JP3393157B2 - Polycrystalline semiconductor fiber and method for producing the same - Google Patents

Polycrystalline semiconductor fiber and method for producing the same

Info

Publication number
JP3393157B2
JP3393157B2 JP22248193A JP22248193A JP3393157B2 JP 3393157 B2 JP3393157 B2 JP 3393157B2 JP 22248193 A JP22248193 A JP 22248193A JP 22248193 A JP22248193 A JP 22248193A JP 3393157 B2 JP3393157 B2 JP 3393157B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alkaline earth
fiber
tio
earth metal
polycrystalline semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP22248193A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0769799A (en
Inventor
秀文 原田
保雄 井上
敏昭 山川
千里 刈山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Titan Kogyo KK
Original Assignee
Titan Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Titan Kogyo KK filed Critical Titan Kogyo KK
Priority to JP22248193A priority Critical patent/JP3393157B2/en
Publication of JPH0769799A publication Critical patent/JPH0769799A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3393157B2 publication Critical patent/JP3393157B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】産業上の利用分野本発明は、半導体セラミ
ックス用原料として有用なTiO2系ペロブスカイト型
化合物を主成分とする多結晶半導体繊維およびその製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polycrystalline semiconductor fiber containing a TiO 2 -based perovskite compound as a main component, which is useful as a raw material for semiconductor ceramics, and a method for producing the same.

【0002】従来の技術 近年著しく進んでいる電子機器の小型、軽量化に伴い、
そこに使用される電子部品にも大幅な小型化と高い信頼
性を有することが要求されるようになってきている。T
iO2系ペロブスカイト型化合物を用いた強誘電体セラ
ミックスもまた同様であり、小型高性能化を目的として
配合技術、成形技術、焼結技術等の面で種々検討が行わ
れてきている。また、素材自体の特性を改善する為、1
μm以下、好ましくは0.5μm以下の直径を有し、粒
度分布が狭く、且つ球形状のTiO2系ペロブスカイト
型化合物の微粉末が開発されたりしてきた。しかしなが
ら、今やこのような手法では、市場の小型化要求を十分
に満たすことができないのが実情である。
[0002] With the recent progress in size and weight reduction of electronic equipment,
The electronic components used therein are also required to have a significantly small size and high reliability. T
The same applies to ferroelectric ceramics using an iO 2 -based perovskite compound, and various studies have been conducted in terms of compounding technology, molding technology, sintering technology, etc. for the purpose of miniaturization and high performance. In addition, in order to improve the characteristics of the material itself, 1
A fine powder of a spherical TiO 2 -based perovskite compound having a diameter of μm or less, preferably 0.5 μm or less, a narrow particle size distribution, has been developed. However, in reality, such a technique cannot satisfy the demand for downsizing in the market.

【0003】即ち、従来のセラミックスコンデンサー
は、タンタルコンデンサーやフィルムコンデンサーに比
べ優れた高周波特性を有しているにもかかわらず同一寸
法において得られる容量値が小さかったため、従来品で
はタンタルコンデンサーやフィルムコンデンサーの代替
え品とはなり得なかった。ところが、粒界絶縁型半導体
セラミックスコンデンサーではセラミックスにおける粒
子と粒子の境界部を誘電体層または絶縁層として利用す
るため、セラミックスの厚みに対する実効誘電体厚みは
数分の1から数十分の1となり従来のセラミックスコン
デンサーに比べ大幅な小型化を図ることができる。ま
た、表面絶縁型半導体セラミックスは半導体セラミック
スと電極との界面に形成されたガラスの拡散した層を絶
縁層として利用しており、見かけの誘電率が粒界絶縁型
に比べ更に高くとれる。
That is, although the conventional ceramics capacitor has excellent high frequency characteristics as compared with the tantalum capacitor and the film capacitor, the capacitance value obtained in the same size is small, so that the conventional product has a tantalum capacitor and a film capacitor. Could not be a substitute for. However, in the grain boundary insulation type semiconductor ceramic capacitor, since the boundary between particles in ceramics is used as a dielectric layer or an insulating layer, the effective dielectric thickness with respect to the thickness of the ceramic becomes a fraction to a few tenths. It can be made much smaller than conventional ceramic capacitors. Further, the surface-insulating semiconductor ceramics uses a glass-diffused layer formed at the interface between the semiconductor ceramics and the electrode as an insulating layer, and has a higher apparent dielectric constant than that of the grain boundary insulating type.

【0004】上記のような理由から、半導体セラミック
スコンデンサーをタンタルコンデンサーやフィルムコン
デンサーの代替え品として利用する試みが種々なされて
いるが、現状の半導体セラミックスコンデンサーは先ず
半導体磁器を作製しその後電極付けを行うとの方法で製
造されており、小型・大容量化の重要ポイントである積
層化が難しいとの製造技術上の問題点があった。この
為、タンタルコンデンサーやフィルムコンデンサーの代
替え品としての利用に制限があった。
For the above reasons, various attempts have been made to use the semiconductor ceramic capacitor as a substitute for a tantalum capacitor or a film capacitor. In the current semiconductor ceramic capacitor, first, a semiconductor porcelain is manufactured and then electrodes are attached. It was manufactured by the above method, and there was a problem in the manufacturing technology that it was difficult to stack, which is an important point for downsizing and large capacity. For this reason, there is a limit to the use as a substitute for a tantalum capacitor or a film capacitor.

【0005】発明が解決しようとする課題 本発明は積層セラミックスコンデンサーと同様な製造プ
ロセスで、異方性を利用した積層形状の半導体セラミッ
クスコンデンサーを製造できる多結晶半導体繊維および
その製造法を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention The present invention provides a polycrystalline semiconductor fiber capable of producing a laminated semiconductor ceramic capacitor utilizing anisotropy by a manufacturing process similar to that of a laminated ceramic capacitor, and a manufacturing method thereof. With the goal.

【0006】課題を解決する手段 本発明は、結晶軸が繊維の伸長方向に配向した微小結晶
粒子から構成されたTiO2系ペロブスカイト型化合物
を主成分とする多結晶半導体繊維であって、表面が前記
TiO2系ペロブスカイト型化合物の還元生成物であ
り、粉体比抵抗が500Ω・cm以下であることを特徴
とする前記多結晶半導体繊維を提供するものである。該
繊維の繊維長は5〜100μm、繊維径は0.2〜2μ
mであることが好ましい。また、該半導体繊維の表面に
さらに絶縁体層を設けることが好ましい。
Means for Solving the Problems The present invention relates to a polycrystalline semiconductor fiber containing a TiO 2 -based perovskite-type compound as a main component, the crystal semiconductor axis of which is composed of fine crystal grains whose crystal axes are oriented in the fiber extension direction. It is a reduction product of the TiO 2 -based perovskite-type compound, and provides the polycrystalline semiconductor fiber characterized by having a powder specific resistance of 500 Ω · cm or less. The fiber length of the fiber is 5 to 100 μm, and the fiber diameter is 0.2 to 2 μm.
It is preferably m. Further, it is preferable to further provide an insulating layer on the surface of the semiconductor fiber.

【0007】還元条件、例えば、温度、時間、添加金属
の種類および量等により還元粉末の粉体比抵抗を106
〜10-1Ω・cmの範囲で制御することが可能である
が、半導体セラミックスコンデンサー用原料粉末として
は損失を小さくするため低い粉体抵抗を有することが必
要であり、この粉体抵抗値は500Ω・cm以下である
ことが好ましく、400Ω・cm以下であることがより
好ましい。
Depending on the reducing conditions such as temperature, time, kind and amount of added metal, etc., the powder resistivity of the reduced powder is 10 6
It is possible to control in the range of -10 -1 Ω · cm, but it is necessary for the raw material powder for semiconductor ceramic capacitors to have low powder resistance in order to reduce loss, and this powder resistance value is It is preferably 500 Ω · cm or less, and more preferably 400 Ω · cm or less.

【0008】本発明にかかる多結晶半導体繊維は代表的
には以下の方法で製造することができる。
The polycrystalline semiconductor fiber according to the present invention can be typically manufactured by the following method.

【0009】すなわち、式:TiO2・nH2O(但し、
式中のnは1〜6)で表されるチタン酸繊維、それに含
まれるTiO2とのモル比率がMO/TiO2>1(Mは
アルカリ土類金属)となる量のアルカリ土類金属の酸化
物又は高温で分解してアルカリ土類金属の酸化物となる
アルカリ土類金属の化合物、及びTiO2を基準として
その150wt%以下に相当する量のNaCl−KCl
系フラックスとを配合した混合スラリーを噴霧乾燥した
後、500〜800℃で焼成してチタン酸アルカリ土類
金属を生成し、次いで焼成物中に残存する過剰のアルカ
リ土類金属原料化合物及びフラックスを水又は酸によっ
て溶解除去した後、1100℃〜1400℃で還元する
ことにより製造することができる。
That is, the formula: TiO 2 .nH 2 O (however,
In the formula, n is a titanic acid fiber represented by 1 to 6), and an amount of alkaline earth metal such that the molar ratio with TiO 2 contained therein is MO / TiO 2 > 1 (M is an alkaline earth metal). An oxide or an alkaline earth metal compound that decomposes at high temperature to form an alkaline earth metal oxide, and an amount of NaCl-KCl corresponding to 150 wt% or less based on TiO 2.
After spray-drying the mixed slurry mixed with the system flux, it is fired at 500 to 800 ° C. to produce alkaline earth metal titanate, and then the excess alkaline earth metal raw material compound and flux remaining in the fired product are removed. It can be manufactured by dissolving and removing with water or an acid and then reducing at 1100 ° C to 1400 ° C.

【0010】還元に際して、Nd23、La23、Dy
23、Sm23、Pr23、Gd23およびHo23
3価の金属酸化物からなる群より選ばれた少なくとも1
種の金属酸化物、またはNb25、およびTa25の5
価の金属酸化物からなる群から選ばれた少なくとも1種
の金属酸化物を添加混合することが好ましい。
Upon reduction, Nd 2 O 3 , La 2 O 3 , Dy
At least 1 selected from the group consisting of trivalent metal oxides of 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Pr 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Ho 2 O 3.
Species of the metal oxide, or Nb 2 O 5, and 5 of Ta 2 O 5
It is preferable to add and mix at least one metal oxide selected from the group consisting of valent metal oxides.

【0011】本発明で使用されるチタン酸繊維は、K2
O・4TiO2の組成で示される層状構造チタン酸カリ
ウムを酸で処理して、層間のカリウムイオンを酸により
溶出除去することや、含水酸化チタンを水酸化ナトリウ
ム水溶液中で加熱熟成した後、酸で処理すること等によ
り得られる。得られたチタン酸繊維に対して、モル比で
MO/TiO2>1となる量に見合う量のアルカリ土類
金属の酸化物又は高温で分解してアルカリ土類金属の酸
化物となる化合物(例えば、炭酸塩、硝酸塩、水酸化
物、シュウ酸塩等)と、TiO2量に対し150wt%
以下に相当する量のNaCl−KCl系フラックスとを
加えてこれらを水中で分散混合する。ここでアルカリ土
類金属原料化合物とTiO2の量の比率は1より大きい
任意の数値であればよいが、1.1〜2.0とすること
が好ましい。これは、過剰のアルカリ土類金属原料化合
物は焼成後水又は酸で除去する必要があるため、モル比
率を大きくしすぎることはいたずらに製造コストをあげ
るだけであり、一方、モル比率を1.1より小さくする
と反応を完結するためにより高温で焼成しなければなら
なくなり、粒状のTiO2系ペロブスカイト型化合物の
生成を回避できなくなるためである。また、フラックス
の量は、多すぎると粒状のTiO2系ペロブスカイト型
化合物の生成を招くので、3〜150wt%の範囲が好
ましく、より好ましくは5〜120wt%である。フラ
ックスの組成は、NaClが30モル%から70モル%
の範囲となるようにすることが好ましく、この組成範囲
をはずれるとフラックスの融点が高くなる為、単一相の
TiO2系ペロブスカイト型化合物を得るには焼成温度
を高くする必要があり、その結果、粒状のTiO2系ペ
ロブスカイト型化合物の生成を回避できなくなる。次
に、得られたスラリーを噴霧乾燥した後、500〜80
0℃、好ましくは600〜750℃で焼成することによ
りTiO2系ペロブスカイト型化合物を生成せしめる。
焼成時間は0.1〜4時間である。長時間の焼成は繊維
中の微結晶粒子が大きくなりすぎることによる繊維形態
の崩壊に繋がる。また、あまりに短時間の焼成ではTi
2系ペロブスカイト型化合物の生成反応を完結させる
ことができない。焼成物は水または酸水溶液中に分散さ
せフラックス及び過剰のアルカリ土類金属原料化合物を
溶解し、この後洗浄、乾燥して、TiO2系ペロブスカ
イト型化合物繊維を得る。
The titanic acid fiber used in the present invention is K 2
The layered structure potassium titanate represented by the composition of O.4TiO 2 is treated with an acid to elute and remove potassium ions between layers by an acid, and the hydrous titanium oxide is heat-aged in a sodium hydroxide aqueous solution and then acidified. And the like. With respect to the obtained titanic acid fiber, an amount of an alkaline earth metal oxide that corresponds to the amount of MO / TiO 2 > 1 in molar ratio or a compound that decomposes at high temperature to form an alkaline earth metal oxide ( For example, carbonate, nitrate, hydroxide, oxalate, etc.) and 150 wt% with respect to the amount of TiO 2.
These are dispersed and mixed in water by adding an amount of NaCl-KCl based flux corresponding to the following. Here, the ratio of the amounts of the alkaline earth metal raw material compound and TiO 2 may be any value larger than 1, but is preferably 1.1 to 2.0. This is because an excess amount of the alkaline earth metal raw material compound needs to be removed with water or an acid after firing, so that making the molar ratio too large unnecessarily increases the manufacturing cost, while the molar ratio of 1. If it is less than 1, it is necessary to bake at a higher temperature in order to complete the reaction, and it becomes impossible to avoid the formation of granular TiO 2 -based perovskite-type compounds. If the amount of the flux is too large, it causes the formation of granular TiO 2 -based perovskite-type compounds, so the range of 3 to 150 wt% is preferable, and the range of 5 to 120 wt% is more preferable. The composition of the flux is 30 to 70 mol% NaCl
It is preferable that the calcination temperature be high in order to obtain a single-phase TiO 2 -based perovskite-type compound because the melting point of the flux becomes high when the composition is out of this range. However, it becomes impossible to avoid the formation of granular TiO 2 -based perovskite-type compounds. Next, after spray-drying the obtained slurry, 500-80
By firing at 0 ° C., preferably 600 to 750 ° C., a TiO 2 based perovskite type compound is produced.
The firing time is 0.1 to 4 hours. Firing for a long time leads to the collapse of the fiber morphology due to the fact that the microcrystalline particles in the fiber become too large. Also, if firing is too short, Ti
The formation reaction of the O 2 based perovskite type compound cannot be completed. The calcined product is dispersed in water or an aqueous acid solution to dissolve the flux and excess alkaline earth metal raw material compound, and then washed and dried to obtain TiO 2 -based perovskite compound fiber.

【0012】TiO2系のペロブスカイト型化合物に
は、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウムが含ま
れる。チタン酸バリウムの場合には、BaはCa、Sr
およびMgより選択される1種あるいはそれ以上の元素
によって部分的に置換されることができる。また、チタ
ン酸ストロンチウムの場合にも、SrはBa、Caおよ
びMgより選択される1種あるいはそれ以上の元素によ
って部分的に置換されることができる。この際の置換量
は、要求される特性により変わるが、通常30モル%程
度までの置換量で充分な特性の改善がなされる。また、
Tiの一部をZrによって置換することも可能である。
The TiO 2 type perovskite type compound includes barium titanate and strontium titanate. In the case of barium titanate, Ba is Ca, Sr
And Mg may be partially substituted by one or more elements selected from Mg. Also in the case of strontium titanate, Sr can be partially replaced by one or more elements selected from Ba, Ca and Mg. The amount of substitution at this time varies depending on the required properties, but usually a substitution amount up to about 30 mol% will sufficiently improve the properties. Also,
It is also possible to replace part of Ti with Zr.

【0013】還元は公知の方法、即ち、強制還元方式、
原子価制御方式、あるいはそれらの併用方式等により行
うことができるが、その温度は1100〜1400℃の
範囲が適当である。即ち、この範囲より低くなると還元
が進まず、また、高くなると繊維同士が焼結して塊状物
となったり、繊維形態がくずれたりする。
Reduction is a known method, that is, a forced reduction method,
It can be carried out by a valence control method, a combination method thereof, or the like, and the temperature is suitably in the range of 1100 to 1400 ° C. That is, when the amount is lower than this range, the reduction does not proceed, and when the amount is higher than this range, the fibers are sintered with each other to form a lump, or the fiber form is broken.

【0014】原子価制御方式で還元する際には、半導体
磁器製造時に添加されている酸化物、例えば、Nd
23、La23、Dy23、Sm23、Pr23、Gd
23、Ho23からなる群から選ばれた少なくとも1種
の3価の金属酸化物、あるいはNb25、Ta25少な
くとも1種の5価の金属酸化物等の添加が効果があり、
また、ZnO、SiO2等からなる群から選ばれた少な
くとも1種の酸化物を前記の3価あるいは5価の元素の
酸化物と共に添加することも有効である。
When the reduction is carried out by the valence control method, an oxide such as Nd added during the manufacture of semiconductor porcelain is used.
2 O 3 , La 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Pr 2 O 3 , Gd
Addition of at least one trivalent metal oxide selected from the group consisting of 2 O 3 and Ho 2 O 3 , or Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 at least one pentavalent metal oxide, etc. Is effective,
It is also effective to add at least one kind of oxide selected from the group consisting of ZnO and SiO 2 together with the oxide of the trivalent or pentavalent element.

【0015】本発明の半導体繊維表面への絶縁体層の形
成は、MnO2、CuO、Bi23、PbO、Tl
23、Sb23、Fe23等からなる群から選ばれた少
なくとも1種の酸化物を前記の3価あるいは5価の元素
の酸化物と共に添加して還元し、この後熱処理を施すこ
とで成されるし、また、還元粉末に、上記の絶縁体相形
成用の添加物を添加して焼成することでも成される。
尚、還元に際して、上記の元素を添加しても生成する半
導体繊維の形状は特に変化せずチタン酸繊維の形状が保
持される。さらに、還元終了後、酸化雰囲気中で再酸化
し、表面に酸化被膜を形成することにより絶縁層を形成
することもできる。
The insulating layer is formed on the surface of the semiconductor fiber of the present invention by MnO 2 , CuO, Bi 2 O 3 , PbO and Tl.
At least one oxide selected from the group consisting of 2 O 3 , Sb 2 O 3 , Fe 2 O 3 and the like is added together with the oxide of the trivalent or pentavalent element to reduce it, and then heat treatment is performed. Alternatively, the reducing powder may be added with the above-described additive for forming an insulator phase and then baked.
During the reduction, the shape of the semiconductor fiber produced does not change even if the above-mentioned elements are added, and the shape of the titanate fiber is maintained. Furthermore, after the reduction is completed, the insulating layer can be formed by reoxidizing in an oxidizing atmosphere and forming an oxide film on the surface.

【0016】本発明の半導体繊維は、チタン酸繊維の形
骸を有し、ペロブスカイト型化合物を主成分とする微結
晶粒子からなる多結晶体繊維であり、その微結晶粒子の
結晶軸が繊維の成長方向に配向している為に、その異方
性を有利に生かすことができるとの特徴を有する。この
特徴は、粒界絶縁型、再酸化型及び表面絶縁型等のいず
れの半導体セラミックスコンデンサーの製造にも有効に
活用され、特に、積層コンデンサーと同様な製造プロセ
スで高容量の積層型半導体セラミックスコンデンサーを
製造する際に効果的に活用される。
The semiconductor fiber of the present invention is a polycrystal fiber having microscopic particles having the form of a titanic acid fiber and having a perovskite type compound as a main component, and the crystal axes of the microcrystalline particles are fiber growth. Since it is oriented in the direction, the anisotropy can be advantageously utilized. This feature is effectively utilized in the manufacture of any of the grain boundary insulation type, reoxidation type, surface insulation type, etc. semiconductor ceramic capacitors, and in particular, high capacity multilayer semiconductor ceramic capacitors with the same manufacturing process as multilayer capacitors. Is effectively used in manufacturing.

【0017】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に
説明する。以下の実施例は単に例示の為に記すものであ
り、発明の範囲がこれらによって制限されるものではな
い。実施例 1 アナタース型二酸化チタン3200gと炭酸カリウム粉
末1700gを乾式混合した後、アルミナ製ルツボに移
し、電気炉中で昇温速度250℃/時で1100℃まで
昇温し、該温度に5時間焼成した後、200℃/時の速
度で降温した。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples. The following examples are given for illustrative purposes only and the scope of the invention is not limited thereby. Example 1 3200 g of anatase-type titanium dioxide and 1700 g of potassium carbonate powder were dry-mixed, then transferred to an alumina crucible, heated to 1100 ° C. at a heating rate of 250 ° C./hour in an electric furnace, and calcined at the temperature for 5 hours. After that, the temperature was lowered at a rate of 200 ° C./hour.

【0018】焼成物をステンレス容器中の40リットル
の温水に投入して7時間浸漬した後、600rpmで3
時間撹拌した。5N−塩酸を滴下して該スラリーのpH
を0.5に調整した後、濾過、洗浄してチタン酸繊維を
得た。
The fired product was put into 40 liters of warm water in a stainless steel container and immersed for 7 hours, and then 3 minutes at 600 rpm.
Stir for hours. The pH of the slurry was dropped by adding 5N-hydrochloric acid.
Was adjusted to 0.5, filtered and washed to obtain titanic acid fiber.

【0019】チタン酸繊維2040g、それに含まれる
TiO2に対し1.2倍のモル数に相当する炭酸バリウ
ム5075g、TiO2に対し65wt%に相当するフ
ラックスとしてNaCl 560g、KCl 550g
を配合し、これに水を加え全量を75リットルとした後
30分間撹拌した。該スラリーを、入口温度270〜2
80℃、出口温度92〜95℃の条件で噴霧乾燥し、得
られた乾燥物をアルミナ製ルツボに入れ、700℃で1
時間焼成した。焼成物を温水中に分散した後、1N−塩
酸を加えてスラリーのpHを4に調整することにより過
剰の炭酸バリウムを溶解した。残分を濾過、洗浄、乾燥
してチタン酸バリウム繊維を得た。
2040 g of titanic acid fiber, 5075 g of barium carbonate corresponding to 1.2 times the number of moles of TiO 2 contained therein, and 560 g of NaCl and 550 g of KCl as flux corresponding to 65 wt% of TiO 2.
Was added, water was added to this to make a total volume of 75 liters, and the mixture was stirred for 30 minutes. The slurry was heated to an inlet temperature of 270-2
Spray-dry under the conditions of 80 ° C and an outlet temperature of 92 to 95 ° C, put the obtained dried product in an alumina crucible, and set at 700 ° C for 1
Burned for hours. The calcined product was dispersed in warm water, and 1N-hydrochloric acid was added to adjust the pH of the slurry to 4 to dissolve excess barium carbonate. The residue was filtered, washed and dried to obtain barium titanate fiber.

【0020】得られた粉末をN2(90体積%)+H
2(10体積%)ガス気流中、1350℃で8時間還元
して黒色の粉末を得た。該還元粉末を280kg/cm
2で圧縮成形して該成形体の直流抵抗を横川ヒューレッ
トパッカード社製のユニバーサルブリッジを用いて測定
し、下記の式により粉体抵抗値を算出したところ、2.
1Ω・cmであった。
The powder obtained was treated with N 2 (90% by volume) + H
2 (10% by volume) was reduced in a gas stream at 1350 ° C. for 8 hours to obtain a black powder. 280 kg / cm of the reduced powder
When the direct current resistance of the molded body was measured by using a universal bridge manufactured by Yokogawa Hewlett Packard after compression molding in 2 and the powder resistance value was calculated by the following formula:
It was 1 Ω · cm.

【0021】粉体抵抗値(Ω・cm)=直流抵抗(Ω)
x(断面積(cm2)/厚み(cm)) 電子顕微鏡で該粉末を観察したところ、長さ0.5〜
0.7μm、径0.2〜り、その繊維の長さは15〜4
0μm、径は0.5〜1.5μmであった。X線回折に
よりチタン酸バリウムが同定され、また、電子X線回折
により、微結晶粒子の結晶軸が繊維の伸長方向に配向し
ていることが確認された。化学分析により調べたBaO
/TiO2モル比は0.992であった。
Powder resistance (Ω · cm) = DC resistance (Ω)
x (cross-sectional area (cm 2 ) / thickness (cm)) When the powder was observed with an electron microscope, a length of 0.5 to
0.7 μm, diameter 0.2-, fiber length is 15-4
The diameter was 0 μm and the diameter was 0.5 to 1.5 μm. Barium titanate was identified by X-ray diffraction, and it was confirmed by electron X-ray diffraction that the crystal axes of the microcrystalline particles were oriented in the fiber extension direction. BaO investigated by chemical analysis
The / TiO 2 molar ratio was 0.992.

【0022】実施例 2 実施例1で使用したチタン酸繊維1500g、炭酸スト
ロンチウム2560g、NaCl 450g、KCl
560gを混合し、これに水を加え全量を50リットル
とした後40分間撹拌した。該スラリーを入口温度27
0〜280℃、出口温度85〜87℃の条件で噴霧乾燥
し、得られた乾燥物をアルミナ製ルツボに入れ、720
℃で1時間焼成した。焼成物を温水中に分散した後、1
N−酢酸を加えてスラリーのpHを6に調整することに
より過剰の炭酸ストロンチウムを溶解した。残分を濾
過、洗浄した後、スラリー化し、平均粒子径0.6μm
のNb25粉末110g及び平均粒子径0.8μmのZ
nO粉末12gを添加混合後乾燥した。
Example 2 1500 g of titanic acid fiber used in Example 1, 2560 g of strontium carbonate, 450 g of NaCl, KCl
560 g was mixed, water was added to this to make the total volume 50 liters, and the mixture was stirred for 40 minutes. At the inlet temperature 27
Spray drying under conditions of 0 to 280 ° C. and an outlet temperature of 85 to 87 ° C., and the obtained dried product is put into an alumina crucible, and 720
Calcination was performed for 1 hour. After dispersing the fired product in warm water, 1
Excess strontium carbonate was dissolved by adding N-acetic acid to adjust the pH of the slurry to 6. After filtering and washing the residue, it is slurried and has an average particle size of 0.6 μm.
110 g of Nb 2 O 5 powder and Z having an average particle size of 0.8 μm
12 g of nO powder was added, mixed and dried.

【0023】得られた粉末をN2(90体積%)+H
2(10体積%)ガス気流中、1200℃で1時間還元
して黒色の粉末を得た。該還元粉末の粉体抵抗値を実施
例1と同様にして測定したところ135Ω・cmであっ
た。
The powder obtained was treated with N 2 (90% by volume) + H
2 (10% by volume) was reduced in a gas stream at 1200 ° C. for 1 hour to obtain a black powder. When the powder resistance value of the reduced powder was measured in the same manner as in Example 1, it was 135 Ω · cm.

【0024】電子顕微鏡で該粉末を観察したところ、実
施例1と同様な多結晶繊維であった。X線回折によりチ
タン酸ストロンチウムが同定され、また、電子X線回折
により、微結晶粒子の結晶軸が繊維の伸長方向に配向し
ていることが確認された。化学分析により調べたSrO
/TiO2モル比は1.010であった。
When the powder was observed with an electron microscope, it was the same polycrystalline fiber as in Example 1. Strontium titanate was identified by X-ray diffraction, and it was confirmed by electron X-ray diffraction that the crystal axes of the microcrystalline particles were oriented in the fiber extension direction. SrO investigated by chemical analysis
The / TiO 2 molar ratio was 1.010.

【0025】実施例 3 実施例1で使用したチタン酸繊維1500g、炭酸バリ
ウム3440g及び炭酸ストロンチウム280g、Na
Cl 310g及びKCl 540gを混合し、これに
水を加え全量を50リットルとした後30分間撹拌し
た。該スラリーを、入口温度270〜280℃、出口温
度85〜87℃の条件で噴霧乾燥し、得られた乾燥物を
アルミナ製ルツボに入れ、700℃で1時間焼成した。
焼成物を温水中に分散した後、1N−酢酸を加えてスラ
リーのpHを6に調整することにより未反応の炭酸バリ
ウム及び炭酸ストロンチウムを溶解した。残分を濾過、
洗浄した後スラリー化し、平均粒子径0.6μmのLa
23粉末95g及び平均粒径0.01μmのSiO2
末10gを添加混合後乾燥した。
Example 3 1500 g of titanate fiber used in Example 1, 3440 g of barium carbonate and 280 g of strontium carbonate, Na
310 g of Cl and 540 g of KCl were mixed, water was added to the mixture to bring the total volume to 50 liters, and the mixture was stirred for 30 minutes. The slurry was spray-dried under conditions of an inlet temperature of 270 to 280 ° C and an outlet temperature of 85 to 87 ° C, and the obtained dried product was put in an alumina crucible and calcined at 700 ° C for 1 hour.
The calcined product was dispersed in warm water, and 1N-acetic acid was added to adjust the pH of the slurry to 6, whereby unreacted barium carbonate and strontium carbonate were dissolved. Filter the residue,
After washing, it is slurried and La with an average particle size of 0.6 μm
95 g of 2 O 3 powder and 10 g of SiO 2 powder having an average particle diameter of 0.01 μm were added, mixed and dried.

【0026】得られた粉末をN2(90体積%)+H
2(10体積%)ガス気流中、1170℃で1時間還元
して黒色の粉末を得た。該還元粉末の粉体抵抗値を実施
例1と同様にして測定したところ350Ω・cmであっ
た。
The powder obtained was treated with N 2 (90% by volume) + H
2 (10% by volume) was reduced in a gas stream at 1170 ° C. for 1 hour to obtain a black powder. When the powder resistance value of the reduced powder was measured in the same manner as in Example 1, it was 350 Ω · cm.

【0027】電子顕微鏡で該粉末を観察したところ、実
施例1と同様な多結晶体繊維であった。X線回折により
ストロンチウムが固溶したチタン酸バリウムであること
が分かった。化学分析により調べた(BaO+SrO)
/TiO2モル比は1.008であった。
When the powder was observed with an electron microscope, it was the same polycrystalline fiber as in Example 1. It was found by X-ray diffraction that barium titanate was a solid solution of strontium. Checked by chemical analysis (BaO + SrO)
The / TiO 2 molar ratio was 1.008.

【0028】実施例 4 実施例1で使用したチタン酸繊維1500g、炭酸スト
ロンチウム2600g及び炭酸カルシウム310g、N
aCl 380g及びKCl 480gを混合し、これ
に水を加え全量を50リットルとした後30分間撹拌し
た。該スラリーを、入口温度270〜280℃、出口温
度85〜87℃の条件で噴霧乾燥し、得られた乾燥物を
アルミナ製ルツボに入れ、650℃で30分間焼成し
た。焼成物を温水中に分散した後、1N−塩酸を加えて
スラリーのpHを3に調整することにより未反応の炭酸
ストロンチウム及び炭酸カルシウムを溶解した。残分を
濾過、洗浄した後スラリー化し、平均粒子径0.5μm
のTa25粉末90gを添加混合後乾燥した。
Example 4 1500 g of titanic acid fiber used in Example 1, 2600 g of strontium carbonate and 310 g of calcium carbonate, N
380 g of aCl and 480 g of KCl were mixed, water was added to the mixture to make the total volume 50 liters, and the mixture was stirred for 30 minutes. The slurry was spray-dried under conditions of an inlet temperature of 270 to 280 ° C and an outlet temperature of 85 to 87 ° C, and the obtained dried product was placed in an alumina crucible and calcined at 650 ° C for 30 minutes. After the calcined product was dispersed in warm water, 1N-hydrochloric acid was added to adjust the pH of the slurry to 3 to dissolve unreacted strontium carbonate and calcium carbonate. The residue is filtered and washed, then slurried, and the average particle size is 0.5 μm.
Of Ta 2 O 5 powder 90g dried after addition mixing.

【0029】得られた粉末をN2(90体積%)+H
2(10体積%)ガス気流中、1230℃で1時間還元
して黒色の還元粉末を得た。該還元粉末の粉体抵抗値を
実施例1と同様にして測定したところ190Ω・cmで
あった。
The obtained powder was added to N 2 (90% by volume) + H
2 (10% by volume) was reduced in a gas stream at 1230 ° C. for 1 hour to obtain a black reduced powder. When the powder resistance value of the reduced powder was measured in the same manner as in Example 1, it was 190 Ω · cm.

【0030】電子顕微鏡で該粉末を観察したところ、実
施例1と同様な多結晶体繊維であった。X線回折により
カルシウムが固溶したチタン酸ストロンチウムであるこ
とが分かった。化学分析により調べた(SrO+Ca
O)/TiO2モル比は0.991であった。
When the powder was observed with an electron microscope, it was the same polycrystalline fiber as in Example 1. It was found by X-ray diffraction that it was strontium titanate in which calcium was in solid solution. Investigated by chemical analysis (SrO + Ca
The O) / TiO 2 molar ratio was 0.991.

【0031】実施例 5 実施例1で使用したチタン酸繊維1500g、炭酸バリ
ウム3300g及び炭酸マグネシウム340g、NaC
l 410g及びKCl 430gを混合し、これに水
を加え全量を50リットルとした後30分間撹拌した。
該スラリーを、入口温度270〜280℃、出口温度9
2〜95℃の条件で噴霧乾燥し、得られた乾燥物をアル
ミナ製ルツボに入れ、700℃で1時間焼成した。焼成
物を温水中に分散した後、1N−塩酸を加えてスラリー
のpHを6に調整することにより未反応の炭酸バリウム
及び炭酸マグネシウムを溶解した。残分を濾過、洗浄し
た後スラリー化し、平均粒子径0.6μmのTa25
末50g及び平均粒径0.6μmのNb25粉末70g
を添加混合後乾燥した。
Example 5 1500 g of titanate fiber used in Example 1, 3300 g of barium carbonate and 340 g of magnesium carbonate, NaC
410 g of Kl and 430 g of KCl were mixed, water was added to this to make a total volume of 50 liters, and the mixture was stirred for 30 minutes.
The slurry was treated at an inlet temperature of 270 to 280 ° C. and an outlet temperature of 9
Spray drying was carried out under the condition of 2 to 95 ° C., and the obtained dried product was put into an alumina crucible and calcined at 700 ° C. for 1 hour. After the calcined product was dispersed in warm water, 1N-hydrochloric acid was added to adjust the pH of the slurry to 6, thereby dissolving unreacted barium carbonate and magnesium carbonate. The residue is filtered, washed and slurried to give 50 g of Ta 2 O 5 powder having an average particle size of 0.6 μm and 70 g of Nb 2 O 5 powder having an average particle size of 0.6 μm.
Was mixed and dried.

【0032】得られた粉末をN2(85体積%)+H
2(15体積%)ガス気流中、1200℃で1時間還元
して黒色の還元粉末を得た。該還元粉末の粉体抵抗値を
実施例1と同様にして測定したところ20Ω・cmであ
った。
The powder obtained was treated with N 2 (85% by volume) + H
2 (15% by volume) was reduced in a gas stream at 1200 ° C. for 1 hour to obtain a black reduced powder. When the powder resistance value of the reduced powder was measured in the same manner as in Example 1, it was 20 Ω · cm.

【0033】電子顕微鏡で該粉末を観察したところ、実
施例1と同様な多結晶体繊維であった。X線回折により
マグネシウムが固溶したチタン酸バリウムであることが
分かった。化学分析により調べた(BaO+MgO)/
TiO2モル比は1.018であった。
When the powder was observed with an electron microscope, it was found to be the same polycrystalline fiber as in Example 1. It was found by X-ray diffraction that the solid solution was barium titanate containing magnesium. Chemically analyzed (BaO + MgO) /
The TiO 2 molar ratio was 1.018.

【0034】実施例6 実施例1で得られた還元粉末100gをトルエンでスラ
リー化した後、PbO粉末5gを添加混合した。該スラ
リーを乾燥した後、空気中800℃で15分間加熱し
て、繊維表面に絶縁体層が生成した粉末を得た。実施例
1と同様な方法で粉体抵抗値を算出したところ、1.5
x104Ω・cmであった。
Example 6 100 g of the reduced powder obtained in Example 1 was slurried with toluene, and then 5 g of PbO powder was added and mixed. After drying the slurry, it was heated in air at 800 ° C. for 15 minutes to obtain a powder in which an insulating layer was formed on the fiber surface. The powder resistance value calculated in the same manner as in Example 1 was 1.5.
It was x10 4 Ω · cm.

【0035】比較例1 実施例1において、還元する前のチタン酸バリウム繊維
の粉体抵抗値を実施例1と同様にして測定したところ、
1.8x108Ω・cmであった。
Comparative Example 1 In Example 1, the powder resistance of barium titanate fiber before reduction was measured in the same manner as in Example 1,
It was 1.8 × 10 8 Ω · cm.

【0036】比較例2 実施例2において、還元する前のチタン酸ストロンチウ
ム繊維の粉体抵抗値を実施例1と同様にして測定したと
ころ、0.9x109Ω・cmであった。
Comparative Example 2 In Example 2, the powder resistance value of the strontium titanate fiber before reduction was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 0.9 × 10 9 Ω · cm.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 刈山 千里 山口県宇部市大字小串1978番地の25 チ タン工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−164800(JP,A) 特開 昭63−155504(JP,A) 特開 昭63−12760(JP,A) 特開 昭61−55218(JP,A) 特開 昭58−135129(JP,A) 特開 昭58−135130(JP,A) 特開 昭57−183324(JP,A) 特開 平3−237100(JP,A) 特開 平3−69511(JP,A) 特開 昭55−113623(JP,A) 特開 昭62−21799(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C30B 1/00 - 35/00 C01G 23/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Chisato Kariyama 25 Chitan Kogyo Co., Ltd., 1978, Kogushi, Ube City, Yamaguchi Prefecture (56) Reference JP-A-2-164800 (JP, A) JP-A-63 -155504 (JP, A) JP-A 63-12760 (JP, A) JP-A 61-55218 (JP, A) JP-A 58-135129 (JP, A) JP-A 58-135130 (JP, A) ) JP-A-57-183324 (JP, A) JP-A-3-237100 (JP, A) JP-A-3-69511 (JP, A) JP-A-55-113623 (JP, A) JP-A-62- 21799 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C30B 1/00-35/00 C01G 23/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 結晶軸が繊維の伸長方向に配向した微小
結晶粒子から構成されたTiO2系ペロブスカイト型化
合物を主成分とする多結晶半導体繊維であって、チタン
酸繊維と、アルカリ土類金属の酸化物又は高温で分解し
てアルカリ土類金属の酸化物となるアルカリ土類金属の
化合物とをMO/TiO2>1(Mはアルカリ土類金
属)のモル比率で混合しこれを焼成して得られる繊維状
のTiO2系ペロブスカイト型化合物からなり且つ各繊
維の表面が1100℃〜1400℃で還元されている前
記TiO2系ペロブスカイト型化合物の還元生成物であ
り、更に、280kg/cm2の圧力で圧縮成形された
ときの粉体比抵抗が500Ω・cm以下であることを特
徴とする多結晶半導体繊維。
1. A polycrystalline semiconductor fiber comprising a TiO 2 -based perovskite-type compound as a main component, which is composed of fine crystal grains whose crystal axes are oriented in the fiber extension direction, and comprises titanate fiber and alkaline earth metal. Oxide or an alkaline earth metal compound that decomposes at high temperature to form an alkaline earth metal oxide at a molar ratio of MO / TiO 2 > 1 (M is an alkaline earth metal), and calcined. A reduction product of the above-mentioned TiO 2 -based perovskite-type compound, which is composed of a fibrous TiO 2 -based perovskite-type compound and whose surface is reduced at 1100 ° C. to 1400 ° C., and further 280 kg / cm 2 A polycrystalline semiconductor fiber having a powder specific resistance of 500 Ω · cm or less when compression-molded under pressure.
【請求項2】 請求項1記載の多結晶半導体繊維の表面
に、さらに絶縁体層を有することを特徴とする被覆され
た多結晶半導体繊維。
2. A coated polycrystalline semiconductor fiber, further comprising an insulating layer on the surface of the polycrystalline semiconductor fiber according to claim 1.
【請求項3】 長さが5〜100μmであり、径が0.
2〜2μmであることを特徴とする請求項1または2記
載の多結晶半導体繊維。
3. A length of 5 to 100 μm and a diameter of 0.
It is 2-2 micrometers, The polycrystalline semiconductor fiber of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 式TiO2・nH2O(但し、式中のnは
1〜6)で表されるチタン酸繊維、それに含まれるTi
2とのモル比率が、MO/TiO2>1(Mはアルカリ
土類金属)となる量のアルカリ土類金属の酸化物又は高
温で分解してアルカリ土類金属の酸化物となるアルカリ
土類金属の化合物、及びTiO2を基準としてその15
0wt%以下に相当する量のNaCl−KC1系フラッ
クスとを配合した混合スラリーを噴霧乾燥した後、50
0〜800℃で焼成してチタン酸アルカリ土類金属を生
成し、次いで焼成物中に残存する過剰のアルカリ土類金
属原料化合物及びフラックスを水又は酸によって溶解除
去した後、1100℃〜1400℃で還元することを特
徴とする請求項1記載の多結晶半導体繊維の製造方法。
4. A titanic acid fiber represented by the formula TiO 2 .nH 2 O (where n in the formula is 1 to 6), and Ti contained therein.
An oxide of an alkaline earth metal in an amount such that the molar ratio with O 2 is MO / TiO 2 > 1 (M is an alkaline earth metal) or an alkaline earth that decomposes at high temperature to form an oxide of an alkaline earth metal. Compounds of group metals, and based on TiO 2 15
After spray-drying the mixed slurry mixed with an amount of NaCl-KC1 based flux in an amount corresponding to 0 wt% or less, 50
After baking at 0 to 800 ° C. to produce alkaline earth metal titanate, and then removing excess alkaline earth metal starting compound and flux remaining in the baked product with water or acid, 1100 ° C. to 1400 ° C. The method for producing a polycrystalline semiconductor fiber according to claim 1, wherein the reduction is carried out with.
【請求項5】 還元するに際して、Nd23、La
23、Dy23、Sm23、Pr23、Gd2O3およ
びHo23の3価の金属酸化物からなる群より選ばれた
少なくとも1種の金属酸化物、またはNb25、および
Ta25の5価の金属酸化物からなる群がら選ばれた少
なくとも1種の金属酸化物を添加混合することを特徴と
する請求項4記載の製造方法。
5. When reducing, Nd 2 O 3 , La
At least one metal oxide selected from the group consisting of trivalent metal oxides of 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Pr 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Ho 2 O 3 , or The production method according to claim 4, wherein at least one metal oxide selected from the group consisting of pentavalent metal oxides of Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 is added and mixed.
JP22248193A 1993-09-07 1993-09-07 Polycrystalline semiconductor fiber and method for producing the same Expired - Fee Related JP3393157B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22248193A JP3393157B2 (en) 1993-09-07 1993-09-07 Polycrystalline semiconductor fiber and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22248193A JP3393157B2 (en) 1993-09-07 1993-09-07 Polycrystalline semiconductor fiber and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0769799A JPH0769799A (en) 1995-03-14
JP3393157B2 true JP3393157B2 (en) 2003-04-07

Family

ID=16783106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22248193A Expired - Fee Related JP3393157B2 (en) 1993-09-07 1993-09-07 Polycrystalline semiconductor fiber and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3393157B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4739120B2 (en) * 2006-06-02 2011-08-03 日揮触媒化成株式会社 Conductive titanium oxide and method for producing the same
KR102558221B1 (en) 2018-12-10 2023-07-21 삼성전기주식회사 Multi-layered ceramic electronic component and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0769799A (en) 1995-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1441985B1 (en) Method for preparing barium-titanate based powder
JPH0459261B2 (en)
KR100845216B1 (en) Spherical tetragonal barium titanate particles and process for producing the same
JP2004517795A (en) Coated barium titanate-based particles and manufacturing method
JP4096152B2 (en) Dielectric composition
JP2002211926A (en) Spherical barium titanate particulate powder and method for producing the same
WO2002066377A1 (en) Method for preparing high quality barium-titanate based powder
JP3488270B2 (en) Semiconductor fine powder and method for producing the same
JP3393157B2 (en) Polycrystalline semiconductor fiber and method for producing the same
JPH0660721A (en) Dielectric porcelain and its manufacture
JPH0665603B2 (en) Method for producing composite oxide ceramic powder
JP3163649B2 (en) Manufacturing method of ceramic raw material powder
JPH0559068B2 (en)
JPH0580427B2 (en)
JPH0559048B2 (en)
JP4643443B2 (en) Method for producing barium titanate powder
JP2003212543A (en) Method for manufacturing barium titanate powder through oxalate
JPH0210089B2 (en)
JPH0612917A (en) Dielectric porcelain and its manufacture
JPH0210091B2 (en)
JPH06321630A (en) Composition for ceramic dielectric
JP7438867B2 (en) Me element-substituted organic acid barium titanyl, method for producing the same, and method for producing titanium-based perovskite ceramic raw material powder
WO2021010368A1 (en) Me ELEMENT-SUBSTITUTED ORGANIC ACID TITANYL BARIUM, METHOD FOR PRODUCING SAME, AND METHOD FOR PRODUCING TITANIUM-BASED PEROVSKITE-TYPE CERAMIC RAW MATERIAL POWDER
JPH08213205A (en) Barium titanate semiconductor ceramics and manufacture thereof
JPS63100001A (en) Preparation of raw material powder for perovskite

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees