KR100384432B1 - 세라믹 슬립 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세라믹 분말의 균일한 현탁액 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 미분 세라믹 분말을 수성 담체 유체 중에서 혼합시키고, 분산제 및 별법으로 슬립을 제조할 때에는 유기 결합제와 혼합시켜 현탁액을 제조한다. 세라믹 분말의 평균 입자 크기는 약 0.5 미크론 이하이고, 현탁액 중의 전체 고체의 30 부피% 이하의 부하량으로 현탁액 중에 존재한다. 표면안정화제는 현탁액 및 슬립 각각의 경우에 존재하는 세라믹 분말의 0.5 내지 5 중량%의 양으로 담체 유체 중에 존재한다. 분산제의 첨가 후, 현탁액의 빙햄 항복점은 230 dyne/㎠ 미만이고 겉보기 점도는 3000 cps 미만이다. 슬립으로부터 제조한 미처리층은 0.5 미크론 미만의 기공 크기를 나타낸다.

Description

세라믹 슬립 조성물 및 그의 제조 방법
발명의 분야
본 발명은 개선된 수성 세라믹 현탁액, 슬립(slip) 및 세라믹 미가공체(green body) 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 미분된 세라믹 분말의 수성 현탁액 중에서 표면안정화제 및 분산제의 최적 범위의 사용에 관한 것이다.
발명의 배경
다층 축전기(MLC's) 제조업자들은 크기 및 비용의 감소에 대한 수요자의 요구로 인해 보다 얇은 유전체층 제조의 중요성을 점점더 크게 인식하고 있다. 이들축전기들은 전형적으로는 동시연소, 즉 세라믹 유전체 조성물 및 전도성 전극 재료를 산화성 대기 중에서 약 1000 내지 1400 ℃ 범위의 온도에서 소결시킴으로써 제조된다.
유전체층은 전통적으로는, 통상 분산제를 함유하는 액체 비히클 중의 세라믹분말 현탁액을 제조한 다음, 현탁액 내에서 세라믹 입자들을 결합시키는 작용을 하는 유기 수지 매트릭스를 첨가시킴으로써 제조하여 왔다. 현탁액 및 결합제 혼합물(이하, 슬립으로서 정의함)을 기판에 도포하여 고체가 현탁되어 있는 매우 얇은 층을 형성시키는 각종 방법들이 공지되어 있다. 습식 코팅, 테이프-캐스팅(캐스팅) 또는 닥터-블레이딩 (doctor-blading)과 같은 방법들이 당업계의 숙련인에게 널리 공지되어 있다. 이어서, 일반적으로 미처리층(green layer)으로 불리는 건조된 박층들을 전도성 전극으로 코팅시키고 유사한 층들과 함께 적층시켜 미가공체를 제조할 수 있다. 이어서 적층물을 트리밍하고 동시연소하여 소결된 전극 및 유전체층들이 번갈아가며 적층되어 이루어지고 마지막으로 끝의 종단부에 리드선을 달아 완성된 축전기를 형성하는 구조물을 제조한다. 유전체 조성물에 사용되는 현탁액으로 종래에는 수성 및 유기 액체를 모두 사용하였지만, 환경 및 안전에 대한 염려 때문에 유전체층 제조에 수성 현탁액을 사용하는 경향이 증가되고 있다.
축전기 산업에서의 또다른 조류는 보다 얇은 유전체층을 제조하여 단위 부피 당 보다 많은 정전용량을 얻는 것이다. 따라서, 유전체층의 두께는 25 마이크로미터(25 미크론)에서 10 마이크로미터(10 미크론)로 감소되어 왔다. 이제는 두께를 5 마이크로미터(5 미크론) 이하로 감소시키는 것이 목적이다. 이러한 보다 얇은 층들은 최종 연소된 층 중에서의 필요한 고밀도 및 미세한 입도를 얻기 위하여 현탁액중에 극히 작은 고체 세라믹 입자를 사용할 필요가 있다. 세라믹 분말을 이러한 작은 입도, 즉 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 미만으로 감소시키면, 이들은 수성 현탁액중에서 용해되어 용액 중의 분산제 및 결합제와의 화학 반응을 야기하는 상당한 가용성 부분을 갖게 되기 쉽다.
보다 작은 입자들은 또한 취급하기가 보다 어려워 자동화 시스템을 적절하지 못하게 복잡하고 비싸게 만든다.
유전성 때문에 축전기 조성물의 기재 물질로 선택된 티탄산바륨은 가용성 양이온을 형성한다. 결합제가 분산제를 함유하기 때문에, 가용성 양이온 또는 그의 동반 히드록실 이온과 결합제 중의 화학 분산제와의 임의의 반응은 결합제의 응집 물 및 금속 양이온-분산제 착체의 "염석" 또는 침전을 야기할 수 있다. 이들 착체 또는 응집물은 종종 소결 전의 결합제 연소 단계 중에 세라믹체 내에 공극을 생성시키고, 누전 수준을 증가시키거나 전기 단락 경로를 야기할 수 있다. 공극 형성은 특히10 마이크로미터(10 미크론) 미만의 두께를 갖는 층에서는 일어나서는 안된다.
직경이 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 미만인 세라믹 분말로 현탁액을 제조할 때 발생하는 다른 문제점은 고체와 액체 담체 사이의 계면 면적 및 주어진 부피 내의 입자수가 모두 크게 증가된다는 것이다. 이것은 액체 상 중 고체 입자들 간의 높은 물리 화학적 상호작용을 야기하고, 특히 상업적으로 허용되는 고체 함유량에서도 가공성이 감소된다. 따라서, 보다 미세한 입도의 잇점은 현탁액 또는 슬립 중고체 함유량을 낮추어야 할 필요성 때문에 상쇄될 수 있다는 것을 예상할 수 있다. 펌핑 또는 테이프 캐스팅시에 접하게 되는 바와 같은 고전단 조건에 현탁액을 노출시키는 제조 방법은 과도한 겔화를 야기하고, 최악의 경우 전단에 의한 증점화 특성 및 높은 점도를 갖는 처리불가능한 현탁액이라는 특징을 갖는 팽창 (dilatant) 같은 현상을 야기한다.
수성 현탁액 및 슬립 중의 미분 세라믹 분말을 제조하기 위해 다양한 시도가 행해졌다. 예를 들면, 미국 특허 제3,496,008호는 티탄산 바륨과 같은 강유전성 물질을 물 중의 밀링 물질 함유량이 60 고형분 중량%가 되게 볼 밀링하는 것을 기재하고 있다. 혼합된 현탁액은 분무 도포에 바람직한 컨시스턴시를 갖도록 재희석한다.
유럽 특허 공개 제0 532 114호에는 미분 세라믹 입자, 분산제, 및 필요시 중 합체 결합제 및 연화제를 포함하는 수성 세라믹 현탁액의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 방법에는 세라믹 입자의 재응집을 지연시키기 위하여 개별 수행되거나 또는 함께 수행될 수 있는 단계들이 포함된다. 세라믹 분말 현탁액은 최대 안정도가 73시간이라고 기재되었다. 이 기간은 세라믹 입자를 (ⅰ) 예비 여과 및 세척하는 단계, (ⅱ) 현탁액에 옥살레이트를 첨가하는 단계, (ⅲ) CO2배제 단계, (ⅳ) 냉각 단계, 및(또는) (ⅴ) 추가 분산 단계 중 하나 이상을 수행함으로써 얻어진다.
미국 특허 제3,551,197호에서는 물 증 40 내지 90 중량%의 세라믹 분말로 유전체 조성물을 제조하였다. 세라믹 분말은 티탄산 바륨, 티탄산 스트론튬, 티탄산 칼슘, 및 티탄산 납을 포함하는 군으로부터 선택되고, 0.5 내지 3 마이크로미터(0.5내지 3 미크론)의 입도를 갖는다. 현탁된 세라믹 물질은 예를 들면 폴리메틸렌 글리콜 또는 디에틸렌 글리콜과 같은 결합제와 함께 배합된다.
미국 특허 제4,968,460호에서는, 수용성 중합체 결합제의 수성 유화액을 50 중량% 이상의 고형분 함유량으로 세라믹 물질의 수성 현탁액과 혼합한다. 중합체결합제는 0.5 내지 35 중량%의 범위로 사용되고, 임의로는 최대 5 중량%의 선택된 분산제와 함께 사용된다. 슬립 조성물로부터 제조된 테이프는 30 마이크로미터(30 미크론) 내지 2.540 mm의 두께를 갖는다. 0.5 내지 12 마이크로미터(0.5 내지 12 미크론) 범위의 입도가 개시되어 있다.
그러나 이들 참고문헌은 직경이 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 미만인 입자를 갖는 세라믹 분말의 수성 현탁액 또는 슬립의 제조시에 마주치게 되는 문제점들을 언급하지 않고 있다.
장기간 동안 수성 담체 유체 중에서 실질적으로 응집되지 않은 상태로 현탁되어 있고, 50 내지 100/sec의 고전단속도에서 측정하였을 때 고화되지 않고서 30 dyn ·s/㎠(3000 센티포아즈(cps)) 미만의 겉보기 점도를 유지하는 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 이하의 직경을 갖는 세라믹 분말의 현탁액은 세라믹 현탁액, 슬립, 및 이의 제조 방법 분야에서 바람직한 개선점이 될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 세라믹 분말 함유량이 최대 약 30 부피%이고 30 dyn·s/㎠(3000 cps) 미만의 겉보기 점도를갖는 수성 현탁액을 제조하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 초박층의 비교적 불용성인 표면안정화제, 예를 들면 옥살산 바륨을 이용하여 세라믹 분말을 구성하는 입자의 표면을 가용성 음이온 및 양이온에 대해 표면안정화시킨 다음 분산제를 가하여 안정한 현탁액을 제조하는 것이다. 표면안정화는 분산제와 가교결합을 일으킬 수 있는 바륨 또는 기타 이온의 상호작용을 막기 위해 필수적이다.
본 발명의 다른 목적은 미처리 박층을 제조하는데 필요한 양호한 유동성을 부여하기에 충분히 낮은 점도를 갖고 점착성 필름 제조에 필요한 결합제를 함유하고 세라믹 입자들의 분포가 균일한, 최대로 전체 고형분의 약 30 부피% (70 중량%) 또는 그 이상의 높은 고형분 함유량에서 티탄산 바륨의 안정한 슬립을 제조할 수 있게 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 펌핑 및 분무와 같은 고전단력하에서도 비팽창성인 슬립을 제공하는 것이다.
발명의 요약
따라서, 본 발명은 평균 입도가 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 이하의 범위이고 그 양은 전체 고형분이 30 부피% 이하 범위인 세라믹 분말을, 물 및 세라믹 분말의 0.5 내지 5 중량%인 표면안정화제로 이루어진 담체 유체 중에 현탁시켜 세라믹 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 세라믹 분말을 기준하여 1 중량% 이상의 음이온 또는 양이온계 분산제를 현탁된 물질에 첨가한다. 이어서 현탁액 및 분산제를 물로 희석시키면 30 dyn ·s/㎠(3000 센티포아즈) 미만의 겉보기 점도를 나타낸다.
다른 실시태양에서, 12 중량% 이하, 바람직하게는 3 내지 12 중량%의 유기 결합제를 현탁액에 첨가하여 슬립 조성물을 제조한다. 이어서 슬립을 기판 또는 금형에 가하여 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 미만의 기공 크기를 갖는 미처리층을 제조한다.
상기한 본 발명의 특징 및 잇점은 예시적인 것으로, 이들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 잇점 및 특징들은 본 발명의 상세한 설명을 살펴보는 동안에 더욱 명백하게 나타날 것이다.
세라믹 분말의 수성 현탁액으로부터 BaTiO3와 같은 세라믹 또는 유전체 분말의 치밀한 박층을 제조하기 위하여, 높은 고형분 함유량에서의 침강을 막을 수 있고, 가공처리가능하고 즉 박막을 캐스팅 또는 따라부을 수 있도록 충분히 낮은 겉보기 점도 수준을 갖고, 도포된 현탁액층이 팽창되지는 않는 겔 상태를 달성하는 빙햄(Bingham) 항복점을 갖고 경우에 따라, 궁극적인 고온 소결 조작 전의 공정에서 이어지는 조작 동안에 입자들을 함께 고정시키게 되는 유기 결합제를 함유하는 안정한 현탁액을 생성시킬 필요가 있다.
본 발명의 추가의 특징은 고유의 입자간 인력을 약화시키는 제타 전위(zeta potential)를 생성시키면서 사실상 보다 소수성이고, 유기 결합제와 함께 미처리층의 물성 조절을 돕는, 입자 상의 매우 얇은 코팅을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 수성 담체 유체 중에 증가된 함유량의 세라믹 분말을 함유하는 현탁액 및 슬립을 제조하기 위해서는, 미처리층 및 이로부터 제조된 미가공체 중에서 감소된 응집 및 보다 균일한 기공 크기 분포를 야기하는 표면안정화제에 있어서 임계 농도 범위가 존재한다는 것을 발견하였다. 한 실시태양에서는, 최대 약 30 부피%, 보다 구체적으로는 20 내지 30 부피%의 세라믹 분말을 표면안정화제를 미리 첨가한 탈이온수로 된 수성 담체 유체 중에 균일하게 현탁시켜 테이프 제조용세라믹 조성물을 제조하였다. 용어 "균일한"이란 본 발명의 현탁액 또는 슬립으로부터 제조된 미처리층 중에 형성된 기공 크기가 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 이하임을 의미한다, 제조된 현탁액은 세라믹 분말의 함유량에 따라 유체 내지 페이스트와 유사한 컨시스턴시를 갖는다. 이어서 분산제를 혼합물에 첨가하여 균일한 현탁액을 얻는다. 각종 세라믹 분말이 당업계의 통상의 숙련인에게 공지되어 있지만, 표면안정화-분산 기술에서 가장 유리한 분말은 물 존재하에 상 불안정성을 나타내는 분말 또는 4 내지 약 11의 pH 범위에서 10-4M 내지 10-1M의 세라믹 분말의 금속 성분들 중의 1종 이상의 비교적 높은 용해도 또는 침출성을 갖는 분말이다. 또한, 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 이하, 바람직하게는 0.05 마이크로미터(0.05 미크론) 내지 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 사이의 평균 입도를 갖는 (및 상기한 용해도 또는 침출도 범위의 1종 이상의 금속 성분을 갖는) 분말이 본 명세서에서 설명되는 표면안정화-분산 기술면에서 가장 유리하다.
세라믹 분말의 평균 입도를 측정하기 위한 다수의 방법들이 당업계의 통상의 숙련인에게 널리 공지되어 있다. 본 발명에서는, 평균 입도를 BET 가스 흡착 표면적 분석으로 측정하였다. 이 방법은 분말 입자가 본 발명에 사용된 분말의 경우에서와 같이 실질적으로 구형일 때 평균 입도를 계산하는데 특히 유용하다.
용어 세라믹 분말은 추가로 금속 산화물, 예를 들면 산화아연, 산화비스무스또는 산화알루미늄; 금속 황화물, 금속 붕소화물, 금속 질화물, 금속 탄화물, 금속 텔루르화물, 금속 비소화물, 금속 규소화물, 금속 셀렌화물 및 금속 할로겐화물을 포함하고, 혼합된 물질, 예를 들면 금속 티타네이트, 금속 탄탈레이트, 금속 지르코네이트, 금속 실리케이트, 금속 게르마네이트, 및 금속 니오베이트를 포함하는 것으로 정의된다.
금속 산화물의 금속 성분은 원소 주기율표에서 ⅡA 내지 ⅡB족에 속한 금속을 포함하고, 또한 란타늄 및 악티늄 계열을 포함한다.
세라믹 분말은 추가로 화학식 ABO3를 갖는 복합 산화물을 포함하는 것으로 정의되는데, 이 때 A는 유사한 이온 반경 및 이온 전하를 갖는 금속 종들 중의 1종 이상으로 이루어지고, 바륨, 칼슘, 마그네슘, 납, 스트론튬, 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된다. B군은 하프늄, 주석, 티타늄, 지르코늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속으로 이루어지고, 이들의 혼합물 또는 고용체를 추가로 함유할 수 있다. 당업계의 통상의 숙련인이라면 이온 반경 및 이온 전하에 대한 보고된 값에 기초하여 인용된 B종과 티타네이트와의 유사성을 알 수 있을 것이다.
다른 실시태양에서, 세라믹 분말은 추가로 화학식 ABO3를 갖는 상기 정의된 복합 산화물을 함유하는 것으로 정의되며, 또한 1종 이상의 도핑 물질도 함유할 수 있다. 첨가되는 도핑 물질의 양이 통상적으로 전체 고체 중 적은 중량%일 때 도핑물질의 첨가는 일반적으로 슬립 또는 현탁액의 물성에 영향을 미치지 않는다. 그러므로, 당업계의 통상의 숙련인이라면 각종의 "도핑 물질"이 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 용어 "도핑 물질"은 완성된 측전기에서 세라믹 분말의 전기적 성능을 맞게 조절하는데 사용되는 첨가제를 포함하는 것으로 정의된다. 본 발명에서 도핑 물질은 알루미늄, 안티몬, 비스무스, 붕소, 칼슘, 카드뮴, 크롬, 구리, 코발트, 하프늄, 철, 란타늄, 납, 망간, 몰리브덴, 네오디뮴, 니켈, 니오브, 프라세오디뮴, 사마륨, 스칸듐, 규소, 은, 탄탈륨, 티타늄, 주석, 텅스텐, 바나듐, 이트륨, 아연 및 지르코늄으로 이루어진 군의 산화물로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것으로 정의될 수 있다.
표면안정화제는 (ⅰ) 약 1050 ℃ 이하의 온도에서 현탁액 또는 슬립으로부터 깨끗하게 완전 연소되고, (ⅱ) 담체 유체 pH의 함수로서 세라믹 입자 상에 균일한 표면 전하를 제공하고, (ⅲ) 4 내지 약 11의 pH 범위에 걸쳐 합리적으로 균일한 용해도를 갖고, (ⅳ) 세라믹 분말의 1개 이상의 금속종과 비교적 불용성 침전물을 형성하고, (ⅴ) 목적하는 음이온 또는 양이온 분산제의 흡착을 촉진시키고, (ⅵ) 분산제의 흡착 후에, 이하, 동일한 고형분 함유량을 갖지만 표면안정화제는 없는 수성 담체 중에서 제조된 대조용 샘플과 비교하였을 때 감지할 수 있는 침전 없이 1주일 동안의 기간 동안 불투명하게 남아있는 졸을 의미하도록 정의된 "개선된 침강 특성"을 갖는 임의의 산 또는 염기일 수 있다. 졸의 불투명도를 측정하는 분석 방법은 당업계의 통상의 숙련인에게 공지되어 있어 본 명세서에서 상세하게 설명되지 않는다.
많은 표면안정화제가 당업계의 통상의 숙련인에게 공지되어 있지만, 특히 바람직한 표면안정화제는 숙시네이트, 벤조에이트, 포르메이트, 쿠프페론 및 8-히드록시퀴놀린의 화합물 또는 혼합물이 포함될 수 있다. 비록 그렇게 한정되기를 바라는 것은 아니지만, 옥살산이 논의된 바대로 바람직한 표면안정화제이고, 아래에 제공되는 실시예에서 평가된다. 바람직하게는, 옥살산을 세라믹 분말의 1 내지 3 중량%로 탈이온수 중에 용해시킨다.
본 발명자들은 또한 최대 30 부피%의 세라믹 분말 함유량에 대해서는, 분산 제량이 1 중량% 이상이면 최적 표면안정화제 함유량이 1 내지 3 중량%라는 것을 발견하였다. 보다 낮은 농도의 표면안정화제에서는, 세라믹 분말이 응집물을 형성하기 시작한다. 보다 높은 농도에서는, 담체 유체 중의 과량의 표면안정화제가 희박 금속 및 분산제와 침전물을 형성하고, 겉보기 점도는 허용될 수 없을 정도로 높은 수준으로, 즉 50 내지 100/sec에서 측정하였을 때 30 dyn ·s/㎠(3000 센티포아즈)보다 큰 수준으로 증가된다. 용어 "겉보기 점도"는 당업계의 통상의 숙련인에게 공지되어 있고, 이하, 실제 점도 측정치로부터 만든 점도-전단속도 곡선에 대한 검출력 함수로 끼워맞춰 얻은 값으로 정의될 수 있다. 결과로 얻은 함수를 사용하여 50 내지 100 sec-1의 전단속도에서 점도를 계산할 수 있다. 이어서 겉보기 점도를 측정하기 위하여 점도-전단속도 곡선에 직선 맞춤 (fit)를 이용하여 0의 전단속도에 외삽하는데 점-기울기법을 사용한다.
본 발명은 주어진 슬립 조성물에 대해 선택된 결합제 및 표면안정화제에 따라 5 중량% 이상의 분산제 농도를 사용할 수 있다.
이것에 한정되는 것은 아니지만, 분산제는 바람직하게는 (ⅰ) 상기한 바와 같은 방식으로 표면안정화된 세라믹 분말 입자와 상용성이고 입자를 균일하게 코팅하고, (ⅱ) 그로부터 방사상으로 연장되기보다는 입자 표면 위에 일반적으로 평행한 방식으로 연신되는 트레인(train)을 갖고, (ⅲ) 벌크 현탁액 중의 가교결합 또는 "염석"을 최소화시키고, 및 (ⅳ) 상기한 함유량에 대해 +10 밀리볼트를 초과하는, 바람직하게는 +10 밀리볼트 내지 약 +40 밀리볼트 범위 또는 -10 밀리볼트 내지 약 -40 밀리볼트의 범위의 제타 전위를 갖는 중합체라는 특성을 포함한다. ±10 밀리볼트 미만의 제타 전위 크기는 입자 응집을 막기에 불충분한 정전 반발작용이 있는 현탁액을 야기한다.
1000 미만 내지 30,000을 초과하는 분자량을 갖는 각종 음이온 및 양이온성 계면활성제가 분산제로서 사용된다. 그 예로 스테아레이트의 나트릅, 칼륨, 또는 바람직하게는 암모니아염, 라우릴 설페이트, 알킬 폴리포스페이트, 도데실 벤젠 술포네이트, 디이소프로필나프탈렌 술포네이트, 디옥틸술포숙시네이트, 에톡실화 및 황화 라우릴 알콜, 및 에톡실화 및 황화 알킬 페놀이 있다.
각종 양이온계 계면활성제로는 폴리에틸렌이민, 예톡실화 지방 아민 및 스테아릴벤질디메틸암모늄 클로라이드 또는 니트레이트를 들 수 있다. 본 발명에서 의도되는 다른 분산제로는 폴리에틸렌 글리콜, 레시틴, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리옥시에틸렌, 이소옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르, 알킬아릴 술포네이트의 아민염, 폴리아크릴레이트 및 관련 염류, 폴리메타크릴레이트 및 관련 염류, 및 어유를 들 수 있다. 상기한 특성을 갖는 추가의 음이온계 및 양이온계 분산제는 더 매뉴팩쳐링 콘펙쇼너 퍼블리싱 캄파니(The Manufacturing Confectioner Publishing Co.)에 의해 출판된 제목 "McCutcheon's, Volumes 1 및 2, McCutcheon Division"의 참고문헌에서 발견할 수 있다.
조작시에, 최대 30 부피%의 세라믹 분말을 표면안정화제 0.5 내지 5 중량%를 함유하는 수성 담체 유체 중에 현탁시킨다. 이어서 세라믹 분말의 1 중량% 이상의 분산제를 표면안정화제 함유 담체 유체에 첨가한다. 이어서 추가량의 물을 첨가하여 언급된 중량%의 함유량을 달성한다.
약 4 내지 약 11, 바람직하게는 7 내지 10의 최종 현탁액 pH가 얻어진다. 이 방법으로 제조된 현탁액은 230 dyn/㎠ 미만의 빙햄 항복점 및 30 dyn·s/㎠(3000 cps) 미만의 겉보기 점도를 갖는다.
본 발명자들은 세라믹 분말을 첨가하기 전에 표면안정화제를 담체 유체에 첨가하는 단계가 미처리층으로서의 현탁액 또는 슬립의 성능에 중요하다는 것을 발견하였다. 임의의 특정 이론으로 한정되기를 바라는 것은 아니지만, 분말 표면에서의 용해 반응이 신속하게 일어나고, 이것은 입자가 담체 매질 내로 도입될 때 표면안정화제가 이용가능하게 있어야 함을 필요로 한다고 생각된다. 표면안정화제가 분말을 도입시킨 후에 첨가되는 경우, 침전은 입자 표면에서보다는 벌크 용액 중에서 매우 일어나기 쉽다.
별법의 실시태양에서는, 일정량의 분산제가 세라믹 분말의 첨가 전에 표면안정화제와 함께 담체 유체에 직접 첨가될 수 있다.
세라믹 분말의 슬립을 제조하는 방법에서, 12% 이하의 유기 결합제를 상기한 방법에 따라 제조된 현탁액에 첨가하고, 물로 추가로 희석시킨다.
결합제를 선택하기 위한 기준은 결합제가 현탁액 전체를 통해 균일하게 분산되고 상들의 분리를 최소화시키면서 표면안정화되거나 또는 분산제 코팅된 세라믹 입자와 결합해야 한다는 것이다. 표면안정화된 입자들의 균일한 분포는 결합제에 의한 입자 코팅을 용이하게 하고, 따라서 보다 소량의 결합제가 사용된다. 비록 이것으로 한정되는 것은 아니지만, 상품명 "카보왁스(Carbowax(R))" 하에 시판되는 폴리에틸렌 글리콜을 사용하였다. 카보왁스는 미국 컨넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카아바이드사(Union Carbide)의 상표명이다. 다른 실시태양에서, 폴리비닐피롤리돈을 결합제로서 세라믹 물질의 12 중량%의 함유량으로 사용하였다. 또 다른 실시태양에서, 총 13%의 폴리에틸렌이민을 혼합된 분산제 및 결합제로서 사용하였다.
이어서 상기한 함유량 수준에서 제조된 슬립 물질을 당업계에 공지된 방법으로 기판 상에 도포하여 5 마이크로미터(5 미크론) 이하의 두께를 갖는 미처리층을 제조하였다.
다수개의 미처리층들 사이에 전도체층을 샌드위치시켜 미가공체를 제조할 수 있다. 당업계의 통상의 숙련인은 미가공체를 제조하기 위한 기술을 잘 알고 있고, 따라서 상기 기술은 추가로 논의되지 않을 것이다.
도 1A 및 도 1B를 살펴보면, 실시예 l에 따라 제조된 현탁액으로부터 얻은 주사 전자 현미경 사진을 2개의 상이한배율로 도시하였다. 옥살산 0.5 중량% 및 폴리에틸렌이민 1 중량%의 함유량을 사용하였다, 나타낸 바와 같이, 응집된 지역을 확실하게 볼 수 있다. 실시예 2 및 3의 방법에 따라 미처리층을 제조한 도 2A와 도 2B 및 도 3A와 도 3B의 현미경사진에서 응집도의 상당한 개선이 나타났다. 폴리에틸렌이민 5 중량%에서 옥살산 0.5 중량% 및 옥살산 1 중량% 및 폴리에틸렌이민 1 중량%의 함유량을 사용하였다. 도 4A 및 도 4B는 표면안정화제 1 중량% 및 폴리에틸렌이민 3 중량%를 사용한 실시예 5에 따라 제조한 캐스트 미저리층의 현미경사진이다. 폴리에틸렌이민의 양을 5 중량%로 증가시켰을 때 도 5와 유사한 도 6A 및 도 6B에 도시한 미처리층을 얻었다. 2 내지 3% 양의 옥살산 및 1 내지 5% 양의 폴리에틸렌이민을 사용하였을 경우(도 7 내지 도 9), 상업적으로 허용가능한 미처리층을 얻었다. 그러나, 도 1의 현미경사진은 최대 30 부피%의 고체 함유량에서 0.5 중량%의 옥살산 함유량을 사용하고 폴리에틸렌이민 1 중량%를 사용한 경우 과도한 응집 및 작업할 수 없는 점도가 얻어졌음을 나타낸다. 현미경사진은 수성 현탁액에 대한 표면안정화제 함유량의 보다 낮은 범위의 중요성을 입증한다. 임의의 특정 이론으로 한정되기를 바라는 것은 아니지만, 이는 옥살산의 표면안정화 효과가 0,5 중량%에서는 나타낸 고체 함유량의 티탄산 바륨을 표면안정화시키기에 불충분하다는 것을 설명한다.
이제 도 10을 살펴보면, 옥살산 3 중량% 및 폴리에틸렌이민 1 중량%를 폴리에틸렌 글리콜 결합제 3 중량%와 혼합시킨 실시예 16 및 17에 기재한 방법에 따라 수성 슬립을 제조하였다. 도 10A 및 도 10B에 도시한 현미경사진은 미처리층의 표면이 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 이하의 균일한 기공 크기 분포를 갖는다는 것을보여준다.
도 11에서는, 옥살산 3 중량%, 폴리에틸렌이민 1 중량%를 폴리에틸렌 글리콜 결합제 6 중랑%와 혼합시킨 실시예 18에 기재한 방법에 따라 수성 슬립을 제조하였다. 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 이하의 기공 크기를 갖는 상업적으로 허용되는 미처리층을 얻었다.
도 12에서는, 옥살산 3 중량%, 폴리에틸렌이민 1 중량%를 폴리비닐 피롤리돈 결합제 12 중량%와 혼합시킨 실시예 19에 기재한 방법에 따라 수성 슬립을 제조하였다. 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 미만의 기공 크기를 갖는 상업적으로 허용되는 미처리층을 얻었다.
도 13에서는, 옥살산 3 중량% 및 폴리에틸렌이민 2 중량%를 폴리비닐 피롤리돈 결합제 11 중량%와 혼합시킨 실시예 20에 기재한 방법에 따라 수성 슬립을 제조하였다. 10.5 dyn ·s/㎠(1050 cps)의 겉보기 점도를 얻었다.
도 14에서는, 옥살산 3 중량% 및 폴리에틸렌이민 1 중량%를 분산제로서 첨가한 실시예 21에 기재한 방법에 따라 수성 슬립을 제조하였다. 추가의 폴리에틸렌 이민 12 중량%를 결합제로서 첨가하였다. 7.79 dyn ·s/㎠(779 cps)의 겉보기 점도를 얻었다. 제조된 미처리층은 0.5 마이크로미터(0.5 미크론) 이하의 기공 크기를 가졌다.
본 발명은 하기한 비제한적 실시예에 의해 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 실시예 1 내지 21에 대한 겉보기 점도 및 함유량을 하기 표 1에 요약하였다. %는 달리 언급하지 않는 한 세라믹 분말의 중량%이다.
＜실시예 1＞
옥살산(H2C2O4·2H2O) 0.2810 g 및 H2O 23.2 g으로 옥살산의 수성 용액을 제조하였다. 옥살산 용액에 본원의 출원인인 캐보트 코포레이션(Cabot Corporation)이 제조한 약 0.1 마이크로미터(0.1 미크론)의 평균 입도를 갖는 티탄산바륨 BT-10 56.8068 g을 고전단 혼합(통상적으로 5000 rpm)하면서 서서히 첨가하였다. 물 중의 코닥(Kodak)이 제조한 50% "PEI" 또는 폴리에틸렌이민 약 1.1433 g을 상기한 바와 동일한 혼합 전단속도에서 옥살산/티탄산바륨 현탁액에 첨가하였다. 최종 현탁액은 옥살산 0.5% 및 PEI 1%를 함유하였다. 얻은 현탁액은 30 dyn ·s/㎠(3000 cps)를 초과하는 허용할 수 없을 정도로 높은 겉보기 점도를 가졌고, 따라서 습식 레이-다운(lay-down) 기술로 미처리 세라믹층을 제조하는데 적합하지 않다.
0.6 내지 120 sec-1범위의 전단속도에서 콘-플레이트(cone-plate) 점도계를 사용하여 25 ℃에서 현탁액에 대해 실제 점도 측정을 수행하였다. 현탁액의 측정된 점도가 점도계의 측정 헤드 (had)에 의해 인정되는 범위를 넘거나 또는 점도-전단속도 플롯에 대한 평탄역 상을 관찰하기에 불충분한 데이타 점들이 얻어졌을 경우, 현탁액 점도를 "NA"로 기록하였다. 콘 플레이트 점도계는 미국 매사추세츠주 스타프톤 소재의 브룩필드 엔지니어링 라보레이토리, 인크(Brookfield Engineering Laboratory, Inc.)가 제조한 모델 # LVTDCP 또는 모델 DV-Ⅲ 물성계의 디지탈 비 스코미터(Digital Viscometer)이었다.
유동학적 데이타를 얻을 수 있는 모든 현탁액은 의사소성이었다. 또한, 많은 현탁액들이 그 이하에서는 슬러리가 흐르지 않는 빙햄 항복 응력을 나타냈다. 이후자의 성질은 대부분의 테이프 또는 층 형성 방법들이 슬러리가 증착 후에 기판으로부터 흘러나가지 않도록 하는데 바람직하다. 실제 점도 측정을 행한 현탁액을 또한 시험한 현탁액 또는 슬러리가 0.6 sec-1와 동일한 최소 전단속도를 사용하여 어떠한 흐름도 나타내지 않는 지점에서 전단 응력을 기록함으로써 빙햄 항복점을 구하였다.
＜제타 전위 시험 방법＞
실시예에 따라 제조된 일정량의 현탁액 또는 슬립을 미국 뉴욕주 홀츠빌 소재의 브룩해븐 인스트루먼츠 코포레이션(Brookhaven Instruments Corporation)이 제조한 브룩해븐 제타플러스(Brookhaven ZetaPlus) 상에서 제타 전위를 측정하였다.
＜미처리층의 제조＞
현탁액 또는 슬립의 미처리층을 하기한 방법으로 제조하였다:
현탁액 또는 슬립 약 2 내지 3 cc를 유리측에 놓고 그 위로 금속 블레이드를 작동시킴으로써 수동 분산시켜 균일한 두께를 얻었다. 다른 방법에서는, 수동 닥터 블레이드를 증착된 현탁액 및 슬립 물질위에서 작동시켰다. 이어서 현탁액을 실온에서 10 내지 15분 동안 건조시켜 미처리층을 제조하였다.
＜실시예 2 내지 15＞
표 1에 나타낸 반응물의 양을 사용하여 실시예 1의 방법에 따라 본 실시예를 제조하였다. 최종 현탁액 중에서 얻어진 표면안정화제로서의 옥살산 및 분산제로서의 폴리에틸렌이민의 중량% 및 겉보기 점도 값을 표 1에 나타내었다.
＜실시예 16＞
H2O 20.0468 g에 대해 옥살산(H2C2O4·2H2O) 1.7068 g을 함유하는 옥살산의 수용액을 제조하였다. 이 옥살산 용액에 캐보트 B-10 티탄산바륨 56.8370 g을 고전단 혼합(통상적으로 5000 rpm)하면서 서서히 첨가하였다. 폴리에틸렌이민(물 중의 코닥(kodak)이 제조한 50% PEI) 1.1349 g을 상기한 바와 동일한 혼합 전단 하에서 옥살산/티탄산바륨 현탁액에 첨가하였다. 이어서 결합제(카보왁스 PEG 1450F, 유니은 카바이드사 제품) 1.6778 g을 현탁액에 첨가하였다. 최종 슬립은 티탄산바륨 분말에 대해 전체 69.82 중량%(28.63 부피%)와 비교하였을 때 옥살산 3%, PEI 1% 및 결합제 3%를 함유하였다. 슬립을 4.28 dyn ·s/㎠(428 cps)의 겉보기 점도를 갖도록 전단감점화 하였다. 실시예 1의 방법에 따라 미처리층을 제조하였다.
＜실시예 17 내지 21＞
표 1에 나타낸 반응물의 양을 사용하여 실시예 16의 방법에 따라 본 실시예를 제조하였다. 최종 현탁액 중에서 얻어진 표면안정화제 및 분산제로서의 옥살산의 중량% 및 겉보기 점도 값을 표 1에 나타내었다. 실시예 19 및 실시예 20에 사용한 분산제는 미국 뉴저지주 웨인 소재의 지에이에프 코포레이션사 (GAF Corporation)으로부터 PVP K-30으로 구입할 수 있는 폴리비닐 피롤리돈이었다. 실시예 21에서는, 1 중량%의 농도의 폴리에틸렌이민을 분산제로서 사용하였고, 12 중량%를 결합제로서 사용하였다. 미처리층을 실시예 16에 제공한 닥터 블레이드 방법으로 제조하였다. 표 1로부터 명백한 바와 같이, 겉보기 점도 및 빙햄 항복점 값 모두는 상업적인 용도에 대해 허용가능한 범위였다.
[표 1]
점도에 미치는 조성의 효과
Figure pct00001
>> 눈금 밖

Claims (20)

  1. 현탁액 중의 전체 고형분 최대 30 부피%까지의 범위로 수성 유체 중에 균일하게 현탁되며 평균 입도가 0.5 마이크로미터 미만인, 1종 이상의 금속 성분을 함유하는 세라믹 분말을 함유하고,
    상기 세라믹 분말은 표면안정화제와 상기 1종 이상의 금속 성분으로부터 형성된 불용성 침전물로 코팅되어 있고,
    상기 세라믹 분말의 1 중량% 이상의 분산제를 함유하며,
    현탁액의 겉보기 점도가 3x10-6MPa ·s(3000 cps) 미만인 세라믹 현탁액.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 분말이, A는 바륨, 칼슘, 마그네슘, 납, 스트론튬 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속이고, B는 하프늄, 주석, 티타늄 및 지르코늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속인 화학식 ABO3을 갖는 복합 금속 산화물 또는 이들의 혼합물 또는 고용체인 세라믹 현탁액.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복합 금속 산화물이 티탄산 바륨인 세라믹 현탁액.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표면안정화제가 숙시네이트, 벤조에이트, 포르메이트, 쿠프페론, 8-히드록시퀴놀린, 옥살산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 세라믹 현탁액.
  5. 제1항에 있어서, 세라믹 분말이 17.72 내지 30 부피%의 양으로 상기 수성 유체에 균일하게 현탁되어 있고, 25℃ 및 0.6 내지 120 sec-1범위의 전단속도에서 측 정된 상기 현탁액의 겉보기 점도가 3×10-6MPa·s(30 dyn ·s/㎠) 미만인 세라믹 현탁액.
  6. 제3항에 있어서, 상기 복합 금속 산화물이 알루미늄, 안티몬, 비스무스, 붕소, 칼슘, 카드뮴, 크롬, 구리, 코발트, 하프늄, 철, 란타늄, 납, 망간, 몰리브덴, 네오디뮴, 니켈, 니오브, 프라세오디뮴, 사마륨, 스칸듐, 규소, 은, 탄탈륨, 티타늄, 주석, 텅스텐, 바나듐, 이트륨, 아연 및 지르코늄의 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 도핑 물질을 함유하는 것인 세라믹 현탁액.
  7. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 분말의 제타 전위(zeta potential)가 +10 내지 +40 밀리볼트 또는 -10 내지 -40 밀리볼트인 세라믹 현탁액.
  8. 제1항에 있어서, 상기 현탁액의 빙햄 항복점(Bingham yield point)이 2300 N/m3(230 dyn/㎤) 미만인 세라믹 현탁액.
  9. 제1항에 있어서, 상기 유체에 대한 상기 금속 성분의 용해도가 10-4내지 10-1몰/리터인 세라믹 현탁액.
  10. 제1항에 있어서, 소정량의 유기 결합제를 더 포함하는 세라믹 현탁액.
  11. 1종 이상의 금속 성분을 포함하고 분말의 평균 입도가 0.5 마이크로미터 미만인 세라믹 분말을 상기 세라믹 분말의 약 0.5 내지 약 5 중량%의 표면안정화제를 함유하는 수성 유체에 고형분 최대 30 부피%까지 혼합시켜, 상기 세라믹 분말을 표면안정화제와 상기 1종 이상의 금속 성분으로부터 형성된 불용성 침전물로 코팅시키고,
    상기 세라믹 분말의 1 중량% 이상의 분산제를 상기 현탁액과 혼합시키는 것으로 이루어지는, 현탁액의 겉보기 점도가 3x10-6MPa ·s(3000 cps) 미만인 세라믹 현탁액의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 세라믹 분말이, A는 바륨, 칼슘, 마그네슘, 납, 스트론튬, 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속이고, B는 하프늄, 주석, 티타늄 및 지르코늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속인 화학식 ABO3을 갖는 복합 금속 산화물 또는 이들의 혼합물 또는 고용체인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 복합 금속 산화물이 티탄산 바륨인 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 표면안정화제가 숙시네이트, 벤조에이트, 포르메이트, 쿠페론, 8-히드록시퀴놀린, 옥살산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  15. 제11항에 있어서, 25 ℃ 및 0.6 내지 120 sec-1범위의 전단속도에서 측정된 상기 세라믹 현탁액의 겉보기 점도가 3×10-6MPa ·s(30 dyn·s/㎠) 미만이 되도록 상기 현탁액에 추가량의 수성 유체를 첨가하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 복합 금속 산화물이 알루미늄, 안티몬, 비스무스, 붕소, 칼슘, 카드뮴, 크롬, 구리, 코발트, 하프늄, 철, 란타늄, 납, 망간, 몰리브덴, 네오디뮴, 니켈, 니오브, 프라세오디뮴, 사마륨, 스칸듐, 규소, 은, 탄탈륨, 티타늄, 주석, 텅스텐, 바나듐, 이트륨, 아연 및 지르코늄의 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 도핑 물질을 함유하는 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 세라믹 분말의 제타 전위가 +10 내지 +40 밀리볼트 또는 -10 내지 -40 밀리볼트인 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 현탁액의 빙햄 항복점이 2300 N/㎥(230 dyn/㎤) 미만인 방법.
  19. 제11항에 있어서, 소정량의 유기 결합제를 상기 세라믹 현탁액에 첨가하여 슬립 조성물을 형성하는 방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 유체에 대한 상기 금속 성분의 용해도가 10-4내지 10-1몰/리터인 방법.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL115053A (en) * 1994-09-01 1999-11-30 Cabot Corp Ceramic slip compositions and method for making the same
CN1177776C (zh) * 1999-08-23 2004-12-01 卡伯特公司 硅酸盐基烧结助剂方法
JP2001114569A (ja) 1999-10-20 2001-04-24 Murata Mfg Co Ltd セラミックスラリー組成物、セラミックグリーンシート及び積層セラミック電子部品の製造方法
CN1086371C (zh) * 1999-12-22 2002-06-19 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种水基流延非氧化物陶瓷浆料用的分散剂
US6733740B1 (en) 2000-10-12 2004-05-11 Cabot Corporation Production of dielectric particles
US6415996B1 (en) * 2000-10-16 2002-07-09 The Penn State Research Foundation Dynamic control and enhanced chemical milling of ceramics to submicron particle sizes
US6656590B2 (en) 2001-01-10 2003-12-02 Cabot Corporation Coated barium titanate-based particles and process
US6673274B2 (en) 2001-04-11 2004-01-06 Cabot Corporation Dielectric compositions and methods to form the same
US20030059366A1 (en) * 2001-09-21 2003-03-27 Cabot Corporation Dispersible barium titanate-based particles and methods of forming the same
JP4446324B2 (ja) 2001-09-27 2010-04-07 株式会社村田製作所 誘電体磁器組成物及びそれを用いたコンデンサ
US20030162398A1 (en) 2002-02-11 2003-08-28 Small Robert J. Catalytic composition for chemical-mechanical polishing, method of using same, and substrate treated with same
US20030215606A1 (en) * 2002-05-17 2003-11-20 Clancy Donald J. Dispersible dielectric particles and methods of forming the same
JP4055775B2 (ja) 2002-08-07 2008-03-05 松下電器産業株式会社 荷重センサ及びその製造方法
US20040052721A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-18 Kerchner Jeffrey A. Dielectric particles having passivated surfaces and methods of forming same
US20040121153A1 (en) * 2002-12-20 2004-06-24 Sridhar Venigalla High tetragonality barium titanate-based compositions and methods of forming the same
US20050199267A1 (en) * 2004-03-15 2005-09-15 Oakes Kenton T. Washing system using recycled cleaning liquid
CA2567747A1 (en) * 2004-06-08 2005-12-22 Marik Dombsky Method of forming composite ceramic targets
KR100665122B1 (ko) * 2005-04-22 2007-01-09 삼성전기주식회사 화학적 작용기를 도입하여 세라믹 분말 및 슬러리를안정화시키는 방법
US7244317B2 (en) * 2005-06-28 2007-07-17 Osram Sylvania Inc. Dispensible brazing paste
KR100691437B1 (ko) * 2005-11-02 2007-03-09 삼성전기주식회사 폴리머-세라믹의 유전체 조성물, 이를 이용하는 내장형캐패시터와 인쇄회로기판
US7586392B2 (en) * 2006-01-23 2009-09-08 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Dual path acoustic data coupling system and method
US7514844B2 (en) * 2006-01-23 2009-04-07 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic data coupling system and method
CN104445227B (zh) * 2014-12-02 2016-07-20 清远先导材料有限公司 一种镨黄颜料的制备方法
CN107021754B (zh) * 2017-06-01 2020-03-27 贵州飞舸电子有限公司六枝分公司 分散剂改性弛豫型铌镍锆钛酸铅压电陶瓷及其制备方法
FR3072378B1 (fr) 2017-10-12 2019-11-08 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif et procede de fabrication de pieces en ceramique par voie cryogenique
CN110668724A (zh) * 2019-10-10 2020-01-10 广东盖特奇新材料科技有限公司 废弃陶瓷抛光淤泥浆料及其制备方法
WO2022150181A1 (en) * 2021-01-06 2022-07-14 Sion Power Corporation Mixtures and/or layers comprising ceramic particles and a polymeric surfactant, and related articles and methods
EP4385966A1 (en) 2022-12-14 2024-06-19 Treibacher Industrie AG Suspension for the preparation of a feedstock for suspension thermal spraying
CN117303911A (zh) * 2023-09-26 2023-12-29 安徽华晟新材料有限公司 坩埚及其制备方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2964413A (en) * 1958-05-07 1960-12-13 Nat Lead Co Preparation of alkaline earth metal titanates
US3496008A (en) * 1966-09-12 1970-02-17 Gen Dynamics Corp Method of forming thin films for ferroelectric devices
US3551197A (en) * 1968-01-15 1970-12-29 Pfizer Dielectric films
DE2248681A1 (de) * 1971-10-06 1973-04-12 Grace W R & Co Verfahren zur herstellung geformter gegenstaende aus dichtem aluminiumoxid
US4086649A (en) * 1974-12-26 1978-04-25 Union Carbide Corporation Ceramic capacitor made from firing small barium titanate particles
JPS58215491A (ja) * 1982-06-09 1983-12-14 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 石炭−水スラリ−用分散剤
US4613648A (en) * 1984-03-29 1986-09-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Castable ceramic compositions
US4540676A (en) 1984-05-23 1985-09-10 Tam Ceramics Low temperature fired dielectric ceramic composition with flat TC characteristic and method of making
JPS6131345A (ja) 1984-07-25 1986-02-13 堺化学工業株式会社 組成物の製造方法
JPS61275164A (ja) 1985-05-03 1986-12-05 タム　セラミツクス　インコ−ポレイテツド 誘電体セラミック組成物
US4968460A (en) * 1986-03-07 1990-11-06 Basf Aktiengesellschaft Ceramics
US4904411A (en) * 1986-04-25 1990-02-27 Ceramics Process Systems Corp. Highly loaded, pourable suspensions of particulate materials
US4829033A (en) 1986-05-05 1989-05-09 Cabot Corporation Barium titanate powders
US4863883A (en) 1986-05-05 1989-09-05 Cabot Corporation Doped BaTiO3 based compositions
GB2193713B (en) 1986-07-14 1990-12-05 Cabot Corp Method of producing perovskite-type compounds.
US4939108A (en) * 1986-11-03 1990-07-03 Tam Ceramics, Inc. Process for producing dielectric ceramic composition with high dielectric constant, low dissipation factor and flat TC characteristics
DE3887140T2 (de) * 1987-04-09 1994-04-28 Ceramics Process Systems Herstellung von komplexen keramischen und metallischen hochleistungsformkörpern.
JP2681214B2 (ja) 1988-05-11 1997-11-26 堺化学工業株式会社 セラミック誘電体用組成物、これを用いて得られるセラミック誘電体及びその製造方法
JP2764111B2 (ja) * 1989-11-13 1998-06-11 日本化学工業株式会社 ペロブスカイト系セラミック粉末の製造方法
US5258338A (en) 1990-01-11 1993-11-02 Mra Laboratories Fine grained BaTiO3 powder mixture and method for making
US5011804A (en) 1990-02-28 1991-04-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Ceramic dielectric compositions and method for improving sinterability
US5082810A (en) 1990-02-28 1992-01-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Ceramic dielectric composition and method for preparation
US5082811A (en) 1990-02-28 1992-01-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Ceramic dielectric compositions and method for enhancing dielectric properties
US5296426A (en) 1990-06-15 1994-03-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Low-fire X7R compositions
US5086021A (en) 1990-06-28 1992-02-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dielectric composition
US5128289A (en) 1990-12-07 1992-07-07 Ferro Corporation X7R dielectric ceramic composition and capacitor made therefrom
JPH05213670A (ja) 1991-04-29 1993-08-24 Tam Ceramics Inc 極微粒子の粒度のチタン酸バリウムを使用する高温焼成のｘ７ｒ誘電セラミック組成物
US5196388A (en) * 1991-06-10 1993-03-23 Akzo N.V. Process for the preparation of double metal oxide powders containing a Group IIIA and a Group IVB element and a novel double metal hydroxyl carboxylate useful in preparing same
DE4130441A1 (de) * 1991-09-13 1993-03-18 Philips Patentverwaltung Verfahren zur herstellung waesseriger keramischer suspensionen und verwendung dieser suspensionen
JPH05124802A (ja) * 1991-10-30 1993-05-21 Mitsubishi Materials Corp セラミツク複合粉体の製造方法
DE4212514A1 (de) * 1992-04-14 1993-10-21 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbid-Grünkörpern
IL115053A (en) * 1994-09-01 1999-11-30 Cabot Corp Ceramic slip compositions and method for making the same

Also Published As

Publication number Publication date
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AU3495895A (en) 1996-03-22
US6514894B1 (en) 2003-02-04
DE69510068D1 (de) 1999-07-08
RU2139266C1 (ru) 1999-10-10
MX9701584A (es) 1997-05-31
US6214756B1 (en) 2001-04-10

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