JP6993058B2 - Rectangular parallelepiped single crystal sodium niobate particles and their production method - Google Patents

Rectangular parallelepiped single crystal sodium niobate particles and their production method Download PDF

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Description

本発明は、直方体状の単結晶NaNbO粒子およびその製造方法、ならびに直方体状の単結晶NaNbO粒子を用いた誘電体磁器組成物およびその製造方法に関する。 The present invention relates to rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles and a method for producing the same, and a dielectric porcelain composition using rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles and a method for producing the same.

現在、圧電材料として使用されているチタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti1-X)O)は、RoHS指令対象物質である鉛を含むため、鉛を含まない圧電材料の探索が急務となってきている。近年、NaNbO、KNbOやK0.5Na0.5NbOなどのNb系セラミックス材料が非鉛圧電材料として盛んに研究されており、チタン酸ジルコン酸鉛の代替材料として注目されている。 Since lead zirconate titanate (Pb (Zr x , Ti 1-X ) O 3 ) currently used as a piezoelectric material contains lead, which is a substance subject to the RoHS Directive, it is necessary to search for lead-free piezoelectric materials. There is an urgent need. In recent years, Nb-based ceramic materials such as NaNbO 3 , KNbO 3 and K 0.5 Na 0.5 NbO 3 have been actively studied as lead-free piezoelectric materials, and are attracting attention as alternative materials to lead zirconate titanate. ..

Nb系セラミックスの特徴として、一般的に、誘電体材料として知られるチタン酸バリウム(BaTiO)よりも高いキュリー温度を有することが挙げられる。これより、チタン酸バリウムとNb系セラミックスとの2成分系材料、またはさらに他の成分を加えた3成分系材料は、200℃以上の高温誘電体の候補材料として、近年盛んに研究されている。 A feature of Nb-based ceramics is that they generally have a higher Curie temperature than barium titanate (BaTIO 3 ), which is known as a dielectric material. From this, two-component materials of barium titanate and Nb-based ceramics, or three-component materials with other components added, have been actively studied in recent years as candidate materials for high-temperature dielectrics of 200 ° C. or higher. ..

一方、誘電体材料の研究においては、結晶界面歪み効果を利用することが検討されており、このための構成として、チタン酸バリウムナノキューブ同士を配列させたナノキューブ集積体の形成が検討されている。かような構成においては、チタン酸バリウムナノキューブ同士を配列させ、熱処理を加えることでチタン酸バリウムナノキューブ同士の界面が結合し、その界面で結晶格子が歪むことによって、巨大な誘電率が発現するものと推測されている。 On the other hand, in the study of dielectric materials, it is considered to utilize the crystal interface strain effect, and as a configuration for this, the formation of a nanocube aggregate in which barium titanate nanocubes are arranged is examined. There is. In such a configuration, the barium titanate nanocubes are arranged and heat-treated to bond the interface between the barium titanate nanocubes, and the crystal lattice is distorted at the interface, so that a huge dielectric constant is developed. It is speculated that it will be done.

ナノキューブ集積体へのNb系セラミックスの適用は、誘電体材料の特性のさらなる向上が可能であると予測される。例えば、チタン酸バリウムナノキューブとNaNbOナノキューブとが配列され、その界面で結晶格子を歪ませた構造は、高温特性、DCバイアス特性等の種々の特性に優れた誘電体材料となりうると予測される。 It is expected that the application of Nb-based ceramics to nanocube aggregates will enable further improvement of the properties of dielectric materials. For example, it is predicted that a structure in which barium titanate nanocubes and NaNbO3 nanocubes are arranged and the crystal lattice is distorted at the interface can be a dielectric material having excellent various properties such as high temperature characteristics and DC bias characteristics. Will be done.

このNb系セラミックスナノキューブに関する技術としては、特許文献1には、粒子の最大径が0.05~20μmであり、アスペクト比が1~1.5である、NaK(1-x)NbO(0.05≦x≦0.8)で表されるニオブ酸ナトリウム・カリウム塩粒子が開示されている。また、特許文献2には、酸化ニオブと、水酸化ナトリウム水溶液と別工程で製造したニオブ酸ナトリウムとを含有する混合物を調製する工程と、得られた混合物に対して水熱処理を施す工程とを含む、ニオブ酸ナトリウム微粒子の製造方法が開示されている。 As a technique relating to this Nb-based ceramic nanocube, Patent Document 1 describes NaK (1-x) NbO 3 (1-x) NbO 3 having a maximum particle diameter of 0.05 to 20 μm and an aspect ratio of 1 to 1.5. Sodium niobate / potassium salt particles represented by 0.05 ≦ x ≦ 0.8) are disclosed. Further, Patent Document 2 describes a step of preparing a mixture containing niobium oxide, a sodium hydroxide aqueous solution and sodium niobate produced in a separate step, and a step of subjecting the obtained mixture to hydrothermal treatment. A method for producing sodium niobate fine particles including the above is disclosed.

特開2014-88314号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-88314 特開2013-224228号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-224228

上記特許文献1に係る粒子は、微細な単結晶粒子が結合した多結晶粒子であって単結晶粒子ではなく、その粒径分布において個数基準の積算分率における50%径である粒径D50は数μm以上である。また、上記特許文献2に係る方法によって製造される粒子は、粒径分布が広く、その粒径は、平均粒径としては200nm以上である。 The particles according to Patent Document 1 are polycrystalline particles to which fine single crystal particles are bonded and are not single crystal particles, but the particle size D50 having a diameter of 50% in the cumulative fraction based on the number in the particle size distribution is It is several μm or more. Further, the particles produced by the method according to Patent Document 2 have a wide particle size distribution, and the average particle size is 200 nm or more.

ナノキューブ集積体の形成においては、Nb系セラミックスナノキューブが単結晶粒子であり、粒子の形状が直方体状(好ましくは立方体形状)であり、平均粒径が小さく、粒径分布が狭いことが要求される。このため、上記先行技術文献に記載の粒子は、粒子の種類、粒子サイズ、粒径分布の観点から、異なるナノキューブ同士を配列してナノキューブ集積体へ適用することは困難であるとの問題があった。 In the formation of nanocube aggregates, it is required that the Nb-based ceramic nanocubes are single crystal particles, the shape of the particles is rectangular parallelepiped (preferably cubic), the average particle size is small, and the particle size distribution is narrow. Will be done. Therefore, the particles described in the above prior art document have a problem that it is difficult to arrange different nanocubes and apply them to a nanocube aggregate from the viewpoint of particle type, particle size, and particle size distribution. was there.

本発明者らは、上記課題に鑑みてなされたものであり、小さな平均粒径および狭い粒径分布を有する、直方体状の単結晶NaNbO粒子を提供することを目的とする。 The present inventors have made this in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide rectangular parallelepiped single crystal NaNbO3 particles having a small average particle size and a narrow particle size distribution.

本発明の上記課題は、以下の手段により解決される;
Nbゾルと、ナトリウム含有化合物と、を含むNbゾル溶液を調製することと、
前記溶液Aを用いてソルボサーマル合成を行うことと、
を含む、直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法であって、
前記直方体状の単結晶NaNbO粒子は、粒径分布において個数基準の積算分率における50%径である粒径D50が5nm以上100nm以下であり、かつ
粒径分布において個数基準の積算分率における90%径である粒径D90の、前記D50に対する比であるD90/D50が1.01以上1.4以下である、
直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法。
The above-mentioned problems of the present invention are solved by the following means;
To prepare an Nb 2 O 5 sol solution containing an Nb 2 O 5 sol and a sodium-containing compound, and
Solvothermal synthesis using the solution A and
A method for producing 3 rectangular parallelepiped NaNbO particles, which comprises.
The rectangular single crystal NaNbO 3 particles have a particle size D50 of 5 nm or more and 100 nm or less, which is a 50% diameter in the number-based integrated fraction in the particle size distribution, and have a particle size distribution in the number-based integrated fraction. D90 / D50, which is the ratio of the particle size D90 having a diameter of 90% to D50, is 1.01 or more and 1.4 or less.
A method for producing 3 rectangular parallelepiped single crystal NaNbO particles.

本発明の上記課題は、以下の手段によっても解決される;
粒径分布において個数基準の積算分率における50%径である粒径D50が5nm以上100nm以下であり、かつ
粒径分布において個数基準の積算分率における90%径である粒径D90の、前記粒径D50に対する比であるD90/D50が1.01以上1.4以下である、
直方体状の単結晶NaNbO粒子。
The above-mentioned problems of the present invention are also solved by the following means;
The particle size D90 having a particle size D50 which is 50% diameter in the number-based integrated fraction in the particle size distribution is 5 nm or more and 100 nm or less, and has a particle size D90 which is 90% diameter in the number-based integrated fraction in the particle size distribution. D90 / D50, which is the ratio to the particle size D50, is 1.01 or more and 1.4 or less.
Rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles.

本発明によれば、小さな平均粒径および狭い粒径分布を有する、直方体状の単結晶NaNbO粒子の提供が可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide rectangular parallelepiped single crystal NaNbO3 particles having a small average particle size and a narrow particle size distribution.

実施例3に係る立方体状の単結晶NaNbO粒子のXRDスペクトルである。6 is an XRD spectrum of cubic single crystal NaNbO 3 particles according to Example 3. 実施例3に係る立方体状の単結晶NaNbO粒子のSEM写真であり、(a)は単結晶粒子を、(b)は単結晶粒子の1つを拡大したものをそれぞれ表す。3 is an SEM photograph of 3 cubic single crystal NaNbO particles according to Example 3, in which (a) represents a single crystal particle and (b) represents an enlarged one of the single crystal particles. 本発明の第三の形態に係る製造方法で製造される、または本発明の第四の形態に係る誘電体磁器組成物の好ましい一形態の構造を表す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the preferred form of the dielectric porcelain composition which is manufactured by the manufacturing method which concerns on the 3rd aspect of this invention, or which concerns on 4th aspect of this invention.

本発明の一形態は、Nbゾルと、ナトリウム含有化合物と、を含むNbゾル溶液を形成することと、前記Nbゾル溶液を用いてソルボサーマル合成を行うことと、を含む、直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法であって、前記直方体状の単結晶NaNbO粒子は、粒径分布において個数基準の積算分率における50%径である粒径D50が5nm以上100nm以下であり、かつ粒子径分布において個数基準の積算分率における90%径である粒径D90の、前記D50に対する比であるD90/D50が1.01以上1.4以下である、直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法である。 One embodiment of the present invention comprises forming an Nb 2 O 5 sol solution containing an Nb 2 O 5 sol and a sodium-containing compound, and performing sorbothermal synthesis using the Nb 2 O 5 sol solution. A method for producing 3 rectangular single-crystal NaNbO particles including, the rectangular single-crystal NaNbO 3 particles have a particle size D50 which is 50% of the integrated fraction based on the number of particles in the particle size distribution. D90 / D50, which is the ratio of the particle size D90 having a particle size of 5 nm or more and 100 nm or less and 90% of the particle size-based integrated fraction in the particle size distribution to the D50, is 1.01 or more and 1.4 or less. This is a method for producing three rectangular single crystal NaNbO particles.

本明細書中、「粒径」は、走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)により粒子を撮像してその粒径を測定したものである。また、平均粒径は、無作為に、50個の粒子を抽出して該粒径を測定し、これを平均したものである。ここで、粒子の形状が球形でない場合には、長径を測定して算出したものと定義する。 In the present specification, the "particle size" is obtained by imaging a particle with a scanning electron microscope (SEM) and measuring the particle size. The average particle size is obtained by randomly extracting 50 particles, measuring the particle size, and averaging the particles. Here, when the shape of the particle is not spherical, it is defined as the one calculated by measuring the major axis.

また、本明細書中、「粒径分布において個数基準の積算分率における50%径である粒径D50」は、上記SEM測定によって得られた50個の粒子の粒径分布における個数基準の積算分率より算出できる。同様に、「粒径分布における個数基準の積算分率における90%径である粒径D90」は、上記SEM測定によって得られた50個の粒子の粒径分布において個数基準の積算分率より算出できる。 Further, in the present specification, "particle size D50, which is a 50% diameter in the number-based integrated fraction in the particle size distribution" is the number-based integration in the particle size distribution of 50 particles obtained by the above SEM measurement. It can be calculated from the fraction. Similarly, "particle size D90 having a diameter of 90% in the number-based integrated fraction in the particle size distribution" is calculated from the number-based integrated fraction in the particle size distribution of 50 particles obtained by the above SEM measurement. can.

ここで、本明細書中、「直方体状」、「立方体状」とは、上記SEMにより粒子を撮像した写真を確認することで判断される粒子の形状がそれぞれ直方体状、立方体状であることをいう。ここで、「直方体状」、「立方体状」とは、目視にて直方体状、立方体状であると判断されるものであればよく、厳密に直方体状、立方体状であることまでは要求されない。 Here, in the present specification, "cuboidal shape" and "cubic shape" mean that the shapes of the particles determined by checking the photograph obtained by imaging the particles by the above SEM are the rectangular parallelepiped shape and the cubic shape, respectively. say. Here, the "cuboidal shape" and the "cubic shape" may be any as long as they are visually determined to be a rectangular parallelepiped shape or a cube shape, and are not required to be strictly a rectangular parallelepiped shape or a cube shape.

そして、本明細書中、「単結晶」とは、電子線回折(ED:Electron Diffraction)法を用いて、透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)により撮像した粒子の電子線回折図形において、回折斑点(スポット)が規則正しく並ぶ状態であるとする。なお、「多結晶」とは、粒子の電子線回折図形が同心円状の円環となる状態であるとし、「非晶」とは、粒子の電子線回折図形がブロードな円環状となる状態であるとする。 In the present specification, the term "single crystal" refers to an electron diffraction pattern of a particle imaged by a transmission electron microscope (TEM) using an electron diffraction (ED) method. It is assumed that the diffraction spots are regularly arranged. The "polycrystal" is a state in which the electron diffraction pattern of the particle is a concentric ring, and the "acrystal" is a state in which the electron diffraction pattern of the particle is a broad annular shape. Suppose there is.

合成された粒子が結晶性のNaNbOであることは、X線回折(XRD:X-ray diffraction)で生成物を同定することで確認することができる。 The fact that the synthesized particles are crystalline NaNbO 3 can be confirmed by identifying the product by X-ray diffraction (XRD).

上記の本発明の構成による作用効果の発揮のメカニズムは、以下のように推測される。 The mechanism of exerting the action and effect by the above-mentioned constitution of the present invention is presumed as follows.

NaNbO粒子の合成では、Nbとナトリウム含有化合物とを用いてソルボサーマル合成を行うことによって、Nbの表面から反応が進行して結晶性のNaNbOが徐々に生成される。ここで、生成される結晶性NaNbOの粒子は、Nbの分散状態によって変化する。そして、Nbがゾル状態、すなわち高度に分散された状態で、核生成速度および各成長速度との関係において好適な条件で反応が行われることで、生成される結晶性のNaNbOは、直方体状の単結晶NaNbO粒子となる。この理由は、結晶性のNaNbOが結晶成長し終えるまでの間、他の結晶性のNaNbOと接する可能性は極めて低いからであると推察される。一方、Nbが粉末等の凝集状態であると、生成する結晶性のNaNbOは、微細な単結晶粒子が結合した多結晶粒子となる。この理由は、結晶性のNaNbOが成長し終えるまでの間、他の結晶性のNaNbOと接することとなり、結晶性のNaNbO同士が結合するからであると推察される。 In the synthesis of NaNbO 3 particles, by performing solvothermal synthesis using Nb 2 O 5 and a sodium-containing compound, the reaction proceeds from the surface of Nb 2 O 5 and crystalline NaNbO 3 is gradually produced. .. Here, the produced crystalline NaNbO 3 particles change depending on the dispersed state of Nb 2 O 5 . Then, when Nb 2 O 5 is reacted in a sol state, that is, in a highly dispersed state under suitable conditions in relation to the nucleation rate and each growth rate, the crystalline NaNbO 3 produced is produced. , Square-shaped single crystal NaNbO 3 particles. It is presumed that the reason for this is that it is extremely unlikely that the crystalline NaNbO 3 will come into contact with other crystalline NaNbO 3 until the crystal growth is completed. On the other hand, when Nb 2 O 5 is in an aggregated state such as powder, the produced crystalline NaNbO 3 becomes polycrystalline particles to which fine single crystal particles are bonded. It is presumed that the reason for this is that until the crystalline NaNbO 3 finishes growing, it comes into contact with other crystalline NaNbO 3 and the crystalline NaNbO 3 bind to each other.

ここで、結晶性の物質が単結晶として成長する場合、通常、その単結晶粒子の形状はその結晶系によって決定されることから、直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造が可能となる。また、Nbゾルは高度に分散された状態であることから、反応開始時の原料としての均一性が高く、結晶性のNaNbOが単結晶として成長する場合、結晶成長速度と反応時間との制御によって粒径制御が容易となる。その結果、従来と比べて小さな平均粒径および狭い粒径分布を有する、直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造が可能となる。 Here, when a crystalline substance grows as a single crystal, the shape of the single crystal particles is usually determined by the crystal system, so that it is possible to produce rectangular single crystal NaNbO 3 particles. Further, since the Nb 2 O 5 sol is in a highly dispersed state, the uniformity as a raw material at the start of the reaction is high, and when the crystalline NaNbO 3 grows as a single crystal, the crystal growth rate and the reaction time. By controlling with, the particle size can be easily controlled. As a result, it becomes possible to produce rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles having a smaller average particle size and a narrower particle size distribution than in the past.

なお、本発明は、上記メカニズムに何ら制限されるものではない。 The present invention is not limited to the above mechanism.

以下、本発明に係る直方体状の単結晶NaNbO粒子、および本発明を実施するための形態・態様について詳細に説明する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(25℃)/相対湿度40~50%RHの条件で測定する。 Hereinafter, the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles according to the present invention and the forms and embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. Unless otherwise specified, the operation and physical properties are measured under the conditions of room temperature (25 ° C.) / relative humidity of 40 to 50% RH.

また、本明細書中、「溶液」とは溶液または分散液を表し、「溶媒」とは溶媒または分散媒を表すものとする。 Further, in the present specification, "solution" means a solution or a dispersion liquid, and "solvent" means a solvent or a dispersion medium.

<直方体状の単結晶NaNbO粒子およびその製造方法>
(1)直方体状の単結晶NaNbO粒子
本発明の第一の形態は、粒径分布において個数基準の積算分率における50%径である粒径D50が5nm以上100nm以下であり、かつ粒径分布において個数基準の積算分率における90%径である粒径D90の、D50に対する比であるD90/D50が1.01以上1.4以下である、直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法に関する。
<Square-shaped single crystal NaNbO 3 particles and their production method>
(1) Square single crystal NaNbO 3 particles In the first embodiment of the present invention, the particle size D50, which is 50% of the cumulative fraction based on the number of particles in the particle size distribution, is 5 nm or more and 100 nm or less, and the particle size is 100 nm or less. A method for producing rectangular single crystal NaNbO 3 particles in which the ratio of the particle size D90, which is 90% in the integrated fraction based on the number of particles, to D50 is 1.01 or more and 1.4 or less. Regarding.

また、本発明の第二の形態は、粒径分布において個数基準の積算分率における50%径である粒径D50が5nm以上100nm以下であり、かつ粒径分布において個数基準の積算分率における90%径である粒径D90の、粒径D50に対する比であるD90/D50が1.01以上1.4以下である、直方体状の単結晶NaNbO粒子でもある。 Further, in the second embodiment of the present invention, the particle size D50, which is a 50% diameter in the number-based integrated fraction in the particle size distribution, is 5 nm or more and 100 nm or less, and the particle size distribution is in the number-based integrated fraction. It is also a rectangular single crystal NaNbO3 particle having a D90 / D50 ratio of a particle size D90 having a diameter of 90% to a particle size D50 of 1.01 or more and 1.4 or less.

直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50は、5nm以上である。D50が5nm未満であると、直方体形状となりにくく、球状になる割合が増加する。これより、直方体形状粒子を得るという観点から、粒径D50は、10nm以上が好ましく、20nm以上がより好ましく、70nm以上がさらに好ましい。また、粒径D50は100nm以下である。粒径D50が100nm超であると、ナノキューブ集積体への適用が困難となり、積層チップコンデンサ等の小型大容量化が困難となる。これより、ナノキューブ集積体への適用、積層チップコンデンサ等の小型大容量化の観点から、98nm以下が好ましく、95nm以下がより好ましい。 The particle size D50 of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles is 5 nm or more. When D50 is less than 5 nm, it is difficult to form a rectangular parallelepiped shape, and the proportion of spherical shapes increases. From this, from the viewpoint of obtaining rectangular parallelepiped-shaped particles, the particle size D50 is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, still more preferably 70 nm or more. The particle size D50 is 100 nm or less. If the particle size D50 is more than 100 nm, it becomes difficult to apply it to a nanocube integrated body, and it becomes difficult to increase the size and capacity of a laminated chip capacitor or the like. From this point of view, from the viewpoint of application to nanocube integrated bodies and miniaturization and large capacity of laminated chip capacitors and the like, 98 nm or less is preferable, and 95 nm or less is more preferable.

D90/D50は1.40以下である。D90/D50が1.40超であると、均一なナノキューブ集積体の形成が困難となる。これより、均一なナノキューブ集積体の形成の観点から、D90/D50は、1.38以下が好ましく、1.35以下がより好ましい。なお、D90/D50は、小さいほど好ましいが、製造の容易性の観点から、通常は1.01以上であり、1.10以上が好ましく、1.20以上がより好ましく、1.25以上がさらに好ましい。 D90 / D50 is 1.40 or less. If D90 / D50 is more than 1.40, it becomes difficult to form a uniform nanocube aggregate. From this, from the viewpoint of forming a uniform nanocube aggregate, D90 / D50 is preferably 1.38 or less, and more preferably 1.35 or less. The smaller the D90 / D50, the more preferable, but from the viewpoint of ease of manufacture, it is usually 1.01 or more, preferably 1.10 or more, more preferably 1.20 or more, and further preferably 1.25 or more. preferable.

直方体状の単結晶NaNbO粒子は、立方体状の単結晶NaNbO粒子が好ましい。 The rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles are preferably cubic single crystal NaNbO 3 particles.

(2)Nbゾル溶液の調製
本発明の一形態に係る製造方法は、Nbゾルと、ナトリウム含有化合物と、を含むNbゾル溶液を形成すること、を含む。なお、本明細書において、上記Nbゾル溶液を単に「溶液A」とも称する。また、溶液Aを用いたソルボサーマル合成処理を単に「ソルボサーマル合成処理A」とも称する。
(2) Preparation of Nb 2 O 5 Sol Solution The production method according to one embodiment of the present invention comprises forming an Nb 2 O 5 sol solution containing an Nb 2 O 5 sol and a sodium-containing compound. In addition, in this specification, the said Nb 2 O 5 sol solution is also simply referred to as "solution A". Further, the solvothermal synthesis treatment using the solution A is also simply referred to as "solvothermal synthesis treatment A".

溶液Aの調製において、各成分の混合方法および混合順序は特に制限されない。 In the preparation of the solution A, the mixing method and the mixing order of each component are not particularly limited.

[Nbゾル]
溶液Aは、Nbゾルを含む。Nbゾルは、直方体状の単結晶NaNbO粒子の合成において、Nb源として用いられる。
[Nb 2 O 5 sol]
Solution A contains an Nb 2 O 5 sol. The Nb 2 O 5 sol is used as an Nb source in the synthesis of rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles.

Nbゾル中のNbの粒径D50は、Nbがゾル状態を形成していれば特に制限されないが、0.1nm以上30nm以下が好ましい。ここで、ゾル中のNbの粒径D50は、上記直方体状の単結晶NaNbO粒子と同様の方法で、SEMによって測定することができる。この範囲であると、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50およびD90/D50を本発明の範囲内へと制御することがより容易となる。同様の観点からNbゾル中のNbの粒径D50は、1nm以上20nm以下であることが好ましい。ここで、ゾル中のNbの粒径D50が大きくなるに従い、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50および粒径分布が広くなる傾向がある。 The particle size D50 of Nb 2 O 5 in the Nb 2 O 5 sol is not particularly limited as long as Nb 2 O 5 forms a sol state, but is preferably 0.1 nm or more and 30 nm or less. Here, the particle size D50 of Nb 2 O 5 in the sol can be measured by SEM in the same manner as the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles. Within this range, it becomes easier to control the particle sizes D50 and D90 / D50 of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles within the range of the present invention. From the same viewpoint, the particle size D50 of Nb 2 O 5 in the Nb 2 O 5 sol is preferably 1 nm or more and 20 nm or less. Here, as the particle size D50 of Nb 2 O 5 in the sol increases, the particle size D50 and the particle size distribution of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles tend to increase.

Nbゾルを形成する溶媒は、Nbがゾル状態を形成していれば特に制限されず、水(純水、イオン交換水、超純水等)または公知の有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ベンジルアルコール、メトキシエタノール等のアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸ブチル、酢酸エチル、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のエステル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メチルエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類等が挙げられる。なお、上記溶媒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、上記有機溶媒に水を混合した混合溶媒としてもよい。これらの中でも、後に行われる直方体状の単結晶NaNbO粒子の合成(ソルボサーマル合成処理A)が阻害される可能性をより小さくするとの観点から、Nbゾルを形成する溶媒は水が好ましい。 The solvent for forming the Nb 2 O 5 sol is not particularly limited as long as the Nb 2 O 5 forms a sol state, and water (pure water, ion-exchanged water, ultrapure water, etc.) or a known organic solvent is used. be able to. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, benzyl alcohol and methoxyethanol; glycols such as ethylene glycol and diethylene glycol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; butyl acetate and ethyl acetate. Esters such as carbitol acetate and butyl carbitol acetate; ethers such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl ether and tetrahydrofuran; amines such as methylethanolamine and diethanolamine; aromatics such as benzene, toluene and xylene. Be done. The solvent may be used alone or in combination of two or more. Further, it may be a mixed solvent in which water is mixed with the above organic solvent. Among these, water is the solvent for forming the Nb 2 O 5 sol from the viewpoint of reducing the possibility of inhibiting the later synthesis of rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles (solvothermal synthesis treatment A). preferable.

溶液AにおけるNbゾルの含有量は、溶液Aの総体積に対して、Nb元素のモル換算で3×10-3mol/l以上12.5×10-3mol/l以下が好ましく、4×10-3mol/l以上10×10-3mol/l以下がより好ましく、5×10-3mol/l以上8×10-3mol/l以下がさらに好ましい。 The content of the Nb 2 O 5 sol in the solution A is preferably 3 × 10 -3 mol / l or more and 12.5 × 10 -3 mol / l or less in terms of the molar amount of the Nb element with respect to the total volume of the solution A. It is more preferably 4 × 10 -3 mol / l or more and 10 × 10 -3 mol / l or less, and further preferably 5 × 10 -3 mol / l or more and 8 × 10 -3 mol / l or less.

[Nbゾルの調製]
Nbゾルの調製方法としては、特に制限されず、公知の方法を使用することができる。本発明の一形態に係る製造方法は、Nbの水和物(Nb・nHO)または水酸化物を含む溶液を用いて、ソルボサーマル合成処理によってNbゾルを合成することをさらに含むことが好ましい。この方法によると、Nbゾルの純度をより高めることができ、その結果、直方体状の単結晶NaNbO粒子の純度をより高めることができるからである。また、ソルボサーマル合成処理に用いられるNbの水和物または水酸化物を含む溶液の処方や適用される条件を制御することによって、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50およびD90/D50をより容易に本発明の範囲内へと制御できるからである。
[Preparation of Nb 2 O 5 sol]
The method for preparing the Nb 2 O 5 sol is not particularly limited, and a known method can be used. The production method according to one embodiment of the present invention is a Nb 2 O 5 sol by a sorbothermal synthesis treatment using a solution containing Nb 2 O 5 hydrate (Nb 2 O 5 · nH 2 O) or a hydroxide. It is preferable to further include synthesizing. This is because the purity of the Nb 2 O 5 sol can be further increased, and as a result, the purity of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles can be further increased. In addition, by controlling the formulation of the solution containing the hydrate or hydroxide of Nb 2 O 5 used in the solvothermal synthesis treatment and the applied conditions, the particle size D50 of the rectangular single crystal NaNbO 3 particles and This is because the D90 / D50 can be more easily controlled within the scope of the present invention.

なお、本明細書において、上記Nbの水和物または水酸化物を含む溶液を、単に「溶液B」とも称する。また、溶液Bを用いたソルボサーマル合成処理を単に「ソルボサーマル合成処理B」とも称する。 In the present specification, the solution containing the hydrate or hydroxide of Nb 2 O 5 is also simply referred to as “solution B”. Further, the solvothermal synthesis treatment using the solution B is also simply referred to as “solvothermal synthesis treatment B”.

Nbゾルの原料であるNbの水和物または水酸化物は、特に制限されず、市販品を用いてもよく、公知の方法で合成したものを用いてもよい。なお、上記Nbの水和物または水酸化物は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でもNbの水和物を用いることがより好ましい。 The hydrate or hydroxide of Nb 2 O 5 which is the raw material of the Nb 2 O 5 sol is not particularly limited, and a commercially available product may be used, or a product synthesized by a known method may be used. The hydrate or hydroxide of Nb 2 O 5 may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is more preferable to use the hydrate of Nb 2 O 5 .

Nbの水和物の合成方法としては、例えば、ニオブ含有化合物にエタノールを加えて溶液を調製し、この溶液を攪拌しながらアンモニア水を滴下してNb・nHOの沈殿を生成させる方法が挙げられる。ここで、ニオブ含有化合物としては、Nbの水和物を合成することができれば特に制限されず公知のものを用いることができる。これらの中でも、ニオブ含有化合物は、塩化ニオブ(V)(NbCl)または硝酸ニオブが好ましい。上記ニオブ含有化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。ここで、Nbの水和物は、得られた沈殿を含む溶液を遠心分離して上澄みを除去することで取り出すことができる。ただし、Nbの水和物の合成方法は、この方法に限定されるものではない。 As a method for synthesizing the hydrate of Nb 2 O 5 , for example, ethanol is added to a niobium-containing compound to prepare a solution, and ammonia water is added dropwise while stirring this solution to obtain Nb 2 O 5 · nH 2 O. Examples include a method of producing a precipitate. Here, as the niobium-containing compound, a known compound can be used without particular limitation as long as a hydrate of Nb 2 O 5 can be synthesized. Among these, the niobium-containing compound is preferably niobium chloride (V) (NbCl 5 ) or niobium nitrate. The above niobium-containing compound may be used alone or in combination of two or more. Here, the hydrate of Nb 2 O 5 can be taken out by centrifuging the solution containing the obtained precipitate to remove the supernatant. However, the method for synthesizing the hydrate of Nb 2 O 5 is not limited to this method.

溶液Bの溶媒は、ソルボサーマル合成処理BによりNbゾルの合成を行うことができれば特に制限されず、水(純水、イオン交換水、超純水等)または公知の有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ベンジルアルコール、メトキシエタノール等のアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸ブチル、酢酸エチル、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のエステル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メチルエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類等が挙げられる。なお、上記溶媒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、上記有機溶媒に水を混合した混合溶媒としてもよい。これらの中でも、得られるNbゾルの不純物をより少なくするとの観点から、溶液Bの溶媒は水が好ましい。 The solvent of the solution B is not particularly limited as long as the Nb 2 O 5 sol can be synthesized by the sorbothermal synthesis treatment B, and water (pure water, ion-exchanged water, ultrapure water, etc.) or a known organic solvent is used. be able to. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, benzyl alcohol and methoxyethanol; glycols such as ethylene glycol and diethylene glycol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; butyl acetate and ethyl acetate. Esters such as carbitol acetate and butyl carbitol acetate; ethers such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl ether and tetrahydrofuran; amines such as methylethanolamine and diethanolamine; aromatics such as benzene, toluene and xylene. Be done. The solvent may be used alone or in combination of two or more. Further, it may be a mixed solvent in which water is mixed with the above organic solvent. Among these, water is preferable as the solvent of the solution B from the viewpoint of reducing the impurities of the obtained Nb 2 O 5 sol.

溶液Bは、酸化剤をさらに含むことが好ましい。酸化剤は、溶液B中において、Nb5+以外として存在するNb元素をNb5+へと変換するように作用する。この結果、酸化物を含有することで得られるNbゾルの純度を高めることができ、得られる直方体状の単結晶NaNbO粒子において、本発明の範囲外の粒径D50またはD90/D50を有する粒子やその他不純物の量をより低減させることができる。 Solution B preferably further contains an oxidizing agent. The oxidant acts to convert Nb elements other than Nb 5+ into Nb 5+ in solution B. As a result, the purity of the Nb 2 O 5 sol obtained by containing the oxide can be increased, and the obtained rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles have a particle size D50 or D90 / D50 outside the range of the present invention. The amount of particles having a sol and other impurities can be further reduced.

酸化剤としては、Nb5+以外として存在するNb元素をNb5+としうるものであれば特に制限されず、公知の酸化剤を使用することができる。酸化剤としては、例えば、過酸化水素、次亜塩素酸、亜塩素酸、過塩素酸、硝酸カリウム、過マンガン酸カリウム等が挙げられる。なお、上記酸化剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、溶液Bの好ましい溶媒である水に溶解し、Nbゾル中に発生する不純物をより低減するとの観点から、酸化剤は、硝酸または過酸化水素がより好ましく、分解してNbゾルを形成する好ましい溶媒である水となるとの観点から、過酸化水素がさらに好ましい。 The oxidizing agent is not particularly limited as long as the Nb element existing other than Nb 5+ can be Nb 5+ , and a known oxidizing agent can be used. Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide, hypochloric acid, chloric acid, perchloric acid, potassium nitrate, potassium permanganate and the like. The above-mentioned oxidizing agent may be used alone or in combination of two or more. Among these, nitric acid or hydrogen peroxide is more preferable as the oxidizing agent, and the oxidizing agent is decomposed from the viewpoint of dissolving in water, which is a preferable solvent of the solution B, and further reducing the impurities generated in the Nb 2 O 5 sol. Hydrogen peroxide is further preferred from the viewpoint of providing water, which is a preferred solvent for forming the Nb 2 O 5 sol.

酸化剤の添加方法は、特に制限されず、Nbの水和物または水酸化物と溶媒との混合物に、酸化剤を直接添加する方法であってもよい。また、酸化剤の添加方法は、酸化剤は、事前に酸化剤溶液を形成した後、酸化ニオブ(V)(Nb)の水和物または水酸化物と溶媒との混合液と、酸化剤溶液とを混合してもよい。この際、酸化剤溶液の溶媒は、酸化剤溶液を形成しうることができれば特に制限されず、特に制限されず、水または公知の有機溶媒を用いることができるが、溶液BおよびNbゾルの好ましい溶媒である水が好ましい。ここで、酸化剤溶液の好ましい例としては、過酸化水素水が挙げられる。 The method of adding the oxidizing agent is not particularly limited, and may be a method of directly adding the oxidizing agent to the hydrate of Nb 2 O 5 or the mixture of the hydroxide and the solvent. The method of adding the oxidant is as follows: the oxidant is prepared by forming an oxidant solution in advance, and then using a hydrate of niobium (V) (Nb 2 O 5 ) or a mixed solution of a hydroxide and a solvent. It may be mixed with an oxidizing agent solution. At this time, the solvent of the oxidant solution is not particularly limited as long as it can form the oxidant solution, and water or a known organic solvent can be used, but solutions B and Nb 2 O 5 are used. Water, which is the preferred solvent for the sol, is preferred. Here, a hydrogen peroxide solution is mentioned as a preferable example of the oxidizing agent solution.

溶液B中の酸化剤の含有量は、使用する酸化剤の種類、または残存するNbの水和物または水酸化物の原料の量や種類に応じて、適宜設定することができる。 The content of the oxidizing agent in the solution B can be appropriately set according to the type of the oxidizing agent used, or the amount and type of the raw material of the remaining Nb 2 O 5 hydrate or hydroxide.

溶液Bは、本発明の効果を妨げない限り、他の添加剤を含んでいてもよい。 Solution B may contain other additives as long as it does not interfere with the effects of the present invention.

本明細書中、ソルボサーマル合成処理とは、中~高程度の圧力(通常、0.20~1,000MPa)と中~高程度の温度(通常50℃~1000℃)の下で行われる反応を用いた処理と定義する。ここで、「水熱合成処理」とは、ソルボサーマル合成処理であって、水(純水、イオン交換水、超純水等)のみを溶媒として使用する場合であり、その他の有機溶媒を溶媒として含まない形態であると定義する。 In the present specification, the solvothermal synthesis treatment is a reaction carried out under a medium to high pressure (usually 0.20 to 1,000 MPa) and a medium to high temperature (usually 50 ° C. to 1000 ° C.). Is defined as processing using. Here, the "hydrothermal synthesis treatment" is a sorbothermal synthesis treatment in which only water (pure water, ion-exchanged water, ultrapure water, etc.) is used as a solvent, and other organic solvents are used as solvents. It is defined as a form not included as.

ソルボサーマル合成処理Bにおいて、ソルボサーマル合成処理時の保持温度は、特に限定されないが、60℃以上が好ましい。この範囲であると、反応が好適に行われ、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50を本発明の範囲を満たす一定以上の値とすること、およびD90/D50を本発明の範囲内へと制御することがより容易となる。同様の観点から、ソルボサーマル合成処理時の保持温度は、70℃以上が好ましく、75℃以上がさらに好ましい。また、ソルボサーマル合成処理Bにおいて、ソルボサーマル合成処理時の保持温度は、200℃以下が好ましい。この範囲であると、反応が好適に行われ、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50を本発明の範囲を満たす一定以下の値とすること、およびD90/D50を本発明の範囲内へと制御することがより容易となる。同様の観点から、ソルボサーマル合成処理時の保持温度は、150℃以下が好ましく、95℃以下が好ましい。また、ソルボサーマル合成処理Bは、保持温度が一定温度であることが好ましい。 In the solvothermal synthesis treatment B, the holding temperature during the solvothermal synthesis treatment is not particularly limited, but is preferably 60 ° C. or higher. Within this range, the reaction is preferably carried out, the particle size D50 of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles is set to a value equal to or higher than a certain value satisfying the range of the present invention, and D90 / D50 is within the range of the present invention. It becomes easier to control. From the same viewpoint, the holding temperature during the solvothermal synthesis treatment is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 75 ° C. or higher. Further, in the solvothermal synthesis treatment B, the holding temperature during the solvothermal synthesis treatment is preferably 200 ° C. or lower. Within this range, the reaction is preferably carried out, the particle size D50 of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles is set to a value below a certain value satisfying the range of the present invention, and D90 / D50 is within the range of the present invention. It becomes easier to control. From the same viewpoint, the holding temperature during the solvothermal synthesis treatment is preferably 150 ° C. or lower, preferably 95 ° C. or lower. Further, in the solvothermal synthesis treatment B, it is preferable that the holding temperature is a constant temperature.

また、ソルボサーマル合成処理Bにおいて、ソルボサーマル合成処理時の保持時間についても特に限定されないが、好ましくは1時間以上500時間以下、より好ましくは5時間以上200時間以下、さらに好ましくは24時間以上168時間以下である。この範囲であると、反応が好適に行われ、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50およびD90/D50を本発明の範囲内へと制御することがより容易となる。 Further, in the solvothermal synthesis treatment B, the holding time during the solvothermal synthesis treatment is not particularly limited, but is preferably 1 hour or more and 500 hours or less, more preferably 5 hours or more and 200 hours or less, and further preferably 24 hours or more and 168 hours or less. It's less than an hour. Within this range, the reaction is preferably carried out, and it becomes easier to control the particle sizes D50 and D90 / D50 of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles within the range of the present invention.

ソルボサーマル合成処理Bにおいて、ソルボサーマル合成処理時の圧力は、特に限定されないが、0.2MPa以上4.0MPa以下で行うと好ましい。このような圧力下での反応は、オートクレーブ等の耐圧容器中で行うことが好ましい。 In the solvothermal synthesis treatment B, the pressure during the solvothermal synthesis treatment is not particularly limited, but is preferably 0.2 MPa or more and 4.0 MPa or less. The reaction under such pressure is preferably carried out in a pressure-resistant container such as an autoclave.

したがって、本発明の一形態に係る製造方法においては、ソルボサーマル合成処理Bは、60℃以上200℃以下で、1時間以上500時間以下保持することで行うことが好ましい。 Therefore, in the production method according to one embodiment of the present invention, the solvothermal synthesis treatment B is preferably carried out by holding at 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower for 1 hour or longer and 500 hours or lower.

ソルボサーマル合成処理Bによって合成されたNbゾルは、ゾル状態を維持したまま、溶液Aの調製に用いられることが好ましい。Nbゾル生成から溶液Aの形成までゾル状態を維持して乾燥による凝集を回避することで、ソルボサーマル合成処理Bにより実現されたゾル中のNbの好適な粒径D50および良好な分散性をより良好に維持することができる。その結果、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50およびD90/D50を、本発明の範囲内へとより良好に制御することができる。 The Nb 2 O 5 sol synthesized by the solvothermal synthesis treatment B is preferably used for the preparation of the solution A while maintaining the sol state. By maintaining the sol state from the formation of the Nb 2 O 5 sol to the formation of the solution A and avoiding aggregation due to drying, the suitable particle size D50 of Nb 2 O 5 in the sol realized by the solvothermal synthesis treatment B and Good dispersibility can be better maintained. As a result, the particle sizes D50 and D90 / D50 of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles can be better controlled within the range of the present invention.

[ナトリウム含有化合物]
溶液Aは、ナトリウム含有化合物を含む。ナトリウム含有化合物は、直方体状の単結晶NaNbO粒子の合成において、Na源として用いられる。
[Sodium-containing compound]
Solution A contains a sodium-containing compound. The sodium-containing compound is used as a Na source in the synthesis of rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles.

ナトリウム含有化合物としては、ソルボサーマル合成処理Aにより直方体状の単結晶NaNbO粒子を合成しうるものであれば特に制限されず、公知のナトリウム含有化合物を用いることができる。ナトリウム含有化合物としては、水酸化ナトリウムまたはナトリウム塩が好ましい。ナトリウム塩としては、特に制限されないが、例えば、硫酸、炭酸、硝酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸およびリン酸等の無機酸のナトリウム塩や、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、2-メチル酪酸、n-ヘキサン酸、3,3-ジメチル酪酸、2-エチル酪酸、4-メチルペンタン酸、n-ヘプタン酸、2-メチルヘキサン酸、n-オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸および乳酸などのカルボン酸、ならびにメタンスルホン酸、エタンスルホン酸およびイセチオン酸等の有機酸のナトリウム塩等が挙げられる。なお、上記ナトリウム含有化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、直方体状の単結晶NaNbO粒子の不純物をより低減するとの観点から、ナトリウム含有化合物は、水酸化ナトリウムまたは無機酸のナトリウム塩がより好ましく、水酸化ナトリウム、硝酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムがさらに好ましく、水酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムが特に好ましい。ここで、溶液Aをアルカリ性とするために他のアルカリの添加を必須としないとの観点から、ナトリウム含有化合物は、ナトリウム含有化合物でもあり、アルカリでもある水酸化ナトリウムが最も好ましい。 The sodium-containing compound is not particularly limited as long as it can synthesize rectangular parallelepiped single crystal NaNbO3 particles by the solvothermal synthesis treatment A, and known sodium-containing compounds can be used. As the sodium-containing compound, sodium hydroxide or a sodium salt is preferable. The sodium salt is not particularly limited, and is, for example, a sodium salt of an inorganic acid such as sulfuric acid, carbonic acid, nitrate, boric acid, carbonic acid, hypophosphite, phobic acid and phosphoric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, etc. Buty acid, valeric acid, 2-methylbutyric acid, n-hexanoic acid, 3,3-dimethylbutyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, n-heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, n-octanoic acid, 2 -Ethylhexanoic acid, benzoic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid and lactic acid, etc. Examples thereof include carboxylic acids of the above, and sodium salts of organic acids such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid and isethionic acid. The sodium-containing compound may be used alone or in combination of two or more. Among these, sodium hydroxide or a sodium salt of an inorganic acid is more preferable as the sodium-containing compound from the viewpoint of further reducing impurities in the rectangular single crystal NaNbO 3 particles, and sodium hydroxide, sodium nitrate, and sodium hydrogen carbonate. Alternatively, sodium carbonate is more preferred, and sodium hydroxide or sodium carbonate is particularly preferred. Here, the sodium hydroxide is most preferably sodium hydroxide, which is both a sodium-containing compound and an alkali, from the viewpoint that the addition of another alkali is not essential in order to make the solution A alkaline.

溶液Aにおけるナトリウム含有化合物の含有量は、溶液A中に含まれるNb元素のモル量に対するNa元素のモル量の比Na/Nbとして、5以上20以下が好ましく、7以上15以下がより好ましく、8以上12以下がさらに好ましい。 The content of the sodium-containing compound in the solution A is preferably 5 or more and 20 or less, more preferably 7 or more and 15 or less, as the ratio of the molar amount of the Na element to the molar amount of the Nb element contained in the solution A, Na / Nb. 8 or more and 12 or less are more preferable.

[界面活性剤]
溶液Aは、界面活性剤をさらに含んでいてもよい。界面活性剤は、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径分布をより狭くし、合成における形状制御をより容易にするために用いられる。
[Surfactant]
Solution A may further contain a surfactant. Surfactants are used to narrow the particle size distribution of rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles and facilitate shape control in synthesis.

界面活性剤は、その存在下でソルボサーマル合成処理Aによる直方体状の単結晶NaNbO粒子を合成可能であれば特に制限されず、公知の界面活性剤を用いることができる。界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、アミン系界面活性剤、ホスフィン系界面活性剤およびチオール系界面活性剤等が挙げられる。アミン系界面活性剤としては、例えば、オレイルアミン、トリ-n-オクチルアミン、ドデシルアミン、n-オクチルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン等が挙げられる。ホスフィン系界面活性剤としては、例えば、トリ-n-オクチルホスフィン、トリ-n-ヘキシルホスフィン、トリ-n-ヘブチルホスフィン等が挙げられる。チオール系界面活性剤としては、例えば、1-ドデカンチオール等が挙げられる。なお、上記界面活性剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、界面活性剤は、アミン系界面活性剤が好ましく、オレイルアミンがより好ましい。 The surfactant is not particularly limited as long as it is possible to synthesize rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles by the solvothermal synthesis treatment A in the presence thereof, and a known surfactant can be used. The surfactant is not particularly limited, and examples thereof include an amine-based surfactant, a phosphine-based surfactant, and a thiol-based surfactant. Examples of the amine-based surfactant include oleylamine, tri-n-octylamine, dodecylamine, n-octylamine, butylamine, hexylamine and the like. Examples of the phosphine-based surfactant include tri-n-octylphosphine, tri-n-hexylphosphine, and tri-n-hebutylphosphine. Examples of the thiol-based surfactant include 1-dodecanethiol and the like. The above-mentioned surfactant may be used alone or in combination of two or more. Among these, as the surfactant, an amine-based surfactant is preferable, and oleylamine is more preferable.

溶液Aにおける界面活性剤の含有量は、溶液Aの総質量に対して20質量%以下が好ましい。この範囲であると、後述する本発明の第三の形態に係る製造方法で製造される、または本発明の第四の形態に係る誘電体磁器組成物の一例であるナノキューブ集積体として、誘電特性がより向上する。この理由は、直方体状の単結晶NaNbO粒子と隣接して配列されるナノキューブとの界面におけるエピタキシャル成長が促進されるからであると推測されるからである。同様の観点から、溶液Aにおける界面活性剤の含有量は10質量%以下が好ましく、1質量%以下がさらに好ましく、溶液Aが界面活性剤を実質的に含有しないことが特に好ましい(下限0%)。なお、本明細書中、「実質的に含有しない」とは、系の総質量に対して0.1質量%以下であることを表す。 The content of the surfactant in the solution A is preferably 20% by mass or less with respect to the total mass of the solution A. Within this range, as a nanocube aggregate produced by the production method according to the third aspect of the present invention described later, or as an example of the dielectric porcelain composition according to the fourth aspect of the present invention, dielectric. The characteristics are further improved. The reason for this is presumed to be that epitaxial growth is promoted at the interface between the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles and the nanocubes arranged adjacent to each other. From the same viewpoint, the content of the surfactant in the solution A is preferably 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably the solution A does not substantially contain the surfactant (lower limit 0%). ). In addition, in this specification, "substantially not contained" means that it is 0.1 mass% or less with respect to the total mass of a system.

[他の添加剤]
溶液Aは、本発明の効果を妨げない限り、他の添加剤を含んでいてもよい。
[Other additives]
Solution A may contain other additives as long as it does not interfere with the effects of the present invention.

[溶媒]
溶液Aは、溶媒をさらに含むことが好ましい。なお、Nbゾルを形成する溶媒は、ここで説明する溶媒には含めないものとする。
[solvent]
The solution A preferably further contains a solvent. The solvent that forms the Nb 2 O 5 sol is not included in the solvent described here.

溶液Aの溶媒は、その存在下でソルボサーマル合成処理Aによる直方体状の単結晶NaNbO粒子を合成可能であれば特に制限されず、水(純水、イオン交換水、超純水等)または公知の有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノール、ベンジルアルコール、メトキシエタノール等のアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸ブチル、酢酸エチル、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のエステル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メチルエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類等が挙げられる。なお、上記溶媒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、上記有機溶媒に水を混合した混合溶媒としてもよい。 The solvent of the solution A is not particularly limited as long as it is possible to synthesize rectangular single crystal NaNbO 3 particles by the solvothermal synthesis treatment A in the presence thereof, and water (pure water, ion-exchanged water, ultrapure water, etc.) or A known organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, sec-butanol, tert-butanol, benzyl alcohol and methoxyethanol; glycols such as ethylene glycol and diethylene glycol; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; esters such as butyl acetate, ethyl acetate, carbitol acetate and butyl carbitol acetate; ethers such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl ether and tetrahydrofuran; methyl ethanolamine , Amines such as diethanolamine; aromatics such as benzene, toluene, xylene and the like. The solvent may be used alone or in combination of two or more. Further, it may be a mixed solvent in which water is mixed with the above organic solvent.

これらの中でも、溶液Aの溶媒は、アルコールを含むことが好ましく、2種以上のアルコールを含むことがより好ましい。溶液Aの溶媒が2種以上のアルコールを含有することで、反応が好適に行われ、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50およびD90/D50を本発明の範囲内へと制御することがより容易となる。同様の観点から、2種以上のアルコールは、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、およびtert-ブタノールからなる群より選択される2種以上が好ましく、メタノールと、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、およびtert-ブタノールからなる群より選択される少なくとも1種との組み合わせがより好ましく、メタノールおよびエタノールがさらに好ましい。 Among these, the solvent of the solution A preferably contains alcohol, and more preferably contains two or more kinds of alcohol. When the solvent of the solution A contains two or more kinds of alcohols, the reaction is preferably carried out, and the particle sizes D50 and D90 / D50 of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles are controlled within the range of the present invention. Will be easier. From the same viewpoint, the two or more alcohols are preferably two or more selected from the group consisting of methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, sec-butanol, and tert-butanol, and methanol is preferable. And at least one selected from the group consisting of ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, sec-butanol, and tert-butanol are more preferred, and methanol and ethanol are even more preferred.

溶液Aの溶媒がメタノールおよび他のアルコール(好ましくはエタノール)を含む場合、メタノールの含有量は、特に制限されないが、アルコールの総体積に対して、25体積%以上が好ましい。この範囲であると、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50およびD90/D50を本発明の範囲内へと制御することがより容易となる。同様の観点から、メタノールの含有量は、アルコールの総体積に対して、50体積%以上がより好ましく、75体積%以上がさらに好ましい。また、メタノールの含有量は、特に制限されないが、アルコールの総体積に対して、99体積%以下が好ましい。この範囲であると、直方体状の単結晶NaNbO粒子の形成がより促進される。同様の観点から、メタノールの含有量は、アルコールの総体積に対して、95体積%以下がより好ましく、90体積%以下がさらに好ましい。 When the solvent of the solution A contains methanol and other alcohol (preferably ethanol), the content of methanol is not particularly limited, but is preferably 25% by volume or more based on the total volume of the alcohol. Within this range, it becomes easier to control the particle sizes D50 and D90 / D50 of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles within the range of the present invention. From the same viewpoint, the content of methanol is more preferably 50% by volume or more, still more preferably 75% by volume or more, based on the total volume of alcohol. The content of methanol is not particularly limited, but is preferably 99% by volume or less with respect to the total volume of alcohol. Within this range, the formation of rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles is further promoted. From the same viewpoint, the content of methanol is more preferably 95% by volume or less, still more preferably 90% by volume or less, based on the total volume of alcohol.

溶液Aの溶媒中のアルコールの比率は、溶液Aの溶媒の総体積に対して、50体積%以上が好ましく、75体積%以上が好ましく、100体積%がさらに好ましい。 The ratio of alcohol in the solvent of the solution A is preferably 50% by volume or more, more preferably 75% by volume or more, still more preferably 100% by volume, based on the total volume of the solvent of the solution A.

[溶液Aの性質]
溶液Aは、水を含むことが好ましい。溶液Aが水を含むようにするには、Nbゾルを形成する際に溶媒として水を用いてもよいし、溶液Aの溶媒として水を用いてもよいし、その両方であってもよい。また、この際、溶液Aは、アルカリ性がより好ましい。本明細書中、アルカリ性とは、pHが7以上であることを表す。溶液Aがアルカリ性であると、ソルボサーマル合成処理Aによる直方体状の単結晶NaNbO粒子の合成がより促進される。同様の観点から、溶液AのpHは7以上14以下がさらに好ましく、9以上13以下が特に好ましく、10以上13以下が最も好ましい。
[Characteristics of solution A]
The solution A preferably contains water. In order for the solution A to contain water, water may be used as a solvent in forming the Nb 2 O 5 sol, water may be used as the solvent of the solution A, or both. May be good. Further, at this time, the solution A is more preferably alkaline. In the present specification, alkaline means that the pH is 7 or more. When the solution A is alkaline, the synthesis of rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles by the solvothermal synthesis treatment A is further promoted. From the same viewpoint, the pH of the solution A is more preferably 7 or more and 14 or less, particularly preferably 9 or more and 13 or less, and most preferably 10 or more and 13 or less.

溶液Aをアルカリ性とするために、溶液Aはアルカリをさらに含有することが好ましい。アルカリとは、水に溶解して水酸化物イオン(OH)を発生させる化合物をいう。アルカリは、その存在下でソルボサーマル合成処理Aによる直方体状の単結晶NaNbO粒子を合成可能であれば特に制限されず、公知のアルカリを用いることができる。 In order to make the solution A alkaline, it is preferable that the solution A further contains an alkali. Alkali refers to a compound that dissolves in water to generate hydroxide ions (OH- ) . The alkali is not particularly limited as long as it is possible to synthesize rectangular parallelepiped single crystal NaNbO3 particles by the solvothermal synthesis treatment A in the presence thereof, and a known alkali can be used.

ここで、上記のナトリウム含有化合物の説明で述べた、ナトリウム含有化合物でもあり、アルカリでもある水酸化ナトリウム以外のアルカリとしては、特に制限されないが、例えばアンモニア等を好ましく用いることができる。なお、上記アルカリは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。 Here, the alkali other than sodium hydroxide, which is also a sodium-containing compound and is also an alkali, described in the above description of the sodium-containing compound is not particularly limited, but for example, ammonia or the like can be preferably used. The above alkali may be used alone or in combination of two or more.

これより、本発明の一形態に係る製造方法は、Nbゾルと、ナトリウム含有化合物と、アルカリとを含む溶液Aを調製することを含むことが好ましい。 From this, it is preferable that the production method according to one embodiment of the present invention comprises preparing a solution A containing an Nb 2 O 5 sol, a sodium-containing compound, and an alkali.

アルカリの添加量は、溶液Aがアルカリ性となるよう、または所望のpH値となるよう、適宜設定すればよい。 The amount of alkali added may be appropriately set so that the solution A becomes alkaline or has a desired pH value.

(3)ソルボサーマル合成処理A
本発明の一形態に係る製造方法は、溶液Aを用いてソルボサーマル合成処理(ソルボサーマル合成処理A)を行うことを含む。
(3) Solvothermal synthesis process A
The production method according to one embodiment of the present invention includes performing a solvothermal synthesis treatment (solvothermal synthesis treatment A) using the solution A.

ソルボサーマル合成処理および水熱合成処理の定義は、上記したソルボサーマル合成処理BによるNbゾルの合成における定義と同様である。 The definitions of the solvothermal synthesis treatment and the hydrothermal synthesis treatment are the same as the definitions in the synthesis of the Nb 2 O 5 sol by the solvothermal synthesis treatment B described above.

ソルボサーマル合成処理Aは、50℃未満(好ましくは25℃)の状態からソルボサーマル合成処理時の保持温度以上の温度まで、溶液Aを40℃/分以上の昇温速度で昇温することを含むことが好ましい。この範囲であると、急速なNaNbO濃度の増大により多数の結晶核が生成されることとなり、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50およびD90/D50を本発明の範囲内へと制御することがより容易となる。同様の観点から、昇温速度は、50℃/分以上がより好ましく、60℃/分以上がさらに好ましい。また、目的とする昇温速度の実現容易性の観点から、ソルボサーマル合成処理Aは、50℃未満(好ましくは室温)の状態からソルボサーマル合成処理時の保持温度以上の温度まで、溶液Aを200℃/分以下の昇温速度で昇温することに含むことが好ましい。同様の観点から、昇温速度は120℃/分以下がより好ましく、100℃/分以下がさらに好ましい。ただし、ソルボサーマル合成処理Aにおける溶液Aの昇温速度はこれに限定されるものではない。 In the solvothermal synthesis treatment A, the temperature of the solution A is raised from a state of less than 50 ° C. (preferably 25 ° C.) to a temperature higher than the holding temperature at the time of the solvothermal synthesis treatment at a heating rate of 40 ° C./min or more. It is preferable to include it. Within this range, a large number of crystal nuclei will be generated due to the rapid increase in NaNbO 3 concentration, and the particle sizes D50 and D90 / D50 of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles will be controlled within the range of the present invention. It will be easier to do. From the same viewpoint, the heating rate is more preferably 50 ° C./min or higher, and even more preferably 60 ° C./min or higher. Further, from the viewpoint of easiness of realizing the target temperature rise rate, the solvothermal synthesis treatment A prepares the solution A from a state of less than 50 ° C. (preferably room temperature) to a temperature higher than the holding temperature at the time of the solvothermal synthesis treatment. It is preferable to include the temperature rising at a heating rate of 200 ° C./min or less. From the same viewpoint, the heating rate is more preferably 120 ° C./min or less, and further preferably 100 ° C./min or less. However, the rate of temperature rise of the solution A in the solvothermal synthesis treatment A is not limited to this.

これより、本発明の一形態に係る製造方法は、ソルボサーマル合成処理Aが、溶液Aを40℃/分以上200℃/分以下の昇温速度で昇温することを含むことが好ましい。 From this, it is preferable that the production method according to one embodiment of the present invention includes the solvothermal synthesis treatment A in which the solution A is heated at a heating rate of 40 ° C./min or more and 200 ° C./min or less.

ソルボサーマル合成処理Aにおいて、ソルボサーマル合成処理時の保持温度は、特に限定されないが、60℃以上300℃以下であると好ましく、140℃以上260℃以下であるとより好ましく、180℃以上230℃以下であるとさらに好ましい。また、ソルボサーマル合成処理Aは、保持温度が一定温度であることが好ましい。 In the solvothermal synthesis treatment A, the holding temperature during the solvothermal synthesis treatment is not particularly limited, but is preferably 60 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 140 ° C. or higher and 260 ° C. or lower, and 180 ° C. or higher and 230 ° C. The following is more preferable. Further, in the solvothermal synthesis treatment A, the holding temperature is preferably a constant temperature.

また、ソルボサーマル合成処理Aにおいて、ソルボサーマル合成処理時の保持時間についても特に限定されないが、好ましくは1分以上である。この範囲であると、直方体状の単結晶NaNbO粒子の形成に際して未反応物の量をより低減できる。同様の観点から、ソルボサーマル合成処理時の保持時間は、2分以上がより好ましく、3分以上がさらに好ましく、5分以上が特に好ましい。また、ソルボサーマル合成処理Aにおいて、ソルボサーマル合成処理時の保持時間は、20時間以下が好ましい。この範囲であると、多結晶粒子の形成をより抑制し、直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径D50を一定以下の値へと制御することがより容易となる。同様の観点から、ソルボサーマル合成処理時の保持時間は、60分以下がより好ましく、10分以下がさらに好ましく、7分以下が特に好ましい。 Further, in the solvothermal synthesis treatment A, the holding time during the solvothermal synthesis treatment is not particularly limited, but is preferably 1 minute or more. Within this range, the amount of unreacted material can be further reduced when forming rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles. From the same viewpoint, the holding time during the solvothermal synthesis treatment is more preferably 2 minutes or more, further preferably 3 minutes or more, and particularly preferably 5 minutes or more. Further, in the solvothermal synthesis treatment A, the holding time during the solvothermal synthesis treatment is preferably 20 hours or less. Within this range, it becomes easier to suppress the formation of polycrystalline particles and to control the particle size D50 of the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles to a value below a certain level. From the same viewpoint, the holding time during the solvothermal synthesis treatment is more preferably 60 minutes or less, further preferably 10 minutes or less, and particularly preferably 7 minutes or less.

ソルボサーマル合成処理Aにおいて、ソルボサーマル合成処理時の圧力は、特に限定されないが、0.2MPa以上4.0MPa以下程度で行うと好ましい。このような圧力下での反応は、反応時に必要とされる圧力に応じて、オートクレーブ等の耐圧容器中で行ってもよい。 In the solvothermal synthesis treatment A, the pressure during the solvothermal synthesis treatment is not particularly limited, but is preferably 0.2 MPa or more and 4.0 MPa or less. The reaction under such pressure may be carried out in a pressure-resistant container such as an autoclave, depending on the pressure required for the reaction.

かような昇温速度または反応温度(保持温度)を実現する方法としては、特に制限されないが、マイクロ波を照射する方法が好ましい。マイクロ波照射装置としては、市販のものを用いてもよく、例えば、マイクロ波合成装置(マイルストーンゼネラル株式会社製:StartSYNTH)等を用いることができる。マイクロ波の出力としては、特に制限されないが、500W以上1000W以下が好ましい。すなわち、ソルボサーマル合成処理Aは、昇温速度および反応温度(保持温度)が共にマイクロ波を照射する方法で実現されること、すなわちマイクロ波照射下で行われることが好ましい。 The method for achieving such a temperature rise rate or reaction temperature (holding temperature) is not particularly limited, but a method of irradiating with microwaves is preferable. As the microwave irradiation device, a commercially available device may be used, and for example, a microwave synthesizer (manufactured by Milestone General Co., Ltd .: Start SYNTH) or the like can be used. The microwave output is not particularly limited, but is preferably 500 W or more and 1000 W or less. That is, it is preferable that the sorbothermal synthesis process A is realized by a method in which both the temperature rising rate and the reaction temperature (holding temperature) are irradiated with microwaves, that is, it is performed under microwave irradiation.

ソルボサーマル合成処理Aにおいては、攪拌が行われることが好ましい。攪拌方法としては特に制限されず、公知の方法を用いることができる。攪拌方法の好ましい一例は、攪拌子を用いる方法等が挙げられる。攪拌の際の回転数としては、ソルボサーマル反応中に溶液Aが十分に攪拌されれば特に制限されないが、例えば、20rpm以上2000rpm以下が好ましい。 In the solvothermal synthesis treatment A, it is preferable that stirring is performed. The stirring method is not particularly limited, and a known method can be used. A preferable example of the stirring method is a method using a stirrer. The rotation speed at the time of stirring is not particularly limited as long as the solution A is sufficiently stirred during the solvothermal reaction, but is preferably 20 rpm or more and 2000 rpm or less, for example.

(4)洗浄・乾燥処理
上記ソルボサーマル合成処理Aにより直方体状の単結晶NaNbO粒子を合成した後、必要に応じて洗浄・乾燥を行ってもよい。これらは、主として、合成により生じた不純物や未反応物を除去するために行われる。したがって、洗浄溶媒は、これらを溶解させることができると共に、生成した直方体状の単結晶NaNbO粒子に影響しない溶媒が用いられる。例えば、エタノール、酢酸水溶液、水等を用いることが好ましい。この時の洗浄溶媒の温度は、不純物や未反応物の除去を効率よく行い、かつ、精製した直方体状の単結晶NaNbO粒子の物性を損なうことを抑制するため、10℃以上80℃以下であると好ましい。
(4) Washing / Drying Treatment After synthesizing 3 rectangular parallelepiped single crystal NaNbO particles by the above solvothermal synthesis treatment A, washing / drying may be performed as necessary. These are mainly performed to remove impurities and unreacted substances generated by synthesis. Therefore, as the cleaning solvent, a solvent that can dissolve these and does not affect the produced rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles is used. For example, it is preferable to use ethanol, an aqueous acetic acid solution, water or the like. The temperature of the washing solvent at this time is 10 ° C. or higher and 80 ° C. or lower in order to efficiently remove impurities and unreacted substances and to suppress the deterioration of the physical properties of the purified rectangular single crystal NaNbO 3 particles. It is preferable to have it.

また、乾燥条件も特に制限されないが、100℃以上150℃以下で乾燥させると好ましい。この時用いられる乾燥装置は、特に制限されず、例えば、オーブン、熱風乾燥機などの通常用いられる装置を用いることができる。これらの乾燥装置は、複数を組み合わせて使用してもよい。 Further, the drying conditions are not particularly limited, but it is preferable to dry at 100 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. The drying device used at this time is not particularly limited, and for example, a commonly used device such as an oven or a hot air dryer can be used. A plurality of these drying devices may be used in combination.

上記乾燥時の雰囲気は特に制限されず、大気中、または窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行うこともできる。 The atmosphere at the time of drying is not particularly limited, and the atmosphere may be the atmosphere or an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or argon gas.

<誘電体磁器組成物およびその製造方法>
本発明の第三の形態は、本発明の第一の形態に係る製造方法によって直方体状の単結晶NaNbO粒子を合成すること、および前記直方体状の単結晶NaNbO粒子を含む誘電体磁器組成物形成材料を成形することを含む、誘電体磁器組成物の製造方法に関する。
<Dielectric porcelain composition and its manufacturing method>
The third aspect of the present invention is to synthesize rectangular single crystal NaNbO 3 particles by the production method according to the first aspect of the present invention, and to form a dielectric porcelain containing the rectangular single crystal NaNbO 3 particles. The present invention relates to a method for producing a dielectric porcelain composition, which comprises molding a material forming material.

これより、本発明の第四の形態は、本発明の第二の形態に係る単結晶NaNbO粒子を含む、誘電体磁器組成物でもある。 From this, the fourth aspect of the present invention is also a dielectric porcelain composition containing the single crystal NaNbO 3 particles according to the second aspect of the present invention.

誘電体磁器組成物形成材料は、NaNbO以外の他の成分(その他の成分)を含んでいてもよく、その他の成分としては、NaNbO以外の金属酸化物であることが好ましく、チタンを含む金属酸化物であることがより好ましく、チタン酸バリウム(BaTiO)であることがさらに好ましい。また、その他の成分としては、単結晶粒子であることが好ましく、直方体状の単結晶粒子であることがより好ましく、立方体状の単結晶粒子であることがさらに好ましい。 The material for forming the dielectric porcelain composition may contain other components (other components) other than NaNbO 3 , and the other components are preferably metal oxides other than NaNbO 3 , and include titanium. It is more preferably a metal oxide, and even more preferably barium titanate (BaTIO 3 ). Further, as the other components, single crystal particles are preferable, rectangular parallelepiped single crystal particles are more preferable, and cubic single crystal particles are further preferable.

誘電体磁器組成物の製造方法としては、特に制限されず、例えば、本発明の第一の形態に係る製造方法によって合成された直方体状の単結晶NaNbO粒子、または本発明の第二の形態に係る直方体状の単結晶NaNbO粒子と、その他の成分と、を混合して誘電体磁器組成物形成材料を調製する工程(調整工程)と、得られた誘電体磁器組成物形成材料を用いて成形して成形体(グリーンシート)を作製する工程(グリーンシート作製工程)と、当該成形体(グリーンシート)を焼成する工程と、を含む製造方法が挙げられる。また、例えば、本発明の第一の形態に係る製造方法によって合成された直方体状の単結晶NaNbO粒子、または本発明の第二の形態に係る直方体状の単結晶NaNbO粒子と、その他の成分と、を混合して誘電体磁器組成物形成材料を調製する工程(調整工程)と、得られた誘電体磁器組成物形成材料をスラリー分散させる工程(スラリー分散工程)と、スラリー分散された誘電体磁器組成物形成材料を、毛細管力を利用したディップコーティングにより基板上にコーティングして成形する工程(コーティング工程)と、を含む製造方法が挙げられる。本方法においては、コーティング工程の後に得られた成形体を焼成する工程をさらに含んでいてもよい。なお、当該製造方法においては、前記調整工程と、前記スラリー分散工程とは、同一の工程として行われていてもよい。 The method for producing the dielectric porcelain composition is not particularly limited, and for example, the rectangular single crystal NaNbO 3 particles synthesized by the production method according to the first embodiment of the present invention, or the second embodiment of the present invention. A step (adjustment step) of preparing a dielectric porcelain composition forming material by mixing the square-shaped single crystal NaNbO 3 particles according to the above and other components, and using the obtained dielectric porcelain composition forming material. A manufacturing method including a step of producing a molded body (green sheet) by molding (green sheet) and a step of firing the molded body (green sheet) can be mentioned. Further, for example, the rectangular single crystal NaNbO 3 particles synthesized by the production method according to the first embodiment of the present invention, or the rectangular single crystal NaNbO 3 particles according to the second embodiment of the present invention, and other A step of preparing a dielectric porcelain composition forming material by mixing the components (adjustment step), a step of slurry-dispersing the obtained dielectric porcelain composition-forming material (slurry dispersion step), and a slurry dispersion. Examples thereof include a manufacturing method including a step of coating a dielectric porcelain composition forming material on a substrate by dip coating using a capillary force (coating step). The method may further include a step of firing the obtained molded product after the coating step. In the manufacturing method, the adjustment step and the slurry dispersion step may be performed as the same step.

誘電体磁器組成物としては、特に制限されないが、直方体状の単結晶NaNbO粒子を含む単結晶粒子同士を配列させた、3次元接合構造を有する集積体が好ましい。かような集積体としてはナノキューブ集積体であることが好ましく、ナノキューブ集積体の特に好ましい一例を、図3に示す。図3は、チタン酸バリウムナノキューブとニオブ酸ナトリウムナノキューブ(立方体状の単結晶NaNbO粒子)とが配列され、その界面で結晶格子を歪ませた構造を有する、3次元ヘテロ接合構造を有する、異種強誘電体ナノキューブ集積体を表す。 The dielectric porcelain composition is not particularly limited, but an aggregate having a three-dimensional junction structure in which single crystal particles including rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles are arranged is preferable. As such an aggregate, a nanocube aggregate is preferable, and a particularly preferable example of the nanocube aggregate is shown in FIG. FIG. 3 has a three-dimensional heterojunction structure in which barium titanate nanocubes and sodium niobate nanocubes (cubic single crystal NaNbO 3 particles) are arranged and the crystal lattice is distorted at the interface thereof. , Represents a heterogeneous ferroelectric nanocube aggregate.

図3中、1は異種強誘電体ナノキューブ集積体を、2はチタン酸バリウムナノキューブ(すなわち、立方体状の単結晶BaTiO粒子:正方晶構造)を、3はニオブ酸ナトリウムナノキューブ(すなわち、立方体状の単結晶NaNbO粒子:斜方晶構造)をそれぞれ表す。ここで、4は、チタン酸バリウムナノキューブとニオブ酸ナトリウムナノキューブとの界面を表す。このような界面では結晶格子の歪みが発生しており、その結果、異種強誘電体ナノキューブ集積体は優れた誘電特性を発現する。 In FIG. 3, 1 is a heterogeneous ferroelectric nanocube aggregate, 2 is a barium titanate nanocube (that is, cubic single crystal BaTiO 3 particles: tetragonal structure), and 3 is a sodium niobate nanocube (that is, that is). , Cube-shaped single crystal NaNbO 3 particles: tetragonal structure). Here, 4 represents the interface between the barium titanate nanocube and the sodium niobate nanocube. Distortion of the crystal lattice occurs at such an interface, and as a result, the heterogeneous ferroelectric nanocube aggregate exhibits excellent dielectric properties.

なお、図3では、チタン酸バリウムナノキューブと立方体状の単結晶NaNbO粒子とが共に立方体状であるが、本発明に係る誘電体磁器組成物である集積体の構成はこれに限定されるものではなく、立方体以外の形状である直方体状の単結晶同士を配列させてもよく、立方体以外の形状である直方体状の単結晶粒子と立方体状の単結晶粒子とを配列させていてもよい。 In FIG. 3, the barium nanocube titanate and the cubic single crystal NaNbO 3 particles are both cubic, but the configuration of the aggregate which is the dielectric porcelain composition according to the present invention is limited to this. Instead of a cube, rectangular parallelepiped single crystals having a shape other than a cube may be arranged, or a rectangular parallelepiped single crystal particle having a shape other than a cube and a cubic single crystal particle may be arranged. ..

<用途>
本発明に係る製造方法で製造された、または本発明に係る直方体状の単結晶NaNbO粒子、または誘電体磁器組成物は、積層チップコンデンサ等の小型大容量化のために用いられることが好ましい。これらは、誘電体セラミックスおよび誘電体セラミックス組成物などの電子部品材料として、特に、車載向けに適した温度特性を有する電子部品材料として用いられることが好ましく、将来的には、電気自動車向け電子部品材料としての用途も期待される。
<Use>
The rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles or the dielectric porcelain composition produced by the production method according to the present invention or according to the present invention are preferably used for miniaturization and large capacity of laminated chip capacitors and the like. .. These are preferably used as electronic component materials such as dielectric ceramics and dielectric ceramic compositions, particularly as electronic component materials having temperature characteristics suitable for automobiles, and in the future, electronic components for electric vehicles. It is also expected to be used as a material.

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。 The effects of the present invention will be described with reference to the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
<Nbゾルの調製>
[溶液Bの調整]
NbCl(株式会社高純度化学研究所製)を5g秤量し、これにエタノールを10ml加えて溶液を調製した。この溶液を攪拌しながら、0.3mol/Lアンモニア水200mlにこの溶液を滴下して、Nb・nHOの沈殿を生成させた。その後、この沈殿を含む溶液を10000rpm、5分の条件で遠心分離して、上澄みを除去することで、沈殿物Nb・nHOを得た。氷水により冷却された状態で、得られた沈殿物Nb・nHOに、攪拌しながら、濃度30質量%の過酸化水素水を20ml添加して溶液Bを調製した。ここで、Nb元素とHとのモル比がNb元素:H=1:10となるよう過酸化水素水を加えた。
(Example 1)
<Preparation of Nb 2 O 5 sol>
[Preparation of solution B]
5 g of NbCl 5 (manufactured by High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd.) was weighed, and 10 ml of ethanol was added thereto to prepare a solution. While stirring this solution, this solution was added dropwise to 200 ml of 0.3 mol / L ammonia water to form a precipitate of Nb 2 O 5 · nH 2 O. Then, the solution containing this precipitate was centrifuged at 10000 rpm for 5 minutes to remove the supernatant to obtain a precipitate Nb 2 O 5 · nH 2 O. A solution B was prepared by adding 20 ml of hydrogen peroxide solution having a concentration of 30% by mass to the obtained precipitate Nb 2 O 5 · nH 2 O in a state of being cooled by ice water while stirring. Here, hydrogen peroxide solution was added so that the molar ratio of Nb element and H 2 O 2 was Nb element: H 2 O 2 = 1:10.

[ソルボサーマル合成処理B]
得られた溶液Bをオートクレーブ容器(三愛科学株式会社製)に入れて、75℃、24時間保持の条件で反応させ、ソルボサーマル合成処理B(水熱合成処理)を行うことで、Nbゾルを調製した。ここで、ソルボサーマル合成処理Bにおいて、保持時の反応系内の圧力は0.2MPa以上であった。
[Solvothermal synthesis process B]
The obtained solution B is placed in an autoclave container (manufactured by San-ai Kagaku Co., Ltd.) and reacted at 75 ° C. for 24 hours to perform solvothermal synthesis treatment B (hydrothermal synthesis treatment). 5 sol was prepared. Here, in the solvothermal synthesis treatment B, the pressure in the reaction system during holding was 0.2 MPa or more.

<直方体状の単結晶NaNbO粒子の合成>
[溶液Aの調製]
上記得られたNbゾル:Nb元素換算で0.25mmol、NaOH:5mmol、メタノール:30ml、エタノール:10mlをそれぞれ計量し、100mlのマイクロ波合成装置用容器に入れることで、溶液Aを調製した。
<Synthesis of 3 rectangular parallelepiped single crystal NaNbO particles>
[Preparation of solution A]
The above-mentioned Nb 2 O 5 sol: 0.25 mmol in terms of Nb element, NaOH: 5 mmol, methanol: 30 ml, ethanol: 10 ml are weighed, and the solution A is placed in a 100 ml microwave synthesizer container. Prepared.

[ソルボサーマル合成処理A]
得られた溶液Aを、マイクロ波合成装置(マイルストーンゼネラル株式会社製:StartSYNTH)を用いて、200rpmで攪拌しながら、出力800Wのマイクロ波照射環境下、200℃まで3分間で上昇(昇温速度66.7℃/分)後、200℃、5分保持の条件でソルボサーマル合成処理Aを行い、生成物溶液を調製した。ここで、ソルボサーマル合成処理Aにおいて、昇温開始から一定期間経過後の昇温時の反応系内の圧力、および保持時の反応系内の圧力は0.2MPa以上であった。
[Solvothermal synthesis process A]
The obtained solution A is heated to 200 ° C. in 3 minutes under a microwave irradiation environment with an output of 800 W while stirring at 200 rpm using a microwave synthesizer (manufactured by Milestone General Co., Ltd .: Start SYNTH). After a rate of 66.7 ° C./min), solvothermal synthesis treatment A was performed under the conditions of holding at 200 ° C. for 5 minutes to prepare a product solution. Here, in the solvothermal synthesis treatment A, the pressure in the reaction system at the time of raising the temperature after a certain period of time from the start of the temperature rise and the pressure in the reaction system at the time of holding were 0.2 MPa or more.

[洗浄・乾燥処理]
得られた生成物溶液を10000rpm、5分の条件で遠心分離し、上澄み液を除去することで生成物を取り出した。この生成物をエタノールに添加してエタノール溶液を調製した後、エタノール溶液を10000rpm、5分の条件で遠心分離し、上澄み液を除去することで粒子の洗浄を行い、80℃で乾燥をして生成物を得た。
[Washing / drying process]
The obtained product solution was centrifuged at 10000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was removed to remove the product. After adding this product to ethanol to prepare an ethanol solution, the ethanol solution is centrifuged at 10000 rpm for 5 minutes, and the supernatant is removed to wash the particles and dry at 80 ° C. The product was obtained.

[評価]
得られた生成物について、株式会社RIGAKU製試料水平型多目的X線回折装置Ultima IVを用いて、電圧40kV、電流30mAの条件でXRD(X-ray diffraction)測定を行うことで同定を行い、FEI company製Tecnai Osirisを用いて、加速電圧200kVの条件でTEM(Transmission Electron Microscope)電子線回折を行うことで単結晶であることを確認した。
[evaluation]
The obtained product was identified by performing XRD (X-ray diffraction) measurement under the conditions of a voltage of 40 kV and a current of 30 mA using a sample horizontal multipurpose X-ray diffractometer Ultra IV manufactured by RIGAKU Co., Ltd., and FEI. It was confirmed that the crystal was a single crystal by performing TEM (Transmission Electron Microscope) electron diffraction under the condition of an acceleration voltage of 200 kV using Tecnai Osiris manufactured by company.

さらに、得られた生成物について、日本電子株式会社(JEOL Ltd.)製JSM-6500を用いて、加速電圧15kVの条件でSEM(Scanning Electron Microscope)観察を行うことで粒子の形状を確認するとともに個々の粒径の計測を行い、さらに計測結果より粒子の粒径D50およびD90を算出した。 Furthermore, the shape of the particles of the obtained product is confirmed by observing the SEM (Scanning Electron Microscope) using JSM-6500 manufactured by JEOL Ltd. under the condition of an acceleration voltage of 15 kV. The individual particle sizes were measured, and the particle sizes D50 and D90 were calculated from the measurement results.

ここで、TEM電子線回折では、電子線回折図形が、回折斑点(スポット)が規則正しく並ぶ状態であることから、得られた生成物の粒子が単結晶であることを確認した。 Here, in the TEM electron diffraction, it was confirmed that the particles of the obtained product were single crystals because the diffraction spots (spots) were regularly arranged in the electron diffraction pattern.

(実施例2)
ソルボサーマル合成処理Bにおいて、オートクレーブ容器による水熱合成処理を、75℃、168時間の条件で行った以外は実施例1と同様にしてNbゾルを調製し、生成物を得た。その後、実施例1と同様にして得られた粒子を評価した。
(Example 2)
In the solvothermal synthesis treatment B, an Nb 2 O 5 sol was prepared in the same manner as in Example 1 except that the hydrothermal synthesis treatment using an autoclave container was carried out under the conditions of 75 ° C. and 168 hours to obtain a product. Then, the particles obtained in the same manner as in Example 1 were evaluated.

(実施例3)
ソルボサーマル合成処理Bにおいて、オートクレーブ容器による水熱合成処理を、95℃、24時間の条件で行った以外は実施例1と同様にしてNbゾルを調製し、生成物を得た。その後、実施例1と同様にして得られた粒子を評価した。
(Example 3)
In the solvothermal synthesis treatment B, an Nb 2 O 5 sol was prepared in the same manner as in Example 1 except that the hydrothermal synthesis treatment using an autoclave container was carried out at 95 ° C. for 24 hours, and a product was obtained. Then, the particles obtained in the same manner as in Example 1 were evaluated.

(実施例4)
ソルボサーマル合成処理Bにおいて、オートクレーブ容器による水熱合成処理を、95℃、168時間の条件で行った以外は実施例1と同様にしてNbゾルを調製し、生成物を得た。その後、実施例1と同様にして得られた粒子を評価した。
(Example 4)
In the solvothermal synthesis treatment B, an Nb 2 O 5 sol was prepared in the same manner as in Example 1 except that the hydrothermal synthesis treatment using an autoclave container was carried out under the conditions of 95 ° C. and 168 hours to obtain a product. Then, the particles obtained in the same manner as in Example 1 were evaluated.

(比較例1)
Nb粉末:Nb元素換算で0.25mmol(キシダ化学株式会社製)、NaOH:5mmol、メタノール:30ml、エタノール:10mlをそれぞれ計量し、100mlのマイクロ波合成装置用容器に入れて溶液を調製した。ここで、Nb粉末は溶液中に沈殿しており、ゾルを形成しなかった。
(Comparative Example 1)
Nb 2 O 5 powder: 0.25 mmol (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) in terms of Nb element, NaOH: 5 mmol, methanol: 30 ml, ethanol: 10 ml, respectively, weighed and placed in a 100 ml microwave synthesizer container to prepare the solution. Prepared. Here, the Nb 2 O 5 powder was precipitated in the solution and did not form a sol.

この溶液を、マイクロ波合成装置(マイルストーンゼネラル株式会社製:StartSYNTH)を用いて、200rpmで攪拌しながら、出力800Wのマイクロ波照射環境下、200℃まで3分間で上昇(昇温速度66.7℃/分)後、200℃、60分保持の条件でソルボサーマル合成処理を行い、生成物含有液を調製した。 While stirring this solution at 200 rpm using a microwave synthesizer (manufactured by Milestone General Co., Ltd .: Start SYNTH), the temperature rises to 200 ° C. in 3 minutes under a microwave irradiation environment with an output of 800 W (heating rate 66. After 7 ° C./min), a solvothermal synthesis treatment was carried out under the conditions of holding at 200 ° C. for 60 minutes to prepare a product-containing solution.

得られた生成物含有液について実施例1と同様にして生成物を取り出し、洗浄・乾燥を行い、実施例1と同様に評価した。 The obtained product-containing liquid was taken out in the same manner as in Example 1, washed and dried, and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
Nb(CO):Nb元素換算で0.25mmol(和光純薬工業株式会社製)、NaOH:5mmol、メタノール:30ml、エタノール:10mlをそれぞれ計量し、100mlのマイクロ波合成装置用容器に入れて溶液を調製した。
(Comparative Example 2)
Nb (C 2 H 5 O) 5 : 0.25 mmol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in terms of Nb element, NaOH: 5 mmol, methanol: 30 ml, ethanol: 10 ml, respectively, weighed and used for a 100 ml microwave synthesizer. The solution was prepared in a container.

この溶液を、マイクロ波合成装置(マイルストーンゼネラル株式会社製:StartSYNTH)を用いて、200rpmで攪拌しながら、出力800Wのマイクロ波照射環境下、200℃まで3分間で上昇(昇温速度66.7℃/分)後、200℃、60分保持の条件でソルボサーマル合成処理を行い、生成物含有液を調製した。 While stirring this solution at 200 rpm using a microwave synthesizer (manufactured by Milestone General Co., Ltd .: Start SYNTH), the temperature rises to 200 ° C. in 3 minutes under a microwave irradiation environment with an output of 800 W (heating rate 66. After 7 ° C./min), a solvothermal synthesis treatment was carried out under the conditions of holding at 200 ° C. for 60 minutes to prepare a product-containing solution.

得られた生成物含有液について実施例1と同様にして生成物を取り出し、洗浄・乾燥を行い、実施例1と同様に評価した。 The obtained product-containing liquid was taken out in the same manner as in Example 1, washed and dried, and evaluated in the same manner as in Example 1.

ここで、実施例3の生成物について、XRDの結果を図1に、SEM観察結果を図2にそれぞれ記載した。 Here, for the product of Example 3, the XRD results are shown in FIG. 1, and the SEM observation results are shown in FIG. 2, respectively.

図1の結果より、得られたピーク位置から生成物が結晶性のNaNbOであることを確認した。なお、図1のXRDスペクトル中、「反応前」とはソルボサーマル合成処理A前、「反応後」とは、ソルボサーマル合成処理A後を示す。 From the results of FIG. 1, it was confirmed that the product was crystalline NaNbO 3 from the obtained peak position. In the XRD spectrum of FIG. 1, "before reaction" means before solvothermal synthesis treatment A, and "after reaction" means after solvothermal synthesis treatment A.

図2において、(a)は撮像したSEM写真を、(b)は1つの粒子について拡大したSEM写真である。これより、得られた粒子が立方体状であることが確認できる。 In FIG. 2, (a) is an imaged SEM photograph, and (b) is an enlarged SEM photograph for one particle. From this, it can be confirmed that the obtained particles are cubic.

実施例1、2および4の生成物についても、平均粒径およびD90/D50は異なるものの、実施例3と類似の結果が確認された。 Similar results to those of Example 3 were confirmed for the products of Examples 1, 2 and 4, although the average particle size and D90 / D50 were different.

各実施例および各比較例におけるソルボサーマル合成処理Bの反応温度および反応時間の条件、ソルボサーマル合成処理AにおけるNb源、ならびに得られた粒子の特性をそれぞれ下記表1および下記表2にまとめる。下記表2において、平均粒径5nm以上100nm以下、D90/D50が1.01以上1.40以下の粒子を○と判定し、この平均粒径またはD90/D50の範囲を満たさない粒子を×と判定した。 The conditions of the reaction temperature and reaction time of the solvothermal synthesis treatment B in each example and each comparative example, the Nb source in the solvothermal synthesis treatment A, and the characteristics of the obtained particles are summarized in Table 1 and Table 2 below, respectively. In Table 2 below, particles with an average particle size of 5 nm or more and 100 nm or less and D90 / D50 of 1.01 or more and 1.40 or less are judged as ◯, and particles that do not meet this average particle size or the range of D90 / D50 are defined as ×. Judged.

Figure 0006993058000001
Figure 0006993058000001

Figure 0006993058000002
Figure 0006993058000002

以上の結果より、本発明に係る実施例1~4の製造方法によって粒径分布において個数基準の積算分率における50%径である粒径D50が5nm以上100nm以下であり、粒径分布において個数基準の積算分率における90%径である粒径D90の、前記D50に対する比であるD90/D50が1.01以上1.4以下である、直方体状(上記例では立方体状)の単結晶NaNbO粒子が製造されることが確認された。 From the above results, according to the production methods of Examples 1 to 4 according to the present invention, the particle size D50, which is a 50% diameter in the integrated fraction based on the number of particles in the particle size distribution, is 5 nm or more and 100 nm or less, and the number of particles in the particle size distribution. A rectangular parallelepiped (cubic in the above example) single crystal NaNbO having a particle size D90 having a diameter of 90% in the standard integrated fraction and a ratio of D90 / D50 to D50 of 1.01 or more and 1.4 or less. It was confirmed that 3 particles were produced.

これらの粒子は、その小さい平均粒径および狭い粒径分布から、直方体状の単結晶NaNbO粒子を含むナノキューブ同士を配列させた、3次元接合構造を有するナノキューブ集積体、特に図3に示すようなナノキューブ集積体への適用が期待される。 Due to their small average particle size and narrow particle size distribution, these particles are nanocube aggregates having a three-dimensional junction structure in which nanocubes containing rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles are arranged, especially in FIG. It is expected to be applied to nanocube aggregates as shown.

一方、本発明に係る製造方法とは異なり、Nb源としてNbゾルを用いない比較例1および比較例2の製造方法では、目的の粒子が形成されないことが確認された。 On the other hand, unlike the production method according to the present invention, it was confirmed that the target particles were not formed in the production methods of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which the Nb2O5 sol was not used as the Nb source.

1 異種強誘電体ナノキューブ集積体、
2 チタン酸バリウムナノキューブ、
3 ニオブ酸ナトリウムナノキューブ、
4 界面。
1 Heterogeneous ferroelectric nanocube aggregate,
2 Barium titanate nanocubes,
3 Sodium niobate nanocubes,
4 Interface.

Claims (9)

Nbゾルと、ナトリウム含有化合物と、を含むNbゾル溶液を調製することと、
前記Nbゾル溶液を用いてソルボサーマル合成処理を行うことと、
を含む、直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法であって、
前記直方体状の単結晶NaNbO粒子の粒径分布において個数基準の積算分率における50%径である粒径D50が5nm以上100nm以下であり、かつ
粒径分布において個数基準の積算分率における90%径である粒径D90の、前記D50に対する比であるD90/D50が1.01以上1.4以下であり、
前記Nbゾル溶液が、2種以上のアルコールをさらに含み、
前記2種以上のアルコールは、メタノール及びエタノールを含み、
前記Nbゾル溶液を用いるソルボサーマル合成処理は、前記Nbゾル溶液を40℃/分以上200℃/分以下の昇温速度で昇温することを含む、
直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法。
To prepare an Nb 2 O 5 sol solution containing an Nb 2 O 5 sol and a sodium-containing compound, and
Solvothermal synthesis treatment using the Nb 2 O 5 sol solution and
A method for producing 3 rectangular parallelepiped NaNbO particles, which comprises.
In the particle size distribution of the rectangular single crystal NaNbO 3 particles, the particle size D50, which is 50% of the number-based integrated fraction, is 5 nm or more and 100 nm or less, and the particle size distribution is 90 in the number-based integrated fraction. The ratio of the particle size D90, which is the% diameter, to the D50, D90 / D50, is 1.01 or more and 1.4 or less.
The Nb 2 O 5 sol solution further contains two or more alcohols.
The two or more alcohols include methanol and ethanol.
The solvothermal synthesis treatment using the Nb 2 O 5 sol solution includes raising the temperature of the Nb 2 O 5 sol solution at a heating rate of 40 ° C./min or more and 200 ° C./min or less.
A method for producing 3 rectangular parallelepiped single crystal NaNbO particles.
前記Nbゾル溶液が、界面活性剤を実質的に含有しない、請求項1に記載の直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法。 The method for producing rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles according to claim 1, wherein the Nb 2 O 5 sol solution does not substantially contain a surfactant. 前記Nbゾル溶液が、アルカリ性である、請求項1または2に記載の直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法。 The method for producing rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles according to claim 1 or 2, wherein the Nb 2 O 5 sol solution is alkaline. 前記ソルボサーマル合成処理は、マイクロ波照射下で行われる、請求項1~3のいずれか1項に記載の直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法。 The method for producing rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles according to any one of claims 1 to 3, wherein the solvothermal synthesis treatment is performed under microwave irradiation. 前記Nbゾル溶液の調製の前に、Nbの水和物または水酸化物を含む溶液を用いて、ソルボサーマル合成処理によって前記Nbゾルを合成することをさらに含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法。 Prior to the preparation of the Nb 2 O 5 sol solution, further comprising synthesizing the Nb 2 O 5 sol by a sorbothermal synthesis treatment using a solution containing Nb 2 O 5 hydrate or hydroxide. The method for producing 3 rectangular single crystal NaNbO particles according to any one of claims 1 to 4. 前記Nbゾルの合成において、前記Nbの水和物または水酸化物を含む溶液を用いるソルボサーマル合成処理は、60℃以上200℃以下で、1時間以上500時間以下保持することで行う、請求項5に記載の直方体状の単結晶NaNbO粒子の製造方法。 In the synthesis of the Nb 2 O 5 sol, the solvothermal synthesis treatment using the solution containing the hydrate or hydroxide of the Nb 2 O 5 is maintained at 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower for 1 hour or more and 500 hours or less. The method for producing 3 square-shaped single crystal NaNbO particles according to claim 5. 粒径分布において個数基準の積算分率における50%径である粒径D50が5nm以上100nm以下であり、かつ
粒径分布において個数基準の積算分率における90%径である粒径D90の、前記粒径D50に対する比であるD90/D50が1.01以上1.4以下である、
直方体状の単結晶NaNbO粒子。
The particle size D90 having a particle size D50 which is 50% diameter in the number-based integrated fraction in the particle size distribution is 5 nm or more and 100 nm or less, and has a particle size D90 which is 90% diameter in the number-based integrated fraction in the particle size distribution. D90 / D50, which is the ratio to the particle size D50, is 1.01 or more and 1.4 or less.
Rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles.
請求項1~6のいずれか一項に記載の製造方法によって直方体状の単結晶NaNbO粒子を合成すること、および前記直方体状の単結晶NaNbO粒子を含む誘電体磁器組成物形成材料を成形すること、を含む、誘電体磁器組成物の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 6 is used to synthesize rectangular single crystal NaNbO 3 particles, and to form a dielectric porcelain composition-forming material containing the rectangular single crystal NaNbO 3 particles. A method for producing a dielectric porcelain composition, including. 請求項7に記載の直方体状の単結晶NaNbO粒子を含む、誘電体磁器組成物。 A dielectric porcelain composition comprising the rectangular parallelepiped single crystal NaNbO 3 particles according to claim 7.
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