JP3176119B2 - 針状酸化物誘電体粒子及びその製造方法 - Google Patents
針状酸化物誘電体粒子及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な針状の酸化物誘
電体粒子及びその製造方法に関する。針状酸化物誘電体
粒子は、形状が針状でかつ誘電特性を有することから補
強効果による機械的特性と誘電特性を同時に各種複合材
料に付与することができる新規な機能材料として有望で
ある。
電体粒子及びその製造方法に関する。針状酸化物誘電体
粒子は、形状が針状でかつ誘電特性を有することから補
強効果による機械的特性と誘電特性を同時に各種複合材
料に付与することができる新規な機能材料として有望で
ある。
【０００２】
【従来技術】従来、酸化物誘電体粉末は誘電体磁器を製
造する原料や樹脂などと複合するための粉末原料として
用いられているが、その形状が針状である酸化物誘電体
粒子は知られていない。また、バリウム、チタン及び稀
土類元素からなる酸化物、例えばBaO-TiO2-Nd2O3系｛Be
r. Dt. Keram. Ges. 55 (1978) No. 7 ; 特開昭60-354
06号公報等｝などは、マイクロ波帯において比誘電率が
大きく、品質係数Ｑが大きく（誘電損失が小さい）、共
振周波数の温度係数τf が０に近い誘電体材料であり、
マイクロ波を用いた通信システム、即ち衛星通信及び衛
星放送等の通信、放送装置の共振素子として特に重要で
ある。
造する原料や樹脂などと複合するための粉末原料として
用いられているが、その形状が針状である酸化物誘電体
粒子は知られていない。また、バリウム、チタン及び稀
土類元素からなる酸化物、例えばBaO-TiO2-Nd2O3系｛Be
r. Dt. Keram. Ges. 55 (1978) No. 7 ; 特開昭60-354
06号公報等｝などは、マイクロ波帯において比誘電率が
大きく、品質係数Ｑが大きく（誘電損失が小さい）、共
振周波数の温度係数τf が０に近い誘電体材料であり、
マイクロ波を用いた通信システム、即ち衛星通信及び衛
星放送等の通信、放送装置の共振素子として特に重要で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く形状が針状である酸化物誘電体粒子は知られておら
ず、その応用範囲は限定されていた。酸化物誘電体粒子
が針状であれば複合材料の原料として用いたときにその
誘電特性付与の効果ばかりでなく、強化材料としての効
果も同時に付与することができる。また、粒子形状が針
状であるため成形方法などを工夫することにより粒子を
配向させ特性の異方性を持った材料を製造することも可
能となる。本発明は新規な針状酸化物誘電体粒子及びそ
の製造方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。
如く形状が針状である酸化物誘電体粒子は知られておら
ず、その応用範囲は限定されていた。酸化物誘電体粒子
が針状であれば複合材料の原料として用いたときにその
誘電特性付与の効果ばかりでなく、強化材料としての効
果も同時に付与することができる。また、粒子形状が針
状であるため成形方法などを工夫することにより粒子を
配向させ特性の異方性を持った材料を製造することも可
能となる。本発明は新規な針状酸化物誘電体粒子及びそ
の製造方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第一
はバリウム、チタン及び稀土類元素を主成分としアスペ
クト比３以上であることを特徴とする針状酸化物誘電体
粒子である。また、第二の発明はバリウム、チタン、稀
土類元素成分含有原料及び溶融剤の混合物を熱処理する
ことを特徴とするアスペクト比３以上の針状酸化物誘電
体粒子の製造方法である。
はバリウム、チタン及び稀土類元素を主成分としアスペ
クト比３以上であることを特徴とする針状酸化物誘電体
粒子である。また、第二の発明はバリウム、チタン、稀
土類元素成分含有原料及び溶融剤の混合物を熱処理する
ことを特徴とするアスペクト比３以上の針状酸化物誘電
体粒子の製造方法である。
【０００５】以下、本発明についてさらに詳細に説明す
る。第一の発明にいうアスペクト比とは針状または柱状
の粒子の長軸の短軸に対する長さの比である。稀土類元
素とは一般の定義通りLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、G
d、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びY、Scの17種類の元
素であり、特に要求される誘電体の特性によるがLa、C
e、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb及びDyなどが有用であ
る。本発明はバリウム、チタン及び、上記稀土類元素の
うち少なくとも一種を主成分とする針状誘電体粒子であ
る。この主成分以外に添加成分として、特に限定されな
いがPb、Sr、Ca、Zr、Hf、Bi、Mn、Al、Mg、Si、Ge、T
e、Ni、Tl、Sb、Co及びCr等を１種以上添加してもよ
く、その添加量は酸化物換算で通常２５重量％以下が好
ましい。
る。第一の発明にいうアスペクト比とは針状または柱状
の粒子の長軸の短軸に対する長さの比である。稀土類元
素とは一般の定義通りLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、G
d、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びY、Scの17種類の元
素であり、特に要求される誘電体の特性によるがLa、C
e、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb及びDyなどが有用であ
る。本発明はバリウム、チタン及び、上記稀土類元素の
うち少なくとも一種を主成分とする針状誘電体粒子であ
る。この主成分以外に添加成分として、特に限定されな
いがPb、Sr、Ca、Zr、Hf、Bi、Mn、Al、Mg、Si、Ge、T
e、Ni、Tl、Sb、Co及びCr等を１種以上添加してもよ
く、その添加量は酸化物換算で通常２５重量％以下が好
ましい。
【０００６】本発明の針状誘電体粒子中のバリウム、チ
タン及び稀土類元素の組成比は特に限定されるものでは
ないが、稀土類元素を Rと表し+3価であると仮定して組
成式a ・ BaO ・ b ・ TiO2・ c ・ R2O3（式中、a, b, c は
モル比率で、a+b+c=1 、0.1<a<0.2 、0.6<b<0.8 、0.1<
c<0.2 ）で表される組成範囲が誘電特性などから好まし
い。
タン及び稀土類元素の組成比は特に限定されるものでは
ないが、稀土類元素を Rと表し+3価であると仮定して組
成式a ・ BaO ・ b ・ TiO2・ c ・ R2O3（式中、a, b, c は
モル比率で、a+b+c=1 、0.1<a<0.2 、0.6<b<0.8 、0.1<
c<0.2 ）で表される組成範囲が誘電特性などから好まし
い。
【０００７】次に第二の発明について説明する。バリウ
ムの原料としてはバリウムの炭酸塩、酸化物、水酸化
物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩及びシュウ酸塩、ギ酸塩、
酢酸塩等の有機酸塩などが挙げられるが、熱処理後に酸
化物となり不純物を残留しないものが好ましい。原料が
粉末形態である場合には、その粒度は細かいものが好ま
しく、具体的には 5μｍ以下、好ましくは 1μｍ以下の
ものが好適である。
ムの原料としてはバリウムの炭酸塩、酸化物、水酸化
物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩及びシュウ酸塩、ギ酸塩、
酢酸塩等の有機酸塩などが挙げられるが、熱処理後に酸
化物となり不純物を残留しないものが好ましい。原料が
粉末形態である場合には、その粒度は細かいものが好ま
しく、具体的には 5μｍ以下、好ましくは 1μｍ以下の
ものが好適である。
【０００８】チタンの原料としてはチタンの酸化物、水
酸化物、オキシ酸化物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩及びシ
ュウ酸塩、ギ酸塩、酢酸塩、アルコキシド等の有機酸
塩、金属などが挙げられるが、熱処理後に酸化物となり
不純物を残留しないものが好ましい。原料が粉末形態で
ある場合には、その粒度は細かいものが好ましく、具体
的には 5μｍ以下、好ましくは１μｍ以下のものが好適
である。
酸化物、オキシ酸化物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩及びシ
ュウ酸塩、ギ酸塩、酢酸塩、アルコキシド等の有機酸
塩、金属などが挙げられるが、熱処理後に酸化物となり
不純物を残留しないものが好ましい。原料が粉末形態で
ある場合には、その粒度は細かいものが好ましく、具体
的には 5μｍ以下、好ましくは１μｍ以下のものが好適
である。
【０００９】稀土類元素の原料としては稀土類元素の酸
化物が好ましく、そのほか炭酸塩などの塩が好ましい。
また、目的とする組成によっては稀土類元素の精製工程
で得られる軽稀土酸化物混合物など何種類かの稀土類元
素を含む原料を用いても良い。また、金属を原料として
も良い。何れにしても熱処理後に酸化物となり不純物を
残留しないものが好ましい。原料が粉末形態である場合
には、その粒度は細かいものが好ましく、具体的には５
μｍ以下、好ましくは１μｍ以下のものが好適である。
化物が好ましく、そのほか炭酸塩などの塩が好ましい。
また、目的とする組成によっては稀土類元素の精製工程
で得られる軽稀土酸化物混合物など何種類かの稀土類元
素を含む原料を用いても良い。また、金属を原料として
も良い。何れにしても熱処理後に酸化物となり不純物を
残留しないものが好ましい。原料が粉末形態である場合
には、その粒度は細かいものが好ましく、具体的には５
μｍ以下、好ましくは１μｍ以下のものが好適である。
【００１０】上記添加成分を加える場合に用いる添加成
分の原料としては特に限定されないが、単体、合金、酸
化物、水酸化物、オキシ酸化物、塩化物、硝酸塩、硫酸
塩及びシュウ酸塩、ギ酸塩、酢酸塩又はアルコキシド等
の有機酸塩、並びにこれらの混合物及び二種以上の上記
添加成分からなる複合化合物などが挙げられるが、熱処
理後に酸化物となり不純物を残留しないものが好まし
い。原料が粉末形態である場合には、その粒度は細かい
ものが好ましく、具体的には５μｍ以下、好ましくは１
μｍ以下のものがよい。
分の原料としては特に限定されないが、単体、合金、酸
化物、水酸化物、オキシ酸化物、塩化物、硝酸塩、硫酸
塩及びシュウ酸塩、ギ酸塩、酢酸塩又はアルコキシド等
の有機酸塩、並びにこれらの混合物及び二種以上の上記
添加成分からなる複合化合物などが挙げられるが、熱処
理後に酸化物となり不純物を残留しないものが好まし
い。原料が粉末形態である場合には、その粒度は細かい
ものが好ましく、具体的には５μｍ以下、好ましくは１
μｍ以下のものがよい。
【００１１】本発明で用いるバリウム、チタン又は希土
類元素成分含有原料としては、上記各成分含有原料の混
合物で良いが、各成分が均一に分布しているものが好ま
しい。さらに構成成分であるバリウム、チタン及び稀土
類元素の少なくとも一部が複合化合物及び／又は固溶体
を形成していることが好ましい。
類元素成分含有原料としては、上記各成分含有原料の混
合物で良いが、各成分が均一に分布しているものが好ま
しい。さらに構成成分であるバリウム、チタン及び稀土
類元素の少なくとも一部が複合化合物及び／又は固溶体
を形成していることが好ましい。
【００１２】これらの各成分が均一に分布しバリウム、
チタン及び稀土類元素の少なくとも一部が複合化合物及
び／又は固溶体を形成している原料の製法としては、以
下に説明する固相法、液相法及び気相法に大別され、何
れの方法でも良いが生産性、製造効率の点では固相法が
良い。固相法としては上記構成成分の原料を粉末形態で
混合し仮焼する方法である。混合はミキサー、ボールミ
ル、振動ミル等を用い乾式、湿式のいずれでもよいが、
湿式の方が効率がよい。最適仮焼温度は組成によっても
異なるが 700℃〜1400℃、好ましくは 900℃〜1200℃で
ある。仮焼温度700℃未満では混合粉末の固相反応が不
十分であり、また1400℃を超えると粉末同士の強固な凝
集が進行し粉末が粗大化し粉体特性が悪化するからであ
る。仮焼処理の方法は、具体的には通常の電気炉等で仮
焼することなどが挙げられる。
チタン及び稀土類元素の少なくとも一部が複合化合物及
び／又は固溶体を形成している原料の製法としては、以
下に説明する固相法、液相法及び気相法に大別され、何
れの方法でも良いが生産性、製造効率の点では固相法が
良い。固相法としては上記構成成分の原料を粉末形態で
混合し仮焼する方法である。混合はミキサー、ボールミ
ル、振動ミル等を用い乾式、湿式のいずれでもよいが、
湿式の方が効率がよい。最適仮焼温度は組成によっても
異なるが 700℃〜1400℃、好ましくは 900℃〜1200℃で
ある。仮焼温度700℃未満では混合粉末の固相反応が不
十分であり、また1400℃を超えると粉末同士の強固な凝
集が進行し粉末が粗大化し粉体特性が悪化するからであ
る。仮焼処理の方法は、具体的には通常の電気炉等で仮
焼することなどが挙げられる。
【００１３】液相法としては、例えば溶湯噴霧法やプラ
ズマジェット法などの融液から製造する方法、沈澱生成
や溶媒除去による溶液から製造する方法がある。沈澱生
成による方法としては共沈法、均一沈澱法、アルコキシ
ド法、電解法、ゾルゲル法などがあり、溶媒除去による
方法には噴霧乾燥法、凍結乾燥法、熱ケロセン法、液体
乾燥法、エマルジョン法などがある。
ズマジェット法などの融液から製造する方法、沈澱生成
や溶媒除去による溶液から製造する方法がある。沈澱生
成による方法としては共沈法、均一沈澱法、アルコキシ
ド法、電解法、ゾルゲル法などがあり、溶媒除去による
方法には噴霧乾燥法、凍結乾燥法、熱ケロセン法、液体
乾燥法、エマルジョン法などがある。
【００１４】気相法には蒸発−凝縮法と気相化学反応法
がある。前者はアークあるいはプラズマジェットなどを
用いて原料を高温に加熱して気化させ、次いでアークや
プラズマフレームの大きな温度勾配によって急冷し粒子
状に凝集させる方法である。後者の気相化学反応法は揮
発性化合物蒸気の化学反応によるもので、単一化学種の
熱分解や二種以上の化学種間の反応などがある。
がある。前者はアークあるいはプラズマジェットなどを
用いて原料を高温に加熱して気化させ、次いでアークや
プラズマフレームの大きな温度勾配によって急冷し粒子
状に凝集させる方法である。後者の気相化学反応法は揮
発性化合物蒸気の化学反応によるもので、単一化学種の
熱分解や二種以上の化学種間の反応などがある。
【００１５】また、バリウム、チタン及び稀土類元素以
外に前述の添加成分を加える場合には、それら添加成分
の酸化物、炭酸塩などの各種塩類などの添加成分の単独
化合物やいくつかの添加成分からなる複合化合物を粉末
や溶液の形態で上記固相法、液相法、気相法などの工程
で用いるかまたは上記手法で製造したバリウム、チタ
ン、稀土類元素成分含有原料及び溶融剤とを混合する際
に添加混合して用いても良い。ここでバリウム、チタン
及び稀土類元素の配合割合は前記第２発明の説明で述べ
た組成比となるように配合することが好ましい。
外に前述の添加成分を加える場合には、それら添加成分
の酸化物、炭酸塩などの各種塩類などの添加成分の単独
化合物やいくつかの添加成分からなる複合化合物を粉末
や溶液の形態で上記固相法、液相法、気相法などの工程
で用いるかまたは上記手法で製造したバリウム、チタ
ン、稀土類元素成分含有原料及び溶融剤とを混合する際
に添加混合して用いても良い。ここでバリウム、チタン
及び稀土類元素の配合割合は前記第２発明の説明で述べ
た組成比となるように配合することが好ましい。
【００１６】本発明に用いる溶融剤は、熱処理条件下で
溶融し且つバリウム、チタン及び稀土類元素と選択的な
反応を起こさないものが好ましく、アルカリ金属の硫酸
塩及び塩化物等が好適である。具体的には、硫酸リチウ
ム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、塩化リチウム、塩
化ナトリウム、塩化カリウム及びこれらの水和物であ
り、これらを単独で用いてもよいし、また二種以上混合
してもよい。
溶融し且つバリウム、チタン及び稀土類元素と選択的な
反応を起こさないものが好ましく、アルカリ金属の硫酸
塩及び塩化物等が好適である。具体的には、硫酸リチウ
ム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、塩化リチウム、塩
化ナトリウム、塩化カリウム及びこれらの水和物であ
り、これらを単独で用いてもよいし、また二種以上混合
してもよい。
【００１７】溶融剤の添加量は少ないと針状酸化物誘電
体粒子の成長が阻害され、針状酸化物誘電体粒子同士の
凝集が起こりやすく、また多量に添加し過ぎても針状酸
化物誘電体粒子の生成を阻害しその効果が低下する。し
たがって、目的とする針状酸化物誘電体粒子組成及び使
用する溶融剤の種類などによって最適添加量が異なる
が、バリウム、チタン及び稀土類元素を供給する成分の
酸化物換算の総重量に対して25〜 500重量％が好まし
く、さらに好ましくは50〜 300重量％が好ましい。
体粒子の成長が阻害され、針状酸化物誘電体粒子同士の
凝集が起こりやすく、また多量に添加し過ぎても針状酸
化物誘電体粒子の生成を阻害しその効果が低下する。し
たがって、目的とする針状酸化物誘電体粒子組成及び使
用する溶融剤の種類などによって最適添加量が異なる
が、バリウム、チタン及び稀土類元素を供給する成分の
酸化物換算の総重量に対して25〜 500重量％が好まし
く、さらに好ましくは50〜 300重量％が好ましい。
【００１８】バリウム、チタン、稀土類元素含有原料及
び溶融剤の混合物方法としては、均一に混合できる方法
であれば特に限定されるものではなく、公知の乾式法、
湿式法いずれの方法によってもおこなうことができる。
乾式とは乳鉢、ミキサー、ボールミル等の通常の混合方
法で混合することを意味する。また、湿式法とはバリウ
ム、チタン及び稀土類元素成分含有原料及び溶液形態の
溶融剤を混合する方法である。湿式法を用いた場合には
熱処理前に乾燥工程を加えることが好ましい。
び溶融剤の混合物方法としては、均一に混合できる方法
であれば特に限定されるものではなく、公知の乾式法、
湿式法いずれの方法によってもおこなうことができる。
乾式とは乳鉢、ミキサー、ボールミル等の通常の混合方
法で混合することを意味する。また、湿式法とはバリウ
ム、チタン及び稀土類元素成分含有原料及び溶液形態の
溶融剤を混合する方法である。湿式法を用いた場合には
熱処理前に乾燥工程を加えることが好ましい。
【００１９】バリウム、チタン及び稀土類元素成分含有
原料及び溶融剤の混合物の最適熱処理温度としては、組
成によっても異なるが 900〜1600℃、好ましくは1100〜
1500℃である。熱処理温度が 900℃未満では針状酸化物
誘電体の生成反応が促進されず、また1600℃を超えると
不純物相の生成が起こりやすく好ましくない。熱処理に
は、Ptなど高温で使用可能な金属製容器、各種セラミッ
クス容器などを用いることができる。これらの容器はバ
リウム、チタン及び稀土類元素を供給する成分や溶融剤
と反応しにくいものが好ましい。また、バリウム、チタ
ン及び稀土類元素成分含有原料及び溶融剤の混合物を加
圧成形などにより成形したものを熱処理し容器との反応
を抑制することもできる。
原料及び溶融剤の混合物の最適熱処理温度としては、組
成によっても異なるが 900〜1600℃、好ましくは1100〜
1500℃である。熱処理温度が 900℃未満では針状酸化物
誘電体の生成反応が促進されず、また1600℃を超えると
不純物相の生成が起こりやすく好ましくない。熱処理に
は、Ptなど高温で使用可能な金属製容器、各種セラミッ
クス容器などを用いることができる。これらの容器はバ
リウム、チタン及び稀土類元素を供給する成分や溶融剤
と反応しにくいものが好ましい。また、バリウム、チタ
ン及び稀土類元素成分含有原料及び溶融剤の混合物を加
圧成形などにより成形したものを熱処理し容器との反応
を抑制することもできる。
【００２０】溶融剤を含む反応生成物から針状酸化物誘
電体粒子を単離するには、数規定程度の熱塩酸、熱硫
酸、熱硝酸或いはこれらの混合物、熱苛性ソーダまたは
熱水などを用いて、溶融剤その他水溶性物質を除去した
のち充分に水洗する。水不溶性の副生物がある場合に
は、デカンテーション等の処理で残留物から針状酸化物
誘電体粒子を分離したのち、充分に水洗すればよい。
電体粒子を単離するには、数規定程度の熱塩酸、熱硫
酸、熱硝酸或いはこれらの混合物、熱苛性ソーダまたは
熱水などを用いて、溶融剤その他水溶性物質を除去した
のち充分に水洗する。水不溶性の副生物がある場合に
は、デカンテーション等の処理で残留物から針状酸化物
誘電体粒子を分離したのち、充分に水洗すればよい。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。 ［実施例１〜１５］表１に示す組成となるようにBaCO3
粉末（堺化学社製）、TiO2粉末（石原産業社製）及び稀
土類酸化物粉末（日本イットリウム社製、Sm2O3 、La2O
3 、Nd2O3、Pr6O11、Gd2O3 ）をボールミルにより20時
間湿式混合した。得られた混合物スラリーを加熱乾燥し
た。尚、表１でPr-Oと表したのは他の稀土類原料と比較
しやすくするために Pr2O11/3 、すなわち、Pr6 O11 の
1/3 の式量をPr原料であるとしたものである。次に、仮
焼を行なった場合には表１に示す温度で空気中で２時間
仮焼し、仮焼物をボールミルにより10時間解砕を行なっ
た。仮焼粉末または仮焼を行なわなかった場合には混合
粉末（バリウム、チタン及び稀土類元素成分含有原料）
に溶融剤として硫酸カリウム粉末（K2SO4 ）をバリウ
ム、チタン及び稀土類元素を供給する成分の酸化物換算
の総重量に対して表１に示す重量％となるように秤量し
てボールミルにより５時間乾式混合した。得られた混合
物を表１の温度で５時間熱処理した。この反応生成物を
冷却し、硝酸を加えて煮沸し、溶融剤を除去したのち充
分に水洗乾燥した。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。 ［実施例１〜１５］表１に示す組成となるようにBaCO3
粉末（堺化学社製）、TiO2粉末（石原産業社製）及び稀
土類酸化物粉末（日本イットリウム社製、Sm2O3 、La2O
3 、Nd2O3、Pr6O11、Gd2O3 ）をボールミルにより20時
間湿式混合した。得られた混合物スラリーを加熱乾燥し
た。尚、表１でPr-Oと表したのは他の稀土類原料と比較
しやすくするために Pr2O11/3 、すなわち、Pr6 O11 の
1/3 の式量をPr原料であるとしたものである。次に、仮
焼を行なった場合には表１に示す温度で空気中で２時間
仮焼し、仮焼物をボールミルにより10時間解砕を行なっ
た。仮焼粉末または仮焼を行なわなかった場合には混合
粉末（バリウム、チタン及び稀土類元素成分含有原料）
に溶融剤として硫酸カリウム粉末（K2SO4 ）をバリウ
ム、チタン及び稀土類元素を供給する成分の酸化物換算
の総重量に対して表１に示す重量％となるように秤量し
てボールミルにより５時間乾式混合した。得られた混合
物を表１の温度で５時間熱処理した。この反応生成物を
冷却し、硝酸を加えて煮沸し、溶融剤を除去したのち充
分に水洗乾燥した。
【００２２】得られた針状酸化物誘電体粒子の色、太
さ、長さ及びアスペクト比の平均値を表１に示した。ま
た、エックス線回折により結晶構造を調べた結果、何れ
の試料もマイクロ波誘電体として有用なBaR2Ti4O12（ R
は稀土類元素を表す）結晶構造であることが判明した。
実施例１で得られた針状酸化物誘電体粒子の電子顕微鏡
写真（倍率；4000倍）を図１に示した。アスペクト比３
以上の粒子が見られる。また、一部には生成した針状酸
化物誘電体粒子が破損したものも見られる。これは観察
試料を作成する過程などで破損したものである。
さ、長さ及びアスペクト比の平均値を表１に示した。ま
た、エックス線回折により結晶構造を調べた結果、何れ
の試料もマイクロ波誘電体として有用なBaR2Ti4O12（ R
は稀土類元素を表す）結晶構造であることが判明した。
実施例１で得られた針状酸化物誘電体粒子の電子顕微鏡
写真（倍率；4000倍）を図１に示した。アスペクト比３
以上の粒子が見られる。また、一部には生成した針状酸
化物誘電体粒子が破損したものも見られる。これは観察
試料を作成する過程などで破損したものである。
【００２３】実施例２〜１３も太さ、長さなどが異なる
が図１と同様の形態であった。また、実施例１４で得ら
れた針状酸化物誘電体粒子の電子顕微鏡写真（倍率；10
00倍）を図２に示した。これによると大きな粒子と小さ
な粒子が混在した形態であることがわかる。実施例１５
も図２と同様の形態であった。
が図１と同様の形態であった。また、実施例１４で得ら
れた針状酸化物誘電体粒子の電子顕微鏡写真（倍率；10
00倍）を図２に示した。これによると大きな粒子と小さ
な粒子が混在した形態であることがわかる。実施例１５
も図２と同様の形態であった。
【００２４】［実施例１６］実施例１〜１５で用いたBa
CO3 粉末、TiO2粉末及び稀土類原料として軽稀土混合酸
化物粉末（Pr6O11を22.6 wt ％、Nd2O3 を76.4 wt ％、
Sm2O3 を0.53 wt ％、La2O3 を0.37 wt ％、Y2O3を0.1
wt％含有する、三井金属鉱業社製）を表１に示す組成比
となるように秤量し、以下実施例１〜１５同様の工程で
針状酸化物誘電体粒子を得た。工程条件と得られた針状
酸化物誘電体粒子の特性を表１に示した。また、エック
ス線回折により結晶構造を調べた結果、マイクロ波誘電
体として有用なBaR2Ti4O12（ Rは稀土類元素を表す）結
晶構造であることが判明した。電子顕微鏡による形態観
察では得られた針状酸化物誘電体粒子の形態は実施例１
（図１）と同様であった。
CO3 粉末、TiO2粉末及び稀土類原料として軽稀土混合酸
化物粉末（Pr6O11を22.6 wt ％、Nd2O3 を76.4 wt ％、
Sm2O3 を0.53 wt ％、La2O3 を0.37 wt ％、Y2O3を0.1
wt％含有する、三井金属鉱業社製）を表１に示す組成比
となるように秤量し、以下実施例１〜１５同様の工程で
針状酸化物誘電体粒子を得た。工程条件と得られた針状
酸化物誘電体粒子の特性を表１に示した。また、エック
ス線回折により結晶構造を調べた結果、マイクロ波誘電
体として有用なBaR2Ti4O12（ Rは稀土類元素を表す）結
晶構造であることが判明した。電子顕微鏡による形態観
察では得られた針状酸化物誘電体粒子の形態は実施例１
（図１）と同様であった。
【００２５】［実施例１７〜２０］組成比（モル比率）
0.153 ・ BaO ・ 0.694・ TiO2 ・ 0.153 ・Nd2O3 に対し
てさらに添加物としてBi2O3 を15重量％及びMnO2を0.1
重量％添加した組成となるように、実施例１〜１５で用
いたBaCO3 粉末、TiO2粉末及びNd2O3 粉末と市販のBi2O
3 粉末及びMnO2粉末を用いて以下実施例１〜１５同様の
工程で針状酸化物誘電体粒子を得た。工程条件と得られ
た針状酸化物誘電体粒子の特性を表１に示した。また、
エックス線回折により結晶構造を調べた結果、マイクロ
波誘電体として有用なBaR2Ti4O12（ Rは稀土類元素を表
す）結晶構造であることが判明した。電子顕微鏡による
形態観察では実施例１７〜２０で得られた針状酸化物誘
電体粒子の形態は実施例１（図１）と同様であった。
0.153 ・ BaO ・ 0.694・ TiO2 ・ 0.153 ・Nd2O3 に対し
てさらに添加物としてBi2O3 を15重量％及びMnO2を0.1
重量％添加した組成となるように、実施例１〜１５で用
いたBaCO3 粉末、TiO2粉末及びNd2O3 粉末と市販のBi2O
3 粉末及びMnO2粉末を用いて以下実施例１〜１５同様の
工程で針状酸化物誘電体粒子を得た。工程条件と得られ
た針状酸化物誘電体粒子の特性を表１に示した。また、
エックス線回折により結晶構造を調べた結果、マイクロ
波誘電体として有用なBaR2Ti4O12（ Rは稀土類元素を表
す）結晶構造であることが判明した。電子顕微鏡による
形態観察では実施例１７〜２０で得られた針状酸化物誘
電体粒子の形態は実施例１（図１）と同様であった。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【発明の効果】本発明は従来にない新規な針状酸化物誘
電体粒子及びその製造法であり、本発明の針状酸化物誘
電体粒子は誘電体としての機能性に加えて複合材料の強
化材などとしての機械的特性も合わせ持つ材料として、
また、特性に異方性のある新規な複合材料の原料として
有用であり従来にない応用範囲を広げるものである。ま
た、本発明のバリウム、チタン及び稀土類元素を主成分
とする針状酸化物誘電体粒子はマイクロ波領域における
誘電特性に優れている。さらに、本発明の方法によれば
効率よく本発明の針状酸化物誘電体粒子を製造すること
ができる。
電体粒子及びその製造法であり、本発明の針状酸化物誘
電体粒子は誘電体としての機能性に加えて複合材料の強
化材などとしての機械的特性も合わせ持つ材料として、
また、特性に異方性のある新規な複合材料の原料として
有用であり従来にない応用範囲を広げるものである。ま
た、本発明のバリウム、チタン及び稀土類元素を主成分
とする針状酸化物誘電体粒子はマイクロ波領域における
誘電特性に優れている。さらに、本発明の方法によれば
効率よく本発明の針状酸化物誘電体粒子を製造すること
ができる。
【図１】 図１は、図面に代わる写真（粒子構造を示
す）であり、実施例１で得られた針状酸化物誘電体粒子
の走査型電子顕微鏡写真である。
す）であり、実施例１で得られた針状酸化物誘電体粒子
の走査型電子顕微鏡写真である。
【図２】 図２は、図面に代わる写真（粒子構造を示
す）であり、実施例１４で得られた針状酸化物誘電体粒
子の走査型電子顕微鏡写真である。
す）であり、実施例１４で得られた針状酸化物誘電体粒
子の走査型電子顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−35406（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−164800（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−92687（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−40725（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 H01B 3/12 C01G 23/00 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 バリウム、チタン及び稀土類元素を主成
分としアスペクト比３以上であることを特徴とする針状
酸化物誘電体粒子。 - 【請求項２】 バリウム、チタン、稀土類元素成分含有
原料及び溶融剤との混合物を熱処理することを特徴とす
る請求項１記載の針状酸化物誘電体粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07559092A JP3176119B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 針状酸化物誘電体粒子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07559092A JP3176119B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 針状酸化物誘電体粒子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0692798A JPH0692798A (ja) | 1994-04-05 |
| JP3176119B2 true JP3176119B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=13580570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07559092A Expired - Fee Related JP3176119B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 針状酸化物誘電体粒子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3176119B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP07559092A patent/JP3176119B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0692798A (ja) | 1994-04-05 |
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