JP2021042094A - Zirconic acid-based perovskite type composite oxide particle and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing fine and highly crystalline zirconic acid-based perovskite type composite oxide particles by a hydrothermal method.SOLUTION: A method is provided for producing, by a hydrothermal method, zirconic acid-based perovskite type composite oxide particles represented by a composition formula (I) ABxO3-δ (In the formula, A is at least one kind of element selected from the group consisting of Ba and Sr, B is a Zr element, x is a number satisfying 0.9≤x≤1.1, and δ is an oxygen deficiency amount). The method comprises the steps of (a) obtaining a first slurry by mixing hydroxide of an element A, zirconium hydroxide and seed crystals of a zirconic acid-based perovskite type composite oxide containing the element A with water, (b) obtaining a second slurry containing a particulate solid having an average particle diameter of 2.0 μm or less by wet grinding the first slurry, (c) obtaining a third slurry by adding a hydroxide of the element A to the second slurry, (d) obtaining a fourth slurry by hydrothermal reaction of the third slurry, and (e) subjecting the fourth slurry to acid treatment and then washing with water to remove an excess hydroxide of the element A. An element A/B molar ratio of the first slurry is 0.1 or more in the step (a), and an A/B molar ratio of the third slurry is 1.2 or more in the step (c).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子とその製造方法に関し、詳しくは、微細で且つ結晶子径/比表面積換算粒子径が1に近く、高結晶性であるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子とその製造方法に関する。 The present invention relates to a zirconate-based perovskite-type composite oxide particle and a method for producing the same. Specifically, the present invention is a zirconate-based perovskite-type composite that is fine, has a crystallite diameter / specific surface area equivalent particle diameter close to 1, and is highly crystalline. Regarding oxide particles and their production methods.

ジルコン酸バリウムやジルコン酸ストロンチウム等のジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子は、その高い誘電率によって、誘導体として広く用いられている。特に、近年においては、マトリックス樹脂への高分散性の要求から、粒子径又は結晶子径の小さい粒子が求められている。 Zirconate-based perovskite-type composite oxide particles such as barium zirconate and strontium zirconate are widely used as derivatives due to their high dielectric constant. In particular, in recent years, particles having a small particle diameter or crystallite diameter have been required due to the demand for high dispersibility in a matrix resin.

上記ジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物の製造方法として、従来、固相法やソルボサーマル法がよく知られている。 Conventionally, a solid-phase method and a solvothermal method are well known as a method for producing the zirconate-based perovskite-type composite oxide.

しかし、固相法によれば、得られる反応物の結晶相を単相化するために高い焼成温度を必要とし、よって、ジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物を微細な粉末として得ることは困難である。 However, according to the solid-phase method, a high calcination temperature is required to make the crystal phase of the obtained reactant monophasic, and therefore it is difficult to obtain a zirconate-based perovskite-type composite oxide as a fine powder. is there.

勿論、得られたジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物を湿式粉砕に付して、微粒子化することは可能であるが、一方において、湿式粉砕の間に上記複合酸化物からAサイト元素が溶出したり、また、粉砕メディアに由来する上記複合酸化物の汚染が発生して、上記複合酸化物の電気特性が劣化するおそれがある。 Of course, the obtained zirconate-based perovskite-type composite oxide can be subjected to wet pulverization to be finely divided, but on the other hand, the A-site element is eluted from the composite oxide during the wet pulverization. In addition, contamination of the composite oxide derived from the pulverized media may occur, and the electrical characteristics of the composite oxide may deteriorate.

また、ソルボサーマル法の例としては、例えば、バリウムやストロンチウムを含む元素Aの前駆体、TiやZrを含む元素Bの前駆体及びアミン類を、得られるペロブスカイト型複合酸化物におけるA/Bモル比が1よりも大きいように混合し、含酸素有機溶媒の存在下に100〜240℃の範囲の温度で反応させ、固形分を含むスラリー状の合成液を得、これを、例えば、アクリル酸のアルコール溶液にて処理して、目的とするペロブスカイト型複合酸化物を得る方法を挙げることができる(特許文献1参照)。 Further, as an example of the solvothermal method, for example, a precursor of element A containing barium and strontium, a precursor of element B containing Ti and Zr, and amines can be used as A / B mol in the obtained perovskite-type composite oxide. The mixture was mixed so that the ratio was greater than 1, and reacted at a temperature in the range of 100 to 240 ° C. in the presence of an oxygen-containing organic solvent to obtain a slurry-like synthetic solution containing a solid content, which was described as, for example, acrylic acid. A method of obtaining the desired perovskite-type composite oxide by treating with the alcohol solution of the above can be mentioned (see Patent Document 1).

しかし、ソルボサーマル法においては、微細なペロブスカイト型複合酸化物粒子を得るために、上述したように、前処理時や反応時に有機物を用いており、これによって、製造費用が嵩み、また、上記有機物を含む廃液処理費用が発生する等の問題がある。 However, in the solvothermal method, in order to obtain fine perovskite-type composite oxide particles, as described above, an organic substance is used during the pretreatment and the reaction, which increases the production cost and the above. There is a problem that waste liquid treatment costs including organic substances are incurred.

更に、ジルコン酸バリウムの種結晶を用いる水熱法によって、平均粒子径を0.2〜0.35μmの範囲に制御することができるジルコン酸バリウム粒子を得る方法も知られている(非特許文献1参照)。しかし、この方法は、ジルコニウム源として、ジルコニウム−トリエタノールアミンコンプレックスを用いることから、上述したソルボサーマル法と同様に、製造費用や廃液処理の点で問題がある。 Further, there is also known a method of obtaining barium dilconate particles whose average particle size can be controlled in the range of 0.2 to 0.35 μm by a hydrothermal method using a seed crystal of barium dilconate (Non-Patent Document). 1). However, since this method uses a zirconium-triethanolamine complex as the zirconium source, there are problems in terms of manufacturing cost and waste liquid treatment, similar to the above-mentioned solvothermal method.

特開2019−26542号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-26542

K. Kanie et al., Size-controlled hydrothermal synthesis of monodispersedBaZrO3 sphere particles by seeding, Advanced Powder Technology, 28(1), 55-60, 2017K. Kanie et al., Size-controlled hydrothermal synthesis of monodispersedBaZrO3 sphere particles by seeding, Advanced Powder Technology, 28 (1), 55-60, 2017

本発明は、ジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物の製造における上述した問題を解決するためになされたものであって、微細で且つ結晶子径/比表面積換算粒子径が1に近く、高結晶性であるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を、有機物を用いることなく、水熱法にて製造する方法を提供することを目的とする。更に、本発明は、上述した特性を有するジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the production of a zirconate-based perovskite-type composite oxide, and is fine, has a crystallite diameter / specific surface area equivalent particle diameter close to 1, and has high crystallinity. It is an object of the present invention to provide a method for producing zirconate-based perovskite-type composite oxide particles, which is a zirconate titer, by a hydrothermal method without using an organic substance. Furthermore, an object of the present invention is to provide zirconate-based perovskite-type composite oxide particles having the above-mentioned characteristics.

本発明によれば、組成式(I)
AB3−δ
(式中、AはBa及びSrよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、BはZr元素であり、xは0.9≦x≦1.1を満たす数であり、δは酸素欠損量である。)
で表されるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造方法であって、
(a)元素Aの水酸化物とジルコニウム水酸化物と上記元素Aを含むジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物の種結晶を水と共に混合して、第1のスラリーを得る工程、
(b)上記第1のスラリーを湿式粉砕して、平均粒子径が2.0μm以下である粒子状固形物を含む第2のスラリーを得る工程、
(c)上記第2のスラリーに元素Aの水酸化物を追加して、第3のスラリーを得る工程、
(d)上記第3のスラリーを水熱反応させて、第4のスラリーを得る工程、及び
(e)上記第4のスラリーを酸処理した後、水洗処理して、過剰の上記元素Aの水酸化物を除去する工程
を含み、
上記工程(a)において、第1のスラリーの有するA/Bモル比を0.1以上とし、
上記工程(c)において、第3のスラリーの有するA/Bモル比を1.2以上とすることを特徴とするジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造方法が提供される。
According to the present invention, the composition formula (I)
AB x O 3-δ
(In the formula, A is at least one element selected from the group consisting of Ba and Sr, B is a Zr element, x is a number satisfying 0.9 ≦ x ≦ 1.1, and δ is oxygen. The amount of deficiency.)
A method for producing zirconate-based perovskite-type composite oxide particles represented by.
(A) A step of mixing a hydroxide of element A, a zirconium hydroxide, and a seed crystal of a zirconic acid-based perovskite-type composite oxide containing the element A with water to obtain a first slurry.
(B) A step of wet-pulverizing the first slurry to obtain a second slurry containing a particulate solid having an average particle diameter of 2.0 μm or less.
(C) A step of adding a hydroxide of element A to the second slurry to obtain a third slurry.
(D) The step of hydrothermally reacting the third slurry to obtain a fourth slurry, and (e) the fourth slurry is acid-treated and then washed with water to obtain excess water of the element A. Including the step of removing oxides
In the above step (a), the A / B molar ratio of the first slurry is set to 0.1 or more.
In the step (c), a method for producing zirconate-based perovskite-type composite oxide particles is provided, wherein the A / B molar ratio of the third slurry is 1.2 or more.

本発明において、A/Bモル比は、用いる元素Aの水酸化物、即ち、Ba及び/又はSrの水酸化物に応じて、(Ba及び/又はSr)/Zrモル比を意味する。 In the present invention, the A / B molar ratio means the (Ba and / or Sr) / Zr molar ratio depending on the hydroxide of the element A used, that is, the hydroxide of Ba and / or Sr.

本発明によれば、前記工程(a)において、前記第1のスラリーの含むジルコニウム水酸化物中のジルコニウムのモル部数100モル部に対して前記種結晶を1〜20モル部の範囲で用いることが望ましい。 According to the present invention, in the step (a), the seed crystal is used in the range of 1 to 20 mol parts with respect to 100 mol parts of zirconium in the zirconium hydroxide contained in the first slurry. Is desirable.

また、本発明によれば、上記水熱反応は、温度120〜300℃の範囲で行うことが好ましい。 Further, according to the present invention, the hydrothermal reaction is preferably carried out in a temperature range of 120 to 300 ° C.

更に、本発明によれば、組成式(I)
AB3−δ
(式中、AはBa及びSrよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、BはZr元素であり、xは0.9≦x≦1.1を満たす数であり、δは酸素欠損量である。)
で表される、12m2/g以上の比表面積と0.7〜1.3の範囲の結晶子径/比表面積換算粒子径を有するジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子が提供される。
Further, according to the present invention, the composition formula (I)
AB x O 3-δ
(In the formula, A is at least one element selected from the group consisting of Ba and Sr, B is a Zr element, x is a number satisfying 0.9 ≦ x ≦ 1.1, and δ is oxygen. The amount of deficiency.)
Provided are zirconic acid-based perovskite-type composite oxide particles having a specific surface area of 12 m 2 / g or more and a crystallite diameter / specific surface area equivalent particle diameter in the range of 0.7 to 1.3.

本発明の方法によれば、微細で且つ結晶子径/比表面積換算粒子径が1に近く、高結晶性であるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることができる。 According to the method of the present invention, it is possible to obtain zirconate-based perovskite-type composite oxide particles that are fine, have a crystallinity diameter / specific surface area equivalent particle diameter close to 1, and are highly crystalline.

本発明によるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子は、このような特性を有するので、高い誘電率を有し、従って、特に、積層コンデンサーの小型化に寄与することができる。 Since the zirconate-based perovskite-type composite oxide particles according to the present invention have such characteristics, they have a high dielectric constant, and therefore can contribute to the miniaturization of the multilayer capacitor in particular.

また、ソルボサーマル法と相違して、有機物を用いないことから、廃液処理の必要もなく、ソルボサーマル法に比較して、製造費用を低廉に抑えることができる。 Further, unlike the solvothermal method, since no organic substance is used, there is no need for waste liquid treatment, and the manufacturing cost can be suppressed at a lower cost as compared with the solvothermal method.

本発明によるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造方法は、組成式(I)
AB3−δ
(式中、AはBa及びSrよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、BはZr元素であり、xは0.9≦x≦1.1を満たす数であり、δは酸素欠損量である。)
で表されるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造方法であって、
(a)元素Aの水酸化物とジルコニウム水酸化物と上記元素Aを含むジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物の種結晶を水と共に混合して、第1のスラリーを得る工程、
(b)上記第1のスラリーを湿式粉砕して、平均粒子径が2.0μm以下である粒子状固形物を含む第2のスラリーを得る工程、
(c)上記第2のスラリーに元素Aの水酸化物を追加して、第3のスラリーを得る工程、
(d)上記第3のスラリーを水熱反応させて、第4のスラリーを得る工程、及び
(e)上記第4のスラリーを酸処理した後、水洗処理して、過剰の上記元素Aの水酸化物を除去する工程
を含み、
上記工程(a)において、第1のスラリーの有するA/Bモル比を0.1以上とし、
上記工程(c)において、第3のスラリーの有するA/Bモル比を1.2以上とすることを特徴とする。
The method for producing zirconate-based perovskite-type composite oxide particles according to the present invention is described in the composition formula (I).
AB x O 3-δ
(In the formula, A is at least one element selected from the group consisting of Ba and Sr, B is a Zr element, x is a number satisfying 0.9 ≦ x ≦ 1.1, and δ is oxygen. The amount of deficiency.)
A method for producing zirconate-based perovskite-type composite oxide particles represented by.
(A) A step of mixing a hydroxide of element A, a zirconium hydroxide, and a seed crystal of a zirconic acid-based perovskite-type composite oxide containing the element A with water to obtain a first slurry.
(B) A step of wet-pulverizing the first slurry to obtain a second slurry containing a particulate solid having an average particle diameter of 2.0 μm or less.
(C) A step of adding a hydroxide of element A to the second slurry to obtain a third slurry.
(D) The step of hydrothermally reacting the third slurry to obtain a fourth slurry, and (e) the fourth slurry is acid-treated and then washed with water to obtain excess water of the element A. Including the step of removing oxides
In the above step (a), the A / B molar ratio of the first slurry is set to 0.1 or more.
The step (c) is characterized in that the A / B molar ratio of the third slurry is 1.2 or more.

本発明において、工程(a)及び工程(c)におけるA/Bモル比は、それぞれの工程において用いたバリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物とジルコニウム水酸化物の量、即ち、仕込み量に基づく。一方、本発明において最終的に得られたジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子におけるA/Bモル比は、後述する分析方法に基づく。 In the present invention, the A / B molar ratio in the steps (a) and (c) is the amount of barium hydroxide and / or strontium hydroxide and zirconium hydroxide used in each step, that is, the amount charged. based on. On the other hand, the A / B molar ratio in the zirconate-based perovskite-type composite oxide particles finally obtained in the present invention is based on the analysis method described later.

本発明によるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造方法においては、工程(a)及び工程(c)において、それぞれ得られるスラリーの有するA/Bモル比を所定の値に調整しつつ、工程(a)から工程(c)を経てスラリーを得、このスラリーを工程(d)において水熱反応に供することによって、目的とする微細で高結晶性であるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることができる。 In the method for producing zirconate-based perovskite-type composite oxide particles according to the present invention, in the steps (a) and (c), the steps are performed while adjusting the A / B molar ratio of the obtained slurry to a predetermined value. A slurry is obtained from (a) through step (c), and this slurry is subjected to a hydrothermal reaction in step (d) to obtain the desired fine and highly crystalline zirconate-based perovskite-type composite oxide particles. Obtainable.

本発明において、上記バリウム水酸化物としては、水酸化バリウムの無水和物、1水和物、8水和物等が挙げられる。上記ストロンチウム水酸化物としては、水酸化ストロンチウムの無水和物、8水和物等が挙げられる。 In the present invention, examples of the barium hydroxide include anhydrous barium hydroxide, monohydrate, and octahydrate. Examples of the strontium hydroxide include anhydrous strontium hydroxide and octahydrate.

上記ジルコニウム水酸化物としては、水酸化ジルコニウムの無水和物や各種水和物の市販品を用いることができる。しかし、上記市販品は、吸水しやすく、不安定である。そこで、本発明においては、上記ジルコニウム水酸化物として、オキシ塩化ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム等の水溶性ジルコニウム化合物を水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等のアルカリ性化合物の過剰量と水中で反応させて、ほぼ定量的にジルコニウム水酸化物を生成させ、このようにして得る湿潤ケーキとしてのジルコニウム水酸化物を用いることが好ましい。 As the zirconium hydroxide, commercially available products of anhydrous zirconium hydride and various hydrates can be used. However, the above-mentioned commercial product easily absorbs water and is unstable. Therefore, in the present invention, as the zirconium hydroxide, a water-soluble zirconium compound such as zirconium oxychloride, zirconium acetate, or zirconium sulfate is used in an excess amount of an alkaline compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or aqueous ammonia and in water. It is preferable to react to generate zirconium hydroxide almost quantitatively, and to use the zirconium hydroxide as the wet cake thus obtained.

工程(a)から工程(c)を行うことなく、バリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物、ジルコニウム水酸化物及びジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物の種結晶粒子、即ち、ジルコン酸バリウム及び/又はジルコン酸ストロンチウムの種結晶粒子を水にスラリー化し、これを工程(d)において水熱反応に供しても、本発明の目的とするジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることはできない。 Seed crystal particles of barium hydroxide and / or strontium hydroxide, zirconate hydroxide and zirconate-based perovskite-type composite oxide, that is, barium zirconate and / Or Even if the seed crystal particles of strontium zirconate are slurried in water and subjected to a hydrothermal reaction in step (d), the zirconate-based perovskite-type composite oxide particles that are the object of the present invention cannot be obtained. ..

以下、本発明によるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造方法を工程毎に説明する。 Hereinafter, a method for producing zirconate-based perovskite-type composite oxide particles according to the present invention will be described for each step.

工程(a)は、バリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物と、ジルコニウム水酸化物と、ジルコン酸バリウム及び/又はジルコン酸ストロンチウムの種結晶を水と共に混合して、第1のスラリーを得る工程である。 In step (a), barium hydroxide and / or strontium hydroxide, zirconium hydroxide, and seed crystals of barium zirconate and / or strontium zirconate are mixed with water to obtain a first slurry. It is a process.

工程(a)において用いる上記ジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物の種結晶粒子は、目的とするジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物に応じて組成を選択することが好ましい。例えば、高純度のBaZrOを得る場合は、BaZrOの種結晶を用い、SrZrOを得る場合は、SrZrOの種結晶を用いることが好ましい。 The seed crystal particles of the zirconate-based perovskite-type composite oxide used in the step (a) are preferably selected in composition according to the target zirconate-based perovskite-type composite oxide. For example, the case of obtaining a BaZrO 3 high purity, using a seed crystal of BaZrO 3, the case of obtaining SrZrO 3, it is preferable to use seed crystals of SrZrO 3.

種結晶の添加量としては、第1のスラリーの含むジルコニウム水酸化物中のジルコニウムのモル部数100モル部に対して1〜20モル部の範囲で用いることが望ましい。添加量が第1のスラリーの含むジルコニウム水酸化物中のジルコニウムのモル部数100モル部に対して1モル部を下回るときは、12m/g以上、好ましくは、20m/g以上の比表面積を有するジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることはできない。添加量が第1のスラリーの含むジルコニウム水酸化物中のジルコニウムのモル部数100モル部に対して20モル部を超えるときは、粉砕に長時間を要するので、工業的な製造方法として経済性に問題が生じるほか、粉砕媒体に由来する不純物が粉砕物に混入するおそれもある。 The amount of the seed crystal added is preferably in the range of 1 to 20 mol parts with respect to 100 mol parts of zirconium in the zirconium hydroxide contained in the first slurry. When the amount added is less than 1 mol part with respect to 100 mol parts of zirconium in the zirconium hydroxide contained in the first slurry, the specific surface area is 12 m 2 / g or more, preferably 20 m 2 / g or more. It is not possible to obtain zirconate-based perovskite-type composite oxide particles having the above. When the amount added exceeds 20 mol parts with respect to 100 mol parts of zirconium in the zirconium hydroxide contained in the first slurry, it takes a long time to pulverize, which makes it economical as an industrial production method. In addition to causing problems, impurities derived from the pulverization medium may be mixed into the pulverized product.

工程(a)においては、第1のスラリーの有するA/Bモル比を0.1以上とする。工程(a)において、バリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物を上記A/Bモル比が0.1よりも小さい値にて用いるときは、12m/g以上、好ましくは、20m/g以上の比表面積を有するジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得るために、工程(b)において非常に長時間の粉砕が必要となる。その結果、得られた粉砕物に粉砕メディア由来の不純物が混入することとなり、最終的に高い品質を有するジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることができない。 In the step (a), the A / B molar ratio of the first slurry is 0.1 or more. In step (a), when barium hydroxide and / or strontium hydroxide is used at a value having an A / B molar ratio smaller than 0.1, it is 12 m 2 / g or more, preferably 20 m 2 /. In order to obtain a zirconate-based perovskite-type composite oxide particle having a specific surface area of g or more, pulverization for a very long time is required in the step (b). As a result, impurities derived from the pulverized media are mixed in the obtained pulverized product, and finally it is not possible to obtain high quality zirconate-based perovskite-type composite oxide particles.

本発明によれば、工程(a)においては、第1のスラリーの有するA/Bモル比を0.1以上とすればよい。A/Bモル比に上限値は特にないが、後述する工程(c)において、バリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物を追加して、得られるスラリーの有するA/Bモル比を1.2以上とする必要があることから、工程(a)においては、第1のスラリーの有するA/Bモル比を1.2未満とすればよく、通常、1.1以下、好ましくは、1.0以下として十分である。 According to the present invention, in the step (a), the A / B molar ratio of the first slurry may be 0.1 or more. There is no particular upper limit to the A / B molar ratio, but in step (c) described later, barium hydroxide and / or strontium hydroxide is added to determine the A / B molar ratio of the obtained slurry. Since it is necessary to set the ratio to 2 or more, in the step (a), the A / B molar ratio of the first slurry may be less than 1.2, and is usually 1.1 or less, preferably 1. 0 or less is sufficient.

工程(b)は、上記第1のスラリーを湿式粉砕して、平均粒子径が2.0μm以下である粒子状固形物を含む第2のスラリーを得る工程である。 The step (b) is a step of wet-pulverizing the first slurry to obtain a second slurry containing a particulate solid having an average particle diameter of 2.0 μm or less.

工程(b)において、得られる第2のスラリー中の粒子状固形物が2.0μmを超える平均粒子径を有するときは、目的とする微細で高結晶性のジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることができない。 In step (b), when the particulate solid in the obtained second slurry has an average particle size of more than 2.0 μm, the target fine and highly crystalline zirconate-based perovskite-type composite oxide particles Cannot be obtained.

工程(b)において、得られるスラリー中の粒子状固形物の平均粒子径の下限値は特に限定されるものではないが、通常、0.1μm程度が好ましい。工程(b)において、得られるスラリー中の粒子状固形物の平均粒子径を余りに小さいものとするときは、粉砕に不必要に長時間を要するので、工業的な製造方法としては経済性に問題が生じるほか、粉砕媒体に由来する不純物が粉砕物に混入するおそれもある。 In the step (b), the lower limit of the average particle size of the particulate solid matter in the obtained slurry is not particularly limited, but is usually preferably about 0.1 μm. When the average particle size of the particulate solid matter in the obtained slurry is made too small in the step (b), it takes an unnecessarily long time for pulverization, which is economically problematic as an industrial production method. In addition to this, impurities derived from the pulverized medium may be mixed into the pulverized product.

工程(b)における湿式粉砕には、通常、遊星ボールミルやビーズミルが用いられる。粉砕媒体は、所要の平均粒子径を考慮して、適宜の直径、例えば、0.3〜3.0mm程度の直径を有するジルコニアボール等が好ましく用いられる。 A planetary ball mill or a bead mill is usually used for the wet pulverization in the step (b). As the pulverization medium, zirconia balls having an appropriate diameter, for example, a diameter of about 0.3 to 3.0 mm, or the like is preferably used in consideration of the required average particle diameter.

工程(c)は、上記工程(b)において得られた第2のスラリーにバリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物を追加して、過剰のバリウム及び/又はストロンチウムを有する、水熱反応のための原料混合物を含む第3のスラリーを得る工程である。 Step (c) is a hydrothermal reaction in which barium hydroxide and / or strontium hydroxide is added to the second slurry obtained in step (b) to have excess barium and / or strontium. This is a step of obtaining a third slurry containing a raw material mixture for the purpose.

即ち、第3のスラリーは、ジルコニウム水酸化物と共に過剰のバリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物を含む。ここに、第3のスラリーが過剰のバリウム及び/又はストロンチウムを有するとは、第3のスラリーの有するジルコニウム量1モル部に対して、バリウム量及び/又はストロンチウム量が1モル部を超えるという意味である。即ち、工程(c)においては、得られる第3のスラリーの有するA/Bモル比を1.2以上とすることが好ましい。 That is, the third slurry contains excess barium hydroxide and / or strontium hydroxide as well as zirconium hydroxide. Here, the fact that the third slurry has an excess of barium and / or strontium means that the amount of barium and / or the amount of strontium exceeds 1 mol by mole with respect to 1 mol of zirconium contained in the third slurry. Is. That is, in the step (c), it is preferable that the A / B molar ratio of the obtained third slurry is 1.2 or more.

上記モル比が1.2よりも小さいときは、次工程(d)における水熱反応において、バリウム及び/又はストロンチウムがジルコニウムと十分に反応せず、得られるジルコン酸バリウム及び/又はストロンチウムのA/Bモル比が目的の値より低くなり、また、結晶性が低くなるおそれがある。本発明において、上記モル比は、特に、1.3〜2.5の範囲が好ましい。 When the molar ratio is smaller than 1.2, barium and / or strontium does not sufficiently react with zirconium in the hydrothermal reaction in the next step (d), and the obtained barium zirconate and / or strontium A / The B molar ratio may be lower than the target value, and the crystallinity may be lowered. In the present invention, the molar ratio is particularly preferably in the range of 1.3 to 2.5.

工程(c)において、上記A/Bモル比を1.2以上として、次工程(d)において、水熱反応に関与しなかった余剰のバリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物は、工程(e)において、酸処理及び水洗処理によって反応系から除かれるので、上記A/Bモル比の上限値は特に限定されるものではない。しかし、通常、上記A/Bモル比は5.0以下が好ましく、特に、3.0以下がより好ましい。 In the step (c), the A / B molar ratio was set to 1.2 or more, and in the next step (d), the surplus barium hydroxide and / or the strontium hydroxide that did not participate in the hydrothermal reaction was removed from the step. In (e), since it is removed from the reaction system by acid treatment and washing with water, the upper limit of the A / B molar ratio is not particularly limited. However, usually, the A / B molar ratio is preferably 5.0 or less, and more preferably 3.0 or less.

上記モル比が5.0を超えても、目的とするジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることはできる。しかし、余りに過剰のバリウム及び/又はストロンチウムを用いても、それらは、最早、水熱反応に関与せず、次工程(e)において、水熱反応によって得られる第4のスラリーを酸処理した後、水洗処理によって除去される。かくして、上記過剰のバリウム及び/又はストロンチウムは、酸処理及びその後の水洗処理にそれぞれ多量の酸及び水を用いる必要があり、製造費用が嵩むという不利益が生じる。 Even if the molar ratio exceeds 5.0, the desired zirconate-based perovskite-type composite oxide particles can be obtained. However, even with too much barium and / or strontium, they are no longer involved in the hydrothermal reaction, and in the next step (e), after acid treatment of the fourth slurry obtained by the hydrothermal reaction. , Removed by washing with water. Thus, the excess barium and / or strontium requires the use of a large amount of acid and water for the acid treatment and the subsequent washing treatment, respectively, which has the disadvantage of increasing the production cost.

工程(d)は、工程(c)において得られた上記第3のスラリーを水熱反応させて、第4のスラリーを得る工程である。この水熱反応の温度は、通常、120〜300℃の範囲であり、好ましくは、130〜250℃の範囲であり、最も好ましくは、150〜230℃の範囲である。 The step (d) is a step of hydrothermally reacting the third slurry obtained in the step (c) to obtain a fourth slurry. The temperature of this hydrothermal reaction is usually in the range of 120 to 300 ° C, preferably in the range of 130 to 250 ° C, and most preferably in the range of 150 to 230 ° C.

上記第4のスラリーは、過剰のバリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物の存在下での水熱反応によって前記原料混合物から生成したジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を含む。 The fourth slurry contains zirconate-based perovskite-type composite oxide particles produced from the raw material mixture by a hydrothermal reaction in the presence of excess barium hydroxide and / or strontium hydroxide.

そこで、工程(e)は、上記水熱反応によって得られた第4のスラリーを酸処理した後、水洗処理する。即ち、工程(e)は、上記第4のスラリーに、例えば、硝酸のような酸を加え、得られたジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子から上記過剰のバリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物を、例えば、硝酸バリウム及び/又は硝酸ストロンチウムのような水溶性塩として除去する工程である。 Therefore, in the step (e), the fourth slurry obtained by the hydrothermal reaction is acid-treated and then washed with water. That is, in the step (e), an acid such as nitric acid is added to the fourth slurry, and the excess barium hydroxide and / or strontium water is added from the obtained zirconic acid-based perovskite-type composite oxide particles. The step of removing the oxide as a water-soluble salt such as barium nitrate and / or strontium nitrate.

かくして、上記第4のスラリーを酸処理した後、水洗処理し、必要に応じて、ろ過、乾燥することによって、炭酸バリウム及び/又はストロンチウムを異相として含まないジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることができる。 Thus, the fourth slurry is acid-treated, then washed with water, and if necessary, filtered and dried to obtain zirconate-based perovskite-type composite oxide particles that do not contain barium carbonate and / or strontium as heterogeneous phases. Obtainable.

上記酸処理に用いる酸は、無機酸、有機酸のいずれでもよいが、通常、硝酸、塩酸、酢酸等が好ましく用いられる。工程(e)において得られた上記反応混合物は、8程度のpHを有するように酸処理される。また、上記水洗処理には、イオン交換水や純水が好ましく用いられる。上記水洗処理は、ろ液の電気伝導率が5ms/m以下になるまで行うことが好ましい。 The acid used for the acid treatment may be either an inorganic acid or an organic acid, but usually nitric acid, hydrochloric acid, acetic acid and the like are preferably used. The reaction mixture obtained in step (e) is acid-treated so as to have a pH of about 8. Further, ion-exchanged water or pure water is preferably used for the water washing treatment. The water washing treatment is preferably carried out until the electrical conductivity of the filtrate becomes 5 ms / m or less.

本発明によれば、このようにして、前記組成式(I)で表される単相の粒子であって、12m2/g以上の比表面積を有して、微細であると共に、0.7〜1.3の範囲の結晶子径/比表面積換算粒子径を有して、結晶性にすぐれるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることができる。 According to the present invention, in this way, the single-phase particles represented by the composition formula (I) have a specific surface area of 12 m 2 / g or more, are fine, and are 0.7. It is possible to obtain zirconate-based perovskite-type composite oxide particles having a crystallite diameter / specific surface area equivalent particle diameter in the range of about 1.3 and having excellent crystallinity.

好ましい態様によれば、本発明によるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子は、20m2/g以上の比表面積を有して、微細であると共に、結晶子径/比表面積換算粒子径が1に近い値である0.9〜1.3の範囲の結晶子径/比表面積換算粒子径を有し、結晶性にすぐれる。一般に、粒子は、結晶子径/比表面積換算粒子径が1に近い値である程、幾何学的粒子径と単結晶の大きさが近いために、高結晶性である。 According to a preferred embodiment, the zirconic acid-based perovskite-type composite oxide particles according to the present invention have a specific surface area of 20 m 2 / g or more, are fine, and have a crystallite diameter / specific surface area equivalent particle diameter of 1. It has a crystallite diameter / specific surface area equivalent particle diameter in the range of 0.9 to 1.3, which is a close value, and is excellent in crystallinity. Generally, the closer the crystallite diameter / specific surface area conversion particle diameter is to 1, the closer the geometric particle diameter is to the size of the single crystal, and therefore the particles are more crystallinity.

通常、粒子における比表面積相当径は結晶子径より大きい。即ち、結晶子径/比表面積換算粒子径の値は1より小さいことが多いが、比表面積相当径は各粒子が真球状であると想定して算出されているため、粒子形状が真球でない場合は、実際の粒子形状との相違が影響し、結晶子径/比表面積換算粒子径の値が1より大きくなることがある。 Usually, the specific surface area equivalent diameter of a particle is larger than the crystallite diameter. That is, the value of the crystallite diameter / specific surface area equivalent particle diameter is often smaller than 1, but the specific surface area equivalent diameter is calculated assuming that each particle is spherical, so the particle shape is not spherical. In this case, the value of the crystallite diameter / specific surface area equivalent particle diameter may be larger than 1 due to the influence of the difference from the actual particle shape.

本発明によれば、得られたジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子のバリウム量及び/又はストロンチウム量が欠損している場合、即ち、A/Bモル比が1よりも小さい場合、上記ジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物にバリウム及び/又はストロンチウムを補償して、所望のA/Bモル比を有するジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることができる。 According to the present invention, when the amount of barium and / or the amount of strontium in the obtained zirconate-based perovskite-type composite oxide particles is deficient, that is, when the A / B molar ratio is less than 1, the above-mentioned zirconate The perovskite-type composite oxide can be supplemented with barium and / or strontium to obtain zirconate-based perovskite-type composite oxide particles having a desired A / B molar ratio.

即ち、例えば、水熱反応の後、得られた反応混合物(固体)をろ過し、酸処理し、水洗して、反応混合物中、水に溶存しているバリウム水酸化物及び/又はストロンチウム水酸化物を除去した後、得られた反応生成物のA/Bモル比を分析し、次いで、所望のA/Bモル比になるように、上記反応生成物にバリウム化合物及び/又はストロンチウム化合物を添加剤として加えて、それぞれ所望のA/Bモル比を有せしめ、これを焼結すれば、所望のA/Bモル比を有するジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物焼結体を得ることができる。 That is, for example, after a hydrothermal reaction, the obtained reaction mixture (solid) is filtered, acid-treated, washed with water, and barium hydroxide and / or strontium hydroxide dissolved in water in the reaction mixture. After removing the substance, the A / B molar ratio of the obtained reaction product is analyzed, and then a barium compound and / or a strontium compound is added to the reaction product so as to obtain a desired A / B molar ratio. In addition as an agent, each of them has a desired A / B molar ratio, and when this is sintered, a zirconic acid-based perovskite-type composite oxide sintered body having a desired A / B molar ratio can be obtained.

上記添加剤としては、水への溶解度が低く、更に、このように添加剤を加えた反応混合物を焼結した際に、その添加剤が熱分解しても、バリウム及び/又はストロンチウム以外のものが焼結体中に残存しないもの、例えば、炭酸塩、有機酸塩、酸化物等が好ましく用いられる。 The above-mentioned additives have low solubility in water, and even if the additives are thermally decomposed when the reaction mixture to which the additives are added is sintered in this way, those other than barium and / or strontium are used. Those that do not remain in the sintered body, for example, carbonates, organic acid salts, oxides, and the like are preferably used.

上記ジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物焼結体は、アルカリ金属の含有量が0.03質量%を超えないことが好ましい。アルカリ金属の含有量が0.03質量%を超えるときは、誘電率が目的値に達しなかったり、得られるコンデンサーの不良率が高くなったりするおそれがある。 The zirconate-based perovskite-type composite oxide sintered body preferably has an alkali metal content of not exceeding 0.03% by mass. When the content of the alkali metal exceeds 0.03% by mass, the dielectric constant may not reach the target value, or the defective rate of the obtained capacitor may increase.

以下に実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、以下において、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。また、各種の測定は以下のようにして行った。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the following, unless otherwise specified, "part" means "part by mass" and "%" means "% by mass". In addition, various measurements were performed as follows.

工程(b)における第2のスラリー中の粒子状固形物の粒度分布と平均粒子径
工程(b)において得られた第2のスラリーの一部を分取して試料とし、これにヘキサメタリン酸ナトリウムを分散剤として加え、超音波ホモジナイザーで分散し、光回折・散乱法によって、即ち、レーザー回折・散乱式粒度分布計 (マイクロトラック・ベル(株))製MT−3300 EXII)を用いて、下記の条件で測定した。
Particle size distribution and average particle size of particulate solids in the second slurry in step (b) A part of the second slurry obtained in step (b) was fractionated and used as a sample, and sodium hexametaphosphate was used as a sample. As a dispersant, disperse with an ultrasonic homogenizer, and use a light diffraction / scattering method, that is, a laser diffraction / scattering particle size distribution meter (MT-3300 EXII manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.) to: It was measured under the conditions of.

計測モード:MT−3000
測定上限:1408μm
測定下限:0.021μm
粒子屈折率:2.07
粒子形状:非球形
溶媒屈折率:1.333
Measurement mode: MT-3000
Upper limit of measurement: 1408 μm
Lower limit of measurement: 0.021 μm
Refractive index of particles: 2.07
Particle shape: Non-spherical Solvent refractive index: 1.333

上記粒度分布の測定において得られた体積メジアン径(体積中位径)を平均粒子径とした。 The volume median diameter (medium volume diameter) obtained in the measurement of the particle size distribution was taken as the average particle diameter.

比表面積
比表面積は、比表面積測定装置((株)マウンテック製、Macsorb HM−1220)を用いて、BET流動法により測定した。吸着ガスとして純窒素を用い、230℃で30分間保持した。
Specific surface area The specific surface area was measured by the BET flow method using a specific surface area measuring device (Macsorb HM-1220 manufactured by Mountech Co., Ltd.). Pure nitrogen was used as the adsorbed gas, and the mixture was held at 230 ° C. for 30 minutes.

粉末X線回折パターン
粉末X線回折パターンは、粉末X線回折装置((株)リガク製、試料水平型強力X線回折装置 RINT−TTRIIIにより下記条件で測定した。
Powder X-ray diffraction pattern The powder X-ray diffraction pattern was measured under the following conditions by a powder X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Corporation, sample horizontal strong X-ray diffractometer RINT-TTRIII).

光学系:平行ビーム光学系(長尺スリット:PSA200/開口角度:0.057度)
管電圧:50kV
電流:300mA
測定方法:平行法(連続)
測定範囲(2θ):10〜60度
サンプリング幅:0.04度
スキャンスピード:5度/分
Optical system: Parallel beam optical system (long slit: PSA200 / opening angle: 0.057 degrees)
Tube voltage: 50kV
Current: 300mA
Measurement method: Parallel method (continuous)
Measurement range (2θ): 10 to 60 degrees Sampling width: 0.04 degrees Scan speed: 5 degrees / minute

結晶子径
上述した方法にて測定されたX線回折パターンにおけるジルコン酸ストロンチウムの有するペロブスカイト相(400)面又はジルコン酸バリウムの有するペロブスカイト相の(200)面に対する回折線の半価幅からシェラーの式を用いてそれぞれ結晶子径を算出した。
Crystallite diameter From the half-value width of the diffraction line with respect to the perovskite phase (400) plane of strontium zirconate or the (200) plane of the perovskite phase of barium zirconate in the X-ray diffraction pattern measured by the method described above. The crystallite diameters were calculated using the formulas.

結晶子径=K×λ/βcosθ
但し、
K=シェラー定数(=0.94)
λ=X線の波長(Cu−Kα線 1.5418Å)
β=半価幅(ラジアン単位)
θ=ブラッグ(Bragg)角(回折角2θの1/2)
Crystallite diameter = K × λ / βcosθ
However,
K = Scheller constant (= 0.94)
λ = X-ray wavelength (Cu-Kα line 1.5418 Å)
β = half price range (radian unit)
θ = Bragg angle (1/2 of the diffraction angle 2θ)

比表面積換算粒子径
上述した方法にて測定された比表面積から次の換算式を用いて比表面積換算粒子径を算出した。
Specific surface area equivalent particle size From the specific surface area measured by the above method, the specific surface area equivalent particle size was calculated using the following conversion formula.

S=6/(ρ×d)
S=比表面積
ρ=試料粉体の密度
d=比表面積換算粒子径
但し、ρ(試料粉体の密度)は理論密度であって、SrZrOは5.23g/cm、BaZrOは5.70g/cmである。
S = 6 / (ρ × d)
S = Specific surface area ρ = Sample powder density d = Specific surface area equivalent particle size However, ρ (density of sample powder) is the theoretical density, SrZrO 3 is 5.23 g / cm 3 , and BaZrO 3 is 5. It is 70 g / cm 3 .

得られたジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子のICP発光分光分析法によるA/Bモル比分析
(前処理)
得られたペロブスカイト型複合酸化物粒子0.2gを白金坩堝に秤取し、次いで、四ホウ酸リチウム(富士フィルム和光純薬(株))1gを秤取した。ビーカーに臭化カリウム(富士フィルム和光純薬(株))25gを秤量し、イオン交換水75mLを加え、ガラス棒で攪拌して溶解し、25%臭化カリウム水溶液とした。この25%臭化カリウム水溶液をマイクロピペッターで20μL分取し、ペロブスカイト型複合酸化物粒子と四ホウ酸リチウムを秤取した白金坩堝に加えた。白金坩堝をビード&フューズサンプラ((株)アメナテック製、TK−4100型 高周波溶融装置)に取り付けて、坩堝の内容物を1000℃で加熱溶融した。加熱溶融後、白金坩堝に攪拌子と塩酸(関東化学(株)製精密分析用)10mLとイオン交換水20mLを加え、ホットスターラーで攪拌しながら、120℃に加熱し、溶解した。この後、得られた溶解物をテフロンビーカーに移し変え、再度、120℃で加熱した。溶解した試料を100mLナイロンメスフラスコに移し入れ、内標準として100ppmのスカンジウム標準液(富士フィルム和光純薬(株))10mLを加え、容量を100mLとし、試料を得た。
(測定)
上記試料をICP発光分光分析装置((株)日立ハイテクサイエンス製、SPS−3100)を用いて検量線法により各元素のモル濃度を測定し、組成比を算出した。
A / B molar ratio analysis (pretreatment) of the obtained zirconate-based perovskite-type composite oxide particles by ICP emission spectroscopy.
0.2 g of the obtained perovskite-type composite oxide particles were weighed in a platinum crucible, and then 1 g of lithium borate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was weighed. 25 g of potassium bromide (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was weighed in a beaker, 75 mL of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred and dissolved with a glass rod to prepare a 25% aqueous potassium bromide solution. 20 μL of this 25% potassium bromide aqueous solution was dispensed with a micropipettor, and the perovskite-type composite oxide particles and lithium tetraborate were added to the weighed platinum crucible. The platinum crucible was attached to a bead & fuse sampler (TK-4100 type high frequency melting device manufactured by Amena Tech Co., Ltd.), and the contents of the crucible were heated and melted at 1000 ° C. After heating and melting, a stirrer, 10 mL of hydrochloric acid (for precision analysis manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and 20 mL of ion-exchanged water were added to the platinum crucible, and the mixture was heated to 120 ° C. and dissolved while stirring with a hot stirrer. After this, the obtained lysate was transferred to a Teflon beaker and heated again at 120 ° C. The dissolved sample was transferred to a 100 mL nylon volumetric flask, and 10 mL of a 100 ppm scandium standard solution (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as an internal standard to adjust the volume to 100 mL, and a sample was obtained.
(Measurement)
The molar concentration of each element was measured by the calibration curve method using the ICP emission spectroscopic analyzer (SPS-3100, manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.), and the composition ratio was calculated.

誘電率
1GHz空洞共振器((株)エーイーティー製)の石英管にペロブスカイト酸化物粒子を充填し、コンパクトネットワークアナライザーMS46122B(アンリツ(株)製)にて高周波誘電率を測定し、誘電率を得た。
Permittivity The quartz tube of a 1 GHz hollow resonator (manufactured by AET Co., Ltd.) is filled with perovskite oxide particles, and the high-frequency dielectric constant is measured with a compact network analyzer MS46122B (manufactured by Anritsu Co., Ltd.) to determine the permittivity. Obtained.

上記の測定方法は、JIS−2565「マイクロ波用フェライト磁心試験方法」に準じて誘電率を測定した。 In the above measuring method, the dielectric constant was measured according to JIS-2565 “Ferrite core test method for microwaves”.

製造例1
(ジルコニウム水酸化物の湿潤ケーキの製造)
ガラスビーカーにオキシ塩化ジルコニウム8水和物84.65g(米山薬品工業(株)製)とイオン交換水1.42Lを加え、攪拌し、溶解させて、水溶液を得た。また、ナイロン製ビーカーに水酸化ナトリウム79.98g(富士フィルム和光純薬(株)製)とイオン交換水4Lを加え、攪拌し、溶解させて、水溶液を得た。
Manufacturing example 1
(Manufacture of wet cake of zirconium hydroxide)
84.65 g of zirconium oxychloride octahydrate (manufactured by Yoneyama Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) and 1.42 L of ion-exchanged water were added to a glass beaker, and the mixture was stirred and dissolved to obtain an aqueous solution. Further, 79.98 g of sodium hydroxide (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 4 L of ion-exchanged water were added to a nylon beaker, and the mixture was stirred and dissolved to obtain an aqueous solution.

イオン交換水600mLを入れた別の撹拌機を備えたビーカーに上記オキシ塩化ジルコニウム水溶液をチューブポンプを用いて45mL/分で添加すると共に、pHが8.5〜9.5となるように、上記ビーカーに上記水酸化ナトリウム水溶液を別のチューブポンプを用いて添加した。 The above zirconium oxychloride aqueous solution was added to a beaker equipped with another stirrer containing 600 mL of ion-exchanged water at 45 mL / min using a tube pump, and the pH was adjusted to 8.5 to 9.5. The sodium hydroxide aqueous solution was added to the beaker using another tube pump.

添加終了後、そのまま、1時間攪拌してスラリーを得た。その後、得られたスラリーをろ過し、得られた固形物をイオン交換水でろ液の電気伝導率が5ms/m以下になるまで水洗して、ジルコニウム水酸化物の湿潤ケーキ401g(水酸化物の濃度10.42%、収率97%)を得た。 After completion of the addition, the mixture was stirred as it was for 1 hour to obtain a slurry. Then, the obtained slurry was filtered, and the obtained solid substance was washed with ion-exchanged water until the electric conductivity of the filtrate became 5 ms / m or less, and 401 g of a wet cake of zirconium hydroxide (hydroxylide) was washed. A concentration of 10.42% and a yield of 97%) were obtained.

ジルコニウム水酸化物は吸湿しやすく、得られた湿潤ケーキ中のジルコニウム水酸化物の濃度を正確に秤量することは困難であるので、上記湿潤ケーキ中のジルコニウム水酸化物の濃度は下記のようにして求めた。即ち、上記湿潤ケーキを500℃に加熱したときの酸化物残渣中のジルコニウム濃度を求め、これらを水酸化物、即ち、Zr(OH)に換算して、水酸化物の濃度と収率を求めた。上記ケーキを500℃に加熱することによって、物理吸着水と水酸基が完全に除去され、酸化物が形成されることは熱重量分析にて確認した。 Since zirconium hydroxide easily absorbs moisture and it is difficult to accurately weigh the concentration of zirconium hydroxide in the obtained wet cake, the concentration of zirconium hydroxide in the wet cake is as follows. I asked for it. That is, the zirconium concentration in the oxide residue when the wet cake was heated to 500 ° C. was determined, and these were converted into hydroxide, that is, Zr (OH) 4 , and the concentration and yield of hydroxide were obtained. I asked. It was confirmed by thermogravimetric analysis that the physically adsorbed water and the hydroxyl groups were completely removed and the oxide was formed by heating the cake to 500 ° C.

製造例2
(ジルコン酸ストロンチウムの種結晶の製造)
製造例1で得たジルコニウム水酸化物の湿潤ケーキ91.65gをチタン製容器に分取し、更に、これに水酸化ストロンチウム8水和物(富士フィルム和光純薬(株)製)21.21gとイオン交換水0.1Lをに加え、攪拌して、スラリーとした。
Manufacturing example 2
(Production of seed crystals of strontium zirconate)
91.65 g of the zirconium hydroxide wet cake obtained in Production Example 1 was dispensed into a titanium container, and 21.21 g of strontium hydroxide octahydrate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added thereto. And 0.1 L of ion-exchanged water were added to the mixture and stirred to obtain a slurry.

上記チタン製容器をオートクレーブに入れ、200℃で2時間加熱して、上記ジルコニウム水酸化物と水酸化ストロンチウムを水熱反応させた。得られたスラリーを撹拌機を備えたポリエチレン製ビーカーに移し、これに0.2%硝酸水溶液を加えて、pHを7に調整し、そのまま30分間撹拌した。このとき、上記スラリーのpHが上昇したので、0.2%硝酸水溶液を再度、加えて、スラリーのpHを7に再調整した。 The titanium container was placed in an autoclave and heated at 200 ° C. for 2 hours to cause a hydrothermal reaction between the zirconium hydroxide and strontium hydroxide. The obtained slurry was transferred to a polyethylene beaker equipped with a stirrer, a 0.2% aqueous nitric acid solution was added thereto, the pH was adjusted to 7, and the mixture was stirred as it was for 30 minutes. At this time, since the pH of the slurry increased, the pH of the slurry was readjusted to 7 by adding a 0.2% aqueous nitric acid solution again.

このスラリーをろ過し、得られた固形物をイオン交換水でろ液の電気伝導率が3ms/m以下になるまで水洗し、かくして得られたケーキを温度150℃に設定した乾燥機で10時間乾燥して、組成式SrZrOで表されるジルコン酸ストロンチウム粒子を種結晶として得た。 This slurry is filtered, the obtained solid substance is washed with ion-exchanged water until the electrical conductivity of the filtrate becomes 3 ms / m or less, and the resulting cake is dried in a dryer set at a temperature of 150 ° C. for 10 hours. Then, strontium zirconate particles represented by the composition formula SrZrO 3 were obtained as seed crystals.

製造例3
(ジルコン酸バリウムの種結晶の製造)
製造例1で得たジルコニウム水酸化物の湿潤ケーキ45.82gをチタン製容器に分取し、更に、これに水酸化バリウム8水和物18.93g(富士フィルム和光純薬(株)製)とイオン交換水0.1Lをに加え、攪拌して、スラリーとした。
Manufacturing example 3
(Manufacturing seed crystals of barium zirconate)
45.82 g of the wet cake of zirconium hydroxide obtained in Production Example 1 was dispensed into a titanium container, and 18.93 g of barium hydroxide octahydrate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added thereto. And 0.1 L of ion-exchanged water were added to the mixture and stirred to obtain a slurry.

上記チタン製容器をオートクレーブに入れ、200℃で2時間加熱して、上記ジルコニウム水酸化物と水酸化バリウムを水熱反応させた。得られたスラリーを撹拌機を備えたポリエチレン製ビーカーに移し、これに0.2%硝酸水溶液を加えて、pHを8に調整し、そのまま30分間撹拌した。このとき、上記スラリーのpHが上昇したので、0.2%硝酸水溶液を再度、加えて、スラリーのpHを8に再調整した。 The titanium container was placed in an autoclave and heated at 200 ° C. for 2 hours to cause a hydrothermal reaction between the zirconium hydroxide and barium hydroxide. The obtained slurry was transferred to a polyethylene beaker equipped with a stirrer, a 0.2% aqueous nitric acid solution was added thereto, the pH was adjusted to 8, and the mixture was stirred as it was for 30 minutes. At this time, since the pH of the slurry increased, the pH of the slurry was readjusted to 8 by adding a 0.2% aqueous nitric acid solution again.

このスラリーをろ過し、得られた固形物をイオン交換水でろ液の電気伝導率が3ms/m以下になるまで水洗し、かくして得られたケーキを温度150℃に設定した乾燥機で10時間乾燥して、組成式BaZrOで表されるジルコン酸バリウム粒子を種結晶として得た。 This slurry is filtered, the obtained solid substance is washed with ion-exchanged water until the electrical conductivity of the filtrate becomes 3 ms / m or less, and the resulting cake is dried in a dryer set at a temperature of 150 ° C. for 10 hours. Then, barium zirconate particles represented by the composition formula BaZrO 3 were obtained as seed crystals.

実施例1
(ジルコン酸ストロンチウム粒子の製造)
工程(a)
製造例1で得たジルコニウム水酸化物の湿潤ケーキ91.65gを300mL容量のプラスチック容器に分取し、更に、これに水酸化ストロンチウム8水和物9.30g(富士フィルム和光純薬(株)製)、製造例2で得たジルコン酸ストロンチウムの種結晶1.36g、イオン交換水50mL及び直径0.5mmのジルコニアビーズ30mLを入れて、第1のスラリーを得た。
Example 1
(Manufacturing of strontium zirconate particles)
Step (a)
91.65 g of the wet cake of zirconium hydroxide obtained in Production Example 1 was dispensed into a plastic container having a capacity of 300 mL, and 9.30 g of strontium hydroxide octahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added thereto. The first slurry was obtained by adding 1.36 g of strontium zirconate seed crystals obtained in Production Example 2, 50 mL of ion-exchanged water and 30 mL of zirconia beads having a diameter of 0.5 mm.

工程(b)
上記プラスチック容器を遊星ボールミル(フリッチュ社製P−5)に設置し、回転数250rpmで30分間稼働して、第1のスラリーを湿式粉砕した。得られたスラリーからビーズを篩いにて除去して、スラリーを得、このスラリーをチタン製容器に移し入れた。かくして、平均粒子径0.59μmの粒子状固形物を含む第2のスラリーを得た。
Step (b)
The plastic container was placed in a planetary ball mill (P-5 manufactured by Fritsch) and operated at a rotation speed of 250 rpm for 30 minutes to wet-pulverize the first slurry. The beads were removed from the obtained slurry by a sieve to obtain a slurry, and this slurry was transferred to a titanium container. Thus, a second slurry containing a particulate solid having an average particle diameter of 0.59 μm was obtained.

工程(c)
続いて、上記チタン製容器に水酸化ストロンチウム8水和物14.62g(富士フィルム和光純薬(株)製)とイオン交換水0.1Lを加え、攪拌して、第3のスラリーとして水熱反応前のスラリーを得た。
Step (c)
Subsequently, 14.62 g of strontium hydroxide octahydrate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.1 L of ion-exchanged water were added to the titanium container, and the mixture was stirred to generate water heat as a third slurry. A slurry before the reaction was obtained.

工程(d)
上記水熱反応前の第3のスラリーを含むチタン製容器をそのままオートクレーブに入れ、200℃で2時間加熱し、水熱反応させて、第4のスラリーを得た。
Step (d)
The titanium container containing the third slurry before the hydrothermal reaction was placed in an autoclave as it was, heated at 200 ° C. for 2 hours, and hydrothermally reacted to obtain a fourth slurry.

工程(e)
上記第4のスラリーを撹拌機を備えたポリエチレンビーカーに移し入れ、0.2%硝酸水溶液を加えて、上記スラリーのpHを8に調整し、そのまま30分間撹拌した。このとき、上記スラリーのpHが上昇したので、上記スラリーに再度、0.2%硝酸水溶液を加えて、pHを8に再調整した。
Process (e)
The fourth slurry was transferred to a polyethylene beaker equipped with a stirrer, a 0.2% aqueous nitric acid solution was added to adjust the pH of the slurry to 8, and the mixture was stirred as it was for 30 minutes. At this time, since the pH of the slurry increased, the pH was readjusted to 8 by adding a 0.2% nitric acid aqueous solution to the slurry again.

この後、スラリーをろ過し、得られた固形物をイオン交換水でろ液の電気伝導率が3ms/m以下になるまで水洗した後、温度150℃に設定した乾燥機で乾燥し、ジルコン酸ストロンチウム粒子を得た。 After that, the slurry is filtered, and the obtained solid matter is washed with ion-exchanged water until the electrical conductivity of the filtrate becomes 3 ms / m or less, dried in a dryer set at a temperature of 150 ° C., and strontium zirconate. Obtained particles.

実施例2
(ジルコン酸バリウム粒子の製造)
工程(a)
製造例1で得たジルコニウム水酸化物の湿潤ケーキ45.82gを300mL容量のプラスチック容器に分取し、更に、これに水酸化バリウム8水和物5.49g(富士フィルム和光純薬(株)製)、製造例3で得たジルコン酸バリウムの種結晶0.83g、イオン交換水50mL及び直径0.5mmのジルコニアビーズ30mLを入れて、第1のスラリーを得た。
Example 2
(Manufacture of barium zirconate particles)
Step (a)
45.82 g of the wet cake of zirconium hydroxide obtained in Production Example 1 was dispensed into a plastic container having a capacity of 300 mL, and 5.49 g of barium hydroxide octahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added thereto. , 0.83 g of barium zirconate seed crystal obtained in Production Example 3, 50 mL of ion-exchanged water and 30 mL of zirconia beads having a diameter of 0.5 mm were added to obtain a first slurry.

工程(b)
上記プラスチック容器を遊星ボールミル(フリッチュ社製P−5)に設置し、回転数210rpmで30分間稼働して、第1のスラリーを湿式粉砕した。得られたスラリーからビーズを篩いにて除去して、スラリーを得、このスラリーをチタン製容器に移し入れた。かくして、平均粒子径0.28μmの粒子状固形物を含む第2のスラリーを得た。
Step (b)
The plastic container was placed in a planetary ball mill (P-5 manufactured by Fritsch) and operated at a rotation speed of 210 rpm for 30 minutes to wet-pulverize the first slurry. The beads were removed from the obtained slurry by a sieve to obtain a slurry, and this slurry was transferred to a titanium container. Thus, a second slurry containing a particulate solid having an average particle diameter of 0.28 μm was obtained.

工程(c)
続いて、上記チタン製容器に水酸化バリウム8水和物13.44g(富士フィルム和光純薬(株)製)とイオン交換水0.1Lを加え、攪拌して、第3のスラリーとして水熱反応前のスラリーを得た。
Step (c)
Subsequently, 13.44 g of barium hydroxide octahydrate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.1 L of ion-exchanged water were added to the titanium container, and the mixture was stirred to generate water heat as a third slurry. A slurry before the reaction was obtained.

工程(d)
上記水熱反応前の第3のスラリーを含むチタン製容器をそのままオートクレーブに入れ、200℃で2時間加熱し、水熱反応させて、第4のスラリーを得た。
Step (d)
The titanium container containing the third slurry before the hydrothermal reaction was placed in an autoclave as it was, heated at 200 ° C. for 2 hours, and hydrothermally reacted to obtain a fourth slurry.

工程(e)
上記第4のスラリーを撹拌機を備えたポリエチレンビーカーに移し入れ、0.2%硝酸水溶液を加えて、上記スラリーのpHを8に調整し、そのまま30分間撹拌した。このとき、上記スラリーのpHが上昇したので、上記スラリーに再度、0.2%硝酸水溶液を加えて、pHを8に再調整した。
Process (e)
The fourth slurry was transferred to a polyethylene beaker equipped with a stirrer, a 0.2% aqueous nitric acid solution was added to adjust the pH of the slurry to 8, and the mixture was stirred as it was for 30 minutes. At this time, since the pH of the slurry increased, the pH was readjusted to 8 by adding a 0.2% nitric acid aqueous solution to the slurry again.

この後、スラリーをろ過し、得られた固形物をイオン交換水でろ液の電気伝導率が3ms/m以下になるまで水洗した後、温度150℃に設定した乾燥機で乾燥し、ジルコン酸バリウム粒子を得た。 After that, the slurry is filtered, and the obtained solid matter is washed with ion-exchanged water until the electrical conductivity of the filtrate becomes 3 ms / m or less, dried in a dryer set at a temperature of 150 ° C., and barium zirconate. Obtained particles.

実施例3
実施例2の工程(a)において、用いたジルコン酸バリウムの種結晶の量を0.08gに変更した以外は、実施例2と同様にして、ジルコン酸バリウム粒子を得た。
Example 3
Barium zirconate particles were obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount of barium zirconate seed crystals used in step (a) of Example 2 was changed to 0.08 g.

実施例4
実施例2の工程(a)において、用いたジルコン酸バリウムの種結晶の量を0.41gに変更した以外は、実施例2と同様にして、ジルコン酸バリウム粒子を得た。
Example 4
Barium zirconate particles were obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount of barium zirconate seed crystals used in step (a) of Example 2 was changed to 0.41 g.

実施例5
実施例2の工程(a)において、用いたジルコン酸バリウムの種結晶の量を1.24gに変更した以外は、実施例2と同様にして、ジルコン酸バリウム粒子を得た。
Example 5
Barium zirconate particles were obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount of barium zirconate seed crystals used in step (a) of Example 2 was changed to 1.24 g.

実施例6
実施例2の工程(d)において、水熱反応の温度を180℃に変更した以外は実施例2と同様にして、ジルコン酸バリウム粒子を得た。
Example 6
Barium zirconate particles were obtained in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the hydrothermal reaction was changed to 180 ° C. in the step (d) of Example 2.

実施例7
実施例2の工程(d)において、水熱反応の温度を230℃に変更した以外は実施例2と同様にして、ジルコン酸バリウム粒子を得た。
Example 7
Barium zirconate particles were obtained in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the hydrothermal reaction was changed to 230 ° C. in the step (d) of Example 2.

実施例8
実施例2の工程(a)において、水酸化バリウム8水和物0.95gを用いると共に、実施例2の工程(c)において、水酸化バリウム8水和物17.98を用いた以外は、実施例2と同様にして、ジルコン酸バリウム粒子を得た。
Example 8
Except that 0.95 g of barium hydroxide octahydrate was used in the step (a) of Example 2 and 17.98 barium hydroxide octahydrate was used in the step (c) of Example 2. Barium zirconate particles were obtained in the same manner as in Example 2.

実施例9
実施例2の工程(a)において、水酸化バリウム8水和物9.46gを用いると共に、実施例2の工程(c)において、水酸化バリウム8水和物9.46gを用いた以外は、実施例2と同様にして、ジルコン酸バリウム粒子を得た。
Example 9
Except that 9.46 g of barium hydroxide octahydrate was used in the step (a) of Example 2 and 9.46 g of barium hydroxide octahydrate was used in the step (c) of Example 2. Barium zirconate particles were obtained in the same manner as in Example 2.

実施例10
実施例2の工程(b)において、実施例2の工程(a)で得られたスラリーを遊星ボールミル(フリッチュ社製P−5)を回転数210rpmで5分間稼させて湿式粉砕した以外は実施例2と同様にして、ジルコン酸バリウム粒子を得た。
Example 10
In the step (b) of the second embodiment, the slurry obtained in the step (a) of the second embodiment was wet-ground by using a planetary ball mill (P-5 manufactured by Fritsch) at a rotation speed of 210 rpm for 5 minutes. Barium zirconate particles were obtained in the same manner as in Example 2.

比較例1
工程(a)
製造例1で得たジルコニウム水酸化物の湿潤ケーキ45.82gを300mL容量のプラスチック容器に分取し、更に、これに水酸化バリウム8水和物5.49g(富士フィルム和光純薬(株)製)、イオン交換水50mL及び直径0.5mmのジルコニアビーズ30mLを入れて、第1のスラリーを得た。
Comparative Example 1
Step (a)
45.82 g of the wet cake of zirconium hydroxide obtained in Production Example 1 was dispensed into a plastic container having a capacity of 300 mL, and 5.49 g of barium hydroxide octahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added thereto. , 50 mL of ion-exchanged water and 30 mL of zirconia beads having a diameter of 0.5 mm were added to obtain a first slurry.

工程(b)
上記プラスチック容器を遊星ボールミル(フリッチュ社製P−5)に設置し、回転数210rpmで30分間稼働して、第1のスラリーを湿式粉砕した。得られたスラリーからビーズを篩いにて除去して、スラリーを得、このスラリーをチタン製容器に移し入れた。かくして、平均粒子径0.13μmの粒子状固形物を含む第2のスラリーを得た。
Step (b)
The plastic container was placed in a planetary ball mill (P-5 manufactured by Fritsch) and operated at a rotation speed of 210 rpm for 30 minutes to wet-pulverize the first slurry. The beads were removed from the obtained slurry by a sieve to obtain a slurry, and this slurry was transferred to a titanium container. Thus, a second slurry containing a particulate solid having an average particle diameter of 0.13 μm was obtained.

工程(c)
続いて、上記チタン製容器に水酸化バリウム8水和物13.44g(富士フィルム和光純薬(株)製)とイオン交換水0.1Lを加え、攪拌して、第3のスラリーとして水熱反応前のスラリーを得た。
Step (c)
Subsequently, 13.44 g of barium hydroxide octahydrate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.1 L of ion-exchanged water were added to the titanium container, and the mixture was stirred to generate water heat as a third slurry. A slurry before the reaction was obtained.

工程(d)
上記水熱反応前の第3のスラリーを含むチタン製容器をそのままオートクレーブに入れ、200℃で2時間加熱し、水熱反応させて、第4のスラリーを得た。
Step (d)
The titanium container containing the third slurry before the hydrothermal reaction was placed in an autoclave as it was, heated at 200 ° C. for 2 hours, and hydrothermally reacted to obtain a fourth slurry.

工程(e)
上記第4のスラリーを撹拌機を備えたポリエチレンビーカーに移し入れ、0.2%硝酸水溶液を加えて、上記スラリーのpHを8に調整し、そのまま30分間撹拌した。このとき、上記スラリーのpHが上昇したので、上記スラリーに再度、0.2%硝酸水溶液を加えて、pHを8に再調整した。
Process (e)
The fourth slurry was transferred to a polyethylene beaker equipped with a stirrer, a 0.2% aqueous nitric acid solution was added to adjust the pH of the slurry to 8, and the mixture was stirred as it was for 30 minutes. At this time, since the pH of the slurry increased, the pH was readjusted to 8 by adding a 0.2% nitric acid aqueous solution to the slurry again.

この後、スラリーをろ過し、得られた固形物をイオン交換水でろ液の電気伝導率が3ms/m以下になるまで水洗した後、温度150℃に設定した乾燥機で乾燥し、ジルコン酸バリウム粒子を得た。 After that, the slurry is filtered, and the obtained solid matter is washed with ion-exchanged water until the electrical conductivity of the filtrate becomes 3 ms / m or less, dried in a dryer set at a temperature of 150 ° C., and barium zirconate. Obtained particles.

比較例2
実施例2の工程(b)において、実施例2の工程(a)で得られたスラリーを遊星ボールミル(フリッチュ社製P−5)を回転数150rpmで4分間稼させて湿式粉砕した以外は実施例2と同様にして、ジルコン酸バリウム粒子を得た。
Comparative Example 2
In the step (b) of the second embodiment, the slurry obtained in the step (a) of the second embodiment was wet-ground by running a planetary ball mill (P-5 manufactured by Fritsch) at a rotation speed of 150 rpm for 4 minutes. Barium zirconate particles were obtained in the same manner as in Example 2.

比較例3
(固相法によるジルコン酸ストロンチウム粒子の製造)
炭酸ストロンチウム84.91g(富士フィルム和光純薬(株)製)と酸化ジルコニウム(富士フィルム和光純薬(株)製)70.93gとイオン交換水235mLと分散剤3gと直径0.5mmのジルコニアビーズ150mLを500mL容量のプラスチック容器に入れて、遊星ボールミル(フリッチュ社製P−5)に設置し、回転数210rpmで平均粒子径が0.6μm以下となるまで湿式粉砕し、スラリーを得た。得られたスラリーからビーズを篩いにて除去し、スラリーを温度150℃に設定した乾燥機で10時間乾燥した後、サンプルミル(協立理工(株)製、SK−10)で粉砕して、粉末を得た。得られた粉末をアルミナ製坩堝に充填し、この坩堝を電気炉(中外エンジニアリング(株)製HT16/17)に置き、大気雰囲気炉で200℃/時で1400℃まで昇温した後、1400℃で4時間保持し、その後、200℃/時で降温した。得られた焼成物を上記サンプルミルで粉砕して粉末を得た。
Comparative Example 3
(Production of strontium zirconate particles by solid phase method)
84.91 g of strontium carbonate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 70.93 g of zirconium oxide (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 235 mL of ion-exchanged water, 3 g of dispersant, and zirconia beads having a diameter of 0.5 mm. 150 mL was placed in a plastic container having a capacity of 500 mL, placed in a planetary ball mill (P-5 manufactured by Fritsch), and wet pulverized at a rotation speed of 210 rpm until the average particle size became 0.6 μm or less to obtain a slurry. The beads were removed from the obtained slurry by a sieve, the slurry was dried in a dryer set at a temperature of 150 ° C. for 10 hours, and then pulverized with a sample mill (SK-10, manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.). Obtained powder. The obtained powder is filled in an alumina crucible, the crucible is placed in an electric furnace (HT16 / 17 manufactured by Chugai Engineering Co., Ltd.), the temperature is raised to 1400 ° C. at 200 ° C./hour in an atmospheric atmosphere furnace, and then 1400 ° C. After that, the temperature was lowered at 200 ° C./hour. The obtained fired product was pulverized with the above sample mill to obtain a powder.

得られた粉末を150gとイオン交換水230mLと直径0.5mmのジルコニアビーズ150mLを500mL容量のプラスチック容器に入れて、遊星ボールミル(フリッチュ社製P−5)に設置し、回転数210rpmで30分間湿式粉砕した。ビーズを篩いにて除去し、スラリーを温度150℃に設定した乾燥機で10時間乾燥した後、サンプルミル(協立理工(株)製、SK−10)で粉砕して、ジルコン酸ストロンチウム粒子を得た。 150 g of the obtained powder, 230 mL of ion-exchanged water and 150 mL of zirconia beads having a diameter of 0.5 mm were placed in a plastic container having a capacity of 500 mL, placed in a planetary ball mill (P-5 manufactured by Fritsch), and rotated at 210 rpm for 30 minutes. Wet pulverized. The beads are removed by a sieve, the slurry is dried in a dryer set at a temperature of 150 ° C. for 10 hours, and then pulverized with a sample mill (SK-10, manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.) to obtain strontium zirconate particles. Obtained.

比較例4
(固相法によるジルコン酸バリウム粒子の製造)
炭酸バリウム93.22g(富士フィルム和光純薬(株)製)と酸化ジルコニウム(富士フィルム和光純薬(株)製)58.19gとイオン交換水230mLと分散剤3gと直径0.5mmのジルコニアビーズ150mLを500mL容量のプラスチック容器に入れて、遊星ボールミル(フリッチュ社製P−5)に設置し、回転数210rpmで平均粒子径が0.6μm以下となるまで湿式粉砕し、スラリーを得た。スラリーからビーズを篩いにて除去し、得られたスラリーを温度150℃に設定した乾燥機で10時間乾燥した後、サンプルミル(協立理工(株)製、SK−10)で粉砕して、粉末を得た。
Comparative Example 4
(Manufacture of barium zirconate particles by solid phase method)
Barium carbonate 93.22 g (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and zirconium oxide (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 58.19 g, 230 mL of ion-exchanged water, 3 g of dispersant, and zirconia beads with a diameter of 0.5 mm. 150 mL was placed in a plastic container having a capacity of 500 mL, placed in a planetary ball mill (P-5 manufactured by Fritsch), and wet pulverized at a rotation speed of 210 rpm until the average particle size became 0.6 μm or less to obtain a slurry. The beads were removed from the slurry by a sieve, and the obtained slurry was dried in a dryer set at a temperature of 150 ° C. for 10 hours, and then pulverized with a sample mill (SK-10, manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.). Obtained powder.

得られた粉末をアルミナ製坩堝に充填し、この坩堝を電気炉(中外エンジニアリング(株)製HT16/17)に置き、大気雰囲気炉で200℃/時で1400℃まで昇温した後、1400℃で4時間保持し、その後、200℃/時で降温した。得られた焼成物を上記サンプルミルで粉砕して粉末を得た。 The obtained powder is filled in an alumina crucible, the crucible is placed in an electric furnace (HT16 / 17 manufactured by Chugai Engineering Co., Ltd.), the temperature is raised to 1400 ° C. at 200 ° C./hour in an atmospheric atmosphere furnace, and then 1400 ° C. After that, the temperature was lowered at 200 ° C./hour. The obtained fired product was pulverized with the above sample mill to obtain a powder.

得られた粉末を150gとイオン交換水230mLと直径0.5mmのジルコニアビーズ150mLを500mL容量のプラスチック容器に入れて、スラリーを得た。 150 g of the obtained powder, 230 mL of ion-exchanged water and 150 mL of zirconia beads having a diameter of 0.5 mm were placed in a plastic container having a capacity of 500 mL to obtain a slurry.

上記プラスチック容器を遊星ボールミル(フリッチュ社製P−5)に設置し、回転数210rpmで30分間湿式粉砕した。ビーズを篩いにて除去し、得られたスラリーを温度150℃に設定した乾燥機で10時間乾燥した後、サンプルミル(協立理工(株)製、SK−10)で粉砕して、ジルコン酸バリウム粒子を得た。 The plastic container was placed in a planetary ball mill (P-5 manufactured by Fritsch) and wet pulverized at a rotation speed of 210 rpm for 30 minutes. The beads were removed by a sieve, and the obtained slurry was dried in a dryer set at a temperature of 150 ° C. for 10 hours, and then pulverized with a sample mill (SK-10, manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.) to obtain zirconate tit. Barium particles were obtained.

比較例5
実施例2の工程(a)において、水酸化バリウム8水和物9.46gを用いると共に、実施例2の工程(c)を省略した以外は、実施例2と同様にして、ジルコン酸バリウム粒子を得た。
Comparative Example 5
Barium zirconate particles in the same manner as in Example 2 except that 9.46 g of barium hydroxide octahydrate was used in step (a) of Example 2 and step (c) of Example 2 was omitted. Got

表1及び表2に上記実施例及び比較例におけるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造の反応条件と、得られたジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の物性を示す。また、製造例2及び3において得られたジルコン酸ストロンチウムとジルコン酸バリウムの物性も併せて示す。更に、実施例及び比較例の一部で得られたジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の誘電率を示す。 Tables 1 and 2 show the reaction conditions for producing the zirconate-based perovskite-type composite oxide particles in the above Examples and Comparative Examples, and the physical properties of the obtained zirconate-based perovskite-type composite oxide particles. In addition, the physical characteristics of strontium zirconate and barium zirconate obtained in Production Examples 2 and 3 are also shown. Further, the dielectric constants of the zirconate-based perovskite-type composite oxide particles obtained in some of Examples and Comparative Examples are shown.

尚、表1及び表2において、工程(a)で用いたジルコン酸バリウム又はジルコン酸ストロンチウムの種結晶の量は、それぞれ工程(a)における第1のスラリーの含むジルコニウム水酸化物中のジルコニウムのモル部数100モル部に対するモル部数である。 In Tables 1 and 2, the amount of the seed crystal of barium zirconate or strontium zirconate used in the step (a) is the amount of zirconium in the zirconium hydroxide contained in the first slurry in the step (a), respectively. The number of moles is the number of moles with respect to 100 moles.

また、最終的に得られたジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子は種結晶を含み、従って、得られたジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子のA/Bモル比は種結晶を含む組成比である。 Further, the finally obtained zirconate-based perovskite-type composite oxide particles contain seed crystals, and therefore, the A / B molar ratio of the obtained zirconate-based perovskite-type composite oxide particles is the composition ratio including the seed crystals. Is.

Figure 2021042094
Figure 2021042094

Figure 2021042094
Figure 2021042094

実施例1〜10によれば、工程(a)において、バリウム水酸化物又はストロンチウム水酸化物とジルコニウム水酸化物とからなる原料混合物を含む第1のスラリーを調製する際に、この第1のスラリー中にジルコン酸バリウム又はジルコン酸ストロンチウムの種結晶を存在させると共に、工程(b)において、上記原料混合物を含む第1のスラリーを湿式粉砕して、予め、定めた所定の平均粒子径の粒子状固形物を含む第2のスラリーを得、工程(c)において、上記第2のスラリーにバリウム水酸化物又はストロンチウム水酸化バリウムを新たに加えて、バリウム又はストロンチウムを過剰に含む第3のスラリーを得、工程(d)において、上記第3のスラリーを水熱反応に供し、次いで、工程(e)において、上記水熱反応によって得られた第4のスラリーを酸処理した後、水洗処理して、過剰のバリウム又はストロンチウムを除去することによって、比表面積が10m2/g以上であって、微細であり、結晶子径/比表面積換算粒子径が0.7〜1.3の範囲にあって、1に近く、即ち、単結晶に近く、高結晶性のジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子を得ることができる。 According to Examples 1 to 10, when preparing a first slurry containing a raw material mixture composed of barium hydroxide or strontium hydroxide and zirconium hydroxide in step (a), the first slurry is prepared. A seed crystal of barium zirconate or strontium zirconate is present in the slurry, and in step (b), the first slurry containing the raw material mixture is wet-ground and particles having a predetermined average particle size determined in advance. A second slurry containing a solid substance is obtained, and in step (c), barium hydroxide or strontium barium hydroxide is newly added to the second slurry to provide a third slurry containing an excess of barium or strontium. In step (d), the third slurry was subjected to a hydrothermal reaction, and then in step (e), the fourth slurry obtained by the hydrothermal reaction was acid-treated and then washed with water. By removing excess barium or strontium, the specific surface area is 10 m 2 / g or more, is fine, and the crystallite size / specific surface area equivalent particle size is in the range of 0.7 to 1.3. Therefore, it is possible to obtain highly crystalline zirconic acid-based perovskite-type composite oxide particles that are close to 1, that is, close to a single crystal.

また、実施例1〜10による生成物は、そのXRDパターンを(株)リガク製のX線解析ソフトウェア(PDXL2.7)を用いて定性分析して、結晶相の同定を行った結果、ジルコン酸バリウム(BaZrO)(PDF番号00−006−0399)又はジルコン酸ストロンチウム(SrZrO)(PDF番号01−074−2231)と一致したことから、単相であることを確認した。 Further, in the products according to Examples 1 to 10, the XRD pattern was qualitatively analyzed using X-ray analysis software (PDXL2.7) manufactured by Rigaku Co., Ltd., and the crystal phase was identified. As a result, zirconate tit was used. Since it was consistent with barium (BaZrO 3 ) (PDF number 00-006-0399) or strontium zirconate (SrZrO 3 ) (PDF number 01-074-2231), it was confirmed to be monophasic.

比較例1は、工程(a)において、原料混合物の調製に際して、ジルコン酸バリウムの種結晶を用いなかったので、微細なジルコン酸バリウム粒子を得ることができず、また、得られたジルコン酸バリウム粒子は、結晶子径/比表面積換算粒子径が小さく、結晶性の低いものであった。 In Comparative Example 1, since the seed crystal of barium zirconate was not used in the preparation of the raw material mixture in the step (a), fine barium titanate particles could not be obtained, and the obtained barium zirconate was obtained. The particles had a small crystallite size / specific surface area conversion particle size and low crystallinity.

比較例2においては、工程(b)におけるスラリーの湿式粉砕が十分でなく、粒子状固形物の平均粒子径を所定値以下とすることができなかったので、微細なジルコン酸バリウム粒子を得ることができなかった。また、得られたジルコン酸バリウム粒子は結晶性の低いものであった。 In Comparative Example 2, the wet pulverization of the slurry in the step (b) was not sufficient, and the average particle size of the particulate solid could not be made equal to or less than a predetermined value. Therefore, fine barium zirconate particles were obtained. I couldn't. Moreover, the obtained barium zirconate particles had low crystallinity.

比較例3は、固相法によって得られたジルコン酸ストロンチウム粒子の物性を示し、比較例4は、固相法によって得られたジルコン酸バリウム粒子の物性を示す。いずれも、比表面積が小さく、結晶性も低いものであった。 Comparative Example 3 shows the physical properties of the strontium zirconate particles obtained by the solid-phase method, and Comparative Example 4 shows the physical properties of the barium dilconate particles obtained by the solid-phase method. In each case, the specific surface area was small and the crystallinity was low.

比較例5は、工程(c)において、第2のスラリーに元素Aの水酸化物を追加せずに、スラリーをそのA/Bモル比が1.00のまま、水熱反応に供したので、得られたジルコン酸バリウムはA/Bモル比が小さすぎるうえに、比表面積は大きいが、結晶性の低いものであった。 In Comparative Example 5, in step (c), the slurry was subjected to a hydrothermal reaction with the A / B molar ratio of 1.00 without adding the hydroxide of the element A to the second slurry. The obtained barium zirconate had a too small A / B molar ratio and a large specific surface area, but low crystallinity.

製造例2はジルコン酸ストロンチウムの種結晶の物性を示し、製造例3はジルコン酸バリウムの種結晶の物性を示す。




Production Example 2 shows the physical characteristics of the seed crystal of strontium zirconate, and Production Example 3 shows the physical characteristics of the seed crystal of barium dilconate.




Claims (4)

組成式(I)
AB3−δ
(式中、AはBa及びSrよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、BはZr元素であり、xは0.9≦x≦1.1を満たす数であり、δは酸素欠損量である。)
で表されるジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造方法であって、
(a)元素Aの水酸化物とジルコニウム水酸化物と上記元素Aを含むジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物の種結晶を水と共に混合して、第1のスラリーを得る工程、
(b)上記第1のスラリーを湿式粉砕して、平均粒子径が2.0μm以下である粒子状固形物を含む第2のスラリーを得る工程、
(c)上記第2のスラリーに元素Aの水酸化物を追加して、第3のスラリーを得る工程、
(d)上記第3のスラリーを水熱反応させて、第4のスラリーを得る工程、及び
(e)上記第4のスラリーを酸処理した後、水洗処理して、過剰の上記元素Aの水酸化物を除去する工程
を含み、
上記工程(a)において、第1のスラリーの有するA/Bモル比を0.1以上とし、
上記工程(c)において、第3のスラリーの有するA/Bモル比を1.2以上とする、
ことを特徴とするジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造方法。
Composition formula (I)
AB x O 3-δ
(In the formula, A is at least one element selected from the group consisting of Ba and Sr, B is a Zr element, x is a number satisfying 0.9 ≦ x ≦ 1.1, and δ is oxygen. The amount of deficiency.)
A method for producing zirconate-based perovskite-type composite oxide particles represented by.
(A) A step of mixing a hydroxide of element A, a zirconium hydroxide, and a seed crystal of a zirconic acid-based perovskite-type composite oxide containing the element A with water to obtain a first slurry.
(B) A step of wet-pulverizing the first slurry to obtain a second slurry containing a particulate solid having an average particle diameter of 2.0 μm or less.
(C) A step of adding a hydroxide of element A to the second slurry to obtain a third slurry.
(D) The step of hydrothermally reacting the third slurry to obtain a fourth slurry, and (e) the fourth slurry is acid-treated and then washed with water to obtain excess water of the element A. Including the step of removing oxides
In the above step (a), the A / B molar ratio of the first slurry is set to 0.1 or more.
In the above step (c), the A / B molar ratio of the third slurry is set to 1.2 or more.
A method for producing zirconate-based perovskite-type composite oxide particles.
前記工程(a)において、前記第1のスラリーの含むジルコニウム水酸化物中のジルコニウムのモル部数100モル部に対して前記種結晶を1〜20モル部の範囲で用いる請求項1に記載のジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造方法。 The zirconate titer according to claim 1, wherein in the step (a), the seed crystal is used in the range of 1 to 20 mol parts with respect to 100 mol parts of zirconium in the zirconium hydroxide contained in the first slurry. A method for producing acid-based perovskite-type composite oxide particles. 前記水熱反応を温度120〜300℃の範囲で行う請求項1に記載のジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子の製造方法。 The method for producing zirconate-based perovskite-type composite oxide particles according to claim 1, wherein the hydrothermal reaction is carried out in a temperature range of 120 to 300 ° C. 組成式(I)
AB3−δ
(式中、AはBa及びSrよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、BはZr元素であり、xは0.9≦x≦1.1を満たす数であり、δは酸素欠損量である。)
で表される、12m2/g以上の比表面積と0.7〜1.3の範囲の結晶子径/比表面積換算粒子径を有するジルコン酸系ペロブスカイト型複合酸化物粒子。
Composition formula (I)
AB x O 3-δ
(In the formula, A is at least one element selected from the group consisting of Ba and Sr, B is a Zr element, x is a number satisfying 0.9 ≦ x ≦ 1.1, and δ is oxygen. The amount of deficiency.)
Zirconic acid-based perovskite-type composite oxide particles having a specific surface area of 12 m 2 / g or more and a crystallite diameter / specific surface area equivalent particle diameter in the range of 0.7 to 1.3.
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LEONARD, J.KEITH ET AL.: "Characterization of BaZrO3 Nanoparticles Prepared by Reverse Micelle Synthesis", CHEMISTRY OF MATERIALS, vol. 17, no. 15, JPN6023008074, 2005, pages 4010 - 4017, ISSN: 0005005714 *

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