JPS61270224A - 酸化鉛を含む低融点ガラスの製造方法 - Google Patents

酸化鉛を含む低融点ガラスの製造方法

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JPS61270224A
JPS61270224A JP10978985A JP10978985A JPS61270224A JP S61270224 A JPS61270224 A JP S61270224A JP 10978985 A JP10978985 A JP 10978985A JP 10978985 A JP10978985 A JP 10978985A JP S61270224 A JPS61270224 A JP S61270224A
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alkoxide
low
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Yoshiaki Ozaki
義明 尾崎
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は低融点ガラスの製造に係り、より詳細には、セ
ラミック粉体の焼結助剤又は易焼結性粉末としてセラミ
ック原料、特に電子材料として有用なフェライト、チタ
ン酸バリウム等の超微粒子のセラミック原料と複合化し
て低温焼結を可能にする酸化鉛含有の低融点ガラスの製
造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、この種の100人程度の超微粒子の電子セラミッ
ク原料を高温により焼結体にすると、焼結過程で超微粒
子が粒成長して出発時の超微粒子の特性を十分に活かす
ことができないため、低融点ガラスを用いた低温焼結が
行われている。
この低温焼結法はセラミック原料に低融点ガラスを複合
化する方法であるが、従来の方法はガラスの各成分酸化
物を混合し融解することにより予め低融点ガラスを作り
、これを粉砕した後、セラミック原料に添加し焼成する
方法である。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、上記従来の方法では、ガラスを調製するために
各酸化物を融解させるための高温の融解工程と、融解さ
せてできたガラスを粉砕する粉砕工程を要し、多くの時
間とエネルギーを費やす問題点があった。また、得られ
たガラスの粒子性状も良好でないという欠点があった。
本発明の目的は、融解及び粉砕工程を要することなく、
超微粒子のセラミック原料とその原料特性を失うことな
く複合化し得る良好な粒子性状の低融点ガラスの製造方
法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は、セラミック原料の
低温焼結における低融点ガラスの作用に鑑み、酸化鉛を
一成分として含む低融点ガラスを製造せんとするもので
あり、その製造方法の特徴とするところは、アルコキシ
ド又はそれから誘導されたゾルの3種類以上の化合物で
、少なくとも鉛アルコキシドを含む化合物群を混合、反
応させ。
得られた反応生成物を加水分解することにより、上記低
融点ガラスを得るものである。
以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
なお、本発明で「アルコキシド」とはアルコールのOH
基の水素原子を金属元素(ホウ素、アルミニウム、又は
珪素等)で置換した化合物を云い、「ガラス」とは無機
化合物の非晶質固体を云う。
本発明の出発原料は鉛アルコキシドを含む3種類以上の
アルコキシド及びアルコキシドから誘導されたゾルであ
って、鉛アルコキシド以外のアルコキシドとしては、例
えば、シリコンアルコキシド、ホウ素アルコキシド、ア
ルミニウムアルコキシド、ゾルとしてはシリコンアルコ
キシドから誘導されたシリカゾル及びアルミニウムアル
コキシドから誘導されたアルミナゾルなどがある。
本発明は鉛アルコキシドの他に、上記アルコキシド及び
アルコキシドから誘導されたゾルの2種類以上を選定し
て組み合せた3種類以上のアルコキシドを出発原料とす
る。代表的な組み合せとしては以下のとうりであるが、
他の組み合せも可能である。
(1)Pb(OR)、とB (OR)、とSi(OR)
4から誘導された5in2ゾル (2) Pb(OR)2とB(OR)、と5i(OR)
、とAQC○R)3 (3) P b(OR)zとB (OR)3とSi(O
R)4とAQ(OR)3から誘導されたAn20.ゾル
各種組み合せの各々の成分アルコキシド及びゾルを所望
の組成に混合して反応させる。この場合、混合及び反応
は有機溶媒中で行うことが好ましい。
これは、混合の便宜を図り反応を促進させるとともに、
後述の加水分解により生じる沈澱物の組成を混合した組
成に一致させるためである。この有機溶媒としては、ベ
ンゼン、アルコール、トルエン、キシレン等が適当であ
るが、溶解度が高いことからベンゼンが最適である。反
応温度が各成分アルコキシドが分解する温度未満であれ
ば差し支えないが、取り扱いの便宜のために0−100
℃、特に望ましい温度は室温〜100℃である。
上記混合及び反応により生成された反応生成物の加水分
解は、反応溶液中に脱炭酸した蒸留水を直接加えること
により行うことができる以外に、加圧容器から吹き出す
水蒸気に反応生成物を接触させる方法などでも行うこと
ができる。この加水分解のための反応温度は、加圧しな
い状態では。
各成分アルコキシドが分解せず、しかも取り扱いの容易
な0〜100℃の範囲、特に望ましい温度は25〜10
0℃である。加圧して行う場合、或いは水蒸気流に接触
させる方法では100〜200℃が適当である。
この加水分解により粉末状の沈澱物が生成する。
この沈澱物を遠心分離又は濾過により加水分解液から分
離し、必要により真空乾燥等の乾燥を行えば、粉末状の
低融点ガラスが得られる。
上記工程により得られた沈澱物が低融点ガラスであるこ
との確認は、沈澱物のX線回折、熱分析及び電子顕微鏡
観察により行うことができる。成分アルコキシドのいず
れの組成においても、沈澱物は非晶質であり、また沈澱
物を熱処理しても融点に達するまでの過程で一切結晶化
は起らず、沈澱物は低融点ガラスを形成している。
得られた低融点ガラス粉末は特にフェライト、チタン酸
バリウム等のセラミック微粉体に添加混合してセラミッ
ク原料の低温焼結を実現すことができる。
また本発明の低融点ガラスの製造をアルコキシドの加水
分解法によるセラミック粉体の製造と同浴で行えば、こ
の加水分解生成物を直接低温焼結することもできる。
次に本発明の実施例を示す。
(実施例1) 第1図に示すフローシートに従い、まず、シリコンエト
キシドS i(OE tLを加水分解し還流を続けてシ
リカヒドロシルを得る。それにキシレンを加え、共沸に
より溶媒を置換してオルガノゾルとする。そこに鉛エト
キシドPb(OEt)、とホウ素エトキシドB(OEt
)、を種々の比で混合し、ベンゼン溶媒と共に80℃で
還流しながら反応させ。
この反応物に脱炭酸した蒸留水を少量ずつ滴下して80
℃で加水分解したところ、粉状の沈澱物が生成した。こ
の加水分解生成物である沈澱物を遠心分離により分離洗
浄した後、70℃で12時間真空乾燥して粉体を得た。
この粉体を100〜1000℃の温度範囲で段階的に熱
処理し、X線回折により融点に至るまでの結晶化の有無
を調べ、熱分析により融点を調べた。その結果を第2図
の(a)と(b)に示す。(a)は融解し始める温度、
(b)は完全にガラス化した温度の場合を表わしている
X線回折及び熱分析の結果、粉体はいずれの組成におい
てもPbO−8in、−B203系の非晶質固体であり
、融点に至る熱処理によっても結晶化は起こらなかった
。また第2図からSiO□の量が増加するに従って融点
が次第に高くなり、逆にPbOの量が増加するに従って
融点が次第に低下し、これにBOl、5が加わったある
組成で一層融点が下がることが判明した。第2図(a)
のO印、0印、Δ印、0印、・印、ム印、閣印を付した
各組成比(モル比)をもつものは、それぞれ400℃、
500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、
1000℃で融解し始めた。第2図(、b)の○印、Δ
印1ロ印、・印、ム印、gi印を付した各組成比(モル
比)をもつものは、それぞれ500℃。
600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃
で完全に融解し、z印は1000℃以上でもガラス化し
ない組成を示す。特にPb/B/5i=3/1/1(モ
ル比)組成物は500℃と最も低い温度で良好なガラス
を形成した。
(実施例2) 第3図に示すフローシートに従い、まず、シリコンエト
キシド5i(OE t)4を加水分解し還流を続けてシ
リカヒドロシルを得る。それにキシレンを加え、共沸に
より溶媒を置換してオルガノゾルとする。そこに鉛エト
キシドPb(OEt)、とホウ素エトキシドB(OEt
)2をPb−B−5L系で最も低温でガラス化した3/
1/1(モル比)組成に混合し、更にアルミニウムイソ
プロポキシドA Q (OPr’)3をAQ酸成分モル
比で0.43及び1.67添加して混合し、ベンゼン溶
媒と共に80℃で還流しながら反応させ、この反応物に
脱炭酸した蒸留水を少量ずつ滴下して80℃で加水分解
したところ、粉状の沈澱物が生成した。この加水分解生
成物である沈澱物を遠心分離により分離洗浄した後、7
0℃で12時間真空乾燥して粉体を得た。この粉体を1
00℃〜1000℃の温度範囲で段階的に熱処理し、X
線回折により融点に至るまでの結晶化の有無を調べ、熱
分析により融点を調べた。第4図にAQ組成量とガラス
化温度の関係を示す。これによるとAI2成分の増加は
、ガラス化温度を高くすることがわかった。合成粉末は
すべてX線的にアモルファスであった。
(実施例3) 第5図に示すフローシートに従い、アルミニウムイソプ
ロポキシドA Q (OPr’)、をPH2の塩酸で加
水分解して更に塩酸を加えて解こうさせアルミナゾルと
した。これにシリコンエトキシドを加えて還流しアルミ
ナ−シリカヒドロシルとした。
これにキシレンを加えて共沸により溶媒置換を行い、ア
ルミナ−シリカオルガノゾルとした。これに鉛エトキシ
ドとホウ素エトキシドを加えてPb/B/Si/AR=
55/9.9/3015.’1(wt%)組成にした。
これをベンゼン溶媒と共に80℃で還流しながら反応さ
せ、この反応物に脱炭酸した蒸留水を少量ずつ滴下して
80℃で加水、  分解したところ、粉状の沈澱物が生
成した。この加水分解生成物である沈澱物を遠心分離に
より分離洗浄した後、70℃で12時間真空乾燥して粉
体を得た。この粉体を100℃〜1000℃の温度範囲
で段階的に熱処理し、X線回折により融点に至るまでの
結晶化の有無を調べた。その結果、800℃で均一透明
なガラスになった。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、従来のように高
温の融解工程と粉砕工程を全く経ることなく、反応−加
水分解工程によって低融点ガラスを得ることができるの
で、製造時間が短かく省エネルギー化を図ることができ
、しかも良好な粒子性状(粒子形状、分布、大きさ等々
)を示し、また低融点ガラスに酸化鉛を含有させるので
種々の成分系で任意の低い融点をもったガラスとするこ
とができる。本発明により得られた低融点ガラスは酸化
鉛を含有させて低融点化を図り良好な粒子性状であるの
で燃結助剤又は易焼結性粉末として、特に超微粒子のセ
ラミック原料と複合化させる低温焼結用に好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1のフローシートを示す図。 第2図(a)、(b)はPbO−B2O3−8in、3
成分系のガラス化状況を示す図。 第3図は本発明の実施例2のブローシートを示す図、 第4図はPb/B/5i=3/1/1組成(モル比)を
有するガラスにおけるAM成分添加量と融点の関係を示
す図。 第、5図は本発明の実施例3のブローシートを示す図で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルコキシド又は該アルコキシドから誘導されたゾ
    ルから選ばれ、少なくとも鉛アルコキシドを含む3種類
    以上の化合物を混合して反応させる混合反応工程と、そ
    の反応生成物を加水分解して酸化鉛成分を含む低融点ガ
    ラスを得る加水分解工程とからなることを特徴とする酸
    化鉛を含む低融点ガラスの製造方法。 2 前記3種類以上の化合物は、少なくとも鉛アルコキ
    シドを含み、他にシリコンアルコキシド、ホウ素アルコ
    キシド、アルミニウムアルコキシド、シリコンアルコキ
    シドから誘導されたシリカゾル及びアルミニウムアルコ
    キシドから誘導されたアルミナゾルよりなる群から選ば
    れた2種類以上の化合物を含むものである特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 3 前記混合反応工程は、有機溶媒を用い、室温〜10
    0℃で行う特許請求の範囲第1項又は第2項記載の方法
    。 4 前記加水分解工程は、25〜100℃の温度で蒸留
    水の添加により行う特許請求の範囲第1項又は第2項記
    載の方法。 5 前記加水分解工程は、水蒸気流の接触により行う特
    許請求の範囲第1項又は第2項記載の方法。
JP10978985A 1985-05-22 1985-05-22 酸化鉛を含む低融点ガラスの製造方法 Granted JPS61270224A (ja)

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JPH0451501B2 JPH0451501B2 (ja) 1992-08-19

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6186427A (ja) * 1984-10-04 1986-05-01 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd 低融点ガラス粉末の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6186427A (ja) * 1984-10-04 1986-05-01 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd 低融点ガラス粉末の製造方法

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