JP3186793B2 - 亜酸化チタンの製造方法 - Google Patents
亜酸化チタンの製造方法Info
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Description
ラ−、蒸着材等に用いる亜酸化チタン製造方法に関する
ものである。
ンとは異なり、還元反応によって茶褐色、灰色、黒紫色
あるいは黒色など多様の色調を現出するうえに、良好な
導電性を有するため、有色顔料や各種材料の導電性フィ
ラ−として汎用されているが、近時、光学系、オプトエ
レクトロニクス等の分野で基材面に二酸化チタンの薄膜
を形成するための蒸着材料として利用が図られている。
二酸化チタンを水素またはアンモニア等のガスで高温還
元する方法(特公昭59-50604号公報、特開昭57-205322
号公報)、二酸化チタンと金属チタンの混合物を真空中
または還元雰囲気中で加熱する方法(特開昭49-5432 号
公報)が典型的な技術としてしられている。これらの方
法は固相−気相系あるいは固相−固相系の原料組成によ
る還元反応を利用するもので、得られる亜酸化チタンは
一般にTiO、Ti2 O3 、Ti3 O5 、Ti4 O7 、
Ti5 O9 の組成を有し、いずれも焼結体である。
被膜は、抵抗加熱、電子ビ−ム加熱等で溶解したのち基
材面に真空蒸着する方法で形成されるが、この際、前記
のTiO、Ti2 O3 はガス吸着作用を起こし、またT
i4 O7 、Ti5 O9 は逆にガス発生作用を起こして真
空槽内の雰囲気を一定に保ち得ない。その点、Ti3O
5 は減圧、高温雰囲気下で極めて安定であるが、前記の
従来技術で製造されたTi3 O5 で表される亜酸化チタ
焼結体(以下、単に亜酸化チタンという。)を蒸着材と
した場合には、真空加熱状態でのスプラッシュ現象が著
しく多発する。スプラッシュ現象が多く発生すると、基
材面への均一な蒸着が著しく阻害されるばかりでなく、
蒸着装置に蒸着物が付着したり、電子銃フィラメントが
酸化変質する等のトラブルを招く。この現象を避けるた
めに、スプラッシュが鎮静化してから膜付け操作を行う
こともできるが、この場合には時間のロスが大きくな
る。従って、二酸化チタン形成薄膜材料に求められる要
件は、ガス発生やガス吸収を起こさず、かつスプラッシ
ュ現象を生起せず、不純物の少ないものが好ましいとさ
れている。
酸化チタンの製造方法として、粒度80μm以下の水素化
チタン粉末と二酸化チタンとの混合物を700 〜1600℃の
温度域において真空または不活性ガス雰囲気下で加熱焼
成する技術が、本出願人によって開発されている(特開
平1−290529号公報)。
製造される亜酸化チタンが蒸着に好適な粒子状態を呈し
ており、またガス成分や不純物の含有量を効果的に低減
化されているため、スプラッシュやアウトガスの発生は
従来技術に比べてかなり減少させることが可能となる。
しかしながら、この製法で得られる亜酸化チタンは不純
物も少なくガス発生もないが、スプラッシュ現象に対す
る防止効果については十分とはいえない。
亜酸化チタンを得るというこれまでの製造技術とは全く
異なるプロセスによって蒸着材用亜酸化チタンを製造す
る方法を対象とするもので、その目的は蒸着時の真空加
熱段階におけるスプラッシュ現象を効果的に低減化し得
る蒸着用亜酸化チタンの製造方法を提供することにあ
る。
めの本発明による蒸着材用亜酸化チタンの製造方法は、
二酸化チタンと水素化チタン粉末との混合粉末を、真空
雰囲気下において加熱することにより脱水素処理を施
し、次いで大気圧より加圧状態の不活性ガス雰囲気下で
溶解することを構成上の特徴とするものである。
法、塩素法のいずれの方法で製造されたものでもよく、
また結晶型はアナタ−ゼ型、ルチル型、ブルカイト型の
いずれであっても差し支えない。該二酸化チタンは粉末
として使用されるが、その粒度には特に制約はない。た
だし、二酸化チタンとしての純度が可能な限り高いもの
が好ましい。二酸化チタンと共用する他方の原料となる
水素化チタンも粉末として使用されるが、該水素化チタ
ン粉末は通常市販のものを適宜選択して用いることがで
きる。
等によって均一に混合された混合粉末を形成したのち、
真空雰囲気下において、電気炉等により所定の温度域、
好ましくは400 〜800 ℃に加熱することにより脱水素処
理を施し、次いで溶解工程にかけられる。水素化チタン
粉末と二酸化チタン粉末とを混合して原料とする際に
は、配合割合を重量比で1:8〜9の範囲に設定し、上
記の機械的手段で乾式もしくは湿式法によって混合す
る。
粉末をアルゴン又はヘリウムのような不活性ガス雰囲気
に保持された溶解炉に移し、炉内の水冷ハ−スに充填し
た後、プラズマア−ク溶解法、非消耗ア−ク溶解法、エ
レクトロスラグ溶解法等を適宜選択して行われるが、本
発明においては非消耗ア−ク溶解法が装置が簡略で操作
も容易であることから好ましい。好適な溶解条件は、炉
内の雰囲気をアルゴンガスによって大気との対流を防止
し得る程度の加熱状態に保ちつつ、原料の量比に応じて
印加する電圧や電流を適宜の範囲に設定した非消耗ア−
ク溶解によって行われる。
生成した亜酸化チタンを製品として取り出す。
と水素化チタン粉末との混合粉末を真空雰囲気下におい
て加熱することによって脱水素処理を施し、次いで大気
圧より加圧状態の不活性ガス雰囲気下で溶解することに
より、Ti3 O5 を主体とする低次酸化形態の亜酸化チ
タンに転化する。この際、溶解工程がアルゴン等の不活
性ガスで大気との対流を防止し得る程度の加圧状態で行
われ、しかも短時間で溶解を終了するから、大気による
汚染は除去され、高純度の亜酸化チタンを効率良く製造
し得る。
熱段階でスプラッシュ現象を生じない高品質の亜酸化チ
タンを安価に製造することが可能となる。
説明する。 実施例1 二酸化チタン粉末と水素化チタン粉末とを9:1の重量
比で配合し、ボ−ルミルを用いて12時間乾式混合して
混合粉末とした。ついで、この混合粉末を耐熱ルツボに
入れて電気炉に移し、炉内を1Torr以下の真空に保持し
ながら700 ℃の温度で1時間加熱することにより脱水素
処理を施し、そのまま炉冷した。その後該混合粉末を非
消耗ア- ク炉の銅製の水冷ハ- スに20g 充填し、炉内を
アルゴンガスで完全に置換した後、アルゴンガスによっ
て大気圧より若干加圧状態で保持しつつ、電流 200A、
電圧 25 Vを印加して 10 分間ア−ク溶解し、炉内の雰
囲気をそのまま保持して炉冷した。
の化合物組成を粉末X線回折法で測定した結果、Ti3
O5 であることが確認された。この亜酸化チタンをEB
溶解炉で溶解し、真空下でスプラッシュの状況を観察し
たところ、スプラッシュ現象は認められなかった。
合粉末を 80 g、電流400 A、電圧 35 V、溶解時間を
5分間とした以外は実施例1と同様にして実験を行っ
た。
の化合物組成を粉末X線回折法で測定した結果、Ti3
O5 であることが確認された。この亜酸化チタンをEB
溶解炉で溶解し、真空下でスプラッシュの状況を観察し
たところ、スプラッシュ現象は認められなかった。
合し、乾式混合機で 12 時間混合したのち、機械式成形
プレスを用いて直径10mm、厚さ4mmの錠剤形ペレットに
成形した。ついで、このペレットを真空雰囲気炉に入
れ、1220℃の温度であ8時間加熱して還元焼成した。得
られた焼結体は黒紫色を呈しており、その化合組成物を
粉末X線回折法で測定した結果、Ti3 O5 であること
が確認された。この亜酸化チタンをEB溶解炉で溶解
し、真空下でスプラッシュの状況を観察したところ、ス
プラッシュ現象が多く発生した。
元焼結法とは異なり、二酸化チタン粉末と水素化チタン
粉末との混合粉末を、真空雰囲気下において加熱するこ
とにより脱水素処理を施し、次いで大気圧より加圧状態
の不活性ガス雰囲気下で溶解することにより蒸着時の真
空加熱過程で発生するスプラッシュ現象を効果的に低減
化することができる亜酸化チタンを製造することができ
る。したがって、常に円滑で高品質のチタン系蒸着薄膜
を形成するための蒸着材を安価に生産供給することが可
能となる。
Claims (2)
- 【請求項1】 二酸化チタン粉末と水素化チタン粉末と
の混合粉末を、真空雰囲気下において加熱することによ
り脱水素処理を施し、次いで大気圧より加圧状態の不活
性ガス雰囲気下で溶解することにより得られることを特
徴とする亜酸化チタンの製造方法。 - 【請求項2】 溶解時の雰囲気をアルゴンガス雰囲気下
に保持し、非消耗ア−ク溶解法によって溶解する請求項
1記載の亜酸化チタンの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP18049391A JP3186793B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 亜酸化チタンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP18049391A JP3186793B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 亜酸化チタンの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH054818A JPH054818A (ja) | 1993-01-14 |
JP3186793B2 true JP3186793B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=16084204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18049391A Expired - Lifetime JP3186793B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 亜酸化チタンの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3186793B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011011954A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Toho Titanium Co Ltd | 亜酸化チタンの製造方法 |
Families Citing this family (5)
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JP6076105B2 (ja) * | 2013-01-28 | 2017-02-08 | 株式会社日清製粉グループ本社 | 不定比酸化物粒子の製造方法 |
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CN106830066B (zh) * | 2017-03-03 | 2019-02-12 | 攀枝花学院 | 三氧化二钛及其制备工艺和应用 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP18049391A patent/JP3186793B2/ja not_active Expired - Lifetime
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