JPS6350324A

JPS6350324A - Ｍｏをド−プしたＴｉＯ↓２単結晶体とその製造方法

Info

Publication number: JPS6350324A
Application number: JP19497886A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Arai; 克彦荒井; Kazuo Sasazawa; 笹沢　一雄
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1986-08-19
Filing date: 1986-08-19
Publication date: 1988-03-03

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、金属酸化物の焼成過程における粒子成長状態
の解明や、物性調査等に用いられるＭｏをドープしたＴ
ｉＯ２単結晶体とその製法に関する。

〔従来の技術〕

従来、上記のような目的で用いられるＴｉＯ２系の単結
晶体は１粒径数十μｍ程度のＴｉＯ２の単結晶粒子が用
いられ、これは次のような方法で製造されていた。まず
、溶質としての酸化チタン粉末と、媒質としての弗化カ
リウム粉末とを混合する。この混合物を媒質の融点より
高い温度まで昇温し、溶質と媒質とを溶解する。

その後、媒質が固化する温度まで１０℃／ｈｒ程度の降
温速度で冷却し１次いで、室温まで炉内において自然冷
却する。こうして、ＴｉＯ２の単結晶体と媒質とで構成
された塊状の物が得られる。

さらにこれを単結晶粒子とするため１次のような処理を
行う。まず、塊状の溶解物をビーカーに入れ、８０℃の
温水を注いで十数分間放置した後、温水を捨てて温水洗
浄する。このような温水洗浄を繰り返して行うと、塊の
中の媒質成分が次第に崩れて溶出し、不溶性の粒子が残
る。

これを士数回繰り返すことによって９粒径３０〜５０μ
ｍ程度の単結晶粒子が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記ＴｉＯ２単結晶体には。

不純物として媒質であるカリウムが５００ｐｐｍ、弗素
が１１００ｐｐ程度含まれる。この不純物は、単結晶内
に含まれているので温水洗浄を何度繰り返しても除去す
ることができない。

また、塊状の溶解物から最終的に単結晶粉末を得るため
には、既に述べたように何度かの温水洗浄を経なければ
ならない。従って、工程が複雑であると共に、大掛りな
洗浄設備を必要とする問題があった。

本件発明者らは、従来のＴｉＯ２単結晶体とその製造方
法における上記従来の問題点に鑑み。

検討した結果、適当な割合でＭｏをドープしたＴｉＯ２
が結晶サイズの整った多結晶体を構成し、さらにこの多
結晶体が容易に粒界破断を起こすことに着目した。本発
明は、この点を基に。

上記従来の問題点を解決することを目的とする。

〔問題を解決するだめの手段〕第一の発明によるＭｏをドープしたＴｉＯ２単結晶体は
、ＴｉＯ２が９２．０〜９８．０モル％と。

Ｍｏが２．０〜８．０モル％とからなるものである。

また、第二の発明による上記単結晶体を製造する方法は
＋　　７１０２を９２．０〜９８．０モル％と。

ＭｏＯ３を２．０〜８．０モル％混合し、この混合物を
加圧成型した後、空気中で焼成する方法である。

〔作　　　用〕

第二の発明による単結晶粒子の製造方法において、原料
となるＴｉＯ２とＭｏＯ３との混合物を加圧成型した後
、空気中で焼成すると、第１図で示すような、第一の発
明によるＭｏがドープされたＴ　ｉ　Ｏ２の成型体が得
られる。この成型体は、結晶サイズの整った多結晶体か
らなり、さらにこの多結晶体は、容易に粒界破断を起こ
して、結晶粒子毎に分離しやすく、粉砕することによっ
て、第２図で示すような単結晶粒子に分離される。この
単結晶粒子は、第１図で示すような多結晶体を構成して
いる個々の結晶粒子の形状を、粉砕後もは！′そのま＼
維持している。

なお、第一の発明において、Ｍｏの割合を上記の範囲に
限定したのは５次の理由による。単結晶体のドープされ
たＭｏの割合が２．０モル％より少ないと、結晶の粒成
長が起こらずに緻密化し２粒界破断が起こらない。しか
も、粉砕された粒子は多結晶体であり、単結晶粒子が得
られない。他方、Ｍｏの割合が８．０モル％より多いと
、結晶の粒成長が不規則に起こり、やはり粒界破断が起
こらない。しかも、粉砕した粒子は多結晶粒子であり、
単結晶粒子が得られない。

また、第二の発明による原料のＭ　ｏ　Ｏ３の割合は、
上記Ｍｏの割合から必然的に決定される。

〔実　施　例〕

次に、この発明の詳細な説明する。

（実施例１）純度９９．９９％のＴｔ０２粉末８９．６９ｇと、純度
９９．９９％のＭ　ｏ　Ｏ３粉末１０．３１ｇと、エタ
ノール４００ｍ　ｌとをボールミルに１５時間かけて混
合した。

この混合物を１００℃の温度で乾燥し、ＴｉＯ２とＭ　
ＯＯ３の混合粉末を得た。該混合粉末にポリビニールア
ルコールを４％含む有機バインダを１５ｇ加え、梱潰機
で攪拌した後、　６０ｍｅｓｈの篩を通過させて２５０
μｍ以下の粉末を選別した。

この粉末を１　ｔｏｎ　／　ｃｍ　２の圧力で直径１５
１１φ。

厚さ２菖１の円板形に加圧成型し、複数の成型物を作っ
た。

該成形物を空気中において２次の温度プロファイルで焼
成した。まず、１５０℃／ｈｒの昇温速度で１４５０℃
まで昇温し、この温度を４時間保持した後、３００℃／
ｈｒの速度で降温し、常温で炉から取り出した。これに
より、第１図で示すような結晶体からなる焼結体が得ら
れた。

得られた焼結体を摺潰機に入れて３０分間粗粉砕し、更
にエタノールを加えて、ボールミルで１５時間粉砕し、
第２図で示すような粒径２９〜３６μｍの粒子を得た。

この粒子は、Ｘ線回折法によって分析した結果、Ｍｏを
６．０モル％含むＴ　ｉ　Ｏ２の単結晶粒子であること
が確認され。

その純度は９９．９９％であった。以上の結果を表１に
まとめた。

（実施例２）実施例１において、原料中のＴｉＯ２粉末の量を８９．
６９ｇから９３．０２ｇニ変え、ＭｏＯ３粉末の量を１
０．３１ｇから６．９８ｇに変えた以外は、実施例１と
同じ方法と条件で単結晶粒子を製造した。

この粒子はＭｏを４．０モル％含むＴｉＯ２の単結晶粒
子であり５粒径が２１〜３０μｍ、純度が９９．９９％
であった。この結果を表１に示す。

（実施例３）実施例１において、原料中のＴｉＯ２粉末の量を８９．
６９ｇから８６．４６ｇに変え、ＭｏＯ３粉末の量を１
０．３１ｇから１３．５４ｇに変えた以外は、実施例１
と同じ方法と条件で単結晶粒子を製造した。

この粒子はＭｏを８．０モル％含むＴｉＯ２の単結晶粒
子であり１粒径が２２〜３２μｍ、純度が９９．９９％
であった。この結果を表１に示す。

（実施例４）実施例１において、原料中のＴｉＯ２粉末の量を８９．
６９ｇから９６．４５ｇに変え、ＭｏＯ３粉末の量を１
０．３１ｇから３．５５　ｇに変えた以外は、実施例１
と同じ方法と条件で単結晶粒子を製造した。

この粒子はＭｏを２．０モル％含むＴｉＯ２の単結晶粒
子であり５粒径が１２〜２９μｍ、純度が９９．９９％
であった。この結果を表１に示す。

（比較例）既に述べた従来の製造方法により製造されたＴｉＯ２単
結晶粉末の粒径及び純度を表１に示す。

表　　　１〔発明の効果〕以上説明した通り、Ｍｏを上記の割合でドープしたＴｉ
Ｏ２は、結晶サイズの整った多結晶体として得られ、こ
れは容易に粒界破断を起こす。従って、この多結晶体を
単に粉砕するだけで、第一の発明による単結晶粒子が得
られ、従来のように９面倒な温水洗浄を行う必要が無く
なる。このため、工程が簡素化されると共に。

洗浄設備が不要となる。

また、媒質を使用せずに単結晶粒子が製造できるため、
純粋な単結晶体が容易に得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第二の発明における粉砕前の焼結体の結晶構
造を示す電子顕微鏡写真、第２図は。同焼結体を粉砕した後の顕微鏡写真である。発明者荒井　支庁笹沢　−雄

Claims

【特許請求の範囲】１、ＴｉＯ＿２が９２．０〜９８．０モル％と、Ｍｏが
２．０〜８．０モル％とからなるＭｏをドープしたＴｉ
Ｏ＿２単結晶体。２、ＴｉＯ＿２を９２．０〜９８．０モル％と、ＭｏＯ
＿３を２．０〜８．０モル％混合し、これを加圧成型し
、空気中で焼成するＭｏをドープしたＴｉＯ＿２単結晶
体の製造方法。