JPH1129362A - セラミック原料粉体の製造方法 - Google Patents

セラミック原料粉体の製造方法

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JPH1129362A
JPH1129362A JP9200953A JP20095397A JPH1129362A JP H1129362 A JPH1129362 A JP H1129362A JP 9200953 A JP9200953 A JP 9200953A JP 20095397 A JP20095397 A JP 20095397A JP H1129362 A JPH1129362 A JP H1129362A
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JP
Japan
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ceramic raw
slurry
raw material
powder
material powder
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JP9200953A
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English (en)
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Shinya Kusumi
真也 久住
Tamotsu Saito
保 斎藤
Tokuyuki Mabuchi
徳之 馬渕
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック原料のスラリーを加熱乾燥させる
と、凝集体が生じ、乾燥後のセラミック原料粉体の粒子
の径が大きくなった。 【解決手段】 セラミック原料のスラリーを凍結乾燥さ
せ、凝集を抑制する。凍結乾燥後のセラミック原料粉体
の粒子の径を制御するためにスラリーに対して電解質イ
オンを添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業の属する技術分野】本発明は、セラミック電子部
品等のためのセラミック成形体を得る時に使用するセラ
ミック原料粉体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックコンデンサ、誘電体フィルタ
等のセラミック電子部品のための焼結体を得る時には、
まず、複数種類のセラミック原料粉体を分散剤を伴った
水の中に混合分散させてスラリーを作り、このスラリー
を乾燥することによって複数種類のセラミック原料の混
合粉体を得る。次に、必要に応じて仮焼工程を介してセ
ラミック原料の混合粉体の成形体を作り、この成形体を
焼成して焼結体を得る。上記のスラリーの乾燥は、スプ
レードライヤーやドラムドライヤー等を使用した連続式
乾燥方法、又はバットにスラリーを入れ、これを乾燥炉
で加熱乾燥する方法、又はフィルタープレス等で脱水し
た後に乾燥炉に入れて加熱乾燥する方法等で行われてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、セラミック
原料の微粉化が進み、スラリーの高分散化が要求されて
いる。しかし、微粉化されたセラミック原料は凝集力が
大きく、スラリー乾燥時に乾燥凝集が生じ、微粉化の効
果を十分に発揮させることができないことがある。例え
ば、微粉化されたセラミック原料を使用しているにも拘
らず、スラリー乾燥後の粉体の粒子の径が凝集によって
比較的大きくなり、高密度の成形体を得ることが困難に
なる。なお、スラリーを加熱乾燥する時に水が飛び、こ
の際に表面張力に応じた向心力により粒子間距離が小さ
くなり、凝集が生じ易くなり、比較的大きな凝集体が生
じる。また、従来のスラリーの加熱乾燥方法によっては
凝集体の粒径の制御を行うことができなかった。従っ
て、セラミック材料の成形体の密度を調整することが困
難であった。
【0004】そこで、本願発明の第1の目的はスラリー
乾燥時における凝集を抑制することができる方法を提供
することにある。本願発明の第2の目的は凝集を制御す
ることができる方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し上記第
1の目的を達成するための発明は、セラミック原料粉体
を液体の中に分散させてスラリーを作る工程と、前記ス
ラリーを凍結乾燥する工程とを有するセラミック原料粉
体の製造方法に係わるものである。上記第2の目的を達
成するための発明は、セラミック原料粉体を液体の中に
分散させてスラリーを作り、このスラリーの中にpH制
御物質を加えてスラリー中に所望の凝集体を生じさせる
工程と、前記凝集体を含むスラリーを凍結乾燥する工程
とを有するセラミック原料粉体の製造方法に係わるもの
である。なお、請求項3に示すようにpH(水素イオン
濃度指数)制御物質即ち電解質イオンを供給するための
電解質として酢酸アンモニウム又は酢酸を使用すること
ができる。
【0006】
【発明の効果】各請求項の発明によれば、スラリーを凍
結乾燥するので、スラリーが凍結後に液体状態を経ない
昇華により乾燥される。このため、粒子間距離が小さく
ならない状態を保った乾燥が可能になり、凝集が抑制さ
れ、乾燥後のセラミック原料粉体の粒子の径を小さくす
ることができる。これにより、密度の大きいセラミック
成形体を作ることができる。また、請求項2及び3の発
明によれば、pHの制御によってスラリー中の凝集体の
大きさを制御することができ、このスラリー中の凝集体
の大きさに基づいて乾燥後のセラミック原料粉体の粒子
の径を制御することができる。これにより成形し易い粒
径のセラミック原料粉体を得ることができる。
【0007】
【第1の実施例】次に、本発明の第1の実施例に係わる
セラミック原料粉体の製造方法を説明する。まず、セラ
ミック原料として比表面積10m2 /gの炭酸バリウム
(BaCO3 )粉末715gと、比表面積16m2 /g
の酸化チタン(TiO2 )粉末285gを秤量し、これ
等を樹脂ポットに入れ、これに純水1000cc、分散
剤(ポリカルボン酸アンモニウム塩)10gを加え、更
に混合攪拌用の直径3mmのジルコニア製ボールを50
0g加え、樹脂ポットをボールミル架台に載せて100
rpm で回転させながら24時間攪拌分散してスラリーを
作った。このスラリーのpHは8.4であり、粘度は
0.02Pa・sである。
【0008】次に、スラリーをバットに移し、このバッ
トをエタノールとドライアイスの入った容器に浸してス
ラリーを凍結させた。しかる後、凍結されたスラリーを
真空乾燥機に入れて10-2torrで減圧し且つ約80℃で
乾燥させた。これにより、水分が昇華によって除去さ
れ、炭酸バリウムと酸化チタンの混合物から成る乾燥後
のセラミック原料粉体が得られた。この乾燥後のセラミ
ック原料粉体の粒度分布をレーザー回析法によって測定
し、平均粒径を求めたところ、0.38μmであった。
【0009】次に、凍結乾燥後のセラミック原料粉体
を、大気中(酸化性雰囲気中)で1100℃の仮焼を行
い、チタン酸バリウムから成る仮焼後のセラミック原料
粉体を得た。この仮焼後のセラミック原料粉体の比表面
積を求めたところ、2.2m2 /gであった。
【0010】次に、樹脂ポット(ボールミル)に仮焼後
のセラミック原料粉体と溶剤と有機バインダーとを入れ
て混合し、成形用スラリーを作り、周知のドクターブレ
ード法で厚み20μmのセラミック生シート(グリーン
シート)を作製した。しかる後、このシートの密度を測
定したところ、3.7g/cm3 であった。
【0011】
【比較例】本発明に従うセラミック原料粉体及びセラミ
ック生シートと従来方法に従うセラミック原料粉体及び
セラミック生シートの比較を行うために、上述の第1の
実施例におけるスラリーの凍結乾燥の代りにスラリーを
バットに移して加熱乾燥炉に入れ、150℃で加熱乾燥
させた他は、第1の実施例と同一の方法で乾燥後のセラ
ミック原料粉体、仮焼後のチタン酸バリウムから成るセ
ラミック原料粉体及びセラミック生シートを作り、平均
粒径、比表面積、シート密度を第1の実施例と同様に測
定したところ、平均粒径は0.55μm、比表面積は
1.6m2 /g、シート密度は2.93g/cm3 であ
った。なお、凍結乾燥前のスラリーのpH及び粘度は第
1の実施例と同一である。
【0012】第1の実施例と比較例とを対比すると、第
1の実施例の凍結乾燥後のセラミック原料粉体の平均粒
径は比較例よりも大幅に小さくなり、また、第1の実施
例の比表面積及びシート密度は比較例よりも大幅に大き
くなっていることが分かる。これは凍結乾燥によって凝
集が抑制されたためである。
【0013】
【第2の実施例】第1の実施例におけるセラミック原料
のスラリーにpHを制御するため電解質イオンとしてモ
ル濃度が0.075mol /lの酢酸アンモニウム液を添
加し、pHが8.1、粘度が0.08Pa・sのスラリ
ーを得た他は第1の実施例と同一の方法でセラミック原
料粉体、仮焼後のセラミック原料粉体及びセラミック生
シートを作った。なお、酢酸アンモニウム液の溶媒は水
である。従って、0.075mol /lの酢酸アンモニウ
ムは1リットルの水に酢酸アンモニウムを0.075mo
l 加えたものである。
【0014】酢酸アンモニウムによるpH調整及び粘度
調整した第2の実施例の乾燥後のセラミック原料粉体の
平均粒径は0.42μmであり、仮焼後のセラミック原
料粉体の比表面積は2m2 /gであり、セラミック生シ
ートの密度は3.6g/cm3 であった。
【0015】第2の実施例のセラミック原料粉体の平均
粒径は比較例のそれよりも小さいが、第1の実施例のそ
れよりは大きい。これは、第2の実施例によってスラリ
ーのpHを低くし、スラリーの粘度を高めたためにスラ
リー中に凝集体が生じ、これが乾燥後のセラミック原料
粉体の粒径に影響するからである。このようにpH調整
によって粒径が変化するので、粒径を制御することが可
能になり、成形の目的に適合した粒径又は成形し易い粒
径のセラミック原料粉体を提供することができる。な
お、第3の実施例におけるスラリーの粘度は前述した比
較例のスラリー粘度よりも高い。この様に粘度が高いに
も拘らず、乾燥後のセラミック原料粉体の粒径が比較例
の粒径よりも小さいのは、凍結乾燥によって凝集が抑制
されているからである。
【0016】
【第3の実施例】酢酸アンモニウムのモル濃度を変えて
pH及び粘度を調整しても第2の実施例と同様な効果が
得られることを確認するために、酢酸アンモニウムのモ
ル濃度を0.125mol /l、0.20mol /l、0.
25mol /1の3段階に変えた他は第2の実施例と同一
の方法でスラリー、凍結乾燥後のセラミック原料粉体、
仮焼後のセラミック原料粉体及びセラミック生シートを
作り、pH、粘度、平均粒径、比表面積、シート密度を
第1及び第2の実施例と同様に測定した。この結果、酢
酸アンモニウムのモル濃度が0.125mol /lの場合
には、pHが8、粘度が0.1Pa・s、平均粒径が
0.49μm、比表面積が1.95m2 /g、シート密
度が3.4g/cm3 であった。また、酢酸アンモニウ
ムのモル濃度が0.20mol /lの場合には、pHが
7.9、粘度が0.11Pa・s、平均粒径が0.5μ
m、比表面積が1.82m2 /g、シート密度が3.4
2g/cm3 であった。また、酢酸アンモニウムのモル
濃度が0.25mol /lの場合には、pHが7.85、
粘度が0.12Pa・s、平均粒径が0.5μm、比表
面積が1.84m2 /g、シート密度が3.35g/c
3 であった。
【0017】
【第4の実施例】第2の実施例の酢酸アンモニウムの代
りにモル濃度が0.05ml/lの酢酸を使用した他は、
第2の実施例と同一の方法でスラリー、凍結乾燥後のセ
ラミック原料粉体、仮焼後のセラミック原料粉体、及び
セラミック生シートを作り、pH、粘度、粒径、比表面
積、セラミック生シートの密度を第1の実施例と同様に
測定したところ、pHが7.2、粘度は0.08Pa・
s、平均粒径は0.48μm、比表面積は1.98m2
/g、密度は3.5g/cm3 であった。
【0018】また、酢酸のモル濃度、pHの大きさ、及
び粘度の大きさと凝集との関係を調べるために、第2の
実施例の酢酸アンモニウムの代りにモル濃度0.10mo
l /l の酢酸を使用した他は、第2の実施例と同一の方
法でスラリー、凍結乾燥後のセラミック原料粉体、仮焼
後のセラミック原料粉体、及びセラミック生シートを作
り、pH、粘度、粒径、比表面積、密度を第1の実施例
と同様に測定したところ、pHは6.3、粘度は1.7
Pa・s、平均粒径は0.58μm、比表面積は1.4
2 /g、密度は2.59g/cm3 であった。この結
果から明らかなように、酢酸のモル濃度を0.1mol /
lとした場合には、平均粒径、比表面積、シート密度が
比較例(従来例)とほぼ同一になる。従って、酢酸のモ
ル濃度は0.1mol /lよりも低いこと、またpHの値
は6.3より大きいこと、また粘度は1.7Pa・sよ
りも小さいことが望ましい。
【0019】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 本発明は種々の組成のセラミックの製造に適用
することができ、例えばABO3 {ここでAはBa、S
r、Ba+Ca、Ba+Sr及びBa+Ca+Srから
選択された1種、BはTi、Ti+Zr、Ti+R及び
Ti+Zr+Rから選択された1種(但しRはSc、
Y、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Tb、Tm、Lu
等の1種以上の希土類元素である。)、Oは酸素を示
す。}を主成分とするセラミックを作るための原料粉体
の製造に適用できる。 (2) 各実施例では仮焼工程を設けたが、これを省い
て成形体を作ることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック原料粉体を液体の中に分散さ
    せてスラリーを作る工程と、 前記スラリーを凍結乾燥する工程とを有することを特徴
    とするセラミック原料粉体の製造方法。
  2. 【請求項2】 セラミック原料粉体を液体の中に分散さ
    せてスラリーを作り、このスラリーの中にpH制御物質
    を加えてスラリー中に所望の凝集体を生じさせる工程
    と、 前記凝集体を含むスラリーを凍結乾燥する工程とを有す
    ることを特徴とするセラミック原料粉体の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記pH制御物質は、酢酸アンモニウム
    又は酢酸であることを特徴とする請求項2記載のセラミ
    ック原料粉体の製造方法。
JP9200953A 1997-07-09 1997-07-09 セラミック原料粉体の製造方法 Pending JPH1129362A (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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Effective date: 20020731