JPH054817A - ペロブスカイト型複合酸化物粉末の製造方法 - Google Patents

ペロブスカイト型複合酸化物粉末の製造方法

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JPH054817A
JPH054817A JP3154479A JP15447991A JPH054817A JP H054817 A JPH054817 A JP H054817A JP 3154479 A JP3154479 A JP 3154479A JP 15447991 A JP15447991 A JP 15447991A JP H054817 A JPH054817 A JP H054817A
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JP
Japan
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perovskite
solution
water
site
oxide powder
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JP3154479A
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Kazumi Okabe
参省 岡部
Yukio Hamachi
幸生 浜地
Yukio Sakabe
行雄 坂部
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒径が微細で粒度分布が狭く、比表面積の大
きなペロブスカイト型複合酸化物粉末を容易に、かつ、
安価に製造できるようにすること。 【構成】 一般式:ABO3、(式中、Aは少なくとも一
種のアルカリ土類金属、Bは少なくとも一種の4価の金
属元素を表す)で表されるペロブスカイト型複合酸化物
粉末の製造方法において、水と非混和性で沸点が100
℃以上の有機溶剤と界面活性剤を含有する60〜95℃
の混合溶剤に、Aサイトを構成する元素の水酸化物の温
水溶液を加えてエマルジョン溶液を調製し、該エマルジ
ョン溶液にBサイトを構成する元素のアルコキシド溶液
を加えてペロブスカイト型複合酸化物を生成させ、その
反応液を100℃で加熱して水分を除去した後、減圧乾
燥して有機溶剤を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子部品用セラミックス
の原料として有用なペロブスカイト型複合酸化物粉末の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ペロブスカイト型複合酸化物粉末
の製造方法としては、その構成元素の炭酸塩や酸化物を
原料として用い、それらを所定比で混合した後、100
0℃以上の温度で仮焼して粉砕する乾式法が一般に採用
されている。しかしながら、この方法では原料粉末を分
子レベルで均一に分散させることは不可能であり、ミク
ロ的に均一な粉末を得ることができないだけでなく、製
造過程での凝集や粒子成長のため微細な粉末を得ること
ができないという問題があった。
【0003】これらの問題を解決するため、液相反応に
より沈澱物あるいは共沈体を生成させ、これを濾別、洗
浄した後、乾燥させ、次いで焙焼する湿式法が提案され
ている。例えば、(1)ジャ−ナル・オブ・アメリカン・
セラミック・ソサイエテイ、46巻、359〜365頁
(1963)には、ガラファー(P.K.Gallagher)等
により、バリウム及びチタンの水溶性化合物をシュウ酸
と反応させ、生成したシュウ酸塩を高温で焙焼してチタ
ン酸バリウムを製造する方法が、また、(2)ジャ−ナル
・オブ・アメリカン・セラミック・ソサイエテイ、52
巻、523〜526頁(1969)には、マツディヤスニ
(K.S.Mazdiyasni)等によりバリウム及びチタンの
アルコキシドの混合溶液を加水分解してチタン酸バリウ
ムを製造する方法が、さらに、(3)高知大学水熱化学実
験所報告第2巻、5号(1978)には、酸化チタンと水
酸化バリウムをBa/Ti=1.2の割合で混合し、オ
ートクレーブ中110〜130℃で水熱処理してチタン
酸バリウムを製造する方法がそれぞれ提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
(1)の方法では、生成物を高温で焙焼してチタン酸バリ
ウムを得ているため、固相反応と同様に粒子の凝集が起
こり易く、しかも、シュウ酸を回収して再利用できない
ため、コストが高くなるという問題がある。また、(2)
の方法では、サブミクロンオーダーの微粉末を製造でき
るが、バリウムおよびチタンの両元素ともアルコキシド
を用いているため、コストが非常に高くなり、しかも、
これらのアルコキシドは大気中では極めて不安定である
ため、合成時に大気中の水分により加水分解を生じない
ように特別の雰囲気を必要とする他、有機溶剤に対する
溶解度が低いため、1バッチ当たりの生産性が低いとい
う問題がある。さらに、(3)の方法では、オートクレー
ブ中で反応を行うため、高温高圧に耐える容器が必要で
あり、反応装置が高価となる他、バッチ式であるため生
産性が低いという問題がある。しかも、前記いずれの方
法でも、高分散状態のチタン酸バリウム粉末を得ること
ができないという問題があった。
【0005】従って、本発明は、粒径が微細かつ均一で
比表面積が大きく、粒度分布の狭いペロブスカイト型複
合酸化物粉末を容易に、かつ、安価に製造できるように
することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、一般式:ABO3、(式中、A
は少なくとも一種のアルカリ土類金属、Bは少なくとも
一種の4価の金属元素を表す)で表されるペロブスカイ
ト型複合酸化物粉末の製造方法において、水と非混和性
で沸点が100℃以上の有機溶剤と界面活性剤を含有す
る60〜95℃の混合溶剤に、Aサイトを構成する元素
の水酸化物の温水溶液を加えてエマルジョン溶液を調製
し、該エマルジョン溶液にBサイトを構成する元素のア
ルコキシド溶液を加えてペロブスカイト型複合酸化物を
生成させ、その反応液を100℃で加熱して水分を除去
した後、減圧乾燥して有機溶剤を除去するようにしたも
のである。
【0007】前記一般式のAサイトを構成する元素(以
下、Aサイト構成元素という)である代表的なアルカリ
土類金属としては、バリウム(Ba)、ストロンチウム
(Sr)、マグネシウム(Mg)およびカルシウム(Ca)な
どが挙げられるが、これらは目的とするペロブスカイト
型複合酸化物に応じて単独で若しくは2種以上を組み合
わせて使用できる。
【0008】また、前記一般式のBサイトを構成する元
素(以下、Bサイト構成元素という)である4価の金属
元素の代表的なものとしては、チタン、ジルコニウムお
よび錫が挙げられるが、これらも単独で若しくは2種以
上を組み合わせて使用できる。このBサイト構成元素の
アルコキシドとしては、任意のものを使用できるが、ア
ルコキシ基の炭素数が15以下、好ましくは、8以下の
ものが望ましい。代表的なものとしては、チタンアルコ
キシドを例にすると、チタン イソブトキシド(Ti(O
49)4)、チタンイソプロポキシド(Ti(OC
37)4)、ジブトキシージトリエタノールーアミネート
チタン、ジブトキシ−ジ(2-(ヒドロキシエチルアミノ)
エトキシ)チタン(Ti(C49O)2・〔N(C24OH)
2(C24O)〕2)などが挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。
【0009】前記界面活性剤としては、イオン性界面活
性剤、非イオン性界面活性剤および両性界面活性剤のう
ちの任意のものを単独で若しくは組み合わせて使用すれ
ば良いが、金属イオンを含有しないものが好適である。
前記イオン性界面活性剤には、カルボン酸塩、スルホン
酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩、脂肪族アミ
ン塩およびそのアンモニウム塩、芳香族4級アンモニウ
ム塩、複素環4級アンモニウム塩などが含まれる。非イ
オン性界面活性剤には、ソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル、単一鎖長ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン2級
アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェ
ニルエーテル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エ
ステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステ
ル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、プロピレ
ングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミ
ド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチ
レンアルキルアミンなどが含まれる。両性界面活性剤に
は、カルボキシベタイン、スルホベタイン、アミノカル
ボン酸塩、イミダゾリン誘導体などが含まれる。
【0010】有機溶剤としては、水と非混和性で沸点が
100℃以上のものであれば任意のものを使用でき、代
表的なものとしては、トルエン、o−、m−、p−キシ
レン、デカンおよびその異性体など炭素数8以上のメタ
ン列炭化水素などが挙げられるが、これらに限定される
ものではない。
【0011】また、Bサイト構成元素のアルコキシド溶
液に、イットリウムおよび希土類元素の少なくとも一種
の元素のアルコキシドを含有させ、その溶液を用いて反
応させるようにしても良い。これらの元素のアルコキシ
ドを溶解させる溶媒としては、アルコール類が好適であ
る。
【0012】
【作用】本発明方法においては、まず、Aサイトを構成
する元素の水溶性酸化物の水溶液のエマルジョンを形成
させ、これにBサイト構成元素のアルコキシド溶液を加
えて反応させているため、反応により生成するペロブス
カイト型複合酸化物の粒子は、Aサイト構成元素の水酸
化物溶液のエマルジョンの大きさに律速され、非常に微
細な粒子となる。また、反応系がW/O型エマルジョン
を形成しているため、生成したペロブスカイト型複合酸
化物粒子は水非混和性の有機溶剤に囲まれた形になり、
凝集が非常に少ない状態になっていることと、有機溶剤
が水より沸点が高いため反応液から最初に水分を簡単に
除去でき、従って、水分除去後は、粉末粒子はその表面
に凝集を起こす原因である水分の付着のない状態となっ
て有機溶剤中に分散していることから、水分除去後、減
圧乾燥することにより低温で有機溶剤を除去でき、従っ
て、微細なペロブスカイト型複合酸化物粒子を凝集させ
ることなく、高分散状態の微細な粉末を可能にしてい
る。
【0013】以下、本発明の実施例について説明する。
【0014】
【実施例】
(実施例1)ソルビタンモノラウレート4gとトルエン1
500mlからなる混合溶剤を90〜95℃に加温し、こ
れに、水20mlにBa(OH)2・8H2O11.042gと
Sr(OH)2・8H2O3.987gを溶解して90〜95
℃に加温した温水溶液を高速撹拌しながら添加してエマ
ルジョン溶液を調製する。このエマルジョン溶液に、イ
ソプロピルアルコール30mlにTi(OC37)414.2
7mlを添加して80〜85℃に加温した温溶液を高速撹
拌しながら添加し、ペロブスカイト型複合酸化物の沈殿
物を生成させる。次いで、この反応液を100℃に加熱
しながら水分を完全に除去する。水分を除去した反応液
をロータリエバポレータで減圧乾燥し、ペロブスカイト
型複合酸化物粉末を得る。
【0015】得られた粉末のX線回折分析を行ったとこ
ろ、この粉末は(Ba0.70Sr0.30)TiO3でことが確
認された。また、この粉末の粒度分布を測定したとこ
ろ、粒径0.05〜0.10μmと微細で分布幅が狭いこ
とが確認された。更に、比表面積を測定したところ、2
0.1m2/gと大きな値を示した。
【0016】(実施例2)ソルビタンモノオレート4gと
トルエン1500mlからなる混合溶剤を90〜95℃に
加温する。この混合溶剤に、水20mlにBa(OH)2・8
2O15.774gを溶解して90〜95℃に加温した
温水溶液を高速撹拌しながら添加してエマルジョン溶液
を調製する。このエマルジョン溶液に、イソプロピルア
ルコール30mlにTi(OC37)411.41ml、Zr
(OC49)43.85mlを溶解して80〜85℃に加温し
た温溶液を高速撹拌しながら添加し、ペロブスカイト型
複合酸化物の沈殿物を生成させる。以下、この反応液を
実施例1と同様にしてペロブスカイト型複合酸化物粉末
を得る。
【0017】得られた粉末のX線回折分析を行ったとこ
ろ、Ba(Ti0.80Zr0.20)O3であることが確認され
た。
【0018】(実施例3)ソルビタントリオレート4gと
デカン1500mlからなる混合溶剤を90〜95℃に加
温する。この混合溶剤に、水20mlにBa(OH)2・8H
2O14.985gを溶解して90〜95℃に加温した温
水溶液を高速撹拌しながら添加してエマルジョン溶液を
調製する。このエマルジョン溶液に、イソプロピルアル
コール30mlにTi(OC37)412.27ml、Ce(OC3
7)40.0025モルを溶解して80〜85℃に加温し
た温溶液を高速撹拌しながら添加し、ペロブスカイト型
複合酸化物の沈殿物を生成させる。以下、この反応液を
実施例1と同様にしてペロブスカイト型複合酸化物粉末
を得る。
【0019】得られた粉末のX線回折分析を行ったとこ
ろ、(Ba0.095Ce0.05)TiO3であることが確認され
た。
【0020】(実施例4)ソルビタンモノオレート3gと
トルエン1500mlからなる混合溶剤を90〜95℃に
加温する。この混合溶剤に、水20mlにBa(OH)2・8
2O15.774gを溶解して90〜95℃に加温した
温水溶液を高速撹拌しながら添加してエマルジョン溶液
を調製する。このエマルジョン溶液に、イソプロピルア
ルコール30mlにTi(OC37)414.27mlを溶解し
て80〜85℃に加温した温溶液を高速撹拌しながら添
加し、ペロブスカイト型複合酸化物の沈殿物を生成させ
る。以下、この反応液を実施例1と同様にしてペロブス
カイト型複合酸化物粉末を得る。
【0021】得られた粉末のX線回折分析を行ったとこ
ろ、立方晶系結晶構造のBaTiO3の単相であることが
確認された。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、Aサイトを構成するアルカリ土類金属の水酸
化物とBサイトを構成する4価の元素のアルコキシドと
の反応が温和に進行するため、微細で粒度分布幅が狭
く、比表面積の大きな表面活性の高いペロブスカイト型
複合酸化物粉末を得ることができる。また、Aサイト構
成元素とBサイト構成元素とを1:1のモル比で反応さ
せているため、Aサイト構成元素を過剰にして反応させ
る従来法と異なりAサイト構成元素の過剰イオンを除去
する操作が不要である。しかも、水熱合成法のように高
温高圧容器を必要としないため、安価な装置で製造で
き、ペロブスカイト型複合酸化物粉末のコストの低減化
を図ることができる。さらに、水とそれよりも沸点の高
く、かつ、水と非混和性の有機溶剤を用いて反応させる
ため、生成したペロブスカイト型複合酸化物は凝集の要
因となる水を吸着することがなく、凝集の少ない微細な
乾燥粉末を得ることができ、しかも、有機溶剤を水から
分離した状態で回収できるので、再利用することがで
き、製造コストの上昇を抑制することができるなど優れ
た効果が得られる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式:ABO3、(式中、Aは少なくと
    も一種のアルカリ土類金属、Bは少なくとも一種の4価
    の金属元素を表す)で表されるペロブスカイト型複合酸
    化物粉末の製造方法において、水と非混和性で沸点が1
    00℃以上の有機溶剤と界面活性剤を含有する60〜9
    5℃の混合溶剤に、Aサイトを構成する元素の水酸化物
    の温水溶液を加えてエマルジョン溶液を調製し、該エマ
    ルジョン溶液にBサイトを構成する元素のアルコキシド
    溶液を加えてペロブスカイト型複合酸化物を生成させ、
    その反応液を100℃で加熱して水分を除去した後、減
    圧乾燥して有機溶剤を除去することを特徴とするペロブ
    スカイト型複合酸化物粉末の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記アルコキシド溶液が希土類元素およ
    びYからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素のア
    ルコキシドを含む請求項1の製造方法。
JP3154479A 1991-06-26 1991-06-26 ペロブスカイト型複合酸化物粉末の製造方法 Pending JPH054817A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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