JP2003002738A - ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末の製造方法、ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末、誘電体セラミックおよびセラミック電子部品 - Google Patents
ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末の製造方法、ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末、誘電体セラミックおよびセラミック電子部品Info
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- JP2003002738A JP2003002738A JP2001181450A JP2001181450A JP2003002738A JP 2003002738 A JP2003002738 A JP 2003002738A JP 2001181450 A JP2001181450 A JP 2001181450A JP 2001181450 A JP2001181450 A JP 2001181450A JP 2003002738 A JP2003002738 A JP 2003002738A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粒子径が０．２μｍ以下で、ｃ／ａ軸比が
１．００３３以上と大きく、十分な強誘電性を示す、チ
タン酸バリウム粉末のようなペロブスカイト構造を有す
る酸化物粉末を得る。 【解決手段】 水酸化バリウム粉末のような金属水酸化
物粉末と比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上の酸化チタン粉末
のような金属酸化物粉末とを混合し、この混合粉末を、
全圧が１×１０-2Ｐａ以下の大気雰囲気中において、６
００〜１１００℃の温度下で熱処理することによって、
チタン酸バリウム粉末のようなペロブスカイト構造を有
する酸化物粉末を得る。
１．００３３以上と大きく、十分な強誘電性を示す、チ
タン酸バリウム粉末のようなペロブスカイト構造を有す
る酸化物粉末を得る。 【解決手段】 水酸化バリウム粉末のような金属水酸化
物粉末と比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上の酸化チタン粉末
のような金属酸化物粉末とを混合し、この混合粉末を、
全圧が１×１０-2Ｐａ以下の大気雰囲気中において、６
００〜１１００℃の温度下で熱処理することによって、
チタン酸バリウム粉末のようなペロブスカイト構造を有
する酸化物粉末を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばチタン
酸バリウム粉末のようなペロブスカイト構造を有する酸
化物粉末の製造方法、この製造方法によって得られたペ
ロブスカイト構造を有する酸化物粉末、この酸化物粉末
を用いて得られた誘電体セラミック、およびその誘電体
セラミックを用いて構成されたセラミック電子部品に関
するものである。
酸バリウム粉末のようなペロブスカイト構造を有する酸
化物粉末の製造方法、この製造方法によって得られたペ
ロブスカイト構造を有する酸化物粉末、この酸化物粉末
を用いて得られた誘電体セラミック、およびその誘電体
セラミックを用いて構成されたセラミック電子部品に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ペロブスカイト構造を有する酸化物、た
とえば、チタン酸バリウムなどは、コンデンサなどの電
子部品のための誘電体材料として用いられてきた。最
近、このようなペロブスカイト構造を有する酸化物を、
粒子径のより小さな粉末とすることが要望されている。
とえば、チタン酸バリウムなどは、コンデンサなどの電
子部品のための誘電体材料として用いられてきた。最
近、このようなペロブスカイト構造を有する酸化物を、
粒子径のより小さな粉末とすることが要望されている。
【０００３】たとえば、積層セラミックコンデンサにお
いては、誘電体セラミック層の厚みを薄くすることによ
り、小型かつ大容量化を図っているが、そのためには、
誘電率がより高いだけでなく、粒子径がより小さいチタ
ン酸バリウムのようなペロブスカイト構造を有する酸化
物粉末が必要とされている。
いては、誘電体セラミック層の厚みを薄くすることによ
り、小型かつ大容量化を図っているが、そのためには、
誘電率がより高いだけでなく、粒子径がより小さいチタ
ン酸バリウムのようなペロブスカイト構造を有する酸化
物粉末が必要とされている。
【０００４】これまでに、加水分解法や水熱合成法など
の湿式法によって、粒子径が０．２μｍ以下のチタン酸
バリウム粉末が得られている。また、固相法によって
も、バリウム塩に炭酸バリウムを用いることによって、
粒子径が０．２μｍ以下のチタン酸バリウム粉末が得ら
れている。
の湿式法によって、粒子径が０．２μｍ以下のチタン酸
バリウム粉末が得られている。また、固相法によって
も、バリウム塩に炭酸バリウムを用いることによって、
粒子径が０．２μｍ以下のチタン酸バリウム粉末が得ら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】チタン酸バリウム粉末
を加水分解法や水熱合成法などの湿式法によって製造し
ようとする場合、バリウム塩として水酸化バリウムを用
いることが多い。
を加水分解法や水熱合成法などの湿式法によって製造し
ようとする場合、バリウム塩として水酸化バリウムを用
いることが多い。
【０００６】他方、チタン酸バリウムを固相法によって
製造しようとする場合、バリウム塩としては炭酸バリウ
ムを用いることが多い。これは、固体の水酸化バリウム
が、常温常圧では不安定で、大気中の二酸化炭素と反応
して炭酸バリウムになるのに対して、炭酸バリウムは、
常温常圧で安定で、大気中での分解温度が１１００℃程
度であるためである。
製造しようとする場合、バリウム塩としては炭酸バリウ
ムを用いることが多い。これは、固体の水酸化バリウム
が、常温常圧では不安定で、大気中の二酸化炭素と反応
して炭酸バリウムになるのに対して、炭酸バリウムは、
常温常圧で安定で、大気中での分解温度が１１００℃程
度であるためである。
【０００７】固相法による、酸化チタンと炭酸バリウム
とを原料としてのチタン酸バリウムの合成のための反応
過程は複雑である。" Synthesis Reaction of Metatita
nateBaTiO3 " J. of Materials Science 18(1983) 3041
に報告されているように、昇温とともに、まず、原料
の一部で、ＢａＣＯ3 ＋ＴｉＯ2 →ＢａＴｉＯ3 ＋ＣＯ
2 という反応が進行し、その後、ＢａＣＯ3 ＋ＢａＴｉ
Ｏ3 →Ｂａ2 ＴｉＯ4＋ＣＯ2 という反応が進行し、最
後に、Ｂａ2 ＴｉＯ4 ＋ＴｉＯ2 →２ＢａＴｉＯ3 とい
う反応が進行して、目的とするチタン酸バリウムが得ら
れる。
とを原料としてのチタン酸バリウムの合成のための反応
過程は複雑である。" Synthesis Reaction of Metatita
nateBaTiO3 " J. of Materials Science 18(1983) 3041
に報告されているように、昇温とともに、まず、原料
の一部で、ＢａＣＯ3 ＋ＴｉＯ2 →ＢａＴｉＯ3 ＋ＣＯ
2 という反応が進行し、その後、ＢａＣＯ3 ＋ＢａＴｉ
Ｏ3 →Ｂａ2 ＴｉＯ4＋ＣＯ2 という反応が進行し、最
後に、Ｂａ2 ＴｉＯ4 ＋ＴｉＯ2 →２ＢａＴｉＯ3 とい
う反応が進行して、目的とするチタン酸バリウムが得ら
れる。
【０００８】上述したように、ＢａＴｉＯ3 が形成され
るまでに複雑な反応過程を経るため、完全に反応を終了
させるためには、仮焼すなわち熱処理温度を高く設定す
る必要がある。しかしながら、熱処理温度を高温にする
と、反応とともに、粒成長も進行してしまい、得られた
チタン酸バリウム粉末の粒子径が大きくなってしまう。
るまでに複雑な反応過程を経るため、完全に反応を終了
させるためには、仮焼すなわち熱処理温度を高く設定す
る必要がある。しかしながら、熱処理温度を高温にする
と、反応とともに、粒成長も進行してしまい、得られた
チタン酸バリウム粉末の粒子径が大きくなってしまう。
【０００９】同様の問題が、チタン酸バリウムに限ら
ず、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸鉛、ジルコン酸鉛などのペロブスカイト構造を有
する酸化物の合成、または、これらの混合物や固溶体の
合成においても遭遇する。
ず、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸鉛、ジルコン酸鉛などのペロブスカイト構造を有
する酸化物の合成、または、これらの混合物や固溶体の
合成においても遭遇する。
【００１０】そこで、この発明の目的は、粒子径が小さ
く、かつｃ／ａ軸比が大きく、十分な強誘電性を示す、
ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末の製造方法を提
供しようとすることである。
く、かつｃ／ａ軸比が大きく、十分な強誘電性を示す、
ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末の製造方法を提
供しようとすることである。
【００１１】この発明の他の目的は、上述の製造方法に
よって得られたペロブスカイト構造を有する酸化物粉
末、この酸化物粉末を用いて得られた誘電体セラミッ
ク、およびその誘電体セラミックを用いて構成されたセ
ラミック電子部品を提供しようとすることである。
よって得られたペロブスカイト構造を有する酸化物粉
末、この酸化物粉末を用いて得られた誘電体セラミッ
ク、およびその誘電体セラミックを用いて構成されたセ
ラミック電子部品を提供しようとすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係るペロブス
カイト構造を有する酸化物粉末の製造方法は、比表面積
が１０ｍ2 ／ｇ以上の金属酸化物粉末を用意するととも
に、金属水酸化物粉末を用意し、これら金属酸化物粉末
と前記金属水酸化物粉末とを混合し、得られた混合粉末
を、全圧が１×１０-2Ｐａ以下の大気雰囲気中におい
て、６００〜１１００℃の温度下で熱処理する、各工程
を備えることを特徴としている。
カイト構造を有する酸化物粉末の製造方法は、比表面積
が１０ｍ2 ／ｇ以上の金属酸化物粉末を用意するととも
に、金属水酸化物粉末を用意し、これら金属酸化物粉末
と前記金属水酸化物粉末とを混合し、得られた混合粉末
を、全圧が１×１０-2Ｐａ以下の大気雰囲気中におい
て、６００〜１１００℃の温度下で熱処理する、各工程
を備えることを特徴としている。
【００１３】ここで、金属酸化物粉末と金属水酸化物粉
末とは、通常、互いに異なる金属を含むものであり、ま
た、金属酸化物粉末および金属水酸化物粉末としては、
それぞれ、２種類以上のものが用いられてもよい。
末とは、通常、互いに異なる金属を含むものであり、ま
た、金属酸化物粉末および金属水酸化物粉末としては、
それぞれ、２種類以上のものが用いられてもよい。
【００１４】この発明に係るペロブスカイト構造を有す
る酸化物粉末の製造方法のより特定的な実施態様では、
金属酸化物として酸化チタンが用いられ、金属水酸化物
として水酸化バリウムが用いられ、得られたペロブスカ
イト構造を有する酸化物粉末がチタン酸バリウム粉末で
ある。
る酸化物粉末の製造方法のより特定的な実施態様では、
金属酸化物として酸化チタンが用いられ、金属水酸化物
として水酸化バリウムが用いられ、得られたペロブスカ
イト構造を有する酸化物粉末がチタン酸バリウム粉末で
ある。
【００１５】この発明は、また、上述のような製造方法
によって合成された、ペロブスカイト構造を有する酸化
物粉末、あるいは、より特定的には、チタン酸バリウム
粉末にも向けられる。
によって合成された、ペロブスカイト構造を有する酸化
物粉末、あるいは、より特定的には、チタン酸バリウム
粉末にも向けられる。
【００１６】この発明は、また、上述したペロブスカイ
ト構造を有する酸化物粉末を含む粉末を焼成して得られ
た、誘電体セラミックにも向けられる。より特定的に、
チタン酸バリウム粉末を含む粉末を焼成すれば、チタン
酸バリウム系誘電体セラミックが得られる。
ト構造を有する酸化物粉末を含む粉末を焼成して得られ
た、誘電体セラミックにも向けられる。より特定的に、
チタン酸バリウム粉末を含む粉末を焼成すれば、チタン
酸バリウム系誘電体セラミックが得られる。
【００１７】この発明は、さらに、上述した誘電体セラ
ミックと、誘電体セラミックに関連して設けられた導体
とを備える、セラミック電子部品にも向けられる。
ミックと、誘電体セラミックに関連して設けられた導体
とを備える、セラミック電子部品にも向けられる。
【００１８】このセラミック電子部品として、代表的に
は、複数の誘電体セラミック層と、誘電体セラミック層
間の特定の界面に沿って形成された内部導体膜とを含
む、積層体を備える、積層セラミックコンデンサのよう
な積層セラミック電子部品があり、誘電体セラミック層
が上述の誘電体セラミックから構成される。
は、複数の誘電体セラミック層と、誘電体セラミック層
間の特定の界面に沿って形成された内部導体膜とを含
む、積層体を備える、積層セラミックコンデンサのよう
な積層セラミック電子部品があり、誘電体セラミック層
が上述の誘電体セラミックから構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、この発明が適用されるセ
ラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデ
ンサ１を示す断面図である。
ラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデ
ンサ１を示す断面図である。
【００２０】積層セラミックコンデンサ１は、誘電体セ
ラミックからなる複数の積層された誘電体セラミック層
２を有する積層体３と、この積層体３の第１および第２
の端面４および５上にそれぞれ形成される外部導体とし
ての第１および第２の外部電極６および７とを備えてい
る。
ラミックからなる複数の積層された誘電体セラミック層
２を有する積層体３と、この積層体３の第１および第２
の端面４および５上にそれぞれ形成される外部導体とし
ての第１および第２の外部電極６および７とを備えてい
る。
【００２１】積層体３の内部には、内部導体膜としての
第１の内部電極８と第２の内部電極９とが交互に配置さ
れる。第１の内部電極８は、第１の外部電極６に電気的
に接続されるように、各端縁を第１の端面４に露出させ
た状態で誘電体セラミック層２間の特定の複数の界面に
沿ってそれぞれ形成され、第２の内部電極９は、第２の
外部電極７に電気的に接続されるように、各端縁を第２
の端面５に露出させた状態で誘電体セラミック層２間の
特定の複数の界面に沿ってそれぞれ形成される。
第１の内部電極８と第２の内部電極９とが交互に配置さ
れる。第１の内部電極８は、第１の外部電極６に電気的
に接続されるように、各端縁を第１の端面４に露出させ
た状態で誘電体セラミック層２間の特定の複数の界面に
沿ってそれぞれ形成され、第２の内部電極９は、第２の
外部電極７に電気的に接続されるように、各端縁を第２
の端面５に露出させた状態で誘電体セラミック層２間の
特定の複数の界面に沿ってそれぞれ形成される。
【００２２】また、必要に応じて、外部電極６および７
は、それぞれ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｉ−Ｃｕ合金等からなる
第１のめっき層１０および１１によって被覆され、さら
に、これら第１のめっき層１０および１１上に、それぞ
れ、半田、錫等からなる第２のめっき層１２および１３
が形成されてもよい。
は、それぞれ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｉ−Ｃｕ合金等からなる
第１のめっき層１０および１１によって被覆され、さら
に、これら第１のめっき層１０および１１上に、それぞ
れ、半田、錫等からなる第２のめっき層１２および１３
が形成されてもよい。
【００２３】このような積層セラミックコンデンサ１に
おいて、その積層体３に備える誘電体セラミック層２
が、この発明に係るペロブスカイト構造を有する酸化物
粉末を含む粉末を焼成して得られた誘電体セラミックか
ら構成される。このペロブスカイト構造を有する酸化物
粉末の詳細については後述する。
おいて、その積層体３に備える誘電体セラミック層２
が、この発明に係るペロブスカイト構造を有する酸化物
粉末を含む粉末を焼成して得られた誘電体セラミックか
ら構成される。このペロブスカイト構造を有する酸化物
粉末の詳細については後述する。
【００２４】また、内部電極８および９を形成するた
め、たとえば、Ｎｉを主成分とする導電性ペーストが用
いられる。
め、たとえば、Ｎｉを主成分とする導電性ペーストが用
いられる。
【００２５】また、外部電極６および７は、たとえば、
Ｂ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 −ＢａＯ系ガラスフリッ
トを含有する銀ペーストを塗布し、これを還元性雰囲気
中において焼き付けることによって形成されることがで
きる。
Ｂ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 −ＢａＯ系ガラスフリッ
トを含有する銀ペーストを塗布し、これを還元性雰囲気
中において焼き付けることによって形成されることがで
きる。
【００２６】なお、内部電極８および９ならびに外部電
極６および７のための上述した材料は、特に限定される
ものではない。たとえば、外部電極６および７の形成の
ために、内部電極８および９と同じ材料を用いることも
できる。
極６および７のための上述した材料は、特に限定される
ものではない。たとえば、外部電極６および７の形成の
ために、内部電極８および９と同じ材料を用いることも
できる。
【００２７】前述した誘電体セラミック層２を構成する
誘電体セラミックを得るために用いられるペロブスカイ
ト構造を有する酸化物粉末は、比表面積が１０ｍ2 ／ｇ
以上の金属酸化物粉末を用意するとともに、金属水酸化
物粉末を用意し、これら金属酸化物粉末と金属水酸化物
粉末とを混合し、得られた混合粉末を、全圧が１×１０
-2Ｐａ以下の大気雰囲気中において、６００〜１１００
℃の温度下で熱処理することによって製造されることが
できる。
誘電体セラミックを得るために用いられるペロブスカイ
ト構造を有する酸化物粉末は、比表面積が１０ｍ2 ／ｇ
以上の金属酸化物粉末を用意するとともに、金属水酸化
物粉末を用意し、これら金属酸化物粉末と金属水酸化物
粉末とを混合し、得られた混合粉末を、全圧が１×１０
-2Ｐａ以下の大気雰囲気中において、６００〜１１００
℃の温度下で熱処理することによって製造されることが
できる。
【００２８】このようにして得られた酸化物粉末は、熱
処理工程の後、通常、解砕されるが、０．２μｍ以下の
粒子径を与えることができる。したがって、この酸化物
粉末を用いて得られた誘電体セラミックからなる誘電体
セラミック層２を容易に薄層化することができる。
処理工程の後、通常、解砕されるが、０．２μｍ以下の
粒子径を与えることができる。したがって、この酸化物
粉末を用いて得られた誘電体セラミックからなる誘電体
セラミック層２を容易に薄層化することができる。
【００２９】また、得られた酸化物粉末の結晶格子のｃ
／ａ軸比を１．００３３以上とすることができ、十分な
強誘電性を発現させることができ、誘電体セラミック層
２を構成する誘電体セラミックの原材料として好適に用
いることができる。
／ａ軸比を１．００３３以上とすることができ、十分な
強誘電性を発現させることができ、誘電体セラミック層
２を構成する誘電体セラミックの原材料として好適に用
いることができる。
【００３０】上述した金属酸化物粉末としては、典型的
には、酸化チタン粉末が用いられ、金属水酸化物粉末と
しては、典型的には、水酸化バリウム粉末が用いられ、
得ようとするペロブスカイト構造を有する酸化物粉末
は、典型的には、チタン酸バリウムである。
には、酸化チタン粉末が用いられ、金属水酸化物粉末と
しては、典型的には、水酸化バリウム粉末が用いられ、
得ようとするペロブスカイト構造を有する酸化物粉末
は、典型的には、チタン酸バリウムである。
【００３１】前述したように、原料塩として、水酸化バ
リウムのような金属水酸化物を用いながら、熱処理工程
において、１×１０-2Ｐａ以下というように減圧するこ
とによって、雰囲気中の二酸化炭素の絶対量を減らし、
それによって、金属水酸化物が二酸化炭素と反応して、
炭酸バリウムのような金属炭酸塩が合成されないように
することができる。したがって、水酸化バリウムのよう
な金属水酸化物は、脱水反応に伴い、酸化バリウムのよ
うな酸化物になった後、酸化チタンのような金属酸化物
と反応する。
リウムのような金属水酸化物を用いながら、熱処理工程
において、１×１０-2Ｐａ以下というように減圧するこ
とによって、雰囲気中の二酸化炭素の絶対量を減らし、
それによって、金属水酸化物が二酸化炭素と反応して、
炭酸バリウムのような金属炭酸塩が合成されないように
することができる。したがって、水酸化バリウムのよう
な金属水酸化物は、脱水反応に伴い、酸化バリウムのよ
うな酸化物になった後、酸化チタンのような金属酸化物
と反応する。
【００３２】このように、炭酸バリウムのような金属炭
酸塩が関係する反応を経由しないで、チタン酸バリウム
のようなペロブスカイト構造を有する酸化物を生成させ
ることができるので、反応を低温で進行させることがで
き、その結果、粒成長を生じにくくすることができる。
酸塩が関係する反応を経由しないで、チタン酸バリウム
のようなペロブスカイト構造を有する酸化物を生成させ
ることができるので、反応を低温で進行させることがで
き、その結果、粒成長を生じにくくすることができる。
【００３３】したがって、粒子径が小さく、かつｃ／ａ
軸比が大きく、十分な強誘電性を示す、チタン酸バリウ
ム粉末のようなペロブスカイト構造を有する酸化物粉末
を得ることができる。
軸比が大きく、十分な強誘電性を示す、チタン酸バリウ
ム粉末のようなペロブスカイト構造を有する酸化物粉末
を得ることができる。
【００３４】また、酸化チタンのような金属酸化物と水
酸化バリウムのような金属水酸化物とを減圧下で熱処理
することによって、生成されたチタン酸バリウムのよう
なペロブスカイト構造を有する酸化物は、大気圧下で熱
処理する場合と比較して、粒成長が進行しにくくなり、
また、結晶性を向上させることができる。
酸化バリウムのような金属水酸化物とを減圧下で熱処理
することによって、生成されたチタン酸バリウムのよう
なペロブスカイト構造を有する酸化物は、大気圧下で熱
処理する場合と比較して、粒成長が進行しにくくなり、
また、結晶性を向上させることができる。
【００３５】他方、全圧が１×１０-2Ｐａ以下というよ
うな減圧を行なわないと、金属水酸化物が二酸化炭素と
反応して金属炭酸塩が合成されやすくなり、そのため、
熱処理温度を高く設定しないと、完全に反応を終了させ
ることができなくなり、このような熱処理温度の高温化
によって、粒成長が起こりやすくなってしまう。
うな減圧を行なわないと、金属水酸化物が二酸化炭素と
反応して金属炭酸塩が合成されやすくなり、そのため、
熱処理温度を高く設定しないと、完全に反応を終了させ
ることができなくなり、このような熱処理温度の高温化
によって、粒成長が起こりやすくなってしまう。
【００３６】前述したように、ペロブスカイト構造を有
する酸化物粉末を製造するために用いられる金属酸化物
粉末として、比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上というように
粒子径の小さいものが用いられたのは、次の理由によ
る。
する酸化物粉末を製造するために用いられる金属酸化物
粉末として、比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上というように
粒子径の小さいものが用いられたのは、次の理由によ
る。
【００３７】すなわち、熱処理工程において、金属水酸
化物が金属酸化物に拡散することによって、ペロブスカ
イト構造を有する酸化物粉末が得られることになるの
で、得られた酸化物粉末の粒子径は、用いられた金属酸
化物粉末の比表面積、言い換えると粒子径に影響される
ことになる。このため、粒子径の小さいペロブスカイト
構造を有する酸化物粉末を得ようとするには、用いられ
る金属酸化物粉末は、比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上とい
うように、粒子径の小さいものでなければならない。
化物が金属酸化物に拡散することによって、ペロブスカ
イト構造を有する酸化物粉末が得られることになるの
で、得られた酸化物粉末の粒子径は、用いられた金属酸
化物粉末の比表面積、言い換えると粒子径に影響される
ことになる。このため、粒子径の小さいペロブスカイト
構造を有する酸化物粉末を得ようとするには、用いられ
る金属酸化物粉末は、比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上とい
うように、粒子径の小さいものでなければならない。
【００３８】また、熱処理工程において、温度条件を６
００〜１１００℃の範囲に選ばれたのは次の理由によ
る。
００〜１１００℃の範囲に選ばれたのは次の理由によ
る。
【００３９】すなわち、熱処理温度が６００℃未満で
は、得られたチタン酸バリウムのようなペロブスカイト
構造を有する酸化物の結晶構造が立方晶となって、ｃ／
ａ軸比が１．００００となり、強誘電性を発現しなくな
り、誘電体セラミックのための材料として用いるには不
都合であるためである。他方、熱処理温度が１１００℃
を超えると、ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末が
粒成長して、粒径が０．２μｍを超え、誘電体セラミッ
ク層２の薄層化には適さなくなるためである。
は、得られたチタン酸バリウムのようなペロブスカイト
構造を有する酸化物の結晶構造が立方晶となって、ｃ／
ａ軸比が１．００００となり、強誘電性を発現しなくな
り、誘電体セラミックのための材料として用いるには不
都合であるためである。他方、熱処理温度が１１００℃
を超えると、ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末が
粒成長して、粒径が０．２μｍを超え、誘電体セラミッ
ク層２の薄層化には適さなくなるためである。
【００４０】なお、ペロブスカイト構造を有する酸化物
粉末を焼成して得られた誘電体セラミックは、チタン酸
バリウムなどのペロブスカイト構造を有する酸化物に、
必要とされる特性に応じて、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、
希土類元素などの特性改質用の添加剤、または、Ｂ、Ｌ
ｉ、Ｓｉなどを成分とする焼結助剤を添加して作製され
た誘電体セラミックであってもよい。
粉末を焼成して得られた誘電体セラミックは、チタン酸
バリウムなどのペロブスカイト構造を有する酸化物に、
必要とされる特性に応じて、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、
希土類元素などの特性改質用の添加剤、または、Ｂ、Ｌ
ｉ、Ｓｉなどを成分とする焼結助剤を添加して作製され
た誘電体セラミックであってもよい。
【００４１】以下に、この発明を、酸化チタン粉末と水
酸化バリウム粉末とを用いてチタン酸バリウム粉末を製
造する、より特定的な実施形態に基づいて、より具体的
な実験例に関連して説明する。
酸化バリウム粉末とを用いてチタン酸バリウム粉末を製
造する、より特定的な実施形態に基づいて、より具体的
な実験例に関連して説明する。
【００４２】
【実験例】まず、出発原料として、水酸化バリウム粉末
と、比表面積が、表１および表２に示すように、５ｍ2
／ｇ、１０ｍ2 ／ｇ、１５ｍ2 ／ｇおよび３０ｍ2 ／ｇ
の各々の酸化チタン粉末を準備した。
と、比表面積が、表１および表２に示すように、５ｍ2
／ｇ、１０ｍ2 ／ｇ、１５ｍ2 ／ｇおよび３０ｍ2 ／ｇ
の各々の酸化チタン粉末を準備した。
【００４３】次に、これら出発原料を、Ｂａ／Ｔｉモル
比が１．００になるように秤量し、湿式混合した。
比が１．００になるように秤量し、湿式混合した。
【００４４】次に、この混合物を、蒸発乾燥工程に付し
て、混合粉末を取り出した後、この混合粉末を、全圧
が、表１および表２に示すように、大気圧、１×１０-1
Ｐａ、１×１０-2Ｐａ、および１×１０-3Ｐａの各々と
なるように炉内の圧力をそれぞれ調整したバッチ炉に
て、表１および表２に示すように、５００℃、６００
℃、８００℃、１０００℃、１１００℃および１２００
℃の各温度で５時間熱処理し、チタン酸バリウム粉末を
得た。
て、混合粉末を取り出した後、この混合粉末を、全圧
が、表１および表２に示すように、大気圧、１×１０-1
Ｐａ、１×１０-2Ｐａ、および１×１０-3Ｐａの各々と
なるように炉内の圧力をそれぞれ調整したバッチ炉に
て、表１および表２に示すように、５００℃、６００
℃、８００℃、１０００℃、１１００℃および１２００
℃の各温度で５時間熱処理し、チタン酸バリウム粉末を
得た。
【００４５】このようにして得られた各試料に係るチタ
ン酸バリウム粉末について、電子顕微鏡を用いて観察す
ることによって粒子径を測定し、また、Ｘ線回折を行な
い、かつリートベルト解析を行なってｃ／ａ軸比を求め
た。これらの結果および総合判定結果が、表１および表
２に示されている。
ン酸バリウム粉末について、電子顕微鏡を用いて観察す
ることによって粒子径を測定し、また、Ｘ線回折を行な
い、かつリートベルト解析を行なってｃ／ａ軸比を求め
た。これらの結果および総合判定結果が、表１および表
２に示されている。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】表１に示すように、全圧が大気圧または１
×１０-1Ｐａの条件下で熱処理を行なった試料１〜８に
おいては、粒子径が０．２μｍ以下であるといった条件
およびｃ／ａ軸比が１．００３３以上といった条件の双
方を満足するチタン酸バリウム粉末を得ることができな
かった。これは、大気圧ないし１×１０-1Ｐａでは、水
酸化バリウムが、炭酸バリウムになってから、酸化チタ
ンと反応して、チタン酸バリウムになったことに起因す
るものと考えられる。
×１０-1Ｐａの条件下で熱処理を行なった試料１〜８に
おいては、粒子径が０．２μｍ以下であるといった条件
およびｃ／ａ軸比が１．００３３以上といった条件の双
方を満足するチタン酸バリウム粉末を得ることができな
かった。これは、大気圧ないし１×１０-1Ｐａでは、水
酸化バリウムが、炭酸バリウムになってから、酸化チタ
ンと反応して、チタン酸バリウムになったことに起因す
るものと考えられる。
【００４９】また、表１および表２に示すように、１×
１０-2Ｐａまたは１×１０-3Ｐａの圧力条件下で熱処理
を行なった試料のうち、比表面積が１０ｍ2 ／ｇ未満で
ある５ｍ2 ／ｇの酸化チタン粉末を用いた試料９、１
３、１７、２１、２５、２９、３３、３７、４１、４
５、４９および５３においては、酸化チタン粉末の粒子
径が大きいことに起因して、得られたチタン酸バリウム
粉末は、その粒子径が０．２μｍを超えるまで粒成長し
ていた。
１０-2Ｐａまたは１×１０-3Ｐａの圧力条件下で熱処理
を行なった試料のうち、比表面積が１０ｍ2 ／ｇ未満で
ある５ｍ2 ／ｇの酸化チタン粉末を用いた試料９、１
３、１７、２１、２５、２９、３３、３７、４１、４
５、４９および５３においては、酸化チタン粉末の粒子
径が大きいことに起因して、得られたチタン酸バリウム
粉末は、その粒子径が０．２μｍを超えるまで粒成長し
ていた。
【００５０】また、表１および表２に示すように、６０
０℃未満の５００℃の温度で熱処理を行なった試料９〜
１２および３３〜３６においては、ｃ／ａ軸比が１．０
０００の立方晶チタン酸バリウムが得られた。
０℃未満の５００℃の温度で熱処理を行なった試料９〜
１２および３３〜３６においては、ｃ／ａ軸比が１．０
０００の立方晶チタン酸バリウムが得られた。
【００５１】他方、１１００℃を超える１２００℃の温
度で熱処理を行なった試料２９〜３２および５３〜５６
においては、粒子径が０．２μｍを超えるまで粒成長し
た。
度で熱処理を行なった試料２９〜３２および５３〜５６
においては、粒子径が０．２μｍを超えるまで粒成長し
た。
【００５２】以上の試料については、表１および表２の
「判定」の欄に、不都合であることを表わす「×」が付
されている。
「判定」の欄に、不都合であることを表わす「×」が付
されている。
【００５３】これらに対して、表１および表２の「判
定」の欄に、良好であることを表わす「○」が付された
試料１４〜１６、１８〜２０、２２〜２４、２６〜２
８、３８〜４０、４２〜４４、４６〜４８および５０〜
５２においては、用いられた酸化チタン粉末の比表面積
が１０ｍ2 ／ｇ以上であり、熱処理工程での全圧が１×
１０-2Ｐａ以下であり、熱処理工程での温度が６００〜
１１００℃の範囲にあるという条件をすべて満足してい
るので、粒子径が０．２μｍ以下であり、かつｃ／ａ軸
比が１．００３３以上のチタン酸バリウム粉末を得るこ
とができた。
定」の欄に、良好であることを表わす「○」が付された
試料１４〜１６、１８〜２０、２２〜２４、２６〜２
８、３８〜４０、４２〜４４、４６〜４８および５０〜
５２においては、用いられた酸化チタン粉末の比表面積
が１０ｍ2 ／ｇ以上であり、熱処理工程での全圧が１×
１０-2Ｐａ以下であり、熱処理工程での温度が６００〜
１１００℃の範囲にあるという条件をすべて満足してい
るので、粒子径が０．２μｍ以下であり、かつｃ／ａ軸
比が１．００３３以上のチタン酸バリウム粉末を得るこ
とができた。
【００５４】以上のような実験例は、ペロブスカイト構
造を有する酸化物粉末として、酸化チタン粉末と水酸化
バリウム粉末とを用いて合成されたチタン酸バリウム粉
末を製造する場合についてのものであったが、金属酸化
物粉末と金属水酸化物粉末との他の組み合わせを用い
て、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸鉛、ジルコン酸鉛などのペロブスカイト構造を有
する酸化物の合成、またはこれらの混合物や固溶体の合
成を行なった場合にも、同様の結果が得られることが確
認されている。
造を有する酸化物粉末として、酸化チタン粉末と水酸化
バリウム粉末とを用いて合成されたチタン酸バリウム粉
末を製造する場合についてのものであったが、金属酸化
物粉末と金属水酸化物粉末との他の組み合わせを用い
て、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸鉛、ジルコン酸鉛などのペロブスカイト構造を有
する酸化物の合成、またはこれらの混合物や固溶体の合
成を行なった場合にも、同様の結果が得られることが確
認されている。
【００５５】また、この発明に係る誘電体セラミック
は、積層セラミックコンデンサにおける誘電体セラミッ
ク層を構成するためだけでなく、たとえば、複数の誘電
体セラミック層と複数の内部導体膜とを積層した構造を
有する積層体を備える他の積層セラミック電子部品にお
ける誘電体セラミック層を構成するために用いること
も、さらには、積層セラミック電子部品以外のセラミッ
ク電子部品における誘電体セラミック部分を構成するた
めにも用いることができる。要するに、誘電体セラミッ
クと、誘電体セラミックに関連して設けられた導体とを
備える、セラミック電子部品であれば、どのような形式
のセラミック電子部品であっても、この発明を適用する
ことができる。
は、積層セラミックコンデンサにおける誘電体セラミッ
ク層を構成するためだけでなく、たとえば、複数の誘電
体セラミック層と複数の内部導体膜とを積層した構造を
有する積層体を備える他の積層セラミック電子部品にお
ける誘電体セラミック層を構成するために用いること
も、さらには、積層セラミック電子部品以外のセラミッ
ク電子部品における誘電体セラミック部分を構成するた
めにも用いることができる。要するに、誘電体セラミッ
クと、誘電体セラミックに関連して設けられた導体とを
備える、セラミック電子部品であれば、どのような形式
のセラミック電子部品であっても、この発明を適用する
ことができる。
【００５６】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るペロブス
カイト構造を有する酸化物粉末の製造方法によれば、粒
子径が０．２μｍ以下と小さく、かつｃ／ａ軸比が１．
００３３以上と大きく、十分な強誘電性を示す、チタン
酸バリウム粉末のようなペロブスカイト構造を有する酸
化物粉末を得ることができる。
カイト構造を有する酸化物粉末の製造方法によれば、粒
子径が０．２μｍ以下と小さく、かつｃ／ａ軸比が１．
００３３以上と大きく、十分な強誘電性を示す、チタン
酸バリウム粉末のようなペロブスカイト構造を有する酸
化物粉末を得ることができる。
【００５７】したがって、この酸化物粉末を用いると、
誘電率の高い、高性能のセラミック電子部品、たとえば
積層セラミックコンデンサのような積層セラミック電子
部品を、比較的低い焼成温度によって得ることができ
る。
誘電率の高い、高性能のセラミック電子部品、たとえば
積層セラミックコンデンサのような積層セラミック電子
部品を、比較的低い焼成温度によって得ることができ
る。
【００５８】特に、積層セラミックコンデンサのよう
に、複数の誘電体セラミック層と複数の内部導体膜とを
積層した構造を有する積層体を備える積層セラミック電
子部品における誘電体セラミック層を構成する誘電体セ
ラミックを得るために、この発明に係る酸化物粉末が用
いられたときには、誘電体セラミック層の厚みがたとえ
ば１μｍ以下というように薄層化されても、高い信頼性
をもって、優れた性能を有する積層セラミック電子部品
を問題なく製造することができる。たとえば積層セラミ
ックコンデンサに適用されたときには、小型で大容量の
積層セラミックコンデンサを容易に得ることができる。
に、複数の誘電体セラミック層と複数の内部導体膜とを
積層した構造を有する積層体を備える積層セラミック電
子部品における誘電体セラミック層を構成する誘電体セ
ラミックを得るために、この発明に係る酸化物粉末が用
いられたときには、誘電体セラミック層の厚みがたとえ
ば１μｍ以下というように薄層化されても、高い信頼性
をもって、優れた性能を有する積層セラミック電子部品
を問題なく製造することができる。たとえば積層セラミ
ックコンデンサに適用されたときには、小型で大容量の
積層セラミックコンデンサを容易に得ることができる。
【図１】この発明の一実施形態によるセラミック電子部
品の一例としての積層セラミックコンデンサ１を示す断
面図である。
品の一例としての積層セラミックコンデンサ１を示す断
面図である。
１ 積層セラミックコンデンサ（セラミック電子部品）
２ 誘電体セラミック層
６，７ 外部電極（導体）
８，９ 内部電極（導体）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4G030 AA10 AA16 BA09 CA01 GA01
GA08 GA11
4G031 AA06 AA11 BA09 CA01 GA01
GA03
5G303 AA01 AB06 BA12 CA01 CB03
CB35 DA05
Claims (5)
- 【請求項１】 比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上の金属酸化
物粉末を用意するとともに、金属水酸化物粉末を用意
し、 前記金属酸化物粉末と前記金属水酸化物粉末とを混合
し、 得られた混合粉末を、全圧が１×１０-2Ｐａ以下の大気
雰囲気中において、６００〜１１００℃の温度下で熱処
理する、各工程を備える、ペロブスカイト構造を有する
酸化物粉末の製造方法。 - 【請求項２】 前記金属酸化物が酸化チタンであり、前
記金属水酸化物が水酸化バリウムであり、前記ペロブス
カイト構造を有する酸化物がチタン酸バリウムである、
請求項１に記載のペロブスカイト構造を有する酸化物粉
末の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の製造方法によ
って合成された、ペロブスカイト構造を有する酸化物粉
末。 - 【請求項４】 請求項３に記載のペロブスカイト構造を
有する酸化物粉末を含む粉末を焼成して得られた、誘電
体セラミック。 - 【請求項５】 請求項４に記載の誘電体セラミックと、
前記誘電体セラミックに関連して設けられた導体とを備
える、セラミック電子部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001181450A JP4830216B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末の製造方法、ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末、誘電体セラミックおよびセラミック電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001181450A JP4830216B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末の製造方法、ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末、誘電体セラミックおよびセラミック電子部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003002738A true JP2003002738A (ja) | 2003-01-08 |
| JP4830216B2 JP4830216B2 (ja) | 2011-12-07 |
Family
ID=19021719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001181450A Expired - Lifetime JP4830216B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末の製造方法、ペロブスカイト構造を有する酸化物粉末、誘電体セラミックおよびセラミック電子部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4830216B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006096585A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Kyocera Corp | 誘電体磁器およびその製法 |
| JP2006240896A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Kyocera Corp | セラミックスの製法 |
| JP2008074630A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ペロブスカイト化合物粉末の製造方法およびこのペロブスカイト化合物粉末を用いたセラミック電子部品 |
| US8084014B2 (en) | 2003-04-25 | 2011-12-27 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Barium titanate powder and method for producing same |
| CN102408240A (zh) * | 2010-09-17 | 2012-04-11 | 株式会社村田制作所 | 复合氧化物粉末的制造方法 |
| JP2012180269A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | ペロブスカイト構造を有するセラミック粉末の製造方法及びこれにより製造されたペロブスカイト構造を有するセラミック粉末 |
| KR101375601B1 (ko) | 2011-01-05 | 2014-03-19 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 페로브스카이트형 복합 산화물 분말의 제조방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0769635A (ja) * | 1993-09-07 | 1995-03-14 | Titan Kogyo Kk | 半導体微粉末およびその製造法 |
| JP2001316114A (ja) * | 2000-03-02 | 2001-11-13 | Murata Mfg Co Ltd | ペロブスカイト構造を有する酸化物、チタン酸バリウムおよびその製造方法ならびに誘電体セラミックおよびセラミック電子部品 |
-
2001
- 2001-06-15 JP JP2001181450A patent/JP4830216B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0769635A (ja) * | 1993-09-07 | 1995-03-14 | Titan Kogyo Kk | 半導体微粉末およびその製造法 |
| JP2001316114A (ja) * | 2000-03-02 | 2001-11-13 | Murata Mfg Co Ltd | ペロブスカイト構造を有する酸化物、チタン酸バリウムおよびその製造方法ならびに誘電体セラミックおよびセラミック電子部品 |
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| JP2006096585A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Kyocera Corp | 誘電体磁器およびその製法 |
| JP2006240896A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Kyocera Corp | セラミックスの製法 |
| JP4711702B2 (ja) * | 2005-03-01 | 2011-06-29 | 京セラ株式会社 | セラミックスの製法 |
| JP2008074630A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ペロブスカイト化合物粉末の製造方法およびこのペロブスカイト化合物粉末を用いたセラミック電子部品 |
| CN102408240A (zh) * | 2010-09-17 | 2012-04-11 | 株式会社村田制作所 | 复合氧化物粉末的制造方法 |
| KR101375601B1 (ko) | 2011-01-05 | 2014-03-19 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 페로브스카이트형 복합 산화물 분말의 제조방법 |
| JP2012180269A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | ペロブスカイト構造を有するセラミック粉末の製造方法及びこれにより製造されたペロブスカイト構造を有するセラミック粉末 |
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|---|---|
| JP4830216B2 (ja) | 2011-12-07 |
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