JP6963918B2 - 二チタン酸バリウム系複合酸化物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
当該方法によれば、二チタン酸バリウム系複合酸化物を作製後に、後から元素置換をさらに行うことができる。また当該方法では、添加する置換元素の全量を二チタン酸バリウム系複合酸化物中に置換できるように設計できる。また得られる二チタン酸バリウム系複合酸化物は、電流リークが低減されている。
(二チタン酸バリウム系複合酸化物)
第1実施形態に係る二チタン酸バリウム系複合酸化物は、一般式:(Ba1−x(A)x)(Ti1−y1−y2(B1)y1(B2)y2)2O5+zで示される多結晶を含む。
一方で、y1が0.1以上であると、5価の置換元素の置換量が酸素欠損の生成率を超えてしまう。その結果、置換元素(B1)が電流のリークに寄与するおそれがある。
第2実施形態に係る二チタン酸バリウム系複合酸化物は、一般式:(Ba1−x(A)x)(Ti1−y1(B1)y1)2O5+zで示される組成物からなる多結晶を含む。第2実施形態にかかる二チタン酸バリウム系複合酸化物は、第1実施形態にかかる二チタン酸バリウム系複合酸化物のy2=0の場合に対応する。
本実施形態に係る二チタン酸バリウム系複合酸化物の製造方法について、図1を参照しながら説明する。図1は本実施形態に係る二チタン酸バリウム系複合酸化物の製造方法の一例を示す工程フロー図である。この製造方法は、第1秤量工程S1、第1混合工程S2、第1熱処理工程S3、第2秤量工程S4、第2混合工程S5、第2熱処理工程S6、粉砕工程S7、圧粉工程S8、焼結工程S9、およびアニール工程S10を有する。また第1秤量工程S1〜第1熱処理工程S3で得るBa(B1)2O6を外部から入手して代用する場合は、第1秤量工程S1〜第1熱処理工程S3は省くことができる。また、第2熱処理工程で得られる二チタン酸バリウム系複合酸化物が相対密度95%以上である場合は、粉砕工程S7〜アニール工程S10を省くことができる。
第1秤量工程S1として、炭酸バリウム(BaCO3)粉末および酸化ニオブ(Nb2O5)粉末を秤量した。それぞれ300℃以下および700℃以下で乾燥処理した後に秤量を行った。炭酸バリウム(BaCO3)粉末を74.00g、酸化ニオブ(Nb2O5)粉末78.12g秤量した。
参考例2では、第2秤量工程S4において、二ニオブ酸バリウムと、二チタン酸バリウム(BaTi2O5)との秤量比を変えた点以外は、参考例1と同様の条件で二チタン酸バリウム系複合酸化物を作製した。得られた二チタン酸バリウム系複合酸化物の組成式は、Ba(Ti0.999Nb0.001)2O5+zであった。そして得られた二チタン酸バリウム系複合酸化物の焼結体の誘電正接を求めた。その結果を表1に示す。
参考例3では、第2秤量工程S4において、二ニオブ酸バリウムと、二チタン酸バリウム(BaTi2O5)との秤量比を変えた点以外は、参考例1と同様の条件で二チタン酸バリウム系複合酸化物を作製した。得られた二チタン酸バリウム系複合酸化物の組成式は、Ba(Ti0.9995Nb0.0005)2O5+zであった。そして得られた二チタン酸バリウム系複合酸化物の焼結体の誘電正接を求めた。その結果を表1に示す。
実施例4では、第2秤量工程S4において、二チタン酸バリウム(BaTi2O5)の代わりに従来の二チタン酸バリウム系複合酸化物の製造方法により作製した(Ba1−10/999Ca10/999)(Ti1−59/999Zr59/999)2O5を用い、該物質と二ニオブ酸バリウムとの秤量比を変えた点以外は、参考例1と同様の条件で二チタン酸バリウム系複合酸化物を作製した。得られた二チタン酸バリウム系複合酸化物の組成式は、(Ba0.99Ca0.01)(Ti0.94Zr0.059Nb0.001)2O5+zであった。そして得られた二チタン酸バリウム系複合酸化物の焼結体の誘電正接を求めた。その結果を表1に示す。
比較例1では、第1秤量工程S1と第1混合工程S2のみを行い、二チタン酸バリウムを作製した。得られた二チタン酸バリウム系複合酸化物の組成式は、BaTi2O5であった。得られた二チタン酸バリウム系複合酸化物の焼結体の誘電正接を求めた。その結果を表1に示す。
Claims (7)
- 一般式:(Ba1−x(A)x)(Ti1−y1−y2(B1)y1(B2)y2)2O5+zで示される組成物からなる多結晶を含み、
前記一般式において(A)はCa、Rb、Sr、Cs、FrおよびRaからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
(B1)はNb、Ta、VおよびMnからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
(B2)はFe、Co、Ni、Ge、Se、Zr、Pd、SnおよびHfからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
xは0.01以上0.5未満であり、y1は0以上0.1未満であり、y2は0より大きく0.5未満であり、y1+y2は0より大きく0.5未満であり、zは0以上y1以下であることを特徴とする二チタン酸バリウム系複合酸化物。 - 一般式:(Ba1−x(A)x)(Ti1−y1−y2(B1)y1(B2)y2)2O5+zで示される組成物からなる多結晶を含み、
前記一般式において(A)はCa、Rb、Sr、Cs、FrおよびRaからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
(B1)はNbまたはTaを少なくとも含み、
(B2)はFe、Co、Ni、Ge、Se、Zr、Pd、SnおよびHfからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
xは0以上0.5未満であり、y1 =0.001±0.0005であり、y2は0より大きく0.5未満であり、y1+y2は0より大きく0.5未満であり、zは0以上y1以下であることを特徴とする二チタン酸バリウム系複合酸化物。 - 一般式:(Ba1−x(A)x)(Ti1−y1−y2(B1)y1(B2)y2)2O5+zで示される組成物からなる多結晶を含み、
前記一般式において(A)はCa、Rb、Sr、Cs、FrおよびRaからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
(B1)はNb、Ta、VおよびMnからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
(B2)はFe、Co、Ni、Ge、Se、Zr、Pd、SnおよびHfからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
xは0以上0.5未満であり、y1は0以上0.1未満であり、y2は0より大きく0.5未満であり、y1+y2は0より大きく0.5未満であり、zは0以上y1以下であり、
前記組成物は、真密度に対して相対密度が95%以上であり、平均グレイン直径が1μm未満であることを特徴とする二チタン酸バリウム系複合酸化物。 - 一般式(Ba1−x(A)x)(Ti1−y1(B1)y1)2O5+zで示される組成物からなる多結晶を含み、
前記一般式において、(A)はCa、Rb、Sr、Cs、FrおよびRaからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
(B1)はNb、Ta、VおよびMnからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
xは0.01以上0.5未満であり、y1は0以上0.1未満であり、zは0以上y1以下であることを特徴とする二チタン酸バリウム系複合酸化物。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の二チタン酸バリウム系複合酸化物の製造方法であって、
Ba(B1)2O6と(Ba1−x(A)x)(Ti1−y2(B2)y2)2O5とを、y1:1−y1のモル比で固相反応させる工程を含むことを特徴とする二チタン酸バリウム系複合酸化物の製造方法。 - 前記Ba(B1)2O6の結晶構造が斜方晶系に属することを特徴とする請求項5に記載の二チタン酸バリウム系複合酸化物の製造方法。
- 請求項4に記載の二チタン酸バリウム系複合酸化物の製造方法であって、
Ba(B1)2O6と(Ba1−x(A)x)Ti 2 O5とを、y1:1−y1のモル比で固相反応させる工程を含むことを特徴とする二チタン酸バリウム系複合酸化物の製造方法。
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