉末組成物を仮焼した後成形してもよい。
The barium titanate-based powder composition according to the present invention thus obtained is molded and fired to obtain a barium titanate-based sintered body. When molding the barium titanate-based powder composition according to the present invention, the powder composition may be directly molded and then sintered, or may be calcined and then molded.

【0043】成形方法としては、特に制限はなく、プレ
ス成形、静水圧成形、ドクターブレード法等のテープ成
形、押し出し成形、射出成形、鋳込み成形等の公知の技
術が適用可能である。またこれらの成形方法を組み合わ
せてもよい。なお湿式混合でチタン酸バリウム系粉末組
成物を調製した場合、得られたチタン酸バリウム系粉末
組成物スラリーを乾燥せずに、有機バインダーを添加
し、ドクターブレード法等の手法によりシート状に直接
成形することもできる。
The molding method is not particularly limited, and known techniques such as press molding, hydrostatic molding, tape molding such as doctor blade method, extrusion molding, injection molding, and casting are applicable. Further, these molding methods may be combined. When the barium titanate-based powder composition is prepared by wet mixing, the obtained barium titanate-based powder composition slurry is not dried, an organic binder is added, and directly into a sheet by a method such as a doctor blade method. It can also be molded.

【0044】このような成形体の焼成は、粉末組成物が
結晶相が室温で立方晶であるチタン酸バリウム粉末と、
Ba化合物、Sr化合物またはPb化合物から選ばれる
少なくとも1種の化合物とからなる場合には、900〜
1150℃といった、従来より低い焼結温度で理論密度
の約85%以上の相対密度を有する焼結体が得られる。
なお、焼結は1150℃以上の温度で行ってもよい。焼
結温度は主原料に使用したチタン酸バリウム粉末の粒子
径に依存し、電子顕微鏡で観察した粒径が小さいほど、
低温で緻密化する。たとえば、チタン酸バリウム粉末の
粒径が0.05μmの場合は900〜1100℃の焼結
温度で、0.2μmの場合は900〜1150℃の焼結
温度で、理論密度の85%以上の相対密度を有する焼結
体が得られる。
The sintering of such a molded product is carried out by preparing a barium titanate powder having a cubic crystal phase at room temperature,
When it is composed of at least one compound selected from a Ba compound, an Sr compound and a Pb compound,
A sintered body having a relative density of about 85% or more of the theoretical density can be obtained at a sintering temperature lower than the conventional one such as 1150 ° C.
The sintering may be performed at a temperature of 1150 ° C. or higher. The sintering temperature depends on the particle size of the barium titanate powder used as the main raw material.
Densifies at low temperatures. For example, when the particle size of the barium titanate powder is 0.05 μm, the sintering temperature is 900 to 1100 ° C., and when the particle size is 0.2 μm, the sintering temperature is 900 to 1150 ° C. A sintered body having a high density is obtained.

【0045】また、このような粉末組成物に、前記した
第3成分化合物をさらに添加した粉末組成物では、焼結
温度は、900〜1350℃の温度範囲で、適宜選択さ
れる。焼結雰囲気は、大気下、加圧、減圧、酸化、還元
等の条件を適宜選択、組み合わせることができる。昇温
速度については、通常0.1〜50℃/分の範囲、好ま
しくは0.5〜20℃/分の範囲であり、焼結保持時間
は1〜20時間、好ましくは2〜8時間が適当である。
また、昇温途中で一定時間保持したり、昇温速度を変化
させることも可能である。
In the powder composition obtained by further adding the third component compound to such a powder composition, the sintering temperature is appropriately selected within a temperature range of 900 to 1350 ° C. As the sintering atmosphere, conditions such as atmospheric pressure, pressurization, decompression, oxidation, and reduction can be appropriately selected and combined. The heating rate is usually in the range of 0.1 to 50 ° C./min, preferably 0.5 to 20 ° C./min, and the sintering holding time is 1 to 20 hours, preferably 2 to 8 hours. Appropriate.
It is also possible to maintain the temperature for a certain period of time or change the rate of temperature rise during the temperature rise.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、結晶相が
室温で立方晶であるチタン酸バリウム粉末にBa化合物
またはSr化合物またはPb化合物の少なくとも1種を
添加することにより、焼結温度を大幅に低下することが
できる。またその方法も、チタン酸バリウム粉末に混合
すればよいので、工業的にも労力を低減することができ
る。
As described above, according to the present invention, the sintering temperature is increased by adding at least one of Ba compound, Sr compound and Pb compound to barium titanate powder having a cubic crystal phase at room temperature. Can be greatly reduced. In addition, since the method may be mixed with the barium titanate powder, the labor can be reduced industrially.

【0047】このため、本発明によれば、チタン酸バリ
ウム系焼結体の低温焼結を容易に行うことが可能とな
り、エネルギー節減効果による製造コストの低減並びに
粒成長をおさえた微粒子焼結体を得ることができるとい
う優れた効果が発現される。
Therefore, according to the present invention, it is possible to easily perform low-temperature sintering of a barium titanate-based sintered body, reduce the production cost due to the energy saving effect, and suppress the grain growth. The excellent effect that can be obtained is exhibited.

【0048】[0048]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
The present invention is not limited to these embodiments.

【0049】[0049]

【実施例1】[立方晶BaTiO3粉末の調製]脱CO2した
イオン交換水58gに、15.78g(0.05モル)
の高純度Ba(OH)2・8H2Oを加え、80℃に加温し
溶解した。なお、高純度Ba(OH)2・8H2Oは、Sr
含有量を100ppm以下に精製したものを使用した。
Example 1 [Preparation of cubic BaTiO 3 powder] 15.78 g (0.05 mol) was added to 58 g of ion-exchanged water from which CO 2 had been removed.
High purity Ba (OH) 2 · 8H 2 O were added, and warmed dissolved in 80 ° C.. The high-purity Ba (OH) 2 .8H 2 O is Sr
Purified to a content of 100 ppm or less was used.

【0050】この溶液をN2ガス中60℃に冷却し、撹
拌しながら1mol/kg濃度のチタニウムテトライソ
プロポキシド[Ti(O i-Pr)4]のイソプロピルアルコ
ール溶液50.25g[チタニウムテトライソプロポキ
シドとして14.284g(0.05025モル)を含
み、Ba/Tiモル比として0.995に相当]を加
え、還流下2時間撹拌を続けた。
This solution was cooled to 60 ° C. in N 2 gas, and 50.25 g of a 1 mol / kg titanium tetraisopropoxide [Ti (O i-Pr) 4 ] isopropyl alcohol solution [titanium tetraisopropyl 14.284 g (0.05025 mol) as a propoxide, corresponding to a Ba / Ti molar ratio of 0.995], and stirring was continued for 2 hours under reflux.

【0051】さらに加熱を続け溶媒を留去し、得られた
沈殿を減圧下に蒸発乾固したのち、60℃で乾燥後、乳
鉢で解砕して、100メッシュの篩で整粒し、チタン酸
バリウム粉末を得た。得られたチタン酸バリウム粉末の
X線回折分析を行ったところ、この粉末は立方晶のBa
TiO3であることが確認された。また、得られたチタ
ン酸バリウム粉末のBa/Tiモル比を蛍光X線による
ガラスビード法により求めた。その分析値は0.995
であった。
The heating was further continued to evaporate the solvent, and the obtained precipitate was evaporated to dryness under reduced pressure, dried at 60 ° C., crushed in a mortar, and sized with a 100-mesh sieve. Barium acid powder was obtained. X-ray diffraction analysis of the obtained barium titanate powder showed that the powder was cubic Ba.
It was confirmed to be TiO 3 . Moreover, the Ba / Ti molar ratio of the obtained barium titanate powder was determined by a glass bead method using fluorescent X-rays. Its analysis value is 0.995
Met.

【0052】[チタン酸バリウム系成形用粉末組成物の
調製]次に得られたチタン酸バリウム粉末100重量部
に対し、BaCO3を3.88重量部添加し、アセトン
中で乳鉢を用いて混合し、60℃で乾燥したのち100
メッシュで整粒して、チタン酸バリウム系成形用粉末組
成物を調製した。得られた粉末組成物の特性を表1に示
す。
[Preparation of Barium Titanate-Based Molding Powder Composition] Next, 3.88 parts by weight of BaCO 3 was added to 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder, and mixed in acetone using a mortar. And dried at 60 ° C, then 100
The particles were sized with a mesh to prepare a barium titanate-based molding powder composition. Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.

【0053】[焼結試験]この粉末組成物を2ton/cm2
の圧力で静水圧成形した後、得られた成形体を昇温速度
1℃/minで昇温し、表2に示す温度で4時間常圧焼成
した。各焼成温度における焼結体嵩密度および相対密度
(理論密度に対する百分率)を表2および図1に示す。
[Sintering test] This powder composition was subjected to 2 ton / cm 2
After molding under hydrostatic pressure at a pressure of, the obtained molded body was heated at a heating rate of 1 ° C./min and calcined at normal pressure for 4 hours at the temperature shown in Table 2. Table 2 and FIG. 1 show the bulk density and relative density (percentage of the theoretical density) of the sintered body at each firing temperature.

【0054】[0054]

【実施例2】実施例1において、調製したチタン酸バリ
ウム粉末を、700℃で仮焼した。得られたチタン酸バ
リウム粉末のX線回折分析を行ったところ、この粉末は
立方晶のBaTiO3であることが確認された。次に、
得られたチタン酸バリウム粉末100重量部に対し、B
aCO3を4.08重量部添加し、アセトン中で乳鉢を
用いて混合し、60℃で乾燥したのち100メッシュで
整粒して、チタン酸バリウム系成形用粉末組成物を調製
した。
Example 2 The barium titanate powder prepared in Example 1 was calcined at 700 ° C. X-ray diffraction analysis of the obtained barium titanate powder confirmed that the powder was cubic BaTiO 3 . next,
With respect to 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder, B
4.08 parts by weight of aCO 3 was added, mixed in acetone using a mortar, dried at 60 ° C., and sized with 100 mesh to prepare a barium titanate-based molding powder composition.

【0055】得られた粉末組成物の特性を表1に示す。
この粉末組成物を用いて、実施例1と同様にして成形
し、焼結試験を行った。結果を表2および図1に示す。
Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.
Using this powder composition, molding was performed in the same manner as in Example 1, and a sintering test was performed. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0056】[0056]

【実施例3】実施例2と同様に、実施例1で調製したチ
タン酸バリウム粉末を、700℃で仮焼し、得られたチ
タン酸バリウム粉末100重量部に対し、Ba(OH)2
・8H2Oを6.53重量部添加し、アセトン中で乳鉢
を用いて混合し、60℃で乾燥したのち100メッシュ
で整粒して、チタン酸バリウム系成形用粉末組成物を調
製した。
Example 3 Similarly to Example 2, the barium titanate powder prepared in Example 1 was calcined at 700 ° C., and 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder was mixed with Ba (OH) 2
6.53 parts by weight of 8H 2 O was added, mixed in acetone using a mortar, dried at 60 ° C., and sized with 100 mesh to prepare a barium titanate-based molding powder composition.

【0057】得られた粉末組成物の特性を表1に示す。
この粉末組成物を用いて、実施例1と同様にして成形
し、焼結試験を行った。結果を表2および図1に示す。
Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.
Using this powder composition, molding was performed in the same manner as in Example 1, and a sintering test was performed. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0058】[0058]

【実施例4】実施例1において、調製したチタン酸バリ
ウム粉末を、800℃で仮焼した。得られたチタン酸バ
リウム粉末のX線回折分析を行ったところ、この粉末は
立方晶と正方晶との中間相のBaTiO3であることが
確認された。次に、得られたチタン酸バリウム粉末10
0重量部に対し、BaCO3を4.08重量部添加し、
アセトン中で乳鉢を用いて混合し、60℃で乾燥したの
ち100メッシュで整粒して、チタン酸バリウム系成形
用粉末組成物を調製した。
Example 4 The barium titanate powder prepared in Example 1 was calcined at 800 ° C. X-ray diffraction analysis of the obtained barium titanate powder confirmed that the powder was BaTiO 3 , an intermediate phase between cubic and tetragonal crystals. Next, the obtained barium titanate powder 10
4.08 parts by weight of BaCO 3 was added to 0 parts by weight,
The mixture was mixed in acetone using a mortar, dried at 60 ° C., and then sized with 100 mesh to prepare a barium titanate-based powder composition for molding.

【0059】得られた粉末組成物の特性を表1に示す。
この粉末組成物を用いて、実施例1と同様にして成形
し、焼結試験を行った。結果を表2および図1に示す。
Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.
Using this powder composition, molding was performed in the same manner as in Example 1, and a sintering test was performed. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0060】[0060]

【実施例5】実施例2と同様に、実施例1で調製したチ
タン酸バリウム粉末を、700℃で仮焼し、得られたチ
タン酸バリウム粉末100重量部に対し、SrCO3
3.006重量部添加し、アセトン中で乳鉢を用いて混
合し、60℃で乾燥したのち100メッシュで整粒し
て、チタン酸バリウム系成形用粉末組成物を調製した。
Example 5 As in Example 2, the barium titanate powder prepared in Example 1 was calcined at 700 ° C., and SrCO 3 was added in an amount of 3.006 with respect to 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder. A weight part was added, mixed in acetone using a mortar, dried at 60 ° C., and then sized with 100 mesh to prepare a barium titanate-based powder composition for molding.

【0061】得られた粉末組成物の特性を表1に示す。
この粉末組成物を用いて、実施例1と同様にして成形
し、焼結試験を行った。結果を表2および図1に示す。
Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.
Using this powder composition, molding was performed in the same manner as in Example 1, and a sintering test was performed. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0062】[0062]

【実施例6】実施例2と同様に、実施例1で調製したチ
タン酸バリウム粉末を、700℃で仮焼し、得られたチ
タン酸バリウム粉末100重量部に対し、PbOを4.
62重量部添加し、アセトン中で乳鉢を用いて混合し、
60℃で乾燥したのち100メッシュで整粒して、チタ
ン酸バリウム系成形用粉末組成物を調製した。
Example 6 Similarly to Example 2, the barium titanate powder prepared in Example 1 was calcined at 700 ° C., and PbO was added to 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder.
Add 62 parts by weight, mix using a mortar in acetone,
After drying at 60 ° C., the mixture was sized with a 100 mesh to prepare a barium titanate-based molding powder composition.

【0063】得られた粉末組成物の特性を表1に示す。
この粉末組成物を用いて、実施例1と同様にして成形
し、焼結試験を行った。結果を表2および図1に示す。
Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.
Using this powder composition, molding was performed in the same manner as in Example 1, and a sintering test was performed. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0064】[0064]

【実施例7】実施例2と同様に、実施例1で調製したチ
タン酸バリウム粉末を、700℃で仮焼し、得られたチ
タン酸バリウム粉末100重量部に対し、BaCO3
2.04重量部、SrCO3を1.53重量部添加し、
アセトン中で乳鉢を用いて混合し、60℃で乾燥したの
ち100メッシュで整粒して、チタン酸バリウム系成形
用粉末組成物を調製した。
Example 7 Similarly to Example 2, the barium titanate powder prepared in Example 1 was calcined at 700 ° C., and 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder was mixed with 2.04 parts of BaCO 3 . Parts by weight, 1.53 parts by weight of SrCO 3 are added,
The mixture was mixed in acetone using a mortar, dried at 60 ° C., and then sized with 100 mesh to prepare a barium titanate-based powder composition for molding.

【0065】得られた粉末組成物の特性を表1に示す。
この粉末組成物を用いて、実施例1と同様にして成形
し、焼結試験を行った。結果を表2および図1に示す。
Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.
Using this powder composition, molding was performed in the same manner as in Example 1, and a sintering test was performed. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0066】[0066]

【比較例1】実施例2と同様に、実施例1で調製したチ
タン酸バリウム粉末を、700℃で仮焼し、得られたチ
タン酸バリウム粉末に何も添加せずに100メッシュで
整粒した。チタン酸バリウム粉末の特性を表1に示す。
このチタン酸バリウム粉末を2ton/cm2の圧力で静水圧
成形した後、得られた成形体を昇温速度1℃/minで昇
温し、表2に示す温度で4時間常圧焼成し、焼結体嵩密
度および相対密度を評価した。
Comparative Example 1 In the same manner as in Example 2, the barium titanate powder prepared in Example 1 was calcined at 700 ° C., and the obtained barium titanate powder was sized at 100 mesh without adding anything. did. Table 1 shows the properties of the barium titanate powder.
After the barium titanate powder was subjected to isostatic pressing at a pressure of 2 ton / cm 2 , the obtained molded body was heated at a heating rate of 1 ° C./min, and calcined under normal pressure at the temperature shown in Table 2 for 4 hours. The bulk density and relative density of the sintered body were evaluated.

【0067】結果を表2および図1に示す。The results are shown in Table 2 and FIG.

【0068】[0068]

【実施例8】[立方晶BaTiO3粉末の調製]脱CO2した
イオン交換水117gに、15.78g(0.05モ
ル)の高純度Ba(OH)2・8H2Oを加え、80℃に加
温し溶解させた。なおBa(OH)2・8H2Oは、Sr含
有量を100ppm以下に精製した高純度品を使用し
た。
Example 8 [Preparation of cubic BaTiO 3 powder] To 117 g of ion-exchanged water from which CO 2 had been removed, 15.78 g (0.05 mol) of high-purity Ba (OH) 2 .8H 2 O was added, and 80 ° C. And dissolved. As Ba (OH) 2 .8H 2 O, a high-purity product whose Sr content was purified to 100 ppm or less was used.

【0069】この溶液をN2ガス中60℃に冷却し、撹
拌しながら1mol/kg濃度のチタニウムテトラn-ブトキ
シド[Ti(On-Bu)4]のトルエン溶液50.35g
[チタニウムテトラn-ブトキシドとして17.137g
(0.05035モル)を含み、Ba/Tiモル比とし
て、0.993に相当]を加え、還流下1時間撹拌を続
けた。
This solution was cooled to 60 ° C. in N 2 gas, and 50.35 g of a 1 mol / kg titanium tetra-n-butoxide [Ti (On-Bu) 4 ] toluene solution at a concentration of 1 mol / kg was stirred.
[17.137 g as titanium tetra n-butoxide
(Equivalent to 0.993 as a molar ratio of Ba / Ti), and the mixture was stirred under reflux for 1 hour.

【0070】さらに加熱を続けトルエン、n-ブチルアル
コールを留去し、水系スラリー中、100℃で2時間の
撹拌を行った。得られた沈殿を減圧下に蒸発乾固し、8
0℃で乾燥後、100メッシュの篩で整粒し、チタン酸
バリウム粉末を得た。この粉末を、800℃で1時間の
仮焼を行い仮焼粉末を得た。得られた粉末のX線回折分
析を行ったところ、この粉末は立方晶のBaTiO3
あることが確認された。また、仮焼粉末のBa/Tiモ
ル比を蛍光X線によるガラスビード法により求めたとこ
ろ、分析値は0.993であった。
The heating was further continued, and toluene and n-butyl alcohol were distilled off, and the mixture was stirred in an aqueous slurry at 100 ° C. for 2 hours. The resulting precipitate was evaporated to dryness under reduced pressure to give 8
After drying at 0 ° C., the mixture was sized with a 100-mesh sieve to obtain barium titanate powder. This powder was calcined at 800 ° C. for 1 hour to obtain a calcined powder. X-ray diffraction analysis of the obtained powder confirmed that the powder was cubic BaTiO 3 . Moreover, when the Ba / Ti molar ratio of the calcined powder was determined by a glass bead method using fluorescent X-rays, the analysis value was 0.993.

【0071】このようにして得られたチタン酸バリウム
の粉末特性を表1に示す。[チタン酸バリウム系成形用
粉末組成物の調製]次に得られたチタン酸バリウム粉末
100重量部に対し、BaCO3を4.08重量部添加
し、アセトン中で乳鉢を用いて混合し、80℃で乾燥し
たのち100メッシュで整粒して、チタン酸バリウム系
成形用粉末組成物を調製した。
Table 1 shows the powder characteristics of the barium titanate thus obtained. [Preparation of barium titanate-based molding powder composition] Next, 4.08 parts by weight of BaCO 3 was added to 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder, and the mixture was mixed in acetone using a mortar. After drying at 0 ° C, the powder was sized with a 100 mesh to prepare a barium titanate-based molding powder composition.

【0072】得られた粉末組成物の特性を表1に示す。 [焼結試験]この粉末組成物を2ton/cm2の圧力で静水
圧成形した後、得られた成形体を昇温速度10℃/min
で昇温し、表2に示す温度で3時間常圧焼成した。各焼
成温度における焼結体嵩密度および相対密度を表2およ
び図2に示す。
Table 1 shows the properties of the obtained powder composition. [Sintering test] After this powder composition was subjected to isostatic pressing under a pressure of 2 ton / cm 2 , the obtained molded body was heated at a rate of 10 ° C / min.
And fired at normal pressure for 3 hours at the temperature shown in Table 2. Table 2 and FIG. 2 show the bulk density and relative density of the sintered body at each firing temperature.

【0073】[0073]

【実施例9】実施例8において、得られたチタン酸バリ
ウム粉末100重量部に対し、BaCO3を2.04重
量部添加した以外は実施例8と同様にしてチタン酸バリ
ウム系成形用粉末組成物を調製した。得られた粉末組成
物の特性を表1に示す。
Example 9 A barium titanate-based molding powder composition was prepared in the same manner as in Example 8, except that 2.04 parts by weight of BaCO 3 was added to 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder. Was prepared. Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.

【0074】この粉末組成物を実施例8と同様に成形し
たのち焼成して、焼結試験を行った。結果を表2および
図2に示す。
This powder composition was molded in the same manner as in Example 8, fired, and subjected to a sintering test. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0075】[0075]

【実施例10】実施例8において、得られたチタン酸バ
リウム粉末100重量部に対し、SrCO3を3.06
重量部添加した以外は実施例8と同様にしてチタン酸バ
リウム系成形用粉末組成物を調製した。得られた粉末組
成物の特性を表1に示す。
Example 10 In Example 8, 3.06 SrCO 3 was added to 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder.
A barium titanate-based molding powder composition was prepared in the same manner as in Example 8 except that parts by weight were added. Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.

【0076】この粉末組成物を実施例8と同様に成形し
たのち焼成して、焼結試験を行った。結果を表2および
図2に示す。
This powder composition was molded in the same manner as in Example 8, fired, and subjected to a sintering test. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0077】[0077]

【実施例11】実施例8において、得られたチタン酸バ
リウム粉末100重量部に対し、PbOを4.62重量
部添加した以外は実施例8と同様にしてチタン酸バリウ
ム系成形用粉末組成物を調製した。得られた粉末組成物
の特性を表1に示す。
Example 11 A barium titanate-based molding powder composition was prepared in the same manner as in Example 8, except that 4.62 parts by weight of PbO was added to 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder. Was prepared. Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.

【0078】この粉末組成物を実施例8と同様に成形し
たのち焼成して、焼結試験を行った。結果を表2および
図2に示す。
This powder composition was molded in the same manner as in Example 8, fired, and subjected to a sintering test. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0079】[0079]

【実施例12】実施例8において、得られたチタン酸バ
リウム粉末100重量部に対し、SrCO3を1.53
重量部、PbOを2.31重量部添加した以外は実施例
8と同様にしてチタン酸バリウム系成形用粉末組成物を
調製した。得られた粉末組成物の特性を表1に示す。
Example 12 In Example 8, 1.53 parts of SrCO 3 was added to 100 parts by weight of the obtained barium titanate powder.
A barium titanate-based molding powder composition was prepared in the same manner as in Example 8, except that 2.31 parts by weight of PbO and 2.31 parts by weight of PbO were added. Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.

【0080】この粉末組成物を用いて、実施例8と同様
に成形したのち焼成して、焼結試験を行った。結果を表
2および図2に示す。
This powder composition was molded in the same manner as in Example 8, fired, and then subjected to a sintering test. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0081】[0081]

【比較例2】実施例8において、得られたチタン酸バリ
ウム粉末に何も添加しないで、100メッシュで整粒し
て、チタン酸バリウム系成形用粉末組成物を調製した。
得られた粉末組成物の特性を表1に示す。この粉末組成
物を用いて、実施例8と同様に成形したのち焼成して、
焼結試験を行った。
Comparative Example 2 A barium titanate-based molding powder composition was prepared by sizing with a mesh of 100 without adding anything to the obtained barium titanate powder.
Table 1 shows the properties of the obtained powder composition. Using this powder composition, molding was performed in the same manner as in Example 8, followed by firing,
A sintering test was performed.

【0082】結果を表2および図2に示す。The results are shown in Table 2 and FIG.

【0083】[0083]

【実施例13】市販の水熱法により合成された立方晶と
正方晶の中間相であるチタン酸バリウム粉末(平均粒径
0.2μm)100重量部に対し、BaCO3を3.2
3重量部添加し、アセトン中で乳鉢を用いて混合し、8
0℃で乾燥したのち100メッシュで整粒して、チタン
酸バリウム系成形用粉末組成物を調製した。
EXAMPLE 13 3.2 parts of BaCO 3 were added to 100 parts by weight of barium titanate powder (average particle size: 0.2 μm), which is a cubic and tetragonal mesophase synthesized by a commercially available hydrothermal method.
3 parts by weight, mixed in a mortar in acetone,
After drying at 0 ° C., the mixture was sized with a 100 mesh to prepare a barium titanate-based molding powder composition.

【0084】得られた粉末組成物の特性を表1に示す。
この粉末組成物を用いて、実施例8と同様に成形したの
ち焼成して、焼結試験を行った。結果を表2および図3
に示す。
The properties of the obtained powder composition are shown in Table 1.
This powder composition was molded in the same manner as in Example 8, fired, and then subjected to a sintering test. The results are shown in Table 2 and FIG.
Shown in

【0085】[0085]

【実施例14】実施例13において、チタン酸バリウム
粉末100重量部に対し、SrCO3を2.42重量部
添加した以外は実施例13と同様にして、チタン酸バリ
ウム系成形用粉末組成物を調製した。得られた粉末組成
物の特性を表1に示す。
Example 14 A barium titanate-based molding powder composition was prepared in the same manner as in Example 13 except that 2.42 parts by weight of SrCO 3 was added to 100 parts by weight of barium titanate powder. Prepared. Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.

【0086】この粉末組成物を用いて、実施例8と同様
に成形したのち焼成して、焼結試験を行った。結果を表
2および図3に示す。
Using this powder composition, it was molded in the same manner as in Example 8, fired, and then subjected to a sintering test. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0087】[0087]

【実施例15】実施例13において、チタン酸バリウム
粉末100重量部に対し、PbOを3.66重量部添加
した以外は実施例13と同様にして、チタン酸バリウム
系成形用粉末組成物を調製した。得られた粉末組成物の
特性を表1に示す。
Example 15 A barium titanate-based molding powder composition was prepared in the same manner as in Example 13 except that 3.66 parts by weight of PbO was added to 100 parts by weight of barium titanate powder. did. Table 1 shows the properties of the obtained powder composition.

【0088】この粉末組成物を用いて、実施例8と同様
に成形したのち焼成して、焼結試験を行った。結果を表
2および図3に示す。
Using this powder composition, it was molded in the same manner as in Example 8, fired, and then subjected to a sintering test. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0089】[0089]

【比較例3】実施例13において、チタン酸バリウム粉
末に何も添加しないで、100メッシュで整粒した。こ
のチタン酸バリウム粉末の特性を表1に示す。このチタ
ン酸バリウム粉末を用いて、実施例8と同様に成形した
のち焼成して、焼結試験を行った。
Comparative Example 3 In Example 13, the particle size was adjusted to 100 mesh without adding anything to the barium titanate powder. Table 1 shows the properties of the barium titanate powder. This barium titanate powder was molded in the same manner as in Example 8, fired, and subjected to a sintering test.

【0090】結果を表2および図3に示す。The results are shown in Table 2 and FIG.

【0091】[0091]

【比較例4】市販の水熱法により合成された平均粒径
0.5μmの正方晶チタン酸バリウム粉末100重量部
に対し、BaCO33.83重量部を添加し、アセトン
中で乳鉢を用いて混合したのち、80℃で乾燥し100
メッシュで整粒した。このチタン酸バリウム粉末を用い
て、実施例8と同様に成形したのち焼成して、焼結試験
を行った。
Comparative Example 4 3.83 parts by weight of BaCO 3 was added to 100 parts by weight of a tetragonal barium titanate powder having an average particle size of 0.5 μm synthesized by a commercially available hydrothermal method, and a mortar was used in acetone. And then dried at 80 ° C and
It was sized with a mesh. This barium titanate powder was molded in the same manner as in Example 8, fired, and subjected to a sintering test.

【0092】結果を表2および図3に示す。The results are shown in Table 2 and FIG.

【0093】[0093]

【比較例5】比較例4で使用した市販の正方晶チタン酸
バリウム粉末に、Ba化合物、Sr化合物、Pb化合物
何も添加せずに、実施例8と同様に成形したのち焼成し
て、焼結試験を行った。結果を表2および図3に示す。
Comparative Example 5 The commercially available tetragonal barium titanate powder used in Comparative Example 4 was molded in the same manner as in Example 8 without adding any Ba compound, Sr compound, or Pb compound, followed by firing and firing. A closing test was performed. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0094】[0094]

【比較例6】市販の固相法により合成された平均粒径
1.0μmの正方晶チタン酸バリウム粉末100重量部
に対し、BaCO34.08重量部を添加し、アセトン
中で乳鉢を用いて混合し、80℃で乾燥後100メッシ
ュで整粒した。この粉末組成物を用いて、実施例8と同
様に成形したのち焼成して、焼結試験を行った。
Comparative Example 6 4.08 parts by weight of BaCO 3 was added to 100 parts by weight of tetragonal barium titanate powder having an average particle size of 1.0 μm synthesized by a commercially available solid phase method, and the mixture was mortared in acetone. The mixture was dried at 80 ° C. and sized with 100 mesh. This powder composition was molded in the same manner as in Example 8, fired, and then subjected to a sintering test.

【0095】結果を表2および図3に示す。The results are shown in Table 2 and FIG.

【0096】[0096]

【比較例7】比較例6で使用した市販の正方晶チタン酸
バリウム粉末に、Ba化合物、Sr化合物、Pb化合物
何も添加せずに、実施例8と同様に成形したのち焼成し
て、焼結試験を行った。結果を表2および図3に示す。
Comparative Example 7 The commercial tetragonal barium titanate powder used in Comparative Example 6 was molded in the same manner as in Example 8 without adding any Ba compound, Sr compound, or Pb compound, and then fired. A closing test was performed. The results are shown in Table 2 and FIG.

【0097】[0097]

【表1】 [Table 1]

【0098】[0098]

【表2】 [Table 2]

【0099】実施例1〜12と比較例1および2との対
比(表2および図1〜2参照)から明らかなように、立
方晶あるいは立方晶と正方晶の中間相のチタン酸バリウ
ム粉末に、バリウムサイトのチタンに対するモル比を増
加させるようなBa化合物、Sr化合物またはPb化合
物を添加しておくと、900〜1100℃といった低温
で焼成しても、85%以上の高い相対密度を有する焼結
体を得ることができる。
As is clear from the comparison between Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 and 2 (see Table 2 and FIGS. 1 and 2), the barium titanate powder of the cubic system or the intermediate phase of the cubic system and the tetragonal system was used. If a Ba compound, an Sr compound or a Pb compound is added so as to increase the molar ratio of barium sites to titanium, firing at a high relative density of 85% or more even at a low temperature of 900 to 1100 ° C. You can get union.

【0100】また、実施例13〜15と比較例3〜7と
の対比(表2および図3参照)から明らかなように、正
方晶チタン酸バリウム粉末にバリウムサイトのチタンに
対するモル比を増加させるようなBa化合物、Sr化合
物またはPb化合物を添加しても、低温焼結化の効果は
なく、一方立方晶と正方晶の中間相のチタン酸バリウム
粉末に、バリウムサイトのチタンに対するモル比を増加
させるようなBa化合物、Sr化合物またはPb化合物
を添加することによって、低温焼結化が促進されること
が明らかである。
As is clear from the comparison between Examples 13 to 15 and Comparative Examples 3 to 7 (see Table 2 and FIG. 3), the molar ratio of barium sites to titanium is increased in tetragonal barium titanate powder. Even if such a Ba compound, Sr compound or Pb compound is added, there is no effect of low-temperature sintering, and on the other hand, the molar ratio of barium sites to titanium is increased in cubic and tetragonal mesophase barium titanate powders. It is clear that low-temperature sintering is promoted by adding such a Ba compound, Sr compound or Pb compound.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、実施例1〜7および比較例1におけ
る焼結温度と相対密度との関係を表す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship between a sintering temperature and a relative density in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1.

【図2】 図2は、実施例8〜12および比較例2にお
ける焼結温度と相対密度との関係を表す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a sintering temperature and a relative density in Examples 8 to 12 and Comparative Example 2.

【図3】 図3は、実施例13〜15および比較例3〜
7における焼結温度と相対密度との関係を表す図であ
る。
FIG. 3 shows Examples 13 to 15 and Comparative Examples 3 to
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a sintering temperature and a relative density in FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G031 AA03 AA05 AA06 AA07 AA11 AA12 AA13 AA14 AA15 AA16 AA17 AA18 AA19 AA21 AA22 AA23 AA25 AA26 AA29 AA30 AA31 AA32 AA34 AA35 BA09 BA10 CA01 GA01 5E001 AE00 AE01 AE02 AE03 AE04 AH05 AH09 AJ02 5G303 AA01 AA10 AB15 BA12 CA01 CB01 CB03 CB05 CB06 CB09 CB10 CB11 CB13 CB17 CB18 CB21 CB23 CB25 CB28 CB30 CB31 CB32 CB33 CB35 CB36 CB37 CB38 CB39 CB40 CB43 DA05 DA06  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page F term (reference) 4G031 AA03 AA05 AA06 AA07 AA11 AA12 AA13 AA14 AA15 AA16 AA17 AA18 AA19 AA21 AA22 AA23 AA25 AA26 AA29 AA30 AA31 AA32 AA34 AA35 BA09 BA10 CA01 A01 A01 AE01 A01 AE01 5G303 AA01 AA10 AB15 BA12 CA01 CB01 CB03 CB05 CB06 CB09 CB10 CB11 CB13 CB17 CB18 CB21 CB23 CB25 CB28 CB30 CB31 CB32 CB33 CB35 CB36 CB37 CB38 CB39 CB40 CB43 DA05 DA06

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】結晶相が室温で立方晶または立方晶と正方
晶との中間相であるチタン酸バリウム粉末と、 焼成時にチタン酸バリウムにおけるバリウムサイトのチ
タンに対するモル比を増加させるようなBa化合物、S
r化合物またはPb化合物から選ばれる少なくとも1種
の化合物とからなる低温焼結可能なチタン酸バリウム系
焼結体製造用粉末組成物。
1. A barium titanate powder whose crystal phase is cubic or an intermediate phase between cubic and tetragonal at room temperature, and a Ba compound which increases the molar ratio of barium sites to titanium in barium titanate during firing. , S
A powder composition for producing a barium titanate-based sintered body which can be sintered at a low temperature and comprises at least one compound selected from an r compound and a Pb compound.
【請求項2】前記Ba化合物が酸化バリウム、過酸化バ
リウム、炭酸バリウム、水酸化バリウム、酢酸バリウ
ム、シュウ酸バリウム、バリウムアルコキシドから選ば
れる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請
求項1に記載のチタン酸バリウム系焼結体製造用粉末組
成物。
2. The Ba compound according to claim 1, wherein said Ba compound is at least one compound selected from barium oxide, barium peroxide, barium carbonate, barium hydroxide, barium acetate, barium oxalate, and barium alkoxide. The powder composition for producing a barium titanate-based sintered body according to the above.
【請求項3】前記Sr化合物が酸化ストロンチウム、過
酸化ストロンチウム、炭酸ストロンチウム、水酸化スト
ロンチウム、酢酸ストロンチウム、シュウ酸ストロンチ
ウム、ストロンチウムアルコキシドから選ばれる少なく
とも1種の化合物であることを特徴とする請求項1に記
載のチタン酸バリウム系焼結体製造用粉末組成物。
3. The Sr compound is at least one compound selected from strontium oxide, strontium peroxide, strontium carbonate, strontium hydroxide, strontium acetate, strontium oxalate, and strontium alkoxide. The powder composition for producing a barium titanate-based sintered body according to the above.
【請求項4】前記Pb化合物が酸化鉛、炭酸鉛、水酸化
鉛、酢酸鉛、シュウ酸鉛、鉛アルコキシドから選ばれる
少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項
1に記載のチタン酸バリウム系焼結体製造用粉末組成
物。
4. The titanium according to claim 1, wherein said Pb compound is at least one compound selected from the group consisting of lead oxide, lead carbonate, lead hydroxide, lead acetate, lead oxalate, and lead alkoxide. Powder composition for producing barium acid-based sintered body.
【請求項5】前記チタン酸バリウム粉末のBa/Tiモ
ル比が0.950〜1.050の範囲にあり、 粉末組成物の(Ba+Sr+Pb)/Tiモル比が0.
990〜1.180の範囲にあり、かつ粉末組成物の
(Ba+Sr+Pb)/Tiモル比が、チタン酸バリウ
ム粉末のBa/Tiモル比よりも大きいことを特徴とす
る請求項1〜4のいずれかに記載のチタン酸バリウム系
焼結体製造用粉末組成物。
5. The barium titanate powder has a Ba / Ti molar ratio in the range of 0.950 to 1.050, and the powder composition has a (Ba + Sr + Pb) / Ti molar ratio of 0.1 to 0.5.
5. The powder composition according to claim 1, wherein a molar ratio of (Ba + Sr + Pb) / Ti of the powder composition is larger than a molar ratio of Ba / Ti of the barium titanate powder. 6. The powder composition for producing a barium titanate-based sintered body according to the above.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載のチタン酸
バリウム系焼結体製造用粉末組成物と、Mg、Ca、S
r、Ba、Pb、希土類金属、Ti、Zr、Hf、S
n、V、Nb、Ta、Bi、Sb、W、Mo、Cr、M
n、Cu、Ni、Co、Fe、Zn、Al、Siの化合
物から選ばれる少なくとも1種の化合物とを含むことを
特徴とするチタン酸バリウム系焼結体製造用粉末組成
物。
6. A powder composition for producing a barium titanate-based sintered body according to any one of claims 1 to 5, and Mg, Ca, S
r, Ba, Pb, rare earth metal, Ti, Zr, Hf, S
n, V, Nb, Ta, Bi, Sb, W, Mo, Cr, M
A powder composition for producing a barium titanate-based sintered body, comprising at least one compound selected from compounds of n, Cu, Ni, Co, Fe, Zn, Al, and Si.
【請求項7】請求項1〜6のいずれかに記載の粉末組成
物を成形・焼成してなるチタン酸バリウム系焼結体。
7. A barium titanate-based sintered body obtained by molding and firing the powder composition according to claim 1.
【請求項8】請求項1〜6のいずれかに記載の粉末組成
物を成形・焼成することを特徴とするチタン酸バリウム
系焼結体の製造方法。
8. A method for producing a barium titanate-based sintered body, comprising molding and firing the powder composition according to claim 1.
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