JP6580931B2 - Method for producing barium titanate powder - Google Patents

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本発明は、ペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法に関するものであり、圧電体、オプトエレクトロニクス材、誘電体、半導体、センサー等の機能性セラミックの原料として有用なペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing perovskite-type barium titanate powder, and a method for producing perovskite-type barium titanate powder useful as a raw material for functional ceramics such as piezoelectrics, optoelectronic materials, dielectrics, semiconductors, and sensors. It is about.

ペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末は、従来、圧電体、積層セラミックコンデンサ等の機能性セラミックの原料として用いられてきた。ところが、近年、積層セラミックコンデンサは、高容量化のために積層数の増加や高誘電率化が求められており、このため、原料であるペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末には、微細で、高い正方晶性を持つことが要望されている。   Perovskite-type barium titanate powder has been conventionally used as a raw material for functional ceramics such as piezoelectric bodies and multilayer ceramic capacitors. However, in recent years, multilayer ceramic capacitors have been required to have an increased number of layers and a higher dielectric constant in order to increase the capacity. For this reason, the perovskite-type barium titanate powder, which is the raw material, is fine and has a high squareness. It is desired to have crystallinity.

ペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を製造する1つの方法として、Ba原子とTi原子を含む複合有機酸塩を仮焼する方法がある。例えば、塩化バリウムと塩化チタンを含む溶液と、シュウ酸水溶液とを接触させ反応を行ってシュウ酸バリウムチタニルを得た後、該シュウ酸バリウムチタニルを仮焼し脱シュウ酸処理するシュウ酸塩法が代表的である。このシュウ酸塩法には、微細で正方晶性の高いペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末が得られ難いという問題があった。   One method for producing a perovskite barium titanate powder is to calcine a complex organic acid salt containing Ba atoms and Ti atoms. For example, an oxalate method in which a solution containing barium chloride and titanium chloride is contacted with an aqueous oxalic acid solution to obtain barium titanyl oxalate, and then the barium titanyl oxalate is calcined and deoxalated. Is representative. This oxalate method has a problem in that it is difficult to obtain a fine and highly tetragonal perovskite barium titanate powder.

このため、例えば、下記特許文献1には、水溶性バリウム塩と水溶性チタニウム塩及びシュウ酸の水溶液を同時に混合し、得られたゲルを短時間に強力撹拌粉砕することにより得られた微細なシュウ酸バリウムチタニル(BaTiO(C)・HO)の結晶を700〜900℃で仮焼する方法が提案されている。 For this reason, for example, in the following Patent Document 1, a water-soluble barium salt, a water-soluble titanium salt and an aqueous solution of oxalic acid are mixed at the same time, and the resulting gel is obtained by finely stirring and pulverizing in a short time A method has been proposed in which a crystal of barium titanyl oxalate (BaTiO (C 2 O 4 ) · H 2 O) is calcined at 700 to 900 ° C.

また、下記特許文献2及び3には、シュウ酸バリウムチタニルを湿式粉砕処理して、微細なシュウ酸バリウムチタニルを得た後、得られたシュウ酸バリウムチタニルを仮焼する方法が提案されている。   Patent Documents 2 and 3 below propose a method in which barium titanyl oxalate is wet-pulverized to obtain fine barium titanyl oxalate, and then calcined the barium titanyl oxalate obtained. .

また、下記特許文献4には、塩化バリウム水溶液と塩化チタン水溶液との混合水溶液をシュウ酸水溶液に添加してバリウムチタン酸オキサラートを沈澱させた後、エージングし、洗浄、ろ過、乾燥させてバリウムチタン酸オキサラートを製造する段階;製造したバリウムチタン酸オキサラートを一次仮焼後、一次仮焼して微粒のチタン酸バリウム粉末を製造する段階;および前記微粒のチタン酸バリウム粉末を二次仮焼後、二次粉砕する段階、を有する方法が提案されている。   Further, in Patent Document 4 below, a mixed aqueous solution of a barium chloride aqueous solution and a titanium chloride aqueous solution is added to an oxalic acid aqueous solution to precipitate barium titanate oxalate, which is then aged, washed, filtered and dried to obtain barium titanium. A step of producing an acid oxalate; a step of first calcining the produced barium titanate oxalate, followed by a primary calcining to produce a fine barium titanate powder; and a secondary calcining of the fine barium titanate powder, A method having a step of secondary grinding has been proposed.

また、下記特許文献5には、チタン化合物水溶液とバリウム化合物水溶液を接触させ固体反応物を得た後、該固体反応物を水蒸気と接触させながら加熱処理するチタン酸バリウム粉末の製造方法であり、チタン酸化合物およびバリウム化合物がシュウ酸塩である方法が提案されている。   Patent Document 5 below is a method for producing a barium titanate powder in which a titanium compound aqueous solution and a barium compound aqueous solution are contacted to obtain a solid reaction product, and then the solid reaction product is heat-treated while being contacted with water vapor. A method in which the titanate compound and the barium compound are oxalates has been proposed.

また、下記特許文献6には、Ba原子とTi原子を含む複合有機酸塩を焼成炉中で加湿空気の存在下で仮焼して、微細で且つ高い正方晶性を持つペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を製造する方法が提案されている。   In Patent Document 6 below, a perovskite-type barium titanate having fine and high tetragonal properties is obtained by calcining a complex organic acid salt containing Ba atoms and Ti atoms in the presence of humidified air in a firing furnace. A method for producing a powder has been proposed.

特昭61−146710号公報Japanese Patent Publication No. 61-146710 特開2004−123431号公報JP 2004-123431 A 特開2002−53320号公報JP 2002-53320 A 特開2003−212543号公報JP 2003-212543 A 特開2000−344519号公報JP 2000-344519 A 特開2009−209002号公報JP 2009-209002 A

前記従来技術のようにシュウ酸塩を用いるシュウ酸塩法をはじめとする複合有機酸塩を用いるペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を製造する方法が種々検討されているが、更に工業的に有利な方法で、微細で、高い正方晶性を持つペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を製造する方法が要望されていた。   Various methods for producing perovskite-type barium titanate powders using complex organic acid salts such as the oxalate method using oxalate as in the prior art have been studied. Thus, there has been a demand for a method for producing a fine perovskite-type barium titanate powder having high tetragonal properties.

従って、本発明の目的は、Ba原子とTi原子を有する複合有機酸塩を焼成するペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法において工業的に有利な方法で、微細であり且つ高い正方晶性を持つペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を製造する方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is an industrially advantageous method for producing a perovskite-type barium titanate powder for firing a complex organic acid salt having Ba atoms and Ti atoms, and has a fine and high tetragonal property. The object is to provide a method for producing perovskite barium titanate powder.

本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、Ba原子とTi原子を有する複合有機酸塩を焼成する際に、焼成雰囲気に炭酸ガスが多量に存在すると、ペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の表面や内部に炭酸バリウムが生成されるため、正方晶の指標となるc軸とa軸の比(c/a)が低くなり、強誘電体としての特性が低いペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末が生成すること、また、焼成中の際の雰囲気中の炭酸ガス濃度を低減すれば、微細であり、且つ、同じ焼成温度でも高い正方晶性を持つペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を製造することができること、更に、雰囲気中に過熱水蒸気を多量に存在させて焼成を行うと、炭酸ガスが過熱水蒸気により効果的に吸収され、このため焼成中の雰囲気の炭酸ガス濃度を低減できるので、微細であり且つ同じ焼成温度でも高い正方晶性を持つペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末が得られることを見出し、本発明を完成するに到った。   As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventors have found that when a complex organic acid salt having Ba atoms and Ti atoms is fired, if a large amount of carbon dioxide gas is present in the firing atmosphere, the perovskite-type barium titanate Since barium carbonate is generated on the surface and inside of the powder, the ratio of c-axis to a-axis (c / a), which is an index of tetragonal crystal, is low, and the perovskite type barium titanate powder has low properties as a ferroelectric It is possible to produce a perovskite-type barium titanate powder that is fine and has high tetragonality even at the same firing temperature if the carbon dioxide gas concentration in the atmosphere during firing is reduced. In addition, if baking is performed with a large amount of superheated steam present in the atmosphere, carbon dioxide gas is effectively absorbed by the superheated steam, so that the carbon dioxide concentration in the atmosphere during firing is reduced. Because it reduced, it found that perovskite barium titanate powder with high tetragonality be fine and and the same firing temperature can be obtained, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、Ba原子とTi原子を有する複合有機酸塩を、焼成雰囲気に200〜1200℃の過熱水蒸気を供給しながら、600〜1200℃で焼成して、ペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を得る焼成工程を有することを特徴とするペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法を提供するものである。 That is, in the present invention, a perovskite-type barium titanate powder is obtained by firing a complex organic acid salt having Ba atoms and Ti atoms at 600 to 1200 ° C. while supplying superheated steam at 200 to 1200 ° C. in a firing atmosphere. The present invention provides a method for producing a perovskite-type barium titanate powder, characterized by having a firing step.

本発明によれば、工業的に有利な方法で、微細であり且つ高い正方晶性を持つペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を製造することができる。そして、本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法により製造されたペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末は、圧電体、オプトエレクトロニクス材、誘電体、半導体、センサー等の電子部品用機能性セラミックの原料として有用である。   According to the present invention, it is possible to produce a perovskite-type barium titanate powder that is fine and has high tetragonality by an industrially advantageous method. The perovskite-type barium titanate powder produced by the method for producing a perovskite-type barium titanate powder of the present invention is used as a raw material for functional ceramics for electronic parts such as piezoelectrics, optoelectronic materials, dielectrics, semiconductors, and sensors. Useful.

本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法の形態例を行うための焼成炉を示す模式的な端面図である。1 is a schematic end view showing a firing furnace for carrying out an embodiment of a method for producing a perovskite-type barium titanate powder of the present invention.

本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法について、図1を参照して説明する。図1は、本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法の形態例を行うための焼成炉を示す模式図であり、端面図である。   A method for producing the perovskite barium titanate powder of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing an end view of a firing furnace for carrying out an embodiment of the method for producing the perovskite-type barium titanate powder of the present invention.

図1に示す焼成炉1を用いる形態例では、先ず、アルミナファイバーボードで覆われた焼成炉1内に、Ba原子とTi原子を有する複合有機酸塩5を入れたアルミナ容器を置き、ふた2を閉める。次いで、焼成炉1内を予熱する。次いで、焼成炉1内に過熱水蒸気供給管7から過熱水蒸気11を供給しながら、焼成炉1内の温度を所定の焼成温度まで昇温し、所定の焼成温度に到達した後は、焼成炉1内に過熱水蒸気11を供給しながら、その温度を保持して焼成を行う。そして、Ba原子とTi原子を有する複合有機酸塩5を焼成すると、熱分解によりチタン酸バリウムが生成すると共に有機酸由来の炭酸ガスが発生する。発生した炭酸ガスは、周囲の過熱水蒸気に吸収され、炭酸ガスを含む過熱水蒸気12となるので、排気管4から炭酸ガスを含む過熱水蒸気12を排出させる。つまり、図1に示す焼成炉1を用いる形態例では、過熱水蒸気11を雰囲気に供給しつつ、炭酸ガスを含む過熱水蒸気12を雰囲気から排出しながら、焼成を行う。   In the embodiment using the firing furnace 1 shown in FIG. 1, first, an alumina container containing a composite organic acid salt 5 containing Ba atoms and Ti atoms is placed in a firing furnace 1 covered with an alumina fiber board, and a lid 2 Close. Next, the inside of the firing furnace 1 is preheated. Next, while supplying the superheated steam 11 from the superheated steam supply pipe 7 into the firing furnace 1, the temperature in the firing furnace 1 is raised to a predetermined firing temperature, and after reaching the predetermined firing temperature, the firing furnace 1. While superheated steam 11 is supplied inside, baking is performed while maintaining the temperature. When the composite organic acid salt 5 having Ba atoms and Ti atoms is baked, barium titanate is generated by pyrolysis and carbon dioxide gas derived from organic acids is generated. The generated carbon dioxide gas is absorbed by surrounding superheated water vapor and becomes superheated water vapor 12 containing carbon dioxide gas, so that the superheated water vapor 12 containing carbon dioxide gas is discharged from the exhaust pipe 4. That is, in the embodiment using the firing furnace 1 shown in FIG. 1, firing is performed while supplying superheated steam 11 to the atmosphere and discharging superheated steam 12 containing carbon dioxide gas from the atmosphere.

このとき、焼成炉1内には過熱水蒸気11が連続して供給されるので、Ba原子とTi原子を有する複合有機酸塩5が晒される雰囲気は、過熱水蒸気が多量に存在する雰囲気となる。図1に示す焼成炉1を用いる形態例では、焼成炉1内は密閉されておらず、開放系で焼成が行われるため、焼成雰囲気には少し空気が存在するものの、焼成雰囲気に過熱水蒸気11を連続して供給し続けることにより、焼成雰囲気中の空気の存在量を非常に少なくすることができる。また、過熱水蒸気の供給量を調節することにより、完全な過熱水蒸気雰囲気とすることもできる。つまり、焼成雰囲気に過熱水蒸気を供給しつつ、焼成を行うことにより、Ba原子とTi原子を有する複合有機酸塩の焼成雰囲気を、空気の存在量が非常に少ない過熱水蒸気雰囲気又は完全な過熱水蒸気雰囲気にして、焼成を行うことができる。   At this time, since the superheated steam 11 is continuously supplied into the firing furnace 1, the atmosphere to which the composite organic acid salt 5 having Ba atoms and Ti atoms is exposed is an atmosphere in which a large amount of superheated steam exists. In the embodiment using the firing furnace 1 shown in FIG. 1, the firing furnace 1 is not hermetically sealed and firing is performed in an open system. Therefore, although there is a little air in the firing atmosphere, superheated steam 11 is used in the firing atmosphere. By continuing to supply, the amount of air in the firing atmosphere can be greatly reduced. Moreover, it can also be set as a perfect superheated steam atmosphere by adjusting the supply amount of superheated steam. That is, by firing while supplying superheated steam to the firing atmosphere, the firing atmosphere of the complex organic acid salt having Ba atoms and Ti atoms can be changed to a superheated steam atmosphere or a completely superheated steam atmosphere with a very small amount of air. Firing can be performed in an atmosphere.

そして、焼成によって発生した炭酸ガスが、生成したチタン酸バリウム粉末の周りに存在すると、正方晶性に悪影響を与えるが、図1に示す焼成炉1を用いる形態例では、焼成雰囲気に過熱水蒸気が多量に存在するため、炭酸ガスが過熱水蒸気に吸収される。そのため、図1に示す焼成炉1を用いる形態例では、炭酸ガスに起因する悪影響を防ぐことができる。また、図1に示す焼成炉1を用いる形態例では、焼成雰囲気に存在する空気が非常に少ないので、二酸化炭素に起因する副反応を防ぐことができる。   If the carbon dioxide gas generated by firing is present around the generated barium titanate powder, the tetragonality is adversely affected. However, in the embodiment using the firing furnace 1 shown in FIG. Because of the large amount, carbon dioxide is absorbed by superheated steam. Therefore, in the embodiment using the firing furnace 1 shown in FIG. 1, adverse effects caused by carbon dioxide gas can be prevented. Further, in the embodiment using the firing furnace 1 shown in FIG. 1, since the air present in the firing atmosphere is very small, a side reaction caused by carbon dioxide can be prevented.

本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法は、Ba原子とTi原子を有する複合有機酸塩を、焼成雰囲気に過熱水蒸気を供給しながら、600〜1200℃で焼成して、ペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を得る焼成工程を有することを特徴とするペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法である。   The method for producing a perovskite barium titanate powder according to the present invention comprises calcining a composite organic acid salt having Ba atoms and Ti atoms at 600 to 1200 ° C. while supplying superheated steam to a firing atmosphere. It is a manufacturing method of the perovskite type barium titanate powder characterized by having a baking process which obtains barium powder.

本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法に係る焼成工程は、Ba原子とTi原子を有する複合有機酸塩を焼成して、ペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を得る工程である。   The firing step according to the method for producing a perovskite-type barium titanate powder of the present invention is a step of firing a composite organic acid salt having Ba atoms and Ti atoms to obtain a perovskite-type barium titanate powder.

焼成工程に係るBa原子とTi原子を有する複合有機酸塩(以下、Ba−Ti複合有機酸塩とも記載する。)としては、BaとTiの復塩を形成できるものであれば、特に制限されず、例えば、ギ酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩、リンゴ酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、乳酸塩等のカルボン酸塩、あるいは、ギ酸、シュウ酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸等のカルボン酸を2種以上有する複合塩(国際公開WO2008/102785号パンフレット参照)が挙げられる。具体的には、シュウ酸バリウムチタニル、クエン酸バリウムチタニル、コハク酸バリウムチタニル等が挙げられる。これらのうち、Ba−Ti複合有機酸塩としては、シュウ酸塩、クエン酸塩が好ましく、シュウ酸塩がBa/Tiの原子比が1近傍のものの製造が容易である点及び製造コストが安価な点で特に好ましい。   The complex organic acid salt having Ba atoms and Ti atoms in the firing process (hereinafter also referred to as Ba-Ti complex organic acid salt) is not particularly limited as long as it can form a condensed salt of Ba and Ti. For example, carboxylates such as formate, oxalate, acetate, propionate, succinate, malate, tartrate, citrate, lactate, or formic acid, oxalic acid, acetic acid, Examples include composite salts having two or more carboxylic acids such as propionic acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, and lactic acid (see International Publication WO2008 / 102785 pamphlet). Specific examples include barium titanyl oxalate, barium titanyl citrate, and barium titanyl succinate. Among these, as the Ba-Ti complex organic acid salt, oxalate and citrate are preferable, and the oxalate is easy to manufacture with an atomic ratio of Ba / Ti in the vicinity of 1, and the manufacturing cost is low. This is particularly preferable.

Ba−Ti複合有機酸塩中の原子換算のTiに対するBaのモル比(Ba/Ti)は、0.99〜1.01、好ましくは0.995〜1.005である。Tiに対するBaのモル比(Ba/Ti)が、0.99未満ではチタンリッチとなり、正方晶性の高いペロブスカイト型チタン酸バリウムが得られず、一方、1.01を超えるとバリウムリッチとなり、正方晶性の高いペロブスカイト型チタン酸バリウムが得られない。   The molar ratio (Ba / Ti) of Ba to Ti in terms of atoms in the Ba-Ti composite organic acid salt is 0.99 to 1.01, preferably 0.995 to 1.005. When the molar ratio of Ba to Ti (Ba / Ti) is less than 0.99, titanium is rich and perovskite-type barium titanate with high tetragonality cannot be obtained. On the other hand, when it exceeds 1.01, it becomes barium-rich and tetragonal. Highly crystalline perovskite barium titanate cannot be obtained.

焼成工程を行い得られるチタン酸バリウムは、Aサイト元素がBaであり、Bサイト元素がTiであるペロブスカイト型の複合酸化物である。そして、焼成工程を行い得られるチタン酸バリウムは、Aサイト元素がBaのみであり且つBサイト元素がTiのみのペロブスカイト型のチタン酸バリウムであってもよいし、あるいは、Aサイト元素のBa原子の一部がCa若しくはSrのいずれか一方又はCa及びSrの両方で置換されたもの、Bサイト元素のTi原子の一部がZrで置換されたもの、又はAサイト元素のBa原子の一部がCa若しくはSrのいずれか一方又はCa及びSrの両方で置換され且つBサイト元素のTi原子の一部がZrで置換されたものであってもよい。   The barium titanate obtained by performing the firing step is a perovskite type complex oxide in which the A site element is Ba and the B site element is Ti. The barium titanate obtained by performing the firing step may be a perovskite-type barium titanate in which the A site element is only Ba and the B site element is only Ti, or the Ba atom of the A site element Is partially substituted with either Ca or Sr or both of Ca and Sr, partially substituted Ti atom of B site element with Zr, or partially Ba atom of A site element May be substituted with either Ca or Sr or both of Ca and Sr, and a part of the Ti atom of the B site element may be substituted with Zr.

本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウムの製造方法では、Aサイト元素のBa原子の一部がCa又はSrで、あるいは、Bサイト元素のTi原子の一部がZrで置換されたペロブスカイト型のチタン酸バリウムを得るために、Ba−Ti複合有機酸塩は、Ba原子の一部代替原子としてCa原子又はSr原子を有することもでき、また、Ti原子の一部代替原子としてZr原子を有することもできる。Ba原子の一部をCa若しくはSrのいずれか一方又はCa及びSrの両方で置換する場合、Ba−Ti複合有機酸塩中のCa原子又はSr原子の含有量は、特に制限されないが、原子換算で、Ba原子に対するCa原子及びSr原子の合計の割合が50モル%未満となる含有量が好ましい。Ti原子の一部をZrで置換する場合、Ba−Ti複合有機酸塩中のZr原子を有する化合物の含有量は、特に制限されないが、原子換算で、Ti原子に対するZr原子の割合が50モル%未満となる含有量が好ましい。Ba−Ti複合有機酸塩中、原子換算で、Aサイト元素となるBa原子、Ca原子及びSr原子の合計に対するBサイト元素となるTi原子及びZr原子の合計のモル比が、0.99〜1.01、好ましくは0.995〜1.005である。   In the method for producing perovskite-type barium titanate of the present invention, a perovskite-type titanic acid in which a part of the Ba atom of the A-site element is substituted with Ca or Sr, or a part of the Ti atom of the B-site element is substituted with Zr. In order to obtain barium, the Ba—Ti complex organic acid salt may have a Ca atom or a Sr atom as a partial substitute atom of the Ba atom, or may have a Zr atom as a partial substitute atom of the Ti atom. it can. When a part of Ba atom is substituted with either Ca or Sr or both of Ca and Sr, the content of Ca atom or Sr atom in Ba-Ti complex organic acid salt is not particularly limited, Therefore, the content is preferably such that the total ratio of Ca atoms and Sr atoms to Ba atoms is less than 50 mol%. When substituting a part of Ti atoms with Zr, the content of the compound having Zr atoms in the Ba-Ti complex organic acid salt is not particularly limited, but in terms of atoms, the ratio of Zr atoms to Ti atoms is 50 mol. A content of less than% is preferred. In the Ba-Ti complex organic acid salt, the molar ratio of the total of Ti atoms and Zr atoms as B site elements to the total of Ba atoms, Ca atoms and Sr atoms as A site elements in terms of atoms is 0.99 to 1.01, preferably 0.995 to 1.005.

Ba−Ti複合有機酸塩の平均粒径は、好ましくは200μm以下、特に好ましくは100μm以下である。Ba−Ti複合有機酸塩の平均粒径が上記範囲にあることにより、微細で正方晶性の高いペロブスカイト型チタン酸バリウムチタニルを得易くなる。なお、本発明において平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)観察により求められ、走査型電子顕微鏡観察(SEM)のSEM画像で任意に抽出したサンプル1000個の平均の値を示す。   The average particle diameter of the Ba—Ti composite organic acid salt is preferably 200 μm or less, particularly preferably 100 μm or less. When the average particle diameter of the Ba—Ti composite organic acid salt is in the above range, it is easy to obtain a fine perovskite-type barium titanyl titanate having high tetragonal properties. In addition, in this invention, an average particle diameter is calculated | required by scanning electron microscope (SEM) observation, and shows the average value of 1000 samples arbitrarily extracted with the SEM image of scanning electron microscope observation (SEM).

Ba−Ti複合有機酸塩の製造方法は、特に制限されず、例えば、公知の方法で得ることができる。Ba−Ti複合有機酸塩がシュウ酸塩の場合、例えば、塩化チタン及び塩化バリウムを含む水溶液と、シュウ酸水溶液を接触させてシュウ酸塩を析出させ、必要により熟成を行い、次いで、常法により固液分離して回収し、必要により洗浄、乾燥、粉砕等を行うことにより、BaとTiの複合シュウ酸塩を得ることができる。また、Ba−Ti複合シュウ酸塩の製造方法としては、特開2006-321722号公報、特開2006−321723号公報、特開2006−348026号公報、特開2004−123431号公報等に記載されている方法が挙げられる。   The manufacturing method in particular of Ba-Ti complex organic acid salt is not restrict | limited, For example, it can obtain by a well-known method. When the Ba-Ti complex organic acid salt is an oxalate, for example, an aqueous solution containing titanium chloride and barium chloride is brought into contact with an aqueous oxalic acid solution to precipitate the oxalate, and if necessary, ripening is performed. The solid and liquid are separated and recovered, and if necessary, washing, drying, pulverization and the like are performed to obtain a complex oxalate of Ba and Ti. Moreover, as a manufacturing method of Ba-Ti composite oxalate, it describes in Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-321722, Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-321723, Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-348026, Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-123431, etc. The method is mentioned.

また、Ba−Ti複合有機酸塩がクエン酸塩の場合、例えば、チタンのクエン酸溶液に塩化バリウムの溶液を添加し、クエン酸塩を析出させ、必要により熟成を行い、次いで、常法により固液分離して回収し、必要により洗浄、乾燥、粉砕等を行うことにより、BaとTiの複合クエン酸塩を得ることができる。また、Ba−Ti複合クエン酸塩の製造方法としては、例えば、米国特許第3,231,328号公報等に記載されている方法が挙げられる。   Further, when the Ba-Ti complex organic acid salt is a citrate, for example, a solution of barium chloride is added to a citric acid solution of titanium, a citrate is precipitated, and aged as necessary. A combined citrate of Ba and Ti can be obtained by solid-liquid separation and recovery, and if necessary, washing, drying, pulverization and the like. Moreover, as a manufacturing method of Ba-Ti composite citrate, the method described in US Patent 3,231,328 etc. is mentioned, for example.

また、Ba−Ti複合有機酸塩がシュウ酸と乳酸の両方を有するカルボン酸の複合塩の場合、例えば、チタン成分、バリウム成分及び乳酸成分を含む溶液と、シュウ酸成分を含む溶液とを、アルコールを含む溶媒中で接触させて反応させることにより、BaとTiを含むシュウ酸と乳酸の複合塩を得ることができる(例えば、国際公開WO2008/102785号パンフレット)。   Further, when the Ba-Ti complex organic acid salt is a carboxylic acid complex salt having both oxalic acid and lactic acid, for example, a solution containing a titanium component, a barium component and a lactic acid component, and a solution containing an oxalic acid component, By making it react by making it contact in the solvent containing alcohol, the complex salt of the oxalic acid and lactic acid containing Ba and Ti can be obtained (for example, international publication WO2008 / 102785 pamphlet).

Ba−Ti複合有機酸塩を、上記で挙げられるような方法で製造した後、粒子径調節を目的として、Ba−Ti複合有機酸塩を粉砕することができる。粉砕方法としては、湿式法が好ましく、例えば、Ba−Ti複合有機酸塩を含有するスラリーを湿式粉砕装置を用いて粉砕処理する方法が挙げられる。湿式粉砕装置としては、ボールミル、ビーズミル等が挙げられる。また、湿式法で用いられる溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、トルエン、キシレン、アセトン、塩化メチレン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミドおよびジエチルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、トルエン、キシレン、アセトン、塩化メチレン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、ジエチルエーテル等の有機溶媒で且つBaとTiの溶出が少ないものが、結晶性が高いペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末が得られる点で好ましい。なお、湿式法により粉砕処理を行った後、噴霧乾燥機によりスラリーごと乾燥することができる。   After the Ba—Ti composite organic acid salt is produced by the method as mentioned above, the Ba—Ti composite organic acid salt can be pulverized for the purpose of adjusting the particle diameter. As the pulverization method, a wet method is preferable, and for example, a method of pulverizing a slurry containing a Ba—Ti composite organic acid salt using a wet pulverizer can be used. Examples of the wet pulverizer include a ball mill and a bead mill. Examples of the solvent used in the wet method include water, methanol, ethanol, propanol, butanol, toluene, xylene, acetone, methylene chloride, ethyl acetate, dimethylformamide, and diethyl ether. Among these, organic solvents such as methanol, ethanol, propanol, butanol, toluene, xylene, acetone, methylene chloride, ethyl acetate, dimethylformamide, diethyl ether, and the like that have low elution of Ba and Ti are highly crystalline perovskites. Type barium titanate powder is preferred in that it is obtained. In addition, after pulverizing by a wet method, the slurry can be dried by a spray dryer.

Ba−Ti複合有機酸塩は、高純度なペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を得るために、純度が高いほど好ましい。   In order to obtain a high-purity perovskite-type barium titanate powder, the Ba-Ti composite organic acid salt is preferably as high as possible.

そして、焼成工程では、Ba−Ti複合有機酸塩を、焼成する。焼成工程における焼成温度は、600〜1200℃、好ましくは700〜1000℃である。焼成温度が、上記範囲未満だと、ペロブスカイト型チタン酸バリウムへと変化する固相反応が起きず、未反応のままになり易く、一方、上記範囲を超えると、生成したペロブスカイト型チタン酸バリウムが粒成長を起こすので、微細なものが得られない。焼成工程における焼成時間は、4時間以上、好ましくは6〜30時間である。また、焼成工程では、一度、600〜1200℃、好ましくは700〜1000℃で焼成を行った後、焼成物を粉砕し、所望により造粒した後、更に、600〜1200℃、好ましくは700〜1000℃で焼成を行ってもよいし、更に、粉体特性を均質にするために、一度焼成したものを粉砕し、再度焼成することを繰り返してもよい。   And in a baking process, Ba-Ti compound organic acid salt is baked. The firing temperature in the firing step is 600 to 1200 ° C, preferably 700 to 1000 ° C. If the firing temperature is less than the above range, a solid phase reaction that changes to perovskite-type barium titanate does not occur and tends to remain unreacted. On the other hand, if it exceeds the above-mentioned range, the generated perovskite-type barium titanate Because it causes grain growth, it is not possible to obtain a fine one. The firing time in the firing step is 4 hours or more, preferably 6 to 30 hours. Moreover, in a baking process, after baking once at 600-1200 degreeC, Preferably 700-1000 degreeC, after grind | pulverizing a baked material and granulating as needed, it is further 600-1200 degreeC, Preferably it is 700- Firing may be performed at 1000 ° C. Further, in order to make the powder characteristics uniform, once fired ones may be pulverized and fired again.

焼成工程において用いられる焼成炉は、バッチ式又は連続式の電気炉、ガス炉が挙げられ、その一例として、ローラーハースキルン、ロータリーキルン、プッシャー炉等が挙げられる。   Examples of the firing furnace used in the firing step include a batch type or continuous type electric furnace and a gas furnace, and examples thereof include a roller hearth kiln, a rotary kiln, and a pusher furnace.

焼成工程では、Ba−Ti複合有機酸塩の600〜1200℃、好ましくは700〜1000℃での焼成を、焼成雰囲気に過熱水蒸気を供給しつつ且つ焼成雰囲気から反応により生じる二酸化炭素等の炭酸ガスを含む過熱水蒸気を排出しながら行う。   In the firing step, the Ba—Ti composite organic acid salt is fired at 600 to 1200 ° C., preferably 700 to 1000 ° C., carbon dioxide gas such as carbon dioxide generated by reaction from the firing atmosphere while supplying superheated steam to the firing atmosphere. It is carried out while discharging superheated steam containing water.

過熱水蒸気とは、常圧のまま100℃の飽和水蒸気をさらに加熱することにより得られる無色透明のHOガスを指す。過熱水蒸気は高温における空気中で水の飽和状態を保持しているため、焼成雰囲気に過熱水蒸気を供給しながら焼成を行うことにより、チタン酸バリウムの生成過程で発生する炭酸ガスを効果的に過熱水蒸気に吸収させつつ、焼成温度を下げることなく反応を進めることができる。また、焼成雰囲気に存在するものがほとんど過熱水蒸気となるため、空気中の二酸化炭素の存在による副反応を抑えることができる。 Superheated steam refers to colorless and transparent H 2 O gas obtained by further heating saturated steam at 100 ° C. under normal pressure. Since superheated steam maintains a saturated state of water in air at high temperatures, carbon dioxide generated during the production of barium titanate is effectively superheated by firing while supplying superheated steam to the firing atmosphere. The reaction can proceed without lowering the firing temperature while being absorbed by water vapor. In addition, since most of the fired atmosphere is superheated steam, side reactions due to the presence of carbon dioxide in the air can be suppressed.

過熱水蒸気は、常圧のまま100℃の飽和水蒸気をさらに加熱することにより得られるため、過熱水蒸気を焼成雰囲気に供給しながら焼成する方法では、大気圧下で反応を行うことができ、耐圧の焼成炉で行う必要がない。   Since superheated steam is obtained by further heating saturated steam at 100 ° C. at normal pressure, the method of firing while supplying superheated steam to the firing atmosphere can perform the reaction under atmospheric pressure, There is no need to carry out in a firing furnace.

焼成工程において、焼成雰囲気に供給する過熱水蒸気の温度は、好ましくは200〜1200℃、特に好ましくは300〜1000℃である。過熱水蒸気の温度が上記範囲未満だと、焼成温度が低下し難く、また、上記範囲を超えると、焼成温度の低下を防ぐことはできるものの、過熱水蒸気を発生させるためのエネルギーが大きくなるため、製造コストが高くなる。   In the firing step, the temperature of the superheated steam supplied to the firing atmosphere is preferably 200 to 1200 ° C, particularly preferably 300 to 1000 ° C. If the temperature of the superheated steam is less than the above range, the firing temperature is difficult to decrease.If the temperature exceeds the above range, the firing temperature can be prevented from decreasing, but the energy for generating the superheated steam increases. Manufacturing cost increases.

過熱水蒸気の発生方法としては、水を100℃以上に加熱することにより得られる飽和水蒸気を、直接又は間接的にオイルやガスなどの燃料により加熱したり、赤外線、電磁波又はマイクロ波等の加熱手段で加熱する方法が挙げられる。このような過熱水蒸気の発生手段としては、例えば、トクデン株式会社のUPSSシリーズ、富士電機株式会社のIHSSシリーズ、日本熱電株式会社の過熱水蒸気発生装置、新熱工業株式会社の過熱水蒸気処理装置などが挙げられる。   As a method for generating superheated steam, saturated steam obtained by heating water to 100 ° C. or higher is heated directly or indirectly by a fuel such as oil or gas, or heating means such as infrared rays, electromagnetic waves, or microwaves. The method of heating with is mentioned. Examples of such superheated steam generation means include Tokuden Corporation UPSS series, Fuji Electric Co., Ltd. IHSS series, Nippon Thermoelectric Co., Ltd. superheated steam generator, Shinthermal Industry Co., Ltd. Can be mentioned.

焼成雰囲気への過熱水蒸気の供給量は、適宜選択されるが、好ましくはBa−Ti複合有機酸塩1kg当たりで5L/分以上、さらに好ましくはBa−Ti複合有機酸塩1kg当たりで10〜200L/分、特に好ましくはBa−Ti複合有機酸塩1kg当たりで15〜100L/分である。焼成雰囲気への過熱水蒸気の供給量が、上記範囲にあることにより、反応において焼成炉内で発生した炭酸ガスを効率よく吸収させ、且つ、過熱水蒸気により炉内温度が低下することを防ぐことができる。なお、過熱水蒸気の焼成炉への導入時期であるが、少なくもBa−Ti複合有機酸塩の反応によりペロブスカイト型チタン酸バリウムが生成される前に、過熱水蒸気を焼成炉に導入することが、反応過程で生成する炭酸ガスを効果的に吸収し、炭酸ガスによる悪影響の発生を抑制できる点で好ましい。   The amount of superheated steam supplied to the firing atmosphere is appropriately selected, but is preferably 5 L / min or more per kg of Ba-Ti complex organic acid salt, more preferably 10 to 200 L per kg of Ba-Ti complex organic acid salt. / Min, particularly preferably 15 to 100 L / min per kg of Ba-Ti complex organic acid salt. By supplying the amount of superheated steam to the firing atmosphere in the above range, it is possible to efficiently absorb the carbon dioxide gas generated in the firing furnace in the reaction and prevent the furnace temperature from being lowered by the superheated steam. it can. Although it is the time to introduce superheated steam into the firing furnace, it is possible to introduce superheated steam into the firing furnace before at least the perovskite-type barium titanate is generated by the reaction of the Ba-Ti composite organic acid salt. This is preferable in that it effectively absorbs carbon dioxide gas generated in the reaction process and can suppress the occurrence of adverse effects due to carbon dioxide gas.

焼成工程を行った後、必要に応じて、焼成後のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の酸溶液での洗浄、水洗、乾燥、粉砕、分級等を行い、製品とすることができる。乾燥方法は常法を用いればよく特に限定されるものでないが、湿式粉砕処理を行った場合は、例えば、噴霧乾燥機を用いる方法を適用することができる。   After performing the firing step, if necessary, the perovskite-type barium titanate powder after firing is washed with an acid solution, washed with water, dried, pulverized, classified, and the like to obtain a product. The drying method is not particularly limited as long as a conventional method is used, but when wet pulverization is performed, for example, a method using a spray dryer can be applied.

本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法を行うことにより得られるペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末は、正方晶性が高く、正方晶の指標となるc軸とa軸の比(c/a)が、好ましくは1.004以上、特に好ましくは1.006〜1.010である。本発明の本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法を行うことにより得られるペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の平均粒径は、電子顕微鏡観察により求められる平均粒径で、好ましくは0.5μm以下、特に好ましく0.05〜0.3μmであり、また、BET比表面積は、好ましくは2m/g以上、特に好ましくは3〜20m/gである。本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法を行うことにより得られるペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末は、極めて高純度であり、圧電体、オプトエレクトロニクス材、誘電体、半導体、センサー等の電子部品用機能性セラミックの原料として有用である。 The perovskite-type barium titanate powder obtained by carrying out the method for producing the perovskite-type barium titanate powder of the present invention has a high tetragonality and a ratio of the c-axis to the a-axis (c / a) serving as a tetragonal index. However, it is preferably 1.004 or more, and particularly preferably 1.006 to 1.010. The average particle size of the perovskite-type barium titanate powder obtained by performing the production method of the perovskite-type barium titanate powder of the present invention is an average particle size determined by observation with an electron microscope, preferably 0.5 μm or less. The BET specific surface area is preferably 2 m 2 / g or more, particularly preferably 3 to 20 m 2 / g. The perovskite-type barium titanate powder obtained by carrying out the method for producing the perovskite-type barium titanate powder of the present invention has a very high purity and is used for electronic parts such as piezoelectrics, optoelectronic materials, dielectrics, semiconductors and sensors. It is useful as a raw material for functional ceramics.

また、本発明のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法では、必要に応じ、Ba−Ti複合有機酸塩を製造する際に、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等の希土類元素、Li、Bi、Zn、Mn、Al、Si、Sr、Co、V、Nb、Ni、Cr、B、Fe及びMgから選ばれる少なくとも1種の元素を含有する副成分元素含有化合物を反応原料に混合し、これらの副成分元素を有するBa−Ti複合有機酸塩を得、得られるBa−Ti複合有機酸塩を焼成原料として焼成工程で焼成するか、あるいは、Ba−Ti複合有機酸塩に、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等の希土類元素、Li、Bi、Zn、Mn、Al、Si、Sr、Co、V、Nb、Ni、Cr、B、Fe及びMgから選ばれる少なくとも1種の元素を含有する副成分元素含有化合物を混合し、得られる混合物を焼成工程で焼成することにより、副成分元素の酸化物を含有するぺロブスカイト型チタン酸バリウムを得ることができる。   In the method for producing a perovskite-type barium titanate powder according to the present invention, when producing a Ba—Ti composite organic acid salt, if necessary, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu , Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and other rare earth elements, Li, Bi, Zn, Mn, Al, Si, Sr, Co, V, Nb, Ni, Cr, B, Fe and Mg A sub-component element-containing compound containing at least one element selected from the following is mixed with a reaction raw material to obtain a Ba—Ti composite organic acid salt having these sub-component elements, and the resulting Ba—Ti composite organic acid salt is obtained. It is fired in a firing step as a firing raw material, or Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm Rare earth elements such as Yb, Lu A subcomponent element-containing compound containing at least one element selected from Li, Bi, Zn, Mn, Al, Si, Sr, Co, V, Nb, Ni, Cr, B, Fe and Mg, By firing the resulting mixture in the firing step, perovskite-type barium titanate containing an oxide of a subcomponent element can be obtained.

これらの副成分元素含有化合物の種類及び混合量は、製造目的のチタン酸バリウム粉末に必要な誘電特性に合わせて任意に選択される。具体的な副成分元素含有化合物の添加量は、ペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末100質量部に対して、副成分元素含有化合物中の原子換算で、0.1〜5質量部である。なお、副成分元素含有化合物は無機物又は有機物のいずれであってもよい。例えば、前記の副成分元素を含有する酸化物、水酸化物、塩化物、硝酸塩、蓚酸塩、カルボン酸塩及びアルコキシド等が挙げられる。副成分元素含有化合物がSi元素を含有する化合物である場合は、シリカゾルや珪酸ナトリウム等も用いられる。   The kind and mixing amount of these subcomponent element-containing compounds are arbitrarily selected according to the dielectric properties required for the barium titanate powder for production purposes. A specific addition amount of the subcomponent element-containing compound is 0.1 to 5 parts by mass in terms of atoms in the subcomponent element-containing compound with respect to 100 parts by mass of the perovskite-type barium titanate powder. The subcomponent element-containing compound may be either an inorganic substance or an organic substance. Examples thereof include oxides, hydroxides, chlorides, nitrates, oxalates, carboxylates and alkoxides containing the above-mentioned subcomponent elements. When the subcomponent element-containing compound is a compound containing Si element, silica sol, sodium silicate, or the like is also used.

本発明のぺロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法により得られるぺロブスカイト型チタン酸バリウム粉末は、積層コンデンサの製造原料として使用される。例えば、先ず、本発明のぺロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法により得られるペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末と、添加剤、有機系バインダ、可塑剤、分散剤等の従来公知の配合剤とを混合し分散させてスラリー化し、得られるスラリー中の固形物を成形してセラミックシートを得る。次いで、このセラミックシートの一面に内部電極形成用導電ペーストを印刷し、乾燥後、複数枚のセラミックシートを積層し、次いで、厚み方向に圧着することにより積層体を形成する。更に、この積層体を加熱処理して脱バインダ処理を行い、焼成して焼成体を得る。その後、この焼成体にIn―Gaペースト、Niペースト、Agペースト、ニッケル合金ペースト、銅ペースト、銅合金ペースト等を塗布して焼き付けることにより積層コンデンサを得ることができる。   The perovskite-type barium titanate powder obtained by the method for producing a perovskite-type barium titanate powder of the present invention is used as a raw material for producing a multilayer capacitor. For example, first, a perovskite-type barium titanate powder obtained by the method for producing a perovskite-type barium titanate powder of the present invention is mixed with conventionally known compounding agents such as additives, organic binders, plasticizers, and dispersants. Then, it is dispersed to form a slurry, and a solid material in the resulting slurry is formed to obtain a ceramic sheet. Next, a conductive paste for forming an internal electrode is printed on one surface of the ceramic sheet, and after drying, a plurality of ceramic sheets are laminated, and then pressed in the thickness direction to form a laminate. Furthermore, this laminate is heat treated to remove the binder, and fired to obtain a fired body. Thereafter, an In—Ga paste, Ni paste, Ag paste, nickel alloy paste, copper paste, copper alloy paste or the like is applied to the fired body and baked, whereby a multilayer capacitor can be obtained.

また、本発明のぺロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法により得られるペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末は、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂に配合し、樹脂シート、樹脂フィルム、接着剤等としてプリント配線板や多層プリント配線板等の材料に好適に用いることができる。また、前記ペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末は、EL素子の誘電体材料、内部電極と誘電体層との収縮差を抑制するための共材、電極セラミックス回路基板やガラスセラミックス回路基板の基材及び回路周辺材料の原料、排ガス除去や化学合成等の反応時に使用される触媒、帯電防止効果やクリーニング効果を付与する印刷トナーの表面改質材等として好適に用いられる。   Further, perovskite-type barium titanate powder obtained by the method for producing a perovskite-type barium titanate powder of the present invention is blended in a resin such as an epoxy resin, a polyester resin, a polyimide resin, etc. As an agent or the like, it can be suitably used for materials such as printed wiring boards and multilayer printed wiring boards. Further, the perovskite-type barium titanate powder is a dielectric material for an EL element, a co-material for suppressing a shrinkage difference between an internal electrode and a dielectric layer, a base material and a circuit for an electrode ceramic circuit board and a glass ceramic circuit board. It is suitably used as a raw material for peripheral materials, a catalyst used in reactions such as exhaust gas removal and chemical synthesis, and a surface modifier for printing toner that imparts an antistatic effect and a cleaning effect.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例において平均粒径は、任意に抽出したサンプル1000個について走査型電子顕微鏡観察(SEM)から求めた平均値として求めた。また、Ba/Tiモル比は蛍光X線分析した値に基づいて算出した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.
In the examples, the average particle diameter was determined as an average value obtained from observation with a scanning electron microscope (SEM) for 1000 samples extracted arbitrarily. The Ba / Ti molar ratio was calculated based on the value obtained by X-ray fluorescence analysis.

<シュウ酸バリウムチタニルの調製>
塩化バリウム2水塩600g(2.456モル)及び四塩化チタン444g(2.342モル)を水4100mlに溶解した混合溶液を調製し、これをA液とした。次にシュウ酸620gを70℃の温水1500mlに溶解しシュウ酸水溶液を調製し、これをB液とした。A液にB液を70℃に保持しながら撹拌下に120分かけて添加し、更に70℃で1時間撹拌下に熟成した。冷却後、ろ過してシュウ酸バリウムチタニルを回収した。次いで回収したシュウ酸バリウムチタニルを蒸留水4.5Lで3回リパルプして洗浄した。次いで、105℃で乾燥し、粉砕してシュウ酸バリウムチタニル(BaTiO(C)・4HO)1000gを得た。得られたシュウ酸バリウムチタニルの平均粒径は25μm、Ba/Tiのモル比は1.00であった。
<Preparation of barium titanyl oxalate>
A mixed solution in which 600 g (2.456 mol) of barium chloride dihydrate and 444 g (2.342 mol) of titanium tetrachloride were dissolved in 4100 ml of water was prepared. Next, 620 g of oxalic acid was dissolved in 1500 ml of warm water at 70 ° C. to prepare an aqueous oxalic acid solution, which was designated as solution B. The liquid B was added to the liquid A over 120 minutes with stirring while maintaining the liquid at 70 ° C., and further aged with stirring at 70 ° C. for 1 hour. After cooling, it was filtered to recover barium titanyl oxalate. Next, the recovered barium titanyl oxalate was repulped with 4.5 L of distilled water three times and washed. Next, it was dried at 105 ° C. and pulverized to obtain 1000 g of barium titanyl oxalate (BaTiO (C 2 O 4 ) · 4H 2 O). The obtained barium titanyl oxalate had an average particle size of 25 μm and a Ba / Ti molar ratio of 1.00.

(実施例1〜3)
図1に示す電気式バッチ炉からなる焼成炉にて、大気下で前記シュウ酸バリウムチタニル試料50gを2.5℃/分の昇温速度で表1に示す温度まで昇温して焼成を開始した。焼成開始とともに焼成炉に、表1に示す温度に加熱した過熱水蒸気を4L/分の割合で導入して、6時間焼成を行った。焼成終了後、冷却し、粉砕を行ってチタン酸バリウム粉末を得た。
(Examples 1-3)
In the firing furnace comprising the electric batch furnace shown in FIG. 1, the barium titanyl oxalate sample 50g was heated to the temperature shown in Table 1 at a heating rate of 2.5 ° C./min in the atmosphere and started firing. did. At the start of firing, superheated steam heated to the temperature shown in Table 1 was introduced into the firing furnace at a rate of 4 L / min and fired for 6 hours. After the completion of firing, the mixture was cooled and pulverized to obtain a barium titanate powder.

(比較例1〜3)
実施例1と同様にシュウ酸バリウムチタニル試料50gを電気式バッチ炉にて2.5/分の昇温速度で表1に示す温度まで昇温し、6時間焼成を行った。焼成は焼成炉に過熱水蒸気を導入せず通常の大気下で行った。焼成終了後、冷却し、粉砕を行ってチタン酸バリウム粉末を得た。
(Comparative Examples 1-3)
In the same manner as in Example 1, 50 g of a barium titanyl oxalate sample was heated to the temperature shown in Table 1 at a heating rate of 2.5 / min in an electric batch furnace and fired for 6 hours. Firing was performed in a normal atmosphere without introducing superheated steam into the firing furnace. After the completion of firing, the mixture was cooled and pulverized to obtain a barium titanate powder.

(比較例4〜6)
実施例1と同様にシュウ酸バリウムチタニル試料50gを電気式バッチ炉にて2.5℃/分の昇温速度で表1に示す温度まで昇温し、6時間焼成を行った。なお、焼成開始とともに焼成炉に、30℃に加温された水中を通して加湿した加湿空気(露点21℃)を4L/分の割合で導入しながら焼成を行った。焼成終了後、冷却し、粉砕を行ってチタン酸バリウム粉末を得た。
(Comparative Examples 4-6)
In the same manner as in Example 1, 50 g of a barium titanyl oxalate sample was heated to a temperature shown in Table 1 at a heating rate of 2.5 ° C./min in an electric batch furnace, and baked for 6 hours. In addition, it baked, introducing the humidified air (dew point 21 degreeC) humidified through the water heated at 30 degreeC into the baking furnace at the rate of 4 L / min with the start of baking. After the completion of firing, the mixture was cooled and pulverized to obtain a barium titanate powder.

<チタン酸バリウム試料の物性評価>
実施例1〜3及び比較例1〜6で得られたチタン酸バリウム試料について、平均粒径、BET比表面積、正方晶の指標となるc軸とa軸の比(c/a)を測定した。その結果を表2に示す。なおc軸とa軸の比はX線回折により求めた。
<Evaluation of physical properties of barium titanate samples>
For the barium titanate samples obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6, the average particle diameter, the BET specific surface area, and the ratio of c axis to a axis (c / a) serving as an index of tetragonal crystal were measured. . The results are shown in Table 2. The ratio of c axis to a axis was determined by X-ray diffraction.

表2より、焼成を過熱水蒸気を導入して行って得られるチタン酸バリウムは、焼成温度が同じで過熱水蒸気を導入しないで焼成して得られたものと比べ、正方晶の指標となるc軸とa軸の比(c/a)が高く正方晶性に優れていることが分かる。   From Table 2, the barium titanate obtained by carrying out calcination by introducing superheated steam has the same c-axis as a tetragonal index compared to that obtained by calcination without introducing superheated steam at the same calcination temperature. It can be seen that the ratio of c to a axis (c / a) is high and the tetragonality is excellent.

本発明は、微細で、高い正方晶性を持つペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を製造することが出来るので、製造されたペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末は、特に、圧電体、オプトエレクトロニクス材、誘電体、半導体、センサー等の電子部品用機能性セラミックの原料として利用することができる。   Since the present invention can produce a perovskite-type barium titanate powder that is fine and has high tetragonal crystallinity, the produced perovskite-type barium titanate powder includes, in particular, piezoelectric materials, optoelectronic materials, dielectric materials, It can be used as a raw material for functional ceramics for electronic parts such as semiconductors and sensors.

1 焼成炉
2 ふた
4 排気管
5 炭酸バリウムと二酸化チタンを含有する原料混合物
7 過熱水蒸気供給管
11 過熱水蒸気
12 二酸化炭素を含有する過熱水蒸気
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Firing furnace 2 Lid 4 Exhaust pipe 5 Raw material mixture containing barium carbonate and titanium dioxide 7 Superheated steam supply pipe 11 Superheated steam 12 Superheated steam containing carbon dioxide

Claims (3)

Ba原子とTi原子を有する複合有機酸塩を、焼成雰囲気に200〜1200℃の過熱水蒸気を供給しながら、600〜1200℃で焼成して、ペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末を得る焼成工程を有することを特徴とするペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法。 A baking step of obtaining a perovskite-type barium titanate powder by firing a complex organic acid salt having Ba atoms and Ti atoms at 600 to 1200 ° C. while supplying superheated steam at 200 to 1200 ° C. in a firing atmosphere ; A method for producing a perovskite-type barium titanate powder characterized by 前記複合有機酸塩がカルボン酸塩であることを特徴とする請求項1記載のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法。 Method for producing a perovskite-type barium titanate powder of claim 1 Symbol placement, wherein the composite organic acid salt is a carboxylic acid salt. 前記複合有機酸塩がシュウ酸塩であることを特徴とする請求項1記載のペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末の製造方法。 Method for producing a perovskite-type barium titanate powder of claim 1 Symbol placement, wherein the composite organic acid salt is an oxalate salt.
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