JPH02172805A - Production of ceramic powder - Google Patents

Production of ceramic powder

Info

Publication number
JPH02172805A
JPH02172805A JP32630788A JP32630788A JPH02172805A JP H02172805 A JPH02172805 A JP H02172805A JP 32630788 A JP32630788 A JP 32630788A JP 32630788 A JP32630788 A JP 32630788A JP H02172805 A JPH02172805 A JP H02172805A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
precursor
precipitate
washing
slurry
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32630788A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyouko Oda
織田 亨子
Kunimasa Takahashi
高橋 邦昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Petrochemical Co Ltd filed Critical Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority to JP32630788A priority Critical patent/JPH02172805A/en
Publication of JPH02172805A publication Critical patent/JPH02172805A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the fine ceramic powder only by drying by neutralizing a soln. contg. the coprecipitates of plural metal oxalates, removing only the supernatant by decantation, repeating the agitation and washing of the precipi tate, and uniformly washing the fine grains of the precipitate. CONSTITUTION:A soln. of oxalic acid in water, methanol, etc., equivalent to the formation of the precipitate of metals is added to an acidic soln. of nitric acid, etc., contg. the metals such as Ca, Sr, Ti, and Zr. The obtained mixed soln. is violently agitated, and neutralized by an amine or NH3 to coprecipitate the oxalates of the metals. The supernatant of the reaction product is removed by decantation, and a precursor slurry as the precipitates is washed with water or alcohol to remove the amine nitrate or ammonium nitrtate from the slurry. The washing and the removal of supernatant are repeated, and then the slurry is dried. By this method, the dried fine-powder precursor is obtained practically without the powder being aggregated. The precursor is then calcined, for exam ple, at 500-1100 deg.C to obtain the desired ceramic powder.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶液中のセラミックス前駆体を砕解不要な乾
燥粉末として回収することを特徴とする、粉末状セラミ
ックス前駆体の製造方法に関するものである。さらに詳
しくは本発明は、それ自身であるいはゴム・プラスチッ
ク等と混合することによって、例えば圧電材料、誘電材
料および焦電材料として優れた微細粉末状ペロブスカイ
ト酸化物を製造する際の、前駆体の製造方法に関するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing a powdered ceramic precursor, which is characterized in that the ceramic precursor in a solution is recovered as a dry powder that does not require crushing. It is. More specifically, the present invention relates to the production of a precursor for producing fine powder perovskite oxides which are excellent as piezoelectric materials, dielectric materials, and pyroelectric materials, for example, by themselves or by mixing with rubber, plastic, etc. It is about the method.

〔従来の技術および課題〕[Conventional technology and issues]

樹脂複合用途では、例えば複合フィルムコンデンサー素
材としては、高い結晶性をもつ微細がっ粒度分布幅の狭
い、微細粉末状の酸化物セラミックスが求められている
。これらの製造方法として、シュウ酸塩法が提案されて
いる。
In resin composite applications, for example, fine powder oxide ceramics with high crystallinity and a narrow particle size distribution are required as materials for composite film capacitors. An oxalate method has been proposed as a method for producing these.

すなわち、ABO,ペロブスカイト型酸化物セラミック
スにおいて、シュウ酸はエタノールに可溶であり、A元
素(P b、Ca、B aまたはSr等)のシュウ酸塩
およびB元素(Ti、Zr等)のシュウ酸塩は、いずれ
もエタノールに難溶である性質を利用して、エタノール
中でA元素イオンとTiイオンとをシュウ酸と反応させ
て、これらの元素イオンをシュウ酸塩として共沈させる
こと(特開昭5939722号公報等)が知られている
That is, in ABO, perovskite type oxide ceramics, oxalic acid is soluble in ethanol, and oxalate of element A (Pb, Ca, Ba or Sr, etc.) and oxalate of element B (Ti, Zr, etc.) Utilizing the property that both acid salts are poorly soluble in ethanol, element A ions and Ti ions are reacted with oxalic acid in ethanol, and these elemental ions are co-precipitated as oxalate ( JP-A-5939722, etc.) are known.

これらはi濾過、乾燥後、粉砕して、温度的700〜1
000℃で、熱分解が完全に終了して重量変化が最早認
められなくなるまで焼成すれば、目的のペロブスカイト
型酸化物が得られるのであるが、開示されたところによ
れば、生成した焼成物は再度粉砕混合しており、この粉
末について成形および1000〜1400°Cでの焼結
を行っている。
After filtration, drying, and pulverization, these are
The desired perovskite-type oxide can be obtained by firing at 000°C until thermal decomposition is completely completed and no weight change is observed; however, according to the disclosure, the fired product produced is The powder is ground and mixed again, and this powder is then molded and sintered at 1000 to 1400°C.

すなわち、この先行改良技術においては、共沈澱物の焼
成によって得られた微粉末状のペロブスカイト型酸化物
は、粒子相互で融着を起こしていたなめに、再粉砕工程
が必要であったのである。
In other words, in this prior improved technology, the finely powdered perovskite-type oxide obtained by firing the co-precipitate required a re-grinding process because the particles were fused together. .

先行改良発明で必要であるこの再粉砕工程は、工程費の
増加および不純物の混入による最終製品の信頼性の低下
をもたらすばかりでなく、ペロブスカイト型酸化物粉末
の特性からいっても問題である。すなわち、これらペロ
ブスカイト型酸化物粉末を、ポリ弗化ビニリデン樹脂、
ポリオキシメチレン樹脂、ニトリルブタジェンゴム等と
複合して、可撓性に富む圧電フィルムや誘電フィルムを
製造する技術の開発が進められつつあるが、この場合に
は、粒径分布が均一で結晶歪のない易分散型の微粉末が
必要とされ、再粉砕で得た微粉末では結晶歪が生起して
、期待する性能が得られなくなるからである。
This re-grinding step, which is necessary in the prior improved invention, not only increases the process cost and reduces the reliability of the final product due to the contamination of impurities, but is also problematic in terms of the characteristics of the perovskite oxide powder. That is, these perovskite-type oxide powders are mixed with polyvinylidene fluoride resin,
Development of technology to manufacture highly flexible piezoelectric films and dielectric films by combining polyoxymethylene resin, nitrile butadiene rubber, etc. is progressing, but in this case, the particle size distribution is uniform and crystalline. This is because a strain-free, easily dispersible fine powder is required, and fine powder obtained by re-pulverization causes crystal strain, making it impossible to obtain the expected performance.

また、誘電フィルムにおいては、例えば10μl以下で
きれば1〜5μ醸の薄肉フィルムの中に微粒セラミック
スを均一に分散させる・2・要上、粉砕品では粒径分布
巾が大きすぎてフィルムとしての信頼性を確保できない
という問題点がある。
In addition, for dielectric films, it is necessary to uniformly disperse fine ceramic particles in a thin film of, for example, 10 μl or less, preferably 1 to 5 μl. There is a problem that it is not possible to secure the

これらの問題を解決するなめに、出願人は先に、先行出
願U’lJえば特開昭62−72523号)において。
In order to solve these problems, the applicant previously filed an earlier application (for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 72523/1983).

T1イオンおよびZrイオンに対して沈澱剤であるシュ
ウ酸の新規な量論比を適用することにより、組成制御が
なされた易分散性微粒子が得られることを開示してきた
。すなわち、T + O(N O−) 2と沈澱剤であ
るシュウ酸の沈澱形成量論比が、従来認められてきたシ
ュウ酸/ T i = 1 / 1 (モル1モル〉で
はなく、1/2(モル1モル)を用いることで、定量的
かつ経時安定的に可能となることを堤案じた。この新規
な量論比を適用して、A元素としてPb、B元素として
Ti、Zrから選ばれた少なくとも1種の元素の組み合
わせによって、シュウ酸・エタノール系でABO3型酸
化物微粒子が安定的に合成できることを開示した。
It has been disclosed that easily dispersible fine particles with controlled composition can be obtained by applying a new stoichiometric ratio of oxalic acid, which is a precipitant, to T1 ions and Zr ions. In other words, the precipitate formation stoichiometric ratio of T + O(N O-) 2 and oxalic acid, which is a precipitant, is not the conventionally accepted oxalic acid/T i = 1/1 (1 mole), but 1/1 mole. Tsutsumi proposed that it would be possible to achieve this quantitatively and stably over time by using Pb as the A element and Ti and Zr as the B elements by applying this new stoichiometric ratio. It has been disclosed that ABO3 type oxide fine particles can be stably synthesized in an oxalic acid/ethanol system by combining at least one selected element.

これら方法においては、生成したセラミックス前駆体沈
澱と反応液との分離は濾過により行い該前駆体は濾過ケ
ーキとして回収し、以降に行う洗浄では充分な撹拌によ
りケーキの砕解を行い洗浄効果を上げていた。また、洗
浄後の濾過ケーキは乾燥後、粉末状になるまで砕解し、
後に続く鍜焼に際して粉末内部への適切な酸素の供給を
確保する方法を一貫して用いてきた。
In these methods, the generated ceramic precursor precipitate and the reaction solution are separated by filtration, and the precursor is recovered as a filter cake, and in subsequent cleaning, the cake is broken up by sufficient stirring to improve the cleaning effect. was. In addition, the filter cake after washing is dried and crushed until it becomes powder.
Methods have been consistently used to ensure adequate supply of oxygen into the powder during subsequent firing.

生成沈澱と反応液あるいは洗浄液との分離を濾過により
行おうとすると、該生成沈澱が微粒子である為にp過装
置が目詰まりをおこし易く、また沈澱が嵩高くかつ濾過
ケーキは含水率が高いので、次工程への移動に困難が伴
うものであった。さらに濾過により圧密化されな濾過ケ
ーキは、洗浄の段11で完全に砕解することができず、
一部はツブツブとして残っている、いわゆるrだまJが
できるため、沈澱の均一な洗浄には困難が伴った。
When attempting to separate the produced precipitate from the reaction solution or washing solution by filtration, the produced precipitate is in the form of fine particles, which tends to clog the p-filtration equipment, and the precipitate is bulky and the filter cake has a high water content. , it was difficult to move to the next process. Furthermore, the filter cake that has been consolidated by filtration cannot be completely crushed in the washing stage 11,
Some of the precipitates remained in the form of lumps, so-called "r-dumps", which made it difficult to uniformly wash the precipitates.

また、セラミックス前駆体は、毒劇物例えば鉛やバリウ
ムを含有する微粒子であることが多いので、濾過ケーキ
の収り扱い時や乾燥ケーキの砕解時に、前駆体に触れた
り、飛散微粒子を吸入する恐れ等を完全に回避する必要
がある。
In addition, ceramic precursors are often fine particles containing toxic substances such as lead or barium, so when handling the filter cake or crushing the dry cake, you may come into contact with the precursor or inhale the scattered fine particles. It is necessary to completely avoid the risk of

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

すなわち、本発明は上記のような課題を解決する手段と
して、複数種の金属を含有する酸性78液と、該金属の
沈澱生成当量のシュウ酸含有する溶液とを接触させて、
シュウ酸塩共沈澱を生成させ、アンモニアまたはアミン
で中和した後、該沈澱の洗浄、乾燥を行って、粉末状セ
ラミックス前駆体を製造する方法において、該共沈間の
洗浄を、まず溶液中に懸濁する該共沈間を沈降させた後
、デカンテーションにより反応液上澄みを取り除き、こ
れに洗浄液を混合して撹拌洗浄を行い、洗浄液の排出は
再びデカンテーションで行い、以降これを繰り返すこと
により行うことを特徴とする、粉末状セラミックス前駆
体の装造方法を提供するものである。
That is, the present invention, as a means to solve the above-mentioned problems, brings an acidic 78 liquid containing multiple types of metals into contact with a solution containing oxalic acid in an amount equivalent to forming a precipitate of the metals,
In a method for producing a powdered ceramic precursor by generating an oxalate coprecipitate, neutralizing it with ammonia or amine, washing and drying the precipitate, the washing between the coprecipitates is first carried out in a solution. After settling the coprecipitate suspended in water, remove the supernatant of the reaction liquid by decantation, mix the washing liquid with it and perform stirring washing, drain the washing liquid again by decantation, and repeat this process thereafter. The present invention provides a method for packaging a powdered ceramic precursor, characterized in that the method is carried out by:

〔発明の詳細な説明〕[Detailed description of the invention]

セーζツ ス1 本発明で対象とするセラミックス前駆体は、ペロブスカ
イト型酸化物の前駆体である。具体的にはA B O3
型を基本構造とするものであり、Aは鉛、カルシウム、
ストロンチウム、ランタン、等を示し、Bはチタン、ジ
ルコニウム、等である。
The ceramic precursor targeted by the present invention is a precursor of a perovskite-type oxide. Specifically, A B O3
The basic structure is a mold, and A is lead, calcium,
It represents strontium, lanthanum, etc., and B represents titanium, zirconium, etc.

さらにこの他にも、種々の微量成分、例えばマンガンや
ニッケル等を添加、共沈さゝせることも可能である。
Furthermore, it is also possible to add and co-precipitate various trace components such as manganese and nickel.

これらの前駆体を製造するには、金属酸性溶液と沈澱剤
であるシュウ酸溶液とを接触せしめ、次いでシュウ酸塩
沈澱形成反応で生成した硝酸あるいは有機酸および予め
酸性溶液中に共存せしめた硝酸をアミンあるいはアンモ
ニアにより中和する。
To produce these precursors, an acidic metal solution is brought into contact with an oxalic acid solution as a precipitant, and then nitric acid or an organic acid produced in the oxalate precipitate formation reaction and nitric acid coexisting in the acidic solution in advance are added. is neutralized with amine or ammonia.

その後、洗浄、中和、乾燥することにより、粉末状セラ
ミックス前駆体を得ることができる。この前駆体を焼成
することにより、セラミックスペロブスカイトを得るの
である。
Thereafter, a powdered ceramic precursor can be obtained by washing, neutralizing, and drying. Ceramic perovskite is obtained by firing this precursor.

以下、さらに項を分けて説明する。Below, the explanation will be further divided into sections.

11へ1艷IL 金属の酸性溶液の原料としては、ABO,型ペロブスカ
イトのA群金属としては、例えば釦、カルシウム、スト
ロンチウム、ランタン等であり、8群としてはチタン、
ジルコニウム等の各種元素の硝酸塩、有機酸塩があげら
れる。これら金属塩の複数を、目的とするセラミックス
組成を形成する割合に混合し、水?’fJ ?rf、あ
るいは沈澱が生成しない程度アルコールを添加した水溶
液とする。
11 to 1IL As raw materials for the acidic solution of metals, examples of group A metals for ABO type perovskite include button, calcium, strontium, lanthanum, etc., and group 8 metals include titanium,
Examples include nitrates and organic acid salts of various elements such as zirconium. A plurality of these metal salts are mixed in a proportion that forms the desired ceramic composition, and water? 'fJ? rf or an aqueous solution to which alcohol is added to an extent that no precipitate is formed.

該酸性溶液中の金属元素イオン濃度は、与えられた条件
で目的組成の金属元素イオンが完全に溶解できる範囲で
、高濃度にすることが可能であるが、A元素群イオン濃
度として0.05〜1モル/1、好ましくは0.1〜0
.5モル/1の濃度を選ぶことができる。
The concentration of metal element ions in the acidic solution can be made high as long as the metal element ions of the target composition can be completely dissolved under the given conditions, but the concentration of group A element ions is 0.05. ~1 mol/1, preferably 0.1-0
.. A concentration of 5 mol/1 can be chosen.

各元素の濃度は、B元素イオン濃度が0.05〜1グラ
ム原子/1、好ましくは、0.1〜0.5グラム原子/
lの範囲が適当である。
The concentration of each element is such that the B element ion concentration is 0.05 to 1 gram atom/1, preferably 0.1 to 0.5 gram atom/1.
A range of l is appropriate.

金属溶液の酸性度は、酸、一般には硝酸を添加すること
により大きく変動させることができる。
The acidity of the metal solution can be varied greatly by adding an acid, generally nitric acid.

硝酸/チタンあるいはジルコニウム(モル1モル)比を
0〜5、好ましくは0.01〜4の範囲に設定すること
により、最終製品として得られる酸化物セラミックスの
粒子径および粒度分布中を狭い方に制御することが可能
となる。
By setting the nitric acid/titanium or zirconium (mol) ratio in the range of 0 to 5, preferably 0.01 to 4, the particle size and particle size distribution of the oxide ceramics obtained as the final product can be narrowed. It becomes possible to control.

沈澱剤であるシュウ酸の添加量は、原則として各金属イ
オンの沈澱生成当量の±3%の範囲、好ましくは±2%
の範囲、さらに好ましくは±1%の範囲である。具体的
には例えば、金属イオンがPb2’、Sr2°、Ca”
等の場合は、その1グラム原子に対してシュウ酸0.9
7〜1,03モル、好ましくは0,98〜1,02モル
、さらに好ましくは0.99〜1.01モル、La’°
等の場合は、その1グラム原子に対してシュウ酸1.4
55〜1.545モル、好ましくは1.47〜1.53
モル、さらに好ましくは1.485〜1.515モルで
ある。T;4°、Zr”に対しては、その1グラム原子
に対してシュウ酸0485〜0.515モル、好ましく
は0849〜0.51モル、さらに好ましくは0.49
5〜0.515モルである。チタンあるいはジルコニウ
ムのシュウ酸塩沈澱は、従来考えられていた。シュウ酸
/チタン(あるいはジルコニウム)= 1 / 1 (
モル比)の化学量論比で得られるのではなく、1/2の
化学量論比で得られるので、余分のシュウ酸の共存はチ
タンあるいはジルコニウムのシュウ酸塩沈澱の再溶解を
生起するので、本願発明のよう(こ生成沈澱を比較的長
時間反応液中に放置するプロセスでは、該化学量論比か
らのずれは可能なかぎり小さくすることが必要である。
As a general rule, the amount of oxalic acid added as a precipitant is in the range of ±3% of the precipitation equivalent of each metal ion, preferably ±2%.
, more preferably within a range of ±1%. Specifically, for example, metal ions include Pb2', Sr2°, Ca''
etc., 0.9 oxalic acid per 1 gram atom
7 to 1,03 mol, preferably 0,98 to 1,02 mol, more preferably 0.99 to 1.01 mol, La'°
etc., 1.4 oxalic acid per 1 gram atom
55-1.545 mol, preferably 1.47-1.53
mol, more preferably 1.485 to 1.515 mol. T; 4°, Zr'', 0485 to 0.515 mol, preferably 0849 to 0.51 mol, more preferably 0.49 oxalic acid per gram atom thereof
5 to 0.515 mol. Oxalate precipitation of titanium or zirconium was previously considered. Oxalic acid / titanium (or zirconium) = 1 / 1 (
Since the coexistence of excess oxalic acid causes re-dissolution of the oxalate precipitate of titanium or zirconium, it is obtained at a stoichiometric ratio of 1/2 instead of a stoichiometric ratio of 1/2 (molar ratio). In the process of leaving the produced precipitate in the reaction solution for a relatively long time, as in the present invention, it is necessary to minimize the deviation from the stoichiometric ratio.

目的とするセラミックスの組成に合わせた金属イオンに
対して、所定量のシュウ酸を水、メタノール、エタノー
ル、プロパツール′より選ばれた少なくとも1種類の溶
媒に溶解させて用いる。
A predetermined amount of oxalic acid is dissolved in at least one solvent selected from water, methanol, ethanol, and propatool' for metal ions suited to the composition of the intended ceramic.

反応温度は広い範囲から選ぶことができるが、好ましく
は0°C近傍から50°Cまで、さらに好ましくは0℃
から30°Cまでを選ぶことができる。
The reaction temperature can be selected from a wide range, preferably from around 0°C to 50°C, more preferably 0°C.
You can choose from 30°C to 30°C.

溶液が氷結するような低温は避けなければならない。ま
た、溶液中のイオンの熱安定性を考えると、沈澱合成反
応中に分解が生起する恐れのあるような、高温での反応
は避けなくてはならない。
Low temperatures that cause the solution to freeze must be avoided. Furthermore, considering the thermal stability of ions in the solution, it is necessary to avoid reactions at high temperatures that may cause decomposition during the precipitation synthesis reaction.

酸化物構成元素をシュウ酸塩として沈澱させる方法とし
ては、金属の酸性水溶液を、激しく撹拌したシュウ酸溶
液に滴下する方法およびこの逆の方法を用いろことがで
きる。シュウ酸塩生成速度は反応系温度が急上昇しない
範囲で適宜選ぶことができる。
The oxide constituent elements can be precipitated as oxalates by dropping an acidic aqueous solution of the metal into a vigorously stirred oxalic acid solution, and vice versa. The oxalate production rate can be appropriately selected within a range that does not cause the reaction system temperature to rise rapidly.

虹=1 シュウ酸添加後、混合溶液を;散しく撹拌しながら、ア
ミンあるいはアンモニアによって中和を行う。中和に用
いられるアミンとしては、例えばヒドラジン、メチルア
ミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミ
ン、ジエチルアミン、トリエチルアミンのようなアルキ
ルアミン、エチレンジアミン、1.3−プロパンジアミ
ンのようなアルキレンジアミン、エタノールアミン、1
−アミノ−2−オキシプロパン、2−アミノ−1−ヒド
ロキシプロパンのようなアルカノールアミン、ヒドロキ
シルアミンおよびこれらの混合物、あるいはアンモニア
としてアンモニアガス、あるいは濃アンモニア水があげ
られるが、アンモニア特に譜アンモニア水を用いること
が好ましい。この場合、潰アンモニア水を該前駆体沈澱
溶液に添加せしめてpt(6から8、好ましくは62か
67.8に制御する。
Rainbow = 1 After adding oxalic acid, the mixed solution is neutralized with amine or ammonia while stirring occasionally. The amines used for neutralization include, for example, hydrazine, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, alkylamines such as triethylamine, alkylenediamines such as ethylenediamine, 1,3-propanediamine, ethanolamine, 1
- Alkanolamines such as amino-2-oxypropane, 2-amino-1-hydroxypropane, hydroxylamine, and mixtures thereof; and ammonia include ammonia gas or concentrated ammonia water; It is preferable to use In this case, crushed ammonia water is added to the precursor precipitation solution to control pt (6 to 8, preferably 62 or 67.8).

アンモニア中和後のスラリー含有溶液のp l−1は、
測定範囲の限定されたpl(試験紙によって測定するこ
とができる。最適pHは各元素の組合わせによって異な
るが、中和後の最終pl(を例えば6から8、好ましく
は6.2から7.8の範囲に設定することにより、目的
とする構成元素の存在比を精密に制御することができる
The p l-1 of the slurry-containing solution after ammonia neutralization is
PL (can be measured using test paper) with a limited measurement range. The optimum pH varies depending on the combination of each element, but the final PL after neutralization is, for example, 6 to 8, preferably 6.2 to 7. By setting it within the range of 8, the abundance ratio of the target constituent elements can be precisely controlled.

シュウ酸の添加およびアンモニア等アミンの添加後は、
それぞれ反応を完結させるために、適当な時間撹拌を継
続して、反応を行うことが好ましい。
After addition of oxalic acid and addition of amines such as ammonia,
In order to complete each reaction, it is preferable to continue stirring for an appropriate time to carry out the reaction.

沈」LニラL閂− 得られた前駆体沈澱を静置、沈降させた後、反応溶液の
上澄みをデカンテーションにて除去する。
After allowing the obtained precursor precipitate to stand and settle, the supernatant of the reaction solution is removed by decantation.

金属含有酸性溶液からシュウ酸塩沈澱を生成する際に、
過剰な沈澱剤(ンユウ酸)を加えないと沈澱が再溶解し
ないという本発明者らの先行発明の特徴に着目し、反応
終了後、n置して沈澱をゆっくり沈降させた後に、上澄
み液をデカンテーション法により収り除いた。洗浄液の
分雛も同様のデカンテーション法により行った。
In forming oxalate precipitates from metal-containing acidic solutions,
Focusing on the feature of the present inventors' prior invention that the precipitate does not re-dissolve unless an excess precipitant (unhydric acid) is added, after the reaction is complete, the precipitate is left to settle slowly, and then the supernatant liquid is drained. It was removed using the decantation method. Brooding of the washing solution was also carried out by the same decantation method.

前駆体は充分沈降させて、できるだけ大量の上澄みを除
去することが、この俺に行う洗浄の効率を上げるために
も好ましい、すなわち、本合成法では、得られた前駆体
沈澱が経時変化する恐れはないので、自然沈降させる時
間を充分にとることにより、沈澱を圧密化することなく
、清澄な上澄みを大量に除去できるようにすることが好
ましい。
It is preferable to sufficiently precipitate the precursor and remove as much supernatant as possible in order to increase the efficiency of washing. In other words, in this synthesis method, there is a risk that the obtained precursor precipitate may change over time. Therefore, it is preferable to allow sufficient time for natural sedimentation so that a large amount of clear supernatant can be removed without compacting the sediment.

さらに非イオン系の凝集剤を添加して、前駆体沈澱をブ
ロック化させて沈降させる方法(例えば特願昭63−1
21810号)も適用できる。
Furthermore, a method in which a nonionic flocculant is added to block the precursor precipitate and precipitate it (for example, Japanese Patent Application No. 63-1
No. 21810) is also applicable.

大きな外力をかけて沈澱を圧密化してしまうような沈降
方法、例えば遠心分離等の方法は本特許の目的には合致
しない。
Sedimentation methods that involve applying a large external force to compact the precipitate, such as centrifugation, do not meet the purpose of this patent.

洗」)− 上澄みを除去したのち、前駆体スラリーがら、中和によ
り生成した硝酸アミンあるいは硝酸アンモニウムを除く
なめに、水あるいはアルコールで洗浄することが望まし
い。
After removing the supernatant, it is desirable to wash the precursor slurry with water or alcohol in order to remove the amine nitrate or ammonium nitrate produced by neutralization.

この洗浄液と前駆体スラリーとの分離も先に述べた方法
にて行い、前1駆体沈澱を圧密化することなく、好まし
くはデカンテーションによって洗浄を繰り返す。このよ
うにして、スラリー;8液中の硝酸アミンあるいは硝酸
アンモニウムの濃度を3%以下、好ましくは2%以下、
さらに好ましくは1%以下とする。
Separation of the washing liquid and the precursor slurry is also carried out in the manner described above, and the washing is repeated, preferably by decantation, without compacting the precursor precipitate. In this way, the concentration of amine nitrate or ammonium nitrate in the slurry; 8 liquid is adjusted to 3% or less, preferably 2% or less.
More preferably, it is 1% or less.

この段階でのスラリー1度は、通常05〜50%、好ま
しくは2〜15%である。
The slurry concentration at this stage is usually 05 to 50%, preferably 2 to 15%.

LJL 該前駆体スラリー溶液中の前駆体を、はとんど凝集させ
ることなく乾燥回収して微粉末乾燥前駆体とする。この
方法の具体例としては粉体補集器側を減圧に保った加熱
長管中に該前駆体スラリー溶液を供給し、スラリー溶媒
蒸気と前駆体粉末の混合物から前駆体のみをバッグフィ
ルターを用いて補集することで乾燥させる方法がある。
LJL The precursor in the precursor slurry solution is dried and collected without being agglomerated to obtain a finely powdered dry precursor. As a specific example of this method, the precursor slurry solution is supplied into a heated long tube whose powder collector side is kept under reduced pressure, and only the precursor is removed from the mixture of slurry solvent vapor and precursor powder using a bag filter. There is a method of drying it by collecting it.

また、前駆体スラリー溶液を熱風中に噴霧して、乾燥粉
体を得る方法もある。
Another method is to spray a precursor slurry solution into hot air to obtain a dry powder.

吸−薄 前駆体乾燥粉末を適当な温度、例えば500〜1100
℃で■焼する。この鍜焼温度は低温であることが望まし
いが、重量変化が最早認められなくなるまで鍜焼を行う
ことが必要である。
The absorbent precursor dry powder is heated to a suitable temperature, e.g. 500-1100.
■ Bake at ℃. Although it is desirable that the firing temperature be low, it is necessary to carry out the firing until no weight change is observed.

[1((P b 、 、 6゜Cao、−o)T io
、微粒子の合成〕 チタン濃度0.1001y/mff1のオキシ硝酸チタ
ン9720m&’と、市販特級硝酸鉛(純度99.5%
)4058.60g、市販特級硝酸カルシウム・四水和
物(純度98.5%N948.75g、イオン交換水8
7.341を混合して、P b/ Ca/ T i =
0.6010.40/1.00(モル比)、HN O)
/Ti=3/1(モル比)、0.2鋤o1− T i 
/ 1なる水溶液を得て室温に保持した。市販特級シュ
ウ酸・二水和物(純度9つ、5%>3862.11gを
無水未変性エタノール304.81に溶解して、(Co
OH)2/<Pb+Ca+Ti)=0.75(モル比)
、エタノール/該水溶液−3/1(容積比)なる溶液を
調整し、約15℃の冷却水をジャケットに循環させて冷
却した反応器に保持した。
[1((Pb, , 6゜Cao, -o)Tio
, Synthesis of fine particles] Titanium oxynitrate 9720m&' with a titanium concentration of 0.1001y/mff1 and commercially available special grade lead nitrate (purity 99.5%
) 4058.60g, commercially available special grade calcium nitrate tetrahydrate (purity 98.5% N948.75g, ion exchange water 8
7.341 and P b/Ca/ T i =
0.6010.40/1.00 (molar ratio), HNO)
/Ti=3/1 (molar ratio), 0.2 plow o1- Ti
/1 aqueous solution was obtained and kept at room temperature. Commercially available special grade oxalic acid dihydrate (purity 9, 5%>3862.11 g was dissolved in 304.81 g of anhydrous undenatured ethanol, (Co
OH)2/<Pb+Ca+Ti)=0.75 (molar ratio)
A solution of ethanol/the aqueous solution-3/1 (volume ratio) was prepared and maintained in a cooled reactor by circulating cooling water at about 15° C. through a jacket.

激しく撹拌した該シュウ酸エタノール溶液に該酸性溶液
を約560 ml1分の速度で加えて白色スラリーを得
た。添加終了後、10分間撹拌を続け、さらに特級アン
モニア水12.81を約233 ml!/分で撹拌スラ
リー溶液に注加し、その後10分間攪拌を続けた。pH
試験紙(ブロムチモールブルー)を用いてスラリー溶液
のp)lを測定し、7.4を得た。
About 560 ml of the acidic solution was added to the vigorously stirred ethanolic oxalic acid solution at a rate of 1 minute to obtain a white slurry. After the addition was completed, stirring was continued for 10 minutes, and approximately 233 ml of special grade ammonia water 12.81 was added! /min to the stirred slurry solution and continued stirring for 10 minutes thereafter. pH
The p)l of the slurry solution was measured using test paper (bromthymol blue) and was found to be 7.4.

一晩静置して、該前駆体沈澱を自然沈降させた。It was left standing overnight to allow the precursor precipitate to settle naturally.

上澄み液の排出管と窒素加圧ラインを除く装置の上蓋部
を閉め、窒素によりゆるく加圧して上澄み液を抜き出し
た(サイフオン方式)、装置内を見ながらスラリーを吸
い上げないぎりぎりの位置まで上澄みを抜き取った。こ
の時抜き取った上澄み液の量は3091であった。反応
器中に残った濃厚なスラリー溶液にエタノール1441
を注加して、30分間砕解決浄を行った後、−昼夜放置
した。
Close the top lid of the device except for the supernatant liquid discharge pipe and nitrogen pressurizing line, and gently pressurize with nitrogen to draw out the supernatant liquid (siphon method).While looking inside the device, remove the supernatant liquid to the lowest possible position without sucking up the slurry. I pulled it out. The amount of supernatant liquid extracted at this time was 3091. Add ethanol 1441 to the thick slurry solution remaining in the reactor.
was added and the solution was cleaned for 30 minutes, and then left to stand for 24 hours.

同様のサイフオン方式にて1502を抜き取り、144
!のエタノールを注加して30分間砕解決浄を行い、−
昼夜放置して上澄み液を抜いた。得られたスラリー溶液
は物質収支より、セラミックス前駆体9.5wL%、硝
酸アンモニウム0.4wL%、エタノール86.OwL
%、水4.1wL%と計算された。
1502 was extracted using the same siphon method, and 144
! of ethanol was poured into the solution for 30 minutes, and -
The solution was left to stand day and night, and the supernatant liquid was removed. Based on the material balance, the obtained slurry solution contained 9.5 wL% of ceramic precursor, 0.4 wL% of ammonium nitrate, and 86% of ethanol. OwL
%, water 4.1 wL%.

該スラリー原液を補集器側を減圧に保った加熱長管中に
供給し乾燥を行った。具体的には、オリエント化学工業
株式会社製、rcRUX−8B型瞬間乾燥システム」に
て行った。140〜150℃に保った加熱管にスラ、リ
ーを約333IIllZ分で供給し、乾燥させ、温度8
0〜120℃、真空度4.0〜70 Torrに保った
粉体補集器に補集した。
The slurry stock solution was supplied into a heated long tube whose collector side was kept under reduced pressure and dried. Specifically, the drying was carried out using "rcRUX-8B instant drying system" manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd. Sura and Lee were supplied to a heating tube maintained at 140 to 150°C for approximately 333IIllZ minutes, dried, and heated to a temperature of 8°C.
The powder was collected in a powder collector maintained at 0 to 120°C and a vacuum level of 4.0 to 70 Torr.

得られた前駆体粉末は解決を全く必要としない微粉末で
あった。
The precursor powder obtained was a fine powder that did not require any resolving.

該前駆体粉末を空気を流通させたマツフル炉中800℃
で8時間■焼した。
The precursor powder was heated at 800°C in a Matsufuru furnace with air flowing through it.
I baked it for 8 hours.

マイクロトラック粒度計で測定した粒度分布を第1図に
示す。X線回折図を第2図に示す。
The particle size distribution measured with a Microtrac particle size meter is shown in FIG. The X-ray diffraction diagram is shown in FIG.

第1図から判るように、ここに得られたセラミックス粉
末は、体積平均径が0.68μmであった。
As can be seen from FIG. 1, the ceramic powder obtained here had a volume average diameter of 0.68 μm.

また第2[21のX線回折図をJCPDSカードのP 
b T i O3と比較して、ピークが僅かにシフトし
ており、面間隔の差が確認できることがら、(P b 
o、 s Ca 0.40 ) T i O3であるこ
とが判る。これらは、いずれも小スケールで合成したセ
ラミックス粉末と同等であった。
In addition, the second [21] X-ray diffraction diagram is
Compared to b T i O3, the peak has shifted slightly and the difference in the interplanar spacing can be confirmed.
o, s Ca 0.40 ) T i O3. All of these were equivalent to ceramic powders synthesized on a small scale.

及IM−ユC(P bo、、Cao、zs) T io
 ))mfn子の合成 チタン濃度0.0971y/dの木キシ硝酸チタン17
00Tn1と特級硝酸塩(純度99.5%)860.7
0y、特級硝酸カルシウム・四水和物(純度98.5%
>206.64y、特級硝酸772鵬!、イオン交換水
14770m&を混合して、Pb/Ca/Ti=0.7
510.25/1.00(モル比)、[INOっ/ T
 i = 3 / 1 (モル比)チタン濃度02モル
/lなる水溶液を得て室1品に放置した。特級シュウ酸
・三水和物(純度99.5%)655.24gを無水未
変性エタノール51710m+!に溶解して室温に保持
して、(COOl()、/(Pb+Ca+Ti)=0.
75(モル比)、エタノール/該酸性水溶液−3/1(
容積比)なる溶液を調整した。
and IM-YC (P bo, , Cao, zs) T io
)) mfn synthetic titanium concentration 0.0971y/d titanium xyl nitrate 17
00Tn1 and special grade nitrate (99.5% purity) 860.7
0y, special grade calcium nitrate tetrahydrate (purity 98.5%
>206.64y, special grade nitric acid 772peng! , mixed 14770m of ion-exchanged water, Pb/Ca/Ti=0.7
510.25/1.00 (molar ratio), [INO/T
i = 3/1 (molar ratio) An aqueous solution with a titanium concentration of 02 mol/l was obtained and left in a chamber. Special grade oxalic acid trihydrate (99.5% purity) 655.24g in anhydrous undenatured ethanol 51710ml+! (COOl(), /(Pb+Ca+Ti)=0.
75 (molar ratio), ethanol/the acidic aqueous solution -3/1 (
A solution with the following volume ratio was prepared.

激しく撹拌した該シュウ酸エタノール溶液に2亥酸性水
溶液を約210m17分の速度で加え、白色スラリーを
得た。添加終了後、約5分間撹拌を続けた。さらに特級
アンモニア水2173m1!を167mN/分で撹拌ス
ラリー液に注油し、そのt&5分間撹拌を続けた。pH
M験紙(ブロムチモールブルー)を用いてスラリー液の
t+)Iを測定し、7,4を得た。
A dihydric acidic aqueous solution was added to the vigorously stirred oxalic acid ethanol solution at a rate of about 210 ml and 17 minutes to obtain a white slurry. After the addition was complete, stirring was continued for approximately 5 minutes. Furthermore, 2173ml of special grade ammonia water! was applied to the stirring slurry liquid at 167 mN/min, and stirring was continued for t&5 minutes. pH
The t+)I of the slurry liquid was measured using M test paper (bromthymol blue) and 7.4 was obtained.

一昼夜放置して該前駆体沈澱を自然沈降させた。The precursor precipitate was left to settle overnight.

上澄み液をポンプにて吸い上げて抜き取った。この時抜
き取った上澄みは42.91であった。反応器中の濃厚
なスラリー’lfJ液にエタノール27I!を注油して
30分間砕解決浄を行い半日静置した。
The supernatant liquid was drawn out using a pump. The supernatant extracted at this time was 42.91. Ethanol 27I to the thick slurry 'lfJ liquid in the reactor! The sample was oiled, crushed and cleaned for 30 minutes, and left to stand for half a day.

同様にポンプで上澄みを抜き取った。このときの上澄み
の容址は2171であった。エタノール271で再度洗
浄を行い、−晩装置113481の上澄みを抜き取り乾
燥用スラリーとした。実施例1と同様の方法にて乾燥を
行い、空気を流通させたマツフル炉中、1000℃で5
時間■焼した。
Similarly, the supernatant was removed using a pump. The volume of the supernatant at this time was 2171. Washing was performed again with ethanol 271, and the supernatant of apparatus 113481 was extracted overnight to obtain a slurry for drying. Drying was carried out in the same manner as in Example 1, and dried at 1000°C for 5 minutes in a Matsufuru furnace with air circulation.
Time ■ Baked.

マイクロトランク粒度計で測定した粒度分布1図を図3
に示す。この図から判るように、得られたペロブスカイ
トは、粒径約5μ以下の微粒子であった。
Figure 3 shows the particle size distribution measured with the Microtrunk particle size meter.
Shown below. As can be seen from this figure, the obtained perovskite was fine particles with a particle size of about 5 μm or less.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明においては、沈澱を沈降させ、デカンテーション
により液の沈澱の分離を行うので、沈澱が強く圧密され
ることがなく、洗浄の際、弱い撹拌力でも充分に解決が
なされ、微細粒子状態での均一な洗浄が可能となった。
In the present invention, since the precipitate is settled and the precipitate is separated from the liquid by decantation, the precipitate is not strongly compacted, and even a weak stirring force can be used to sufficiently solve the problem during washing, and it remains in the form of fine particles. Uniform cleaning is now possible.

沈澱粒子は圧密されることがないので「だま」などを含
まない均一スラリーとなるので、スラリー溶液から一挙
に乾燥粉体を得る方法をとることができる。またその際
、乾燥管やディストリビュータの閉塞を起こさないので
、工業プロセスとして採用できるようになった。
Since the precipitated particles are not compacted, a uniform slurry containing no "clumps" etc. is obtained, so a method can be used to obtain dry powder from the slurry solution all at once. In addition, since the process does not cause clogging of drying pipes or distributors, it can now be used as an industrial process.

また沈澱の合成から洗浄までを、一つの反応槽内で密閉
状態で行えるので、有害な沈澱に触れる恐れが無く、か
つ沈澱を乾燥し終えるまでは常に多量の溶媒が共存して
いるので、従来法では回避し得なかった該沈澱の微粉末
飛散等の心配もなく、取り扱い上の安全性は大幅に向上
した。また、得られた乾燥粉体は粉末の飛散の確率の一
番高い粉砕工程を必要としないので、さらに安全衛生上
の大幅な改善が達成された。
In addition, since the synthesis of the precipitate and the washing can be carried out in a single reaction tank in a sealed state, there is no risk of contact with harmful precipitates, and a large amount of solvent is always coexisting until the precipitate is dried, making it possible to perform There is no need to worry about the scattering of fine particles of the precipitate, which could not be avoided using the method, and handling safety has been greatly improved. Additionally, the resulting dry powder does not require a pulverization process, which has the highest probability of powder scattering, resulting in a further significant improvement in safety and health.

さらに面駆体の乾燥を、濾過、分離、機械的濃縮を必要
としないで、沈降含有溶液から一挙に乾燥粉体を得る方
法を採用することができるので、F Aや乾燥工程およ
びそれにともなう装置等を省略することができ、固定費
、変動費等も削減することができる。
Furthermore, it is possible to dry the surface precursor by obtaining a dry powder from a precipitate-containing solution all at once, without requiring filtration, separation, or mechanical concentration. etc. can be omitted, and fixed costs, variable costs, etc. can also be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、実施例1により得られたペロブスカイト粉末
のマイクロトラック粒度計により測定した粒度分布を示
す口である。同図において、横軸は粒径()IZ)を示
し、縦軸は%を示す。 第2図は、実施例1により得られたベロジスカイl−粉
末のX線回折図である。 第3図は、実施例2により得られたベロジスカイ1−ワ
)末のマイク1コトラック拉度計によりヨ11定した粒
度分布を示す図である。 第 図 犯 径 (、gm) J 第2図 J 叫す
FIG. 1 shows the particle size distribution of the perovskite powder obtained in Example 1, as measured by a Microtrac particle size meter. In the figure, the horizontal axis shows the particle size (IZ), and the vertical axis shows %. FIG. 2 is an X-ray diffraction diagram of the Velozysky l-powder obtained in Example 1. FIG. 3 is a diagram showing the particle size distribution of the Velodisky powder obtained in Example 2, as determined by a Mike 1 Cotrac ablation meter. Figure 2 J Scream

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数種の金属を含有する酸性溶液と、該金属の沈澱生成
当量のシュウ酸含有する溶液とを接触させて、シュウ酸
塩共沈澱を生成させ、アンモニアまたはアミンで中和し
た後、該沈澱の洗浄、乾燥を行って、粉末状セラミック
ス前駆体を製造する方法において、該共沈澱の洗浄を、
まず溶液中に懸濁する該共沈澱を沈降させた後、デカン
テーションにより反応液上澄みを取り除き、これに洗浄
液を混合して撹拌洗浄を行い、洗浄液の排出は再びデカ
ンテーションで行い、以降これを繰り返すことにより行
うことを特徴とする、粉末状セラミックス前駆体の製造
方法。
An acidic solution containing multiple metals is brought into contact with a solution containing oxalic acid in an amount equivalent to the precipitation of the metal to form an oxalate co-precipitate, and after neutralization with ammonia or amine, the precipitate is In a method for producing a powdered ceramic precursor by washing and drying, washing the coprecipitate,
First, the coprecipitate suspended in the solution is precipitated, the supernatant of the reaction solution is removed by decantation, the washing liquid is mixed with this, stirring washing is performed, the washing liquid is discharged again by decantation, and this is used thereafter. A method for producing a powdered ceramic precursor, characterized in that the method is carried out by repeating the process.
JP32630788A 1988-12-26 1988-12-26 Production of ceramic powder Pending JPH02172805A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32630788A JPH02172805A (en) 1988-12-26 1988-12-26 Production of ceramic powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32630788A JPH02172805A (en) 1988-12-26 1988-12-26 Production of ceramic powder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02172805A true JPH02172805A (en) 1990-07-04

Family

ID=18186302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32630788A Pending JPH02172805A (en) 1988-12-26 1988-12-26 Production of ceramic powder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02172805A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997015526A1 (en) * 1995-10-27 1997-05-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Hydrothermal process for making ultrafine metal oxide powders

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997015526A1 (en) * 1995-10-27 1997-05-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Hydrothermal process for making ultrafine metal oxide powders
US5776239A (en) * 1995-10-27 1998-07-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hydrothermal process for making ultafine metal oxide powders

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3963962B2 (en) Method for synthesizing crystalline ceramic powder of perovskite compound
KR100583844B1 (en) Barium titanate and its production method
JPS6214489B2 (en)
US8715614B2 (en) High-gravity reactive precipitation process for the preparation of barium titanate powders
JP2004107186A (en) Method for manufacturing nanosphere particle ceria compound powder having easy sintering property
NL8001098A (en) FIBER TITANIC ACID METAL SALTS AND METHOD FOR THE PREPARATION THEREOF.
JP2010042995A (en) Calcium titanate
JP4657621B2 (en) Perovskite-type titanium-containing composite oxide particles, production method and use thereof
JPH02172805A (en) Production of ceramic powder
JPH06144837A (en) Synthesis of columbite-type niobic acid salt and synthesis of perovskite-type compound using the salt
JPS61251516A (en) Production of perovskite type oxide
JPH03103323A (en) Production of titanyl barium oxalate particle
JPH01294527A (en) Production of metallic oxide of perovskite type of abo3 type
JPS61174116A (en) Production of perovskite type oxide
JP2004323344A (en) Titanate calcium and its manufacturing method
JPS61251517A (en) Production of perovskite type oxide
JPS63182217A (en) Production of abo3 type perovskite oxide
JPH01167227A (en) Production of titanium-based perovskite-type ceramic material
JPS6284B2 (en)
JPH0688793B2 (en) Manufacturing method of perovskite raw material powder
JPS6272523A (en) Production of abo3 perovskite type oxide
JPH01294526A (en) Production of metallic oxide of perovskite type of abo3 type
JPH0524090B2 (en)
JPH0558629A (en) Production of perovskite-type lead oxide
JPH0524861B2 (en)