JPS61158823A - チタン酸鉛微粒子の製造方法 - Google Patents
チタン酸鉛微粒子の製造方法Info
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- JPS61158823A JPS61158823A JP27562184A JP27562184A JPS61158823A JP S61158823 A JPS61158823 A JP S61158823A JP 27562184 A JP27562184 A JP 27562184A JP 27562184 A JP27562184 A JP 27562184A JP S61158823 A JPS61158823 A JP S61158823A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、強誘電材料、圧電材料、焦電材料等の原料と
して有用な非晶質状態のチタン酸鉛微粒子の製造方法に
関するものである。
して有用な非晶質状態のチタン酸鉛微粒子の製造方法に
関するものである。
誘電体&を器の分野においては、電子部品の小型化や用
途の多様化等から、原料となる誘電体酸化物微粒子の新
たなる合成法の開発が進められている。
途の多様化等から、原料となる誘電体酸化物微粒子の新
たなる合成法の開発が進められている。
例えば、多層セラミックコンデンサにおいては、大容量
化とともに小型・軽量化を図るために、セラミンク層の
厚みを薄くすることが必要で、原料である誘電体酸化物
の微粒子化が重要な課題となる。また、コンデンサの耐
圧の点からは、焼結段階での異常粒成長や不均一粒子の
生成は好ましくなく、均一微粒子の合成法の開発が急務
となっている。
化とともに小型・軽量化を図るために、セラミンク層の
厚みを薄くすることが必要で、原料である誘電体酸化物
の微粒子化が重要な課題となる。また、コンデンサの耐
圧の点からは、焼結段階での異常粒成長や不均一粒子の
生成は好ましくなく、均一微粒子の合成法の開発が急務
となっている。
一方、誘電体磁器の原料となる誘電体酸化物としては、
数々の優れた特性を有するチタン酸鉛が広く用いられて
いる。そして、このチタン酸鉛(P b T i OJ
)は、一般に、酸化鉛(PbO)と酸化チタン(TiO
jとを混合し、ボールミルで粉砕混合した後、800〜
1000℃で仮焼成し、さらに均一になるまで再度粉砕
して、本焼成を行うという方法により合成されている。
数々の優れた特性を有するチタン酸鉛が広く用いられて
いる。そして、このチタン酸鉛(P b T i OJ
)は、一般に、酸化鉛(PbO)と酸化チタン(TiO
jとを混合し、ボールミルで粉砕混合した後、800〜
1000℃で仮焼成し、さらに均一になるまで再度粉砕
して、本焼成を行うという方法により合成されている。
ところで、このような方法によりチタン酸鉛微粒子を合
成する際には、PbOの蒸発が大きな問題となる。すな
わち、上記仮焼成時の温度が高い程、pboの蒸発量が
指数関数的に多くなり、得られるチタン酸鉛微粒子の組
成が変わってしまう虞れがある。したがって、これを回
避するために、pbo雰囲気中で焼成を行う等、熱処理
時に相当な工夫をする必要がある。あるいは、PbOの
蒸発を抑えるために、仮焼成の温度を下げ、しかる後に
本焼成を行うことも考えられるが、この場合には、上記
仮焼成終了時に未反応のpboが相当量残留しており、
この未反応のPbOが上記本焼成の段階で気化してしま
う虞れもあり、ここでも雰囲気コントロールの必要があ
る。このようなことから、上述のような熱処理を利用し
た固相反応法によって得られるチタン酸鉛微粒子では、
p b14T i Osというように、ペロプスカイト
型構造におけるAサイト欠陥が生じ易く、この非化学量
論性が圧電特性や焦電特性等に悪影響を及ぼす虞れが高
い。また、仮に化学量論性の高いものが高温熱処理によ
って得られると仮定しても、前述のような原料調製手順
による限り、焼結性は悪くなる。
成する際には、PbOの蒸発が大きな問題となる。すな
わち、上記仮焼成時の温度が高い程、pboの蒸発量が
指数関数的に多くなり、得られるチタン酸鉛微粒子の組
成が変わってしまう虞れがある。したがって、これを回
避するために、pbo雰囲気中で焼成を行う等、熱処理
時に相当な工夫をする必要がある。あるいは、PbOの
蒸発を抑えるために、仮焼成の温度を下げ、しかる後に
本焼成を行うことも考えられるが、この場合には、上記
仮焼成終了時に未反応のpboが相当量残留しており、
この未反応のPbOが上記本焼成の段階で気化してしま
う虞れもあり、ここでも雰囲気コントロールの必要があ
る。このようなことから、上述のような熱処理を利用し
た固相反応法によって得られるチタン酸鉛微粒子では、
p b14T i Osというように、ペロプスカイト
型構造におけるAサイト欠陥が生じ易く、この非化学量
論性が圧電特性や焦電特性等に悪影響を及ぼす虞れが高
い。また、仮に化学量論性の高いものが高温熱処理によ
って得られると仮定しても、前述のような原料調製手順
による限り、焼結性は悪くなる。
これは、チタン酸鉛はペロプスカイト型構造を有するも
ののなかでも最も結晶異方性が高い、すなわち正方子が
大きいので、特定方向での熱膨張係数が著しく異なり、
高温から温度を下げてくる際に、クラックを生じたりす
るためである。さらに、これを回避するために、種々の
添加剤を加えて上記焼結性の改善を図ることも考えられ
るが、この場合には圧電特性上の問題が生じてくる。す
なわち、チタン酸鉛は、縦波の電気機械結合係数が横波
のそれよりも大きいという利点を生かし、他の圧電材料
では達し得ない部分に有効に利用されているが、上記添
加剤の如き不純物を加えることにより、その特性が低下
することが充分考えられる。
ののなかでも最も結晶異方性が高い、すなわち正方子が
大きいので、特定方向での熱膨張係数が著しく異なり、
高温から温度を下げてくる際に、クラックを生じたりす
るためである。さらに、これを回避するために、種々の
添加剤を加えて上記焼結性の改善を図ることも考えられ
るが、この場合には圧電特性上の問題が生じてくる。す
なわち、チタン酸鉛は、縦波の電気機械結合係数が横波
のそれよりも大きいという利点を生かし、他の圧電材料
では達し得ない部分に有効に利用されているが、上記添
加剤の如き不純物を加えることにより、その特性が低下
することが充分考えられる。
したがって、以上のような理由から、固相反応法による
チタン酸鉛の純粋な形での誘電体磁器への応用例はほと
んどなく、圧電特性と焼結性の相反する特性のうちいず
れか一方をM視して実用に供しているのが実情である。
チタン酸鉛の純粋な形での誘電体磁器への応用例はほと
んどなく、圧電特性と焼結性の相反する特性のうちいず
れか一方をM視して実用に供しているのが実情である。
これに対し、透明セラミックの原料やコンデンサの添加
物、低温焼結用材料等の原料としての実用を図るために
、固相反応法における粒子の不均一性、活性度の不足、
不純物の混入等を改善し、均一微粒子を得ようとする試
みがなされている。
物、低温焼結用材料等の原料としての実用を図るために
、固相反応法における粒子の不均一性、活性度の不足、
不純物の混入等を改善し、均一微粒子を得ようとする試
みがなされている。
例えば、特公昭51−2080号公報には、合成しよう
とするペロブスカイト構造のA B O,におけるAイ
オンとBイオンの塩をアルカリ水溶液中、I31騰下で
反応させるという湿式合成法が開示されている。しかし
ながら、この方法では、[Aイオン]/[Bイオン濃度
比、8なる条件が必要とされ、合成のイオン濃度比が1
でないので組成変動を生じ易い。
とするペロブスカイト構造のA B O,におけるAイ
オンとBイオンの塩をアルカリ水溶液中、I31騰下で
反応させるという湿式合成法が開示されている。しかし
ながら、この方法では、[Aイオン]/[Bイオン濃度
比、8なる条件が必要とされ、合成のイオン濃度比が1
でないので組成変動を生じ易い。
あるいは、他の方法として、シュウ酸塩法やシュウ酸エ
タノール法が知られているが、前者においては、金属イ
オンの種類によってシュウ酸塩の溶解度が異なる場合や
、沈澱するpH領域が異なる場合があり、均一な組成の
ものを得ることは難しい。また、シュウ酸塩という有機
化合物を使用するので、製造コストや生産性の点でも問
題が多い。さらに、後者においては、組成の均一性の点
ではある程度改善されるものの、製造コストや生産性等
の面で問題が残っている。
タノール法が知られているが、前者においては、金属イ
オンの種類によってシュウ酸塩の溶解度が異なる場合や
、沈澱するpH領域が異なる場合があり、均一な組成の
ものを得ることは難しい。また、シュウ酸塩という有機
化合物を使用するので、製造コストや生産性の点でも問
題が多い。さらに、後者においては、組成の均一性の点
ではある程度改善されるものの、製造コストや生産性等
の面で問題が残っている。
さらに、一般式M(OR)−1で表される有機金属化合
物を合成し、これから一般式Mt%ht(OR)ヶで表
される複合アルコキシドを合成した後、加水分解すると
いう、いわゆる金属アルコキシド法も提案されているが
、製造コストや生産性等の点で非常に問題が多い。
物を合成し、これから一般式Mt%ht(OR)ヶで表
される複合アルコキシドを合成した後、加水分解すると
いう、いわゆる金属アルコキシド法も提案されているが
、製造コストや生産性等の点で非常に問題が多い。
このように、従来の合成法では、組成変動のないチタン
酸鉛微粒子を合成することは困難であり、均一性や純度
の高いチタン酸鉛微粒子を得ることは困難であった。
酸鉛微粒子を合成することは困難であり、均一性や純度
の高いチタン酸鉛微粒子を得ることは困難であった。
そこで本発明は、前述の如き当該技術分野の実情に鑑み
て提案されたものであって、誘電体材料の原料や添加物
として有用で、組成変動が少なく高純度な非晶質状態の
チタン酸鉛微粒子を安定に得ることが可能なチタン酸鉛
微粒子の製造方法を提供することを目的とする。
て提案されたものであって、誘電体材料の原料や添加物
として有用で、組成変動が少なく高純度な非晶質状態の
チタン酸鉛微粒子を安定に得ることが可能なチタン酸鉛
微粒子の製造方法を提供することを目的とする。
C問題点を解決するための手段〕
本発明者等は、上述の目的を達成せんものと長期に亘り
鋭意研究の結果、p)(および合成温度を所定の値に設
定することにより、非晶質状態のチタン酸鉛微粒子や、
ペロブスカイト型チクン酸鉛微結晶、パイロクロア型チ
タン酸鉛微結晶あるいは新規な結晶相を有する針状チタ
ン酸鉛微結晶を合成することが可能であることを見出し
た。
鋭意研究の結果、p)(および合成温度を所定の値に設
定することにより、非晶質状態のチタン酸鉛微粒子や、
ペロブスカイト型チクン酸鉛微結晶、パイロクロア型チ
タン酸鉛微結晶あるいは新規な結晶相を有する針状チタ
ン酸鉛微結晶を合成することが可能であることを見出し
た。
本発明は、このような知見に基づいて完成されたもので
あって、可溶性チタン化合物もしくはその加水分解生成
物と鉛化合物とをp H7以上のアルカリ側で水熱反応
させることを特徴とするものである。
あって、可溶性チタン化合物もしくはその加水分解生成
物と鉛化合物とをp H7以上のアルカリ側で水熱反応
させることを特徴とするものである。
本発明において、チタン酸鉛微結晶を作成するには、例
えば四塩化チタン(T i Cβいのような可溶性のチ
タン化合物もしくはその加水分解生成物と、鉛化合物の
加水分解生成物もしくはその水溶性塩とを混合し、アル
カリ性の水溶液中で100℃以上の高温で反応させ、生
成した沈澱物を水あるいは温水で洗浄してK”、Na’
等のアルカリ陽イオンやCF−等の陰イオンを完全に除
去し、濾過・乾燥すればよい。
えば四塩化チタン(T i Cβいのような可溶性のチ
タン化合物もしくはその加水分解生成物と、鉛化合物の
加水分解生成物もしくはその水溶性塩とを混合し、アル
カリ性の水溶液中で100℃以上の高温で反応させ、生
成した沈澱物を水あるいは温水で洗浄してK”、Na’
等のアルカリ陽イオンやCF−等の陰イオンを完全に除
去し、濾過・乾燥すればよい。
ここで、上記反応時のpHや反応温度が重要であって、
これらpHや反応温度に応じて、非晶質状態のチタン酸
鉛微粒子や、ペロブスカイト相(以下、PE相とする)
のチタン酸鉛微結晶、パイロクロア相(以下、PY相と
する)あるいは針状の新規な結晶相(以下、PX相とす
る)のチタン酸鉛微結晶が生成する。
これらpHや反応温度に応じて、非晶質状態のチタン酸
鉛微粒子や、ペロブスカイト相(以下、PE相とする)
のチタン酸鉛微結晶、パイロクロア相(以下、PY相と
する)あるいは針状の新規な結晶相(以下、PX相とす
る)のチタン酸鉛微結晶が生成する。
このように、チタン酸鉛の湿式合成法において、pH及
び合成温度を選択することにより、非晶質状態のチタン
酸鉛微粒子あるいはPE相(ペロブスカイト相)、PY
相(パイロクロア相)、 PX相(新規な結晶相)の
3種類のチタン酸鉛微結晶を合成することが可能であり
、特に、pH7以上に設定して水熱反応を行うことによ
り、非晶質のチタン酸鉛微粒子が選択的に合成される。
び合成温度を選択することにより、非晶質状態のチタン
酸鉛微粒子あるいはPE相(ペロブスカイト相)、PY
相(パイロクロア相)、 PX相(新規な結晶相)の
3種類のチタン酸鉛微結晶を合成することが可能であり
、特に、pH7以上に設定して水熱反応を行うことによ
り、非晶質のチタン酸鉛微粒子が選択的に合成される。
以下、本発明を具体的な実施例から説明する。
なお、本発明がこれら実施例に限定されるものでないこ
とは言うまでもない。
とは言うまでもない。
ビー力に氷水を用意し、これに四塩化チタン液を静かに
少しずつ滴下した。このとき、初期においては白濁した
が、数時間攪拌を続けると、完全に透明な四塩化チタン
水溶液が得られた。これを250 m Itのメスフラ
スコに移し、標準溶液とした。この標準溶液から10m
6を正確に分取し、過剰アンモニア水で加水分解し、T
i O□・n H,0を濾別した後、1000℃で熱
処理して重量法から濃度を決定した。ここで、四塩化チ
タンの濃度は1.010mol/j2であった。
少しずつ滴下した。このとき、初期においては白濁した
が、数時間攪拌を続けると、完全に透明な四塩化チタン
水溶液が得られた。これを250 m Itのメスフラ
スコに移し、標準溶液とした。この標準溶液から10m
6を正確に分取し、過剰アンモニア水で加水分解し、T
i O□・n H,0を濾別した後、1000℃で熱
処理して重量法から濃度を決定した。ここで、四塩化チ
タンの濃度は1.010mol/j2であった。
一方、酢酸鉛P b (CH,COo)z・3H10の
22、32 gを精秤し、100mlの水に熔解した。
22、32 gを精秤し、100mlの水に熔解した。
次いで、この酢酸鉛溶液にPb/Ti=1.OOOとな
るように上記四塩化チタン標1熔液を58゜26m6を
徐々に加えた。このとき、PbCξの白色沈澱が生しる
が、これは後の反応において同等支障とならない。
るように上記四塩化チタン標1熔液を58゜26m6を
徐々に加えた。このとき、PbCξの白色沈澱が生しる
が、これは後の反応において同等支障とならない。
さらに、あらかじめKOH熔液全作成しておき、これを
加えてpHを調整した。また、このとき全熔ンfliは
400ml1となるようにした。
加えてpHを調整した。また、このとき全熔ンfliは
400ml1となるようにした。
これを均一に4等分して100m12ずつの試料溶液と
し、各試料溶液をテフロン製のオートクレーブ用容器に
移し、オートクレーブを用い、電気炉により90〜23
0℃の範囲で温度を変えて、反応時間1時間で合成を行
った。
し、各試料溶液をテフロン製のオートクレーブ用容器に
移し、オートクレーブを用い、電気炉により90〜23
0℃の範囲で温度を変えて、反応時間1時間で合成を行
った。
得られた沈澱を温水で充分洗浄し、上澄のpHが7付近
になるまでデカンテーションを繰り返し、不純物を除去
した後、これを濾別し、−昼夜乾燥してチタン酸鉛微粒
子を得た。
になるまでデカンテーションを繰り返し、不純物を除去
した後、これを濾別し、−昼夜乾燥してチタン酸鉛微粒
子を得た。
このような方法に準じて、本発明者等は実験を重ね、上
記反応時のpHと反応温度を変えて得られるチタン酸鉛
微結晶の相図の作成を試みた。結果を第1図に示す。こ
の第1図から、PY相は低アルカリ高温域から高アルカ
リ低温域で安定であり、PE相は高アルカリ高温域のみ
安定で、さらに、PX相は特定の範囲内でのみ生成する
ことが判明した。そして、これ以外の領域では、非晶質
状態のチタン酸鉛微粒子が生成することがわかった。な
お、この第1図において、()内は副生成物的に若干生
成するものを表し、AMは非晶質(アモルファス)状態
のチタン酸鉛を表す。
記反応時のpHと反応温度を変えて得られるチタン酸鉛
微結晶の相図の作成を試みた。結果を第1図に示す。こ
の第1図から、PY相は低アルカリ高温域から高アルカ
リ低温域で安定であり、PE相は高アルカリ高温域のみ
安定で、さらに、PX相は特定の範囲内でのみ生成する
ことが判明した。そして、これ以外の領域では、非晶質
状態のチタン酸鉛微粒子が生成することがわかった。な
お、この第1図において、()内は副生成物的に若干生
成するものを表し、AMは非晶質(アモルファス)状態
のチタン酸鉛を表す。
すなわち、第1図において、AMで示す領域においては
、P b / T iモル比がほとんど1である非晶質
状態のチタン酸鉛が生成するが、この場合にもpH71
u上のアルカリ側で水熱反応を行うことが好ましい。特
に、非晶質状態のチタン酸鉛のみを必要とする場合には
、pHが10以下の条件が必要であり、反応温度は11
0°C以上であることが好ましく、より好ましくは15
0℃以上である。
、P b / T iモル比がほとんど1である非晶質
状態のチタン酸鉛が生成するが、この場合にもpH71
u上のアルカリ側で水熱反応を行うことが好ましい。特
に、非晶質状態のチタン酸鉛のみを必要とする場合には
、pHが10以下の条件が必要であり、反応温度は11
0°C以上であることが好ましく、より好ましくは15
0℃以上である。
第2図にpH7の条件で合成したチタン酸鉛の回折X線
スペクトルを示す。また、第3図に得られた非晶質状態
のチタン酸鉛の走査電子顕微鏡写真(SEM)を示す。
スペクトルを示す。また、第3図に得られた非晶質状態
のチタン酸鉛の走査電子顕微鏡写真(SEM)を示す。
この第2図においては、ブロードなパターンが得られ、
有意なピークは認められず、非晶質状態であることが確
認された。なお、この第2図で、若干のピークが現れて
いるが、これはpbco、であって、大部分は非晶質状
態のチタン酸鉛である。
有意なピークは認められず、非晶質状態であることが確
認された。なお、この第2図で、若干のピークが現れて
いるが、これはpbco、であって、大部分は非晶質状
態のチタン酸鉛である。
上記非晶質状態のチタン酸鉛は、700 ’C以上の熱
処理を施すことによってASTMカード〔6−0452
)に一致するPE相に相転移するが、pH7以下で合成
した非晶質状態のチタン酸鉛を830℃で熱処理したと
ころ、第4図に示すような回折X線スペクトルを有する
P b T i、07が主に生成した。特に、pH=4
ではこのP b T 1707がほとんどであり、pH
を上げるにしたがってpbT r jO7にP b T
i Osが徐々に混合してくることが分かった。この
ように、pH<7ではPb/Tiの化学量論性も大きく
ずれこみ、したがって、上記非晶質状態のチタン酸鉛を
添加剤等に利用するには、pH≧7が好ましいと言える
。
処理を施すことによってASTMカード〔6−0452
)に一致するPE相に相転移するが、pH7以下で合成
した非晶質状態のチタン酸鉛を830℃で熱処理したと
ころ、第4図に示すような回折X線スペクトルを有する
P b T i、07が主に生成した。特に、pH=4
ではこのP b T 1707がほとんどであり、pH
を上げるにしたがってpbT r jO7にP b T
i Osが徐々に混合してくることが分かった。この
ように、pH<7ではPb/Tiの化学量論性も大きく
ずれこみ、したがって、上記非晶質状態のチタン酸鉛を
添加剤等に利用するには、pH≧7が好ましいと言える
。
また、反応温度200℃の条件で、pHを変えながらチ
タン酸鉛を合成し、その収量について、理論収量との比
較を行った。結果を第5図に示す。
タン酸鉛を合成し、その収量について、理論収量との比
較を行った。結果を第5図に示す。
この第5図から、p)(≧7でほぼ理論収量に対して9
0%程度の収率でチタン酸鉛が得られることがわかる。
0%程度の収率でチタン酸鉛が得られることがわかる。
これに対して、pH<7であると、急激に収率が落ちる
ことが判明した。
ことが判明した。
一方、p H12,7以上、反応温度175℃以上とす
ることにより、PE相のチタン酸鉛微結晶が選択的に生
成する。この場合に反応時間は1時間以内で充分である
。ここで得られるPE相のチタン酸鉛微結晶は、はとん
ど水分を含まない状態の結晶性沈殿であり、また、粒径
が6〜8μ程度の弗素に均一なサイコロ状結晶微粒子で
ある。特に、サイコロ状の結晶面は、(hoo)と(0
01>のa面及び0面であり、適当な樹脂結合剤を混合
して、いわゆるキャスティングを行うことにより高配向
性シートを作成することも可能である。また、加圧成形
することにより、3面ディスクを作成することも可能で
あり、高配向焼成に通した原料粉体として期待される。
ることにより、PE相のチタン酸鉛微結晶が選択的に生
成する。この場合に反応時間は1時間以内で充分である
。ここで得られるPE相のチタン酸鉛微結晶は、はとん
ど水分を含まない状態の結晶性沈殿であり、また、粒径
が6〜8μ程度の弗素に均一なサイコロ状結晶微粒子で
ある。特に、サイコロ状の結晶面は、(hoo)と(0
01>のa面及び0面であり、適当な樹脂結合剤を混合
して、いわゆるキャスティングを行うことにより高配向
性シートを作成することも可能である。また、加圧成形
することにより、3面ディスクを作成することも可能で
あり、高配向焼成に通した原料粉体として期待される。
さらに、得られるPE相のチタン酸鉛微結晶の粒径は、
反応時の攪拌速度を変えたり、p)lをわずかにずらす
等の操作によって変化させることが可能であり、また、
化学量論性も高い。さらにまた、ここで得られるPE相
は、熱処理を行うことにより、高温になるにしたがって
格子の歪が少なくなり、特に、C軸の格子歪が極めて少
ないので、圧電・焦電特性の点で有利である。
反応時の攪拌速度を変えたり、p)lをわずかにずらす
等の操作によって変化させることが可能であり、また、
化学量論性も高い。さらにまた、ここで得られるPE相
は、熱処理を行うことにより、高温になるにしたがって
格子の歪が少なくなり、特に、C軸の格子歪が極めて少
ないので、圧電・焦電特性の点で有利である。
また、p H12,1以上、反応温度100−190℃
に設定することにより、PY相のチタン酸鉛微結晶が選
択的に生成する。反応時間は、1時間以内でも充分であ
るが、長い程得られるPY相の結晶性が良くなる。ここ
で得られるPY相のチタン酸鉛微結晶も極めて化学量論
性の高いものであって、また、その粒径が0.2μ以下
と従来の固相反応法で得られるものより1指手さいので
、コンデンサ材料の母体材料あるいは添加材、または高
密度焼結体の原料として利用価値が高い。
に設定することにより、PY相のチタン酸鉛微結晶が選
択的に生成する。反応時間は、1時間以内でも充分であ
るが、長い程得られるPY相の結晶性が良くなる。ここ
で得られるPY相のチタン酸鉛微結晶も極めて化学量論
性の高いものであって、また、その粒径が0.2μ以下
と従来の固相反応法で得られるものより1指手さいので
、コンデンサ材料の母体材料あるいは添加材、または高
密度焼結体の原料として利用価値が高い。
さらに、pH11,2〜13.0、反応温度145℃以
上に設定した場合には、PX相のチタン酸鉛微結晶が生
成し、特に、pH11,5〜12.5、反応温度180
℃以上とすることにより、PX相がほとんど単−相とし
て生成する。反応時間は、この場合にも1時間以内で充
分である。このPX相のチタン酸鉛微結晶は、従来知ら
れていない結晶相であり、X線回折の結果、a、= 1
2.34人、c6= 14.5人の正方晶であることが
確認された。また、このPX相のチタン酸鉛微結晶は、
太さ0.1〜0.2μ、長さ10μ以上の針状粒子であ
り、600〜700℃の熱処理でペロブスカイト相に相
転移するが、この時にも粒子形状の変化は認められず、
この針状性は900〜1000℃まで保たれることが判
明した。したがって、このPX相のチタン酸鉛微結晶は
、その形状が針状で、針状比も数十以上であるので、複
合材料として期待される。
上に設定した場合には、PX相のチタン酸鉛微結晶が生
成し、特に、pH11,5〜12.5、反応温度180
℃以上とすることにより、PX相がほとんど単−相とし
て生成する。反応時間は、この場合にも1時間以内で充
分である。このPX相のチタン酸鉛微結晶は、従来知ら
れていない結晶相であり、X線回折の結果、a、= 1
2.34人、c6= 14.5人の正方晶であることが
確認された。また、このPX相のチタン酸鉛微結晶は、
太さ0.1〜0.2μ、長さ10μ以上の針状粒子であ
り、600〜700℃の熱処理でペロブスカイト相に相
転移するが、この時にも粒子形状の変化は認められず、
この針状性は900〜1000℃まで保たれることが判
明した。したがって、このPX相のチタン酸鉛微結晶は
、その形状が針状で、針状比も数十以上であるので、複
合材料として期待される。
ところで、上記チタン酸鉛微結晶を合成する上で、出発
原料となるTi化合物もしくはその加水分解生成物を得
るには、T i C%、 T i (Soy)bのよ
うな塩を水に溶解させるか、もしくは、その水溶液を、
KOH,NaOH,NHcOH,LiOHのようなアル
カリ水/8液で加水分解させればよい。ただし、T i
(S Owkを用いるときは、これらアルカリ溶液
で加水分解して”l” + 0 、:n HyO(酸化
チタン水和物)を作成し、デカンテーションや濾過を繰
り返して、SOニーを除去すればよい。
原料となるTi化合物もしくはその加水分解生成物を得
るには、T i C%、 T i (Soy)bのよ
うな塩を水に溶解させるか、もしくは、その水溶液を、
KOH,NaOH,NHcOH,LiOHのようなアル
カリ水/8液で加水分解させればよい。ただし、T i
(S Owkを用いるときは、これらアルカリ溶液
で加水分解して”l” + 0 、:n HyO(酸化
チタン水和物)を作成し、デカンテーションや濾過を繰
り返して、SOニーを除去すればよい。
また、鉛化合物としては、酢酸鉛Pb(CH,C00)
、・3Hρ、硝酸鉛P b (N 03)>、塩化鉛P
bcζ等が使用できる。ただし、塩化鉛を使用する場合
には、あらかじめアルカリ性の熱水で処理しておくこと
が好ましい。
、・3Hρ、硝酸鉛P b (N 03)>、塩化鉛P
bcζ等が使用できる。ただし、塩化鉛を使用する場合
には、あらかじめアルカリ性の熱水で処理しておくこと
が好ましい。
これら出発原料のモル比は特に問わないが、l:1の割
合で合成することできる。また、このとき、Pbが過剰
の場合には簡単に洗浄できるが、Tiが過剰の場合には
除去操作が必要である。
合で合成することできる。また、このとき、Pbが過剰
の場合には簡単に洗浄できるが、Tiが過剰の場合には
除去操作が必要である。
上述のように、100℃以上の高温で反応させる場合に
使用される装置としては、いわゆるオートクレーブと称
される装置が使用され、その内容器には、高アルカリ、
高温に耐え得る材料、例えばポリテトラフルオルエチレ
ン(いわゆるテフロン)等を使用することが好ましい。
使用される装置としては、いわゆるオートクレーブと称
される装置が使用され、その内容器には、高アルカリ、
高温に耐え得る材料、例えばポリテトラフルオルエチレ
ン(いわゆるテフロン)等を使用することが好ましい。
以上の説明からも明らかなように、アルカリ水溶液中で
の湿式合成において、pH7以上に設定して水熱反応を
行うことにより、非晶質のチタン酸鉛微粒子を選択的に
合成することが可能となる。
の湿式合成において、pH7以上に設定して水熱反応を
行うことにより、非晶質のチタン酸鉛微粒子を選択的に
合成することが可能となる。
特にpH7〜10の範囲内では、この非晶質状態のチタ
ン酸鉛微粒子のみが良好な収率で合成される。
ン酸鉛微粒子のみが良好な収率で合成される。
得られるチタン酸鉛微粒子は、Pb/Ti=1と化学量
論性に極めて優れ、均一で高純度のものである。また、
活性度も高いので、誘電体材料の原料として、あるいは
添加材として有用なものである。
論性に極めて優れ、均一で高純度のものである。また、
活性度も高いので、誘電体材料の原料として、あるいは
添加材として有用なものである。
第1図は湿式合成法におけるpH一温度による相図であ
る。 第2図は得られる非晶質状態のチタン酸鉛の回折X線ス
ペクトル、第3図はその走査電子顕微鏡写真である。 第4図はP b T i、O,の回折X線スペクトルで
ある。 第5図は反応温度200℃におけるpHと理論収量に対
する収率の関係を示す特性図である。
る。 第2図は得られる非晶質状態のチタン酸鉛の回折X線ス
ペクトル、第3図はその走査電子顕微鏡写真である。 第4図はP b T i、O,の回折X線スペクトルで
ある。 第5図は反応温度200℃におけるpHと理論収量に対
する収率の関係を示す特性図である。
Claims (1)
- 可溶性チタン化合物もしくはその加水分解生成物と鉛化
合物とをpH7以上のアルカリ側で水熱反応させること
を特徴とするチタン酸鉛微粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27562184A JPS61158823A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | チタン酸鉛微粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27562184A JPS61158823A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | チタン酸鉛微粒子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61158823A true JPS61158823A (ja) | 1986-07-18 |
Family
ID=17557998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27562184A Pending JPS61158823A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | チタン酸鉛微粒子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61158823A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102139913A (zh) * | 2011-04-20 | 2011-08-03 | 浙江大学 | 一种钛酸铅纳米颗粒的制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57106524A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-02 | Mizusawa Ind Chem Ltd | Manufacture of perovskite type composite oxide containing lead |
JPS57191232A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-25 | Mizusawa Ind Chem Ltd | Preparation of lead-containing perowskite-type composite oxide |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP27562184A patent/JPS61158823A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57106524A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-02 | Mizusawa Ind Chem Ltd | Manufacture of perovskite type composite oxide containing lead |
JPS57191232A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-25 | Mizusawa Ind Chem Ltd | Preparation of lead-containing perowskite-type composite oxide |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102139913A (zh) * | 2011-04-20 | 2011-08-03 | 浙江大学 | 一种钛酸铅纳米颗粒的制备方法 |
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