JP2005272295A - 正方晶チタン酸バリウム粒子およびその製造方法並びにセラミックコンデンサ - Google Patents

正方晶チタン酸バリウム粒子およびその製造方法並びにセラミックコンデンサ Download PDF

Info

Publication number
JP2005272295A
JP2005272295A JP2005043128A JP2005043128A JP2005272295A JP 2005272295 A JP2005272295 A JP 2005272295A JP 2005043128 A JP2005043128 A JP 2005043128A JP 2005043128 A JP2005043128 A JP 2005043128A JP 2005272295 A JP2005272295 A JP 2005272295A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
barium titanate
particle size
barium
titanate particles
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005043128A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirohisa Omoto
寛久 大元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dowa Holdings Co Ltd
Original Assignee
Dowa Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dowa Mining Co Ltd filed Critical Dowa Mining Co Ltd
Priority to JP2005043128A priority Critical patent/JP2005272295A/ja
Publication of JP2005272295A publication Critical patent/JP2005272295A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

【課題】
コンデンサ中の誘電体層の薄層化、高積層化に伴い、チタン酸バリウム粒子が充填されたグリーンシートが薄膜化されても、十分な信頼性、電気的特性を保つことのできるチタン酸バリウム粒子と、その製造方法、並びに当該チタン酸バリウム粒子を用いたセラミックコンデンサを提供する。
【解決手段】
Ti当量で0.077molの四塩化チタン水溶液へ、アンモニア水溶液を添加して水酸化チタンゲルを得、この水酸化チタンゲルに窒素雰囲気下において水酸化バリウム水溶液をBa当量で0.154mol添加して、BaTiO3換算で0.3mol/kgのスラリーを得、このスラリーをオートクレーブに投入し200℃で96時間水熱合成を行って平均粒子径が0.20μm、粒子径分布が0.21で、均斉度が0.91、真円度が0.83、D50/DTEMの値が1.3、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.008、Ba/Tiが0.99である球状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム粒子を得た。
【選択図】 図1

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサ等に用いられるチタン酸バリウム粒子およびその製造方法並びにセラミックコンデンサに関するものである。
近年、携帯電話やパソコン及びその周辺機器などの小型化,高性能化の進展が著しい。そこに用いられる電子部品、例えば積層セラミックコンデンサにおいても小型化、大容量化といった観点で開発が進められており、コンデンサ中の誘電体層の薄層化、高積層化が進められている。この誘電体層の原料としては、主に高誘電体材料であるチタン酸バリウムの粒子が用いられている。
一方、チタン酸バリウムの粒子の製造方法としては、固相法,シュウ酸塩法,ゾルゲル法,水熱合成法が知られている。固相法は、酸化チタンと炭酸バリウムの混合粉末を高温で固相合成してチタン酸バリウムを生成する(例えば、非特許文献1参照)方法である。
シュウ酸塩法は塩化バリウム水溶液と四塩化チタン水用液を混合し、この混合物をシュウ酸水溶液に滴下、攪拌してシュウ酸バリウムチタニルを生成、塩素を洗浄除去後、シュウ酸バリウムチタニルを脱水乾燥し、それを仮焼してチタン酸バリウムを生成する(例えば、非特許文献2参照)方法である。
ゾルゲル法は、チタンアルコキシドと水酸化バリウムとの混合液より複合アルコキシドを生成後、当該複合アルコキシドを仮焼してチタン酸バリウムを生成する方法である。
水熱合成法は、塩化チタンと塩化バリウムをアルカリ溶液下において水熱処理することによりチタン酸バリウムを生成する(例えば、特許文献1,2、非特許文献3参照)方法である。
工業化学雑誌第70巻第6号(1967) 窯業協会誌92(1)1984 工業化学雑誌第59巻第8号(1956) 特開昭61-031345号公報 特開2002-211926号公報
チタン酸バリウムの粒子は、バインダー,溶剤,添加剤と混合してスラリーとなり、シート成形機によりグリーンシート化された後、誘電体層となり、当該誘電体層が積層されて積層セラミックコンデンサとなるが、コンデンサ中の誘電体層の薄層化、高積層化の要求に伴い、チタン酸バリウムの粒子に対しても、薄膜化されたグリーンシート内においても、均一に充填できること、電気容量等の電気的特性のバラツキが低いこと等が要求されている。ところが、従来の技術に係るチタン酸バリウムの粒子では、グリーンシートを薄膜化した際、均一に充填することが困難で、電気的特性のバラツキも大きく、信頼性の低いものであった。
そこで発明が解決しようとする課題は、例えばコンデンサ中の誘電体層の薄層化、高積層化に伴い、チタン酸バリウム粒子が充填されたグリーンシートが薄膜化されても、十分な信頼性、電気的特性を保つことのできるチタン酸バリウム粒子と、その製造方法、並びに当該チタン酸バリウム粒子を用いたセラミックコンデンサを提供することにある。
上述の課題を解決するため、本発明者らが研究を行った結果、チタン酸バリウム粒子の電子顕微鏡で測定した平均粒子径、粒子径分布、均斉度、真円度、結晶軸比c/a、等が所定の条件を満たしていることが肝要であることに想到した。さらに、本発明者らは、当該諸条件を満たすチタン酸バリウム粒子の容易且つ生産コストの安価な製造法に想到した。
すなわち、上述の課題を解決するための第1の手段は、
電子顕微鏡像から測定した平均粒子径をDTEMとしたとき、DTEMが0.3μm以下、粒子径分布が0.5以下、均斉度が0.90以上、真円度が0.80以上、結晶軸比c/aが1.005以上、バリウムとチタンとのモル比Ba/Tiが0.99以上、1.01以下、動的光散乱法により測定した粒度分布における累積径50%となる値をD50としたとき、D50/DTEMが3.0以下であることを特徴とする正方晶チタン酸バリウム粒子である。
第2の手段は、
水熱合成法によるチタン酸バリウム粒子の製造方法であって、
チタン塩と水酸化バリウム水溶液とを、バリウムとチタンとのモル比Ba/Tiが1.5〜10.0となるよう混合し、
当該混合溶液を150℃以上、250℃以下の温度範囲で、24時間以上、水熱処理することを特徴とする正方晶チタン酸バリウム粒子の製造方法である。
第3の手段は、
第1の手段に記載の正方晶チタン酸バリウム粒子、または、第2の手段に記載の正方晶チタン酸バリウム粒子の製造方法により製造した正方晶チタン酸バリウム粒子を用いたことを特徴とするセラミックコンデンサである。
第1の手段に係る正方晶チタン酸バリウム粒子は、電子顕微鏡像から測定した平均粒子径DTEMが0.3μm以下、粒子径分布が0.5以下、均斉度が0.90以上、真円度が0.80以上、結晶軸比c/aが1.005以上、バリウムとチタンとのモル比Ba/Tiが0.99以上、1.01以下、動的光散乱法により測定した粒度分布から求めた平均粒子径をD50としたとき、D50/DTEMが3.0以下であるので、グリーンシートが薄膜化されても、十分な信頼性、電気的特性を保つことができた。
第2の手段に係る正方晶チタン酸バリウム粒子の製造方法によれば、電子顕微鏡像から測定した平均粒子径DTEMが0.3μm以下、粒子径分布が0.5以下、均斉度が0.90以上、真円度が0.80以上、結晶軸比c/aが1.005以上、バリウムとチタンとのモル比Ba/Tiが0.99以上、1.01以下、動的光散乱法により測定した粒度分布から求めた平均粒子径をD50としたときD50/DTEMが3.0以下である、正方晶チタン酸バリウム粒子を容易且つ安価な生産コストで製造することができた。
第3の手段に係るセラミックコンデンサは、誘電体層であるグリーンシートを薄膜化できるので、薄層化、高積層化に際し電気特性の不安定化、新たな設備投資、生産コストの上昇等を回避できる。
本発明者らは、所望の粒子特性を有する正方晶チタン酸バリウム粒子を製造するため、水熱合成法を基礎とした製造法を鋭意研究した。その結果、製造原料としてチタン塩と水酸化バリウム水溶液とを選択し、当該チタン塩と水酸化バリウムとの仕込量においてバリウムとチタンとのモル比Ba/Tiが1.5〜10.0となるよう混合し、当該混合溶液を150℃以上、250℃以下の温度範囲で、24時間以上、水熱処理することで、電子顕微鏡像から測定した平均粒子径DTEMが0.3μm以下、粒子径分布が0.5以下、均斉度が0.90以上、真円度が0.80以上、結晶軸比c/aが1.005以上、バリウムとチタンとのモル比Ba/Tiが0.99以上、1.01以下、マイクロトラックを用いた動的光散乱法により測定した粒度分布から求めた平均粒子径をD50としたときD50/DTEMが3.0以下である、正方晶チタン酸バリウム粒子を製造することができたものである。
以下、まず本発明に係るチタン酸バリウム粒子の製造方法を記載しながら、本発明の実施形態について説明する。
まず、純水へチタン塩として四塩化チタン水溶液を攪拌下で添加した後、アルカリ溶液を添加して四塩化チタンを加水分解し、洗浄・ろ過して水酸化チタンゲルを得る。この水酸化チタンゲルに、窒素雰囲気下において水酸化バリウム水溶液をBa/Tiのモル比で1.5〜10.0となるよう添加し、加水してスラリーを得る。このスラリーを攪拌して40〜100℃で0.5〜5時間熟成した後、オートクレーブに投入し、150〜250℃で24時間以上、好ましくは48〜100時間水熱合成を行う。反応後、室温まで冷却した後、窒素雰囲気下において生成物を洗浄・ろ過し、105〜150℃で12時間乾燥して、チタン酸バリウム粒子を得る。
ここで、原料として、水酸化チタンゲルと水酸化バリウム水溶液との替わりに、四塩化チタンと水酸化バリウム水溶液を用いても、本発明に係るチタン酸バリウムを得ることができる。この場合は、窒素雰囲気下で水酸化バリウム水溶液に水酸化ナトリウム,アンモニア水等のアルカリ溶液を添加し、四塩化チタン水溶液をバリウムとチタンとのモル比Ba/Tiで1.5〜10.0となるよう添加し、加水してスラリーを得る。このスラリーを攪拌して40〜100℃で0.5〜5時間熟成した後、オートクレーブに投入し、150〜250℃で24時間以上、好ましくは48〜100時間水熱合成を行う。反応後、室温まで冷却した後、窒素雰囲気下において生成物を洗浄・ろ過し、105〜150℃で12時間乾燥して、チタン酸バリウム粒子を得た。
さらに上記のいずれの場合においても、チタン塩として、四塩化チタンを硫酸チタンに代替することもできる。
次に、チタン酸バリウム粒子の粒子特性の評価方法例について説明する。
平均粒子径、粒子径分布、均斉度、真円度、粒子形状は、電子顕微鏡写真等の電子顕微鏡像(例えば、20,000倍の透過型電子顕微鏡写真)より求めた。まずチタン酸バリウム粒子の電子顕微鏡写真より、重なりのない300個の粒子を選び、当該粒子の長径、短径を測定し、その長径の平均値を平均粒子径DTEMとして求めた。粒子径分布は、当該粒子の粒度分布の標準偏差を、前記平均粒子径DTEMで除して求めたもので、粒度分布のシャープさの指標である。粒子形状は、前記電子顕微鏡写真等の電子顕微鏡像から判断した。均斉度は、前記測定した長径と短径の比の平均値として求めた。真円度は、前記平均粒子径DTEMを基に、粒子形状が真球と仮定した場合の比表面積を、BET法により測定した比表面積で除したものである。次に、当該チタン酸バリウム粒子の粒度分布を、マイクロトラックを用いた動的光散乱法により測定した。尚、測定においては、前処理として当該チタン酸バリウム粒子を適宜な分散媒へ十分に分散させ、マイクロトラックにて粒度分布を測定し、当該粒度分布から累積径50%となる値を求め、その値をD50とした。そして、当該D50を前記DTEMで除してD50/DTMの値を求めた。当該D50/DTEMの値は、粒子の分散性の指標である。
チタン酸バリウム粒子の結晶構造、結晶系は、X線回折により測定した回折パターンから判断した。結晶軸比c/aは、X線回折パターンより格子定数を求め、a軸とc軸の格子定数の比より算出した。
次に、チタン酸バリウム粒子の粒子特性の評価結果について説明する。
まず、チタン酸バリウム粒子の平均粒子径が0.3μm以下、さらに好ましくは0.2μm以下、もっとも好ましくは0.1μm以下であり、誘電体層の厚みが数μm以内となった場合においても誘電体層の充填密度が高まり信頼性が向上する。0.3μmを超えると誘電体層の充填密度が低く信頼性が低下するおそれがある。そして、粒子径分布が0.5以下、さらに好ましくは0.3以下であると、チタン酸バリウム粒子間の特性バラツキが抑えられるため、誘電体層の電気容量のバラツキを低減することができる。均斉度が0.90以上、真円度が0.80以上であると、チタン酸バリウム粒子等をグリーンシートにした際の粒子間の空隙が少なくできるため、充填密度が高まり信頼性が向上する。均斉度は0.90未満、真円度は0.80未満であるとグリーンシートにした際粒子間の空隙が大きくなり充填密度が低く信頼性が低下するおそれがある。チタン酸バリウム粒子のD50/DTEMの値は、当該粒子の分散性を示しており、D50/DTEMの値が3.0以下、好ましくは2.5以下であると、スラリー化に際し、溶剤中に容易に分散することができ、グリーンシートにした際の充填密度が高まり信頼性が向上する。D50/DTEMの値が3.0を超えると溶剤中への分散が困難で、グリーンシート化した際の充填密度が低く、また凝集粒子の生成により欠陥が生じるなど、信頼性が低下するおそれがある。
また本発明に係るチタン酸バリウム粒子の粒子形状は球状に近く、さらに、熱処理工程を経ていないため、粒子間焼結がなく分散時の粘性が高くならないため、ペースト化の際に固形分割合を高くできるので、チタン酸バリウム粒子自体の充填性と合間って、高密度のコンデンサを製造することができる。
チタン酸バリウム粒子結晶の結晶軸比c/aが1.005以上、好ましくは1.008以上、更に好ましくは1.009以上であると、強誘電特性を示すチタン酸バリウム粒子結晶の正方晶割合が高いことから高い誘電特性を示すことができる。結晶軸比c/aが1.005未満であると疑似立方晶の割合が高くなり誘電特性が低くなる。バリウムとチタンとのモル比Ba/Tiが、0.99〜1.01であると水酸化イオンなどの不純物や格子欠陥が少ないことから強誘電特性を示す正方晶の割合が高くなる。チタン酸バリウム粒子結晶のBa/Tiが0.99未満であると水酸化物イオンなどの不純物や格子欠陥が多く存在し、疑似立方晶の割合が高くなり誘電特性が低下するおそれがある。また、Ba/Tiが1.01を超えるとBaの炭酸塩やBaリッチ化合物などの不純物が存在して誘電特性が低下するおそれがある。
上述した本発明に係る製造方法により、平均粒子径が0.3μm以下、粒子径分布が0.5以下で、均斉度が0.90以上、真円度が0.80以上であり、D50/DTEMの値が3.0以下で、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.005以上であり、Ba/Tiが0.99〜1.01であることを特徴とする球状の正方晶チタン酸バリウム粒子を直接合成できる理由は明確でないが、過剰量のバリウムイオン,水酸化物イオンが存在する反応環境において150℃以上で、チタン化合物と反応することにより溶解・再析出が活発になり、且つこの溶解・再析出状態を24時間以上継続することで、不純物である水酸化物イオンや水などを粒内に含有することなく粒成長できたことによると推測される。
本発明に係る球状の正方晶チタン酸バリウム粒子は、粒子径が小さく、粒度分布が狭く、均斉度が高く、粒子形状が球状で分散性が高く、誘電特性に関しては、Ba/Tiが組成が均一で正方晶の割合が高い。この結果、例えば、セラミックコンデンサ中の誘電体層の薄層化、高積層化に伴うグリーンシートの薄膜化に、新たな設備投資や生産コストの上昇なしに対応できる。この結果、生産コストの招くことなく、小型、高性能のセラミックコンデンサを製造することができる。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。
(実施例1)
25℃に保持した純水に、Ti当量で0.077molの四塩化チタン水溶液を攪拌下で添加し、概ね5wt%水溶液とした後、5%アンモニア水溶液を114gゆっくり添加して四塩化チタンを加水分解し、生成した沈殿を洗浄・ろ過して水酸化チタンゲルを得る。この水酸化チタンゲルに窒素雰囲気下において水酸化バリウム水溶液をBa当量で0.154mol添加し、加水してBaTiO3換算で0.3mol/kgのスラリーを得る。このスラリーを60℃で30分間攪拌して熟成した後、オートクレーブに投入し200℃で96時間水熱合成を行う。反応後、室温まで冷却した後、窒素雰囲気下において洗浄・ろ過し、105℃で12時間乾燥してチタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.20μm、粒子径分布が0.21で、均斉度が0.91、真円度が0.83、D50/DTEMが1.3、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.008、Ba/Tiが0.99である球状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
尚、D50を求めるための、マイクロトラックを用いた動的光散乱法による測定は、前処理において、当該チタン酸バリウム微粒子の分散媒として純水を用い、超音波ホモジナイザーを用いて超音波出力150Wで3分間の分散処理をおこなった後、日機装(株)社製マイクロトラックUPA150にて粒度分布を測定して求めた。そして当該粒度分布から累積径50%となる値を求め、その値をD50とした。以下、実施例2〜7、比較例1〜6においても、同様にしてD50の値を求めた。
(実施例2)
水熱合成を250℃で96時間とした以外は実施例1と同様にして、チタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.23μm、粒子径分布が0.20で、均斉度が0.92、真円度が0.84、D50/DTEMが1.3、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.010、Ba/Tiが0.99である球状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
(実施例3)
四塩化チタン水溶液の添加量をTi当量で0.077mol、水酸化バリウム水溶液の添加量をBa当量で0.230molとした以外はは実施例1と同様にして、チタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.17μm、粒子径分布が0.19で、均斉度が0.93、真円度が0.85、D50/DTEMが1.4、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.010、Ba/Tiが0.99である球状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
尚、本実施例に係るチタン酸バリウム微粒子の透過型電子顕微鏡写真(20,000倍)を図1に、X線回折パターンを図4に示す。
(実施例4)
四塩化チタン水溶液の添加量をTi当量で0.077mol、水酸化バリウム水溶液の添加量をBa当量で0.230molとし、水熱合成を250℃で96時間とした以外は実施例1と同様にして、チタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.24μm、粒子径分布が0.18で、均斉度が0.94、真円度が0.86、D50/DTEMが1.3、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.010、Ba/Tiが1.00である球状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
(実施例5)
四塩化チタン水溶液から水酸化チタンゲルを得、この水酸化チタンゲルと水酸化バリウム水溶液とを反応させる替わりに、窒素雰囲気下で水酸化バリウム水溶液に水酸化ナトリウム,アンモニア水等のアルカリ溶液を添加し、四塩化チタン水溶液をBa/Tiのモル比で3となるよう添加し、加水してスラリーを得た以外は、実施例1と同様にして、チタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.15μm、粒子径分布が0.22、均斉度が0.91、真円度が0.83、D50/DTEMが1.5、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.009、Ba/Tiが0.99である球状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
(実施例6)
四塩化チタン水溶液から水酸化チタンゲルを得、この水酸化チタンゲルと水酸化バリウム水溶液とを反応させる替わりに、窒素雰囲気下で水酸化バリウム水溶液に水酸化ナトリウム,アンモニア水等のアルカリ溶液を添加し、四塩化チタン水溶液をBa/Tiのモル比で1.5となるよう添加し、加水してスラリーを得、水熱合成を240℃で24時間とした以外は、実施例1と同様にして、チタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.08μm、粒子径分布が0.18、均斉度が0.92、真円度が0.97、D50/DTEMが2.5、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.006、Ba/Tiが0.99である球状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
尚、本実施例に係るチタン酸バリウム微粒子の透過型電子顕微鏡写真(20,000倍)を図2に示す。
(実施例7)
四塩化チタン水溶液の添加量をTi当量で0.077mol、水酸化バリウム水溶液の添加量をBa当量で0.116molとし、水熱合成を200℃で24時間とした以外は実施例1と同様にして、チタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.10μm、粒子径分布が0.14で、均斉度が0.91、真円度が0.92、D50/DTEMが2.1、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.007、Ba/Tiが0.99である球状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
(比較例1)
四塩化チタン水溶液の添加量をTi当量で0.077mol、水酸化バリウム水溶液の添加量をBa当量で0.077molとし、水熱合成を150℃で96時間とした以外は実施例1と同様にして、チタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.25μm、粒子径分布が0.23で、均斉度が0.86、真円度が0.73と低く、D50/DTEMが1.2、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.000と低く、Ba/Tiが0.92と低い、球状で分散性の高い疑似立方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
尚、本比較例に係るチタン酸バリウム微粒子の透過型電子顕微鏡写真(20,000倍)を図3に、X線回折パターンを図5に示す。
(比較例2)
四塩化チタン水溶液の添加量をTi当量で0.077mol、水酸化バリウム水溶液の添加量をBa当量で0.077molとし、水熱合成を300℃で96時間とした以外は実施例1と同様にして、チタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.28μm、粒子径分布が0.21で、均斉度が0.89と低く、真円度が0.82、D50/DTEMが1.3、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.000と低く、Ba/Tiが0.95と低い、球状で分散性の高い疑似立方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
(比較例3)
四塩化チタン水溶液の添加量をTi当量で0.077mol、水酸化バリウム水溶液の添加量をBa当量で0.230molとし、水熱合成を300℃で24時間とした以外は実施例1と同様にして、チタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.34μmと大きく、粒子径分布が0.21で、均斉度が0.89と低く、真円度が0.86、D50/DTEMが1.2、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.009、Ba/Tiが0.99、球状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
(比較例4)
40℃に保った塩化チタン水溶液139.3g(Ti=0.48mol)に水1250mlを加え、ここへ、5.0wt%のアンモニア水483mlを30分間かけて添加し水酸化チタンスラリーを得、水洗ろ別した。窒素雰囲気下にて、当該水酸化チタンへ、水酸化バリウム151.4g(Ba=0.48mol)を加え、加水してBaTiO3換算で0.8mol/kgのスラリーを得る。このスラリーを60℃で30分間攪拌して熟成した後、オートクレーブに投入し150℃で5時間水熱合成を行う。反応後、室温まで冷却した後、窒素雰囲気下において洗浄・ろ過し、105℃で12時間乾燥してチタン酸バリウム微粒子を得た。このチタン酸バリウム微粒子を1020℃で3時間仮焼して、仮焼後のチタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.68μmと大きく、粒子径分布が0.62と広く、均斉度が0.78と低く、D50/DTEMが7.7と高く、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.009、Ba/Tiが0.97である多角形状で分散性の低い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
(比較例5)
四塩化チタン水溶液175.2g(Ti当量で0.600mol)を窒素雰囲気下で、純水250mlに加え、ここへプロピオン酸ナトリウム11.6gを含む6.1N水酸化ナトリウム水溶液557mlを添加して
四塩化チタンを加水分解し、生成した沈殿を洗浄・ろ過して水酸化チタンコロイドを得る。この水酸化チタンコロイドに窒素雰囲気下において、水酸化バリウム197.1g(Ba当量で0.606mol)
を含む水酸化バリウム水溶液1000mlを加え、さらに加水して全量を2000mlとしスラリーを得る。このスラリーを70℃で2時間攪拌して熟成した後、オートクレーブに投入し150℃で16時間水熱合成を行う。反応後、室温まで冷却した後、窒素雰囲気下において洗浄・ろ過し、105℃で12時間乾燥してチタン酸バリウム微粒子を得た。このチタン酸バリウム微粒子を1020℃で3時間仮焼して、仮焼後のチタン酸バリウム微粒子を得た。
得られた仮焼後のチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.37μmと大きく、粒子径分布が0.58と広く、均斉度が0.90、D50/DTEMが9.5と高く、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.007、Ba/Tiが0.98と小さく、多角形状で分散性の低い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
(比較例6)
25℃に保持した純水に、Ti当量で0.077molのチタンテトライソプロポキシド水溶液を攪拌下で添加し、概ね5wt%水溶液とした後、5%アンモニア水溶液を114gゆっくり添加して四塩化チタンを加水分解し、生成した沈殿を洗浄・ろ過して水酸化チタンゲルを得る。この水酸化チタンゲルに窒素雰囲気下において水酸化バリウム水溶液をBa当量で0.154mol添加し、加水してBaTiO3換算で0.3mol/kgのスラリーを得る。このスラリーを60℃で30分間攪拌して熟成した後、オートクレーブに投入し150℃で16時間水熱合成を行う。反応後、室温まで冷却した後、窒素雰囲気下において洗浄・ろ過し、105℃で12時間乾燥してチタン酸バリウム微粒子を得た。
得られたチタン酸バリウム微粒子の微粒子特性を測定した結果、平均粒子径が0.22μm、粒子径分布が0.22で、均斉度が0.86と低く、D50/DTEMが1.3、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.009、Ba/Tiが0.98と低い立方体形状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
(まとめ)
実施例1〜7で得られたチタン酸バリウム微粒子は平均粒子径が0.3μm以下、粒子径分布が0.5以下で、均斉度が0.90以上、真円度が0.80以上であり、D50/DTEMが3.0以下で、結晶構造がペロブスカイトで結晶軸比c/aが1.005以上であり、Ba/Tiが0.99〜1.01であることを特徴とする球状で分散性の高い正方晶チタン酸バリウム微粒子であった。
一方、比較例1,2ではBa/Tiが1の場合、結晶系は疑似立方晶であった。比較例3では反応温度300℃では微粒子で結晶系は正方晶となったが、粒子径が大きくなった。比較例4,比較例5とも熱処理により結晶系は正方晶となるが、粒成長により粒子径が大きくなり、粒子間の焼結によりD50/DTEMの値が高かった。また、熱処理温度を下げた場合も、粒成長は抑制できたが粒子間焼結によるD50/DTEMの値の上昇があり、結晶性も低かった。比較例6では微粒子で結晶系は正方晶となったが、粒子形状が球形ではなく立方体形となった。
尚、実施例1〜7、比較例1〜6の微粒子特性測定結果の一覧表を図6に示す。
実施例3に係るチタン酸バリウム微粒子の透過型電子顕微鏡写真(20,000倍)である。 実施例6に係るチタン酸バリウム微粒子の透過型電子顕微鏡写真(20,000倍)である。 比較例1に係るチタン酸バリウム微粒子の透過型電子顕微鏡写真(20,000倍)である。 実施例3に係るチタン酸バリウム微粒子のX線回折パターンである。 比較例1に係るチタン酸バリウム微粒子のX線回折パターンである。 実施例1〜7、比較例1〜6の微粒子特性測定結果の一覧表である。

Claims (3)

  1. 電子顕微鏡像から測定した平均粒子径をDTEMとしたとき、DTEMが0.3μm以下、粒子径分布が0.5以下、均斉度が0.90以上、真円度が0.80以上、結晶軸比c/aが1.005以上、バリウムとチタンとのモル比Ba/Tiが0.99以上、1.01以下、動的光散乱法により測定した粒度分布における累積径50%となる値をD50としたとき、D50/DTEMが3.0以下であることを特徴とする正方晶チタン酸バリウム粒子。
  2. 水熱合成法によるチタン酸バリウム粒子の製造方法であって、
    チタン塩と水酸化バリウム水溶液とを、バリウムとチタンとのモル比Ba/Tiが1.5〜10.0となるよう混合し、
    当該混合溶液を150℃以上、250℃以下の温度範囲で、24時間以上、水熱処理することを特徴とする正方晶チタン酸バリウム粒子の製造方法。
  3. 請求項1に記載の正方晶チタン酸バリウム粒子、または、請求項2に記載の正方晶チタン酸バリウム粒子の製造方法により製造した正方晶チタン酸バリウム粒子を用いたことを特徴とするセラミックコンデンサ。
JP2005043128A 2004-02-26 2005-02-18 正方晶チタン酸バリウム粒子およびその製造方法並びにセラミックコンデンサ Pending JP2005272295A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005043128A JP2005272295A (ja) 2004-02-26 2005-02-18 正方晶チタン酸バリウム粒子およびその製造方法並びにセラミックコンデンサ

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004051993 2004-02-26
JP2005043128A JP2005272295A (ja) 2004-02-26 2005-02-18 正方晶チタン酸バリウム粒子およびその製造方法並びにセラミックコンデンサ

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010063611A Division JP5149929B2 (ja) 2004-02-26 2010-03-19 正方晶チタン酸バリウム粒子とその製造方法並びにセラミックコンデンサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005272295A true JP2005272295A (ja) 2005-10-06

Family

ID=35172345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005043128A Pending JP2005272295A (ja) 2004-02-26 2005-02-18 正方晶チタン酸バリウム粒子およびその製造方法並びにセラミックコンデンサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005272295A (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005289668A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Toda Kogyo Corp 正方晶系チタン酸バリウム微粒子粉末及びその製造法
JP2007238407A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Tdk Corp セラミック粉末及びこれを用いた誘電体ペースト、積層セラミック電子部品、その製造方法
JP2007243026A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Tdk Corp セラミック粉末及びこれを用いた導電ペースト、積層セラミック電子部品、その製造方法
JP2008266086A (ja) * 2007-04-23 2008-11-06 Daiken Kagaku Kogyo Kk 板状結晶のBaTiO3、その前駆体、それらの製法及びグリーンシート
WO2009098918A1 (ja) * 2008-02-05 2009-08-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. 誘電体セラミック及び積層セラミックコンデンサ
CN101891466A (zh) * 2010-07-21 2010-11-24 陕西科技大学 一种板状钛酸钡纳米粉体的制备方法
JP2013209251A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Taiyo Yuden Co Ltd セラミック粉末及び積層セラミックコンデンサ
JP2015503829A (ja) * 2012-01-03 2015-02-02 アンドリュー ズジンコAndrew Zsinko エレクトロルミネッセンスデバイス、およびその製造
WO2015190556A1 (ja) * 2014-06-13 2015-12-17 戸田工業株式会社 チタン酸バリウム微粒子粉末、分散体及び塗膜
CN105329939A (zh) * 2015-12-03 2016-02-17 安徽中创电子信息材料有限公司 一种尺寸可控纳米级立方相超细钛酸钡粉体的制备方法
US9370743B2 (en) 2012-12-21 2016-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd Carbon dioxide adsorbent including barium titanate, carbon dioxide capture module including the same, and methods for separating carbon dioxide using the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04138814A (ja) * 1990-09-28 1992-05-13 Nisshin Steel Co Ltd エッジヒータにおける台車自動位置決め制御の中断制御方法
JPH05330824A (ja) * 1991-04-19 1993-12-14 Teika Corp チタン酸バリウムおよびその製造方法
JP2002519298A (ja) * 1998-07-01 2002-07-02 キャボット コーポレイション チタン酸バリウム粉末の熱水製造法
JP2002211926A (ja) * 2000-11-13 2002-07-31 Toda Kogyo Corp 球状チタン酸バリウム粒子粉末及びその製造法
WO2003000416A2 (en) * 2001-06-20 2003-01-03 Teragenics, Inc. Microfluidic system including a virtual wall fluid interface port for interfacing fluids with the microfluidic system
JP2003252623A (ja) * 2001-12-28 2003-09-10 Murata Mfg Co Ltd 複合酸化物粉末の製造方法、及び複合酸化物粉末
JP2004284897A (ja) * 2003-03-24 2004-10-14 Taiyo Yuden 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と、ペロブスカイト構造を有するセラミック粉末と、セラミック電子部品及びその製造方法と、積層セラミックコンデンサ及びその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04138814A (ja) * 1990-09-28 1992-05-13 Nisshin Steel Co Ltd エッジヒータにおける台車自動位置決め制御の中断制御方法
JPH05330824A (ja) * 1991-04-19 1993-12-14 Teika Corp チタン酸バリウムおよびその製造方法
JP2002519298A (ja) * 1998-07-01 2002-07-02 キャボット コーポレイション チタン酸バリウム粉末の熱水製造法
JP2002211926A (ja) * 2000-11-13 2002-07-31 Toda Kogyo Corp 球状チタン酸バリウム粒子粉末及びその製造法
WO2003000416A2 (en) * 2001-06-20 2003-01-03 Teragenics, Inc. Microfluidic system including a virtual wall fluid interface port for interfacing fluids with the microfluidic system
JP2003252623A (ja) * 2001-12-28 2003-09-10 Murata Mfg Co Ltd 複合酸化物粉末の製造方法、及び複合酸化物粉末
JP2004284897A (ja) * 2003-03-24 2004-10-14 Taiyo Yuden 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と、ペロブスカイト構造を有するセラミック粉末と、セラミック電子部品及びその製造方法と、積層セラミックコンデンサ及びその製造方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ARAUJO F G S ET AL.: "The influence of the processing conditions on the properties of hydrothermal processed barium titani", SCRIPTA MATERIALIA, vol. 43, no. 5, JPN6009057647, 14 August 2000 (2000-08-14), US, pages 447 - 452, XP004326158, ISSN: 0001458311, DOI: 10.1016/S1359-6462(00)00418-8 *
HUARUI XU ET AL.: "Preparation and characterizations of tetragonal barium titanate powders by hydrothermal method", JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, vol. Volume 22, Issue 7, JPN6010003183, July 2002 (2002-07-01), pages 1163 - 1170, ISSN: 0001520232 *
KUMAZAWA H ET AL.: "Preparation of barium titanate ultrafine particles from amorphous titania by a hydrothermal method a", JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE, vol. 31, no. 10, JPN6009057649, 1996, NL, pages 2599 - 2602, ISSN: 0001458312 *
大場陽子: "2000年の化学 "圧力鍋"でセラミックス微粉末をつくる 正方晶チタン酸バリウムの水熱合成", 化学, vol. 55, no. 3, JPN6009057646, 1 March 2000 (2000-03-01), JP, pages 58 - 59, ISSN: 0001458310 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4702515B2 (ja) * 2004-03-31 2011-06-15 戸田工業株式会社 正方晶系チタン酸バリウム微粒子粉末及びその製造法
JP2005289668A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Toda Kogyo Corp 正方晶系チタン酸バリウム微粒子粉末及びその製造法
JP2007238407A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Tdk Corp セラミック粉末及びこれを用いた誘電体ペースト、積層セラミック電子部品、その製造方法
JP2007243026A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Tdk Corp セラミック粉末及びこれを用いた導電ペースト、積層セラミック電子部品、その製造方法
JP2008266086A (ja) * 2007-04-23 2008-11-06 Daiken Kagaku Kogyo Kk 板状結晶のBaTiO3、その前駆体、それらの製法及びグリーンシート
US8395882B2 (en) 2008-02-05 2013-03-12 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric ceramic and multilayer ceramic capacitor
CN101970373A (zh) * 2008-02-05 2011-02-09 株式会社村田制作所 介电陶瓷及层叠陶瓷电容器
WO2009098918A1 (ja) * 2008-02-05 2009-08-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. 誘電体セラミック及び積層セラミックコンデンサ
KR101274953B1 (ko) 2008-02-05 2013-06-13 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 유전체 세라믹 및 적층 세라믹 콘덴서
JP5800408B2 (ja) * 2008-02-05 2015-10-28 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
CN101891466A (zh) * 2010-07-21 2010-11-24 陕西科技大学 一种板状钛酸钡纳米粉体的制备方法
JP2015503829A (ja) * 2012-01-03 2015-02-02 アンドリュー ズジンコAndrew Zsinko エレクトロルミネッセンスデバイス、およびその製造
JP2013209251A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Taiyo Yuden Co Ltd セラミック粉末及び積層セラミックコンデンサ
US9370743B2 (en) 2012-12-21 2016-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd Carbon dioxide adsorbent including barium titanate, carbon dioxide capture module including the same, and methods for separating carbon dioxide using the same
WO2015190556A1 (ja) * 2014-06-13 2015-12-17 戸田工業株式会社 チタン酸バリウム微粒子粉末、分散体及び塗膜
CN106458630A (zh) * 2014-06-13 2017-02-22 户田工业株式会社 钛酸钡微粒粉末、分散体和涂膜
JPWO2015190556A1 (ja) * 2014-06-13 2017-04-20 戸田工業株式会社 チタン酸バリウム微粒子粉末、分散体及び塗膜
CN105329939A (zh) * 2015-12-03 2016-02-17 安徽中创电子信息材料有限公司 一种尺寸可控纳米级立方相超细钛酸钡粉体的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005272295A (ja) 正方晶チタン酸バリウム粒子およびその製造方法並びにセラミックコンデンサ
KR100674846B1 (ko) 유전체용 세라믹분말의 제조방법, 및 그 세라믹분말을이용하여 제조된 적층세라믹커패시터
US6129903A (en) Hydrothermal process for making barium titanate powders
US20070202036A1 (en) Production Of Barium Titanate Compounds
KR102020702B1 (ko) 피복 티탄산바륨 미립자 및 그 제조 방법
JP5112979B2 (ja) チタン酸バリウム微粒子及びその製造方法
JP5149929B2 (ja) 正方晶チタン酸バリウム粒子とその製造方法並びにセラミックコンデンサ
JP2012116740A (ja) チタン酸バリウム粉末の製造方法及びチタン酸バリウム粉末
JP2007137759A (ja) チタン酸バリウム微粒子粉末及び分散体
JP4702515B2 (ja) 正方晶系チタン酸バリウム微粒子粉末及びその製造法
JP2010064938A (ja) チタン酸バリウムのナノ粒子分散溶液及びその製造方法
JP5046044B2 (ja) 酸化マグネシウムナノ粒子の製造方法及び酸化マグネシウムナノゾルの製造方法
JP2013082600A (ja) ペロブスカイト粉末、その製造方法及びそれを利用した積層セラミック電子部品
JP5734741B2 (ja) 結晶性チタン酸塩の製造方法および結晶性チタン酸塩
JP6324668B2 (ja) 誘電体組成物及びその製造方法
JP2005306691A (ja) チタン酸バリウム粉末及びその製造方法
JPH07277710A (ja) ペロブスカイト型複合酸化物粉末の製造方法
JP2012211058A (ja) チタン酸バリウム粉末、チタン酸バリウム粉末の製造方法およびこれを用いたセラミック電子部品
JP2005289737A (ja) チタン酸バリウム微粒子及びその製造方法
CN115380008B (zh) 钙钛矿型化合物的制造方法和钙钛矿型化合物
JP5925358B2 (ja) 結晶性チタン酸アルカリ土類金属塩の製造方法
WO2023190452A1 (ja) チタン酸バリウム粒子粉末及びその製造方法
JP2020164375A (ja) チタン酸バリウム粒子を含む非水系分散体及びその製造方法
JP6394324B2 (ja) チタン酸バリウム粉体とその製造方法
JP2015224147A (ja) 超臨界水を用いたチタン酸バリウムのナノ粒子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100126

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100715