JPS6350325A

JPS6350325A - ＷをドープしたＴｉＯ２単結晶粒子とその製造方法

Info

Publication number: JPS6350325A
Application number: JP19497786A
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
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2522772B2

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、金泥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ＷをドープしたＴｉ
Ｏ２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Ｔ　ｉ　Ｏ２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、溶質と媒質とを熔解する。

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９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２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行うと、塊の中
の媒質成分が次第に崩れて溶出し、不要の粒子が残る。

これを士数回繰り返すことによって１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Ｗ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。

〔問題を解決するための手段〕

第一の発明によるＷをドープしたＴｉＯ２単結晶体は、
ＴｉＯ２が９４．０〜９８．０モル％と、Ｗが２．０〜
６．０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
、ＴｉＯ２を９４．０〜９８．０モル％と。

ＷＯ，を２．０〜６．０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ＷＯ３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ＷがドープされたＴｉＯ２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、粉砕後もはゾそのま＼維持している
。

なお、第一の発明において、Ｗの割合を上記の範囲に限
定したのは１次の理由による。単結晶体のドープされた
Ｗ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。

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、Ｗの割合が６．０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Ｗ　Ｏ３の割合は、上記
Ｗ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Ｔ　ｉ　Ｏ２粉末９４．４１ｇと、
純度９９．９９％のＷＯ３粉末５．５９　ｇと、エタノ
ール４００ｍ１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ＷＯ
３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、摺潰機で攪
拌した後、　５Ｑｍｅｓｈの篩を通過させて２５０μｍ
以下の粉末を選別した。この粉末を１　ｔｏｎ　／　ａ
ｒｍ　２の圧力で直径１５龍φ、厚さ２ｍｌ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１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１２〜１８μｍ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、Ｗを２
．０モル％含むＴｉＯ２の単結晶粒子であることがｉ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９４．
４１ｇから８９．２１ｇに変え、Ｗ０３粉末の量を５．
５９ｇから１０．７９ｇ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Ｗを
４．０モル％含むＴｉＯ２の単結晶粒子であり１粒径が
１３〜２８μｍ、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９４．
４１ｇから８４．３７ｇに変え、Ｗ０３粉末の量を５．
５９　ｇから１５．６３ｇ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Ｗ
を６．０モル％含むＴｉＯ２の単結晶粒子であり９粒径
が２５〜３４μｍ、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比較例　　　　　　　　３０〜５０　　９９．９４〔発
明の効果〕以上説明した通り、Ｗを上記の割合でドープしたＴｉＯ
２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１
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　支度笹沢　−雄

Claims

【特許請求の範囲】１、ＴｉＯ＿２が９４．０〜９８．０モル％と、Ｗが２
．０〜６．０モル％とからなるＷをドープしたＴｉＯ＿
２単結晶体。２、ＴｉＯ＿２を９４．０〜９８．０モル％と、ＷＯ＿
３を２．０〜６．０モル％混合し、これを加圧成型し、
空気中で焼成するＷをドープしたＴｉＯ＿２単結晶体の
製造方法。