JPH01294518A - 複合酸化物前駆体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、均質な複合酸化物前駆体の製造方法に関する
。特に電子材料又は電子部品基板として用いられる複合
酸化物セラミックスの材料となる複合酸化物前駆体の製
造方法に関する。

（従来の技術） 複合酸化物は、一般に各成分の粉体又は前駆体を混合、
成形、焼成することにより製造されている。この方法で
は、物理的に均一に混合された各原料粉末が焼成により
、固相反応を生じ、目的の複合酸化物となるものである
。

しかし、この方法では一般に高い焼成温度が必要となり
、このため変形を起し易く、積層電子部品として応用す
るためには大きな障害となり、また緻密な組織が得られ
にくく、さらに面相反応の進行が緩慢で組成が均一にな
りにくい。また、焼成可能温度の狭い場合には助剤の添
加が必要であり、高純度の酸化物を得ることが難しい。

そこでより低温の焼成により微細な組織を持つ複合酸化
物が得られるよう、成分が均一に分散し、より高純度な
原料を出発物質とするために湿式共沈法が提案されてい
る。しかし、この方法によって結局は粉末の固相反応を
利用するものであるだけに焼成温度をそれほど下げるこ
とはできない。

これを改善するために、金属アルコキシドを有機溶剤に
溶かした後、加水分解することにより組成にずれのない
複合酸化物前駆体を得、これを焼成することにより複合
酸化物を得る方法が知られている。この方法によるとき
は焼成温度をかなり低くすることができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、各成分の粉末を混合して焼成する方法で
は粉末の微細化が困難であり、かつ面相反応のさいには
各成分相互の完成な融合は困難で組成が均一とならない
。

湿式共沈法では、多成分を同時に共沈させるための条件
設定が難しく、結果として複合酸化物前駆体の組成が目
的の組成からずれ、最終製品であるセラミックスの特性
を悪くしてしまう。

金属アルコキシドを用いる方法では、複合化する各々の
アルコキシドの加水分解速度の差が大きい場合、各々の
加水分解生成物が別々に沈殿、ゲル化するために均質な
前駆体を得ることができない。

本発明は、金属アルコキシドを用いて複合酸化物前駆体
を得る製造方法において均質な前記前駆体を得る方法を
提供しようとするものである。

（問題点を解決する手段） 本発明は、シリコンアルコキシドを部分加水分解し、そ
れを有機溶剤中に溶解もしくは分散されたアルミニウム
のアルコキシドまたは１以上のアルコキシド基を持つア
ルミニウムキレ−１・化合物溶液中に加えて反応させ、
その反応物をアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の
アルコキシドをエチレングリコールのモノアルキルエー
テル中に溶解させた溶液と混合し均一溶液とした後、更
に水を加えて加水分解、重合反応を行うことにより均一
ゲルとして複合酸化物前駆体を得ることができることを
見いだした。

以下、本発明の詳細な説明する。

シリコンアルコキシドとしては、アルコキシドの有機基
としては炭素数が１〜４のものであれば特に限定されな
いが、原料アルコキシド中の金属シリコンの含有量及び
加水分解反応の制御のしやすさより炭素数は２が最も好
ましい。すなわち、テトラエトキシシランが最も用いら
れる。

シリコンアルコキシドの部分加水分解は、シリコンアル
コキシドの４ケあるアルコキシド基の０．５〜２．０　
ケが加水分解するように行うことができる。

アルミニウムのアルコキシドとしては、炭素数が１〜４
のものであればよい。例えば、）す、５ｅｃ−ブトキシ
アルミニウム、トリー１ｓｏ−プロポキシアルミニウム
、トリーエトキシアルミニウム、トリーメトキシアルミ
ニウムなどが用いられる。

１つ以上のアルコキシド基を持つアルミニウムキレート
化合物としては、アセチルアセトナート、エチルアセチ
ルアセトナート、ジエチルマロネート錯体が用いられる
。

アルミニウムのアルコキシドまたは１以上のアルコキシ
ド基を持つアルミニウムキレート化合物を溶解もしくは
分散する有機溶剤としては、アルコール、アミド、Ｎ−
アルキルアミドなどが用いられるが、これはアルミニウ
ムのアルコキシドまたは１つ以上のアルコキシド基を持
つアルミニラネキレート化合物が可溶である必要はなく
、反応生成物が可溶であればよい。

アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のアルコキシド
として炭素数が１〜４のもの、またエチレングリコール
モノアルキルエーテルのアルコキシドが用いられる。こ
のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のアルコキシ
ドの溶剤として用いられるエチレングリコールのモノア
ルキルエーテルとしては、アルキル基がメチル基、エチ
ル基のものが用いられる。

本発明により得られる複合酸化物前駆体は、電子材料ま
たは電子部品基板として用いられる均質な複合酸化物セ
ラミックスを製造することができる。

（作用） 本発明によれば、シリコンアルコキシドの部分加水分解
後アルミニウムアルコキシドまたは１以上のアルコキシ
ド基を持つアルミニウムキレート化合物と反応させるこ
と、及びアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のアル
コキシドの溶剤としてアルコキシドエチレングリコール
モノアルキルエーテルを使用することにより難溶なアル
コキシドが可溶となり、有機溶剤中での均一なゾルの調
整が可能となる。

マタ、アルミニウムアルコキシドまたはマグネシウムア
ルコキシドの溶液に水を添加した場合には、通常加水分
解反応が急激に進行するために白色の水酸化物の沈殿が
生成するが、本発明による方法によれば、アルミニウム
のアルコキシド及びアルカリ金属もしくはアルカリ土類
金属のアルコキシドが安定化されているために、前記均
一溶液に直接水を加えることによっても白色の水酸化物
の沈殿の生成が抑えられ、均一な加水分解が行われて均
質な前駆体ゲルが得られる。

アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のエチレングリ
コールモノアルキルエーテルのアルコキシドは、有機基
の酸素が分子内で金属原子に配位するため通常用いられ
ているアルコキシドに比べ水に対する安定性が大きい。

同様に、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のアル
コキシドの溶剤としてエチレングリコールのモノアルキ
ルエーテルを使用することにより、溶剤中の２つの酸素
原子がアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属に対し０
．０′配位を行いアルコキシドを安定化させ溶解度を大
きくする。

以上のことにより、均質な複合酸化物前駆体の合成が可
能となった。

（実施例） 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

実施例１ テトラエトキシシラン５２．９ｇをエタノール１２５１
！に溶かした後、Ｉ　ＮＨＣ１２，５ｍｌと水ｌ、１ｍ
ｌを加え室温で加水分解を行った。この加水分解したも
のをエタノール３Ｑｍｌに懸濁したトリー５ｅｃ−ブト
キシアルミニウム４９．３ｇに加え還流を行った。

マグネシウムジーｎｏｌ−プロポキシド１４．３　ｇを
エチレングリコールモノエチルエーテル５Ｑｍｌに溶か
し、これに上記の溶液を加えさらに還流を行った。得ら
れた透明溶液に水２２．５ｍｌを加え加水分解して透明
ゾルを得、さらにこれを６０℃で２時間放置することに
より透明ゲルを得た。乾燥後、１１００℃で１時間焼成
することにより白色のコーディエライト磁器を得た。Ｘ
線回折によりα−コーディエライト単相であることを確
認した。

実施例２ テトラエトキシシラン５２．９　ｇをエタノール１２５
ｍ１に溶かした後、Ｉ　ＮＨＣ１２，５＋＋＋１と水１
．１ｍｌを加え室温で加水分解を行った。この加水分解
したものをエタノール３Ｑｍｌに懸濁したトリー５ｅｃ
−ブトキシアルミニウム４９．３ｇに加え還流を行った
。

金属マグネシウム４．９ｇをエチレングリコールモノエ
チルエーテル５Ｑｍｌと反応させ、これに上記の溶液を
加えさらに還流を行った。得られた透明溶液に水２２．
５ｍｌを加え加水分解して透明ゾルを得、さらにこれを
６０℃で２時間放置することにより透明ゲルを得た。乾
燥後、１１００℃で１時間焼成することにより白色のコ
ーディエライト磁器を得た。

Ｘ線回折によりα−コーディエライト単相であることを
確認した。

比較例１ テトラエトキシシラン５２．９　ｇ　、　　トリー５ｅ
ｃ−ブトキシアルミニウム４９．３　ｇとマグネシウム
ジーｎｏｔ−プロポキシド１４．３　ｇを２−ブタノー
ル５００ｍ１に溶かした後、水を加えるとＭｇ（ＯＨ）
２とＡｌ（ＯＨ）３　の白色の沈殿を生じ均一なゾル溶
液を得ることができなかった。

実施例３ テトラエトキシシラン４１．７ｇをエタノール１００Ｉ
Ｔ１１に溶かした後、ｌ　ＮＨＣ１２ｍｌと水１．５ｍ
ｌを加え室温で加水分解を行った。この加水分解したも
のをエタノール１５ｍ１に懸濁したト’）−ｓｅｃ−ブ
トキシアルミニウム２４．６ｇに加え還流を行った。

金属リチウム１．４ｇをエタノール中で反応させリチウ
ムエトキシドとした後、エチレングリコールモノエチル
エーテル２Ｑｍｌに溶かし、これに上記の溶液を加えさ
らに還流を行った。得られた透明溶液に水２２．５ｍｌ
を加えて加水分解し透明ゾルを得、さらにこれを６０℃
で１時間放置することにより透明ゲルを得た。乾燥後、
９５０℃で１時間焼成することによりβ−スポジ二−メ
ン（β−リチア輝石）を得た。

比較例２ テトラエトキシシラン４１．７ｇ、　　）リーｓ　ｅ　
’ｃ　−ブトキシアルミニウム２４．６　ｇ　、金Ｒ’
）チウム１゜４ｇを２−ブタノール２００ｍ１に溶かし
た後、水を加えるとＬｉＯＨとＡ　Ｉ　　（ＯＨ）　ｓ
　の白色の沈殿を生じ均一なゾル溶液を得ることができ
なかった。

（発明の効果） 本発明によれば、均質な複合酸化物前駆体を得ることが
できる。そして、本発明により得られる複合酸化物前駆
体は、従来より低い温度での焼成により、組成にずれの
ない、組織の均一な高純度の複合酸化物を得ることがで
きる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリコンアルコキシドを部分加水分解し、それを
   有機溶剤中に溶解もしくは分散されたアルミニウムのア
   ルコキシドまたは１以上のアルコキシド基を持つアルミ
   ニウムキレート化合物溶液中に加えて反応させ、その反
   応物をアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のアルコ
   キシドをエチレングリコールのモノアルキルエーテル中
   に溶解させた溶液と混合し均一溶液とした後、更に水を
   加えて加水分解、重合反応を行い、均一ゲルを得ること
   を特徴とする複合酸化物前駆体の製造方法。
2. （２）前記エチレングリコールのモノアルキルエーテル
   のアルキル基がメチル基またはエチル基であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の複合酸化物前駆体
   の製造方法。