JP2977214B2 - チタン酸バリウム系セラミック原料の混合・粉砕方法 - Google Patents
チタン酸バリウム系セラミック原料の混合・粉砕方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は混合・粉砕用球状磁器及びこれを用いる混合
・粉砕方法に関する。更に言えば、電子磁器材料、特に
半導体磁器・誘電体磁器材料であるチタン酸塩系セラミ
ック粉体製造において、該セラミック原料の混合・粉砕
用球状磁器およびこれを用いた該セラミック原料の混合
・粉砕方法に関するものである。
・粉砕方法に関する。更に言えば、電子磁器材料、特に
半導体磁器・誘電体磁器材料であるチタン酸塩系セラミ
ック粉体製造において、該セラミック原料の混合・粉砕
用球状磁器およびこれを用いた該セラミック原料の混合
・粉砕方法に関するものである。
〔従来の技術〕 従来、PTCサーミスター磁器やコンデンサー磁器等の
材料であるチタン酸バリウム系粉体を製造する際、その
原料混合あるいは粉砕には、ボールミル、チューブミ
ル、コニカルミル、振動ボールミル、ハイスイングボー
ルミル、タワーミル、サンドミル、アトライター、セン
トリミル及びダイノミルといったボール・ビーズ等の球
状粉砕媒体をもつミルが用いられている。これら各種の
ミルに用いる粉砕媒体は、例えば、鋼球、特殊ナイロン
樹脂で被覆された鋼球、瑪璃といった珪石質天然玉石、
あるいは窒化珪素、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、
チタニア等の磁器球である。
材料であるチタン酸バリウム系粉体を製造する際、その
原料混合あるいは粉砕には、ボールミル、チューブミ
ル、コニカルミル、振動ボールミル、ハイスイングボー
ルミル、タワーミル、サンドミル、アトライター、セン
トリミル及びダイノミルといったボール・ビーズ等の球
状粉砕媒体をもつミルが用いられている。これら各種の
ミルに用いる粉砕媒体は、例えば、鋼球、特殊ナイロン
樹脂で被覆された鋼球、瑪璃といった珪石質天然玉石、
あるいは窒化珪素、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、
チタニア等の磁器球である。
近年、エレクトロニクスの分野における技術の急速な
進歩にともない、これに追従できるチタン酸バリウムの
如きチタン酸塩のセラミック原料は粒度が細かく且つ純
度の高い粉体が要望されている。
進歩にともない、これに追従できるチタン酸バリウムの
如きチタン酸塩のセラミック原料は粒度が細かく且つ純
度の高い粉体が要望されている。
しかしながら、これら従来の粉砕媒体を用いると次の
ような問題点がある。
ような問題点がある。
比重が軽く混合・粉砕効率に劣る。
粉砕媒体の摩耗による不純物の混入が多い。
従来用いられている粉砕媒体において、ジルコニア磁
器球はこれらの点で比較的良い結果が得られるが、やは
りある程度の不純分の混入は避けられない。
器球はこれらの点で比較的良い結果が得られるが、やは
りある程度の不純分の混入は避けられない。
本発明は、これらの問題点を改善し、つまり混合・粉
砕の効率を良くし且つ混合・粉砕による不純物の混入が
ないチタン酸バリウムなどのチタン酸塩系粉体の製造を
可能にする混合・粉砕用球状磁器及びこれを用いた混合
・粉砕方法を提供することにある。
砕の効率を良くし且つ混合・粉砕による不純物の混入が
ないチタン酸バリウムなどのチタン酸塩系粉体の製造を
可能にする混合・粉砕用球状磁器及びこれを用いた混合
・粉砕方法を提供することにある。
すなわち、本発明は、チタン酸バリウム系セラミック
原料を粉砕機にて混合粉砕する方法において、チタン酸
バリウムを主組成として5.88〜6.0g/cm3の密度を有する
球状磁器を用いて混合・粉砕を行うことを特徴とするチ
タン酸バリウム系セラミック原料の混合・粉砕方法に係
るものである。
原料を粉砕機にて混合粉砕する方法において、チタン酸
バリウムを主組成として5.88〜6.0g/cm3の密度を有する
球状磁器を用いて混合・粉砕を行うことを特徴とするチ
タン酸バリウム系セラミック原料の混合・粉砕方法に係
るものである。
本発明において、チタン酸塩又はそのセラミック原料
としては、例えばチタン酸バリウム、チタン酸ストロン
チウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム又
はチタン酸鉛等が挙げられるが、特にチタン酸バリウム
が工業的に好ましい。
としては、例えばチタン酸バリウム、チタン酸ストロン
チウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム又
はチタン酸鉛等が挙げられるが、特にチタン酸バリウム
が工業的に好ましい。
ここで、チタン酸塩の主組成というのは、チタン酸塩
そのものの他、磁器化したときの様々な電気特性あるい
は機械特性を得るための添加剤、例えばシリコン、アル
ミニウム、ニオブ、アンチモン、タンタル、ビスマス、
ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、サ
マリウム、ジスプロジウム、イットリウム、カルシウ
ム、バリウム、ストロンチウム、鉛、鉄、クロム、マン
ガン、マグネシウム、コバルト、スズ、ジルコン、チタ
ンから選らばれた金属の酸化物、炭酸塩、有機金属化合
物あるいはそれらの元素からなるペロブスカイト化合物
の１種、または２種以上添加したチタン酸塩を主成分と
するものである。
そのものの他、磁器化したときの様々な電気特性あるい
は機械特性を得るための添加剤、例えばシリコン、アル
ミニウム、ニオブ、アンチモン、タンタル、ビスマス、
ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、サ
マリウム、ジスプロジウム、イットリウム、カルシウ
ム、バリウム、ストロンチウム、鉛、鉄、クロム、マン
ガン、マグネシウム、コバルト、スズ、ジルコン、チタ
ンから選らばれた金属の酸化物、炭酸塩、有機金属化合
物あるいはそれらの元素からなるペロブスカイト化合物
の１種、または２種以上添加したチタン酸塩を主成分と
するものである。
本発明に係るチタン酸塩を主組成とする球状磁器は、
磁器のなかでも5.5〜6.0g/cm3という大きな密度を保有
するため粉砕・混合効率に優れており、しかも粉砕・混
合時には若干の摩耗があっても被粉砕物の成分と実質的
に同一の成分であるため、粉砕物を磁器化したときに結
果的に電気特性あるいは機械特性を損なう不純分の混入
がほとんどない。
磁器のなかでも5.5〜6.0g/cm3という大きな密度を保有
するため粉砕・混合効率に優れており、しかも粉砕・混
合時には若干の摩耗があっても被粉砕物の成分と実質的
に同一の成分であるため、粉砕物を磁器化したときに結
果的に電気特性あるいは機械特性を損なう不純分の混入
がほとんどない。
また、本発明でいう混合・粉砕用球状磁器とは例えば
直径0.5〜5mm程度でビーズと呼ばれる比較的小さいも
の、それ以上のボールと呼ばれるものなどで特に大きさ
を限定するものではない。
直径0.5〜5mm程度でビーズと呼ばれる比較的小さいも
の、それ以上のボールと呼ばれるものなどで特に大きさ
を限定するものではない。
係る球状磁器は代表的なチタン酸バリウムについて言
えば、次のようにして製造することができる。
えば、次のようにして製造することができる。
まず、主原料としては、次のようなものが挙げられ
る。
る。
炭酸バリウムと二酸化チタン粉末を混合し、この混合
物を高温に加熱して固相反応により得られるもの。
物を高温に加熱して固相反応により得られるもの。
バリウムイオンおよびチタニウムイオンを含む水溶液
中に蓚酸を滴下して蓚酸塩として共沈させ、この蓚酸塩
を熱分解し得られるもの。
中に蓚酸を滴下して蓚酸塩として共沈させ、この蓚酸塩
を熱分解し得られるもの。
バリウムとチタンのアルコキシドの混合物を加水分解
して共沈させ、この加水分解物を熱分解して得られるも
の。
して共沈させ、この加水分解物を熱分解して得られるも
の。
バリウムイオンおよびチタニウムイオンを含む水溶液
中にアルカリを滴下して加水分解し、加圧加熱後水洗し
得られたもの。
中にアルカリを滴下して加水分解し、加圧加熱後水洗し
得られたもの。
更に、補助原料として、上記のチタン酸バリウムに必
要に応じて鉱化剤として例えば微量の粘土、前記添加剤
及び例えばでん粉、PVAデキシトリン、ワックスエマル
ジョンなどの如きバインダーが挙げられる。
要に応じて鉱化剤として例えば微量の粘土、前記添加剤
及び例えばでん粉、PVAデキシトリン、ワックスエマル
ジョンなどの如きバインダーが挙げられる。
次いで、これらの原料をよく混合した後、所望の手段
により球状に成型する。成型法としては、例えばCIP
（静水圧加圧成型法）、転動造粒、攪拌造粒、機械プレ
ス、HIP（熱間静水圧成型法）等、この分野で用いられ
ているいずれの方法でも可能である。
により球状に成型する。成型法としては、例えばCIP
（静水圧加圧成型法）、転動造粒、攪拌造粒、機械プレ
ス、HIP（熱間静水圧成型法）等、この分野で用いられ
ているいずれの方法でも可能である。
かくして、本発明に係る球状磁器は、上記で得られた
球状成型物を高温で焼結して磁器化することにより得る
ことができる。
球状成型物を高温で焼結して磁器化することにより得る
ことができる。
かかる磁器は、前記のように高密度のもので比重が大
きいので、チタン酸塩セラミック原料の混合や粉砕用の
媒体として特に有効なものである。
きいので、チタン酸塩セラミック原料の混合や粉砕用の
媒体として特に有効なものである。
なお、本発明に係る球状磁器を用いて、チタン酸塩セ
ラミック原料を粉砕するに当り、方法自体は特に従来法
と異なるところはなく、前記したようなボールミル、チ
ューブミル、振動ボールミル等、所望の粉砕機を用いて
行うことにより、効率よく、かつ不純物の混入が実質的
にない粉砕物を得ることができる。
ラミック原料を粉砕するに当り、方法自体は特に従来法
と異なるところはなく、前記したようなボールミル、チ
ューブミル、振動ボールミル等、所望の粉砕機を用いて
行うことにより、効率よく、かつ不純物の混入が実質的
にない粉砕物を得ることができる。
実施例1. 蓚酸塩法から得られたチタン酸バリウム20重量部をで
ん粉0.2wt％水溶液100重量部にホモジナイザーにて分散
させた後、回転円盤型スプレードライヤーで噴霧乾燥し
20〜80メッシュの団粒を得る。この団粒を球のゴム型に
充填し、脱気後、圧力媒体の水によってゴム型を介して
2000kg/cm2の圧力で加圧し球状成型物を得、次いで、13
80℃で焼成し直径15mmの球状の磁器を得た。この球状磁
器の密度は5.95g/cm3であった。
ん粉0.2wt％水溶液100重量部にホモジナイザーにて分散
させた後、回転円盤型スプレードライヤーで噴霧乾燥し
20〜80メッシュの団粒を得る。この団粒を球のゴム型に
充填し、脱気後、圧力媒体の水によってゴム型を介して
2000kg/cm2の圧力で加圧し球状成型物を得、次いで、13
80℃で焼成し直径15mmの球状の磁器を得た。この球状磁
器の密度は5.95g/cm3であった。
こうして得られた球状磁器を粉砕媒体としてナイロン
製ボールミルに入れPTCサーミスター磁器をつくるべく
所定量の脱塩水とともに、次の調合で混合を行なった。
製ボールミルに入れPTCサーミスター磁器をつくるべく
所定量の脱塩水とともに、次の調合で混合を行なった。
BaTiO3 100部 Nb2O5 0.12 部 この混合物を加熱焼成して磁器化し、常温における体
積抵抗率を測定したところ102Ωcmを有しており、半導
体化した。
積抵抗率を測定したところ102Ωcmを有しており、半導
体化した。
比較例１ 実施例１と同様な調合で直径15mm、密度3.62g/cm3の
アルミナ製球状磁器を粉砕媒体として混合を行ない同様
な熱処理を施して磁器化したところ、この磁器は常温に
おける体積抵抗率が109Ωcmと高く、また、このときのA
lの含量は0.25wt％となり混合粉砕により増加してい
た。
アルミナ製球状磁器を粉砕媒体として混合を行ない同様
な熱処理を施して磁器化したところ、この磁器は常温に
おける体積抵抗率が109Ωcmと高く、また、このときのA
lの含量は0.25wt％となり混合粉砕により増加してい
た。
なお、実施例１と同程度の混合度を得るのに２倍の混
合時間を要した。
合時間を要した。
実施例２ 固相反応法から得られたチタン酸バリウム100重量部
に二酸化チタン10重量部を混合し、定量供給機で回動す
る皿型造粒機に連続投入する。同時に皿上面よりPVA0.2
wt％水溶液を噴霧し、得られた造粒物を1350℃で焼成し
て、直径15mmの球状磁器とした。なお、この磁器の密度
は5.88g/cm3であった。この球状磁器を粉砕媒体として
ナイロン製ボールミルに入れチタン酸バリウムをつくる
べく高純度炭酸バリウムと高純度二酸化チタンを等モル
所定量の脱塩水とともに投入し混合した。その後、仮焼
し、混合と同一のボールミルで粉砕を行なったが、粉砕
媒体からの不純分の混入は認められず高純度のチタン酸
バリウム粉体が得られた。
に二酸化チタン10重量部を混合し、定量供給機で回動す
る皿型造粒機に連続投入する。同時に皿上面よりPVA0.2
wt％水溶液を噴霧し、得られた造粒物を1350℃で焼成し
て、直径15mmの球状磁器とした。なお、この磁器の密度
は5.88g/cm3であった。この球状磁器を粉砕媒体として
ナイロン製ボールミルに入れチタン酸バリウムをつくる
べく高純度炭酸バリウムと高純度二酸化チタンを等モル
所定量の脱塩水とともに投入し混合した。その後、仮焼
し、混合と同一のボールミルで粉砕を行なったが、粉砕
媒体からの不純分の混入は認められず高純度のチタン酸
バリウム粉体が得られた。
比較例２ 直径15mm、密度6.01g/cm3のジルコニア製球状磁器を
粉砕媒体として実施例２と同様な操作でチタン酸バリウ
ム原料を混合粉砕したところ、同程度の混合度を得るの
に要する時間は同等であったが、最終的にチタン酸バリ
ウム中のZr含量は0.02wt％と混合粉砕により増加してい
た。
粉砕媒体として実施例２と同様な操作でチタン酸バリウ
ム原料を混合粉砕したところ、同程度の混合度を得るの
に要する時間は同等であったが、最終的にチタン酸バリ
ウム中のZr含量は0.02wt％と混合粉砕により増加してい
た。
実施例３ 固相反応法から得られたチタン酸バリウム100重量部
と酸化コバルト0.4重量部とをヘンシェルミキサーに入
れ、高速攪拌混合しながらPVA0.2wt％水溶液を添加して
凝集造粒し、1380℃で焼成し直径5mmの球状磁器とし
た。なお密度は5.90g/cm3であった。この球状磁器を粉
砕媒体としてアトライターに入れ粒度1.5〜3.0μｍのチ
タン酸バリウムを粉砕したところ、3Hrsで平均粒子径が
1.0μｍ以下となった。
と酸化コバルト0.4重量部とをヘンシェルミキサーに入
れ、高速攪拌混合しながらPVA0.2wt％水溶液を添加して
凝集造粒し、1380℃で焼成し直径5mmの球状磁器とし
た。なお密度は5.90g/cm3であった。この球状磁器を粉
砕媒体としてアトライターに入れ粒度1.5〜3.0μｍのチ
タン酸バリウムを粉砕したところ、3Hrsで平均粒子径が
1.0μｍ以下となった。
比較例３ 密度3.91g/cm3、直径5mmのチタニア球状磁器を粉砕媒
体として実施例３と同様な粉砕を行なったところ、平均
粒子径が1.0μｍ以下となるのに9Hrsを要した。
体として実施例３と同様な粉砕を行なったところ、平均
粒子径が1.0μｍ以下となるのに9Hrsを要した。
チタン酸バリウム系粉体の製造において本発明のチタ
ン酸バリウムを主成分とする混合・粉砕用球状磁器は砕
料と同一の成分が主であるため不純分の混入をほぼなく
すことができ、同時に磁器の中でも大きな比重を保有す
るため、混合・粉砕効率を高めることを可能にした。
ン酸バリウムを主成分とする混合・粉砕用球状磁器は砕
料と同一の成分が主であるため不純分の混入をほぼなく
すことができ、同時に磁器の中でも大きな比重を保有す
るため、混合・粉砕効率を高めることを可能にした。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩谷 匠 東京都江東区亀戸９丁目15番１号 日本 化学工業株式会社研究開発部内 (72)発明者 山縣 繁樹 東京都江東区亀戸９丁目15番１号 日本 化学工業株式会社研究開発部内 (72)発明者 落合 一男 東京都江東区亀戸９丁目15番１号 日本 化学工業株式会社研究開発部内 (56)参考文献 特開 昭63−195164（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−236760（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−242953（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】チタン酸バリウム系セラミック原料を粉砕
機にて混合粉砕する方法において、チタン酸バリウムを
主組成として5.88〜6.0g/cm3の密度を有する球状磁器を
用いて混合・粉砕を行うことを特徴とするチタン酸バリ
ウム系セラミック原料の混合・粉砕方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1312380A JP2977214B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | チタン酸バリウム系セラミック原料の混合・粉砕方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1312380A JP2977214B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | チタン酸バリウム系セラミック原料の混合・粉砕方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03174355A JPH03174355A (ja) | 1991-07-29 |
| JP2977214B2 true JP2977214B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=18028560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1312380A Expired - Fee Related JP2977214B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | チタン酸バリウム系セラミック原料の混合・粉砕方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2977214B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010079132A (ko) * | 2001-06-15 | 2001-08-22 | 김준규 | 다공성 BaTiO3계 세라믹스의 제조방법 |
| JP4356552B2 (ja) * | 2003-08-13 | 2009-11-04 | 堺化学工業株式会社 | ペロブスカイト化合物粉体の製造方法 |
| US9005568B2 (en) | 2004-08-13 | 2015-04-14 | Sakai Chemical Industry Co., Ltd. | Process for production of powder of perovskite compound |
| CN115472409A (zh) | 2021-06-10 | 2022-12-13 | 日亚化学工业株式会社 | SmFeN系稀土磁体的制造方法 |
| US12027294B2 (en) | 2021-09-27 | 2024-07-02 | Nichia Corporation | Method of producing SmFeN-based rare earth magnet |
-
1989
- 1989-12-01 JP JP1312380A patent/JP2977214B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03174355A (ja) | 1991-07-29 |
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