JPS6016372B2 - チタン酸バリウム(BaTio↓3)の製造方法 - Google Patents

チタン酸バリウム(BaTio↓3)の製造方法

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JPS6016372B2
JPS6016372B2 JP55156840A JP15684080A JPS6016372B2 JP S6016372 B2 JPS6016372 B2 JP S6016372B2 JP 55156840 A JP55156840 A JP 55156840A JP 15684080 A JP15684080 A JP 15684080A JP S6016372 B2 JPS6016372 B2 JP S6016372B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、チタン酸バリウム(BaTi03)の製造方
法に関するものである。
チタン酸バリウムセラミックスは、誘電率が高く、コン
デンサや各種セソサなどの材料として広く使われている
最近の電子部品の小形化、高性能化指向に伴い、数十ミ
クロン程度のチタン酸バリウム薄膜に対するニ−ズが増
大している。これには、高純度・高活性なチタン酸バリ
ウム微粉末が要求される。本発明は、このような要求に
通った高純度な超微末のチタン酸バリウムの製造方法に
関するものである。(従来の技術) チタン酸バリウムセラミックスは、原料のチタン酸バリ
ウム粉末を焼き固めてつくるが、従来、この粉末の合成
法には、炭酸バリウムと二酸化チタンの両粉末を混ぜ、
1100o○前後の高温で反応させる固相反応法と、バ
リウム、チタンのシュウ酸塩またはクエン酸塩を反応さ
せ、700qo程度で仮擁する共沈法のふたつがあった
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、いずれの方法も未反応のバリウムやチタ
ン分が残るため、純度が余り良くないうえに、粒径もミ
クロンオーダであってチタン酸バリウム薄膜用としては
適さなかった。
また、高温度の熱処理工程が必要で、省エネルギー上か
らも好ましくなかった。本発明の目的は、高純度、高活
性なチタン酸バリウム微粉末を、従来のような高温を要
しないで製造できる新規な製造方法を提供しようとする
ものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明に係る製造方法は、バリウム、チタンをアルコー
ルと反応させると得られる金属ァルコキシドを出発原料
とし「 これらを化学量化に混合し、その溶液に水を加
え600 〜7000で加水分解を行いチタン酸バリウ
ム徴粉末を得ることを特徴としている。
(実施例) 以下、本発明の製造方法の一実施例について詳しく説明
する。
第1図は、本発明の製造方法の一実施例を示すフローシ
ートである。
はじめに、金属バリウム1モルに対して約1叶音モルの
i−C3日70日を加え、溶媒であるC6HBと共に還
流させて、バリウムィソプロポキシドを合成する。
これに市販のチタニウムテトライソプロポキシド(Ti
(i−OC3日7)4)を、Ba/Tiのモル比が1.
0になるように加え、再び2時間還流させることによっ
て混合する。その後、蒸留水を少量ずつ加え、C幻6,
i−C3日70日,比0の英沸温度(60qo〜700
0)で加水分解反応を行ない、結晶質のチタン酸バリウ
ム微粉末を析出させる。上記の反応式を次に示す。
母十恋OH→舷(OR)2十日2↑ 舷(OR)2十Ti(i‐OC3日7)4十$LO→母
Ti03十波OH +4i−C3日70日 なお、1−C3日70日の代りにCH30日,C2公O
H,C4はOH,を使用し、同様の操作を行ってもBa
Ti03の合成を行えることが確認された。
(チタン酸バリウムの定量分析) 加水分解して得られたチタン酸バリウムの&:Tiの比
が化学量論比になっているかどうか確かめるため化学分
析を行なった。
第2図は、この分析法のフローシートである。
まず、得られたチタン酸バリウム(Sample)に濃
塩酸を加え加熱熔解した後、水で希釈して分析用原液と
する。この原液にEDTA−がaを添加してチタンイオ
ンを安定化させた後、これに硝酸アンモニウムを加え、
まずバリウムイオンを硫酸バリウムとして沈殿させる。
この沈殿物を重量分析用の炉紙にとり、これを焼いて硫
酸バリウムを得、この重量によりバリウムのモル数を求
めた。チタンイオンは、硫酸バリウムを炉過した後、炉
液にクフヱロンを加え、定量的にチタンのクフェロン塩
として沈殿させ、これを焼いて二酸化チタンとし、その
重量からチタンのモル数を求めた。(分析結果)〔加水
分解温度の影響〕 バリウム、チタンの両金属アルコキシド混合溶液の室温
における加水分解生成物は、X線回折より無定形である
ことが分かった。
この加水分解生成物の加熱変態経略のX線回折波形を、
第3図に示す。イは、10000〜4000Cの温度で
2時間、口は、65000の温度で4時間仮擁した場合
、いずれも無定形である。
ハは78000の温度で7時間仮擁した生成物の場合で
、このX線回折による同定の結果によれば、この生成物
は、炭酸バリウム、二酸化チタンおよび痕跡のチタン酸
バリウムであった。これより、室温で加水分解した時に
は、チタン酸バリウムは生成しないことが分かった。し
かし、同じ混合溶液を、還流温度(60oo〜70℃)
で加水分解したときには、X線で同定の結果、生成物は
チタン酸バリウム一相であることが確認された。
〔合成粉末の電子顕微鏡観察〕
第4図は、本発明の方法によって(還流温度(60午0
〜7000)で加水分解を行なって)得られたチタン酸
バリウムの電子顕微鏡写真である。
金属アルコキシドの加水分解で得られたチタン酸バリウ
ム粒子は、約500△で、大変小さいものであった。こ
のチタン酸バリウムを加熱処理して、その粒径の変化を
調べた結果を第5図イ〜二の各電子顕微鏡写真及び第1
表にそれぞれ示す(仮競時間20時間)。
第1表 仮糠温度が高くなるにつれて粒成長が起こっているのが
認められたが、1000q0以下の温度では明らかに認
められる程の粒成長は起さず、従来のチタン酸バリウム
より1〜2桁程度細い粒子が得られている。
〔金属アルコキシドのアルコキシド基の影響〕金属バリ
ウムをアルコールの反応において、アルコールをメチル
アルコ−ル、エチルアルコール、イソフ。
ロピルアルコール、n−ブチルアルコールを用いてバリ
ウムアルコキシドを合成し、これをチタンテトライソプ
ロポキシドと混合して還流温度で加水分解した結果、す
べてにおいてチタン酸バリウムが得られた。このチタン
酸バリウムは、X線回折波形、示差熱分析、電子顕微鏡
による粒子の観察のいずれにおいても、違いは認められ
なかった。即ち、チタン酸バリウム生成に対するバリウ
ムアルコキシドのアルコキシド基の違いによる影響はな
いと思われる。〔合成粉末の化学量論性〕 本発明によって得られたチタン酸バリウムの母:Tiの
比が化学量論であるかどうか、また母:Tiの比を変化
させることにより生成するチタン酸バリウムにどのよう
な影響があるかを調べた。
表2は、アルコキシドをBa:1:1のモル比で混合し
たものを還流温度で加水分解して得たチタン酸バリウム
の分析結果である。
表 2 母tchlではBa/Tiのモル比の平均値は、1.0
0〆母tch2についても平均値が1.0雌となり、こ
れらの値から、この金属アルコキシドのBa:Tiの比
は、1:1の化学量論比になったチタン酸バリウムであ
ると結論できる。
表3は、金属アルコキシドの混合比が変化した場合、生
成されるチタン酸バリウムに対する影響を示したもので
ある。
ここでは、出発原料である金属アルコキシドの混合比と
、加水分解生成物中の母とTiの比を表わしたものであ
る。表 3 バリウムが過剰の場合、分析値はBa:Tiの比が1.
0:1.0のものと全く同じ結果であった。
これは、過剰のバリウムが水に可溶な水酸化バリウムと
なって加水分解の際に水に溶け、沈殿を炉過するときに
溶液とともに取り除かれるためと思われる。このことは
、炉過された沈殿物のX線回折の結果がチタン酸バリウ
ムの回折線のみを与えたことからも確認された。チタン
の童が多い場合のX線回折波形を第6図に示す。
イは出発原料の金属ァルコキシドの母:Tiのモル比が
1.0:1.0の場合、口はBa:Ti:1・0:1・
2・ハはBa:Ti:1‐0:1‐5二はBa:Ti=
1.0:2.0の場合である。母:Ti=1.0:1.
0のときのX線回折波形の各回折線は、いずれもチタン
酸バリウムの回折線と一致している。
しかし、口,ハ,二に示すように、チタンのモル数が多
くなるに従って、同定が困難となっている。二に示す母
:Ti=1.0:2.0の場合には、ほとんど無定形に
近いものである。しかし、母:Ti=1.0:1.0よ
りチタン過剰側では、生成物は遊離のチタン化合物を含
んでいると考えられる。
これを確認するために、種々の温度で仮暁を行ない、そ
れをX線回折で同定した。
第7図、第8図はその結果を示すX線回折波形図である
以上の分析結果から、本発明によって製造されるチタン
酸バリウムは、粒蚤が500△前後で、母:Tiは1.
003という化学量論化に極めて近い結晶質の微粉末で
あることが分かった。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明に係る製造方法によれば、
反応がすべて液相反応であって、高温の熱処理工程を要
せず、高純度・高活性なチタン酸/ゞIJウム微粉末を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の製造方法の一実施例を示すフローシ
ート、第2図は本発明によって製造されたチタン酸バリ
ウムが化学量論比になっているか確かめるための分析法
のフローシート、第3図は室温における加水分野生成物
のX線回折波形図、第4図は本発明の方法で製造された
チタン酸バリウムの電子顕微鏡写真拡大図、第5図はこ
れを加熱処理した場合の粒径変化を調べた電子顕微鏡写
夏拡大図、第6図はチタンの量が多い場合のX線回折波
形図、第7図及び第8図はBa:Ti=1.0:1.0
よりチタン過剰側の生成物を種々の温度で仮競を行ない
、それをX線回折した回折波形図である。 渚1図 第2図 常3図 裕ム図 猪5図 解6図 椿7図 祭8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 バリウム、チタンをアルコールと反応させると得ら
    れる各金属アルコキンドを出発原料とし、これらを化学
    量比に混合し、その溶液に水を加え60℃〜70℃で加
    水分解を行いチタン酸バリウム微粉末を得るようにした
    チタン酸バリウムの製造方法。
JP55156840A 1980-11-07 1980-11-07 チタン酸バリウム(BaTio↓3)の製造方法 Expired JPS6016372B2 (ja)

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