JPH0292866A - チタン酸ストロンチウムの透光性焼結体の製造法 - 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 本発明はチタン酸ストロンチウム５ｒＴｉＯｓの透光性
焼結体の製造法に関する。

この透光性焼結体は耐熱採光用窓やレンズ等に利用され
る。

従来技術 従来のチタン酸ストロンチウムの焼結体の製造法として
は、炭酸ストロンチウムと酸化チタンの混合粉末を使用
し、 （１１焼結温度を上げて拡散速度を速めたり、あるいは
減圧下で焼結したりして気孔のない焼結体を製造する方
法。

（２）　　不純物を加えて液相焼結させる方法。

（３）外因的に不純物を固溶させて焼結性を高める方法
。

等が知られている。

しかしながら、これらの方法では透明なチタン酸ストロ
ンチウムの焼結体を得ることができなかった。

従来、他のセラミックスの透光性焼結体は知られている
が、それらの製造には１８００’Ｃ以上の高温を必要と
することから、より低温で製造できる透光性焼結体が要
望されている。

発明の目的 本発明の目的は、優れた透光性を有すると共に不純物の
混入のない高純度のチタン酸ストロンチラムの焼結体を
従来の透光性セラミック焼結体の焼結温度より低温で容
易に製造する方法を提供するにある。

発明の構成 本発明者等は前記目標を達成すべく鋭意研究の、結果、
チタンイオンとストロンチウムイオンを１対１モル割合
で含む水溶液はシュウ酸のエタノール溶液と接触すると
、水に全く不溶な沈殿を形成する特性があることに着目
し、チタンイオンとストロンチウムイオンを１対１モル
割合で含む水溶液をシュウ酸のエタノール溶液と接触さ
せ共沈させると、均一でしかも高純度の微粒子が得られ
、この共沈物を熱分解して得られた酸化物粉末を酸素雰
囲気中で一次焼結し、次いでアルゴン雰囲気中でガス圧
焼結した後、空気中あるいは酸素雰囲気中で焼鈍すると
、優れた透光性を有するチタン酸ストロンチウムの焼結
体が得られることを究明し得た。この知見に基づいて本
発明を完成した。

本発明の要旨は、 チタンイオンとストロンチウムイオンを１対１モル割合
で含む水ｉ９液を、シュウ酸のエタノール７８液と接触
させて沈殿物を生成させ、生成沈殿物を熱分解し、成形
した後、酸素雰囲気中で焼結し、次いでアルゴン雰囲気
中でガス圧焼結した後、空気中あるいは酸素雰囲気中で
焼鈍することを特徴とするチタン酸ストロンチウムの透
光性焼結体の製造法にある。本発明において使用するチ
タンイオンを含む溶液としては、例えば四塩化チタンも
しくはオキ・ン硝酸チタンの水溶液が使用される。

またストロンチウムイオンを含む水溶液とし”ζは、例
えば硝酸塩、炭酸塩などの水あるいは酸に可溶な塩を水
または酸に溶解させたものが使用される。

ンユウ酸を多量のエタノールに溶解してシュウ酸のエタ
ノール溶液を作る。シュウ酸量はチタン酸ストロンチウ
ム１モルに対し２モルの割合がよい。シュウ酸とエタノ
ールとの割合は、シュウ酸１モルに対しエタノールが２
００モル程度までであることがのぞましい。

次に、シュウ酸のエタノール溶液にチタンイオンとスト
ロンチウムイオンを含む水溶液と接触させてチタン酸ス
トロンチウムの前駆体の沈殿を生成させる。この場合の
接触法としては、（１）シュウ酸のエタノール溶液中に
構成金属イオン水溶液を滴下する方法、（２１ｍ成金層
イオン水溶液中にシュウ酸のエタノール溶液を滴下する
方法があるが、（２）の方法が好ましい。

得られた沈殿物は口過して、エタノール中に再分散させ
て沈殿物中に含まれる硝酸イオン、塩素イオンを除（こ
とが望ましい。

該沈殿物を４５０−１１００”Ｃで熱分解する。この熱
分解は低温であることが望ましいが、低過ぎると熱分解
が不完全となり焼結体が破損し易くなり、また高過ぎる
と粒子の成長が著しくな１９焼結に悪影響を及ぼすので
前記温度範囲であることが好ましい。この熱分解により
粒径０．３μｍの微粒子が得られる。この微粒子を１５
０−１０００　ｋｇ／ｃｎ”で−次成形する。−次成形
の圧力が高過ぎると成形体に歪が生ずるので、成形体が
崩れない程度の低圧が好ましい。従って前記圧の範囲で
あることが望ましい、得られた成形物をラバープレスに
より１．５　ｔｏｎ／ｃｍ”以上の圧力で二次成形する
。

この成形物を酸素雰囲気中で１２００−１４５０°Ｃで
１−１００時間−次焼結する。この焼結はチタン酸スト
ロンチウムの粒子の粒成長と緻密化を行うもので、これ
により次のアルゴン雰囲気でのガス圧焼結時の焼結・緻
密化を促進する。

これにより相対密度が９０％以上の焼結体が得られる。

焼結温度が低過ぎると焼結が進行せず、高過ぎると焼結
体中のＳｒ成分が蒸発して相対密度の大きい焼結体が得
難い、従って前記温度範囲で焼結することが好ましい。

この焼結体をアルゴン雰囲気中でガス圧焼結する０例え
ば！２００−１５００’Ｃで５００−２０００　ｋｇ７
ｃｍ２で１−１０時間焼結する。即ち、焼結体中の気孔
を消滅させて繊密化を促進する。得られる焼結体は僅か
に還元され黒色となる。この場合、−次焼結しないで、
、アルゴン圧焼結すると焼結体内部の気孔中にアルゴン
が浸入して緻密化を阻害して良好な焼結体とならない。

従って、酸素雰囲気中で一次焼結した後、この焼結を行
うことが必要である。

この場合のガス圧は５００ｋｇ／ｃ＋ａ”より低いと透
光性が得難く、２０００　ｋｇ／ｃｉ”を超えると高圧
容器が困難となるので、５００−２０００　ｋｇ／ｃｍ
”であることが好ましい。

次に得られた焼結体を空気中あるいは酸素雰囲気中で焼
鈍する。これにより、黒色となった焼結体を酸化させて
透明な焼結体とする。この焼鈍温度は６００−１１００
°Ｃであり、１０分−３時間加熱する。

焼１４ｉ温度が低過ぎると酸化が進行せず、高過ぎると
Ｓｒ成分が蒸発して透光性が低下するので、前記範囲で
あることが望ましい。

実施例 市販のＴｉＣＩａ溶液に倍容量のイオン交換水を加えて
四塩化チタン水溶液とし、これにアンモニア水を加えて
水酸化チタンとし、これを水洗、口過後濃硝酸を添加し
てオキシ硝酸チタンとした。このオキシ硝酸チタン溶液
中のＴ＋濃度はＴｉＪとして０．０２７５ｇ／ｍｌであ
った。

このオキシ硝酸チタン溶液６０１１１とＴｉに対して等
モル量である４、３７９８　ｇの硝酸ストロンチウムを
イオン交換水に溶解した水溶液を混合して３００　ｍｌ
の混合水溶液を作った。これにＳｒに対して２倍モル景
のシュウ酸をエタノール６００　ａ＋１に溶解した溶液
を滴下して白色沈殿を得た。この白色沈殿を２回エタノ
ールで洗浄後、乾燥、粉砕したものを空気中８００°Ｃ
で２時間熱分解した。得られた粉末をＸ線回折によって
調べたところ５ｒＴｉ０３単一相であった。この５ｒＴ
ｉＯ，粉末を走査型電子顕微鏡で観察したところ粒系は
約０．３μｍであった。

この５ｒＴｉ（ｈ粉末を２００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で直
径約１２ｍ、厚さ約５ｍｍの円板状に一次成型した後、
２ｔｏｎ／ｃｍ’の静水圧化で二次成型した。

得られた成形体を酸素ガスを流しながら１３００°Ｃで
２時間、−次焼結した。次いでアルゴン雰囲気中で１３
００”Ｃ１１２００ｋｇ／ｃ＋ｔ”の圧力で２時間ガス
圧焼結した。この焼結体を１０００°Ｃで２時間酸素雰
囲気中で焼鈍した。

得られたものは優れた透光性のものであった。

本実施例により得られた厚さｌａｓの透光性焼結体の入
射光の波長と透過率との関係は第１図に示す通りであっ
た。

この図面が示すように、本発明の方法で得られた焼結体
は入射光の各波長に対し優れた透過率を有する。

発明の効果 本発明の方法によると、 （１）　　従来法では得られなかった透光性のチタン酸
ストロンチウムの焼結体が得られる。

（２）　　チタンイオンとストロンチウムイオンを含む
混合水溶液とシュウ酸のエタノール溶液とを接触させて
沈殿物を得、この沈殿物を熱分解して原料粉末を得るの
で、得られる原料粉末は均一でかつ高純度である。

（３）高温での焼結でないため、装置は簡単で、迅速か
つ容易に製造し得られ、従って安価となる等の優れた効
果を奏し得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の透光性チタン酸ストロンチウム焼結体
の入射光の波長と透過率との関係図であ第　　７ 因 波長（ｎｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チタンイオンとストロンチウムイオンを１対１モル割合
   で含む水溶液を、シュウ酸のエタノール溶液と接触させ
   て沈殿物を生成させ、生成沈殿物を熱分解し、成形した
   後、酸素あるいは空気中で焼結し、次いでアルゴン雰囲
   気中でガス圧焼結した後、空気中あるいは酸素雰囲気中
   で焼鈍することを特徴とするチタン酸ストロンチウムの
   透光性焼結体の製造法。