JP3154513B2 - Spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder and method for producing the same - Google Patents

Spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder and method for producing the same

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JP3154513B2 JP15407091A JP15407091A JP3154513B2 JP 3154513 B2 JP3154513 B2 JP 3154513B2 JP 15407091 A JP15407091 A JP 15407091A JP 15407091 A JP15407091 A JP 15407091A JP 3154513 B2 JP3154513 B2 JP 3154513B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、PTCサーミスタ、半
導体コンデンサなどの半導体磁器に使用される球状チタ
ン酸バリウム系半導体磁器材料粉末およびその製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder used for semiconductor porcelain such as PTC thermistors and semiconductor capacitors, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】PTCサーミスタでは、常温比抵抗が低
く、抵抗変化率が大きく、機械的強度の大きいものとす
るために、グレインサイズを揃え、グレインバウンダリ
ー(粒界相)の厚みを一定にすることが要望されてい
る。
2. Description of the Related Art In a PTC thermistor, the grain size is made uniform and the thickness of the grain boundary (grain boundary phase) is made constant in order to make the room temperature specific resistance low, the resistance change rate large, and the mechanical strength large. It is requested to do.

【0003】また、半導体コンデンサでは、大きな誘電
率を持ち、誘電損失が小さく、耐電圧特性が良好で、機
械的強度の大きいものとするために、グレインサイズを
揃え、グレインバウンダリーの厚みを一定にすることが
要望されている。
Further, in order to obtain a semiconductor capacitor having a large dielectric constant, a small dielectric loss, a good withstand voltage characteristic and a high mechanical strength, the grain size is made uniform and the thickness of the grain boundary is kept constant. It is requested that

【0004】通常、これらPTCサーミスタ、半導体コ
ンデンサなどの半導体磁器のグレインサイズはサブミク
ロンから50μmに制御される。そのため、それに使用
する材料粉末は粒子径が0.3〜50μm以下、好まし
くは0.5〜50μmで、粒度分布の狭い、分散性の良
好なものが要求される。
Normally, the grain size of semiconductor porcelain such as PTC thermistors and semiconductor capacitors is controlled from submicron to 50 μm. Therefore, it is required that the material powder used has a particle size of 0.3 to 50 μm or less, preferably 0.5 to 50 μm, a narrow particle size distribution and good dispersibility.

【0005】しかしながら、これまでの方法で製造され
てきたチタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末では、上
記の要求に対して充分に応えることができなかった。
However, the barium titanate-based semiconductor porcelain powder produced by the conventional method cannot sufficiently meet the above-mentioned demands.

【0006】すなわち、従来のチタン酸バリウム系半導
体磁器材料粉末は、酸化チタン、炭酸バリウムおよび半
導化元素などを混合して固相反応を起こさせる方法によ
って製造されてきた。
That is, the conventional barium titanate-based semiconductor ceramic material powder has been produced by a method in which titanium oxide, barium carbonate, a semiconducting element, and the like are mixed to cause a solid-phase reaction.

【0007】しかしながら、固相反応による場合、高温
で反応を行う関係上、得られるチタン酸バリウム系半導
体磁器材料粉末は、粒子径が大きいため、機械的粉砕し
て所望の粒子径にしようとしているが、粒子径のバラツ
キが大きく、また形状も一定していないため、分散性が
悪く、これを使用してPTCサーミスタ、半導体コンデ
ンサなどを製造しても、グレインサイズがバラツキ、電
気的特性の優れたものは得られなかった。
However, in the case of the solid-phase reaction, the barium titanate-based semiconductor porcelain material powder obtained has a large particle diameter due to the reaction at a high temperature, and is therefore mechanically pulverized to obtain a desired particle diameter. However, the dispersion of the particle size is large and the shape is not uniform, so the dispersibility is poor. Even when PTC thermistors and semiconductor capacitors are manufactured using this, the grain size varies and the electrical characteristics are excellent. Was not obtained.

【0008】そこで、これらの問題を解決するため、シ
ュウ酸塩を用いた湿式共沈法によりチタン酸バリウム系
半導体磁器材料粉末を製造する試みがなされている(例
えば、窯業協会誌、90〔8〕、1982)。
In order to solve these problems, attempts have been made to produce a barium titanate-based semiconductor porcelain material powder by a wet coprecipitation method using oxalate (for example, 90 [8] ], 1982).

【0009】しかし、上記方法による場合は、微粒子の
半導体磁器材料粉末しか得ることができず、しかも粒子
形状がいびつなものとか、粒子同士が会合したものが生
じるという欠点を有していて、粒子径0.3μm以上で
粒度分布が狭く、かつ分散性の良好なチタン酸バリウム
系半導体磁器材料粉末は得られなかった。
However, the method described above has a drawback that only fine particles of the semiconductor ceramic material powder can be obtained, and that the particles have irregular shapes or particles are associated with each other. A barium titanate-based semiconductor ceramic material powder having a diameter of 0.3 μm or more, a narrow particle size distribution, and good dispersibility was not obtained.

【0010】また、特開平2−289426号公報で
は、凝集性の強い150μm以上のチタン酸バリウム系
半導体磁器材料粉末を製造し、セラミックス化前にボー
ルミルなどで解砕して使用するようにしているが、解砕
の程度のコントロールがむつかしく、また、形状も一定
していないため、分散性が悪く、充分に満足すべきもの
とはいえなかった。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-289426, a barium titanate-based semiconductor porcelain material powder having a high cohesiveness of 150 μm or more is produced, and is used after being crushed by a ball mill or the like before ceramicization. However, since the degree of crushing was difficult to control and the shape was not constant, the dispersibility was poor and it could not be said that it was sufficiently satisfactory.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末は、粒子径を充
分にコントロールすることができず、また、分散性が悪
く、電気的特性の優れたPTCサーミスタや半導体コン
デンサなどの半導体磁器を得ることができなかった。
As described above, the conventional barium titanate-based semiconductor porcelain material powder cannot sufficiently control the particle diameter, has poor dispersibility, and has excellent electrical characteristics. Semiconductor ceramics such as a PTC thermistor and a semiconductor capacitor could not be obtained.

【0012】したがって、本発明は、粒子径を充分にコ
ントロールすることができ、かつ高分散性の球状チタン
酸バリウム系半導体磁器材料粉末を提供することを目的
とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a barium titanate-based semiconductor porcelain material powder capable of sufficiently controlling the particle diameter and having high dispersibility.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため種々研究を重ねた結果、チタン酸バリウ
ム系半導体磁器材料粉末を製造する際の湿式反応時に過
酸化水素を共存させることによって、粒子径0.3〜5
μmで粒度分布の狭い球状のチタン酸バリウム系半導体
磁器材料粉末が得られ、また、湿式反応後に気流乾燥す
ることによって、粒子径5〜50μmで球状のチタン酸
バリウム系半導体磁器材料粉末が得られることを見出
し、本発明を完成するにいたった。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that hydrogen peroxide coexists during a wet reaction in producing barium titanate-based semiconductor ceramic material powder. Depending on the particle size, 0.3 to 5
A spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder having a narrow particle size distribution of μm can be obtained, and a spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder having a particle diameter of 5 to 50 μm can be obtained by flash drying after a wet reaction. This led to the completion of the present invention.

【0014】すなわち、本発明の球状チタン酸バリウム
系半導体磁器材料粉末は、3価または5価の半導化元素
をチタンに対して0.05〜2原子%含有し、その基材
部分がATiO3 (Aは、Ba≧50原子%、0原子%
≦Sr、Ca、Pb≦50原子%)で表される粒子径
0.3〜50μmの球状チタン酸バリウム系半導体磁器
材料粉末である。
That is, the spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder of the present invention contains a trivalent or pentavalent semiconducting element in an amount of 0.05 to 2 atomic% with respect to titanium, and its base material is made of ATiO. 3 (A is Ba ≧ 50 atomic%, 0 atomic%
≦ Sr, Ca, Pb ≦ 50 atomic%) is a spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder having a particle diameter of 0.3 to 50 μm.

【0015】上記式中のAを文章で表すと、Aは、Ba
またはBaとSr、CaおよびPbよりなる群から選ば
れる少なくとも1種とで構成され、Baが50〜100
原子%で、Sr、CaおよびPbが0〜50原子%であ
る。そして、Baはバリウムで、Srはストロンチウ
ム、Caはカルシウムであり、Pbは鉛である。
When A in the above formula is represented by a sentence, A is Ba
Or, it is composed of Ba and at least one selected from the group consisting of Sr, Ca and Pb, wherein Ba is 50 to 100.
In atomic%, Sr, Ca and Pb are 0 to 50 atomic%. Ba is barium, Sr is strontium, Ca is calcium, and Pb is lead.

【0016】ここで、本発明の球状チタン酸バリウム系
半導体磁器材料粉末のATiO3 で表される基材部分に
ついて具体的に名称で表現すると、チタン酸バリウム、
チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウムス
トロンチウムカルシウム、チタン酸バリウムストロンチ
ウム鉛、チタン酸バリウムストロンチウムカルシウム
鉛、チタン酸バリウムカルシウム、チタン酸バリウム
鉛、チタン酸バリウムカルシウム鉛である。
Here, the base material portion represented by ATiO 3 of the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder of the present invention is specifically expressed by a name.
Barium strontium titanate, barium strontium calcium titanate, barium strontium lead titanate, barium strontium calcium lead titanate, barium calcium titanate, barium lead titanate, barium calcium lead titanate.

【0017】バリウム化合物とストロンチウム化合物は
チタン化合物との湿式反応によってペロブスカイト型化
合物を生成するが、カルシウム化合物や鉛化合物はチタ
ン化合物との湿式反応によってペロブスカイト型化合物
を生成させることがむつかしい。
A barium compound and a strontium compound produce a perovskite compound by a wet reaction with a titanium compound, whereas a calcium compound and a lead compound are difficult to produce a perovskite compound by a wet reaction with a titanium compound.

【0018】そこで、上記ATiO3 で表されるものの
うち、チタン酸バリウムはチタン化合物とバリウム化合
物との湿式反応によって得られ、チタン酸バリウムスト
ロンチウムは、通常、チタン化合物とバリウム化合物お
よびストロンチウム化合物との湿式反応によって得られ
る。
Therefore, among those represented by ATiO 3 , barium titanate is obtained by a wet reaction between a titanium compound and a barium compound, and barium strontium titanate is usually obtained by reacting a titanium compound with a barium compound and a strontium compound. Obtained by a wet reaction.

【0019】しかし、カルシウムや鉛を含むものは、カ
ルシウム化合物や鉛化合物とチタン化合物との湿式反応
では得られないので、チタン化合物とバリウム化合物と
の湿式反応時、またはチタン化合物とバリウム化合物お
よびストロンチウム化合物との湿式反応時に、粒子径
0.2μm以下のチタン酸カルシウムや粒子径0.2μ
m以下のチタン酸鉛を添加することによって得られる。
However, those containing calcium and lead cannot be obtained by a wet reaction between a calcium compound or a lead compound and a titanium compound, and therefore, cannot be obtained during a wet reaction between a titanium compound and a barium compound, or between a titanium compound and a barium compound and strontium. During wet reaction with the compound, calcium titanate having a particle diameter of 0.2 μm or less or a particle diameter of 0.2 μm
m or less by adding lead titanate.

【0020】また、チタン酸カルシウムやチタン酸鉛な
どを物理的に混合したチタン化合物とバリウム化合物と
の湿式反応後、またはチタン酸カルシウムやチタン酸鉛
などを物理的に混合したチタン化合物とバリウム化合物
およびストロンチウム化合物との湿式反応後、乾燥、仮
焼することにより、組成の均一な化合物とすることもで
きる。
Further, after a wet reaction between a titanium compound physically mixed with calcium titanate or lead titanate and a barium compound, or between a titanium compound physically mixed with calcium titanate or lead titanate and a barium compound After the wet reaction with the strontium compound and drying and calcining, a compound having a uniform composition can be obtained.

【0021】そして、3価または5価の半導化元素をチ
タンに対して0.05〜2原子%含有する粒子径0.3
〜50μmの球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉
末のうち、粒子径の小さい0.3〜5μmのものは、半
導化元素が存在する系でのチタン化合物とバリウム化合
物との湿式反応時、またはチタン化合物とバリウム化合
物およびストロンチウム化合物との湿式反応時(カルシ
ウムや鉛を含むものが必要な場合は、上記反応系に粒子
径0.2μm以下のチタン酸カルシウムや粒子径0.2
μmのチタン酸鉛を添加しておく、また、ストロンチウ
ムをチタン酸ストロンチウムの添加により導入する場合
は、別途、湿式反応により製造した粒子径0.2μm以
下のチタン酸ストロンチウムを上記反応系に添加してお
く)に、過酸化水素を共存させることによって得られ
る。
A particle diameter of 0.3 to 3 containing a trivalent or pentavalent semiconducting element in an amount of 0.05 to 2 atomic% with respect to titanium.
Of the spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder having a particle size of 0.3 to 5 μm, a powder having a small particle diameter of 0.3 to 5 μm is used during a wet reaction between a titanium compound and a barium compound in a system in which a semiconducting element is present, or At the time of a wet reaction between a titanium compound and a barium compound or a strontium compound (when a compound containing calcium or lead is required, calcium titanate having a particle size of 0.2 μm or less or a particle size of 0.2
μm lead titanate is added, and when strontium is introduced by adding strontium titanate, strontium titanate having a particle diameter of 0.2 μm or less produced by a wet reaction is separately added to the above reaction system. ) In the presence of hydrogen peroxide.

【0022】これは、共存させた過酸化水素がチタン酸
バリウム系半導体磁器材料粉末の生成反応を、過酸化水
素が共存していない場合に比べて、ゆっくりと進ませ、
それが微粒子のチタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末
の生成を抑制し、粒子径0.3〜5μmで粒度分布の狭
い球状のチタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末を生成
させる要因になるものと考えられる。
This is because the coexisting hydrogen peroxide causes the production reaction of the barium titanate-based semiconductor ceramic material powder to proceed more slowly than in the case where hydrogen peroxide does not coexist.
It is considered that it suppresses the generation of fine barium titanate-based semiconductor porcelain material powder and generates spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder having a particle diameter of 0.3 to 5 μm and a narrow particle size distribution. .

【0023】そして、上記のような過酸化水素の使用に
よってチタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末の生成反
応がゆっくりと進行するようになったことに基づいて、
湿式反応の反応条件などを変化させることによって、得
られるチタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末の粒子径
を任意にコントロールすることができる。
Based on the fact that the production reaction of the barium titanate-based semiconductor porcelain material began to progress slowly by using hydrogen peroxide as described above,
The particle size of the obtained barium titanate-based semiconductor ceramic material powder can be arbitrarily controlled by changing the reaction conditions of the wet reaction.

【0024】上記本発明の粒子径0.3〜50μmの球
状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末のうち、粒子
径の大きい5〜50μmのものは、前記湿式反応後に気
流乾燥することによって得られる。
Among the barium titanate-based semiconductor ceramic material powders having a particle diameter of 0.3 to 50 μm of the present invention, those having a large particle diameter of 5 to 50 μm can be obtained by flash drying after the wet reaction.

【0025】本発明の3価または5価の半導化元素をチ
タンに対して0.05〜2原子%含有し、その基材部分
がATiO3 で表される粒子径0.3〜50μmの球状
チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末は、形状が文字
通り球形で、粒度分布が狭く、分散性が優れていて、し
かも、その粒子径を任意にコントロールすることができ
るので、セラミックス化した場合、所望のグレインサイ
ズで、かつグレインサイズのバラツキの少ない、電気的
特性および機械的特性の優れたPTCサーミスタ、半導
体コンデンサなどの半導体磁器を得ることができる。
The trivalent or pentavalent semiconducting element of the present invention is contained in an amount of 0.05 to 2 atomic% based on titanium, and the base material has a particle diameter of 0.3 to 50 μm represented by ATiO 3 . Spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder is literally spherical in shape, narrow in particle size distribution, excellent in dispersibility, and its particle size can be arbitrarily controlled. It is possible to obtain a semiconductor ceramic such as a PTC thermistor and a semiconductor capacitor having a small grain size and a small variation in the grain size, and excellent in electrical characteristics and mechanical characteristics.

【0026】そして、上記球状チタン酸バリウム系半導
体磁器材料粉末を仮焼すると、結晶形が疑似立方晶から
立方晶または正方晶に変化し、結晶性が向上し、グレイ
ンサイズやグレインバウンダリーのよりコントロールし
やすい、より好ましい半導体磁器材料粉末とすることが
できる。
When the above-mentioned spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder is calcined, the crystal form changes from pseudo cubic to cubic or tetragonal, the crystallinity improves, and the grain size and grain boundary increase. A more preferable semiconductor ceramic material powder that can be easily controlled can be obtained.

【0027】この仮焼によって得られた立方晶または正
方晶チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末は、仮焼前
の球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末が文字通
り球状であって、粒子間の接点が少ないので、仮焼によ
るシンタリングが少なく、仮焼前の球状チタン酸バリウ
ム系半導体磁器材料粉末の粒子径をほぼ維持して、粒度
分布が狭く、かつ分散性が優れている。
The cubic or tetragonal barium titanate-based semiconductor porcelain material powder obtained by the calcination is literally a spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder before calcination, and the contact between the particles is Since the amount is small, sintering due to calcination is small, the particle diameter of the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder before calcination is almost maintained, the particle size distribution is narrow, and the dispersibility is excellent.

【0028】また、仮焼温度を選択することによって、
粉体の状態で半導化した球状チタン酸バリウム系半導体
磁器材料粉末とすることもできる。
Also, by selecting the calcination temperature,
A spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder that has been semiconductive in a powder state can also be used.

【0029】さらに、仮焼温度を上げることによって、
直方体状のより高密度な単結晶のものとすることができ
る。
Further, by increasing the calcination temperature,
A higher density single crystal having a rectangular parallelepiped shape can be obtained.

【0030】つぎに、本発明の球状チタン酸バリウム系
半導体磁器材料粉末の各構成要素の持つ意義について説
明する。
Next, the significance of each component of the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder of the present invention will be described.

【0031】本発明において、3価または5価の半導化
元素は、チタン酸バリウムのペロブスカイト構造におけ
るBaまたはTiと置換して、半導性を示す元素であれ
ばよく、このような3価または5価の半導化元素として
は、例えば、Nb、Sb、Ta、Bi、BおよびY、L
a、Ce、Pr、Ndなどの希土類元素よりなる群から
選ばれる少なくとも1種が使用される。
In the present invention, the trivalent or pentavalent semiconducting element may be any element which exhibits semiconductivity by substituting Ba or Ti in the perovskite structure of barium titanate. Alternatively, as the pentavalent semiconducting element, for example, Nb, Sb, Ta, Bi, B and Y, L
At least one selected from the group consisting of rare earth elements such as a, Ce, Pr, and Nd is used.

【0032】これらの3価または5価の半導化元素は、
最終的に形成されるATiO3 中のチタンに対して0.
05〜2原子%になるように使用される。つまり、3価
または5価の半導化元素が上記範囲より少ない場合は充
分な半導性を示さないし、また3価または5価の半導化
元素が上記範囲より多くなると、原子価補償を起こし、
半導性を示さなくなる。
These trivalent or pentavalent semiconducting elements are:
0.1% of titanium in the finally formed ATiO 3 .
It is used so as to be 0.5 to 2 atomic%. In other words, if the trivalent or pentavalent semiconducting element is less than the above range, sufficient semiconductivity will not be exhibited, and if the trivalent or pentavalent semiconducting element exceeds the above range, valence compensation will not be performed. Wake up
No longer exhibits semiconductivity.

【0033】本発明の球状チタン酸バリウム半導体磁器
材料粉末は、半導化元素を除いた基材部分がATiO3
で表されるが、このATiO3 において、Aは、Ba≧
50原子%、0原子%≦Sr、Ca、Pb≦50原子%
である。
In the spherical barium titanate semiconductor ceramic material powder of the present invention, the base material excluding the semiconducting element is made of ATiO 3.
In this ATiO 3 , A is represented by Ba ≧
50 atomic%, 0 atomic% ≦ Sr, Ca, Pb ≦ 50 atomic%
It is.

【0034】これはBaが50原子%より少ない場合
は、湿式反応によって球状の粒子が得られないからであ
る。そして、Sr、Ca、Pbなどは、PTCサーミス
タとした時の抵抗変化の開始温度を変化させたり、半導
体コンデンサの焼結温度や誘電特性をコントロールする
目的で添加される。
This is because when Ba is less than 50 atomic%, spherical particles cannot be obtained by the wet reaction. Sr, Ca, Pb, and the like are added for the purpose of changing the temperature at which resistance changes when a PTC thermistor is used, and controlling the sintering temperature and dielectric characteristics of a semiconductor capacitor.

【0035】つぎに、反応材料について説明する。前記
したように、バリウム化合物やストロンチウム化合物
は、チタン化合物との湿式反応によってペロブスカイト
型化合物を生成するが、カルシウム化合物や鉛化合物
は、チタン化合物との湿式反応によってペロブスカイト
型化合物を生成させることがむつかしく、バリウム化合
物やストロンチウム化合物とチタン化合物との湿式反応
時に、カルシウム化合物や鉛化合物を添加しても、ペロ
ブスカイト型化合物は生成しない。
Next, the reaction material will be described. As described above, barium compounds and strontium compounds generate perovskite-type compounds by a wet reaction with titanium compounds, but calcium compounds and lead compounds generate perovskite-type compounds by a wet reaction with titanium compounds. When a barium compound or a strontium compound and a titanium compound are subjected to a wet reaction, a perovskite compound is not formed even if a calcium compound or a lead compound is added.

【0036】そのため、カルシウムや鉛を、球状チタン
酸バリウム系半導体磁器材料粉末に含ませようとする場
合は、固相反応により製造したチタン酸カルシウムやチ
タン酸鉛を必要に応じて粉砕し、粒子径を0.2μm以
下にしたものを上記バリウム化合物やストロンチウム化
合物とチタン化合物との湿式反応時に添加し、チタン酸
バリウム粒子またはチタン酸バリウムストロンチウム粒
子が形成され、球状凝集体となる際に、チタン酸カルシ
ウムやチタン酸鉛がそれらの球状凝集体中に均一に分散
されるようにする方法が採用される。
Therefore, when calcium or lead is to be included in the spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder, calcium titanate or lead titanate produced by a solid-phase reaction is pulverized, if necessary, to obtain particles. When the barium compound or the strontium compound and the titanium compound are added during the wet reaction of the barium compound or the strontium compound with the titanium compound, the barium titanate particles or the barium strontium titanate particles are formed, and when the spherical aggregate is formed, A method is employed in which calcium oxide and lead titanate are uniformly dispersed in their spherical aggregates.

【0037】また、上記バリウム化合物とチタン化合物
との湿式反応時に粒子径0.2μm以下のチタン酸スト
ロンチウムを添加することにより、ストロンチウムを球
状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末に含ませるこ
とも可能である。
Further, by adding strontium titanate having a particle diameter of 0.2 μm or less during the wet reaction between the barium compound and the titanium compound, strontium can be included in the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder. is there.

【0038】上記のように、反応系に添加するチタン酸
カルシウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウムなど
にあらかじめ半導化元素を含有させることもできる。
As described above, a semiconducting element can be contained in advance in calcium titanate, lead titanate, strontium titanate or the like added to the reaction system.

【0039】本発明において、添加するチタン酸カルシ
ウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウムなどの粒子
径を0.2μm以下にしているのは、粒子径0.2μm
より大きい粒子を用いると各添加物粒子のチタン酸バリ
ウム粒子またはチタン酸バリウムストロンチウム粒子の
凝集体中への分散が不均一となり、球状粒子となりにく
く、また、仮焼時またはセラミックス化時の添加物粒子
の拡散が不充分となり、均一組成のものが得られないか
らである。
In the present invention, the particle diameter of the added calcium titanate, lead titanate, strontium titanate or the like is set to 0.2 μm or less because the particle diameter is 0.2 μm.
When larger particles are used, the dispersion of the additive particles in the aggregate of barium titanate particles or barium strontium titanate particles becomes non-uniform, hardly becoming spherical particles, and the additive during calcination or ceramicization. This is because the diffusion of the particles becomes insufficient, and a uniform composition cannot be obtained.

【0040】本発明において、チタン化合物としては、
バリウム化合物と反応してペロブスカイト型のチタン酸
バリウムを生成するものであれば特に制約を受けること
なく使用することができるが、過酸化水素の水溶液に部
分的に溶解するか、または完全に溶解するものが好まし
く、また、生成するチタン酸バリウムに混入してその特
性を低下させるような成分をできるだけ含有しないもの
が好ましい。
In the present invention, the titanium compound includes
As long as it reacts with a barium compound to produce perovskite-type barium titanate, it can be used without any particular limitation, but it partially or completely dissolves in an aqueous solution of hydrogen peroxide. Those which are preferable are those which do not contain as much as possible a component which deteriorates the characteristics by being mixed into the produced barium titanate.

【0041】そのような観点から、好ましいチタン化合
物を例示すると、例えば、酸化チタン、水酸化チタンな
どの無機チタン化合物や、シュウ酸チタン、チタンアル
コキシドなどの有機チタン化合物があげられる。
From such a viewpoint, examples of preferred titanium compounds include, for example, inorganic titanium compounds such as titanium oxide and titanium hydroxide, and organic titanium compounds such as titanium oxalate and titanium alkoxide.

【0042】通常、上記水酸化チタンはチタンアルコキ
シドやチタン塩の水溶液の加水分解によって得られ、酸
化チタンは水酸化チタンの湿式加熱やチタン塩の熱加水
分解によって得られる。
Usually, the above-mentioned titanium hydroxide is obtained by hydrolysis of an aqueous solution of a titanium alkoxide or a titanium salt, and the titanium oxide is obtained by wet heating of titanium hydroxide or thermal hydrolysis of a titanium salt.

【0043】半導化元素の添加方法としては、加水分解
する前のチタン溶液中に半導化剤(半導化元素の化合物
で、加水分解などによって半導化元素を生じるものをい
う)を所定量添加し、溶解しておくのが好ましい。つま
り、チタン溶液中に半導化剤を添加しておき、半導化剤
をチタン溶液の加水分解時に同時に加水分解し(すなわ
ち、半導化元素の加水分解とチタンの加水分解とが同時
に起こるpHで同時沈殿させる)、半導化元素含有水酸
化チタンや半導化元素含有酸化チタンにしておくと、最
終的に形成される球状チタン酸バリウム半導体磁器材料
粉末内に半導化元素が均一に分散されるようになる。
As a method for adding a semiconducting element, a semiconducting agent (a compound of a semiconducting element which generates a semiconducting element by hydrolysis or the like) in a titanium solution before hydrolysis is used. It is preferable to add a predetermined amount and dissolve it. That is, the semiconducting agent is added to the titanium solution, and the semiconducting agent is hydrolyzed simultaneously with the hydrolysis of the titanium solution (that is, the hydrolysis of the semiconducting element and the hydrolysis of titanium occur simultaneously). (precipitation at the same pH), the titanium oxide containing the semiconducting element and the titanium oxide containing the semiconducting element, the semiconducting element is uniform in the finally formed barium titanate semiconductor ceramic material powder. Will be distributed.

【0044】バリウム化合物としては、上記チタン化合
物と反応してペロブスカイト型のチタン酸バリウムを生
成するものであれば特に制約を受けることなく使用する
ことができるが、通常は塩基性のバリウム化合物が使用
される。
As the barium compound, any compound can be used without particular limitation as long as it reacts with the above-mentioned titanium compound to form perovskite-type barium titanate. Is done.

【0045】また、生成するチタン酸バリウムに混入し
てその特性を低下させるような成分をできるだけ含有し
ないものが好ましく、そのような観点から、好ましいバ
リウム化合物としては、例えば、水酸化バリウム、酸化
バリウム、バリウムのアルコキシドなどがあげられる。
It is preferable that the barium titanate contains as little as possible a component which deteriorates its properties by being mixed with barium titanate. From such a viewpoint, preferable barium compounds include, for example, barium hydroxide and barium oxide. And alkoxides of barium.

【0046】ストロンチウム化合物も、バリウム化合物
と同様であり、チタン化合物と反応してペロブスカイト
型のチタン酸ストロンチウムを生成するものであれば特
に制約を受けることなく使用することができるが、通常
は塩基性のストロンチウム化合物が使用される。好まし
いストロンチウム化合物を例示すると、例えば、水酸化
ストロンチウム、酸化ストロンチウム、ストロンチウム
のアルコキシドなどがあげられる。
The strontium compound is the same as the barium compound, and any strontium compound that can react with the titanium compound to form perovskite-type strontium titanate can be used without any particular limitation. Strontium compounds are used. Preferred strontium compounds include, for example, strontium hydroxide, strontium oxide, and strontium alkoxide.

【0047】過酸化水素としては、特に限定されること
なく各種のものを使用することができるが、通常は入手
や取扱いの容易さなどから、市販の30%(重量%、以
下同様)過酸化水素水、35%過酸化水素水、50%過
酸化水素水、60%過酸化水素水などが使用される。
As the hydrogen peroxide, various types can be used without any particular limitation. However, usually, 30% (% by weight, the same applies hereinafter) of a commercially available hydrogen peroxide is used because of easy availability and handling. Hydrogen water, 35% aqueous hydrogen peroxide, 50% aqueous hydrogen peroxide, 60% aqueous hydrogen peroxide and the like are used.

【0048】つぎに、反応方法について説明する。な
お、ストロンチウム化合物を用いる場合は、バリウム化
合物とほとんど同様に取り扱えばよいので、特にストロ
ンチウム化合物特有のものでない場合は、説明を省略す
る。また、説明にあたっては、半導化元素はあらかじめ
チタン化合物に含有させておくものとする。ただし、実
際には半導化元素はその場合のみに限られることなく、
チタン化合物とバリウム化合物との湿式反応時に添加し
てもよいし、また、バリウム化合物に添加しておいても
よい。
Next, the reaction method will be described. When a strontium compound is used, it may be handled almost in the same manner as a barium compound. Therefore, the description is omitted particularly when the strontium compound is not specific to the strontium compound. In the description, it is assumed that the semiconducting element is contained in the titanium compound in advance. However, in practice, the semiconducting element is not limited to only that case,
It may be added during the wet reaction of the titanium compound and the barium compound, or may be added to the barium compound.

【0049】これらのチタン化合物、バリウム化合物、
過酸化水素の反応順序に関して特に制限はないが、希薄
濃度で反応する場合を除いて、バリウム化合物を添加す
る前に、チタン化合物と過酸化水素とを混合して反応さ
せるのが好ましい。つまり、希薄濃度で反応する場合を
除いて、バリウム化合物が存在する系に過酸化水素を添
加すると、難溶性の過酸化バリウム(BaO2 )が生成
して沈殿が生じ、反応に関与しなくなるからである。
These titanium compounds, barium compounds,
There is no particular limitation on the reaction order of hydrogen peroxide, but it is preferable to mix and react the titanium compound and hydrogen peroxide before adding the barium compound, except when reacting at a dilute concentration. That is, unless hydrogen peroxide is added to a system in which a barium compound is present, except when the reaction is performed at a dilute concentration, sparingly soluble barium peroxide (BaO 2 ) is generated and precipitates, and the reaction does not take part in the reaction. It is.

【0050】過酸化水素の使用量は、チタン化合物(た
だし、酸化チタンに換算する)に対する過酸化水素のモ
ル比、つまりH2 2 /TiO2 (モル比)で0.1〜
10が好ましい。
The amount of hydrogen peroxide to be used is from 0.1 to 0.1 as a molar ratio of hydrogen peroxide to a titanium compound (converted to titanium oxide), that is, H 2 O 2 / TiO 2 (molar ratio).
10 is preferred.

【0051】過酸化水素は、過酸化物を生成しにくいチ
タン化合物と反応させると、過酸化物の生成量が少なく
なるので、過酸化物の生成量を増やそうとする場合に
は、過剰に使用する必要がある。それ故、過酸化水素の
量は、チタン化合物に対して過剰になる場合もあるが、
それでも、上記チタン化合物に対するモル比で10を超
えて使用すると、それ以上の効果の増加がみられず、チ
タン化合物との反応時に分解するだけであり、不経済で
ある。また、過酸化水素の量が上記チタン化合物に対す
るモル比で0.1より少ない場合は過酸化水素の添加に
よる効果が充分に得られなくなる。
When hydrogen peroxide is reacted with a titanium compound which is not liable to produce peroxide, the amount of peroxide produced is reduced. Therefore, if the amount of peroxide produced is to be increased, excessive use of hydrogen peroxide is required. There is a need to. Therefore, the amount of hydrogen peroxide may be excessive with respect to the titanium compound,
Nevertheless, if the molar ratio with respect to the titanium compound is more than 10, no further increase in the effect is observed, and the compound is only decomposed during the reaction with the titanium compound, which is uneconomical. On the other hand, if the amount of hydrogen peroxide is less than 0.1 in terms of the molar ratio with respect to the titanium compound, the effect of adding hydrogen peroxide cannot be sufficiently obtained.

【0052】チタン化合物と過酸化水素とを混合する
と、反応してチタンの過酸化物を生じ、通常、黄色のゾ
ル状溶液となる。
When a titanium compound and hydrogen peroxide are mixed, they react to form a peroxide of titanium, which usually produces a yellow sol-like solution.

【0053】過酸化水素の混合時の温度は常温でも構わ
ないが、チタンの過酸化物の生成をしやすくし、残存過
酸化水素をできるだけ短時間で除くためには、40〜1
00℃、特に70〜100℃に加熱するのが好ましい。
The temperature at the time of mixing the hydrogen peroxide may be room temperature, but in order to facilitate the formation of titanium peroxide and to remove residual hydrogen peroxide in as short a time as possible, 40 to 1 is preferred.
It is preferred to heat to 00C, especially 70 to 100C.

【0054】チタン化合物の酸化チタン換算濃度として
は、バリウム化合物を添加した状態で、0.01〜2.
5mol/l、特に0.06〜1mol/lが好まし
い。上記濃度が2.5mol/lを超えると、粘性が高
く攪拌するのが困難な状態になり、バリウム化合物と反
応して得られるチタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末
は、粒子径が不均一なものになる。上記濃度が0.01
mol/lより低い場合は、反応率が著しく低下する。
The concentration of the titanium compound in terms of titanium oxide is 0.01 to 2.0 with the barium compound added.
5 mol / l, particularly preferably 0.06-1 mol / l. If the above concentration exceeds 2.5 mol / l, it becomes highly viscous and difficult to stir, and the barium titanate-based semiconductor ceramic material powder obtained by reacting with the barium compound has a non-uniform particle diameter. become. The above concentration is 0.01
When it is lower than mol / l, the reaction rate is significantly reduced.

【0055】このようにして得られたチタンの過酸化物
の溶液に対し、チタンに対するバリウムの原子比、つま
りBa/Ti(原子比)が0.8〜10、好ましくは1
〜3になるように、バリウム化合物を添加し均一に混合
して反応させる。
The titanium peroxide solution thus obtained has an atomic ratio of barium to titanium, that is, Ba / Ti (atomic ratio) of 0.8 to 10, preferably 1 to 10.
A barium compound is added, uniformly mixed, and reacted so as to become ~ 3.

【0056】この際、チタン化合物とバリウム化合物と
が反応して疑似立方晶のペロブスカイト型チタン酸バリ
ウム系半導体磁器材料粉末が生成するが、0.3〜5μ
mの球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末が得ら
れるようにするには、チタン酸バリウム系半導体磁器材
料粉末の生成反応が1時間以内、望ましくは4時間以内
に完結しないように、チタンとバリウムの原子比、バリ
ウム化合物の濃度、反応温度などを設定することが好ま
しい。
At this time, the titanium compound reacts with the barium compound to produce a pseudo-cubic perovskite-type barium titanate-based semiconductor ceramic material powder.
In order to obtain a spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder of m, titanium and barium titanate are used so that the reaction for producing the barium titanate-based semiconductor porcelain material powder is not completed within one hour, preferably within four hours. It is preferable to set the atomic ratio, the concentration of the barium compound, the reaction temperature and the like.

【0057】そして、得られる球状チタン酸バリウム系
半導体磁器材料粉末の粒子径を揃え、粒度分布を狭くす
るには、チタン化合物とバリウム化合物との混合を反応
が開始する温度以下の温度で行うことが好ましい。
In order to make the obtained spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder uniform in particle size and narrow in particle size distribution, the mixing of the titanium compound and the barium compound is performed at a temperature lower than the temperature at which the reaction starts. Is preferred.

【0058】さらに、上記チタン化合物とバリウム化合
物との反応が4時間で完結する温度とその温度より50
℃低い温度との間、望ましくは、反応が4時間で完結す
る温度とその温度より40℃低い温度との間で、0.1
時間以上、望ましくは1時間以上熟成反応させることが
好ましい。そして、熟成反応後、反応が4時間で完結す
る温度以上で反応させて反応を完結させるのが好まし
い。なお、上記の反応が完結するとは、それ以上反応を
続けてもX線回折によるチタン酸バリウム系半導体磁器
材料粉末の積分強度が実質上変化しなくなった状態をい
う。
Further, the temperature at which the reaction between the titanium compound and the barium compound is completed in 4 hours, and 50 ° C.
0.1C below the temperature, desirably between the temperature at which the reaction is completed in 4 hours and 40C below that temperature.
It is preferable to carry out the aging reaction for at least one hour, preferably at least one hour. After the aging reaction, the reaction is preferably completed at a temperature not lower than the temperature at which the reaction is completed in 4 hours. The completion of the above-mentioned reaction refers to a state in which the integrated intensity of the barium titanate-based semiconductor ceramic material powder by X-ray diffraction does not substantially change even if the reaction is further continued.

【0059】通常、熟成反応は、40〜100℃、好ま
しくは60〜100℃で行われる。この熟成反応は、常
圧または減圧下で行われる。例えば、この熟成反応を密
閉容器を用いて加圧した状態で行うと、得られるチタン
酸バリウム系半導体磁器材料粉末は0.1μm以下の微
粒子になりやすく、また0.3μm以上になる場合でも
球状でない粒子が入ってきて粒度分布の広いものとな
り、本発明のような0.3〜5μmの球状チタン酸バリ
ウム系半導体磁器材料粉末は得られない。この傾向は特
に100℃以上で加圧反応させる場合に顕著になる。
Usually, the aging reaction is carried out at 40 to 100 ° C., preferably 60 to 100 ° C. This aging reaction is performed under normal pressure or reduced pressure. For example, when this aging reaction is performed in a pressurized state using a closed container, the obtained barium titanate-based semiconductor porcelain material powder tends to become fine particles of 0.1 μm or less, and even if it becomes 0.3 μm or more, it becomes spherical Particles, and the particle size distribution becomes wide, and a spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder of 0.3 to 5 μm as in the present invention cannot be obtained. This tendency is particularly remarkable when a pressure reaction is performed at 100 ° C. or higher.

【0060】なお、反応中は、反応系内に窒素をフロー
させて、バリウム化合物と空気中の炭素ガスなどの成分
とが反応しないようにしておくことが好ましい。
During the reaction, it is preferable to flow nitrogen into the reaction system so that the barium compound does not react with components such as carbon gas in the air.

【0061】また、上記反応時において、得られるチタ
ン酸バリウム系半導体磁器材料粉末の粒子径に影響を及
ぼす因子について述べておくと次の通りである。
The factors affecting the particle size of the resulting barium titanate-based semiconductor ceramic material powder during the above reaction are as follows.

【0062】溶液の濃度、特にバリウムイオン濃度が高
くなるほど、粒子径は小さくなる傾向がある。
As the concentration of the solution, particularly the barium ion concentration, increases, the particle size tends to decrease.

【0063】Ba/Ti(原子比)に関しては、その比
が大きくなるほどバリウムイオン濃度が増大することに
なるので、チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末の粒
子径は小さくなる傾向がある。
As for Ba / Ti (atomic ratio), as the ratio increases, the barium ion concentration increases, so that the particle diameter of the barium titanate-based semiconductor ceramic material powder tends to decrease.

【0064】また、チタン化合物と過酸化水素との反応
温度は、温度が高いほどチタン酸バリウム系半導体磁器
材料粉末の粒子径が小さくなり、温度が低いほどチタン
酸バリウム系半導体磁器材料粉末の粒子径が大きくな
る。
The reaction temperature between the titanium compound and hydrogen peroxide is such that the higher the temperature, the smaller the particle size of the barium titanate-based semiconductor porcelain material powder, and the lower the temperature, the smaller the particle size of the barium titanate-based semiconductor porcelain material powder. The diameter increases.

【0065】そして、熟成反応温度に関しては、チタン
化合物とバリウム化合物とが反応してチタン酸バリウム
が生成しはじめる温度付近で長時間熟成反応させるほど
粒子径は大きくなる。また、熟成反応温度が高くなるほ
ど粒子径は小さくなる。
As for the aging reaction temperature, the particle size becomes larger as the aging reaction is carried out for a longer time near the temperature at which the titanium compound reacts with the barium compound to produce barium titanate. In addition, the particle size decreases as the aging reaction temperature increases.

【0066】ストロンチウムを含有する球状チタン酸バ
リウム系半導体磁器材料粉末を製造する場合は、バリウ
ムの比率を50原子%以上に保ちながら、バリウムとス
トロンチウムとの合計でチタンに対する原子比を前記バ
リウムを単独で用いる場合のチタンに対するバリウムの
原子比と同様に考えればよい。
In the case of producing a spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder containing strontium, the total barium and strontium ratio of barium to titanium alone is set to be at least 50 atomic% while maintaining the barium ratio at 50 atomic% or more. Can be considered in the same manner as the atomic ratio of barium to titanium when used.

【0067】なお、このストロンチウムを含有する球状
チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末を製造する場
合、ストロンチウム化合物の方がバリウム化合物より反
応しやすいので、反応に際してSr/Ba原子比を製造
する球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末のSr
/Ba原子比より小さくしておくことが必要である。
In the case of producing the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder containing strontium, the strontium compound reacts more easily than the barium compound. Sr of barium-based semiconductor ceramic material powder
It is necessary to keep the ratio smaller than the / Ba atomic ratio.

【0068】また、カルシウム(Ca)や、鉛(Pb)
を含有する球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末
の製造は、粒子径0.2μm以下のチタン酸カルシウム
(CaTiO3 )やチタン酸鉛(PbTiO3 )を、チ
タン化合物とバリウム化合物との湿式反応時またはチタ
ン化合物とバリウム化合物およびストロンチウム化合物
との湿式反応時にあらかじめ添加しておくことによって
行われる。
Further, calcium (Ca) and lead (Pb)
The production of a spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder containing calcium, calcium titanate (CaTiO 3 ) or lead titanate (PbTiO 3 ) having a particle size of 0.2 μm or less is carried out during a wet reaction between a titanium compound and a barium compound. Alternatively, it is added in advance during the wet reaction of the titanium compound with the barium compound and the strontium compound.

【0069】微粒子のチタン酸鉛は例えば特開平3−8
0117号明細書に記載の方法によって製造することが
できるし、また、チタン酸カルシウムも同様の方法によ
って製造することができる。
The fine particles of lead titanate are described, for example, in JP-A-3-8.
It can be produced by the method described in Japanese Patent No. 0117, and calcium titanate can be produced by the same method.

【0070】また、粒子径0.2μm以下の微粒子のチ
タン酸ストロンチウム(SrTiO3 )をチタン化合物
とバリウム化合物との湿式反応時に添加して、ストロン
チウムを含有する球状チタン酸バリウム半導体磁器材料
粉末を製造することも可能である。
Further, spherical strontium titanate (SrTiO 3 ) having a particle diameter of 0.2 μm or less is added during a wet reaction between a titanium compound and a barium compound to produce a spherical barium titanate semiconductor ceramic material powder containing strontium. It is also possible.

【0071】カルシウムや鉛を含有する球状チタン酸バ
リウム系半導体磁器材料粉末を製造したり、あるいは微
粒子を用いてストロンチウムを含有する球状チタン酸バ
リウム系半導体磁器材料粉末を製造するにあたり、添加
するチタン酸カルシウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロ
ンチウムなどの粒子径を0.2μm以下に特定している
のは、前記のように、それらの粒子径が0.2μmより
大きくなると、仮焼したときに組成的に均一な球状チタ
ン酸バリウム系半導体磁器材料粉末を得ることがむつか
しいからである。
In producing a spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder containing calcium or lead, or a spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder containing strontium using fine particles, titanate to be added is used. The particle diameters of calcium, lead titanate, strontium titanate and the like are specified to be 0.2 μm or less, as described above, when their particle diameters are larger than 0.2 μm, the composition becomes unsatisfactory when calcined. It is difficult to obtain a uniform spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder.

【0072】このようにして得られた粒子径0.3〜5
μmの球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末は、
その凝集が堅固なために、通常の水洗、濾過、乾燥、仮
焼などの操作を行っても、その凝集状態が壊れることは
ない。
The thus obtained particle size of 0.3 to 5
μm spherical barium titanate-based semiconductor porcelain powder
Since the coagulation is firm, the coagulation state is not broken even if ordinary operations such as washing with water, filtration, drying and calcination are performed.

【0073】湿式反応後の最終的なA/Ti(原子比)
は、水洗、または必要に応じて酢酸などの酸でpH調整
することにより、目的とするA/Ti(原子比)に調整
することができる。
Final A / Ti (atomic ratio) after wet reaction
Can be adjusted to the target A / Ti (atomic ratio) by washing with water or adjusting the pH with an acid such as acetic acid as needed.

【0074】通常、球状チタン酸バリウム系半導体磁器
材料粉末のA/Ti(原子比)は0.98〜1.02の
間に調整することが好ましい。A/Ti(原子比)が
0.98より小さい場合は、該チタン酸バリウム系半導
体磁器材料粉末を成形、焼結させてセラミックス化した
磁器が半導性を示さなくなり、またA/Ti(原子比)
が1.02より大きくなると半導性を示すものがあって
も、該チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末を成形、
焼結させてセラミックス化した場合の磁器には、過剰の
バリウムが粒界に多く存在して、比抵抗−温度特性(P
TC特性)を低下させることになる。さらにA/Ti
(原子比)が大きくなって1.05以上になると、該チ
タン酸バリウム系半導体磁器材料粉末を成形、焼結させ
てセラミックス化した磁器が半導性を示さなくなる。
Usually, it is preferable to adjust the A / Ti (atomic ratio) of the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder to be between 0.98 and 1.02. When A / Ti (atomic ratio) is smaller than 0.98, the ceramic obtained by molding and sintering the barium titanate-based semiconductor porcelain material does not exhibit semiconductivity, and the A / Ti (atomic ratio) ratio)
Is larger than 1.02, the barium titanate-based semiconductor porcelain material powder is molded,
In ceramics obtained by sintering to ceramics, excess barium is present in large amounts at the grain boundaries, and the resistivity-temperature characteristics (P
(TC characteristic). A / Ti
When the (atomic ratio) is increased to 1.05 or more, the ceramic obtained by molding and sintering the barium titanate-based semiconductor ceramic material powder does not exhibit semiconductivity.

【0075】粒子径5〜50μmの球状チタン酸バリウ
ム系半導体磁器材料粉末を得る場合には、前記湿式反応
において、過酸化水素を添加せずに(過酸化水素を添加
していてもよい)反応を行い、粒子径が0.2μm以下
で凝集のない一次粒子を作製したのち、水洗、濾過を行
い、A/Ti(原子比)を0.98〜1.02の任意の
値に調整したのち、再スラリー化し、気流乾燥が行われ
る。
In order to obtain a spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder having a particle diameter of 5 to 50 μm, in the above-mentioned wet reaction, the reaction is carried out without adding hydrogen peroxide (hydrogen peroxide may be added). After preparing primary particles having a particle size of 0.2 μm or less and having no aggregation, washing and filtering are performed, and A / Ti (atomic ratio) is adjusted to an arbitrary value of 0.98 to 1.02. The slurry is re-slurried and flash dried.

【0076】気流乾燥方法としては、例えば、回転噴霧
式のスプレードライヤーが使用できる。生成した5〜5
0μmのチタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末は、必
要に応じて分級などの手段によって、粒度分布をシャー
プにすることができる。なお、気流乾燥方法を採用する
と、粒子径5μm以下のチタン酸バリウム系半導体磁器
材料粉末は得にくい。
As a flash drying method, for example, a rotary spray type spray dryer can be used. Generated 5-5
The particle size distribution of the 0 μm barium titanate-based semiconductor ceramic material powder can be sharpened by means such as classification as necessary. When the flash drying method is employed, it is difficult to obtain a barium titanate-based semiconductor ceramic material powder having a particle diameter of 5 μm or less.

【0077】上記のようにして、3価または5価の半導
化元素をチタンに対して0.05〜2原子%含有し、そ
の基材部分がATiO3 で表される粒子径0.3〜50
μmの球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末が得
られる。
As described above, the trivalent or pentavalent semiconducting element is contained in an amount of 0.05 to 2 atomic% with respect to titanium, and the base material has a particle diameter of 0.3 of ATiO 3. ~ 50
A spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder of μm is obtained.

【0078】本発明において、球状チタン酸バリウム系
半導体磁器材料粉末の粒子径を0.3〜50μmに特定
しているが、これは次の理由によるものである。すなわ
ち、粒子径が0.3μmより小さい場合は、セラミック
ス化する前の成形時にバインダーへの分散性が悪く、切
一な組成の成形体が得られにくい。また、粒子径が50
μmより大きくなると、セラミックス化した時に、グレ
インサイズが50μm以上の部分ができてしまい、得ら
れる半導体磁器の電気的特性や機械的特性が低下してし
まう。
In the present invention, the particle diameter of the spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder is specified to be 0.3 to 50 μm, for the following reason. That is, when the particle diameter is smaller than 0.3 μm, the dispersibility in the binder during molding before forming into a ceramic is poor, and it is difficult to obtain a molded body having a uniform composition. Further, when the particle diameter is 50
When it is larger than μm, a portion having a grain size of 50 μm or more is formed when ceramics is formed, and the electrical characteristics and mechanical characteristics of the obtained semiconductor ceramic deteriorate.

【0079】本発明の球状チタン酸バリウム系半導体磁
器材料粉末は、形状が文字通り球形で、粒度分布が狭
く、分散性が優れているので、そのままでセラミックス
化した場合にも、所望のグレインサイズで、かつグレイ
ンサイズのバラツキが少なく、優れた電気的特性および
機械的特性を有するPTCサーミスタ、半導体コンデン
サなどの半導体磁器を得ることができる。
The spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder of the present invention is literally spherical in shape, has a narrow particle size distribution, and is excellent in dispersibility. A semiconductor ceramic such as a PTC thermistor and a semiconductor capacitor having excellent electrical characteristics and mechanical characteristics with little variation in grain size can be obtained.

【0080】本発明の球状チタン酸バリウム系半導体磁
器材料粉末は、上記のように、そのままでもPTCサー
ミスタ、半導体コンデンサなどの半導体磁器の原料とし
て使用することができるが、本発明のチタン酸バリウム
系半導体磁器材料粉末を仮焼すると、シンタリングが少
なく、かつ結晶性が良く、仮焼前の球状チタン酸バリウ
ム系半導体磁器材料粉末の粒子径と形状を保った、粒度
分布が狭く、かつ高分散性の立方晶球状チタン酸バリウ
ム系半導体磁器材料粉末または正方晶球状チタン酸バリ
ウム系半導体磁器材料粉末が得られる。
As described above, the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder of the present invention can be used as it is as a raw material for semiconductor ceramics such as PTC thermistors and semiconductor capacitors. When the semiconductor ceramic material powder is calcined, the sintering is small, the crystallinity is good, the particle size and shape of the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder before calcining are maintained, the particle size distribution is narrow, and the dispersion is high. A cubic spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder or a tetragonal spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder is obtained.

【0081】本発明の球状チタン酸バリウム系半導体磁
器材料粉末の仮焼は、300〜1350℃の温度を行い
得るが、上記のように球状を保持したまま仮焼するに
は、300〜1200℃で仮焼するのが適している。
The calcination of the spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder of the present invention can be performed at a temperature of 300 to 1350 ° C. It is suitable to calcine at.

【0082】また、本発明の球状チタン酸バリウム系半
導体磁器材料粉末を1000〜1200℃で仮焼するこ
とにより、球状を保持した半導化粉末を得ることができ
る。この球状の半導化粉末を用いることにより、焼結助
剤や粒界層成分と、半導化元素またはチタン酸バリウム
との反応を抑制し、より高性能の半導化磁器が得られや
すくなる。
Further, by calcining the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder of the present invention at 1000 to 1200 ° C., it is possible to obtain a semiconductive powder having a spherical shape. By using this spherical semiconductive powder, the reaction between the sintering aid and the grain boundary layer component and the semiconductive element or barium titanate is suppressed, and it is easy to obtain a more sophisticated semiconductive porcelain. Become.

【0083】これらの球状チタン酸バリウム系半導体磁
器材料粉末は、従来の固相法や湿式法で得られたチタン
酸バリウム系半導体磁器材料粉末に比べて、粒度分布が
狭く、かつ球状であるため、成形時の空気連行量が少な
く、したがってラミネーションの発生が抑制されるとい
う効果もあり、従来法によるチタン酸バリウム系半導体
磁器材料粉末に比べて、均一かつ高密度化した成形体を
得ることが可能であり、また、焼結体の最終到達密度も
大幅に向上する。
These spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powders have a narrower particle size distribution and are more spherical than conventional barium titanate-based semiconductor porcelain material powders obtained by a solid phase method or a wet method. In addition, there is also an effect that the amount of air entrained during molding is small, and thus the occurrence of lamination is suppressed, and it is possible to obtain a molded body having a uniform and high density as compared with the conventional barium titanate-based semiconductor ceramic material powder. It is possible, and the ultimate density of the sintered body is greatly improved.

【0084】したがって、上記球状チタン酸バリウム系
半導体磁器材料粉末を用いることにより、グレインサイ
ズの揃った比抵抗−温度特性の優れたPTCサーミスタ
や、誘電率が大きく、誘電損失が小さい半導体コンデン
サを得ることができる。
Accordingly, by using the above-mentioned spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder, a PTC thermistor having a uniform grain size and excellent in specific resistance-temperature characteristics and a semiconductor capacitor having a large dielectric constant and a small dielectric loss can be obtained. be able to.

【0085】また、本発明の球状チタン酸バリウム系半
導体磁器材料粉末を900〜1350℃で仮焼すると粒
子単位で単結晶化した直方体状チタン酸バリウム系半導
体磁器材料粉末を得ることができる。
Further, when the spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder of the present invention is calcined at 900 to 1350 ° C., a rectangular parallelepiped barium titanate-based semiconductor porcelain material powder which is single-crystallized in units of particles can be obtained.

【0086】この直方体状チタン酸バリウム系半導体磁
器材料粉末も、仮焼前の球状チタン酸バリウム系半導体
磁器材料粉末が球状であるので、仮焼時のシンタリング
が少なく、したがって仮焼前の粒子径をほぼ維持してい
て、粒度分布が狭く、分散性が優れている。
Since the barium titanate-based semiconductor ceramic material powder before calcination is also spherical, the sintering during calcination is small, and therefore the particles before calcination are also small. The diameter is almost maintained, the particle size distribution is narrow, and the dispersibility is excellent.

【0087】この直方体状チタン酸バリウム系半導体磁
器材料粉末は、上記球状チタン酸バリウム系半導体磁器
材料粉末よりさらによく締まった高密度のチタン酸バリ
ウム系半導体磁器材料粉末であるため、半導体磁器のグ
レインサイズやグレインバウンダリーを厳密にコントロ
ールすることがより容易に行い得るので、この直方体状
チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末を用いることに
よって、常温比抵抗が低く、抵抗変化率が大きいPTC
サーミスタや、誘電率が大きく、誘電損失が小さく、耐
電圧特性の良好な半導体コンデンサなどをより容易に得
ることができる。
The cuboidal barium titanate-based semiconductor porcelain material powder is a high-density barium titanate-based semiconductor porcelain material powder which is more compact than the spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder. Strict control of the size and grain boundary can be more easily performed. Therefore, by using this rectangular parallelepiped barium titanate-based semiconductor ceramic material powder, a PTC having a low specific resistance at room temperature and a large rate of change in resistance is used.
It is possible to more easily obtain a thermistor, a semiconductor capacitor having a large dielectric constant, a small dielectric loss, and a good withstand voltage characteristic.

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明の球状チタン酸バリウム系半導体
磁器材料粉末は、目的に応じた粒子径にコントロールす
ることができ、粒度分布が狭く、かつ形状が球状で、分
散性が優れている。
The spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder of the present invention can be controlled to a desired particle size, has a narrow particle size distribution, is spherical in shape, and has excellent dispersibility.

【0089】したがって、本発明の球状チタン酸バリウ
ム系半導体磁器材料粉末を用いることによって、所望の
グレインサイズで、かつグレインサイズのバラツキが少
なく、電気的特性および機械的特性の優れた、PTCサ
ーミスタ、半導体コンデンサなどの半導体磁器を得るこ
とができる。
Therefore, by using the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder of the present invention, a PTC thermistor having a desired grain size, a small variation in the grain size, and excellent electrical and mechanical properties can be obtained. A semiconductor porcelain such as a semiconductor capacitor can be obtained.

【0090】本発明の球状チタン酸バリウム系半導体磁
器材料粉末を仮焼することにより、シンタリングが少な
く、仮焼前の球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉
末の粒子径と形状をほぼ維持した、粒度分布が狭く、か
つ分散性の優れた立方晶球状チタン酸バリウム系半導体
磁器材料粉末または正方晶球状チタン酸バリウム系半導
体磁器材料粉末が得られる。
By calcining the spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder of the present invention, sintering is reduced, and the particle diameter and shape of the spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder before calcination are substantially maintained. A cubic spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder or a tetragonal spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder having a narrow particle size distribution and excellent dispersibility can be obtained.

【0091】これらの立方晶球状チタン酸バリウム系半
導体磁器材料粉末や正方晶球状チタン酸バリウム系半導
体磁器材料粉末は、結晶性が良く、グレインサイズやグ
レインバウンダリーのコントロールがよりしやすく、特
性の優れたPTCサーミスタや半導体コンデンサを得る
ことができる。
The cubic spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder and the tetragonal spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder have good crystallinity, and can easily control the grain size and the grain boundary, and can improve the characteristics. Excellent PTC thermistors and semiconductor capacitors can be obtained.

【0092】さらに、本発明の球状チタン酸バリウム系
半導体磁器材料粉末を高温で仮焼することにより、シン
タリングが少なく、粒度分布の狭い、単結晶の直方体状
チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末を得ることがで
きる。
Further, by calcining the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder of the present invention at a high temperature, a single-crystal rectangular parallelepiped barium titanate-based semiconductor ceramic material powder having less sintering and a narrow particle size distribution can be obtained. Obtainable.

【0093】この直方体状チタン酸バリウム系半導体磁
器材料粉末は、上記球状チタン酸バリウム系半導体磁器
材料粉末よりさらによく締まった高密度のチタン酸バリ
ウム系半導体磁器材料粉末であるため、磁器のグレイン
サイズやグレインバウンダリーを厳密にコントロールす
ることがより容易に行い得るので、この直方体状チタン
酸バリウム系半導体磁器材料粉末を用いることによっ
て、より優れた特性のPTCサーミスタ、半導体コンデ
ンサなどを得ることができる。
Since the rectangular parallelepiped barium titanate-based semiconductor porcelain material powder is a high-density barium titanate-based semiconductor porcelain material powder which is more compact than the spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder, the grain size of the porcelain is reduced. And strict control of the grain boundary can be more easily performed. By using the rectangular parallelepiped barium titanate-based semiconductor ceramic material powder, it is possible to obtain a PTC thermistor, a semiconductor capacitor, and the like having more excellent characteristics. .

【0094】[0094]

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0095】実施例1 硝酸イットリウムをチタンに対するイットリウム量で
0.3原子%添加したイットリウム含有四塩化チタン水
溶液(大阪チタニウム社製、チタン16.4%含有)を
15%アンモニア水で加水分解し、得られたゲル状物を
濾過、水洗し、強熱減量による換算重量で酸化チタン濃
度が12.3%のイットリウム0.3原子%含有水酸化
チタンケーキ〔I〕を得た。
Example 1 An aqueous solution of titanium tetrachloride containing yttrium containing 0.3 atomic% of yttrium nitrate relative to titanium (manufactured by Osaka Titanium Co., containing 16.4% of titanium) was hydrolyzed with 15% aqueous ammonia. The obtained gel was filtered and washed with water to obtain a titanium hydroxide cake [I] containing 0.3 atomic% of yttrium having a titanium oxide concentration of 12.3% in terms of weight by ignition loss.

【0096】このイットリウム0.3原子%含有水酸化
チタンケーキ〔I〕72gを水380gに均一に分散し
た懸濁溶液に30%過酸化水素をを81g添加した。こ
のときの酸化チタンに対する過酸化水素のモル比〔以
下、「H2 2 /TiO2 (モル比)」で示す〕は6.
35であった。また、得られたスラリー中の酸化チタン
濃度は30%過酸化水素水の70%を水と計算して0.
225mol/lであった。
81 g of 30% hydrogen peroxide was added to a suspension of 72 g of the titanium hydroxide cake [I] containing 0.3 atomic% of yttrium uniformly dispersed in 380 g of water. At this time, the molar ratio of hydrogen peroxide to titanium oxide [hereinafter referred to as “H 2 O 2 / TiO 2 (molar ratio)”] is 6.
35. The titanium oxide concentration in the obtained slurry was calculated as 70% of 30% hydrogen peroxide solution as water.
It was 225 mol / l.

【0097】得られたスラリーを攪拌しながら徐々に昇
温し、100℃で2時間還流処理を行って懸濁溶液〔I
I〕を得た。この懸濁溶液〔II〕を自然冷却により4
0℃まで下げ、窒素ガスを吹き込んで空気を置換し、こ
の懸濁溶液〔II〕に水酸化バリウム・八水塩56.8
g〔Ba/Ti(原子比)=1.6〕を添加し、30℃
から70℃まで0.25時間で昇温し、70℃で3時間
熟成反応を行った後、100℃で4時間還流して反応を
終結させた。
The temperature of the obtained slurry was gradually increased while stirring, and the slurry was refluxed at 100 ° C. for 2 hours to obtain a suspension solution [I
I] was obtained. This suspension solution [II] was cooled to 4
The temperature was lowered to 0 ° C., nitrogen gas was blown into the air to replace the air, and 56.8 barium hydroxide / octahydrate was added to the suspension [II].
g [Ba / Ti (atomic ratio) = 1.6].
To 70 ° C. for 0.25 hours, aged at 70 ° C. for 3 hours, and then refluxed at 100 ° C. for 4 hours to terminate the reaction.

【0098】この反応により製造されたイットリウム
0.3原子%含有チタン酸バリウム半導体磁器材料粉末
は、その電子顕微鏡観察による90%個数分布粒子径が
1.2〜1.4μmの球状粒子で、粒度分布が狭く、平
均粒子径が1.3μmであった。
The barium titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.3 atomic% of yttrium produced by this reaction is a spherical particle having a 90% number distribution particle diameter of 1.2 to 1.4 μm by observation with an electron microscope. The distribution was narrow and the average particle size was 1.3 μm.

【0099】図1は、この実施例1により製造されたイ
ットリウム0.3原子%含有球状チタン酸バリウム半導
体磁器材料粉末の粒子構造を示す倍率1.5万倍の電子
顕微鏡写真である。この図1に示すように、実施例1に
より製造されたイットリウム0.3原子%含有球状チタ
ン酸バリウム半導体磁器材料粉末は、1.5万倍に拡大
した場合でも粒子形状が球状を保っており、また、その
粒子径もほぼ均一であって、粒度分布の狭いことがわか
る。
FIG. 1 is an electron micrograph (magnification: 15,000 times) showing the particle structure of the spherical barium titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.3 atomic% of yttrium produced in Example 1. As shown in FIG. 1, the spherical barium titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.3 atomic% of yttrium produced in Example 1 has a spherical particle shape even when magnified 15,000 times. Further, it can be seen that the particle diameter is almost uniform and the particle size distribution is narrow.

【0100】実施例2 五塩化アンチモンをチタンに対するアンチモン量で0.
25原子%添加した四塩化チタン水溶液を15%アンモ
ニア水で加水分解し、得られたゲル状物を濾過、水洗
し、強熱減量による換算重量で酸化チタン濃度が24.
5%のアンチモン0.25原子%含有水酸化チタンケー
キを得た。
Example 2 Antimony pentachloride was added in an amount of 0.1 as antimony to titanium.
An aqueous solution of titanium tetrachloride to which 25 atomic% is added is hydrolyzed with 15% aqueous ammonia, and the obtained gel is filtered, washed with water, and has a titanium oxide concentration of 24.
A 5% antimony 0.25 atomic% titanium hydroxide cake was obtained.

【0101】このアンチモン0.25原子%含有水酸化
チタンケーキ51.7gを水382gで均一に分散した
懸濁溶液に、30%過酸化水素を112.5g〔H2
2 /TiO2 (モル比)=6.26〕添加し、酸化チタ
ン濃度が0.312mol/lのスラリーを得た。
112.5 g of 30% hydrogen peroxide [H 2 O was added to a suspension of 51.7 g of titanium hydroxide cake containing 0.25 atom% of antimony uniformly dispersed in 382 g of water.
2 / TiO 2 (molar ratio) = 6.26] to obtain a slurry having a titanium oxide concentration of 0.312 mol / l.

【0102】得られたスラリーを100℃で2時間還流
して懸濁溶液を得た。この懸濁溶液を40℃まで冷却し
た後、この懸濁溶液に水酸化バリウム・八水塩69g
〔Ba/Ti(原子比)=1.4〕を添加し、70℃で
3時間熟成反応を行った後、100℃で4時間還流を行
って反応を終結させた。
The obtained slurry was refluxed at 100 ° C. for 2 hours to obtain a suspension solution. After the suspension was cooled to 40 ° C., 69 g of barium hydroxide / octahydrate was added to the suspension.
[Ba / Ti (atomic ratio) = 1.4] was added thereto, and an aging reaction was performed at 70 ° C. for 3 hours, followed by refluxing at 100 ° C. for 4 hours to terminate the reaction.

【0103】得られたアンチモン0.25原子%含有チ
タン酸バリウム半導体磁器材料粉末は、その電子顕微鏡
観察による90%個数分布粒子径が0.6〜0.8μm
の球状粒子で、粒度分布が狭く、平均粒子径が0.7μ
mであった。
The obtained barium titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.25 atomic% of antimony has a 90% number distribution particle diameter of 0.6 to 0.8 μm as observed by an electron microscope.
Spherical particles with a narrow particle size distribution and an average particle size of 0.7μ
m.

【0104】上記のようにして得られた球状粒子を酢酸
により酸処理し、Ba/Ti(原子比)=1.014に
調整した後、1100℃で仮焼することにより、球状を
維持した半導化粉末を得ることができた。
The spherical particles obtained as described above are acid-treated with acetic acid, adjusted to Ba / Ti (atomic ratio) = 1.014, and calcined at 1100 ° C. to maintain the spherical shape. A conductive powder was obtained.

【0105】実施例3 チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムおよびチ
タン酸鉛を下記の方法により製造し、これを実施例1と
同様のイットリウム含有チタン酸バリウム半導体磁器材
料粉末の製造時に添加して、イットリウム含有チタン酸
バリウムストロンチウムカルシウム鉛半導体磁器材料粉
末を製造した。
Example 3 Strontium titanate, calcium titanate and lead titanate were produced by the following method, and this was added at the time of producing the same yttrium-containing barium titanate semiconductor ceramic material powder as in Example 1 to obtain yttrium. A powder of a barium strontium calcium lead titanate-containing semiconductor ceramic material was produced.

【0106】チタン酸ストロンチウムの製造 蒸留水23リットルに四塩化チタン水溶液(水溶液中の
チタン分16%)1kgを攪拌しながら加え、これに5
%アンモニア水を加えて加水分解し、pH8にし、濾
過、水洗を行った。得られた水酸化チタンゲルを、酸化
チタン分にして5%のスラリーとなるようにスラリー化
し、60℃に加温したのち、酢酸を加えてpH6にし、
そのpHおよび温度を保ちながら、1時間攪拌した。こ
のスラリーを濾過、水洗し、強熱減量による換算重量で
酸化チタン濃度が10.3%の水酸化チタンゲルを得
た。
Production of strontium titanate To 23 liters of distilled water, 1 kg of an aqueous solution of titanium tetrachloride (titanium content in the aqueous solution: 16%) was added while stirring.
% Ammonia water was added to hydrolyze to pH 8 and filtered and washed with water. The obtained titanium hydroxide gel is slurried to a slurry of 5% in titanium oxide content, heated to 60 ° C., and then added with acetic acid to pH 6,
While maintaining the pH and temperature, the mixture was stirred for 1 hour. This slurry was filtered and washed with water to obtain a titanium hydroxide gel having a titanium oxide concentration of 10.3% in terms of weight by ignition loss.

【0107】この酸化チタン濃度が10.3%の水酸化
チタンゲル777g(酸化チタン換算で1モル)に蒸留
水300gを加え、窒素雰囲気中で攪拌し、80℃に加
温して、酸化チタンスラリーを得た。
300 g of distilled water was added to 777 g (1 mol in terms of titanium oxide) of titanium hydroxide gel having a titanium oxide concentration of 10.3%, and the mixture was stirred in a nitrogen atmosphere and heated to 80 ° C. to obtain a titanium oxide slurry. I got

【0108】これとは別に、窒素雰囲気中で水酸化スト
ロンチウムを溶解し、ストロンチウム分として10.5
%含有する水溶液1リットル(ストロンチウム1.2モ
ル含有)を用意し、80℃に加温しておき、上記酸化チ
タンスラリーとストロンチウム水溶液をチタンに対する
ストロンチウムの原子比〔Sr/Ti(原子比)〕を
1.2にして、窒素雰囲気中で80℃に保ったまま同時
に加え、2時間攪拌して、反応を行った。
Separately, strontium hydroxide was dissolved in a nitrogen atmosphere to obtain a strontium content of 10.5%.
% Of an aqueous solution (containing 1.2 mol of strontium) and heated to 80 ° C., and the above titanium oxide slurry and the aqueous strontium solution have an atomic ratio of strontium to titanium [Sr / Ti (atomic ratio)]. Was adjusted to 1.2, and the mixture was added simultaneously while being kept at 80 ° C. in a nitrogen atmosphere, and stirred for 2 hours to carry out a reaction.

【0109】その後、温度を100℃以上に昇温し、1
時間攪拌した後、濾過、水洗を行った。得られたチタン
酸ストロンチウムは粒子径0.02〜0.04μmの均
一な微粒子であった。
Thereafter, the temperature was raised to 100 ° C. or higher, and 1
After stirring for an hour, filtration and water washing were performed. The obtained strontium titanate was uniform fine particles having a particle size of 0.02 to 0.04 μm.

【0110】チタン酸カルシウムの製造 市販の炭酸カルシウム100.09gをボールミルで粒
子径0.1μm以下に粉砕し、これに酸化チタン(ルチ
ル型、粒子径0.1μm)79.9gを加えてさらに2
時間粉砕混合した後、スプレードライヤーで噴霧乾燥さ
せた。これを1000℃で2時間仮焼(反応)を行い、
粒子径0.2μmのチタン酸カルシウムを得た。
Production of calcium titanate 100.09 g of commercially available calcium carbonate is pulverized by a ball mill to a particle size of 0.1 μm or less, and 79.9 g of titanium oxide (rutile type, particle size: 0.1 μm) is added thereto.
After crushing and mixing for an hour, the mixture was spray-dried with a spray drier. This is calcined (reaction) at 1000 ° C. for 2 hours,
Calcium titanate having a particle size of 0.2 μm was obtained.

【0111】チタン酸鉛の製造 四塩化チタン水溶液(大阪チタニウム社製、水溶液中の
チタン分16%、塩素分32%)292g(酸化チタン
換算で1モル)をビーカーに入れ、これに水を加えて1
リットルとし、この水溶液を9%アンモニア水1リット
ル中に徐々に滴下して得られた白色スラリーを濾過、水
洗し、水酸化チタンケーキを得た。これをプラポットに
移して市販の一酸化鉛223g(1モル)と、直径5m
mのイットリア安定化ジルコニアボール3kgとを加
え、さらに水を1リットル加えて密閉し、3時間ボール
ミル混合を行った。
Production of Lead Titanate 292 g (1 mol in terms of titanium oxide) of titanium tetrachloride aqueous solution ( manufactured by Osaka Titanium Co., 16% titanium content, 32% chlorine content) was placed in a beaker, and water was added thereto. 1
The resulting aqueous slurry was gradually dropped into 1 liter of 9% aqueous ammonia, and the resulting white slurry was filtered and washed with water to obtain a titanium hydroxide cake. This was transferred to a plastic pot, and 223 g (1 mol) of commercially available lead monoxide and a diameter of 5 m
Then, 3 kg of yttria-stabilized zirconia balls of m. m was added, and 1 liter of water was further added. The mixture was sealed, and mixed with a ball mill for 3 hours.

【0112】得られたスラリーからジルコニアボールを
除き、さらにそのスラリーをスプレードライヤーで噴霧
乾燥し、得られた粉体を100℃で12時間乾燥してチ
タン酸鉛前駆体(粒子径0.2μm)を得た。これを4
90℃で5時間仮焼することにより、粒子径0.1μm
のほぼ均一なチタン酸鉛の微粒子を得た。
The zirconia balls were removed from the obtained slurry, the slurry was spray-dried with a spray drier, and the obtained powder was dried at 100 ° C. for 12 hours to obtain a lead titanate precursor (particle diameter 0.2 μm). I got This is 4
By calcining at 90 ° C. for 5 hours, the particle size is 0.1 μm
Of fine particles of lead titanate were obtained.

【0113】イットリウム含有球状チタン酸バリウムス
トロンチウムカルシウム鉛半導体磁器材料粉末の製造
Spherical barium titanate containing yttrium
Manufacture of trontium calcium lead semiconductor porcelain material powder

【0114】実施例1で作製したイットリウム0.3原
子%含有水酸化チタンケーキ〔I〕に、実施例1と同様
に過酸化水素水を添加し、同様の処理をして、実施例1
と同様の懸濁溶液〔II〕を得た。
Hydrogen peroxide solution was added to the titanium hydroxide cake [I] containing 0.3 atomic% of yttrium prepared in Example 1 in the same manner as in Example 1, and the same treatment was carried out.
A suspension solution [II] similar to the above was obtained.

【0115】この懸濁溶液〔II〕を40℃以下に冷却
した後、窒素ガスを吹き込んで空気を置換し、上記のよ
うにして製造したチタン酸ストロンチウム(粒子径0.
02〜0.04μm)、チタン酸カルシウム(粒子径
0.2μm)およびチタン酸鉛(粒子径0.1μm)
を、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カ
ルシウムおよびチタン酸鉛のそれぞれのモル比が、Ti
2 :SrTiO3 :CaTiO3 :PbTiO3 =8
0:9:4:7になるように添加し、均一に混合した。
After the suspension solution [II] was cooled to 40 ° C. or less, nitrogen gas was blown in to replace the air, and the strontium titanate produced as described above (particle size: 0.
02-0.04 μm), calcium titanate (particle diameter 0.2 μm) and lead titanate (particle diameter 0.1 μm)
The molar ratio of each of titanium oxide, strontium titanate, calcium titanate and lead titanate is Ti
O 2 : SrTiO 3 : CaTiO 3 : PbTiO 3 = 8
0: 9: 4: 7 was added and mixed uniformly.

【0116】得られたスラリーに水酸化バリウム・八水
塩をBa/Ti(原子比)=1.6となるように添加し
て混合し、実施例1の場合と同様に30℃から70℃ま
で0.25時間で昇温し、70℃で3時間熟成を行った
後、100℃で4時間還流した。
Barium hydroxide / octahydrate was added to the obtained slurry so that Ba / Ti (atomic ratio) = 1.6 and mixed, and the same as in Example 1, 30 ° C. to 70 ° C. The temperature was raised in 0.25 hours until aging at 70 ° C. for 3 hours, and then refluxed at 100 ° C. for 4 hours.

【0117】得られた反応混合物を濾過、水洗し、酢酸
を加えて、(Ba+Sr+Ca+Pb)/Ti(原子
比)=0.994になるように調整した。
The obtained reaction mixture was filtered, washed with water, and adjusted to (Ba + Sr + Ca + Pb) / Ti (atomic ratio) = 0.994 by adding acetic acid.

【0118】得られたイットリウム0.3原子%含有チ
タン酸バリウムストロンチウムカルシウム鉛半導体磁器
材料粉末は、イットリウム分を除く組成が蛍光X線分析
によれば(Ba0.80 Sr0.09 Ca0.04 Pb0.07
TiO3 であり、その電子顕微鏡観察による90%個数
分布粒子径が0.4〜0.6μmで、粒度分布が狭く、
平均粒子径が0.5μmであった。
The obtained barium strontium calcium lead semiconductor ceramic material powder containing 0.3 atomic% of yttrium has a composition excluding yttrium content by X-ray fluorescence analysis (Ba 0.80 Sr 0.09 Ca 0.04 Pb 0.07 ).
TiO 3 having a 90% number distribution particle size of 0.4 to 0.6 μm by electron microscope observation, a narrow particle size distribution,
The average particle size was 0.5 μm.

【0119】図2は、この実施例3により製造されたイ
ットリウム0.3原子%含有球状チタン酸バリウムスト
ロンチウムカルシウム鉛半導体磁器材料粉末の粒子構造
を示す倍率1.5万倍の電子顕微鏡写真である。図2に
示すように、この実施例3により製造されたイットリウ
ム0.3原子%含有チタン酸バリウムストロンチウムカ
ルシウム鉛半導体磁器材料粉末は、1.5万倍に拡大し
た場合でも粒子形状が球状であり、またその粒子径もほ
ぼ均一であって、粒度分布の狭いことがわかる。
FIG. 2 is an electron micrograph (magnification: 15,000) showing the particle structure of the spherical barium strontium calcium lead semiconductor powder containing 0.3 atomic% of yttrium produced in Example 3. . As shown in FIG. 2, the barium strontium calcium lead semiconductor powder containing 0.3 atomic% of yttrium produced in Example 3 has a spherical particle shape even when magnified 15,000 times. Also, it can be seen that the particle size is almost uniform and the particle size distribution is narrow.

【0120】実施例4 実施例1で作製したイットリウム0.3原子%含有水酸
化チタンケーキ〔I〕2390g(チタン分として0.
38モル含有)に、水1040gを加えて煮沸したスラ
リー(酸化チタンとして8%含有)と、窒素雰囲気中で
調製して煮沸した30%水酸化バリウム水溶液9710
g(バリウム分として1.7モル含有)とを、100℃
に保温しておいたインラインミキサーを通して混合した
後、4時間還流しながら反応させた。
Example 4 2390 g of titanium hydroxide cake [I] containing 0.3 atomic% of yttrium prepared in Example 1 (0.1% as titanium content)
10 mol of water (containing 8% as titanium oxide) and a 30% aqueous barium hydroxide solution 9710 prepared and boiled in a nitrogen atmosphere.
g (containing 1.7 mol as barium content) at 100 ° C.
The mixture was mixed through an in-line mixer kept warm, and reacted under reflux for 4 hours.

【0121】反応後のスラリーを濾過、水洗し、粒子径
0.01μm以下のイットリウム0.3原子%含有結晶
性チタン酸バリウムを得た。
The slurry after the reaction was filtered and washed with water to obtain crystalline barium titanate containing 0.3 atomic% of yttrium having a particle diameter of 0.01 μm or less.

【0122】得られたイットリウム0.3原子%含有結
晶性チタン酸バリウムに、酢酸を加え、酸処理して、B
a/Ti(原子比)=0.992にした調整したイット
リウム0.3原子%含有結晶性チタン酸バリウム100
g、実施例3において製造法を示したチタン酸ストロン
チウム9.59gおよびチタン酸鉛12.68gを加え
てボールミルで均一に混合し、大川原化工機(株)製の
スプレードライヤーで噴霧乾燥させて造粒し、800℃
で2時間仮焼した後、湿式で500メッシュと325メ
ッシュのフルイを用いて分級することにより粒子径30
〜45μmのものを得た。
Acetic acid is added to the obtained crystalline barium titanate containing 0.3 atomic% of yttrium, followed by acid treatment.
a / Ti (atomic ratio) = adjusted crystalline barium titanate 100 containing 0.3 atomic% of yttrium 100
g, 9.59 g of strontium titanate and 12.68 g of lead titanate, the production method of which was described in Example 3, were added, mixed uniformly by a ball mill, and spray-dried with a spray dryer manufactured by Okawara Kakoki Co., Ltd. 800 ° C
After calcination for 2 hours, the particles are classified by a wet method using sieves of 500 mesh and 325 mesh to obtain a particle size of 30.
4545 μm was obtained.

【0123】得られた顆粒を密閉容器中で800℃で2
時間仮焼すると、粒子径37μmの比較的粒子径の揃っ
た分散性のよい粉末が得られた。
The obtained granules were placed in a closed vessel at 800 ° C. for 2 hours.
After calcining for a time, a powder having a relatively uniform particle diameter of 37 μm and a good dispersibility was obtained.

【0124】得られた粉末は、蛍光X線による定量分析
によれば、イットリウム分を除く組成が(Ba0.82
0.10 Pb0.08)TiO3 であって、イットリウム
0.3原子%含有チタン酸バリウムストロンチウム鉛で
あった。
According to quantitative analysis by fluorescent X-ray, the obtained powder had a composition excluding yttrium (Ba 0.82 S
r 0.10 Pb 0.08 ) TiO 3, which was barium strontium lead titanate containing 0.3 atomic% of yttrium.

【0125】図3は、この実施例4により製造されたイ
ットリウム0.3原子%含有チタン酸バリウムストロン
チウム鉛半導体磁器材料粉末の粒子構造を示す倍率90
0倍の電子顕微鏡写真である。この図3に示すように、
実施例4により製造されたイットリウム0.3原子%含
有チタン酸バリウムストロンチウム鉛半導体磁器材料粉
末は、900倍に拡大した場合でも粒子形状が球状であ
り、また、その粒子径もほぼ均一であって、粒度分布の
狭いことがわかる。
FIG. 3 is a magnification of 90 showing the particle structure of the barium strontium lead titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.3 atomic% of yttrium produced in Example 4.
It is an electron microscope photograph of 0 time. As shown in FIG.
The barium strontium lead titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.3 atomic% of yttrium produced in Example 4 had a spherical particle shape even when enlarged 900 times, and had a substantially uniform particle diameter. It can be seen that the particle size distribution is narrow.

【0126】実施例5 実施例1で作製したイットリウム0.3原子%含有水酸
化チタンケーキ〔I〕72gを水380gに均一に分散
した懸濁溶液に30%過酸化水素を81g添加した。こ
のときの酸化チタンに対する過酸化水素のモル比〔H2
2 /TiO2(モル比)〕は6.35であり、得られ
たスラリー中の酸化チタン濃度は0.225ml/lで
あった。
Example 5 81 g of 30% hydrogen peroxide was added to a suspension prepared by uniformly dispersing 72 g of titanium hydroxide cake [I] containing 0.3 atomic% of yttrium prepared in Example 1 in 380 g of water. At this time, the molar ratio of hydrogen peroxide to titanium oxide [H 2
O 2 / TiO 2 (molar ratio)] was 6.35, and the concentration of titanium oxide in the obtained slurry was 0.225 ml / l.

【0127】得られたスラリーを攪拌しながら徐々に昇
温し、100℃で2時間還流処理を行って懸濁溶液を得
た。この懸濁溶液を40℃以下に下げた後、窒素ガスを
吹き込んで空気を置換し、この懸濁溶液に水酸化バリウ
ムと水酸化ストロンチウムとのモル比が8:2となるよ
うに水酸化バリウム・八水塩を51.10g、水酸化ス
トロンチウム・八水塩を10.76g添加し、30℃か
ら70℃まで0.25時間で昇温し、70℃で3時間熟
成反応を行った後、100℃で4時間還流して反応を終
結させた。なお、反応時の(Ba+Sr)/Tiの原子
比は1.8であった。
The temperature of the obtained slurry was gradually increased while stirring, and a reflux treatment was performed at 100 ° C. for 2 hours to obtain a suspension solution. After lowering the suspension to 40 ° C. or lower, nitrogen gas was blown in to replace the air, and barium hydroxide was added to the suspension so that the molar ratio of barium hydroxide to strontium hydroxide was 8: 2. After adding 51.10 g of octahydrate and 10.76 g of strontium hydroxide and octahydrate, the temperature was raised from 30 ° C. to 70 ° C. in 0.25 hours, and after aging at 70 ° C. for 3 hours, The reaction was terminated by refluxing at 100 ° C. for 4 hours. The atomic ratio of (Ba + Sr) / Ti at the time of the reaction was 1.8.

【0128】この反応により製造されたイットリウム
0.3原子%含有チタン酸バリウムストロンチウム半導
体磁器材料粉末のBa/Sr(原子比)は7/3であっ
て、ストロンチウムの割合が増加していた。また、得ら
れたイットリウム0.3原子%含有チタン酸バリウムス
トロンチウム半導体磁器材料粉末は図4に示すように粒
子径約0.4μmで球状であった。
The barium / strontium titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.3 atomic% of yttrium produced by this reaction had a Ba / Sr (atomic ratio) of 7/3, and the proportion of strontium was increased. Further, the obtained barium strontium titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.3 atomic% of yttrium was spherical with a particle diameter of about 0.4 μm as shown in FIG.

【0129】上記の結果から、チタン酸バリウムストロ
ンチウムの製造においてストロンチウムがチタンより優
先的に反応することが明らかなので、このことを考慮し
て目的とするBa/Srに適したストロンチウム添加量
を決めることができる。
From the above results, it is clear that strontium reacts preferentially to titanium in the production of barium strontium titanate. Therefore, in consideration of this fact, the amount of strontium suitable for Ba / Sr should be determined. Can be.

【0130】実施例6 実施例1で作製したイットリウム0.3原子%含有水酸
化チタンケーキ〔I〕に、水を加えて均一に混合したス
ラリー(酸化チタンとして1.8%含有)と、水酸化バ
リウム・八水塩とを、Ba/Ti(原子比)=1.2と
なるように混合し、100℃で4時間還流しながら反応
させた。
Example 6 A slurry obtained by adding water to the titanium hydroxide cake [I] containing 0.3 atomic% of yttrium prepared in Example 1 and uniformly mixing the mixture (containing 1.8% as titanium oxide) with water was added. Barium oxide / octahydrate was mixed so that Ba / Ti (atomic ratio) = 1.2, and reacted at 100 ° C. for 4 hours while refluxing.

【0131】得られたスラリーを濾過、水洗し、酢酸で
酸処理したのち、800℃で2時間仮焼し、Ba/Ti
(原子比)=0.992で粒子径0.1μmのイットリ
ウム0.3原子%含有チタン酸バリウムの球状粒子を得
た。
The obtained slurry was filtered, washed with water, acid-treated with acetic acid, and calcined at 800 ° C. for 2 hours to obtain Ba / Ti
Spherical particles of barium titanate containing 0.3 atomic% of yttrium and having an atomic ratio of 0.992 and a particle diameter of 0.1 μm were obtained.

【0132】また、上記とは別に、実施例1により得ら
れた粒子径1.2〜1.4μmのイットリウム0.3原
子%含有チタン酸バリウムの凝集体粒子を上記と同様に
酸処理し、Ba/Ti(原子比)=0.992に調整し
た後、1000℃で2時間仮焼し、粒子径1.2〜1.
4μmの球状イットリウム0.3原子%含有チタン酸バ
リウムを得た。
Separately from the above, the agglomerated particles of barium titanate containing 0.3 atomic% of yttrium having a particle diameter of 1.2 to 1.4 μm obtained in Example 1 were subjected to an acid treatment in the same manner as described above. After adjusting to Ba / Ti (atomic ratio) = 0.992, it was calcined at 1000 ° C for 2 hours to obtain a particle diameter of 1.2 to 1.
Barium titanate containing 4 atm of 0.3 atomic% of spherical yttrium was obtained.

【0133】上記の粒子径0.1μmのイットリウム
0.3原子%含有チタン酸バリウム粒子と粒子径1.2
〜1.4μmのイットリウム0.3原子%含有チタン酸
バリウム粒子を、樹脂ボールを用いたボールミルで重量
比3:7の割合に均一に混合し、その中に硝酸マンガン
を0.04モル%および微粒子の二酸化ケイ素を0.1
5モル%添加して、ボールミルで混合し、その混合物
に、バインダーとしてポリビニルアルコールを0.4重
量%および解膠剤としてポリエチレングリコールを0.
4重量%加えて、スプレードライヤーでの噴霧乾燥によ
る造粒を行って粒子径30μmの顆粒を得た。
The barium titanate particles containing 0.3 atomic% of yttrium having a particle diameter of 0.1 μm and a particle diameter of 1.2
Barium titanate particles containing 0.3 atomic% of yttrium of 0.3 to 1.4 μm are uniformly mixed at a weight ratio of 3: 7 by a ball mill using resin balls, and 0.04 mol% of manganese nitrate and 0.1 fine particles of silicon dioxide
5 mol% was added and mixed with a ball mill, and the mixture was added with 0.4% by weight of polyvinyl alcohol as a binder and 0.1% of polyethylene glycol as a deflocculant.
4% by weight was added and granulation was performed by spray drying with a spray dryer to obtain granules having a particle diameter of 30 μm.

【0134】得られた顆粒を成形用ダイに入れ、1トン
/cm2 で加圧して、直径15mmの円柱体に成形し、
1250℃で焼成して半導体磁器を得た。この半導体磁
器におけるグレインサイズ(粒子径)は2〜4μmでほ
ぼ揃っていた。
The obtained granules are put into a forming die, and pressurized at 1 ton / cm 2 to form a cylinder having a diameter of 15 mm.
It was fired at 1250 ° C. to obtain a semiconductor porcelain. The grain size (particle diameter) in this semiconductor porcelain was almost uniform at 2 to 4 μm.

【0135】この磁器の比抵抗−温度特性を図7に示
す。この図7については比較例2の後で詳しく説明す
る。
FIG. 7 shows the specific resistance-temperature characteristics of this porcelain. FIG. 7 will be described in detail after Comparative Example 2.

【0136】比較例1 この比較例1では、固相法によりニオブ0.22原子%
含有チタン酸バリウムを製造して、その粒子形状および
粒子径のバラツキを明らかにする。
Comparative Example 1 In Comparative Example 1, 0.22 atomic% of niobium was obtained by the solid phase method.
A barium titanate containing iron is produced, and variations in the particle shape and particle diameter are clarified.

【0137】すなわち、市販の炭酸バリウム98.66
g、酸化チタン40.34gおよび五酸化ニオブ0.1
462gをボールミルで均一に30分間混合し、スプレ
ードライヤーで噴霧乾燥し、得られた粉末を300kg
/cm2 で仮成形し、1150℃で2時間仮焼してニオ
ブ0.22原子%含有チタン酸バリウム半導体磁器材料
粉末を得た。
That is, commercially available barium carbonate 98.66
g, titanium oxide 40.34 g and niobium pentoxide 0.1
462 g were uniformly mixed with a ball mill for 30 minutes, and spray-dried with a spray drier.
/ Cm 2 and calcined at 1150 ° C. for 2 hours to obtain a barium titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.22 atomic% of niobium.

【0138】得られたニオブ0.22原子%含有チタン
酸バリウム半導体磁器材料粉末の倍率1万倍の電子顕微
鏡写真を図5に示す。
An electron microscope photograph of the obtained barium titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.22 atomic% of niobium at a magnification of 10,000 is shown in FIG.

【0139】図5に示すように、固相法によって得られ
たニオブ0.22原子%含有チタン酸バリウムは、粒子
形状が不均一で、かつ粒子径のバラツキが大きかった。
As shown in FIG. 5, the barium titanate containing 0.22 atomic% of niobium obtained by the solid phase method had a non-uniform particle shape and a large variation in particle diameter.

【0140】比較例2 この比較例2では、湿式法によりイットリウム0.3原
子%含有チタン酸バリウム半導体磁器材料粉末を製造し
て、その粒子形状および粒子径のバラツキを明らかにす
る。
Comparative Example 2 In Comparative Example 2, a barium titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.3 atomic% of yttrium was produced by a wet method, and variations in particle shape and particle diameter were clarified.

【0141】すなわち、実施例1と同様の方法で得られ
たイットリウム0.3原子%含有水酸化チタンケーキ
〔I〕(強熱減量による換算重量で酸化チタン濃度2
2.8%)390gのスラリーに、窒素ガスを流して6
0℃に加温し、水酸化バリウム・八水塩を428g〔B
a/Ti(原子比)=1.2〕添加して攪拌し均一に混
合した。
That is, a titanium hydroxide cake [I] containing 0.3 atomic% of yttrium obtained by the same method as in Example 1 (titanium oxide concentration 2 in terms of weight by ignition loss)
2.8%) Nitrogen gas was passed through 390 g of the slurry to
The mixture was heated to 0 ° C. and 428 g of barium hydroxide / octahydrate [B
a / Ti (atomic ratio) = 1.2], followed by stirring and uniform mixing.

【0142】このスラリーをさらに加温して100℃で
4時間還流し(窒素ガスは昇温時に止める)、濾過、水
洗を行った後、スプレードライヤーで噴霧乾燥を行い、
イットリウム0.3原子%含有チタン酸バリウム粉末を
得た。なお、反応時のBa/Ti(原子比)は1.2で
あった。
This slurry was further heated and refluxed at 100 ° C. for 4 hours (nitrogen gas was stopped when the temperature was raised), filtered, washed with water, and spray-dried with a spray drier.
A barium titanate powder containing 0.3 atomic% of yttrium was obtained. In addition, Ba / Ti (atomic ratio) at the time of reaction was 1.2.

【0143】得られたイットリウム0.3原子%含有チ
タン酸バリウム粉末を800℃で5時間仮焼した後、半
導体材料とするために酢酸で酸処理して、Ba/Ti
(原子比)を0.992に調整した。
The obtained barium titanate powder containing 0.3 atomic% of yttrium was calcined at 800 ° C. for 5 hours, and then acid-treated with acetic acid to obtain a semiconductor material.
(Atomic ratio) was adjusted to 0.992.

【0144】酸処理後のイットリウム0.3原子%含有
チタン酸バリウム粉末〔Ba/Ti(原子比)=0.9
92〕を再度800℃で2時間仮焼すると、粒子径0.
03〜0.06μmで粒子径の揃った粒子が得られた。
Barium titanate powder containing 0.3 atomic% of yttrium after acid treatment [Ba / Ti (atomic ratio) = 0.9
92] was calcined again at 800 ° C. for 2 hours to give a particle size of 0.1.
Particles having a uniform particle diameter of 03 to 0.06 μm were obtained.

【0145】しかし、同様の酸処理粉末を1200℃で
3時間仮焼すると、粒子径は0.06〜1μmと大きく
なったが、粒子形状は図6(図6は倍率1.5万倍の電
子顕微鏡写真)に示すように不均一であった。
However, when the same acid-treated powder was calcined at 1200 ° C. for 3 hours, the particle size increased to 0.06 to 1 μm, but the particle shape was changed as shown in FIG. 6 (FIG. (Electron micrograph) as shown in FIG.

【0146】つぎに、上記のように粒子径が異なる80
0℃仮焼粉末と1200℃仮焼粉末とを重量比3:7で
混合し、その中に硝酸マンガンを0.04モル%および
微粒子の二酸化ケイ素を0.15モル%添加して、ボー
ルミルで混合し、その混合物にバインダーとしてポリビ
ニルアルコールを0.4重量%および解膠剤としてポリ
エチルグリコールを0.4重量%加えて、スプレードラ
イヤーでの噴霧乾燥による造粒を行った。
Next, as described above, particles having different particle diameters are used.
The calcined powder at 0 ° C. and the calcined powder at 1200 ° C. are mixed at a weight ratio of 3: 7, and 0.04 mol% of manganese nitrate and 0.15 mol% of fine silicon dioxide are added thereto. The mixture was mixed, and 0.4% by weight of polyvinyl alcohol as a binder and 0.4% by weight of polyethyl glycol as a peptizer were added to the mixture, followed by granulation by spray drying with a spray drier.

【0147】得られた顆粒を成形用ダイに入れ、1トン
/cm2 で加圧して直径15mmの円柱状のペレットに
成形し、1250℃で焼成して半導体磁器を得た。この
半導体磁器おけるグレインサイズは5〜10μmであっ
た。
The obtained granules were put into a molding die, pressed at 1 ton / cm 2 to form columnar pellets having a diameter of 15 mm, and fired at 1250 ° C. to obtain semiconductor porcelain. The grain size in this semiconductor porcelain was 5 to 10 μm.

【0148】得られた半導体磁器の比抵抗−温度特性を
図7に示す。
FIG. 7 shows the specific resistance-temperature characteristics of the obtained semiconductor porcelain.

【0149】図7において、曲線aは本発明の実施例6
により製造されたイットリウム0.3原子%含有球状チ
タン酸バリウム半導体磁器材料粉末で作製された半導体
磁器の比抵抗−温度特性を示すものであり、曲線bは上
記比較例2で湿式法により製造されたイットリウム0.
3原子%含有チタン酸バリウム半導体磁器材料粉末で作
製された半導体磁器の比抵抗−温度特性を示すものであ
る。
In FIG. 7, the curve “a” represents the sixth embodiment of the present invention.
Shows the specific resistance-temperature characteristics of a semiconductor porcelain made of a spherical barium titanate semiconductor porcelain material powder containing 0.3 atomic% of yttrium produced by the above method. Curve b is obtained by the wet method in Comparative Example 2 described above. Yttrium
3 shows the specific resistance-temperature characteristics of a semiconductor porcelain made of a barium titanate semiconductor porcelain material powder containing 3 atomic%.

【0150】図7の曲線aと曲線bとの比較例より明ら
かなように、本発明の実施例6で製造したイットリウム
0.3原子%球状含有チタン酸バリウム半導体磁器材料
粉末で作製した半導体磁器は、比較例2の湿式法により
製造されたイットリウム0.3原子%含有チタン酸バリ
ウム半導体磁器材料粉末で作製した半導体磁器に比べ
て、常温下での比抵抗が低く、抵抗変化幅が広かった。
As is clear from the comparison between the curves a and b in FIG. 7, the semiconductor porcelain made from the barium titanate semiconductor porcelain material powder containing 0.3 atomic% of yttrium produced in Example 6 of the present invention. Has a lower specific resistance at room temperature and a wider range of resistance change than the semiconductor porcelain made of the barium titanate semiconductor porcelain material powder containing 0.3 at% yttrium manufactured by the wet method of Comparative Example 2. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1により製造されたイットリウム0.3
原子%球状チタン酸バリウム半導体磁器材料粉末の粒子
構造を示す倍率1.5万倍の電子顕微鏡写真である。
FIG. 1 shows yttrium 0.3 produced according to Example 1.
5 is an electron micrograph (magnification: 15,000 times) showing the particle structure of an atomic% spherical barium titanate semiconductor ceramic material powder.

【図2】実施例3により製造されたイットリウム0.3
原子%含有球状チタン酸バリウムストロンチウムカルシ
ウム鉛半導体磁器材料粉末の粒子構造を示す倍率1.5
万倍の電子顕微鏡写真である。
FIG. 2 shows yttrium 0.3 produced according to Example 3.
Magnification 1.5 showing the particle structure of spherical barium strontium calcium lead zinc semiconductor ceramic material powder containing atomic%
It is an electron microscope photograph of ten thousand times.

【図3】実施例4により製造されたイットリウム0.3
原子%含有球状チタン酸バリウムストロンチウム鉛半導
体磁器材料粉末の粒子構造を示す倍率900倍の電子顕
微鏡写真である。
FIG. 3 shows yttrium 0.3 produced according to Example 4.
It is an electron micrograph at 900 times magnification which shows the particle structure of the spherical barium strontium lead titanate semiconductor ceramic material powder containing atomic%.

【図4】実施例5により製造されたイットリウム0.3
原子%含有球状チタン酸バリウムストロンチウムの粒子
構造を示す倍率1.5万倍の電子顕微鏡写真である。
FIG. 4 shows yttrium 0.3 produced according to Example 5.
It is an electron micrograph at 15,000 times magnification which shows the particle structure of spherical barium strontium titanate containing atomic%.

【図5】比較例1の固相法により製造されたニオブ0.
22原子%含有チタン酸バリウム半導体磁器材料粉末の
粒子構造を示す倍率1万倍の電子顕微鏡写真である。
FIG. 5 shows niobium produced by the solid-phase method of Comparative Example 1.
It is an electron microscope photograph at 10,000 times magnification which shows the particle structure of the barium titanate semiconductor ceramic material powder containing 22 atomic%.

【図6】比較例2の湿式法により製造されたイットリウ
ム0.3原子%含有チタン酸バリウム半導体磁器材料粉
末の粒子構造を示す倍率1.5万倍の電子顕微鏡写真で
ある。
FIG. 6 is an electron micrograph (magnification: 15,000 times) showing the particle structure of a barium titanate semiconductor ceramic material powder containing 0.3 at% yttrium produced by the wet method of Comparative Example 2.

【図7】実施例6により製造されたイットリウム0.3
原子%含有球状チタン酸バリウム半導体磁器材料粉末で
作製された半導体磁器の比抵抗−温度特性および比較例
2の湿式法により製造されたイットリウム0.3原子%
含有チタン酸バリウム半導体磁器材料粉末で作製された
半導体磁器の比抵抗−温度特性を示す図である。
FIG. 7 shows yttrium 0.3 produced according to example 6.
Specific resistance-temperature characteristics of a semiconductor porcelain made of a spherical barium titanate semiconductor porcelain material powder containing at.%, And 0.3 at.% Of yttrium produced by the wet method of Comparative Example 2.
It is a figure which shows the specific resistance-temperature characteristic of the semiconductor porcelain produced with the containing barium titanate semiconductor porcelain material powder.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 41/04 H01L 41/04 41/24 41/22 A (72)発明者 衣笠 雅典 大阪市大正区船町1丁目3番47号 テイ カ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01G 23/00 C04B 35/46 H01C 7/02 H01G 4/12 415 H01L 37/00 H01L 41/04 H01L 41/24 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 41/04 H01L 41/04 41/24 41/22 A (72) Inventor Masanori Kinugasa 1-3-47 Funamachi, Taisho-ku, Osaka-shi No. Takeka Co., Ltd. (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C01G 23/00 C04B 35/46 H01C 7/02 H01G 4/12 415 H01L 37/00 H01L 41/04 H01L 41 / twenty four

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 3価または5価の半導化元素をチタンに
対して0.05〜2原子%含有し、その基材部分がAT
iO3 (Aは、Ba≧50原子%、0原子%≦Sr、C
a、Pb≦50原子%)で表される粒子径0.3〜50
μmの球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末。
A trivalent or pentavalent semiconducting element is contained in an amount of 0.05 to 2 atomic% based on titanium, and the base material portion thereof is formed of AT.
iO 3 (A is Ba ≧ 50 at%, 0 at% ≦ Sr, C
a, Pb ≦ 50 atomic%)
μm spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder.
【請求項2】 ATiO3 がBaTiO3 である請求項
1記載の球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末。
2. The spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder according to claim 1, wherein the ATiO 3 is BaTiO 3 .
【請求項3】 請求項1記載の球状チタン酸バリウム系
半導体磁器材料粉末を300〜1200℃で仮焼して得
られた粒子径0.3〜50μmの球状チタン酸バリウム
系半導体磁器材料粉末。
3. A spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder having a particle diameter of 0.3 to 50 μm obtained by calcining the spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder according to claim 1 at 300 to 1200 ° C.
【請求項4】 チタン化合物とバリウム化合物との湿式
反応時、またはチタン化合物とバリウム化合物およびス
トロンチウム化合物との湿式反応時に、過酸化水素およ
び半導化剤を共存させることを特徴とする粒子径0.3
〜5μmの請求項1記載の球状チタンバリウム系半導体
磁器材料粉末の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein hydrogen peroxide and a semiconducting agent coexist during a wet reaction between the titanium compound and the barium compound or during a wet reaction between the titanium compound and the barium compound and the strontium compound. .3
The method for producing a spherical titanium barium-based semiconductor porcelain material powder according to claim 1, having a thickness of from 5 to 5 µm.
【請求項5】 チタン化合物とバリウム化合物との湿式
反応時、またはチタン化合物とバリウム化合物およびス
トロンチウム化合物との湿式反応時に、過酸化水素、半
導化剤、ならびに粒子径0.2μm以下のチタン酸スト
ロンチウム、粒子径0.2μm以下のチタン酸カルシウ
ムおよび粒子径0.2μm以下のチタン酸鉛よりなる群
から選ばれる少なくとも1種を共存させることを特徴と
する請求項1記載の球状チタン酸バリウム系半導体磁器
材料粉末の製造方法。
5. Hydrogen peroxide, a semiconducting agent, and titanic acid having a particle diameter of 0.2 μm or less during a wet reaction between a titanium compound and a barium compound or during a wet reaction between a titanium compound and a barium compound or a strontium compound. 2. The spherical barium titanate according to claim 1, wherein at least one selected from the group consisting of strontium, calcium titanate having a particle diameter of 0.2 μm or less, and lead titanate having a particle diameter of 0.2 μm or less coexists. Manufacturing method of semiconductor porcelain material powder.
【請求項6】 チタン化合物が半導化元素を含有する水
酸化チタンまたは半導化元素を含有する酸化チタンで、
バリウム化合物が水酸化バリウムであり、チタン化合物
とバリウム化合物との反応前に、半導化元素を含有する
水酸化チタンまたは半導化元素を含有する酸化チタンと
過酸化水素とを反応させることを特徴とする請求項4ま
たは5記載の球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉
末の製造方法。
6. The titanium compound is a titanium hydroxide containing a semiconducting element or a titanium oxide containing a semiconducting element,
The barium compound is barium hydroxide, and before reacting the titanium compound with the barium compound, reacting titanium hydroxide containing a semiconducting element or titanium oxide containing semiconducting element with hydrogen peroxide. The method for producing a spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder according to claim 4 or 5, wherein:
【請求項7】 チタン化合物が半導化元素を含有する水
酸化チタンまたは半導化元素を含有する酸化チタンであ
り、バリウム化合物が水酸化バリウムで、ストロンチウ
ム化合物が水酸化ストロンチウムであり、チタン化合物
とバリウム化合物およびストロンチウム化合物との反応
前に、半導化元素を含有する水酸化チタンまたは半導化
元素を含有する酸化チタンと過酸化水素とを反応させる
ことを特徴とする請求項4または5記載の球状チタン酸
バリウム系半導体磁器材料粉末の製造方法。
7. The titanium compound is a titanium hydroxide containing a semiconducting element or a titanium oxide containing a semiconducting element, the barium compound is barium hydroxide, the strontium compound is strontium hydroxide, and the titanium compound is a titanium compound. 6. A reaction between titanium oxide containing a semiconducting element or titanium oxide containing a semiconducting element and hydrogen peroxide before the reaction of the compound with a barium compound and a strontium compound. A method for producing a spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder according to the above.
【請求項8】 チタン化合物とバリウム化合物との熟成
反応、またはチタン化合物とバリウム化合物およびスト
ロンチウム化合物との熟成反応を、40〜100℃で少
なくとも30分間以上行うことを特徴とする請求項4ま
たは5記載のチタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末の
製造方法。
8. The aging reaction of a titanium compound with a barium compound or the aging reaction of a titanium compound with a barium compound and a strontium compound at 40 to 100 ° C. for at least 30 minutes or more. A method for producing the barium titanate-based semiconductor porcelain material powder according to the above.
【請求項9】 チタン化合物とバリウム化合物との湿式
反応時、またはチタン化合物とバリウム化合物およびス
トロンチウム化合物との湿式反応時に、半導化剤を共存
させ、反応後、気流乾燥することを特徴とする粒子径5
〜50μmの請求項1記載の球状チタン酸バリウム系半
導体磁器材料粉末の製造方法。
9. A wet reaction between a titanium compound and a barium compound, or a wet reaction between a titanium compound, a barium compound and a strontium compound, wherein a semiconducting agent is allowed to coexist, and after the reaction, flash drying is performed. Particle size 5
The method for producing a spherical barium titanate-based semiconductor porcelain material powder according to claim 1, having a thickness of from 50 to 50 m.
【請求項10】 チタン化合物とバリウム化合物との湿
式反応時、またはチタン化合物とバリウム化合物および
ストロンチウム化合物との湿式反応時に、半導化剤およ
び過酸化水素を共存させ、反応後、気流乾燥することを
特徴とする粒子径5〜50μmの請求項1記載の球状チ
タン酸バリウム系半導体磁器材料粉末の製造方法。
10. A wet reaction between a titanium compound and a barium compound, or a wet reaction between a titanium compound, a barium compound and a strontium compound, in which a semiconducting agent and hydrogen peroxide are allowed to coexist, followed by flash drying. The method for producing a barium titanate-based semiconductor ceramic material powder according to claim 1, wherein the particle diameter is 5 to 50 µm.
【請求項11】 チタン化合物とバリウム化合物との湿
式反応時、またはチタン化合物とバリウム化合物および
ストロンチウム化合物との湿式反応時に、半導化剤、な
らびに粒子径0.2μm以下のチタン酸ストロンチウ
ム、粒子径0.2μm以下のチタン酸カルシウムおよび
粒子径0.2μm以下のチタン酸鉛よりなる群から選ば
れる少なくとも1種を共存させ、反応後、気流乾燥する
ことを特徴とする粒子径5〜50μmの請求項1記載の
球状チタン酸バリウム系半導体磁器材料粉末の製造方
法。
11. A semiconducting agent, strontium titanate having a particle diameter of 0.2 μm or less, or a strontium titanate having a particle diameter of 0.2 μm or less during a wet reaction between a titanium compound and a barium compound or a wet reaction between a titanium compound and a barium compound or a strontium compound. A particle diameter of 5 to 50 μm, characterized by coexisting at least one selected from the group consisting of calcium titanate of 0.2 μm or less and lead titanate of 0.2 μm or less in particle size, followed by flash drying after the reaction. Item 4. The method for producing a spherical barium titanate-based semiconductor ceramic material powder according to Item 1.
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