JPS6052092B2 - Manufacturing method of perovskite-type lead-containing composite oxide - Google Patents

Manufacturing method of perovskite-type lead-containing composite oxide

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JPS6052092B2
JPS6052092B2 JP56074190A JP7419081A JPS6052092B2 JP S6052092 B2 JPS6052092 B2 JP S6052092B2 JP 56074190 A JP56074190 A JP 56074190A JP 7419081 A JP7419081 A JP 7419081A JP S6052092 B2 JPS6052092 B2 JP S6052092B2
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hydrated
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perovskite
composite oxide
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潔 高井
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はペロブスカイト型鉛含有複合酸化物の製法に
関し、より詳細には、一酸化鉛と水和型チタン酸及び/
又は水和型ジルコニウム酸との水熱反応により上記複合
酸化物を製造する方法の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a perovskite-type lead-containing composite oxide, and more specifically, the present invention relates to a method for producing a perovskite-type lead-containing composite oxide, and more specifically, it relates to a method for producing a perovskite-type lead-containing composite oxide, and more specifically, a method for producing a perovskite-type lead-containing composite oxide.
Alternatively, the present invention relates to an improvement in a method for producing the above composite oxide by a hydrothermal reaction with hydrated zirconium acid.

特に、本発明は、ペロブスカイト構造への結晶化度が高
く、しかも粉化度に優れており、セラミック原料として
有用なペロブスカイト型鉛含有複合酸化物の製造方法に
関する。 ペロブスカイト型結晶構造を有するチタン酸
鉛、ジルコニウム酸鉛及びチタン酸ジルコニウム酸鉛は
、誘電体セラミック、圧電体セラミック、焦電体セラミ
ックス、抵抗体セラミック、半導体セラミック等の分野
に広く使用されている。
In particular, the present invention relates to a method for producing a perovskite-type lead-containing composite oxide that has a high degree of crystallinity into a perovskite structure and has an excellent degree of pulverization, and is useful as a ceramic raw material. Lead titanate, lead zirconate, and lead zirconate titanate having a perovskite crystal structure are widely used in fields such as dielectric ceramics, piezoelectric ceramics, pyroelectric ceramics, resistor ceramics, and semiconductor ceramics.

このような鉛含有複酸化物を合成する最も一般的な製造
方法は、酸化鉛成分と二酸化チタン成分とを高温で固相
反応させる所謂酸化物法から成つている。しかしながら
このような固相反応によつて得られる生成物を、X線回
折に賦すると、チタン酸’鉛に特有のX線回折像の他に
、原料の一酸化鉛や二酸化チタンに特有のX線回折像を
示し、組成物に極めて不均質であるという欠点を有して
いる。このために、固相反応で得られる複合酸化物にお
いては、この生成物を粉砕し、再度焼成するという複雑
で費用のかかる操作を反復しなければならない。更にこ
の固相反応法で得られた複酸化物は、高温での熱履歴を
うけていることに関連して、粒径が粗大で他の原料や副
原料との均密混和性に欠け、反応性にも劣るという欠点
を有している。固相反応法における上記欠点を改善する
ために、溶液法でチタン酸鉛を製造することも既に知ら
れている。
The most common manufacturing method for synthesizing such lead-containing double oxides is the so-called oxide method, in which a lead oxide component and a titanium dioxide component are subjected to a solid phase reaction at high temperatures. However, when the product obtained by such a solid phase reaction is subjected to X-ray diffraction, in addition to the X-ray diffraction image peculiar to lead titanate, the It shows a line diffraction pattern and has the disadvantage of being extremely heterogeneous in composition. For this reason, in the case of composite oxides obtained by solid phase reaction, the complicated and expensive operations of pulverizing the product and calcining it again must be repeated. Furthermore, the double oxide obtained by this solid phase reaction method has a coarse particle size and lacks intimate miscibility with other raw materials and auxiliary raw materials due to the fact that it has been subjected to a thermal history at high temperatures. It also has the disadvantage of poor reactivity. In order to improve the above-mentioned drawbacks of the solid phase reaction method, it is already known to produce lead titanate by a solution method.

その代表的な方法は、米国特許第335263汚明細書
に記載されている通り硝酸チタニル等を硝酸鉛、酢酸鉛
等の水溶性鉛塩とシユウ酸を含有する水性媒体中で反応
させて、複合シユウ酸塩を形成させ、この複合シユウ酸
塩を700℃以上の温度で熱分解してチタン酸鉛を得る
ことから成つている。この方法では、チタン酸鉛の製造
に際して、700℃以上の高温での加熱により粒子の成
長が促進され、目的物の粒径の粗大化及び不均一化が生
じるという欠点を免れない。また、特公昭54−186
乃号公報には、四塩化チタンや、硝酸チタンの如き水溶
性チタン塩と、硝酸鉛等の水溶性鉛塩とを含有する溶液
に、過酸化水素を添加すると共に、アンモニア等のアル
カリを添加してPH3以上に保持することにより、複合
過酸化物を沈殿させ、この複合過酸化物を100℃以上
の温度で加水分解して無定形のチタン酸鉛を製造するこ
とが開示されている。
A typical method is to react titanyl nitrate, etc. with a water-soluble lead salt such as lead nitrate or lead acetate in an aqueous medium containing oxalic acid, as described in U.S. Patent No. 335,263. The method consists of forming an oxalate salt and thermally decomposing the complex oxalate at a temperature of 700° C. or higher to obtain lead titanate. This method has the disadvantage that when producing lead titanate, particle growth is promoted by heating at a high temperature of 700° C. or higher, resulting in coarsening and non-uniformity of the particle size of the target product. In addition, the special public service
In the publication, hydrogen peroxide is added to a solution containing a water-soluble titanium salt such as titanium tetrachloride or titanium nitrate, and a water-soluble lead salt such as lead nitrate, and an alkali such as ammonia is added. It is disclosed that a composite peroxide is precipitated by maintaining the pH at 3 or higher, and the composite peroxide is hydrolyzed at a temperature of 100° C. or higher to produce amorphous lead titanate.

この方法ては、比較的低い温度で比較的均質な無定形チ
タン酸鉛が得られるという利点が達成されるが、この無
定形チタン酸鉛は非常にポーラスなゲルの形態を有して
おり、セラミック用原料としての用途には未だ十分満足
し得るものではな.い。
This method achieves the advantage of obtaining relatively homogeneous amorphous lead titanate at relatively low temperatures, which amorphous lead titanate has a very porous gel morphology. It is still not fully satisfactory for use as a raw material for ceramics. stomach.

即ち、チタン酸鉛をセラミックとするには、チタン酸鉛
粒子が密に充填された成形体にする必要があり、このた
めには、チタン酸鉛が微細な粒子であることが要求され
るが、前述した酸化物法に.よるものは粒度が粗く、ま
た溶液法によるものは1次粒径か微細てあるとしても凝
集による粗大粒子を形成しやすく、しかも粉砕性も乏し
いため、上述した要求を満足され難い。
In other words, in order to make lead titanate into a ceramic, it is necessary to form a molded body in which lead titanate particles are densely packed, and for this purpose, lead titanate must be fine particles. , according to the oxide method mentioned above. The above-mentioned requirements are difficult to meet because those produced by the solution method tend to aggregate to form coarse particles even if the primary particle size is fine, and the grindability is poor.

更に、公知のチタン酸鉛原料は何れも、セラミックへの
焼結時に著しい粒成長を生じ、この粒成長により成形体
は破壊するという欠点がある。
Furthermore, all known lead titanate raw materials have the disadvantage that significant grain growth occurs during sintering into ceramics, and this grain growth destroys the compact.

かくして、従来のチタン酸鉛セラミックの製造において
は、マンガン、亜鉛、ランタン等の酸化物を粒成長抑制
剤として配合し、上述した粒成長を抑制している。本発
明者等は、一酸化鉛と水和型チタン酸、或は水和型ジル
コニウム酸とを水性媒体中に分散させて攪拌下に水熱反
応させると、微細な粒径、比較的大きい比表面積及び微
細なペロブスカイト型結晶構造を有するチタン酸鉛等の
鉛含有複合酸化物が得られること及びこの際、水和型チ
タン酸或いは水和型ジルコニウム酸として水和度が1以
上jで7よりも小さい微粒状水和物を使用すると、ペロ
ブスカイト型構造への結晶化度が高く、しかも粉化性に
優れており、セラミックへの焼結用原料として特に有用
な複合金属酸化物が得られることを見出した。
Thus, in the production of conventional lead titanate ceramics, oxides such as manganese, zinc, lanthanum, etc. are blended as grain growth inhibitors to suppress the above-mentioned grain growth. The present inventors have discovered that when lead monoxide and hydrated titanic acid or hydrated zirconium acid are dispersed in an aqueous medium and subjected to a hydrothermal reaction with stirring, fine particle sizes and relatively large ratios can be obtained. A lead-containing composite oxide such as lead titanate having a surface area and a fine perovskite crystal structure can be obtained, and in this case, the degree of hydration is 1 or more and j is 7 or more as hydrated titanate or hydrated zirconium acid. By using small hydrated particles, it is possible to obtain a complex metal oxide that has a high degree of crystallinity into a perovskite structure and has excellent powderability, making it particularly useful as a raw material for sintering into ceramics. I found out.

本発明によれば、一酸化鉛と水和型チタン酸及び水和型
ジルコニウム酸から成る群より選ばれた水和物の少なく
とも1種とを水性媒体中に分散させて攪拌下に水熱反応
させることから成るペロブスカイト型チタン酸鉛の製造
方法において、水和型チタン酸或いは水和型ジルコニウ
ム酸とて水和度が1以上で7よりも小さい微粒状水和物
を用いることを特徴とする方法が提供される。
According to the present invention, lead monoxide and at least one hydrate selected from the group consisting of hydrated titanic acid and hydrated zirconium acid are dispersed in an aqueous medium and subjected to a hydrothermal reaction with stirring. The method for producing perovskite-type lead titanate is characterized by using a fine hydrated hydrated titanic acid or hydrated zirconic acid having a degree of hydration of 1 or more and less than 7. A method is provided.

本発明は、一酸化鉛と水和型チタン酸及び水和型ジルコ
ニウム酸の少なくとも1種とが水熱条件下に反応して、
ペロブスカイト型微結晶の鉛含有複合酸化物を与えるこ
と、及びこの際、水和型チタン酸或いは水和型ジルコニ
ウム酸として水和度が1以上で7よりも小の比較的小さ
いものを使用すると結晶化度と粉化度との顕著な向上が
達成されることの新規知見に基づくものである。
In the present invention, lead monoxide and at least one of hydrated titanic acid and hydrated zirconic acid react under hydrothermal conditions,
To provide a perovskite-type microcrystalline lead-containing composite oxide, and in this case, if a relatively small hydration degree of 1 or more and less than 7 is used as hydrated titanic acid or hydrated zirconium acid, crystallization will occur. This is based on the new knowledge that a remarkable improvement in the degree of oxidation and the degree of pulverization can be achieved.

従来、チタン酸鉛等のペロブスカイト型鉛含有複合酸化
物を形成させるには、一般に550℃以上の結晶化温度
が必要とされていた。
Conventionally, in order to form a perovskite-type lead-containing composite oxide such as lead titanate, a crystallization temperature of 550° C. or higher has generally been required.

即ち、酸化物法では、一酸化鉛と酸化チタンが600℃
以上の温度て固相反応すると同時にペロブスカイト型結
晶構造への結晶化が進行する。また、溶液法では、一旦
形成した無定形チタン酸鉛或いはチタン酸鉛前駆体が5
50℃以上の温度でペロブスカイト型結晶構造へ転移す
る。これに対して、本発明では、常態では水に不溶の一
酸化鉛と特定の水和度の水和型チタン酸或いは水和型ジ
ルコニウム酸とが水熱条件下では110乃至200℃の
ような比較的低い温度で反応し、しかもペロブスカイト
型結晶の鉛含有複合酸化物を与えるものである。
In other words, in the oxide method, lead monoxide and titanium oxide are heated at 600°C.
At the above temperature, a solid phase reaction occurs and at the same time crystallization into a perovskite crystal structure progresses. In addition, in the solution method, once formed amorphous lead titanate or lead titanate precursor is
It transforms to a perovskite crystal structure at a temperature of 50°C or higher. In contrast, in the present invention, lead monoxide, which is normally insoluble in water, and hydrated titanic acid or hydrated zirconium acid having a specific degree of hydration are mixed under hydrothermal conditions at a temperature of 110 to 200°C. It reacts at a relatively low temperature and provides a lead-containing composite oxide in the form of perovskite crystals.

本発明において、両原料を水熱反応させることの重要さ
は、添付図面第1図のX一線回折像を参照することによ
り明白となる。
In the present invention, the importance of hydrothermally reacting both raw materials will become clear by referring to the X-ray diffraction image shown in FIG. 1 of the accompanying drawings.

第1図において、曲線1−Aは出発原料混合物、即ち一
酸化鉛と水和チタン酸との混合物のX一線回折像であり
、曲線1−Bは上記原料の水性スラリーを0.5気圧(
ゲージ)で、曲線1−Cは1気圧(ゲージ)で、曲線1
−Dは2.5気圧(ゲージ)で、曲線1上は3.5気圧
(ゲージ)で、曲線1−Fは4.5気圧(ゲージ)で夫
々水熱処理した場合の生成物のX一線回折像を示す。こ
れらのX一線回折像を参照すると、1気圧という低い圧
力、温度において、既に原料混合物中の一酸化鉛に特有
のX一線回折ピークが消失し、2.5気圧以上の圧力で
ペロブスカイト型チタン酸鉛が生成し始め、更に4.5
気圧の水熱条件(145がC)ではペロブスカイト型チ
タン酸鉛の生成が顕著となつている事実が了解される。
更に、本発明において、水和型チタン酸或いは水和型ジ
ルコニウム酸として、水和度が1以上で7よりも小さい
もの、特に3乃至6の範囲のものを使用することの重要
性は下記第1表を参照することにより明白となる。
In FIG. 1, curve 1-A is the X-ray diffraction image of the starting raw material mixture, namely a mixture of lead monoxide and hydrated titanic acid, and curve 1-B is the X-ray diffraction image of the starting material mixture, i.e., a mixture of lead monoxide and hydrated titanic acid, and curve 1-B is the
curve 1-C is 1 atm (gauge) and curve 1-C is 1 atm (gauge).
-D is 2.5 atm (gauge), curve 1 is at 3.5 atm (gauge), and curve 1-F is at 4.5 atm (gauge). Show the image. Referring to these X-ray diffraction images, at a pressure and temperature as low as 1 atm, the X-ray diffraction peak characteristic of lead monoxide in the raw material mixture disappears, and at a pressure of 2.5 atm or higher, perovskite-type titanic acid Lead begins to form, and further 4.5
It is understood that under atmospheric pressure hydrothermal conditions (145 is C), the production of perovskite-type lead titanate is remarkable.
Furthermore, in the present invention, the importance of using hydrated titanic acid or hydrated zirconium acid having a degree of hydration of 1 or more and less than 7, particularly in the range of 3 to 6, is explained below. This will become clear by referring to Table 1.

即ち、下記第1表は、水和度が5.2の水和型チタン酸
及び水和度が7.5の水和型チタン酸を原料として使用
した場合において、4.5気圧(ゲージ)の条件での水
熱合成品及びこの水熱合成品を750℃で0.時間焼成
して得られる焼成品についての見掛の結晶化度(相対値
)及び結晶子の大きさ(第1表のカツコ内数値)を示す
。ここで結晶化度(%)は、ペロブスカイト型チタン酸
鉛の面指数〔101)面の回折ピーク(CuKα20=
31.40)の高さの相対値で表わし、更に結晶子の大
きさは後述するScherrerの式を用いて同じく面
指数〔101)面の結晶の厚み(見掛の結晶の大きさ)
DOOl)(AO)で表わした。上記第1表の結果によ
ると、水和度が本発明で規定した範囲内にある水和型チ
タン酸を用いることにより、水熱合成により生成するチ
タン酸鉛の結晶化度を顕著に向上させ得ると共に、焼成
品の結晶化度をも顕著に向上させ得ることがわかる。
That is, Table 1 below shows the pressure of 4.5 atm (gauge) when hydrated titanic acid with a hydration degree of 5.2 and hydrated titanic acid with a hydration degree of 7.5 are used as raw materials. A hydrothermally synthesized product under the conditions of 0.0. The apparent crystallinity (relative value) and crystallite size (values in brackets in Table 1) are shown for fired products obtained by time firing. Here, the crystallinity (%) is the diffraction peak of the plane index [101] plane of perovskite lead titanate (CuKα20=
31.40), and the size of the crystallite is also expressed as the thickness of the crystal (apparent crystal size) of the plane index [101) plane using the Scherrer formula described later.
DOOl) (AO). According to the results in Table 1 above, by using hydrated titanic acid whose degree of hydration is within the range specified by the present invention, the crystallinity of lead titanate produced by hydrothermal synthesis can be significantly improved. It can be seen that the degree of crystallinity of the fired product can be significantly improved.

これは水和型チタン酸のみならず、水和型ジルコニウム
酸を使用する場合にも同様に当てはまる。本発明による
ペロブスカイト型複合酸化物は、上述した如く結晶化度
が大きく、しかも結晶子間の歪が少ないという利点を有
している。
This applies not only to hydrated titanic acid but also to the case where hydrated zirconic acid is used. As described above, the perovskite type composite oxide according to the present invention has the advantage of having a high degree of crystallinity and having little strain between crystallites.

この特徴のゆえに、この複合金属酸化物は、焼成等の熱
履歴を受けた場合にも凝結することが少なく、粉化性に
顕著に優れているのであつて、この事実は後述する例を
参照することにより直ちに明白となろう。本発明におい
て、一方の原料として使用する一酸化鉛はその水性サス
ペンションPHが9.5乃至10.8で示されるように
塩基性物質である。
Because of this characteristic, this composite metal oxide is less likely to condense even when subjected to thermal history such as firing, and has excellent powdering properties.This fact can be seen in the examples described below. It will become immediately obvious. In the present invention, lead monoxide used as one of the raw materials is a basic substance as shown by its aqueous suspension pH of 9.5 to 10.8.

他方の原料である水和チタン酸、水和ジルコニウム酸は
その名前から明らかな通り酸であり、かくして、本発明
における反応は、水熱条件下での固相酸一アルカリ反応
ということができる。本発明において、原料として使用
する水和チタン酸或いは水和ジくレーコニウム酸は、式
式中、MはTi又はZrを表わし、nは1以上で7より
も小さい数、特に3乃至6の数である。
The other raw materials, hydrated titanic acid and hydrated zirconium acid, are acids as obvious from their names, and thus the reaction in the present invention can be said to be a solid-phase acid-mono-alkali reaction under hydrothermal conditions. In the present invention, the hydrated titanic acid or hydrated leuconic acid used as a raw material is a formula in which M represents Ti or Zr, and n is a number greater than or equal to 1 and less than 7, particularly a number from 3 to 6. It is.

)で表わされる組成を有する。).

ここで水和度nは、後述する実施例に記載の方法で求め
られる。上述した低水和度の水和チタン酸は、これに限
定されるものではないが、次の方法で得ることができる
。即ち、硝酸チタン、硫酸チタニル或いは7塩化チタン
等のチタン塩の水溶液及び硝酸チタン或いは硫酸チタニ
ル水溶液の加熱加水分解生成物の水性スラリーを、高温
においてアンモニアで中和し、高温で水和チタン酸を沈
澱として析出させる。この場合、水和チタン酸の水和度
は、沈澱をク析出させる際の温度によつて変化し、この
温度が高くなれば水和度が減少し、温度が低くなると水
和度が高くなる傾向がある。本発明においては、水和チ
タン酸析出時の温度を、60乃至98℃、特に70乃至
85℃の範囲内で調節することにより、水和度を前述し
た範囲とすることができる。水和チタン酸を製造するに
当つて、注意すべき他の点は、生成する水和チタン酸粒
子の粒度を2ミクロン以下、特に1ミクロン以下となる
ように中和を行うこと、及び生成する水和チタン酸粒子
をろ過性のよい状態で析出させることである。
Here, the degree of hydration n is determined by the method described in Examples below. The above-mentioned hydrated titanic acid with a low degree of hydration can be obtained by the following method, although it is not limited thereto. That is, an aqueous slurry of an aqueous solution of a titanium salt such as titanium nitrate, titanyl sulfate, or titanium heptachloride and a heated hydrolysis product of an aqueous solution of titanium nitrate or titanyl sulfate is neutralized with ammonia at a high temperature, and hydrated titanic acid is prepared at a high temperature. Precipitate as a precipitate. In this case, the degree of hydration of hydrated titanic acid changes depending on the temperature at which the precipitate is precipitated; as the temperature increases, the degree of hydration decreases, and as the temperature decreases, the degree of hydration increases. Tend. In the present invention, the degree of hydration can be kept within the above range by adjusting the temperature during precipitation of hydrated titanic acid within the range of 60 to 98°C, particularly 70 to 85°C. When producing hydrated titanic acid, other points to be noted are that neutralization is performed so that the particle size of the hydrated titanic acid particles produced is 2 microns or less, especially 1 micron or less; The objective is to precipitate hydrated titanic acid particles in a state with good filterability.

即ち、水和チタン酸の粒度が大きい場合には、一酸化鉛
との反応性が低く、ペロブスカイト型複合酸化物への結
晶化度が低くなる傾向がある。また、水和チタン酸のろ
過性が悪い場合には、夾雑イオンを徹底的に除去するこ
とが困難となり、しかしてこのような夾雑イオンの存在
は、水熱合成時にペロブスカイト型複合酸化物の結晶化
を阻害し、また複合酸化物を焼成レたときに凝集傾向を
生じ、粉化率を著しく悪くする傾向がある。このように
、水和チタン酸の製造においては、粒子を微粒化させし
かもそのろ過性を向上させねばならないという相矛盾す
る要求がある。
That is, when the particle size of hydrated titanic acid is large, the reactivity with lead monoxide tends to be low, and the degree of crystallinity to form a perovskite-type composite oxide tends to be low. In addition, if the filtration properties of hydrated titanic acid are poor, it will be difficult to thoroughly remove contaminant ions, and the presence of such contaminant ions will cause the perovskite complex oxide to crystallize during hydrothermal synthesis. In addition, when the composite oxide is fired, it tends to agglomerate, which tends to significantly worsen the pulverization rate. As described above, in the production of hydrated titanic acid, there are contradictory demands to make the particles finer and to improve their filterability.

この矛盾する要求は、チタン塩溶液とアンモニア水との
混合を、後述の第2表に示したアンモニア水の注加時定
数を満足する範囲において急速攪拌することによつて、
同時に満足させ得る。即ち、急速攪拌下での混合によつ
て、生成する水和チタン酸は粒径が微細でありながら、
しかも粒度分布が均斉なものとなり、これによりろ過性
も良好なものとなる。他に水和チタン酸の?過性に影響
する因子としては、中和時の温度、反応系の塩類濃度等
がある。即ち、中和温度が高い程ろ過性がよく、また反
応系中に存在する水溶性塩類の濃度が高い程p過性のよ
い水和チタン酸が得られる。本発明においては、枦過抵
抗が0.4Tn./Hr以上、特に0.77TL/Hr
以上の水和チタン酸を用いることが望ましい。得られる
水和チタン酸は、よく水洗し、湿潤ケーキ乃至は水性ス
ラリーの形で、水熱合成に用い.る。
These contradictory demands can be met by rapidly stirring the mixture of the titanium salt solution and ammonia water within a range that satisfies the ammonia water addition time constant shown in Table 2 below.
You can be satisfied at the same time. That is, by mixing under rapid stirring, the hydrated titanic acid produced has a fine particle size, but
Furthermore, the particle size distribution becomes uniform, which results in good filterability. Any other hydrated titanic acid? Factors that affect the transient nature include the temperature during neutralization, the salt concentration in the reaction system, etc. That is, the higher the neutralization temperature, the better the filterability, and the higher the concentration of water-soluble salts present in the reaction system, the better the p-permeability of hydrated titanic acid obtained. In the present invention, the overload resistance is 0.4Tn. /Hr or more, especially 0.77TL/Hr
It is desirable to use the above hydrated titanic acid. The resulting hydrated titanic acid is thoroughly washed with water and used in hydrothermal synthesis in the form of a wet cake or aqueous slurry. Ru.

本発明において、原料として使用する水和ジルコニウム
酸は、オキシ塩化ジルコニウムの水性溶液を使用する以
外は、水和チタン酸の場合と全く同様にして得られる。
In the present invention, the hydrated zirconic acid used as a raw material is obtained in exactly the same manner as the hydrated titanic acid, except that an aqueous solution of zirconium oxychloride is used.

他方の原料である一酸化鉛としては、乾式法或いは湿式
法による一酸化鉛が何れも使用される。この一酸化鉛は
、所謂りサージ型もしくはマシコツト型の結晶構造のも
のでも、また含水一酸化鉛の結晶構造のものであつても
よい。乾式法による一酸化鉛としては、粒径が1乃至1
0μmの範囲にあるものが適しているが、特に粒径を7
μm以下となるように分級した一酸化鉛を使用すると、
セラミック基剤の用途に特に適したペロブスカイト型鉛
含有複合酸化物が得られる。本発明方法においては、特
に湿式法による一酸化鉛を用いることが望ましい。
As the other raw material, lead monoxide, either a dry method or a wet method can be used. This lead monoxide may have a so-called surge type or mashikotsu type crystal structure, or may have a hydrous lead monoxide crystal structure. The lead monoxide produced by the dry method has a particle size of 1 to 1.
Particles in the range of 0 μm are suitable, but especially if the particle size is 7 μm.
When using lead monoxide classified to be less than μm,
A perovskite-type lead-containing composite oxide is obtained which is particularly suitable for use as a ceramic base. In the method of the present invention, it is particularly desirable to use lead monoxide produced by a wet method.

この湿式法一酸化鉛は、米国特許第4117104号明
細書に記載されてノいる通り、8.3乃至9.2y/C
cの真の密度、0.2ミクロン以下の一次粒径、波数1
400乃至14100−1に赤外線吸収ピーク、及び9
4%以上の無水クロム酸反応率を有するものであり、粒
径の微細さ及び反応性に優れている。この一酸化鉛原料
は、金属鉛の粒状物と液体媒体と酸素ガスとを回転ミル
内に充填し;液体媒体で湿潤されれた金属鉛の粒状物の
少なくとも一部が液体媒体の液面よりも上方の気相中に
露出し且つ金属鉛の粒状物が液体媒体中で相互に摩擦し
合う条件下に前記回転ミルを回転さ“せ、これによソー
酸化鉛の超微細粒子が液体媒体中に分散された分散液を
形成させ;金属鉛の粒状物から前記分散液を分離し、所
望により前記分散液から生成する一酸化鉛を微粉末の形
て回収することにより製造される。上述した一酸化鉛原
料と水和型チタン酸乃至は水和型ジルコニウム酸とは、
ペロブスカイト型の複合酸化物を形成し得る量比、即ち
実質上当モル量で反応させる。
This wet process lead monoxide is 8.3 to 9.2y/C as described in U.S. Pat. No. 4,117,104.
True density of c, primary particle size less than 0.2 microns, wave number 1
Infrared absorption peak from 400 to 14100-1, and 9
It has a chromic anhydride reaction rate of 4% or more, and is excellent in fine particle size and reactivity. This lead monoxide raw material is produced by filling a rotating mill with granular metal lead, a liquid medium, and oxygen gas; at least a part of the granular metal lead moistened with the liquid medium is lower than the surface of the liquid medium The rotary mill is rotated under conditions in which the particles of lead metal are exposed to the upper gas phase and the particles of lead metal rub against each other in the liquid medium, whereby the ultrafine particles of lead oxide are exposed to the liquid medium. It is produced by forming a dispersion in which the metal lead is dispersed; separating said dispersion from the granules of metallic lead, and optionally recovering the lead monoxide formed from said dispersion in the form of a fine powder. The lead monoxide raw material and hydrated titanic acid or hydrated zirconium acid are
The reaction is carried out in an amount ratio capable of forming a perovskite type complex oxide, that is, in a substantially equimolar amount.

この際、ペロブスカイト型の複合酸化物が形成されると
いう範囲内で、一酸化鉛原料の一部、特に20モル%以
下の量を、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スト
ロンチユウム、ランタニウム等の金属成分の水酸化物て
置換えて使用することができ、またチタン酸或いはジル
コニウム酸原料の一部、特に20モル%以下の量を、マ
ンガン酸、ニオブ酸、タングステン酸、イリジウム酸等
で置換えて使用することができる。本発明によれば、上
述した原料を水性媒体中に分散させて攪拌下に水熱反応
を行う。水性媒体中に分散させる原料の濃度は特に制限
はないが、攪拌の容易さ及び反応器の容量等の見地から
は、5乃至4鍾量%の範囲が適当である。水熱反応は、
圧力容器中に両原料の水性分散液を供給し、1000C
よりも高い温度、特に110乃至200℃の温度、最も
好適には120乃至150′Cの温度に加熱することよ
り行なわれる。上述した温度よりも低いときには、ペロ
ブスカイト型結晶の生成が有効に行われず、一方温度が
あまり高くても格別の利点はなく、かえつて圧力が向上
するので反応温度は200℃以下とするのが有利である
。反応時の圧力は、水の自生圧力であるが、所望によつ
て空気、窒素等により加圧しても差支えない。本発明に
おいては、この水熱反応時に、両原料の水性分散液を攪
拌することが極めて重要であり、攪拌を行わない場合に
は、反応が不均一に行われる結果として、ペロブスカイ
ト型結晶の収率が低下する。
At this time, a part of the lead monoxide raw material, especially an amount of 20 mol% or less, is added to metal components such as calcium, magnesium, barium, strontium, lanthanium, etc. within the range that perovskite type composite oxide is formed. hydroxide can be used as a substitute, and a part of the titanic acid or zirconic acid raw material, especially an amount of 20 mol% or less, can be used as a substitute for manganic acid, niobic acid, tungstic acid, iridic acid, etc. be able to. According to the present invention, the above-mentioned raw materials are dispersed in an aqueous medium and a hydrothermal reaction is performed while stirring. The concentration of the raw materials to be dispersed in the aqueous medium is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of stirring and capacity of the reactor, a range of 5 to 4 weight percent is appropriate. The hydrothermal reaction is
Aqueous dispersions of both raw materials were supplied into a pressure vessel and heated to 1000C.
temperature, particularly from 110 to 200°C, most preferably from 120 to 150'C. If the temperature is lower than the above-mentioned temperature, perovskite crystals will not be formed effectively, and if the temperature is too high, there will be no particular advantage, and the pressure will increase on the contrary, so it is advantageous to set the reaction temperature to 200°C or less. It is. The pressure during the reaction is the autogenous pressure of water, but if desired, it may be pressurized with air, nitrogen, etc. In the present invention, it is extremely important to stir the aqueous dispersion of both raw materials during this hydrothermal reaction. If stirring is not performed, the reaction will be non-uniform, resulting in the formation of perovskite crystals. rate decreases.

反応時間は、原料の種類によつても多少相違するが、一
般に3紛間乃至5時間程度の比較的短かい時間で十分で
ある。
The reaction time varies somewhat depending on the type of raw material, but generally a relatively short time of about 3 to 5 hours is sufficient.

反応をバルチ式にも連続式にも行うことができ、前者の
場合には例えば攪拌機付オートクレーブ等を使用し、ま
た後者の場合には攪拌羽根或いは多数の分配板をバイブ
式連続リアクター等を使用することができる。
The reaction can be carried out either in a Baltic or continuous manner; in the former case, for example, an autoclave with a stirrer is used, and in the latter case, a vibrator continuous reactor with stirring blades or multiple distribution plates is used. can do.

かくして、本発明によれば、水熱反応により、粒径が著
しく微細で、比表面積が大であり、しかも結晶化度の高
いペロブスカイト型微結晶から成る鉛含有複合酸化物を
直接形成させることができる。
Thus, according to the present invention, it is possible to directly form a lead-containing composite oxide consisting of perovskite-type microcrystals with extremely fine grain size, large specific surface area, and high crystallinity through a hydrothermal reaction. can.

しかも、本発明によれば、用いる原料が一酸化鉛とチタ
ン酸及び/又はジルコニウム酸とのように、全て反応性
成分から成り、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオ
ン、酸イオン等の可溶性イオンを全く含有していないた
め、生成物がこれらのイオンで汚染されるのを防止でき
ると共に、洗浄等の精製操作も一切不要となるという利
点がある。得られる複合酸化物は、必要により乾燥し、
或いは850℃迄の温度に焼成して種々の用途に用い得
る。
Moreover, according to the present invention, the raw materials used are entirely composed of reactive components such as lead monoxide and titanic acid and/or zirconic acid, and do not contain any soluble ions such as alkali metal ions, ammonium ions, and acid ions. This has the advantage that it is possible to prevent the product from being contaminated with these ions and that there is no need for any purification operations such as washing. The obtained composite oxide is dried if necessary,
Alternatively, it can be fired at a temperature of up to 850°C and used for various purposes.

本発明による微結晶ペロブスカイト型鉛含有複合酸化物
は、従来セラミック基剤として使用されているものに比
して新規ないくつかの特徴を有している。
The microcrystalline perovskite-type lead-containing composite oxide according to the present invention has several novel features compared to those conventionally used as ceramic bases.

即ち、本発明による鉛含有複合酸化物は、実質上、式式
中MはTl及びZrを表わす で表わされる組成のペロブスカイト型微結晶から成り、
CU−KaX一線回折ピークにおける最強回折線の半値
巾が回折角Δ(2θ)て0.30度以上であり、05ミ
クロン以下の1次粒径と5イ/y以上のBET比表面積
を有している。
That is, the lead-containing composite oxide according to the present invention substantially consists of perovskite-type microcrystals having a composition represented by the following formula, where M represents Tl and Zr,
The half width of the strongest diffraction line in the CU-KaX single-line diffraction peak is 0.30 degrees or more at the diffraction angle Δ(2θ), and has a primary particle size of 0.5 microns or less and a BET specific surface area of 5 i/y or more. ing.

添付図面第2−A及び2−B図は、本発明による鉛含有
複合酸化物の微結晶チタン酸鉛のX一線回折像であり、
その(2−A)図は120℃での乾燥物及び(2−B)
図は750℃での仮焼物のX−線回折像を示す。
Figures 2-A and 2-B of the attached drawings are X-ray diffraction images of microcrystalline lead titanate, a lead-containing composite oxide according to the present invention,
The (2-A) figure shows the dried product at 120℃ and (2-B)
The figure shows an X-ray diffraction image of the calcined material at 750°C.

このX一線回折像から、本発明による鉛含有複合酸化物
は、ペロブスカイト型の結晶構造を有することが理解さ
れる。一般に、結晶子が微細になれば、X一線回折ピー
クの高さは低くなり、この回折ピークの半値巾Δ(20
)は増大することが知られている。しかして、本発明に
よる鉛含有複合酸化物が、第2−A図のX一線回折像に
示すように、最強回折線の回折ピークにおける半値巾Δ
(20)か0.30度以上てあるという事実は、結晶が
かなり発達していながら結晶子が著しく微細であること
を示している。しかも、本発明による鉛含有複合酸化物
は、非晶質の複合酸化物を殆んど含有することなく、実
質上全てがペロブスカイト型の微結晶から成つていると
信じられる。
From this X-ray diffraction image, it is understood that the lead-containing composite oxide according to the present invention has a perovskite crystal structure. Generally, the finer the crystallites, the lower the height of the X-line diffraction peak, and the half-width Δ(20
) is known to increase. Therefore, the lead-containing composite oxide according to the present invention has a half-width Δ
The fact that (20) is greater than 0.30 degrees indicates that the crystallites are extremely fine although the crystals are quite developed. Furthermore, it is believed that the lead-containing composite oxide according to the present invention contains almost no amorphous composite oxide and is substantially entirely composed of perovskite-type microcrystals.

即ち、従来法によるチタンー鉛複合酸化物系は500〜
520′Cに結晶化に伴なう発熱ピークを示すのに対し
て、本発明により水熱合成で得られたままのチタン酸鉛
においては、かかる発熱ピークは全く認められず、結晶
子がほぼ完全に形成されていることが了解される。これ
らのことは、後述するScherrerの式より求めら
れた結晶子の大きさと、仮焼温度との関係を示した第3
図に示されているがごとく、微結晶チタン酸鉛粉体を各
温度下に曝した場合の各面指数における結晶の発達度合
から次のことが理解される。
That is, the titanium-lead composite oxide system according to the conventional method has a
Whereas lead titanate as obtained by hydrothermal synthesis according to the present invention shows an exothermic peak at 520'C due to crystallization, such an exothermic peak is not observed at all, and the crystallites are almost It is understood that it is fully formed. These facts are explained in the third section, which shows the relationship between the crystallite size and the calcination temperature, which will be described later using the Scherrer equation.
As shown in the figure, the following can be understood from the degree of crystal development at each plane index when microcrystalline lead titanate powder is exposed to various temperatures.

即ち、本発明による鉛含有複合酸化物は、実質上全てペ
ロブスカイト型の結晶化反応は終了しており、従来法に
おいては一般的に500℃以下においては結晶の発達が
見られないのに反して、本発明方法においては特に、5
00℃以下の温度下においても順次に結晶の発達が進行
している様子が良く理解される。水熱反応により得られ
たままの鉛含有複合酸化物は、前記回折ピークにおける
半値巾Δ(20)が0.7度以上である。
That is, in the lead-containing composite oxide according to the present invention, the perovskite-type crystallization reaction is substantially completed, whereas in the conventional method, no crystal development is generally observed at temperatures below 500°C. , especially in the method of the present invention, 5
It is well understood that crystal growth progresses sequentially even at temperatures below 00°C. The lead-containing composite oxide as obtained by the hydrothermal reaction has a half-width Δ(20) of 0.7 degrees or more at the diffraction peak.

しかも、本発明による鉛含有複合酸化物の走査形電子顕
微鏡写真によると、本発明による鉛含有複合酸化物は前
述したペロブスカイト型微結晶を有すると共に、粒径が
0.5ミクロン以下であり、更にBET比表面が5イ/
V以上、特に10d/V以上であるという特徴を有する
Moreover, according to a scanning electron micrograph of the lead-containing composite oxide according to the present invention, the lead-containing composite oxide according to the present invention has the above-mentioned perovskite type microcrystals, and has a particle size of 0.5 microns or less. BET ratio surface is 5 i/
It has the characteristic of being at least V, especially at least 10 d/V.

公知方法では、粒径が1ミクロンよりも小さいペロブス
カイト型酸化物を得ることは到底困難であり、また非晶
質のものや、前駆体の場合には比較的大きい比表面を有
するとしても、ペロブスカイト型の結晶に転化すると、
その比表面積は5イ/fよりもかなり小さい値となる。
これに対して、本発明による鉛含有複合酸化物は、結晶
でありながら、5Tr1/y以上、特に10w1/y以
上の大きな比表面積を有することが顕著な特徴である。
本発明による鉛含有複合酸化物は、上述した特性を有す
ることにより、セラミックの製造に用いたとき、予想外
の顕著な作用効果を示す。
With known methods, it is extremely difficult to obtain perovskite-type oxides with particle sizes smaller than 1 micron, and even if they are amorphous or have a relatively large specific surface in the case of precursors, perovskite-type oxides cannot be obtained. When converted into a type crystal,
Its specific surface area is much smaller than 5i/f.
On the other hand, the lead-containing composite oxide according to the present invention has a remarkable feature that, although it is a crystal, it has a large specific surface area of 5Tr1/y or more, particularly 10w1/y or more.
Since the lead-containing composite oxide according to the present invention has the above-mentioned properties, it exhibits unexpected and remarkable effects when used in the production of ceramics.

先ず、この複合酸化物は1次粒径が微細でしかも表面活
性が大きいため、1次粒子が柔かく凝集した2次粒子の
形で存在し、そのためブレス成形、押出成形、テープキ
ャスト、ホットブレス等の手段で容易に所望形状のセラ
ミック構造体に成形できる。しかも、この鉛含有複合酸
化物は、1次粒径が微細で、表面活性が大であり、しか
もペロブスカイト型結晶構造となつているため、900
乃至1000℃の低温で焼結可能であり、このような低
温の焼結で緻密で機械的強度に優れたペロブスカイト型
セラミック体を形成できる。本発明による鉛含有複合酸
化物から形成されるセラミック体は理論密度の96%以
上98.5%にも達する密度を有する。更に、本発明に
よる鉛含有複合酸化物は、上述一した優れた焼結特性を
有し、低温で焼結可能であることにも関連して、焼結時
の粒成長が著しく抑制され、例えば粒成長抑制剤の配合
なしにも、諸特性に優れたペロブスカイト型セラミック
体を得ることができる。本発明による鉛含有複合酸化物
物は、ペロブスカイト型結晶ででありながら、粒径が微
細で表面活性が大であるという性質を利用して、セラミ
ック以外の用途、例えば排ガス浄化用触媒、電極触媒等
の分野にも有利に使用し得る。
First of all, this composite oxide has a fine primary particle size and high surface activity, so it exists in the form of secondary particles in which the primary particles are softly aggregated. It can be easily formed into a ceramic structure of a desired shape by the following means. Moreover, this lead-containing composite oxide has a fine primary particle size, high surface activity, and has a perovskite-type crystal structure.
It can be sintered at a low temperature of 1000° C. to 1000° C., and a perovskite ceramic body that is dense and has excellent mechanical strength can be formed by sintering at such a low temperature. The ceramic body formed from the lead-containing composite oxide according to the present invention has a density of 96% to 98.5% of the theoretical density. Furthermore, the lead-containing composite oxide according to the present invention has the above-mentioned excellent sintering properties and can be sintered at low temperatures, so grain growth during sintering is significantly suppressed, such as A perovskite ceramic body with excellent properties can be obtained without adding a grain growth inhibitor. Although the lead-containing composite oxide according to the present invention is a perovskite crystal, it has fine particle size and high surface activity, and can be used for applications other than ceramics, such as exhaust gas purification catalysts and electrode catalysts. It can also be advantageously used in such fields.

本発明を次の例で説明する。The invention is illustrated by the following example.

実施例 一酸化鉛と水和度が特定された微粒状の水和型チタン酸
及び水和型ジルコニウム酸とを水性媒体中に分散させ、
攪拌下に水熱反応させて特異な物性を保持した超微細結
晶のペロブスカイト型鉛含有複合酸化物を製造する方法
とその物性について説明する。
Example Lead monoxide and finely divided hydrated titanic acid and hydrated zirconium acid having a specified degree of hydration are dispersed in an aqueous medium,
A method for producing an ultrafine-crystalline perovskite-type lead-containing composite oxide that maintains unique physical properties through a hydrothermal reaction under stirring and its physical properties will be explained.

原料水和型チタン酸は、特開昭54−54914号及び
特開昭54−80297号公開特許公報記載の方法によ
り調製されたチタンの硝酸溶液、及び市販の硫酸チタン
と四塩化チタンの各酸溶液及び硝酸チタン、硫酸チタン
の加熱加水分解生成物の水性スラリーをそれぞれ加温攪
拌下に保持し、これにアンモニア水溶液を注加すること
によつて調製され、水和度の特定された微粒状の水和型
チタン酸を選んだ。
Raw materials for hydrated titanic acid include titanium nitric acid solutions prepared by the methods described in JP-A-54-54914 and JP-A-54-80297, and commercially available titanium sulfate and titanium tetrachloride acids. The solution and the aqueous slurry of heated hydrolysis products of titanium nitrate and titanium sulfate are each maintained under heating and stirring, and an ammonia aqueous solution is added thereto to form fine particles with a specified degree of hydration. We selected hydrated titanic acid.

ここに選んだ1喝類の水和型チタン酸の調製条件を第2
表、その特性を第3表に示した。
The preparation conditions for the hydrated titanic acid selected here are as follows.
The properties are shown in Table 3.

原料水和型ジルコニウム酸は、特開昭54一54914
号公開特許公報記載の方法により調製されたジルコニウ
ムの硝酸溶液および市販試薬のオキシ塩化ジルコニウム
(ZrOCf2)の各酸溶液を前記した各チタンの酸溶
液中に所定量割合混合もしくは単独の溶液をそれぞれ加
温攪拌下に保持し、これにアンモニア水溶液〒加するこ
とによつて水和チタン酸と同様な沖過性に優ぐれ、水和
度の特定された水和型ジルコニウム酸を調製しそれぞれ
硝酸塩系を(Δ)、塩酸塩系を(ZC)として表わし、
それぞれの水和型ジルコニウム酸の特性と共に下記の第
4表に示した。
The raw material hydrated zirconium acid is disclosed in JP-A-54-54914.
A nitric acid solution of zirconium prepared by the method described in the published patent application and an acid solution of zirconium oxychloride (ZrOCf2), a commercially available reagent, were mixed in a predetermined ratio into each of the titanium acid solutions described above, or a single solution was added, respectively. By keeping the mixture under warm stirring and adding an ammonia aqueous solution to it, we prepared hydrated zirconium acid, which has superior permeability similar to hydrated titanic acid and has a specified degree of hydration. is expressed as (Δ), and the hydrochloride system is expressed as (ZC),
The characteristics of each hydrated zirconium acid are shown in Table 4 below.

原料一酸化鉛は、米国特許第4117104号公報明細
書記載の湿式ミル法により調製された一酸化鉛及び特公
昭37−11801号特許明細書記載の乾式法により調
製された一酸化鉛を選んだ。
As the raw material lead monoxide, lead monoxide prepared by the wet mill method described in the specification of U.S. Patent No. 4117104 and lead monoxide prepared by the dry method described in the specification of Japanese Patent Publication No. 37-11801 were selected. .

なお、第1から第4表に示した物性の測定は下記の方法
にしたがつた。
The physical properties shown in Tables 1 to 4 were measured according to the following methods.

1)淵過抵抗(m/Hr) 生成水和チタン酸及び水和ジルコニウム酸スラリーをN
O.5Aの沖紙を用いて、内径11cmの磁製ヌツシエ
にて、減圧度500TW1Hgでろ過をし、ろ過ケーキ
厚を約2C77!とした時の単位p過面積(イ)当りの
沖液のろ過速度(d/Hr)から算出した淵液の線速度
(m/Hr)をもつて定義した。
1) Edge resistance (m/Hr) The generated hydrated titanic acid and hydrated zirconium acid slurry are
O. Using 5A Okigami paper, filter with a porcelain filter with an inner diameter of 11cm at a reduced pressure of 500TW1Hg, and the filter cake thickness is approximately 2C77! It was defined as the linear velocity (m/Hr) of the deepwater liquid calculated from the filtration rate (d/Hr) of the offshore liquid per unit p overarea (a) when

2)水和度(n) MO−NH2O式中の水和度(n)は、減圧度500T
nInHgでの減圧酒過ケーキの灼熱減量を式中のMO
lモル数当りの水分モル数で表示し定義した。
2) Degree of hydration (n) The degree of hydration (n) in the MO-NH2O formula is the degree of vacuum 500T.
The ignition loss of the reduced pressure alcoholic cake in nInHg is expressed as MO
It is expressed and defined as the number of moles of water per number of moles.

3)粒度(μm) 顕微鏡法によつて測定した最大粒子径、さらに、ペロブ
スカイト型チタン酸鉛もしくはチタン酸ジルコニウム酸
鉛中に共存させる他の金属成分の原料としてマグネシウ
ム(Mg)、カルシウム(Ca)、バリウム(Ba)、
ストロンチウム(Sr)、マンガン(Mn)、タングス
テン(W)、インジウム(In)、ランタン(La)お
よびニオブ(Nb)の各硝酸塩を市販試薬の中より選び
、それぞれ第6表に示す所定量割合に予じめ、各チタン
の酸溶液もしくは、各チタン−ジルコニウムの混合酸溶
液中に溶解混合せしめた溶液もしくは単独の溶液を加熱
攪拌下に保持し、これにアンモニア水溶液を注加すると
によつて、それぞれ目的の金属成分を含有したp過性に
優ぐれた微粒状の水和型チタン酸もしくは水和型チタン
酸ジルコニウム酸の微粒状各水和物及びそれぞれ目的の
金属成分の微粒子水和物を調製した。
3) Particle size (μm) Maximum particle size measured by microscopy, and magnesium (Mg) and calcium (Ca) as raw materials for other metal components coexisting in perovskite-type lead titanate or lead zirconate titanate. , barium (Ba),
Each nitrate of strontium (Sr), manganese (Mn), tungsten (W), indium (In), lanthanum (La), and niobium (Nb) was selected from commercially available reagents, and each was added to the specified amount ratio shown in Table 6. In advance, a solution of each titanium dissolved in an acid solution or a mixed acid solution of each titanium-zirconium or a single solution is maintained under heating and stirring, and an ammonia aqueous solution is poured into this. Fine particle hydrates of hydrated titanic acid or hydrated titanic acid zirconium acid with excellent p-porosity containing the desired metal components, and fine particle hydrates of the desired metal components, respectively. Prepared.

各ペロブスカイト型チタン酸鉛、チタン酸ジルコニウム
酸鉛の製造方法は、下記の方法に従つた。
Each perovskite type lead titanate and lead zirconate titanate were produced according to the following method.

なお第5表には各試料中の成分を各ペロブスカイト型結
晶組成に相当するチタン酸鉛成分(PT)、ジルコニウ
ム酸鉛成分(PZ)、複合ペロブスカイト成分(P(B
l,B2))、及びPTの鉛成分を一部他成分に置換し
てなるチタン酸鉛成分((PA)T)から、それぞれな
るものとして表示した。製造条件としては、第6表に表
示した範囲内で任意に選ぶことができる。
Table 5 lists the components in each sample as lead titanate component (PT), lead zirconate component (PZ), and composite perovskite component (P(B)) corresponding to each perovskite crystal composition.
1, B2)), and a lead titanate component ((PA)T) obtained by partially replacing the lead component of PT with another component. The manufacturing conditions can be arbitrarily selected within the range shown in Table 6.

ペロブスカイト型鉛含有複合酸化物の具体的製,造法と
しては、第7表に示すペロブスカイト型成分種のモル割
合にしたがつて調製された前記微粒状各水和物を、各々
2eのイオン交換水と共に攪拌機付き、ステンレス製容
器(内容積5f)に採り、加温することなく室温にて5
00r′Pm以上の高速攪拌下に均質な微粒状水和物ス
ラリーを調製する、一方、前記一酸化鉛のスラリー(L
W−1,LW−2,LW−3)もしくは一酸化鉛粉末(
LD一1)を水中に分散せしめて、400f/e濃度の
一酸化鉛スラリーを予じめ調製した。
As for the specific production method of perovskite-type lead-containing composite oxide, each of the above-mentioned fine particulate hydrates prepared according to the molar ratio of perovskite-type component species shown in Table 7 was ion-exchanged with 2e. Pour into a stainless steel container (inner volume: 5 f) with water and a stirrer, and let it stand for 5 minutes at room temperature without heating.
A homogeneous fine-grained hydrate slurry is prepared under high-speed stirring at 00 r'Pm or higher, while the lead monoxide slurry (L
W-1, LW-2, LW-3) or lead monoxide powder (
A lead monoxide slurry having a concentration of 400 f/e was prepared in advance by dispersing LD-1) in water.

次いでスチームジャケット付ステンレス製攪拌型のオー
トクレーブ(内容積5′)に、上記微粒状水和物スラリ
ーを一酸化鉛スラリーを攪拌下にl混合し、145℃に
加熱し、1時間水熱処理して界面固相反応をほどこすこ
とによつて、p過性に優れたペロブスカイト型結晶の鉛
含有複合酸化物の反応生成物スラリー11種類を調製し
た。
Next, in a stainless steel stirring type autoclave with a steam jacket (inner volume: 5'), the above fine particulate hydrate slurry and lead monoxide slurry were mixed with stirring, heated to 145°C, and hydrothermally treated for 1 hour. Eleven kinds of reaction product slurries of lead-containing complex oxides of perovskite type crystals with excellent p-permeability were prepared by performing an interfacial solid phase reaction.

次いで、ここに得た生成物スラリーを沖過によりケーキ
として回収した後、それぞれを第7表に示す温度におい
て0.時間を要して乾燥及び仮焼し、それぞれのペロブ
スカイト型微結晶の鉛含有複合酸化物の微粉末拓種類を
得た。本発明を明確にするために、下記の方法により鉛
含有化合物を作り比較例とした。
The product slurry thus obtained was then recovered as a cake by filtration, and then each was evaporated at the temperature shown in Table 7 to 0. Drying and calcining took a long time to obtain a fine powder type of each perovskite-type microcrystalline lead-containing composite oxide. In order to clarify the present invention, a lead-containing compound was prepared by the following method and used as a comparative example.

比較例H−1:特公昭54−106514号特許明細書
記載の方法に準拠して、酸化鉛と酸化チタン粉末(原料
番号T−H1)の原料を湿式粉砕方法にて混合後PbO
/TiO2のモル割合が1の粉体を第7表に示す温度で
仮焼させ、ペロブスカイト型チタン酸鉛の結晶物とした
Comparative Example H-1: Based on the method described in the specification of Japanese Patent Publication No. 54-106514, the raw materials of lead oxide and titanium oxide powder (raw material number T-H1) were mixed by a wet pulverization method, and then PbO
/TiO2 in a molar ratio of 1 was calcined at the temperature shown in Table 7 to obtain perovskite-type lead titanate crystals.

比較例H−2:特公昭54−18679号特許明細書記
載の方法に準拠し、硝酸鉛(原料番号P−H1)と硝酸
チタン(原料番号T−H2)を原料にして、さらに10
f8モル量に相当する過酸化水素と当モル量に相当する
量のアンモニア水を加え、非晶質のチタン、鉛の複合過
酸化物を生成せしめた後、150℃の乾燥物(試料番号
H−2A)と600℃で仮焼させたペロブスカイト型結
晶物(試料番号H−2B)とした。
Comparative Example H-2: Based on the method described in the specification of Japanese Patent Publication No. 54-18679, lead nitrate (raw material number P-H1) and titanium nitrate (raw material number T-H2) were used as raw materials, and further 10
Hydrogen peroxide equivalent to f8 molar amount and aqueous ammonia equivalent to equivalent molar amount were added to form an amorphous titanium and lead composite peroxide, and then dried at 150°C (sample number H). -2A) and a perovskite crystal material (sample number H-2B) calcined at 600°C.

比較例H−3:チタンの水和物(原料番号TN−5,T
N−6)をそれぞれチタン原料に用いて、実施例の試料
番号1−1の割合と同様にしてオートクレーブによる水
熱処理をほどこし、それぞれ試料番号(H−3A)と試
料番号(H−3B)とした。
Comparative Example H-3: Titanium hydrate (raw material number TN-5, T
N-6) was used as a titanium raw material, and subjected to hydrothermal treatment in an autoclave in the same manner as sample number 1-1 in the example, resulting in sample number (H-3A) and sample number (H-3B), respectively. did.

比較例H−4:微粒状チタン水和物(原料番号TN−1
)、一酸化鉛スラリー(試料番号LW−1)および水酸
化ジルコニウム(原料番号ZC−3,ZC−4)を用い
て、実施例の試料番号1一10の場合と同様にしてオー
トクレーブによる水熱処理をほどこし、それぞれ試料番
号(H−4A)と試料番号(H−4B)とした。
Comparative Example H-4: Fine particulate titanium hydrate (raw material number TN-1
), hydrothermal treatment in an autoclave using lead monoxide slurry (sample number LW-1) and zirconium hydroxide (raw material numbers ZC-3, ZC-4) in the same manner as in the case of sample numbers 1-10 in the example. were given sample numbers (H-4A) and sample numbers (H-4B), respectively.

比較例H−5:米国特許第335263?明細書記載の
方法に準拠し硝熱鉛、オキシ硝酸チタン及びオキシ硝酸
ジルコニウム(原料番号Z−H1)を原料として、蓚酸
アンモンまたは蓚酸から複合蓚酸塩を共沈せしめ、ここ
に生成せしめた共沈物を850℃で熱分解させペロブス
カイト型結晶物とした。
Comparative Example H-5: U.S. Patent No. 335263? A composite oxalate is coprecipitated from ammonium oxalate or oxalic acid using lead nitric acid, titanium oxynitrate, and zirconium oxynitrate (raw material number Z-H1) as raw materials according to the method described in the specification, and the resulting coprecipitation The material was thermally decomposed at 850°C to form a perovskite crystal.

比較例H−6:原料に一酸化鉛(原料番号LD一1)と
水和度(n=7.5)の水和チタン(原料番号TN−4
)を用いて実施例の試料番号1−1の場合と同様にして
オートクレーブによる水熱処理をほどこし、得られたチ
タン酸鉛を試料番号(H−6)とした。
Comparative Example H-6: Raw materials include lead monoxide (raw material number LD-1) and hydrated titanium (raw material number TN-4) with a degree of hydration (n = 7.5).
) was subjected to hydrothermal treatment in an autoclave in the same manner as sample number 1-1 in the example, and the obtained lead titanate was designated as sample number (H-6).

ここにそれぞれ調製したペロブスカイト型鉛含有複合酸
化物粉末について下記に示す各物性を測定し、その結果
を第7表に併せ表示した。
The following physical properties were measured for each of the perovskite-type lead-containing composite oxide powders prepared here, and the results are also shown in Table 7.

なお表中、結晶形を表わす記号として、ペロブスカイト
型結晶(Cp)、非晶質形(Am)及びCp以外の混合
物(Mx)と表わし用いた。さらに、ここに得られたペ
ロブスカイト型鉛含有複合酸化物粉末の中から1喝類を
選び、具体的用途の一例として、強誘電体セラミックへ
応用するために、下記の方法により成形後、第7表に示
した焼結条件下に焼結した成形体についてそれぞれ下記
に示す各物性を測定し、その結果を第8表に併せ表示し
た。成形方法は各鉛含有複合酸化物粉末(粉体)を約1
000k9/dのブレス圧による一軸成型をほどこし、
直径20W!11厚さ2瓢のペレット(成型体)を作成
した。
In the table, the symbols used to represent the crystal forms are perovskite crystal (Cp), amorphous form (Am), and mixture other than Cp (Mx). Furthermore, from among the perovskite-type lead-containing composite oxide powders obtained here, one type was selected, and as an example of a specific application, in order to apply it to ferroelectric ceramics, it was molded by the following method and then The physical properties shown below were measured for the molded bodies sintered under the sintering conditions shown in the table, and the results are also shown in Table 8. The molding method uses approximately 1 piece of each lead-containing composite oxide powder (powder).
Uniaxial molding with a press pressure of 000k9/d,
Diameter 20W! 11 Pellets (molded bodies) having a thickness of 2 gourds were prepared.

1化学分析による組成の均一性、2走査形電子顕微鏡下
て測定した粉体及び焼結体の粒度、3X一線回折による
結晶形、(101)面の半値幅、見掛の結晶化度及ひ結
晶子の大きさ、4粉化度、5BET法による粉体の比表
面積、6成形体及び焼結体のカサ密度、7焼結体の硬さ
、8焼結体の誘電諸特性8項目について各々下記に示す
測定法により測定した。
1. Uniformity of composition by chemical analysis, 2. Particle size of powder and sintered body measured under a scanning electron microscope, crystal shape by 3X single-line diffraction, half-width of (101) plane, apparent crystallinity and Crystallite size, 4 Degree of pulverization, 5 Specific surface area of powder by BET method, 6 Bulk density of compacts and sintered bodies, 7 Hardness of sintered bodies, 8 Dielectric properties of sintered bodies 8 items Each was measured by the measurement method shown below.

1組成の均一性 各反応生成物の湿潤ケーキにつき、各々4点から約2f
の試料を採集し、硫酸アンモンと硫酸とでTi分を溶解
させ、常法の金属A1還元法でTl分を分析し、Zr分
を常法のEDTA法で分析する。
1 Compositional homogeneity Approximately 2 f from 4 points each for each reaction product wet cake
A sample is collected, the Ti content is dissolved with ammonium sulfate and sulfuric acid, the Tl content is analyzed by a conventional metal A1 reduction method, and the Zr content is analyzed by a conventional EDTA method.

一方Pb分ををPbSO4の沈殿として沖別後CH3C
OONH4で溶解し、常法のEDTM法てPb分を分析
する。この分析値よりPlOとTlO2のモル比を算出
し、このモル比の値より下記の3式で定義した各試料の
モル比の平均偏差率(%)を求めこの値をもつて組成の
均一性を評価した。 ^−V乙−′Vζ― ′14 2粉体及ひ焼結体の粒度 各試料の乾燥及び仮焼粉体の粒子径及びこれらの粉体を
用いて成形一焼結した焼結体中の焼結粒径等を走査形電
子顕微鏡及び金属顕微鏡下に観察し測定した。
On the other hand, the Pb content is converted into PbSO4 precipitate, and after Okibetsu CH3C
Dissolve with OONH4 and analyze the Pb content using the conventional EDTM method. From this analysis value, calculate the molar ratio of PlO and TlO2, and from this molar ratio value, calculate the average deviation rate (%) of the molar ratio of each sample defined by the following three formulas, and use this value to determine the uniformity of the composition. was evaluated. ^-V-'Vζ-'14 2 Particle size of powder and sintered body The particle size of the dried and calcined powder of each sample and the particle size of the sintered body formed and sintered using these powders. The sintered particle size etc. were observed and measured under a scanning electron microscope and a metallurgical microscope.

3X一線回折による結晶化度及び結晶子の大きさ乾燥及
び所定温度で0.2時間保持し仮焼した粉末試料につき
粉末法によるX一線回折を行ない、各試料の結晶形を調
べると共に、そのCU−KαX一線回折からミラー指数
(101)面の回折線の高さの相対値を求め、各試料の
見掛の結晶化度を評価した。
Crystallinity and Crystallite Size by 3X One-Line Diffraction X-line diffraction was performed using the powder method on powder samples that had been dried and calcined after being held at a specified temperature for 0.2 hours to examine the crystal form of each sample and determine its CU. The relative value of the height of the diffraction line of the Miller index (101) plane was determined from -KαX one-line diffraction, and the apparent crystallinity of each sample was evaluated.

さらにWarrenの方法によるSi(220)回折線
を内部標準とするX一線回折を行ない。
Further, X-line diffraction was performed using the Si (220) diffraction line as an internal standard according to Warren's method.

検出したすべての回折線の広がり(βのを下記の1式に
準じて補正した半値幅(β)と、下記の2式(Wlll
lamsOnの式)を用いて、2式の2sin0/λと
βCOsθ/λの関係をプロットして得られる切片から
結晶子の大きさD(AO)を求めた。
The width at half maximum (β) of all the detected diffraction lines (β) is corrected according to the following formula 1, and the following 2 formulas (Wllll
The crystallite size D (AO) was determined from the intercept obtained by plotting the relationship between 2sin0/λ and βCOsθ/λ in the two equations using the equation lamsOn.

さらに2式において格子ひずみη=0と見なせるとき、
Scherrerの式3が得られ、これを用いて各面指
数における結晶の厚み(見掛の結晶の大きノさ)Dhk
I(AO)を求めた。 β;1式にて補正した純粋に
結晶子 の大きさ及び格子ひすみよりくる回折線 の広がり(Rad) θ;Bra廚角 λ;CLlKα線の波長(AO) D;結晶子の大きさ(AO) η;格子ひずみ 4粉化度(Pw%) 各試料の乾燥及び仮焼体の20yを乳皿内で破砕した後
、200rT1eShのステン製篩上で、ブラシを用い
て1分間の篩通しを行ない、得られた粉末の重量(W)
yから、その通過粉末の重量%(50W)を算出し、こ
の数値の大小から、粉化度を評価した。
Furthermore, when the lattice strain η = 0 can be considered in Equation 2,
Scherrer's equation 3 is obtained, and using this, the thickness of the crystal (apparent crystal size) Dhk at each plane index
I(AO) was calculated. β: Spreading of the diffraction line purely due to crystallite size and lattice strain (Rad) corrected using equation 1 θ: Bra angle λ: Wavelength of CLlKα line (AO) D: Crystallite size ( AO) η; Lattice strain 4 Degree of pulverization (Pw%) After drying each sample and crushing 20y of the calcined body in a mortar, it was sieved for 1 minute on a 200rT1eSh stainless steel sieve using a brush. The weight of the powder obtained (W)
The weight percent (50W) of the passing powder was calculated from y, and the degree of powderization was evaluated from the magnitude of this value.

5BET法による比表面積 各粉末試料の乾燥及び仮焼粉体のBET比表面を測定を
し、その値から各粉体の有用性の1例としての焼結に及
ぼす粉体の表面活性を評価した。
5 Specific surface area by BET method The BET specific surface of each powder sample was measured for drying and calcined powder, and the surface activity of the powder on sintering was evaluated from the value as an example of the usefulness of each powder. .

6成形体及び焼結体のカサ密度 各粉末試料の成形体及び焼結体の表面をパラインで被覆
した後、水中浮力法でそれぞれカサ密度(ρ)及び(ρ
s)を測定し、次いで各試料の理論密度(ρ00)との
比から、それぞれ成形体の密度比(ρ/ρc<))及び
焼結度(ρs/ρ00)を算出し評価した。
6 Bulk density of compacts and sintered bodies After covering the surfaces of the compacts and sintered bodies of each powder sample with parine, the bulk densities (ρ) and (ρ
s) was measured, and then the density ratio (ρ/ρc<)) and sintering degree (ρs/ρ00) of each molded body were calculated and evaluated from the ratio with the theoretical density (ρ00) of each sample.

7焼結体の硬さ 焼結体の表面を紙ヤスリを用いて、よく研磨した後、A
KASHI製マイクロビッカース硬度計を用いて荷重5
00yでの焼結体の硬さを測定した。
7 Hardness of the sintered body After polishing the surface of the sintered body well using sandpaper,
Load 5 using KASHI micro Vickers hardness tester
The hardness of the sintered body at 00y was measured.

8焼結体の誘電特性 各焼結体を1T!R1n厚に研磨した後、両面にEIK
O製コーテング装置を使用してA嘲莫を電極として蒸着
させ、銀ペーストで銅のリード線をつけた。
Dielectric properties of 8 sintered bodies Each sintered body is 1T! After polishing to R1n thickness, EIK on both sides
A coating device made by O was used to evaporate A metal as an electrode, and a copper lead wire was attached using silver paste.

次いてHEWLET−PACKERD社製のベクトルイ
ンピーダンスメータを使用して、周波数1乃至500k
比、温度20乃至550℃の範囲で、誘電率、誘電損失
及びキューリ点等を測定した。更にシリコン油中て直流
1KV印加ての電流測定法から焼結体の抵抗率を測定し
た。以上の結果、第7表及び第8表から明らかな如く、
鉛含有複合酸化物の従来法の一般的な製造方法てある酸
化物法(比較例−1の試料番号H−1A)、共沈法(比
較例−2の試料番号H−2A,H−2B1比較例−5の
試料番号H−5及び比較例−6の試料番号H−6)及び
比較例3,4の如く本発明の原料として不適当な水和型
チタン酸及び水和型ジルコニウム酸を用いた比較例等を
含むいかなる製造方法でも全く得ることのできない、特
異な物性を保持したペロブスカイト型微結晶鉛含有複合
酸化物の微粉末を本発明の製造方法によつて得られるこ
とが分つた。
Next, using a vector impedance meter manufactured by HEWLET-PACKERD,
The dielectric constant, dielectric loss, Curie point, etc. were measured at a temperature range of 20 to 550°C. Furthermore, the resistivity of the sintered body was measured using a current measurement method in which a direct current of 1 KV was applied in silicone oil. As is clear from the above results, Tables 7 and 8,
Conventional general manufacturing methods for lead-containing composite oxides include the oxide method (sample number H-1A of Comparative Example-1) and the coprecipitation method (sample numbers H-2A and H-2B1 of Comparative Example-2). Sample number H-5 of Comparative Example-5 and sample number H-6 of Comparative Example-6) and Comparative Examples 3 and 4 used hydrated titanic acid and hydrated zirconium acid, which are unsuitable as raw materials for the present invention. It has been found that the production method of the present invention can produce a fine powder of a perovskite-type microcrystalline lead-containing composite oxide that retains unique physical properties that cannot be obtained by any production method including the comparative examples used. .

これは本発明に用いられる原料の特徴が、一般化鉛が微
細粒であることはもとより、HO・MO2ノ式中のM成
分となるチタンについては微粒状の水和型チタン酸が、
主に非晶質のチタン酸からなること、更に同じく微粒状
の水和型ジルコニウム酸と同様に第4表に表示したチタ
ン及びジルコニウム以外の成分からなる鉛含有ペロブス
カイト型結・晶を作り得る同じく微粒状の各水和物が、
いずれも1乃至7の範囲の水和度(n)を持つた反応活
性の高い原料であつて、これによつて本発明の製造方法
である水性媒体系の水熱反応下において、MO2・NH
2O成分が脱水を併発しながらPbO成分aとMO2成
分が、まさしくそれぞれ固体塩基成分と固体酸成分とし
て水熱反応に寄与するに十分な活性水和型原料であるこ
とによるものと思われる。
This is because the characteristics of the raw materials used in the present invention are that the generalized lead is finely granulated, and the titanium that is the M component in the HO/MO2 formula is finely hydrated titanic acid.
It is mainly composed of amorphous titanic acid, and it is also possible to produce lead-containing perovskite crystals consisting of components other than titanium and zirconium listed in Table 4, similar to fine-grained hydrated zirconium acid. Each fine-grained hydrate is
All of these are highly reactive raw materials with a degree of hydration (n) in the range of 1 to 7, and as a result, MO2/NH
This seems to be because the PbO component a and the MO2 component are active hydrated raw materials sufficient to contribute to the hydrothermal reaction as a solid base component and a solid acid component, respectively, while the 2O component undergoes dehydration.

しかも本発明の製造方法はこれら両成分を水性媒体中に
分散させて、攪拌下の水熱反応下で両成分が相互に接触
して起こる界面固相反応(第1図のX線回折図を参照)
であつて、しかも生成する結晶反応物が順次水性媒体中
に剥がれ分散されると同時に、順次新たに同様の反応が
進行していくことからすると、従来法の如く熱履歴下に
固相反応が固定状態で進行し続け一気に結晶化する反応
とは異なるため、その反応物のWiIIiamsOnの
式から得られる結晶子の大きさが400A0以下という
極めて微細な結晶として得られることも本発明の特徴と
いえる。
Moreover, the production method of the present invention involves dispersing both of these components in an aqueous medium, and then causing an interfacial solid-phase reaction in which both components come into contact with each other under a hydrothermal reaction under stirring (see the X-ray diffraction diagram in Figure 1). reference)
Moreover, considering that the crystalline reaction products formed are sequentially peeled off and dispersed in the aqueous medium, and at the same time new similar reactions proceed one after another, solid-phase reactions do not occur under thermal history as in conventional methods. Since this is different from a reaction that continues to proceed in a fixed state and crystallizes all at once, it is also a feature of the present invention that the crystallite size obtained from the WiIIIamsOn formula of the reactant is obtained as extremely fine crystals of 400A0 or less. .

これは第6表に表示した如く、本発明によつて得られる
結晶物のCU−KαX線回折ピークにおける最強回折線
の半値巾が試料番号H−1A1及びH−2B等の比較例
(従来法)の結晶物に比べ、大きな値であることからも
よく理解され、しかも従来の共沈法の非晶質系の乾燥物
に見られがちな水和物による強固な凝結がなくしたがつ
て粗大粒は全く見られず、極めて粉化性に富み、したが
つて熱履歴後においても容易に微粉末結晶物となること
も本発明によるペロブスカイト型鉛含有複合酸化物の特
徴であり、これは本発明によつて得られる結晶物には、
乾燥時に凝結する未反応水和物が全く無いこと、しかも
乾燥後の粉化度(Pw)が使用するチタン原料の水和度
(n)によつてより高いPwの粉体となることから、得
られる反応物が、ほぼ無水物のペロブスカイト結晶物に
より成りやすいことを示すものであつて、したがつて本
発明の固相反応が完全に進行するとによるものであり、
このことは第7表に表示した反応物の組成の均質さを表
わすMqの値が極めて高いことからも容易に理解される
。さらに本発明によつて得られたペロブスカイト型微結
晶鉛含有複合酸化物の微粉体を用いて得られた成形体及
びその焼結体の物性を表示した第7表から明らかな如く
、その高い成形密度、高い焼結度、焼結粒子の微細さ及
び高いビッカース硬さ等から、本発明によつて得られる
粉体は極めて成形性に優れており、この粉体を用いると
によつて極めて緻密な焼結体が得られることがよく理解
される。
As shown in Table 6, the half width of the strongest diffraction line in the CU-Kα ) It is well understood that the value is larger than that of crystalline products, and it is also well understood that it is coarse because it eliminates the strong coagulation caused by hydrates that tends to be seen in amorphous dried products of conventional coprecipitation methods. A characteristic feature of the perovskite-type lead-containing composite oxide according to the present invention is that it has no visible grains and is highly pulverizable, so it easily turns into fine powder crystals even after thermal history. The crystalline material obtained by the invention includes:
There is no unreacted hydrate that condenses during drying, and the powder has a higher degree of pulverization (Pw) after drying depending on the degree of hydration (n) of the titanium raw material used. This indicates that the resulting reaction product is likely to consist of an almost anhydrous perovskite crystal, and therefore the solid phase reaction of the present invention proceeds completely.
This can be easily understood from the extremely high values of Mq, which indicates the homogeneity of the composition of the reactants, shown in Table 7. Furthermore, as is clear from Table 7 showing the physical properties of the molded body and the sintered body obtained using the fine powder of the perovskite-type microcrystalline lead-containing composite oxide obtained by the present invention, the moldability is high. Due to its density, high degree of sintering, fineness of sintered particles, high Vickers hardness, etc., the powder obtained by the present invention has extremely excellent formability, and by using this powder, extremely dense It is well understood that a sintered body with a high quality can be obtained.

このことは、本発明によつて得られる粉体は従来法のい
かなる方法によつても作り得なかつた焼結性に優れたペ
ロブスカイト型鉛含有複合酸化物てあつて、その焼結過
程で、従来一般的に用いられる粒成長防止剤としての添
加剤を用いることなく、しかも1000℃以下という低
温度て緻密に?結されたことは従来法の粉体からは考え
られない驚くべきことである。
This means that the powder obtained by the present invention is a perovskite-type lead-containing composite oxide with excellent sinterability that could not be produced by any conventional method, and that in the sintering process, Is it possible to create dense products at low temperatures of 1000℃ or less without using additives as grain growth inhibitors that are commonly used in the past? This is surprising and would not have been possible with powders produced using conventional methods.

より詳細には、従来の酸化物の仮焼粉体(比較例1の試
料番号H−1A)及び共沈法(比較例一2)の非晶質体
(試料番号H−2A)及びその仮焼粉体(試料番号H−
2B)等と実施例−1の粉体(試料番号1−1,1−2
,1−3,1−4,1−5及び1−6)との粉体特性と
を比較すると、第7表の結果及び図2のX一線回折図及
び図3から明らかな如く、本発明のチタン酸鉛は、極め
て微細な結晶粒子から成り、しかも従来のチタン酸鉛粉
体の如く熱履歴条件下で初めて固相反応を起こし一気に
完全な結晶体になるものとは全く異なり、水熱反応条件
下においてすでに微細な結晶体であつて、以後の熱履歴
過程においては、この微細なペロブスカイト結晶が徐々
に成長する過程であつて、いまだ粒成長におよんでいな
いことが、第1図のX線回折図及びその回折線ピークの
半値巾等からよく理解されしたがつて、従来法のいかな
る粉体とも異なり900゜C以下の仮焼温度範囲におよ
んでも、その粉体の比表面積が極めて高いことが第7表
からよく分る。
More specifically, the calcined powder of a conventional oxide (Sample No. H-1A of Comparative Example 1) and the amorphous material (Sample No. H-2A) of the coprecipitation method (Comparative Example 12) and its temporary Burnt powder (sample number H-
2B) etc. and the powder of Example-1 (sample numbers 1-1, 1-2
, 1-3, 1-4, 1-5, and 1-6), it is clear from the results in Table 7, the X-ray diffraction diagram in FIG. 2, and FIG. Lead titanate consists of extremely fine crystal particles, and unlike conventional lead titanate powder, which undergoes a solid phase reaction for the first time under thermal history conditions and becomes completely crystalline at once, it is Figure 1 shows that the fine perovskite crystals are already fine crystals under the reaction conditions, and during the subsequent thermal history process, these fine perovskite crystals grow gradually and have not yet reached grain growth. It is well understood from the X-ray diffraction diagram and the half-width of its diffraction line peaks that, unlike any powder produced by conventional methods, the specific surface area of the powder is extremely small even in the calcination temperature range of 900°C or less. It is clear from Table 7 that this is high.

これらの粉体特性は第8表の焼結結果から明らかな如く
、従来法のチタン酸鉛系粉体(比較例1,2,3,4,
5及び6)には見られない焼結性粉体としての特性にほ
匁ならない。
As is clear from the sintering results in Table 8, these powder characteristics are different from conventional lead titanate powders (Comparative Examples 1, 2, 3, 4,
It has almost no characteristics as a sinterable powder that are not found in 5 and 6).

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

第1図は、一酸化鉛と水和チタン酸との混合物及び該混
合物を所定の条件で水熱処理した場合のX一線回折像、
第2図は、本発明による鉛含有複合酸化物の微結晶チタ
ン酸鉛のX一線回折像、第3図は、結晶子の大きさと仮
焼温度との関係を示す線図てある。
FIG. 1 shows a mixture of lead monoxide and hydrated titanic acid, and an X-ray diffraction image when the mixture is hydrothermally treated under predetermined conditions.
FIG. 2 is an X-ray diffraction image of microcrystalline lead titanate, a lead-containing composite oxide according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the relationship between crystallite size and calcination temperature.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一酸化鉛と水和型チタン酸及び水和型ジルコニウム
酸から成る群より選ばれた水和物の少なくとも1種とを
水性媒体中に分散させて撹拌下に水熱反応させることか
ら成るペロブスカイト型鉛含有複合酸化物の製造方法に
おいて、水和型チタン酸或いは水和型ジルコニウム酸と
して水和度が1以上で7よりも小さい微粒状水和物を用
いることを特徴とする方法。 2 水熱反応を110乃至200℃の温度で且つ自生圧
力下で行う特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 一酸化鉛と前記水和物とを実質上当モルで反応させ
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 一酸化鉛が0.01乃至10ミクロンの粒径を有す
る一酸化鉛である特許請求の範囲第1項記載の方法。 5 水和型チタン酸或いは水和型ジルコニウム酸が3乃
至6の水和度を有するものである特許請求の範囲第1項
記載の方法。 6 水和型チタン酸或いは水和型ジルコニウム酸が2ミ
クロン以下の粒径を有する特許請求の範囲第1項記載の
方法。 7 水和型チタン酸或いは水和型ジルコニウム酸が非晶
質である特許請求の範囲第1項記載の方法。
[Claims] 1. Lead monoxide and at least one hydrate selected from the group consisting of hydrated titanic acid and hydrated zirconium acid are dispersed in an aqueous medium and heated under stirring under hydrothermal treatment. A method for producing a perovskite-type lead-containing composite oxide comprising a reaction, characterized in that a fine particulate hydrate with a degree of hydration of 1 or more and less than 7 is used as hydrated titanic acid or hydrated zirconium acid. How to do it. 2. The method according to claim 1, wherein the hydrothermal reaction is carried out at a temperature of 110 to 200° C. and under autogenous pressure. 3. The method according to claim 1, wherein lead monoxide and the hydrate are reacted in substantially equimolar amounts. 4. The method of claim 1, wherein the lead monoxide is lead monoxide having a particle size of 0.01 to 10 microns. 5. The method according to claim 1, wherein the hydrated titanic acid or hydrated zirconium acid has a degree of hydration of 3 to 6. 6. The method according to claim 1, wherein the hydrated titanic acid or hydrated zirconic acid has a particle size of 2 microns or less. 7. The method according to claim 1, wherein the hydrated titanic acid or hydrated zirconic acid is amorphous.
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