JPS61141617A - Powdery solid-solution of barium strontium titanate, and production thereof - Google Patents

Powdery solid-solution of barium strontium titanate, and production thereof

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JPS61141617A
JPS61141617A JP26267684A JP26267684A JPS61141617A JP S61141617 A JPS61141617 A JP S61141617A JP 26267684 A JP26267684 A JP 26267684A JP 26267684 A JP26267684 A JP 26267684A JP S61141617 A JPS61141617 A JP S61141617A
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barium
powder
strontium titanate
particle size
hydroxide
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文夫 松下
Hiroyasu Akashi
明石 景泰
Satoru Sekine
了 関根
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Abstract

PURPOSE:To obtain novel powdery solid-solution of barium strontium titanate having spherical form, small particle diameter, small specific surface area and sharp particle size distribution, by reacting hydrated titanium oxide with barium hydroxide and strontium hydroxide in the presence of a specific molar amount of water based on the titanium, at a temperature within a specific range. CONSTITUTION:Hydrated titanium oxide is made to react with barium hydroxide and strontium hydroxide at 60-100 deg.C in the presence of 120-10,000mol of water based on 1mol of titanium. The powdery solid-solution of barium strontium titanate produced by the process has spherical form, an average particle diameter of 0.07-0.5mu, a specific surface area of 3-20m<2>/g and <=2.5 times the value calculated from the average particle diameter assuming the true spherical form, and a crystallite diameter of 0.05-0.4mu calculated from the half-value width of the peak of the powder X-ray diffraction pattern.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、小粒径で比表面積が小さく、粒度分布が狭い
、球形状の新規なチタン酸バリウム・ストロンチウム固
溶体粉末およびその製造法に関するものである。さらに
は、低温焼結可能である新規なチタン酸バリウム・スト
ロンチウム固溶体粉末およびその製造法に関するもので
ある。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a novel spherical barium/strontium titanate solid solution powder having a small particle size, a small specific surface area, and a narrow particle size distribution, and a method for producing the same. It is. Furthermore, the present invention relates to a novel barium/strontium titanate solid solution powder that can be sintered at low temperatures and a method for producing the same.

現在、チタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体は、コ
ンデンサー、PTC素子、半導体等として、電子部品分
野で広く応用されている。
Currently, barium/strontium titanate solid solutions are widely applied in the field of electronic components as capacitors, PTC elements, semiconductors, and the like.

(従来の技術) 近年、電子部品はますます小製化の傾向にある。(Conventional technology) In recent years, electronic components are becoming increasingly smaller.

例えば、コンデンサー屯その類に友がわす、小型化高容
量化が望まれておシ、これを実現するものとして、積層
コンデンサーが注目を集めている。
For example, there is a desire for smaller capacitors with higher capacitance than other capacitors, and multilayer capacitors are attracting attention as a way to achieve this goal.

現在、積層コンデンサーでは、さらく電極間距離を10
〜20μと小さくして高容量化を促進する傾向にある。
Currently, in multilayer capacitors, the distance between electrodes is approximately 10
There is a tendency to make the capacitance as small as ~20μ to promote high capacity.

この要求を満足し、コンデンサーの性能オよび信頼性を
保証する友め、かかるセラミックコンデンサーでは、電
極間で焼結体を構成する粒子をできるだけ数多く、均一
に存在させることが望まし一〇しかし、例えは焼結に1
.300tll”以上を要することは、高価な貴金属内
部電極を必要ζする九め、電極コストを引き上げる原因
となり、さらに、焼結体中の粒子も粒生長にょシ大きく
なる友め、電極間距離を短かくできず、高容量化を阻害
する原因となり、ま几、物性や寸法精度がバラつくこと
は、歩留まシ低下をも九らし、コスト高の原因となる。
In order to satisfy this requirement and guarantee the performance and reliability of the capacitor, it is desirable for such ceramic capacitors to have as many particles as possible, which make up the sintered body, uniformly present between the electrodes. For example, 1 for sintering
.. Requiring 300 tll'' or more requires expensive noble metal internal electrodes, which increases the electrode cost.Furthermore, the particles in the sintered body also grow larger, making it necessary to shorten the distance between the electrodes. Failure to do so will hinder the ability to increase the capacity, and variations in bulk, physical properties, and dimensional accuracy will further reduce yields and increase costs.

このため、上記欠点は改善されることが強く望まれてい
几。ま几、このことは、積層コンデンサー以外の電子部
品についても強く要望されてい友。しかし、これらの@
要求を満足させるチタン酸バリウム・ストロンチウム固
溶体粉末は、従来知られていなかった。
Therefore, it is strongly desired that the above drawbacks be improved. However, this is also a strong demand for electronic components other than multilayer capacitors. However, these @
A barium/strontium titanate solid solution powder that satisfies these requirements has not been previously known.

従来よp工業的には、チタン酸バリウム・ストロンチウ
ム固溶体粉末は、固相反応法により製造されている。固
相反応法とは、炭酸バリウムと炭酸ストロンチウムと二
酸化チタンを混合し、各々10QOC以上の高温で反応
させ、チタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体を合成
する方法である。しかしながら、この方法は、高温で反
Ct−行なう友め、粉末製造時に既に焼結が始まり、粉
体同志の固着および粒成長が生じ、本質的に微細で均一
粒径を有するチタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体
粉末を得ることは困難であるという欠点を有している。
Conventionally, barium/strontium titanate solid solution powder has been manufactured industrially by a solid phase reaction method. The solid phase reaction method is a method in which barium carbonate, strontium carbonate, and titanium dioxide are mixed and reacted with each other at a high temperature of 10 QOC or higher to synthesize a barium/strontium titanate solid solution. However, this method is not suitable for carrying out anti-Ct treatment at high temperatures; sintering begins already during powder production, resulting in powder-to-powder adhesion and grain growth; It has the disadvantage that it is difficult to obtain solid solution powders.

一万、最近、シュウ酸性、アルコキシド法、水酸化物法
などくよるチタン酸バリウム粉末やチタン酸ストロンチ
ウム粉末の新しい合成法が提案されており、上記欠点に
ついてかなりo改善が見られるが、本発明の特性を有す
る粉末は得られていない。例えば、P、に、Galla
gherらは@J、λm、Ceram。
Recently, new synthesis methods for barium titanate powder and strontium titanate powder, such as the oxalic acid method, alkoxide method, and hydroxide method, have been proposed, and although the above drawbacks can be considerably improved, the present invention No powder with these characteristics has been obtained. For example, P, Galla
gher et al. @J, λm, Ceram.

8oc、、46,559〜345(194M)”で、0
.09μから0.73μまでの範囲で様々な粒径を持つ
チタン酸バリウム粉末tシュウ酸性で合成し友ことを報
告して込る。ま九、K、8.Mazdiyasniらは
” J、Am、Ceram、Soc、 、 52 、5
25〜524(1969)”で、アルコキシド法によシ
粒径5oX〜150^の高純度チタン酸バリウムを合成
し几ことを報告している。
8oc,, 46,559-345 (194M)”, 0
.. We report that barium titanate powders with various particle sizes ranging from 0.09 μm to 0.73 μm were synthesized with oxalic acid. Maku, K, 8. Mazdiyasni et al., J. Am. Ceram, Soc., 52, 5.
25-524 (1969)'' reported the synthesis of high-purity barium titanate with a particle size of 50X to 150^ by an alkoxide method.

しかし、シュウ酸性は、シュウ酸塩を600C以上で焼
成してチタン酸塩を合成する方法である危め、固相反応
法く近いもOKなり、粉体の凝集が生じ易く、ま友、多
量に使うシュウ酸を回収、再使用できな^九め、コスト
が高い欠点がある。
However, oxalic acid is a method of synthesizing titanate by firing oxalate at 600C or higher, so it is dangerous, and although it is close to the solid phase reaction method, it is easy to cause agglomeration of powder, and it is difficult to produce large quantities. The drawbacks are that the oxalic acid used for this process cannot be recovered and reused, and the cost is high.

まt1アルコキシド法は、原料が非常に高価であり、工
業的には問題がある。
The t1 alkoxide method requires very expensive raw materials and is problematic from an industrial perspective.

一万、水酸化物法は、未だ確立され友技術ではないが、
製造プロセスが簡単で、ま友、原料も安価であり、得ら
れ九粉は焼結性も高いという点で注目されている。しか
し、水酸化物法で本発明のチタン酸バリウム・ストロン
チウム固溶体が生成することは従来知られてhず、O,
OXμ程度の粒径のチタン酸バリウムが久保らにより〔
工業化、学雑誌、71巻、1号(194B))開示され
ており、上平らによシ粒径0.02〜0.05μのチタ
ン酸バリウム(特開昭59−59721h号)と0.0
1〜0.02 、aのチタン酸ストロンチウム(特開昭
59−59727号)が開示されているKすぎない。
Although the hydroxide method is not yet an established technology,
It is attracting attention because the manufacturing process is simple, the raw materials are inexpensive, and the resulting powder has high sinterability. However, it has not been known that the barium/strontium titanate solid solution of the present invention can be produced by the hydroxide method;
Barium titanate with a particle size of about OXμ was obtained by Kubo et al.
Industrialization, Academic Journal, Vol. 71, No. 1 (194B)), and barium titanate with a grain size of 0.02 to 0.05μ (Japanese Patent Application Laid-open No. 59-59721h) and 0.0
Strontium titanate of 1 to 0.02, a (Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-59727) is disclosed.

(発明が解決しようとする問題点) 繭記のように、従来法によっては、本質的に微細で均一
粒径を有するチタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体
を得ることは困難で6つt、これまで、チタン酸バリウ
ム・ストロンチウム固溶体粉末は、大粒径のものや、小
粒径ではあるが分散性が悪く、粒径や形状が不均一な粉
末のみが知られてh九。大粒径のものや、強度に凝集し
友ものは、見かけ上−個の粒子として挙動する友め、焼
結開始温度がttooc以上で、相対密度t−90−以
上にするには、1500C以上の高温を必要とする。ま
几、分散性が悪いものや、粒径および形状が不均一の粉
は、均一な充填構造をとることが雄かしく、焼結も均一
に進行せず、寸法n度や物性のバラツキの原因となって
いる。さらに、粒径が0.05μ程度以下のffl微粉
では、ノ・ンドリング性が非常に悪く、均一な成形体を
得ることが難かしく、信頼性の高い焼結体が得られ難い
という欠点を有してい友。
(Problems to be Solved by the Invention) As described in Mayuki, it is difficult to obtain a barium/strontium titanate solid solution having an essentially fine and uniform particle size using conventional methods. The only known barium/strontium titanate solid solution powders are those with large particle sizes, and powders with small particle sizes but poor dispersibility and non-uniform particle sizes and shapes. For large grain size or strongly agglomerated particles, the sintering start temperature must be ttooc or higher, and the relative density must be 1500C or higher to achieve a relative density of t-90- or higher. Requires high temperatures. Powders with poor dispersibility or non-uniform particle size and shape require a uniform packing structure, and sintering will not proceed uniformly, causing variations in dimensions and physical properties. It becomes. Furthermore, ffl fine powder with a particle size of about 0.05μ or less has very poor no-undling properties, making it difficult to obtain a uniform compact, and making it difficult to obtain a highly reliable sintered compact. My friend.

(問題点を解決する几めの手段) 本発明者らは、微細で均一な粒径を持つチタン酸バリウ
ム・ストロンチウム固溶体粉末を製造する次め、水酸化
物法について鋭意研究を重ね九結果、含水酸化チタンと
水酸化バリウムおよび水酸化ストロンチウムとを、比較
的大量の水の存在下で混合しつつ加熱反応させ、微細か
つ均一粒径を有し、球形状を有し、さらKは比表面積が
小さく#1とんど凝集のな一1新規な性状のチタン酸バ
リウム・ストロンチウム固溶体粉末が合成できることを
見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至つ几。
(Elaborate Means to Solve the Problems) After producing barium/strontium titanate solid solution powder with fine and uniform particle size, the inventors conducted extensive research on the hydroxide method, and as a result, Hydrous titanium oxide, barium hydroxide, and strontium hydroxide are heated and reacted while being mixed in the presence of a relatively large amount of water, and the particles have a fine and uniform particle size and a spherical shape, and K is the specific surface area. We have discovered that it is possible to synthesize a barium/strontium titanate solid solution powder with a small amount of #1 and almost no agglomeration, and based on this knowledge, we have accomplished the present invention.

すなわち、本発明の一つは、”含水酸化チタンと水酸化
バリウムおよび水酸化ストロンチウムを、チタン換算で
120〜10,000倍モルの水の存在下で、混合しつ
つ60C以上110C未満の温度範囲で反応させること
t−特徴とするチタン酸バリウム・ストロンチウム固溶
体の創造方法である。
That is, one of the aspects of the present invention is to ``mix hydrous titanium oxide, barium hydroxide, and strontium hydroxide in the presence of water in an amount of 120 to 10,000 times the mole of titanium at a temperature range of 60C or more and less than 110C. This is a method for creating a barium-strontium titanate solid solution characterized by reacting with t-.

本発明において、含水酸化チタンとしてはオルトチタン
酸、メタチタン酸、二酸化チタンのいずれか一橋類以上
を用いるが、特にオルトチタン酸は、その反応性の高さ
から最も好ましい。これらは固体あるいはゲルの状態で
使用できる。このような含水酸化チタン、たとえばオル
トチタン酸は、チタンの塩化物、硫酸塩、シュウ酸塩等
をアルカリで処理することによシ容易に得られるが、特
に塩化物は好ましい。また、メタチタン酸および二酸化
チタン#i、オルトチタン酸を加熱していけばオルトチ
タン酸の有する構造水が順次抜けていくため、71次容
易(得られる。
In the present invention, as the hydrous titanium oxide, one or more of orthotitanic acid, metatitanic acid, and titanium dioxide is used, and orthotitanic acid is particularly preferred because of its high reactivity. These can be used in solid or gel form. Such hydrous titanium oxide, such as orthotitanic acid, can be easily obtained by treating titanium chloride, sulfate, oxalate, etc. with an alkali, and chloride is particularly preferred. In addition, if metatitanic acid, titanium dioxide #i, and orthotitanic acid are heated, the structural water of orthotitanic acid will be removed one by one, so that 71 degrees of oxidation can be easily obtained.

本発明で用いられる水酸化バリウムおよび水酸化ストロ
ンチウムは、いずれも一般に水を含む白  ゛色面体で
あるが、これらはそのまま用いてもよく、また、水に溶
かして用いてもよい。
Both barium hydroxide and strontium hydroxide used in the present invention are generally white-colored hexagons containing water, and they may be used as they are or dissolved in water.

本発明では、含水酸化チタンと水酸化バリウムおよび水
酸化ストロンチウムとを多量の水の存在下で60〜11
0Cで反応させる。
In the present invention, hydrous titanium oxide, barium hydroxide, and strontium hydroxide are combined in the presence of a large amount of water with a 60 to 11
React at 0C.

水の量はチタン換算で120〜f O,OG 0倍モル
であることが必要であり、よ〕好ましくは200〜2,
000倍モルである。比較的大量の水を存在させた場合
、含水酸化誉タンと水酸化バリウムと水酸化ストロンチ
ウムの反応が温和に進行するため、得られる粉末は、粒
径が0,07〜0.5μであり、結晶子が大きく、細孔
がなく比表面積が小さく、はとんど凝集のないものとな
ること、および反応時の流動化が可能となシ、粒子形状
が球状で、粒径分布が均一なものとなる。水の量が少な
くなるにしたがい混合物の流動性は落ち、120倍モル
よシ少なくなれば、もはや流動性が保てなくなり、球状
で均一粒径を有する粉末を製造することが困難になるば
かシでなく、含水酸化チタンと水酸化バリウムと水酸化
ストロンチウムの反応性が高まるため、粒径が0.05
μ以下と小さく、結晶子も小さく、細孔を有し、比表面
積が大きく、シたがって、凝集性の強い粉末が生成し始
める。また、10,000倍モルを超えるほど多量に水
を加え次場合、反応系全体の濃度を低下させ反応性を落
さし、もはや実質的に反応を行なうことが困難となる。
The amount of water needs to be 120 to 0 times the mole of fO,OG in terms of titanium, and preferably 200 to 2,
000 times the mole. In the presence of a relatively large amount of water, the reaction between hydrous tantanium oxide, barium hydroxide, and strontium hydroxide proceeds mildly, so the resulting powder has a particle size of 0.07 to 0.5μ, The crystallites are large, there are no pores, the specific surface area is small, and there is almost no agglomeration, and the particle shape is spherical and the particle size distribution is uniform. Become something. As the amount of water decreases, the fluidity of the mixture decreases, and when the amount of water decreases by 120 times, the fluidity can no longer be maintained, making it difficult to produce a powder with a spherical shape and uniform particle size. However, because the reactivity of hydrous titanium oxide, barium hydroxide, and strontium hydroxide increases, the particle size is 0.05.
It is small, less than μ, has small crystallites, has pores, has a large specific surface area, and therefore begins to form a powder with strong cohesiveness. Furthermore, if a large amount of water is added, exceeding 10,000 times the molar amount, the concentration of the entire reaction system decreases and the reactivity decreases, making it difficult to carry out the reaction any longer.

本発明にシいて、反応の温度範囲は、好ましくは60C
以上110C未満である。反応温度が60Cより低けれ
ば、含水酸化チタンと水酸化バリウムと水酸化ストロン
チウムとの反応速度が極めて遅くなシ実用的でない友め
であシ、反応温度が1000以上であれば、水熱条件下
での反応とな9、装置上コスト高となるばかりでなく、
生成する粒子が粒成長を起こし、微細かつ均一粒径を有
する粉末を製造する仁とが困難となるためである。
According to the present invention, the temperature range of the reaction is preferably 60C.
It is above 110C. If the reaction temperature is lower than 60C, the reaction rate between hydrous titanium oxide, barium hydroxide, and strontium hydroxide is extremely slow and impractical. 9, which not only increases the equipment cost, but also
This is because the particles produced undergo grain growth, making it difficult to produce powder with fine and uniform particle size.

さらに1本発明において、混合を行なうことが粉末形状
を球状化し、粒径分布を均一化する上で好ましい。反応
時間は反応を完結するに必要な時間以上与えられるなら
ば、特に限定されるものではない。
Furthermore, in the present invention, it is preferable to perform mixing in order to make the powder shape spherical and to make the particle size distribution uniform. The reaction time is not particularly limited as long as it is longer than the time required to complete the reaction.

本発明において、含水酸化チタンに対する水酸化バリウ
ムおよび水酸化ストロンチウムの混合物のモル比を1〜
10とすることが望ましい。モル比が1未満では未反応
の含水酸化チタンが多量に残存するようになる。ま几、
モル比t−10より大きくしても添加の効果はほとんど
増大せず、コストアップの要因となる。より好ましいモ
ル比は1.3〜5である。本発明にシbては、生成する
固溶体中のバリウムとストロンチウム(D%ル比t’、
反応時に添加する水酸化バリウムと水酸化ストロンチウ
ムのモル比を変化させることによ〕、0〜1まで任意に
変えることができる(ただし、0と1は除く)。
In the present invention, the molar ratio of the mixture of barium hydroxide and strontium hydroxide to hydrous titanium oxide is 1 to 1.
It is desirable to set it to 10. If the molar ratio is less than 1, a large amount of unreacted hydrous titanium oxide will remain. Well done,
Even if the molar ratio is made larger than t-10, the effect of addition will hardly increase and this will cause an increase in cost. A more preferred molar ratio is 1.3-5. According to the present invention, barium and strontium (D% ratio t',
By changing the molar ratio of barium hydroxide and strontium hydroxide added during the reaction], it can be arbitrarily changed from 0 to 1 (however, 0 and 1 are excluded).

本発明の反応は、二酸化炭素の存在によ〕阻害される。The reaction of the present invention is inhibited by the presence of carbon dioxide.

したがって、反応を行なう際に二酸化炭素が存在しない
よう充分注意を払うことは本ちろん、反応に供する含水
酸化チタン、水酸化バリウム、水酸化ストロンチウム訃
よびこれらを分散、希釈する水等から、あらかじめ二酸
化炭素金除去しておくことが望ましい。
Therefore, it is of course necessary to pay sufficient attention to the absence of carbon dioxide when carrying out the reaction, and to remove the hydrated titanium oxide, barium hydroxide, and strontium hydroxide used in the reaction, as well as the water used to disperse and dilute them, in advance. It is desirable to remove carbon dioxide gold.

このようにして得られ九チタン酸バリウム・ストロンチ
ウム固溶体は、常法処したがって、水洗、濾過、乾燥後
、場合によっては適当な温度で焼成された後、弱酸で洗
浄し、水洗し、F遇し、乾燥される。
The barium/strontium nine titanate solid solution obtained in this way is processed in a conventional manner by washing with water, filtration, drying, and if necessary, calcined at an appropriate temperature, then washed with a weak acid, washed with water, and subjected to F treatment. , dried.

また、本発明のもう一つは、平均粒径が0.07〜0.
5μ、比表面積が5〜20trt/fで、かつ粒形を真
球と仮定して平均粒径から計算される値の2.5倍を越
えない値であ〕、粉末X線回折像のピークの半値巾から
計算される結晶子径が0.05μ以上0.4μ以下で、
その形状が球形状であることを特徴とするチタン酸・バ
リウムストロンチウム固溶体粉末である。製法の具体的
−例として、本発明の製造法を適用して得ることができ
るが、これに特に限定されるものではない。
Another aspect of the present invention is that the average particle size is 0.07 to 0.
5 μ, the specific surface area is 5 to 20 trt/f, and the value does not exceed 2.5 times the value calculated from the average particle size assuming that the particle shape is a true sphere], and the peak in the powder X-ray diffraction image. The crystallite diameter calculated from the half-value width is 0.05μ or more and 0.4μ or less,
This is a titanate/barium strontium solid solution powder characterized by its spherical shape. As a specific example of the manufacturing method, it can be obtained by applying the manufacturing method of the present invention, but it is not particularly limited thereto.

本発明でいう球形状とは、図面の走査型電子顕微鏡写真
で見るように、粒子−個の形状が全体として球に近似し
ていることを言う。
The spherical shape in the present invention refers to the shape of each particle as a whole resembling a sphere, as seen in the scanning electron micrograph of the drawing.

本発明のチタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体は、
走査戯電子顕微鏡(例えば、日立製作所(株)袈f3−
450型走査電子顕微鏡)観察によシ、その粒径および
形状についての測定を行うことができる。
The barium/strontium titanate solid solution of the present invention is
Scanning electron microscope (e.g., Hitachi, Ltd.)
450 model scanning electron microscope), the particle size and shape can be measured.

本発明のチタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体は、
平均粒径が0.07〜0.5μの範囲にあるが、どの粒
子も#1ぼ同一の粒径を有しておシ、標準偏差値は1.
5以下である。本発明において、走査型電子顕微鏡観察
によって求める平均粒径iおよび標準偏差値αは、単位
視野内に見えるn個の粒子の粒径χ=1−測定し、次式
によシ算出される。
The barium/strontium titanate solid solution of the present invention is
The average particle size is in the range of 0.07 to 0.5μ, but all particles have the same particle size as #1, and the standard deviation value is 1.
5 or less. In the present invention, the average particle diameter i and standard deviation value α determined by scanning electron microscopy are calculated by measuring the particle diameter χ=1− of n particles visible within a unit field of view and using the following formula.

、Σ χL b=1 χ =□ さらに、本発明のチタン酸バリウム・ストロンチウム固
溶体は、どの粒子も球形状をしておシ、−個の粒子の最
長径と最短径の差を最長径で割つた値は一以下である。
, Σ χL b=1 χ =□ Furthermore, in the barium/strontium titanate solid solution of the present invention, all particles have a spherical shape. The value is less than 1.

ま几、粉末の分散性は、粒度分布を測定することによシ
把握できる。粒度分布は、例えばセイシン企業(株)ミ
クロン・フォート・サイザー8KA−soooによシ容
易に測定できる。本発明者らは、チタン酸バリウム・ス
トロンチウム固溶体粉末をイノプロピルアルコールに分
散し、分散剤としてP EGt−微量加えて、その粒度
分布を測定した。
The dispersibility of the powder can be determined by measuring the particle size distribution. The particle size distribution can be easily measured using, for example, Micron Fort Sizer 8KA-sooo manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd. The present inventors dispersed barium/strontium titanate solid solution powder in inopropyl alcohol, added a trace amount of PEGt as a dispersant, and measured the particle size distribution.

本発明のチタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体は、
粒度分布測定によって測定される平均粒径が、前記走査
型電子顕微鏡観察よシ測定される平均粒径と概ね一致し
、さらに、粒度分布が狭く、その標準偏差値は2.0以
下である。ただし、本発明で粒度分布測定圧よって求め
る平均粒径アおよび標準偏差値αは、次弐忙よって算出
される。
The barium/strontium titanate solid solution of the present invention is
The average particle size measured by particle size distribution measurement is approximately the same as the average particle size measured by scanning electron microscopy, and the particle size distribution is narrow, with a standard deviation value of 2.0 or less. However, in the present invention, the average particle diameter a and the standard deviation value α determined by the particle size distribution measuring pressure are calculated by the following method.

z=、5.j’4−χL 上式において%ZLは粒径で当該微小測定範囲・両端の
相加平均、PLは粒径χにの粒子が占める体積分率、n
は轟該微小測定範囲の数である。
z=,5. j'4-χL In the above formula, %ZL is the particle size, the arithmetic average of the micro measurement range and both ends, PL is the volume fraction occupied by particles with particle size χ, n
is the number of minute measurement ranges.

本発明において、結晶子径は粉末X線回折像のピークの
半値巾を測定し、シェラの式 罠代入することにより求めることができる。上記式でL
は結晶子径、λはX線の波長、βはピークの半値巾、θ
はX線の回折角、Ki定数で本発明の場合0.9とし比
。半値巾βの値は、測定される粉末X線回折像のピーク
形状をコーシー分布と仮定し、シリコン結晶を使って補
正することKよシ求める。
In the present invention, the crystallite diameter can be determined by measuring the half-width of a peak in a powder X-ray diffraction image and substituting it into the trap of Scherrer's equation. In the above formula, L
is the crystallite diameter, λ is the X-ray wavelength, β is the half-width of the peak, θ
is the diffraction angle of X-rays and the Ki constant, which is set to 0.9 in the case of the present invention. The value of the half-width β is determined by assuming that the peak shape of the powder X-ray diffraction image to be measured is a Cauchy distribution and correcting it using a silicon crystal.

本発明で提供するチタン酸バリウム・ストロンチウム固
溶体粉末について、上式を用いて算出する結晶子径は、
前記走査型電子顕微鏡観察によシ測定される平均粒径と
よい一致を示す。すなわち、概ね一個の粒子は一個ない
し数個の結晶子で成シ立っている。
Regarding the barium/strontium titanate solid solution powder provided by the present invention, the crystallite diameter calculated using the above formula is:
This shows good agreement with the average particle diameter measured by the scanning electron microscope observation. That is, one particle is generally made up of one to several crystallites.

本発IJl]Kj、−いて、比表面積はガス吸着型の比
表面積測定機、例えばカルロエルバ(株)製ツーブトマ
チック1800によシ測定できる。
The specific surface area can be measured using a gas adsorption type specific surface area measuring device, for example, Two Buttomatic 1800 manufactured by Carlo Erba Co., Ltd.

本発明のチタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体粉末
の比表面積は、3〜207rt/S’の範囲にあるが、
チタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体粉末が球状で
微細孔や凸凹を持たないと仮定して計算される粒径は、
前記走査型電子顕微鏡観察によシ測定される平均粒径の
4割以下とはならず、はぼ一致する。したがって、この
点からも本発明で提供するチタン酸バリウム・ストロン
チウム固溶体粉末が細孔など?持几ないほぼ球形状の粒
子であることが確認できる。
The specific surface area of the barium/strontium titanate solid solution powder of the present invention is in the range of 3 to 207 rt/S',
The particle size calculated assuming that the barium/strontium titanate solid solution powder is spherical and has no micropores or irregularities is:
The average particle diameter is not less than 40% of the average particle diameter measured by the scanning electron microscopy, and they are in close agreement. Therefore, from this point of view, does the barium/strontium titanate solid solution powder provided by the present invention have pores? It can be confirmed that the particles are almost spherical in shape and have no stagnation.

(発明の効果) 本発明のチタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体粉末
は、成形して焼結し次場合、1200Cで相対密度が9
0嚢以上になる。これは、公知チタン酸バリウム・スト
ロンチウム固溶体粉末を成形、焼結して相対密度90%
以上を達成することができる温度より100C以上も低
く、低温焼結用チタン酸バリウム粉末として実用上極め
て有用なものである。特に積層コンデンサでは、電気絶
縁性全高め、電極コストを下げるために、低温焼結用チ
タン酸バリウム・ストロンチウム固溶体粉末が切望され
ているが、本発明で提供するチタン酸バリウム・ストロ
ンチウム固溶体粉末は、この要求を満友すものであり、
極めて有用なものである。
(Effects of the Invention) The barium/strontium titanate solid solution powder of the present invention has a relative density of 9 at 1200C after being molded and sintered.
0 or more capsules. This is made by molding and sintering known barium/strontium titanate solid solution powder with a relative density of 90%.
It is 100 C or more lower than the temperature at which the above can be achieved, and is extremely useful in practice as barium titanate powder for low-temperature sintering. In particular, in multilayer capacitors, barium/strontium titanate solid solution powder for low-temperature sintering is in high demand in order to improve overall electrical insulation and reduce electrode costs.The barium/strontium titanate solid solution powder provided by the present invention We fully satisfy this request,
It is extremely useful.

(実施例) 次に、実施例によって、本発明をさらに詳細に説明する
(Example) Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 含水率95%のゲル状オルトチタン酸0.5モルを、水
2tと共に反応器中へ入れ比。この混合液中へ窒素ガス
を吹き込んで反応器中を窒素置換し、さらに窒素ガスを
流しつつ20時間放置した。水酸化バリウム(8水和物
)285Pと水酸化ストロンチウム(8水和物)80f
′t−90Cの水2tに溶解し、沸とう後、炭酸バリウ
ムを除去するため濾過し、Fgt−空気に触れさせない
ように窒素ガスの下で充分注意を払いつつ、オルトチタ
ン酸と水を入れて放置しである反応器中へ入れた。この
反応器に窒素ガスを流しながら、さらに攪拌混合しつつ
、オイルバスで1oot、’時間加熱して反応を行なっ
た。反応終了後、約5分間放置し、上澄液を除去し、さ
らに熱水51に加えて攪拌洗浄した後濾過した。この洗
浄、濾過の操作を3回繰り返し、合計9Lの熱水で洗浄
した後、0.2N酢酸O,S Zで洗浄し、濾過した後
、さらに純水で洗浄、濾過を5回縁シ返した後、空気中
、100Cで20時間乾燥した。このようにして得られ
た粉末について、走査型電子顕微鏡観察、X線回折解析
、比表面積測定および粒度分布を測定した。
Example 1 0.5 mol of gel-like orthotitanic acid with a water content of 95% was put into a reactor together with 2 tons of water. Nitrogen gas was blown into the mixture to replace the inside of the reactor with nitrogen, and the reactor was allowed to stand for 20 hours while flowing nitrogen gas. Barium hydroxide (octahydrate) 285P and strontium hydroxide (octahydrate) 80f
't-Dissolve in 2 tons of 90C water, boil, filter to remove barium carbonate, and add orthotitanic acid and water, taking great care under nitrogen gas to avoid exposure to air. The mixture was placed in a reactor that had been left unattended. While flowing nitrogen gas into the reactor, the mixture was stirred and mixed and heated for 1 hour in an oil bath to carry out the reaction. After the reaction was completed, the supernatant was left to stand for about 5 minutes, the supernatant liquid was removed, and the mixture was further added to hot water 51, washed with stirring, and then filtered. This washing and filtration operation was repeated three times. After washing with a total of 9L of hot water, washing with 0.2N acetic acid O,SZ and filtering, further washing with pure water and filtration was repeated 5 times. After that, it was dried in air at 100C for 20 hours. The thus obtained powder was subjected to scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis, specific surface area measurement, and particle size distribution measurements.

電子顕微鏡観察よシ得られ次平均粒径は0.24μ、標
準偏差は1.41であつ几。X線回折解析から得られた
粉体は、立方晶のチタン酸バリウムとチタン酸ストロン
チウムの均一固溶体であシ、X線のピーク位置から求め
九バリウムの量は約60優、ストロンチウムの量は約4
0チであつ几。さらに、X線のピーク巾から求めた結晶
子径は0.1μで、極めて結晶性の高い本のであった。
The average particle size obtained by electron microscopy was 0.24μ, and the standard deviation was 1.41. The powder obtained from X-ray diffraction analysis is a homogeneous solid solution of cubic barium titanate and strontium titanate, and the amount of barium nine is approximately 60,000, and the amount of strontium is approximately 4
0 chi de atatsu 几. Furthermore, the crystallite diameter determined from the X-ray peak width was 0.1 μ, indicating extremely high crystallinity.

また、比表面積は6.9ゴ/iであり、粒度分布測定か
ら得らJ1′ft′l平均粒径け0645μ、標準偏差
は1゜87−eあ″)た。
Further, the specific surface area was 6.9g/i, and the average particle diameter was 0645μ and the standard deviation was 1°87-eA″) obtained from particle size distribution measurement.

“実施例2 含水−Jl、95蚤のゲル状オ刀・トヂタン酸1〕55
モルを・、水口。51、と共(て反応器中へ入れ斤゛。
“Example 2 Water content - Jl, 95 flea gelatinous knife, toditanoic acid 1] 55
Mole, Mizuguchi. 51, and put it into the reactor.

この混合(’+X中−,7−1¥素ガニ−(ヲ吹き込ん
で反応器中k R換1,2、−晩ノ装置し、A13、水
酸化バリウム(8水和物)150>滓と水酸化スト11
ンチウh。(8水和物)1307分、9517’の水2
 /、に溶PJ〒(11、沸とう紗、炭酸バリウム金除
去\ケるf(め濾過1..1P液をや気にこ触れt′c
−忙ないよう〆: シw: 、反応器中へ入れた。♀水
流;fM ”l・ごイtr+’混合= 1.、、 ′:
′ug−“〕、オイルバスて1oocq5時間加熱]5
:反応?行なった。反応終了伎、実)$ $’iJ l
とlT1′1様rtc:: t、、−’c粉体を処理ニ
ー2、物性の測定を・イ「)′ンV:ll) 7′rO
o市ニーイー顕倣鏡観祭により得られた平均粒イイ71
.・;:l:0.18μ、標準偏差if: 1ノ8であ
った。X線面4.+Tから得られだ粉体id 、立方、
hllのチタン酸パリ?7ノ・とチタン酸ストロンチウ
ムの均−固瀦体であり、X線のピーク位置から求めf−
バリウムの荒d゛□′j勺 八 〇 係 、 2ス ト
・ Li゛、/チ ′l ノ・の黛tま約 AOLl)
で 凌)つ)ft′oさらIc、Xi線のピーク巾から
求めた結晶子径け0.09μCあつ′L。また、比表面
積は9.2 nT:/fであり、粒度分布測定から得ら
れた平均粒径は0.35μ、標準偏差は1.75であっ
7”c。
This mixture (' + X in -, 7 - 1 yen crab - () was blown into the reactor and kR exchanged 1,2, - in the evening), A13, barium hydroxide (octahydrate) 150> slag and Hydroxide strike 11
Nchiu h. (octahydrate) 1307 min, 9517' water 2
/、Dissolved in PJ〒(11、Boiling gauze、barium carbonate gold removal\Keru f(Me filtration 1..1P liquid was gently touched t'c
- Don't be busy: Shiw: I put it into the reactor. ♀Water flow; fM "l・goi tr+' mixture = 1.,,':
'ug-"], heat in oil bath for 10cq 5 hours] 5
:reaction? I did it. Reaction complete, real) $ $'iJ l
and lT1'1-like rtc:: t,, -'c powder is processed knee 2, and physical properties are measured.
Average grain size 71 obtained by o city Niyi imitation mirror viewing festival
.. .;:l: 0.18 μ, standard deviation if: 1 of 8. X-ray plane 4. +Powder id obtained from T, cubic,
hll titanate paris? It is a homogeneous solid body of strontium titanate and f- is determined from the peak position of X-rays.
Barium's rough d゛□'j勺 80 person, 2-stroke Li゛, / Chi'l no Mayutamasaku AOLl)
The crystallite diameter is 0.09μC, determined from the peak width of the Xi ray. Further, the specific surface area was 9.2 nT:/f, the average particle diameter obtained from particle size distribution measurement was 0.35 μ, and the standard deviation was 1.75, 7”c.

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

図面0:f、実施例1例おいて合成したチタン酸バリウ
ム・ストoンブウム固溶体粉末の結晶構造な示す倍率5
0.Ofl 0倍の走3L型電子顕微鏡瓦真である。2
手 続 補 f 番 (方式ン 昭和60年4月25日 特許庁長′自  志賀  学  殿・ i6件の表ノド 特#llll1359 262676号・2 発明の名
称 チタン酸バリウム・ストIJンヅ・ラム固溶体1゛η・
、にAz 、1.’ひl]の製九、ツメ法5 補止をノ
”/り者 事件との関係・・% if’f出願人 (0[15)  旭化成工梨株i(、会ネ14代理人 東Q都港区虎)門−]−’ [:t 2盃□29号虎、
)閂序°業ビット5(・;・)17 補正の内接   
          “ノ、−1・″ 明細遵の記載を次のとhり補正する。 (11第4頁17〜18行の「P、に、Gallagh
er −−−−−−−−−8oc、、 Jを下記のとお
9補正する。 「ピー・ケー・ガラ/% −CP、に、Gallagh
er )らはジャーナル・オプ・ザ・アメリカン・セラ
ミック・ソサイアテイー(J、Am、Ceram、8o
c、、 ) J(2)第5頁1〜2行の「K、S6Ma
zdiyasni −−−−−・−−−−−−goc、
 I Jを下記のとおり補正する。
Drawing 0: f shows the crystal structure of the barium titanate/Stonbum solid solution powder synthesized in Example 1. Magnification: 5
0. Ofl This is a 3L type electron microscope with 0x magnification. 2
Supplementary Procedure No. f (Method April 25, 1985, Commissioner of the Japan Patent Office, Mr. Manabu Shiga, List of 6 cases, No. 1359, No. 262676, 2 Name of Invention: Barium Titanate IJN-Rum Solid Solution) 1゛η・
, Az, 1. 'Hil]'s production 9, Tsume method 5 supplementary work ``/relationship with the thief case...% if'f Applicant (0 [15) Asahi Kasei Kuri Co., Ltd. Miyakominato-ku Toramon-]-' [:t 2 Sakazuki□No. 29 Tora,
) Lock order bit 5 (・;・) 17 Correction inscription
“No.-1・” The description of the specification is amended as follows. (11 page 4 lines 17-18 “P, ni, Gallagh
er ----------8oc,, J is corrected by 9 as shown below. ``P.K. Gala/% -CP, Gallagh
Journal of the American Ceramic Society (J, Am, Ceram, 8o
c,,) J(2) Page 5, lines 1-2 “K, S6Ma
zdiyasni −−−−−・−−−−−goc,
Correct IJ as follows.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)平均粒径が0.07〜0.5μ、比表面積が3〜
20m^2/gで、かつ粒形を直球と仮定して平均粒径
から計算される値の2.5倍を越えない値であり、粉末
X線回折像のピークの半値巾から計算される結晶子径が
0.05μ以上0.4μ以下で、その形状が球形状であ
ることを特徴とするチタン酸バリウム・ストロンチウム
固溶体粉末。
(1) Average particle size is 0.07~0.5μ, specific surface area is 3~
20 m^2/g, and the value does not exceed 2.5 times the value calculated from the average particle size assuming the particle shape is a straight sphere, and is calculated from the half-width of the peak of the powder X-ray diffraction image. A barium/strontium titanate solid solution powder having a crystallite diameter of 0.05 μm or more and 0.4 μm or less and having a spherical shape.
(2)平均粒子径が0.07〜0.5μ、比表面積が3
〜20m^2gで、かつ粒形を直球と仮定して平均粒径
から計算される値の2.5倍を越えない値であり、粉末
X線回折像のピークの半値巾から計算される結晶子径が
0.05μ以上0.4μ以下で、その形状が球形状であ
るチタン酸バリウム・ストロンチウム固溶体粉末を製造
するに当り、含水酸化チタンと水酸化バリウムと水酸化
ストロンチウムとを、チタン換算で120〜10,00
0倍モルの水の存在下で、60℃以上110℃未満の温
度範囲で反応させることを特徴とするチタン酸バリウム
・ストロンチウム固溶体粉末の製造法。
(2) Average particle diameter is 0.07-0.5μ, specific surface area is 3
~20m^2g, and the value does not exceed 2.5 times the value calculated from the average particle size assuming that the particle shape is a straight sphere, and the crystal value is calculated from the half-width of the peak of the powder X-ray diffraction image. In producing a barium/strontium titanate solid solution powder having a particle diameter of 0.05μ or more and 0.4μ or less and a spherical shape, hydrous titanium oxide, barium hydroxide, and strontium hydroxide are mixed in terms of titanium. 120~10,00
A method for producing a barium/strontium titanate solid solution powder, which comprises reacting in the presence of 0 times the molar amount of water in a temperature range of 60°C or higher and lower than 110°C.
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