JP2007302485A - Indium oxide powder and its manufacturing method - Google Patents

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靖匡 服部
Kazuomi Ryoshi
一臣 漁師
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide inexpensive indium oxide powder exhibiting high sinterability in spite of low specific surface area even when sintered under normal pressure. <P>SOLUTION: The indium oxide powder is obtained by heat-treating indium hydroxide powder obtained by a neutralization precipitation method, with a hydrogen-containing gas at ≤800°C and calcining the heat-treated powder in the atmosphere. The obtained indium oxide powder has 5.0-9.0 m<SP>2</SP>/g BET specific surface area, ≤35% coefficient of variation of the primary particle diameter which is calculated by SEM observation and is the ratio (σ/SEM diameter) of the standard deviation σ of the primary particle diameter to the average particle diameter (SEM diameter) thereof, 70-150 nm average particle diameter, ≤300 nm maximum particle diameter, <90 nm crystallite diameter calculated by a Scherrer method and ≥80% relative density when a molding of the indium oxide powder is sintered at 1,500°C under normal pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スパッタリング法で透明導電性薄膜を形成する際に用いられるインジウムを含むスパッタリングターゲットの原料となる、酸化インジウム粉およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an indium oxide powder that is a raw material of a sputtering target containing indium used when forming a transparent conductive thin film by a sputtering method and a method for producing the same.

透明導電性薄膜を成膜するためのスパッタリング用のターゲット材の原料として、酸化インジウム粉が広く使われている。たとえば、ITO(酸化インジウムスズ)ターゲットのようなインジウムを含む複合酸化物ターゲットを製造する場合、酸化インジウム粉と酸化スズ粉などの原料をビーズミルなどで湿式混合および粉砕してスラリーとし、これをスプレードライなどで造粒する。造粒粉を成型した後、得られた成型体を焼結してターゲット材が製造される。   Indium oxide powder is widely used as a raw material for a sputtering target material for forming a transparent conductive thin film. For example, when producing a composite oxide target containing indium such as an ITO (indium tin oxide) target, raw materials such as indium oxide powder and tin oxide powder are wet-mixed and pulverized with a bead mill or the like to form a slurry, which is then sprayed. Granulate by dry. After molding the granulated powder, the obtained molded body is sintered to produce a target material.

このターゲット焼結時の密度、いわゆる焼結体密度が、ターゲットの品質に関して重要である。焼結体密度が低いとノジュールの発生による異常放電などが問題になり、結果としてターゲットの使用率が低下するといった問題が生じる。そのため、インジウムを含むターゲットの相対密度は、通常98%以上であることが必要とされる。   The density at the time of target sintering, so-called sintered body density, is important with respect to the quality of the target. When the sintered body density is low, abnormal discharge due to the generation of nodules becomes a problem, resulting in a problem that the usage rate of the target is reduced. Therefore, the relative density of the target containing indium is usually required to be 98% or more.

これらのターゲットの原料となる酸化インジウム粉は、インジウム塩水溶液にアンモニアや水酸化ナトリウム等の塩基性水溶液を添加して中和することにより、水酸化インジウムとし、これを水洗、乾燥、仮焼することにより得られる。   The indium oxide powder used as a raw material for these targets is made into indium hydroxide by adding a basic aqueous solution such as ammonia or sodium hydroxide to an indium salt aqueous solution to neutralize it, which is washed, dried and calcined. Can be obtained.

特許文献1には、インジウム塩水溶液と塩基性水溶液を混合し、pHを7以上とした後、熟成、濾過、乾燥処理して得られる針状水酸化インジウムを仮焼することにより、BET比表面積が15〜30m2/gで、BET径と結晶子径の比が2以下、粒度分布測定により求めた一次粒子の平均粒子径が0.1μm以下である酸化インジウム粉を得ることが記載されている。この酸化インジウム粉を用いることで、ITOターゲットの密度を6.0g/cm3、相対密度で84%以上としている。 In Patent Document 1, a BET specific surface area is obtained by calcining acicular indium hydroxide obtained by mixing an indium salt aqueous solution and a basic aqueous solution and adjusting the pH to 7 or more, followed by aging, filtration and drying. Is 15-30 m 2 / g, the ratio of the BET diameter to the crystallite diameter is 2 or less, and the average particle diameter of primary particles determined by particle size distribution measurement is 0.1 μm or less. Yes. By using this indium oxide powder, the density of the ITO target is 6.0 g / cm 3 and the relative density is 84% or more.

また、特許文献2には、塩化インジウムおよび塩化スズの混合水溶液とアンモニウム炭酸塩との混合によってインジウムとスズの水酸化物を共沈させ、該沈殿を400〜950℃の範囲で加熱分解することにより、ITOターゲット用共沈粉のBET比表面積を10m2/g以上とすることが記載されている。 In Patent Document 2, indium and tin hydroxide are coprecipitated by mixing a mixed aqueous solution of indium chloride and tin chloride with ammonium carbonate, and the precipitate is thermally decomposed in the range of 400 to 950 ° C. Describes that the BET specific surface area of the coprecipitated powder for ITO target is 10 m 2 / g or more.

BET比表面積を10m2/g以上に大きくすることは、表面の活性を高め、焼結性の改善には有効であるが、BET比表面積を大きくすると、成型体の強度が低下するという新たな問題が生じる。これは、粒子界面あたりの成型用バインダ、たとえば、ポリビニルアルコール(PVA)などの重量が減少するためと考えられる。成型体強度が低下すると成型体の割れや焼結時の割れにより、歩留まりが低くなってしまう。 Increasing the BET specific surface area to 10 m 2 / g or more is effective for improving the surface activity and improving the sinterability, but increasing the BET specific surface area is a new technique that the strength of the molded product is reduced. Problems arise. This is considered because the weight of the molding binder per particle interface, for example, polyvinyl alcohol (PVA) is reduced. When the strength of the molded body decreases, the yield decreases due to cracks in the molded body and cracks during sintering.

BET比表面積が大きくなると、成型体の密度が低下するため、焼結時の収縮率が17〜19%程度と大きくなるが、これが大きいほど撓みなどの変形が顕著になる。その結果、所定寸法のターゲットを得るためには、変形を加工で修正できる量だけ成型体を大きく製造しなければならず、加工収率は7割程度と低くなり、加工時の歩留まりが低く、生産性の低下を招いていた。   When the BET specific surface area increases, the density of the molded body decreases, and thus the shrinkage ratio during sintering increases to about 17 to 19%. However, the larger the BET specific surface area, the more remarkable deformation such as bending. As a result, in order to obtain a target having a predetermined size, the molded body must be manufactured in a large amount that can correct the deformation by processing, the processing yield is as low as about 70%, and the yield during processing is low. Productivity was reduced.

これらの問題を解決するための方法として、特許文献3には、BET比表面積が10m2/g以下であって、平均二次粒子径と最大二次粒子径の比が3倍以下であり、結晶子径が90nm以上である、酸化インジウム粉が開示されている。 As a method for solving these problems, Patent Document 3 discloses that the BET specific surface area is 10 m 2 / g or less, and the ratio of the average secondary particle size to the maximum secondary particle size is 3 times or less. An indium oxide powder having a crystallite diameter of 90 nm or more is disclosed.

特許文献3では、この酸化インジウム粉を用いて高密度のターゲットを得るために、熱間プレス焼結を行っている。熱間プレス焼結は、常圧焼結と比較すると装置が複雑で、焼結が高コストになるという問題がある。   In Patent Document 3, hot press sintering is performed to obtain a high-density target using this indium oxide powder. The hot press sintering has a problem that the apparatus is complicated and the sintering becomes expensive as compared with the normal pressure sintering.

また、酸化インジウム粉の製造方法としては、均一な粒子が製造できる電解法が用いられている。しかしながら、電解法は、設備費が高価であり、電気エネルギーも必要とする点で、中和沈殿法に劣る。中和沈殿法で合成した酸化インジウム粉を選別して用いることも開示されているが、条件に適するものを選別することは高コストであり、現実的でない。   In addition, as an indium oxide powder production method, an electrolytic method capable of producing uniform particles is used. However, the electrolysis method is inferior to the neutralization precipitation method in that the equipment cost is expensive and electric energy is also required. Although it is also disclosed to select and use indium oxide powder synthesized by the neutralization precipitation method, it is expensive and expensive to select one suitable for the conditions.

また、特許文献4には、粒度分布から求めた平均粒径が0.8〜2μm、BET比表面積が3〜5m2/gである酸化インジウム粉を用いて、ゲージ圧で0.9気圧の加圧酸素雰囲気中で焼結し、高密度のITO焼結体を得ることが開示されている。しかしながら、一般に、加圧酸素雰囲気中では、焼結が容易であることが知られており、それゆえに、このような低いBET比表面積を有する酸化インジウム粉を用いても、高密度の焼結体を得ることが可能となっているが、加圧焼結は、常圧焼結と比較して高コストであり、装置も複雑となる。 In Patent Document 4, an indium oxide powder having an average particle diameter of 0.8 to 2 μm and a BET specific surface area of 3 to 5 m 2 / g obtained from the particle size distribution is used and the gauge pressure is 0.9 atm. It is disclosed that sintering is performed in a pressurized oxygen atmosphere to obtain a high-density ITO sintered body. However, in general, it is known that sintering is easy in a pressurized oxygen atmosphere. Therefore, even if an indium oxide powder having such a low BET specific surface area is used, a high-density sintered body is used. However, the pressure sintering is more expensive than the normal pressure sintering, and the apparatus is complicated.

さらに、特許文献5には、常圧焼結で高密度のITO焼結体が得られる酸化インジウム粉が開示されている。これによれば、インジウム塩水溶液を塩基性水溶液で中和し、得られたスラリーを洗浄、乾燥後、600〜1000℃で仮焼することにより、平均粒子径/比表面積相当径が1〜10であり、比表面積相当径/結晶子径が2以下である酸化インジウム粉末を得ている。5〜30m2/gと広い比表面積の範囲において、二次粒子径と一次粒子径を特定の値にすること、すなわち、一次粒子の凝集状態を制御することで、高密度のITO焼結体が得られるとしている。しかしながら、得られる焼結体の相対密度は95.0〜99.7%と変動が大きく、すべての条件で相対密度98%以上の高密度焼結体を得ることは困難である。 Further, Patent Document 5 discloses indium oxide powder from which a high-density ITO sintered body can be obtained by atmospheric pressure sintering. According to this, the indium salt aqueous solution is neutralized with a basic aqueous solution, and the obtained slurry is washed, dried, and calcined at 600 to 1000 ° C. so that the average particle diameter / specific surface area equivalent diameter is 1 to 10. Indium oxide powder having a specific surface area equivalent diameter / crystallite diameter of 2 or less is obtained. In a wide specific surface area range of 5 to 30 m 2 / g, the secondary particle diameter and the primary particle diameter are set to specific values, that is, the aggregated state of the primary particles is controlled, so that a high-density ITO sintered body is obtained. Is supposed to be obtained. However, the relative density of the sintered body obtained varies greatly from 95.0 to 99.7%, and it is difficult to obtain a high-density sintered body having a relative density of 98% or more under all conditions.

特許文献6においても、常圧焼結で高密度のITO焼結体が得られる酸化インジウム粉の製造方法が開示されている。酸化インジウム粉を500〜1200℃で仮焼した後、酸またはアルカリ中で水熱処理することにより、水酸化インジウムを溶解および再結晶化させることにより、BET径10m2/g以下、平均結晶子径90nm以上、二次粒子径3μm以下の酸化インジウム粉を得ている。この酸化インジウム粉を用いることで、常圧焼結で、高密度のITO焼結体が得られるとしている。しかしながら、この場合においても相対密度は95〜100%と変動が大きく、すべての条件で98%以上のITO焼結体を得ることは困難である。さらに、水熱処理は、高コストであり、特殊な装置を必要とする。 Patent Document 6 also discloses a method for producing indium oxide powder from which a high-density ITO sintered body can be obtained by atmospheric pressure sintering. After calcining the indium oxide powder at 500 to 1200 ° C., the BET diameter is 10 m 2 / g or less, the average crystallite diameter by dissolving and recrystallizing indium hydroxide by hydrothermal treatment in acid or alkali. An indium oxide powder having a diameter of 90 nm or more and a secondary particle diameter of 3 μm or less is obtained. By using this indium oxide powder, it is said that a high-density ITO sintered body can be obtained by atmospheric pressure sintering. However, even in this case, the relative density varies greatly as 95 to 100%, and it is difficult to obtain an ITO sintered body of 98% or more under all conditions. Furthermore, hydrothermal treatment is expensive and requires special equipment.

一方、特許文献7には、解砕しやすい低抵抗なITO粉とターゲット用のITO粉の製造方法が開示されている。これは、中和時に一定の温度以上でITO水酸化物を熟成した後に、還元雰囲気で焼成することにより、低抵抗なITO粉が得られ、中和時に乳化機を用いて得られるITO水酸化物を高温大気中で分解することでターゲット用のITO粉が得られるというものである。還元雰囲気焼成で得られるITO粉は解砕しやすく低抵抗であるが、ターゲット用ではなく、導電膜形成用のものである。この文献には、焼結性についての記載はなく、粉末特性についてもほとんど開示されていない。むしろ、高密度用ターゲットには高温大気中の焼成で得られるITO粉が好ましいとされている。   On the other hand, Patent Document 7 discloses a method for producing a low-resistance ITO powder that can be easily crushed and an ITO powder for a target. This is because ITO hydroxide can be obtained by aging ITO hydroxide at a certain temperature or more during neutralization and then firing in a reducing atmosphere to obtain low-resistance ITO powder, and using an emulsifier during neutralization. The ITO powder for the target can be obtained by decomposing the object in high-temperature air. The ITO powder obtained by firing in a reducing atmosphere is easy to crush and has low resistance, but is not for targets but for forming conductive films. This document does not describe the sinterability, and hardly discloses the powder characteristics. Rather, ITO powder obtained by firing in a high temperature atmosphere is preferred for high density targets.

また、特許文献8には、ITOターゲットの製造法として、比表面積が3〜15m2/gで、平均粒径が0.1〜0.5μmである酸化インジウム粉を用いて、高密度の焼結体を得る方法が提案されている。しかしながら、比表面積が10m2/g以下の酸化インジウム粉を用いた実施例はなく、比表面積が10m2/g以下の酸化インジウム粉を用いて高密度の焼結体が得られる方法が開示されているとはいえない。 In Patent Document 8, as a method for producing an ITO target, high density firing is performed using indium oxide powder having a specific surface area of 3 to 15 m 2 / g and an average particle size of 0.1 to 0.5 μm. A method for obtaining a ligation has been proposed. However, embodiments having a specific surface area using a 10 m 2 / g or less of indium oxide powder is not, how specific surface area density of the sintered body by using a 10 m 2 / g or less of indium oxide powder obtained is disclosed I cannot say that.

以上のように、成型体の強度が高く、かつ、常圧焼結によっても高い焼結体密度を有するターゲットが得られ、かつ、中和沈殿法のような低コストの方法により得られる酸化インジウム粉が望まれている。   As described above, a target having high strength of a molded body and a high sintered body density even by atmospheric pressure sintering is obtained, and indium oxide obtained by a low-cost method such as a neutralization precipitation method Powder is desired.

特開平5−193939号公報JP-A-5-193939

特開平5−201731号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-201731

特開平10−95615号公報JP-A-10-95615

特開平9−228036号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-228036

特開平7−188912号公報JP-A-7-188912

特開平10−17324号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-17324

特開2003−40620号公報JP 2003-40620 A

特開2004−323877号公報JP 2004-323877 A

本発明は、低い比表面積を有しながらも、常圧焼結によっても高い焼結性を示す酸化インジウム粉末を、低コストで提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an indium oxide powder having a low specific surface area and exhibiting high sinterability even by atmospheric pressure sintering at a low cost.

本発明者らは、焼結性に関する酸化インジウム粉の特性について、鋭意研究開発を行った結果、酸化インジウム粉の一次粒子径とその表面状態の影響が焼結性に大きく及ぶとの知見を得た。さらに、仮焼雰囲気、温度を制御することにより、低い比表面積でも高焼結性の酸化インジウム粉が得られることを見いだし、本発明に至った。   As a result of earnest research and development on the characteristics of indium oxide powder relating to sinterability, the present inventors have obtained knowledge that the influence of the primary particle size of the indium oxide powder and its surface state greatly affects the sinterability. It was. Furthermore, by controlling the calcining atmosphere and temperature, it was found that highly sinterable indium oxide powder can be obtained even with a low specific surface area, and the present invention has been achieved.

本発明に係る酸化インジウム粉を製造するためには、水酸化インジウム粉を、洗浄後、水素含有ガス雰囲気中で仮焼する。さらに好ましくは、水酸化インジウム粉を、洗浄後、水素含有ガス雰囲気中で熱処理した後、大気雰囲気中で仮焼することが好ましい。上記の仮焼工程、または、熱処理および仮焼の工程は、800℃以下の温度で行うことが好ましい。   In order to produce the indium oxide powder according to the present invention, the indium hydroxide powder is calcined in a hydrogen-containing gas atmosphere after washing. More preferably, it is preferable that the indium hydroxide powder is calcined in an air atmosphere after being washed and heat-treated in a hydrogen-containing gas atmosphere. The calcination step or the heat treatment and calcination steps are preferably performed at a temperature of 800 ° C. or lower.

かかる製造方法により得られる本発明の酸化インジウム粉は、BET比表面積が、5.0〜9.0m2/g、SEM観察により求めた一次粒子径の標準偏差σと平均一次粒子径(SEM径)の比(σ/SEM径)である変動係数が35%以下であることを特徴とする。 The indium oxide powder of the present invention obtained by such a production method has a BET specific surface area of 5.0 to 9.0 m 2 / g, a standard deviation σ of the primary particle diameter determined by SEM observation, and an average primary particle diameter (SEM diameter). ) Ratio (σ / SEM diameter) is 35% or less.

また、SEM観察より求めた平均一次粒子径が70〜150nm、最大一次粒子径が300nm以下であり、シェラー法で求めた結晶子径が90nm未満であることを特徴とする。   Moreover, the average primary particle diameter calculated | required from SEM observation is 70-150 nm, the maximum primary particle diameter is 300 nm or less, and the crystallite diameter calculated | required by the Scherrer method is less than 90 nm, It is characterized by the above-mentioned.

さらに、本発明の酸化インジウム粉は、その成型体を1500℃で常圧焼結した時の相対密度が80%以上となる。   Further, the indium oxide powder of the present invention has a relative density of 80% or more when the molded body is sintered under normal pressure at 1500 ° C.

本発明により、低い比表面積であっても高い焼結性を有する酸化インジウム粉が低コストで得られる。該酸化インジウム粉を用いることにより、その成型体の強度を高くすることができ、かつ、常圧焼結によっても高い焼結体密度を有するスパッタリングターゲットを得ることができる。よって、スパッタリングに際して、ノジュールの発生による異常放電などを抑制し、高い使用率を有するターゲットが、低コストで提供される。   According to the present invention, indium oxide powder having high sinterability even at a low specific surface area can be obtained at low cost. By using the indium oxide powder, the strength of the molded body can be increased, and a sputtering target having a high sintered body density can be obtained even by atmospheric pressure sintering. Therefore, during sputtering, abnormal discharge due to generation of nodules is suppressed, and a target having a high usage rate is provided at low cost.

本発明に係る酸化インジウム粉およびその製造方法について詳細に説明する。インジウムを含む複合酸化物ターゲットの製造においては、通常の工程では、酸化インジウム粉は、他の原料粉とともにボールミルあるいはビーズミルを使用して混合および粉砕され、さらに、バインダを添加して混合した後、スプレードライヤなどを用いて造粒される。   The indium oxide powder and the production method thereof according to the present invention will be described in detail. In the production of a complex oxide target containing indium, in a normal process, indium oxide powder is mixed and pulverized together with other raw material powders using a ball mill or bead mill, and after adding a binder and mixing, Granulated using a spray dryer or the like.

このことは、混合および粉砕工程において、原料粉の二次粒子は一次粒子に近い状態まで粉砕され、新たに造粒工程で二次粒子を形成することを示している。すなわち、よほど強固な連結がない限り、ターゲット用の酸化インジウム粉にとって二次粒子の状態はあまり重要ではなく、最終的に得ようとするターゲットにとって一次粒子の状態が大きく影響を及ぼすと考えられる。   This indicates that in the mixing and pulverization step, the secondary particles of the raw material powder are pulverized to a state close to the primary particles, and newly form secondary particles in the granulation step. That is, unless the connection is very strong, the state of the secondary particles is not so important for the target indium oxide powder, and the state of the primary particles is considered to have a great influence on the target to be finally obtained.

したがって、上記目的を達成するため、本発明の酸化インジウム粉では、BET比表面積を5.0〜9.0m2/gとし、SEM観察より求めた一次粒子径の標準偏差σと平均一次粒子径(SEM径)の比(σ/SEM径)である変動係数を35%以下としている。 Therefore, in order to achieve the above object, in the indium oxide powder of the present invention, the BET specific surface area is set to 5.0 to 9.0 m 2 / g, and the standard deviation σ of the primary particle diameter obtained from SEM observation and the average primary particle diameter The coefficient of variation, which is the ratio (σ / SEM diameter) of (SEM diameter), is 35% or less.

BET比表面積は、粒子径と表面状態を統合して表す指標であり、BET比表面積が大きいとは、一次粒子径が細かく表面の凹凸が多い状態、いわゆる嵩高い状態であることを意味する。   The BET specific surface area is an index that integrates the particle diameter and the surface state. The large BET specific surface area means that the primary particle diameter is fine and the surface has many irregularities, that is, a so-called bulky state.

BET比表面積が9.0m2/gより大きいと、一次粒子の表面の焼結活性が高く、焼結性に優れるが、成型体密度が低下するため、成型時および焼結時の割れや焼結時の変形による加工代の増加により、歩留まりが低下する。一方、BET比表面積が5.0m2/gより小さいと、表面の焼結活性が低く、ターゲットの焼結体密度が低下するとともに、一次粒子間の連結が強くなり、インジウムを含む複合酸化物ターゲットの製造における粉砕工程での解砕が不十分となり、造粒を行っても所望の二次粒子が得られなくなる。 When the BET specific surface area is greater than 9.0 m 2 / g, the primary particle surface has high sintering activity and excellent sinterability. However, since the density of the molded body is reduced, cracking and firing during molding and sintering are performed. Yield decreases due to an increase in machining allowance due to deformation during ligation. On the other hand, if the BET specific surface area is smaller than 5.0 m 2 / g, the surface sintering activity is low, the sintered density of the target is lowered, and the connection between primary particles is strengthened, and the composite oxide containing indium Crushing in the pulverization step in the production of the target becomes insufficient, and desired secondary particles cannot be obtained even if granulation is performed.

変動係数は、SEM観察より求めた粒子径のバラツキの指標であり、SEM観察より求めた一次粒子径の標準偏差σと平均一次粒子径(SEM径)の比(σ/SEM径)である変動係数が35%を超えると、成型体中での粒子間の空隙が多くなり、ターゲットの焼結体密度が上がらない。変動係数の下限については、特に限定されるものではないが、通常は5%未満になることはない。   The coefficient of variation is an index of the variation in particle diameter obtained from SEM observation, and is the fluctuation (σ / SEM diameter) of the standard deviation σ of the primary particle diameter obtained from SEM observation and the average primary particle diameter (SEM diameter). When the coefficient exceeds 35%, voids between particles in the molded body increase, and the density of the sintered body of the target does not increase. The lower limit of the coefficient of variation is not particularly limited, but is usually not less than 5%.

また、本発明では、SEM観察より求めた平均一次粒子径を70〜150nm、最大一次粒子を300nm以下としている。   Moreover, in this invention, the average primary particle diameter calculated | required by SEM observation is 70-150 nm, and the largest primary particle is 300 nm or less.

平均一次粒子径が70nmより小さいと粉体が嵩高く、成型体の密度が上がらず、上記のような問題が生ずる。一方、150nmよりも大きいと表面の焼結活性が低くなり、ターゲットの焼結体密度が上がらない。最大一次粒子径が300nmを超えると、成型体中での粒子間の空隙が大きくなり、ターゲットの焼結体密度が上がらない。最大一次粒子径が平均一次粒子径より小さくなることは理論的になく、本発明においては、最大一次粒子径は70nm以上である。   When the average primary particle diameter is smaller than 70 nm, the powder is bulky, the density of the molded body does not increase, and the above-described problems occur. On the other hand, if it is larger than 150 nm, the surface sintering activity is lowered, and the density of the sintered body of the target is not increased. When the maximum primary particle diameter exceeds 300 nm, voids between particles in the molded body increase, and the sintered body density of the target does not increase. The maximum primary particle size is not theoretically smaller than the average primary particle size, and in the present invention, the maximum primary particle size is 70 nm or more.

さらに、シェラー法で求めた結晶子径を90nm未満としている。シェラー法とは、粉末X線回折ピークは結晶子が小さいほどブロードになることから、結晶子の大きさを見積もる方法である。結晶子径Dは、式1に示すシェラーの式により求められる。   Furthermore, the crystallite diameter determined by the Scherrer method is set to less than 90 nm. The Scherrer method is a method for estimating the size of the crystallite because the powder X-ray diffraction peak becomes broader as the crystallite becomes smaller. The crystallite diameter D is obtained by the Scherrer equation shown in Equation 1.

式1:D = 4λ/(3(Δ2θ)cosθ)
ここで、λは波長、Δ2θはX線散乱角を横軸に取った時の回折ピークの積分幅(ラジアン単位)である。
Formula 1: D = 4λ / (3 (Δ2θ) cosθ)
Here, λ is the wavelength, and Δ2θ is the integral width (in radians) of the diffraction peak when the X-ray scattering angle is taken on the horizontal axis.

結晶子径は、結晶性の指標であり、一次粒子の界面の大きさによる一次粒子の活性化状態を表す指標となる。すなわち、焼結において一次粒子内の界面は重要な働きをしており、高温で熱処理したものほど、特に重要な表面近傍の界面も含めて一次粒子内の界面が減少し、焼結活性が低減すると考えられる。したがって、結晶子径が90nm以上になると十分に高い焼結体密度を有するターゲットが得られない。結晶子径の下限については、特に限定されるものではなく、仮焼により水酸化インジウムを酸化インジウムに転換する場合に得られる最小の結晶子径でよく、通常は20nm以上である。   The crystallite diameter is an index of crystallinity, and is an index representing the activation state of the primary particles depending on the size of the interface of the primary particles. In other words, the interface in the primary particles plays an important role in sintering, and the heat treatment at higher temperatures reduces the interface in the primary particles, including the interface near the surface, which is particularly important, and reduces the sintering activity. I think that. Therefore, when the crystallite diameter is 90 nm or more, a target having a sufficiently high sintered body density cannot be obtained. The lower limit of the crystallite diameter is not particularly limited, and may be a minimum crystallite diameter obtained when indium hydroxide is converted into indium oxide by calcination, and is usually 20 nm or more.

本発明の酸化インジウム粉は、その成型体を1500℃で常圧焼結した時の相対密度を80%以上としている。ITOなどのインジウムを含む複合酸化物中の酸化インジウム濃度は、一般に9割程度と高く、インジウムを含む複合酸化物ターゲットの焼結性は、酸化インジウム粉の焼結性に大きな影響を受ける。また、インジウムを含む複合酸化物ターゲットの製造では、粉砕工程および造粒工程により焼結条件に対応した最適な二次粒子が形成され、得られるターゲットでは、未粉砕の酸化インジウム粉の焼結体より、通常は大きな焼結体密度が得られる。   The indium oxide powder of the present invention has a relative density of 80% or more when the compact is sintered at 1500 ° C. under normal pressure. The concentration of indium oxide in a composite oxide containing indium such as ITO is generally as high as about 90%, and the sinterability of the composite oxide target containing indium is greatly influenced by the sinterability of indium oxide powder. Further, in the production of a complex oxide target containing indium, the optimum secondary particles corresponding to the sintering conditions are formed by the pulverization step and the granulation step, and the obtained target is a sintered body of unground indium oxide powder. In general, a large sintered body density can be obtained.

したがって、本発明の酸化インジウム粉は、その成型体を1500℃で常圧焼結した時の相対密度が80%以上であれば、インジウムを含む複合酸化物ターゲット、たとえば、ITOターゲットを製造した場合、焼結体密度が98%以上のターゲットが得られる。この相対密度はより高いことが好ましく、理論密度と同等、すなわち相対密度が100%であっても問題ない。   Therefore, when the indium oxide powder of the present invention has a relative density of 80% or higher when the molded body is sintered at 1500 ° C. under normal pressure, a composite oxide target containing indium, for example, an ITO target is manufactured. A target having a sintered body density of 98% or more is obtained. This relative density is preferably higher, and even if it is equal to the theoretical density, that is, the relative density is 100%, there is no problem.

酸化インジウム粉の焼結体密度は、通常の方法で成型体を焼結させれば容易に測定でき、たとえば、酸化インジウム粉0.5gを直径10mmの型で500kgf/cm2の圧力をかけて一軸成型し、常圧の酸化性雰囲気中、好ましくは大気雰囲気中において1500℃で3時間焼結させて焼結体を得て、その相対密度を測定すればよい。なお、本明細書においては、この相対密度を酸化インジウム(In23)の真密度を7.04g/cm3として算出している。 The density of the sintered body of indium oxide powder can be easily measured by sintering the molded body by an ordinary method. For example, 0.5 g of indium oxide powder is applied to a mold having a diameter of 10 mm and a pressure of 500 kgf / cm 2 is applied. A uniaxial molding is performed, and a sintered body is obtained by sintering at 1500 ° C. for 3 hours in an atmospheric pressure oxidizing atmosphere, preferably in an air atmosphere, and the relative density thereof may be measured. In the present specification, this relative density is calculated with the true density of indium oxide (In 2 O 3 ) being 7.04 g / cm 3 .

本発明に係る酸化インジウム粉は、インジウム塩水溶液を塩基性水溶液で中和して合成した水酸化インジウム粉を、洗浄後、400℃以上、800℃以下の水素含有ガス雰囲気中で仮焼することにより得られる。好ましくは、水酸化インジウム粉を、400℃以上、800℃以下の水素含有ガス雰囲気中で熱処理後、400〜800℃の大気雰囲気中で仮焼することにより得られる。   The indium oxide powder according to the present invention is prepared by neutralizing an indium salt aqueous solution with a basic aqueous solution and then calcining in a hydrogen-containing gas atmosphere at 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower after washing. Is obtained. Preferably, the indium hydroxide powder is obtained by calcining in an air atmosphere at 400 to 800 ° C. after heat treatment in a hydrogen-containing gas atmosphere at 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.

なお、塩化インジウムを含むインジウム塩水溶液を塩基性水溶液で中和して合成した水酸化インジウム粉を、塩素品位が酸化インジウム換算で70ppm以下となるまで洗浄を繰り返した後に、仮焼することが望ましい。塩素品位が70ppmを超えると、ターゲットの焼結体密度が上がらない。塩素品位はより低いものが好ましく、25ppm以下であることが特に好ましい。塩素品位の下限は特にないが、実質的に塩素を含まないものでも分析誤差として出る品位、すなわち5ppm程度が下限となる。   Indium hydroxide powder synthesized by neutralizing an aqueous solution of indium salt containing indium chloride with a basic aqueous solution is preferably calcined after repeated washing until the chlorine quality is 70 ppm or less in terms of indium oxide. . If the chlorine quality exceeds 70 ppm, the sintered density of the target will not increase. A lower chlorine grade is preferred, with 25 ppm or less being particularly preferred. There is no particular lower limit on the chlorine quality, but the quality that results in an analysis error even if the material does not substantially contain chlorine, that is, about 5 ppm is the lower limit.

仮焼工程は、水素含有ガス雰囲気中で行う。さらに、水素含有ガス雰囲気中で熱処理した後、大気雰囲気中で仮焼することがより好ましい。水素含有ガス雰囲気としては、水素と窒素の混合ガスを用いることが好ましい。   The calcination step is performed in a hydrogen-containing gas atmosphere. Furthermore, it is more preferable to calcine in an air atmosphere after heat treatment in a hydrogen-containing gas atmosphere. As the hydrogen-containing gas atmosphere, it is preferable to use a mixed gas of hydrogen and nitrogen.

このように水素含有ガス雰囲気中で熱履歴を受けることにより、大気雰囲気中での仮焼と比較して、低温で比表面積が減少し、仮焼条件をより低い温度とすることができることから、同じ比表面積の酸化インジウム粉と比較すると、大気雰囲気中で仮焼したものより、水素含有ガス雰囲気中で熱履歴を受けたものは、ターゲットの相対密度が高くなる。これは、高温の熱履歴がないため、酸化インジウム粉の焼結活性が維持されているためと考えられる。   By receiving the thermal history in the hydrogen-containing gas atmosphere in this way, the specific surface area is reduced at a low temperature compared to the calcining in the air atmosphere, and the calcining conditions can be lowered. Compared with the indium oxide powder having the same specific surface area, the target subjected to the thermal history in the hydrogen-containing gas atmosphere has a higher relative density of the target than the one calcined in the air atmosphere. This is presumably because the sintering activity of the indium oxide powder is maintained because there is no high-temperature thermal history.

さらに、水素含有ガス雰囲気中では、低温での熱処理が可能となることから、異常粒成長がなく、大気雰囲気中で仮焼したものより一次粒子のばらつきが小さくなる。すなわち、一次粒子径の標準偏差σと平均一次粒子径(SEM径)の比(σ/SEM径)である変動係数が35%以下の酸化インジウム粉が得られ、その平均一次粒子径は70〜150nm、最大一次粒子径は300nm以下となる。   Furthermore, since heat treatment at a low temperature is possible in a hydrogen-containing gas atmosphere, there is no abnormal grain growth, and the dispersion of primary particles is smaller than that obtained by calcination in an air atmosphere. That is, indium oxide powder having a coefficient of variation of 35% or less, which is a ratio (σ / SEM diameter) of the standard deviation σ of the primary particle diameter and the average primary particle diameter (SEM diameter), is obtained, and the average primary particle diameter is 70 to 150 nm and the maximum primary particle size is 300 nm or less.

以上の理由により、水素含有ガス雰囲気中で熱履歴を受けた酸化インジウム粉は、大気雰囲気中で仮焼したものより低いBET比表面積まで、すなわち、5m2/g以上であれば、焼結後に80%以上の相対密度を達成することができる。 For the above reasons, indium oxide powder that has undergone a thermal history in a hydrogen-containing gas atmosphere has a lower BET specific surface area than that calcined in the air atmosphere, that is, 5 m 2 / g or more, after sintering. A relative density of 80% or more can be achieved.

本発明に係る酸化インジウム粉を得るには、水素含有ガス雰囲気中で仮焼するだけでもよいが、インジウムを含む複合酸化物ターゲットの製造工程におけるビーズミル粉砕で、かかる工程に使用する分散剤との相性を良くするために、後工程として大気雰囲気中での仮焼を加える方が望ましい。大気雰囲気中で仮焼することにより、一次粒子表面で僅かに還元されたインジウムメタルあるいは低級酸化インジウムを酸化インジウムに再酸化することができる。   In order to obtain the indium oxide powder according to the present invention, it may be simply calcined in a hydrogen-containing gas atmosphere, but in the bead mill pulverization in the production process of the composite oxide target containing indium, the dispersant used in this process In order to improve the compatibility, it is desirable to perform calcination in an air atmosphere as a post process. By calcination in an air atmosphere, indium metal or lower indium oxide slightly reduced on the primary particle surface can be reoxidized to indium oxide.

さらに、後工程の大気雰囲気中での仮焼も低温で行うことができ、高温の履歴がなく、異常粒成長が起こりにくいため、水素含有ガス雰囲気中での熱処理で得られた粉体特性を維持することができ、これがより高い焼結性に寄与していると考えられる。   Furthermore, calcination in the air atmosphere in the post-process can be performed at low temperature, there is no history of high temperature, and abnormal grain growth is unlikely to occur, so the powder characteristics obtained by heat treatment in a hydrogen-containing gas atmosphere can be obtained. It is thought that this contributes to higher sinterability.

水素含有ガス雰囲気中での仮焼温度(熱処理温度)、および、水素含有ガス雰囲気中で熱処理した後の大気雰囲気中で仮焼温度は、800℃以下の温度とすることが好ましい。仮焼する水酸化インジウムの状態、量、仮焼時間などを考慮して、得られる酸化インジウム粉のBET比表面積が5〜9.0m2/gとなるように仮焼温度を決定すればよい。ただし、高温の熱履歴を避け、一次粒子径のばらつきを抑えるためには、さらに700℃以下とすることが好ましい。また、水酸化インジウムを酸化インジウムに熱分解するために250℃以上にする必要があるが、BET比表面積を9.0以下にするため400℃以上の温度にすることが好ましく、さらに望ましくは500℃以上の温度にすることが好ましい。 The calcination temperature (heat treatment temperature) in the hydrogen-containing gas atmosphere and the calcination temperature in the air atmosphere after the heat treatment in the hydrogen-containing gas atmosphere are preferably 800 ° C. or lower. The calcining temperature may be determined so that the indium oxide powder obtained has a BET specific surface area of 5 to 9.0 m 2 / g in consideration of the state, amount, calcining time, and the like of indium hydroxide to be calcined. . However, in order to avoid a high temperature heat history and to suppress variations in the primary particle size, it is further preferably set to 700 ° C. or lower. Further, in order to thermally decompose indium hydroxide into indium oxide, it is necessary to set the temperature to 250 ° C. or more. However, in order to make the BET specific surface area 9.0 or less, the temperature is preferably 400 ° C. or more, and more desirably 500 ° C. It is preferable to set the temperature to be at least ° C.

水素含有ガス中の水素濃度は、特に限定するものではないが、ISO国際規格には、5.7容量%未満の水素を含む水素および窒素の混合ガスは、どのような空気とまぜても不燃であることが示されており、安全性との観点から5.7容量%未満とすることが望ましい。水素濃度の下限は、焼成中に還元作用が必要なことから、0.4容量%以上であることが好ましい。   The hydrogen concentration in the hydrogen-containing gas is not particularly limited. According to the ISO international standard, a mixed gas of hydrogen and nitrogen containing less than 5.7% by volume of hydrogen is incombustible regardless of air. From the viewpoint of safety, it is desirable to make it less than 5.7% by volume. The lower limit of the hydrogen concentration is preferably 0.4% by volume or more because a reducing action is required during firing.

かかる方法により得られる酸化インジウム粉は、5.0〜9.0m2/gという低い比表面積を有しながらも、その成型体を1500℃で常圧焼結した時の相対密度が80%以上と高い成型体密度が得られ、かつ、焼結活性が高く維持されている一次粒子からなり、焼結性に優れた酸化インジウム粉が得られる。 The indium oxide powder obtained by such a method has a specific surface area as low as 5.0 to 9.0 m 2 / g, but has a relative density of 80% or more when the molded body is sintered at 1500 ° C. under normal pressure. Thus, an indium oxide powder excellent in sinterability can be obtained.

以下、本発明の実施例および比較例によって、本発明をさらに説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例および比較例で用いた粒子観察の方法および結晶子径の評価方法は、以下の通りである。   Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples of the present invention, but the present invention is not limited to these Examples. The particle observation method and the crystallite diameter evaluation method used in Examples and Comparative Examples are as follows.

(1)BET比表面積:比表面積測定装置(ユアサアイオニクス社製、カウンターソーブQS−10)を用いてBET1点法により比表面積を測定した。 (1) BET specific surface area: The specific surface area was measured by a BET one-point method using a specific surface area measuring device (manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd., Countersorb QS-10).

(2)粒子観察:FE型走査電子顕微鏡(SEM)システム(株式会社日立製作所製、S−4700)を用いて、粒子の形状と大きさを観察した。得られたSEM像の任意の250粒子を測定することにより、平均一次粒子径(SEM径)、最大一次粒子径、標準偏差σを求めた。 (2) Particle observation: The shape and size of the particles were observed using an FE scanning electron microscope (SEM) system (manufactured by Hitachi, Ltd., S-4700). The average primary particle diameter (SEM diameter), the maximum primary particle diameter, and the standard deviation σ were determined by measuring arbitrary 250 particles of the obtained SEM image.

(3)結晶子径測定:X線回折(XPD)システム(PANalytacal社製、X’pert PRO)を用いて、粉末X線回折パターンを得て、シェラー(Scherrer)法により結晶子径を求めた。装置の系統的な誤差による半値幅の広がりを求めるための標準には、六ほう化ランタン(LaB6)粉末(NIST:660a)を用いた。 (3) Crystallite size measurement: Using an X-ray diffraction (XPD) system (X'pert PRO, manufactured by PANalytal), a powder X-ray diffraction pattern was obtained, and the crystallite size was determined by the Scherrer method. . Lanthanum hexaboride (LaB 6 ) powder (NIST: 660a) was used as a standard for determining the breadth of the half width due to systematic errors in the apparatus.

[実施例1]
インジウムメタルを11.6Nの塩酸に溶解し、純水を加え、0.88mol/Lの塩化インジウム水溶液を準備した。この塩化インジウム水溶液を40℃に加温し、これに、25質量%アンモニア水溶液1.05当量分を、4.2L/minの速度でポンプにて供給し、水酸化インジウム粉を合成した。得られた水酸化インジウムを濾過、水洗し、0.1mol/Lのアンモニア水溶液に分散させ、サスペンションとし、これを80℃で撹拌しながら1時間保持した後、濾過、水洗、乾燥、0.01mol/Lの硝酸アンモニウム水溶液で洗浄、水洗、乾燥を行った。得られた水酸化インジウムの塩素品位は17質量ppmであった。
[Example 1]
Indium metal was dissolved in 11.6N hydrochloric acid, pure water was added, and a 0.88 mol / L indium chloride aqueous solution was prepared. This indium chloride aqueous solution was heated to 40 ° C., and 1.05 equivalent of a 25 mass% ammonia aqueous solution was supplied by a pump at a rate of 4.2 L / min to synthesize indium hydroxide powder. The obtained indium hydroxide was filtered, washed with water, dispersed in a 0.1 mol / L aqueous ammonia solution to form a suspension, which was kept at 80 ° C. with stirring for 1 hour, then filtered, washed with water, dried, 0.01 mol This was washed with an aqueous / L ammonium nitrate solution, washed with water and dried. The chlorine quality of the obtained indium hydroxide was 17 ppm by mass.

得られた水酸化インジウムを、4容量%水素−窒素混合ガス10L/minの気流中、550℃で、60分間保持して熱処理した後、空気流量10L/minの気流(大気)中、550℃で、60分間保持することにより仮焼した。仮焼後のサンプルをメノウ乳鉢で5分間手粉砕して、酸化インジウム粉を得た。得られた酸化インジウム粉のBET比表面積を測定したところ、7.4m2/gであった。 The obtained indium hydroxide was heat-treated at 550 ° C. for 60 minutes in a 4% hydrogen / nitrogen mixed gas stream at 10 L / min, and then 550 ° C. in a stream (atmosphere) with an air flow rate of 10 L / min. And calcined by holding for 60 minutes. The calcined sample was hand pulverized for 5 minutes in an agate mortar to obtain indium oxide powder. It was 7.4 m < 2 > / g when the BET specific surface area of the obtained indium oxide powder was measured.

この酸化インジウム粉約0.5gを、500kgf/cm2で直径10mmの型で一軸成型し、10L/minの空気気流中で、1500℃にて3時間焼成して焼結体を得た。得られた焼結体の相対密度を測定したところ、相対密度は96%と高いものが得られた。なお、相対密度は、酸化インジウム(In23)真密度を7.04g/cm3として算出した。 About 0.5 g of this indium oxide powder was uniaxially molded in a mold having a diameter of 10 mm at 500 kgf / cm 2 and fired in an air stream of 10 L / min for 3 hours at 1500 ° C. to obtain a sintered body. When the relative density of the obtained sintered body was measured, a high relative density of 96% was obtained. The relative density was calculated with the true density of indium oxide (In 2 O 3 ) being 7.04 g / cm 3 .

SEM像から一次粒子径を測定したところ、平均粒子径(SEM径):89nm、最大粒子径:165nm、最小粒子径:46nm、標準偏差σ:24nm、変動係数(σ/SEM径):27%であった。また、結晶子径は68nmであった。表1および図3に、本実施例の結果を示す。   When the primary particle diameter was measured from the SEM image, the average particle diameter (SEM diameter): 89 nm, the maximum particle diameter: 165 nm, the minimum particle diameter: 46 nm, the standard deviation σ: 24 nm, and the coefficient of variation (σ / SEM diameter): 27% Met. The crystallite diameter was 68 nm. Table 1 and FIG. 3 show the results of this example.

[実施例2]
実施例1で得られた水酸化インジウムを用いて、熱処理温度および仮焼温度を600℃とした以外は実施例1と同様にして、酸化インジウム粉を得た。
[Example 2]
Using indium hydroxide obtained in Example 1, indium oxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature and the calcining temperature were 600 ° C.

実施例1と同様に評価したところ、BET比表面積は6.2m2/gであったが、焼結体の相対密度は89%と高いものが得られた。図1に仮焼後のサンプルのSEM像を示す。一次粒子径は、大気雰囲気で仮焼したもの(比較例1)と比較すると大きいが、極端に成長したものはなく、粒度分布はより均一に近い。一次粒子径が300nmを超える一次粒子は認められなかった。 When evaluated in the same manner as in Example 1, the BET specific surface area was 6.2 m 2 / g, but the sintered body had a high relative density of 89%. FIG. 1 shows an SEM image of the sample after calcination. The primary particle size is larger than that obtained by calcining in an air atmosphere (Comparative Example 1), but none of the primary particle size has grown extremely, and the particle size distribution is more uniform. Primary particles having a primary particle diameter exceeding 300 nm were not recognized.

SEM像から一次粒子径を測定したところ、平均粒子径(SEM径):109nm、最大粒子径:235nm、最小粒子径:55nm、標準偏差σ:32nm、変動係数(σ/SEM径):29%であった。また、結晶子径は85nmであった。表1および図3に本実施例の結果を示す。   When the primary particle diameter was measured from the SEM image, the average particle diameter (SEM diameter): 109 nm, the maximum particle diameter: 235 nm, the minimum particle diameter: 55 nm, the standard deviation σ: 32 nm, and the coefficient of variation (σ / SEM diameter): 29% Met. The crystallite diameter was 85 nm. Table 1 and FIG. 3 show the results of this example.

[実施例3]
インジウムメタルを11.6Nの塩酸に溶解し、純水を加え、0.88mol/Lの塩化インジウム水溶液を準備した。この塩化インジウム水溶液を40℃に加温し、これに、25質量%アンモニア(NH4OH)水溶液1.05当量分を、3.3L/minの速度でポンプにて供給し、水酸化インジウム粉を合成した。得られた水酸化インジウムを濾過、水洗し、0.1mol/Lのアンモニア水溶液に分散させ、サスペンションとし、これを80℃で撹拌しながら1時間保持した後、濾過、水洗、乾燥、0.01mol/Lの硝酸アンモニウム(NH4NO3)水溶液にて、洗浄、水洗、乾燥を行った。得られた水酸化インジウムの塩素品位は19ppmであった。得られた水酸化インジウムを用いて、実施例2と同様にして、酸化インジウム粉を得た。
[Example 3]
Indium metal was dissolved in 11.6N hydrochloric acid, pure water was added, and a 0.88 mol / L indium chloride aqueous solution was prepared. This indium chloride aqueous solution was heated to 40 ° C., and 1.05 equivalent of 25 mass% ammonia (NH 4 OH) aqueous solution was supplied to this with a pump at a rate of 3.3 L / min. Was synthesized. The obtained indium hydroxide was filtered, washed with water, dispersed in a 0.1 mol / L aqueous ammonia solution to form a suspension, which was kept at 80 ° C. with stirring for 1 hour, then filtered, washed with water, dried, 0.01 mol Washing, rinsing and drying were performed with an / L ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) aqueous solution. The chlorine quality of the obtained indium hydroxide was 19 ppm. Using the obtained indium hydroxide, indium oxide powder was obtained in the same manner as in Example 2.

実施例1と同様に評価したところ、BET比表面積は5.9m2/gと小さいが、相対密度は84%であった。SEM像から一次粒子径を測定したところ、平均粒子径(SEM径):114nm、最大粒子径:248nm、最小粒子径:64nm、標準偏差σ:31nm、変動係数(σ/SEM径):30%であった。また、結晶子径は81nmであった。表1および図3に本実施例の結果を示す。 When evaluated in the same manner as in Example 1, the BET specific surface area was as small as 5.9 m 2 / g, but the relative density was 84%. When the primary particle diameter was measured from the SEM image, the average particle diameter (SEM diameter): 114 nm, the maximum particle diameter: 248 nm, the minimum particle diameter: 64 nm, the standard deviation σ: 31 nm, and the variation coefficient (σ / SEM diameter): 30% Met. The crystallite diameter was 81 nm. Table 1 and FIG. 3 show the results of this example.

[実施例4]
実施例1で得られた水酸化インジウムを用いて、水素−窒素混合ガス中の水素濃度を0.4容量%とし、水素−窒素熱処理とそれに続く大気仮焼の時間を各15分間、温度を700℃とした以外は、実施例1と同様にして、酸化インジウム粉を得た。
[Example 4]
Using the indium hydroxide obtained in Example 1, the hydrogen concentration in the hydrogen-nitrogen mixed gas was adjusted to 0.4% by volume, the time for the hydrogen-nitrogen heat treatment and the subsequent air calcining for 15 minutes each, An indium oxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 700 ° C.

実施例1と同様に評価したところ、BET比表面積は6.6m2/gであり、焼結体の相対密度は90%と高いものが得られた。粒子観察を行うと、一次粒子径は、大気雰囲気で仮焼したもの(比較例1)と比較すると大きいが、極端に成長したものはなく、粒度分布はより均一に近い。また、粒子径が300nmを超える一次粒子は認められなかった。 When evaluated in the same manner as in Example 1, the BET specific surface area was 6.6 m 2 / g, and the sintered compact had a high relative density of 90%. When the particles are observed, the primary particle size is larger than that of the calcined sample in the air atmosphere (Comparative Example 1), but there is no extremely grown particle size and the particle size distribution is more uniform. Further, primary particles having a particle diameter exceeding 300 nm were not recognized.

SEM像から一次粒子径を測定したところ、平均粒子径(SEM径):119nm、最大粒子径:227nm、最小粒子径:55nm、標準偏差σ:34nm、変動係数(σ/SEM径):29%であった。また、結晶子径は76nmであった。表1に本実施例の結果を示す。   When the primary particle diameter was measured from the SEM image, the average particle diameter (SEM diameter): 119 nm, the maximum particle diameter: 227 nm, the minimum particle diameter: 55 nm, the standard deviation σ: 34 nm, and the coefficient of variation (σ / SEM diameter): 29% Met. The crystallite diameter was 76 nm. Table 1 shows the results of this example.

[比較例1]
実施例1で得られた水酸化インジウムを、1050℃の温度、空気流量10L/minの気流(大気)中で、200分間保持して仮焼した。仮焼後のサンプルをメノウ乳鉢で5分間、手粉砕して、酸化インジウム粉を得た。
[Comparative Example 1]
The indium hydroxide obtained in Example 1 was calcined by being held for 200 minutes in an air current (atmosphere) at a temperature of 1050 ° C. and an air flow rate of 10 L / min. The calcined sample was hand pulverized for 5 minutes in an agate mortar to obtain indium oxide powder.

得られた酸化インジウム粉について実施例1と同様にして評価したところ、BET比表面積は6.4m2/gであり、その焼結体の相対密度を測定したところ、相対密度は70%と低い値であった。図2に、仮焼後のサンプルのSEM像を示す。一次粒子は100nm程度のものが多いが、400nm以上の粒子も存在し、不均一であった。 When the obtained indium oxide powder was evaluated in the same manner as in Example 1, the BET specific surface area was 6.4 m 2 / g, and when the relative density of the sintered body was measured, the relative density was as low as 70%. Value. In FIG. 2, the SEM image of the sample after calcination is shown. Most of the primary particles are about 100 nm, but particles of 400 nm or more existed and were non-uniform.

SEM像から一次粒子径を測定したところ、平均粒子径(SEM径):107nm、最大粒子径:429nm、最小粒子径:26nm、標準偏差σ:51nm、変動係数(σ/SEM径):50%であった。また、結晶子径は96nmであった。表1および図3に、本比較例の結果を示す。   When the primary particle diameter was measured from the SEM image, the average particle diameter (SEM diameter): 107 nm, the maximum particle diameter: 429 nm, the minimum particle diameter: 26 nm, the standard deviation σ: 51 nm, and the coefficient of variation (σ / SEM diameter): 50% Met. The crystallite diameter was 96 nm. Table 1 and FIG. 3 show the results of this comparative example.

[比較例2]
実施例3で得られた水酸化インジウムを、900℃の温度、空気流量10L/minの気流(大気)中で、200分間保持して仮焼した。仮焼後のサンプルをメノウ乳鉢で5分間手粉砕して、酸化インジウム粉を得た。
[Comparative Example 2]
The indium hydroxide obtained in Example 3 was calcined by being held for 200 minutes in an air current (atmosphere) at a temperature of 900 ° C. and an air flow rate of 10 L / min. The calcined sample was hand pulverized for 5 minutes in an agate mortar to obtain indium oxide powder.

得られた酸化インジウム粉について実施例1と同様にして評価したところ、BET比表面積は9.5m2/gと大きいが、相対密度は86%であった。   When the obtained indium oxide powder was evaluated in the same manner as in Example 1, the BET specific surface area was as large as 9.5 m 2 / g, but the relative density was 86%.

粒子観察を行うと、一次粒子径は均一に近いが、粒子同士の連結が観察された。   When the particles were observed, the primary particle diameter was almost uniform, but the connection between the particles was observed.

SEM像から一次粒子径を測定したところ、平均粒子径(SEM径):82nm、最大粒子径:170nm、最小粒子径:33nm、標準偏差σ:21nm、変動係数(σ/SEM径):25%であった。また、結晶子径は68nmであった。表1および図3に、本実施例の結果を示す。   When the primary particle diameter was measured from the SEM image, the average particle diameter (SEM diameter): 82 nm, the maximum particle diameter: 170 nm, the minimum particle diameter: 33 nm, the standard deviation σ: 21 nm, and the coefficient of variation (σ / SEM diameter): 25% Met. The crystallite diameter was 68 nm. Table 1 and FIG. 3 show the results of this example.

[比較例3]
実施例1で得られた水酸化インジウムを用いて、仮焼温度を850℃とした以外は、比較例1と同様に処理して、酸化インジウム粉を得た。得られた酸化インジウム粉について、実施例1と同様に評価した。焼結体の相対密度は97%と高くなったが、焼結前の酸化インジウム粉のBET比表面積は11.7m2/gとさらに大きくなった。
[Comparative Example 3]
Using indium hydroxide obtained in Example 1, treatment was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the calcining temperature was set to 850 ° C. to obtain indium oxide powder. The obtained indium oxide powder was evaluated in the same manner as in Example 1. Although the relative density of the sintered body was as high as 97%, the BET specific surface area of the indium oxide powder before sintering was further increased to 11.7 m 2 / g.

SEM像から一次粒子径を測定したところ、平均粒子径(SEM径):68nm、最大粒子径:190nm、最小粒子径:25nm、標準偏差σ:24nm、変動係数(σ/SEM径):35%であった。また、結晶子径は62nmであった。表1および図3に、本比較例の結果を示す。   When the primary particle diameter was measured from the SEM image, the average particle diameter (SEM diameter): 68 nm, the maximum particle diameter: 190 nm, the minimum particle diameter: 25 nm, the standard deviation σ: 24 nm, and the coefficient of variation (σ / SEM diameter): 35% Met. The crystallite diameter was 62 nm. Table 1 and FIG. 3 show the results of this comparative example.

図3から明らかなように、酸化インジウム焼結体の相対密度は、BET比表面積の減少に伴い減少する。空気気流(大気雰囲気)中での仮焼では、この傾向が顕著であり、比較例1に記載のように、1050℃の仮焼ではBET比表面積が6.4m2/gと小さくなり、このサンプルの焼成後の相対密度は70%にしかならず、相対密度を80%以上とするためには、比較例2に記載のようにBET比表面積を9.5m2/gと大きくすることが必要である。 As is apparent from FIG. 3, the relative density of the indium oxide sintered body decreases as the BET specific surface area decreases. In the calcination in an air stream (atmosphere), this tendency is remarkable. As described in Comparative Example 1, the calcination at 1050 ° C. reduces the BET specific surface area to 6.4 m 2 / g. The relative density after firing of the sample is only 70%, and in order to make the relative density 80% or more, it is necessary to increase the BET specific surface area as 9.5 m 2 / g as described in Comparative Example 2. is there.

しかしながら、4容量%水素−窒素混合ガス雰囲気中で熱処理を行うことにより、実施例1〜3のように、550℃もしくは600℃の熱処理および仮焼でBET比表面積が9.0m2/g以下であっても、サンプルの焼成後の相対密度を80%以上とすることを達成している。たとえば、実施例2および3における酸化インジウム粉は、BET比表面積6.2m2/g、5.9m2/gであっても、一次粒子径の変動が小さいことと相俟って、相対密度89%、84%と、比較例1に記載の大気雰囲気中における仮焼の場合と比較して、サンプルの焼成後の相対密度は20%以上も高くなっている。 However, by performing heat treatment in a 4% by volume hydrogen-nitrogen mixed gas atmosphere, the BET specific surface area is 9.0 m 2 / g or less by heat treatment and calcining at 550 ° C. or 600 ° C. as in Examples 1 to 3. Even so, the relative density of the sample after firing is 80% or more. For example, the indium powder of Example 2 and 3, even BET surface area 6.2m 2 /g,5.9m 2 / g, I coupled with a variation in the primary particle diameter is small, the relative density Compared to the calcination in the air atmosphere described in Comparative Example 1 as 89% and 84%, the relative density after firing the sample is 20% or more.

さらに、実施例4に記載のように、0.4容量%水素−窒素混合気流中、700℃の温度で熱処理した後、同温度の大気雰囲気中で仮焼を施すことでも、得られた酸化インジウム粉は、比較例1と同様にBET比表面積が小さいにも拘わらず、高い相対密度を得ることができている。水素含有ガス気流中で熱処理することにより、低温でもBET比表面積が小さくなり、小さなBET比表面積でも高い焼結性が維持され、高い相対密度が得られることがわかる。   Furthermore, as described in Example 4, after heat treatment at a temperature of 700 ° C. in a 0.4% by volume hydrogen-nitrogen mixed stream, the obtained oxidation was also performed by calcination in an air atmosphere at the same temperature. Although the indium powder has a small BET specific surface area as in Comparative Example 1, a high relative density can be obtained. It can be seen that heat treatment in a hydrogen-containing gas stream reduces the BET specific surface area even at low temperatures, maintains high sinterability even at a small BET specific surface area, and provides a high relative density.

本発明の実施例2におけるサンプルのSEM像である。It is a SEM image of the sample in Example 2 of this invention. 比較例1におけるサンプルのSEM像である。3 is a SEM image of a sample in Comparative Example 1. 本発明の実施例および比較例における、得られた酸化インジウム粉のBET比表面積とその成型体の焼成後の相対密度の関係を示すグラフである 。It is a graph which shows the relationship between the BET specific surface area of the obtained indium oxide powder, and the relative density after the baking of the molded object in the Example and comparative example of this invention.

Claims (10)

BET比表面積が5.0〜9.0m2/g、SEM観察より求めた一次粒子径の標準偏差と平均一次粒子径の比である変動係数が35%以下であることを特徴とする酸化インジウム粉。 Indium oxide having a BET specific surface area of 5.0 to 9.0 m 2 / g and a coefficient of variation which is a ratio of the standard deviation of the primary particle diameter and the average primary particle diameter determined by SEM observation is 35% or less powder. SEM観察より求めた平均一次粒子径が70〜150nm、最大一次粒子径が300nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の酸化インジウム粉。   2. The indium oxide powder according to claim 1, wherein the average primary particle diameter determined by SEM observation is 70 to 150 nm, and the maximum primary particle diameter is 300 nm or less. シェラー法により求めた結晶子径が90nm未満であることを特徴とする請求項1または2に記載の酸化インジウム粉。   The indium oxide powder according to claim 1 or 2, wherein the crystallite diameter determined by the Scherrer method is less than 90 nm. その成型体を1500℃で常圧焼結した時の相対密度が80%以上となることを特徴とする請求項1〜3に記載の酸化インジウム粉。   4. The indium oxide powder according to claim 1, wherein a relative density when the molded body is sintered under normal pressure at 1500 ° C. is 80% or more. 5. インジウム塩水溶液を塩基性水溶液で中和して合成した水酸化インジウム粉を、洗浄後、水素含有ガス雰囲気中で仮焼することにより得られる酸化インジウム粉。   Indium oxide powder obtained by calcination in a hydrogen-containing gas atmosphere after washing indium hydroxide powder synthesized by neutralizing an indium salt aqueous solution with a basic aqueous solution. インジウム塩水溶液を塩基性水溶液で中和して合成した水酸化インジウム粉を、洗浄後、水素含有ガス雰囲気中で熱処理した後、大気雰囲気中で仮焼することにより得られる酸化インジウム粉。   An indium oxide powder obtained by washing an indium hydroxide powder synthesized by neutralizing an indium salt aqueous solution with a basic aqueous solution, heat treating it in a hydrogen-containing gas atmosphere, and calcining in an air atmosphere. インジウム塩水溶液を塩基性水溶液で中和して合成した水酸化インジウム粉を、洗浄後、水素含有ガス雰囲気中で仮焼することを特徴とする酸化インジウム粉の製造方法。   A method for producing indium oxide powder, characterized in that indium hydroxide powder synthesized by neutralizing an indium salt aqueous solution with a basic aqueous solution is calcined in a hydrogen-containing gas atmosphere after washing. 前記仮焼を800℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項7に記載の酸化インジウム粉の製造方法。   The method for producing indium oxide powder according to claim 7, wherein the calcination is performed at a temperature of 800 ° C. or less. インジウム塩水溶液を塩基性水溶液で中和して合成した水酸化インジウム粉を、洗浄後、水素含有ガス雰囲気中で熱処理した後、大気雰囲気中で仮焼することを特徴とする酸化インジウム粉の製造方法。   Production of indium oxide powder characterized in that indium hydroxide powder synthesized by neutralizing indium salt aqueous solution with basic aqueous solution is washed, heat-treated in a hydrogen-containing gas atmosphere, and calcined in air atmosphere Method. 前記熱処理および仮焼を800℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項9に記載の酸化インジウム粉の製造方法。   The method for producing indium oxide powder according to claim 9, wherein the heat treatment and calcination are performed at a temperature of 800 ° C. or less.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011042549A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Indium oxide powder and ito sintered compact
JP2013212982A (en) * 2013-05-31 2013-10-17 Ngk Insulators Ltd Ceramic filter and method for producing the same
CN114229886A (en) * 2021-11-15 2022-03-25 湖南株冶环保科技有限公司 Preparation method of alkaline battery additive

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011042549A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Indium oxide powder and ito sintered compact
JP2013212982A (en) * 2013-05-31 2013-10-17 Ngk Insulators Ltd Ceramic filter and method for producing the same
CN114229886A (en) * 2021-11-15 2022-03-25 湖南株冶环保科技有限公司 Preparation method of alkaline battery additive
CN114229886B (en) * 2021-11-15 2023-11-21 湖南株冶环保科技有限公司 Preparation method of alkaline battery additive

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