KR101477404B1 - Manufacturing method of highly crystalline silicon dioxide coated barium titanate and highly crystalline silicon dioxide coated barium titanate powder manufactured by the same - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, a method for preparing highly crystalline silicon dioxide (SiO_2)-coated barium titanate comprises: adding a material including silicon (Si) and heating the resultant to prepare a barium hydroxide raw material in which barium (Ba) is ionized; preparing a titanium (Ti) raw material dispersed in an acid or a base; mixing and reacting the barium hydroxide and the titanium raw material to obtain a barium titanate seed; mixing the barium titanate seed with pure water and a grain growing inhibiting agent for grain growth; and coating a surface of the grain grown barium titanate seed with silicon dioxide (SiO_2).

Description

고결정성 이산화규소 코팅 티탄산바륨의 제조방법 및 그 방법으로 제조한 고결정성 이산화규소 코팅 티탄산바륨 분말{Manufacturing method of highly crystalline silicon dioxide coated barium titanate and highly crystalline silicon dioxide coated barium titanate powder manufactured by the same}[0001] The present invention relates to a method for producing high crystalline silicon dioxide-coated barium titanate and a high crystalline silicon dioxide-coated barium titanate powder prepared by the method, and more particularly, to a barium titanate-

고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법 및 그 방법으로 제조한 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨 분말에 관한 것이다.Highly crystalline silicon dioxide (SiO 2) coated with a highly crystalline silicon dioxide manufactured by the method and a method of barium titanate (SiO 2) relates to a coating of barium titanate powder.

오늘날 전자부품 산업의 경박단소화, 고용량화, 고신뢰성화 등의 추세에 따라 적층 세라믹 캐패시터(MLCC)의 강유전체 재료로 사용되는 티탄산바륨 입자는 작은 크기를 가지면서 우수한 유전율 및 신뢰성이 요구된다.
Today, with the tendency of thinning, high capacity and high reliability of the electronic parts industry, barium titanate particles used as a ferroelectric material of a multilayer ceramic capacitor (MLCC) are required to have a small size and good dielectric constant and reliability.

이러한 티탄산바륨 분말을 제조하는 방법으로는 고상법, 습식법이 있으며, 습식법은 옥살레이트 침전법, 수열합성법 등이 있다. 고상법은 보통 입자의 최소 분말 크기가 1 미크론 전후로 상당히 큰 편이며 입자의 크기를 조절하기가 어렵고 입자들의 뭉침 현상과 소성 시에 발생하는 오염 등이 문제되어 티탄산바륨을 미립자로 제조하는데 어려움이 있다.
Examples of methods for producing such barium titanate powder include a solid phase method and a wet method, and the wet method includes an oxalate precipitation method and a hydrothermal synthesis method. In the solid phase method, the minimum particle size of the particles is usually as large as about 1 micron, and it is difficult to control the size of the particles, and there is a problem of aggregation of the particles and contamination which occurs during firing, so that it is difficult to prepare barium titanate as fine particles .

유전체 입자 크기가 작아짐에 따라 정방성(tetragonality)이 떨어지는 것은 여러가지 공법에서 일반적으로 나타나는 현상이며 100 nm 이하로 작아질 경우 결정축비(c/a)의 확보가 매우 어려운 실정이다. 또한 분말 크기가 작아짐에 따라 분산은 더 어려워지게 된다. 그리하여 미립 분말일수록 높은 분산성이 요구된다.
As the dielectric particle size becomes smaller, tetragonality is lowered, which is a phenomenon commonly seen in various methods. It is very difficult to secure the crystal axis ratio (c / a) when the particle size is smaller than 100 nm. Also, as the powder size becomes smaller, dispersion becomes more difficult. Thus, the higher the dispersibility of the powder is, the higher the dispersibility is required.

기존 고상법 또는 공침법은 고온 하소에 의하여 결정상을 이루기 때문에 고온 하소 공정 및 분쇄 공정이 필요하며, 이로 인하여 합성된 티탄산바륨의 형상이 좋지 않고, 입도분포가 넓은 단점이 있고, 열처리로 인하여 뭉침이 발생하여 분산이 어렵고, 분쇄 후 미립 생성의 문제점을 가지고 있다.
Since the conventional solid phase method or coprecipitation method forms a crystal phase by high-temperature calcination, a high-temperature calcination step and a pulverization step are required, resulting in poor shape of barium titanate synthesized and a wide particle size distribution. Which is difficult to disperse and has a problem of particle formation after grinding.

열처리 없이 수열에서 티탄산바륨을 합성할 경우, 분산 문제를 해결할 수 있고, 또한 수열 합성은 형상의 제어가 용이하며, 작은 크기, 좁은 입자크기 분포를 지닌 티탄산바륨을 합성할 수가 있다. 그러나 수계에서 합성하므로 페로브스카이트 결정구조에서 산소자리에 -OH기가 치환되어 이로 인하여 기공 등의 결함이 많이 존재하여 합성된 입자의 결정성을 높이기가 어렵다.When barium titanate is synthesized in a hydrothermal solution without heat treatment, the dispersion problem can be solved, and hydrothermal synthesis can easily control the shape and synthesize barium titanate having a small size and narrow particle size distribution. However, since the perovskite crystal structure is synthesized in the aqueous system, the -OH group is substituted for oxygen in the oxygen moiety, which causes many defects such as pores, and it is difficult to increase the crystallinity of the synthesized particles.

일본공개특허공보 2004-067504Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-067504

고결정성 티탄산바륨의 제조방법 및 그 방법으로 제조한 고결정성 티탄산바륨 분말에 관한 것이다.To a process for producing high crystalline barium titanate and a highly crystalline barium titanate powder produced by the process.

본 발명의 일 실시형태는 규소(Si)를 포함하는 물질을 첨가 후 가온하여 바륨(Ba)을 이온화한 수산화바륨 원자재를 마련하는 단계; 산 또는 염기에 분산된 티타늄(Ti) 원자재를 마련하는 단계; 상기 수산화 바륨 및 티타늄 원자재를 혼합 및 반응시켜 티탄산바륨 시드(seed)를 얻는 단계; 상기 티탄산바륨 시드를 순수 및 입성장 억제제와 혼합하여 입성장 시키는 단계; 및 상기 입성장된 티탄산바륨 시드의 표면에 이산화규소(SiO2)를 코팅하는 단계;를 포함하는 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법을 제공한다.One embodiment of the present invention is a method of manufacturing a barium hydroxide material, comprising: preparing a barium hydroxide raw material by adding a material containing silicon (Si) and then heating to ionize barium Ba; Providing a titanium (Ti) raw material dispersed in an acid or a base; Mixing and reacting the barium hydroxide and the titanium raw material to obtain a barium titanate seed; Mixing the barium titanate titanate with pure water and a grain growth inhibitor to form a grain; And coating the surface of the grain-grown barium titanate seed with silicon dioxide (SiO 2 ). The present invention also provides a method for producing barium titanate of high crystalline silicon dioxide (SiO 2 ).

상기 바륨 원자재는 수산화바륨팔수화물일 수 있다.The barium raw material may be barium hydroxide octahydrate.

상기 수산화바륨 원자재를 마련하는 단계는 수산화바륨에 규소(Si)를 포함하는 물질을 첨가 후 질소 분위기에서 교반하며, 70℃ 이상으로 가온하여 용해시키는 것을 특징으로 한다.The step of preparing the barium hydroxide raw material is characterized in that a substance containing silicon (Si) is added to barium hydroxide, stirred in a nitrogen atmosphere and heated to 70 ° C or higher to dissolve the barium hydroxide raw material.

상기 티타늄(Ti) 원자재는 함수티탄 또는 이산화티탄일 수 있다.The titanium (Ti) raw material may be titanium hydrate or titanium dioxide.

상기 수산화바륨 및 티타늄 원자재를 혼합, 반응시키는 단계는 80℃ 이상에서 수행될 수 있다.The step of mixing and reacting the barium hydroxide and the titanium raw material may be carried out at 80 ° C or higher.

상기 수산화바륨 및 티타늄 원자재를 혼합, 반응시키는 단계는 급속교반, 마이크로파 및 초음파 중에서 어느 하나를 사용하여 수행될 수 있다.The step of mixing and reacting the barium hydroxide and the titanium raw material can be carried out using any one of rapid stirring, microwave and ultrasonic.

상기 수산화바륨 및 티타늄 원자재를 혼합, 반응시키는 단계에서 바륨과 티타늄의 혼합 몰 비율(바륨/티타늄)은 1 이상 3 이하일 수 있다.In the step of mixing and reacting the barium hydroxide and the titanium raw material, the mixing molar ratio (barium / titanium) of barium and titanium may be 1 or more and 3 or less.

또한, 상기 수산화바륨 및 티타늄 원자재를 혼합, 반응시키는 단계에서 바륨과 티타늄의 혼합 몰 비율(바륨/티타늄)은 1.2 이상 2 이하일 수 있다.Also, in the step of mixing and reacting the barium hydroxide and the titanium raw material, the mixing molar ratio (barium / titanium) of barium and titanium may be 1.2 or more and 2 or less.

상기 입성장 억제제는 용매의 극성을 낮추고, pH를 낮추며, 재석출을 억제하는 물질일 수 있다.The grain growth inhibitor may be a substance that lowers the polarity of the solvent, lowers the pH, and inhibits re-precipitation.

상기 입성장 억제제는 규산 에틸(ethyl silicate), 규산(silicic acid), 비닐트리에톡시실란(vinytriethoxysilane) 및 테트라하이드록시 실란(tetrahydroxy silane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.The grain growth inhibitor may be at least one selected from the group consisting of ethyl silicate, silicic acid, vinytriethoxysilane, and tetrahydroxy silane.

상기 입성장 단계에서 혼합되는 상기 티탄산바륨 시드의 농도는 0.01 ~ 0.7 M일 수 있다.The concentration of the barium titanate seed to be mixed in the grain growth step may be 0.01 to 0.7 M.

상기 입성장 단계는 티탄산바륨 시드와 순수 및 입성장 억제제를 혼합하여 밀봉하고 150 ~ 380℃의 온도로 오토클레이브(Autoclave) 내에서 1 ~ 72시간 동안 교반하면서 반응시키는 것을 특징으로 한다.
The grain growth step is characterized in that the barium titanate seed and the pure water and the grain growth inhibitor are mixed and sealed and reacted in an autoclave at a temperature of 150 to 380 ° C for 1 to 72 hours with stirring.

본 발명의 다른 실시형태는 표면에 이산화규소(SiO2) 코팅층이 형성되어 있으며, 상기 이산화규소(SiO2) 코팅층의 평균 두께는 0.01nm ~ 20nm이고, 상기 코팅층의 최소 두께(tmin) 대비 최대 두께(tmax)의 비(tmax/tmin)가 tmax/tmin ≤ 2.0을 만족하는 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨 분말을 제공한다.
In another embodiment of the present invention, a silicon dioxide (SiO 2 ) coating layer is formed on the surface, and the average thickness of the silicon dioxide (SiO 2 ) coating layer is 0.01 nm to 20 nm, and the maximum thickness the ratio of (tmax) (tmax / tmin) is highly crystalline silicon dioxide satisfying the tmax / tmin ≤ 2.0 (SiO 2 ) provides a coating of barium titanate powder.

상기 티탄산바륨 분말은 평균 입경이 5 내지 200 nm 이고, 결정축비(c/a)가 1.003 내지 1.010인 것을 특징으로 한다.
The barium titanate powder has an average particle diameter of 5 to 200 nm and a crystal axis ratio (c / a) of 1.003 to 1.010.

상기 결정축비(c/a)는 티탄산바륨 분말의 입자 크기가 5~20nm일 경우 1.001 내지 1.005이고, 티탄산바륨 분말의 입자 크기가 20~40nm일 경우 1.003 내지 1.0055이며, 40~60nm 일 경우 1.0045 내지 1.0075이고, 60~80nm일 경우 1.0062 내지 1.009이며, 80~200nm일 경우 1.0080 내지 1.01이다.
The crystal axis ratio (c / a) is 1.001 to 1.005 when the particle size of the barium titanate powder is 5 to 20 nm, 1.003 to 1.0055 when the particle size of the barium titanate powder is 20 to 40 nm, 1.0062, 1.0062 to 1.009 in the case of 60 to 80 nm, and 1.0080 to 1.01 in the case of 80 to 200 nm.

본 발명인 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법에 의해 제조된 티탄산바륨 분말은 수산화바륨과 티타늄 원자재를 혼합하여 급속 시드(seed) 형성 및 고온, 고압 하에서 천천히 입성장시켜 제조되므로, 미립자임에도 높은 결정축비(c/a)를 가지며, 입도 분포가 우수하고, 내부에 기공이 거의 존재하지 않으며, 거대입자가 없고, 네킹(necking)이 없어 분산성이 매우 우수하고, 표면 밀도가 높아 소성 시 입자간 뭉침 현상이 없어 넓은 영역에서 안정되게 소결되는 효과가 있다.
The barium titanate powder produced by the process for producing barium titanate of high crystallinity silicon dioxide (SiO 2 ) coated according to the present invention is prepared by mixing barium hydroxide and titanium raw material to form a rapid seed and slowly ingrowing under high temperature and high pressure, (C / a), has excellent particle size distribution, has almost no pores in its interior, has no large particles, has no necking, has excellent dispersibility, has a high surface density There is no aggregation phenomenon during firing and there is an effect of stable sintering in a wide range.

또한, 적층 세라믹 전자부품에 본 발명인 이산화규소(SiO2)가 코팅된 티탄산바륨 분말을 유전체로 적용시 소성 초기에 입자간 넥킹(necking)을 억제하고, 첨가제가 그레인 경계를 따라 잘 퍼질 수 있어 소성 온도를 낮추어 부품의 신뢰성 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
In addition, when barium titanate powder coated with silicon dioxide (SiO 2 ) of the present invention is applied to a multilayer ceramic electronic component as a dielectric, necking between particles is suppressed at the beginning of firing, and the additive can be spread well along grain boundaries, By lowering the temperature, reliability and electrical characteristics of the parts can be improved.

구체적으로, 이산화규소(SiO2)가 코팅된 티탄산바륨 분말을 공재로 사용하는 경우 종래에 비하여 입자간 넥킹(necking)을 지연시키면서 치밀화가 완료되는 최종 소성 온도는 감소시킴으로써, 내부전극의 연결성을 향상시켜 정전 용량을 증가시킬 수 있다.Specifically, when barium titanate powder coated with silicon dioxide (SiO 2 ) is used as a raw material, the final firing temperature at which densification is completed is delayed while inter-particle necking is delayed, thereby improving the connectivity of the internal electrode So that the capacitance can be increased.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 티탄산바륨 분말의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 티탄산바륨 분말의 TEM(Transmission Electron Microscope) 사진이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 사진 중 일부 확대 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 티탄산바륨 분말의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 티탄산바륨 분말의 TEM(Transmission Electron Microscope) 사진이다.
도 8 및 도 9는 도 7의 사진 중 일부 확대 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 티탄산바륨 분말의 STEM EDS (Scanning Transmission Electron Microscope Energy Dispersive Spectrometry) 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 티탄산바륨 분말의 TMA(Thermo mechanical Analyzer) 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 티탄산바륨 분말을 이용하여 제작한 적층 세라믹 커패시터의 단면 사진이다.
도 13은 본 발명의 비교예에 따른 티탄산바륨 분말을 이용하여 제작한 적층 세라믹 커패시터의 단면 사진이다.
1 is a flow chart showing steps in the method for producing highly crystalline silicon dioxide (SiO 2) coated barium titanate according to an embodiment of the invention;
2 is an SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of barium titanate powder according to Example 1 of the present invention.
3 is a TEM (Transmission Electron Microscope) photograph of barium titanate powder according to Example 1 of the present invention.
Figs. 4 and 5 are enlarged photographs of part of the photograph of Fig.
6 is an SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of barium titanate powder according to Example 2 of the present invention.
7 is a TEM (Transmission Electron Microscope) photograph of barium titanate powder according to Example 3 of the present invention.
Figs. 8 and 9 are enlarged photographs of part of the photograph of Fig.
10 is a graph showing the results of STEM EDS (Scanning Transmission Electron Microscope Energy Dispersive Spectrometry) analysis of barium titanate powder according to Example 3 of the present invention.
11 is a graph showing the results of TMA (Thermo Mechanical Analyzer) measurement of barium titanate powder according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
12 is a cross-sectional photograph of a multilayer ceramic capacitor manufactured using barium titanate powder according to an embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional photograph of a multilayer ceramic capacitor manufactured using barium titanate powder according to a comparative example of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다. 다만, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Furthermore, embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.
1 is a flow chart showing steps in the method for producing highly crystalline silicon dioxide (SiO 2) coated barium titanate according to an embodiment of the invention;

도 1을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 고결정성 티탄산바륨의 제조 공정은 규소(Si)를 포함하는 물질을 첨가 후 가온하여 바륨(Ba)을 이온화한 수산화바륨 원자재를 마련하는 단계(S1); 산 또는 염기에 분산된 티타늄(Ti) 원자재를 마련하는 단계(S2); 상기 수산화 바륨 및 티타늄 원자재를 혼합 및 반응시켜 티탄산바륨 시드(seed)를 얻는 단계(S3); 상기 티탄산바륨 시드를 순수 및 입성장 억제제와 혼합하여 고압 하에서 입성장 시키는 단계(S4, S5); 및 상기 입성장된 티탄산바륨 시드의 표면에 이산화규소(SiO2)를 코팅하는 단계(S6);를 포함한다.
Referring to FIG. 1, the process for producing highly crystalline barium titanate according to the present embodiment includes: (S1) preparing a barium hydroxide raw material by adding a substance containing silicon (Si) and then heating it to ionize barium Ba; Providing a titanium (Ti) raw material dispersed in an acid or a base (S2); Mixing and reacting the barium hydroxide and the titanium raw material to obtain a barium titanate seed (S3); (S4, S5) mixing the barium titanate titanate with pure water and a grain growth inhibitor and grain growth under high pressure; And a step (S6) for coating of silicon dioxide (SiO 2) on the surface of the mouth of growth of barium titanate oxide; includes.

바륨(Ba) 원자재로는 수산화바륨이 사용된다. Barium hydroxide is used as the raw material of Ba.

규소(Si)를 포함하는 물질로서 규소(Si)계 염 또는 규소(Si)계 알콕사이드와 수산화바륨 팔수화물 (Ba(OH)28H2O)을 대기 중 이산화탄소에 의하여 바륨카보네이트가 형성이 안되도록 질소 분위기에서 교반하며 70℃ 이상으로 가온하여 완전하게 용해시켜 바륨(Ba)을 이온화한 수산화바륨 원자재를 마련한다(S1).
(Si) -based salt or a silicon (Si) -based alkoxide and barium hydroxide octahydrate (Ba (OH) 2 8H 2 O) as a substance containing silicon (Si) so that barium carbonate can not be formed by carbon dioxide in the atmosphere The mixture is stirred in a nitrogen atmosphere and heated to 70 DEG C or higher to completely dissolve the barium hydroxide to prepare barium hydroxide raw material in which barium (Ba) is ionized (S1).

본 발명에서는 후술할 티타늄(Ti) 원자재와 혼합, 반응시킬 경우 급속하게 핵 생성을 하여야 하므로, 바륨(Ba) 원자재를 가온 하에서 완전하게 이온화 시키는 것이 중요하다.
In the present invention, it is important to completely ionize barium (Ba) raw materials under heating, since nucleation must be rapidly performed when mixed and reacted with a raw material of titanium (Ti) to be described later.

티타늄(Ti) 원자재로는 함수티탄 (TiOx /2(OH)4-X) 또는 산화 티탄(TiO2) 졸이 사용될 수 있다. 함수티탄을 이용할 경우 소량의 암모니아 등의 염기성 물질을 넣고, 밀링을 하여 분산시켜 마련한다. 산화티탄(TiO2) 졸은 탄소체인이 긴 분산제를 이용하여 분산하는 것보다는 산 또는 염기에 의하여 분산된 졸을 사용하는 것이 좋다. 티타늄 원자재의 입자 크기는 작을수록 좋다(S2).
As the titanium (Ti) raw material, a functional titanium (TiO x / 2 (OH) 4-X ) or titanium oxide (TiO 2 ) sol may be used. If titanium is used, a small amount of basic substance such as ammonia is added and milled and dispersed. The titanium oxide (TiO 2 ) sol is preferably dispersed in acid or base rather than dispersing the carbon chain using a long dispersing agent. The smaller the particle size of the titanium raw material, the better (S2).

용해된 수산화바륨 팔수화물에 상기 분산된 티타늄 졸을 급속으로 혼합시켜 티탄산바륨 시드(seed)를 얻는다(S3). 혼합되는 순간에 바륨(Ba)이온과 티타늄(Ti) 원자재가 빠르게 반응하는 것이 중요하다. The dispersed titanium sol is rapidly mixed with the dissolved barium hydroxide octahydrate to obtain a barium titanate seed (S3). It is important that the barium (Ba) ion and the titanium (Ti) raw material react quickly at the moment of mixing.

본 반응에서 반응물의 바륨과 티타늄의 몰비(Ba/Ti ratio)는 1이상 3이하로 하는데, 1.2이상, 2이하로 할 수도 있다. In this reaction, the molar ratio of barium to titanium (Ba / Ti ratio) of the reactants is 1 or more and 3 or less, but may be 1.2 or more and 2 or less.

티탄산바륨의 시드 생성이 종료될 때까지 50℃에서 200℃ 이하의 온도를 유지하는 것이 좋고, 100℃에서 150℃의 온도를 유지할 수도 있다. 시드 생성이 종료된 후 온도를 100℃ 이하로 내린 후 질소 퍼징을 하면서 형성된 기체가스를 제거하면 해교제 등의 불순물 제거에 효과적이다.It is preferable to maintain the temperature at 50 캜 to 200 캜 or below and the temperature at 100 캜 to 150 캜 to maintain seed formation of barium titanate. After the completion of the seed generation, the temperature is lowered to 100 ° C or lower, and then the gaseous gas formed while purging with nitrogen is removed, which is effective for removing impurities such as a cracking agent.

반응을 빠르게 시키기 위하여 혼합 시 온도는 80℃ 이상이 되게 한다. 그리고, 시드 생성이 종료될 때까지 반응시킨다.
In order to accelerate the reaction, the mixing temperature should be 80 ° C or higher. Then, the reaction is continued until the seed generation is terminated.

티타늄 원자재와 바륨 원자재를 혼합하며 반응시켜 티탄산바륨의 시드 생성을 빠르게 하기 위한 방법으로 크게 ① 급속교반, ② 마이크로파 이용 및 ③ 초음파 이용의 3가지가 있다. There are three methods to accelerate the seed production of barium titanate by mixing titanium raw material with barium raw material, namely ① rapid stirring, ② using microwave, and ③ using ultrasonic wave.

우선 급속교반법을 이용할 경우에는 닫힌 반응기에 작은 구멍을 만들어 밸브를 연결한다. 원자재 투입을 위한 탱크를 연결한다. 메인 반응기의 밸브를 열고 질소로 퍼징을 한 후 잠근다. 각각의 탱크를 70℃에서 200℃가 되게 가온 후 메인 반응기의 밸브를 열어 기체압을 빼고, 원자재가 담겨있는 탱크의 밸브를 동시에 열고 가압하여 원자재를 급속하게 투입시킨다. 투입할 때 임펠라를 회전시키는데, 분당 회전수가 250이상 50000이하가 되게 한다. 원자재 투입이 완료되면 모든 밸브를 잠근 후 교반하며, 온도를 유지하여 시드 생성이 종료될 때까지 반응시킨다.
First, when using the rapid stirring method, a small hole is made in the closed reactor to connect the valve. Connect the tank for raw material input. Open the valve of the main reactor and purge it with nitrogen and lock it. After each tank is heated to 70 ° C to 200 ° C, the valve of the main reactor is opened to remove the gas pressure, and the valve of the tank containing the raw material is simultaneously opened and pressurized to rapidly feed the raw material. The impeller is rotated at the time of input so that the number of revolutions per minute is not less than 250 and not more than 50000. When the raw material input is completed, all the valves are closed and stirred, and the temperature is maintained until the seed generation is completed.

다음으로, 마이크로 파를 이용하는 경우에는 반응기에 마이크로파 유도 단자를 넣어 장착하고 상기 급속 교반법의 경우와 같이 반응기에 원자재 투입을 위한 탱크를 연결하고 밀봉한다. 반응기 안을 질소로 퍼징 후 각 원자재 탱크를 가온한다. 메인 반응기의 밸브를 열어 기체압을 빼고, 원자재가 담겨있는 탱크의 밸브를 동시에 열고 가압하여 원자재를 급속하게 투입시킨다. 투입할 때 임펠라를 회전시키면서 마이크로파로 가온한다. 원자재 투입이 완료되면 모든 밸브를 잠근 후 교반하며, 마이크로파로 온도를 유지하여 시드 생성이 종료될 때까지 반응시킨다.
Next, when a microwave is used, a microwave induction terminal is inserted into the reactor, and a tank for injecting raw materials is connected to the reactor and sealed as in the case of the rapid stirring method. After purging the reactor with nitrogen, each raw material tank is warmed up. The valve of the main reactor is opened to remove the gas pressure, and the valve of the tank containing the raw material is simultaneously opened and pressurized to rapidly feed the raw material. When injecting, heat the microwave while turning the impeller. When the input of raw materials is completed, all valves are closed and stirred, and maintained at a temperature of microwave to react until the seed generation is completed.

끝으로, 초음파를 이용하는 경우에는 초음파 장치로 관형 초음파 장치를 사용하는 것이 좋다. 초음파 진동부는 반응기의 길이에 30% 내지 95% 정도가 되게 설계한다. 초음파 진동부를 반응기에 넣고 밀폐시킨다. 티타늄 원자재는 메인 반응기에 넣고, 바륨 원자재 투입을 위한 탱크는 연결하여 밀봉한다. 반응기 안을 질소로 퍼징 후 메인 반응기와 각 원자재 탱크도 가온한다. 메인 반응기의 밸브를 열어 기체압을 빼고, 초음파를 작동시키고, 바륨 원자재가 담겨있는 탱크의 밸브를 동시에 열고 가압하여 원자재를 급속하게 투입시킨다. 투입할 때 임펠라를 회전시킨다. 초음파를 작동시키며, 온도를 유지하여 시드 생성이 종료될 때까지 반응시킨다.Finally, in the case of using ultrasonic waves, it is preferable to use a tubular ultrasonic device as an ultrasonic device. The ultrasonic vibrating part is designed to be about 30% to 95% of the length of the reactor. The ultrasonic vibration part is put into the reactor and sealed. The titanium material is placed in the main reactor and the tank for barium raw material is connected and sealed. After purging the reactor with nitrogen, the main reactor and each raw material tank are also warmed. The valve of the main reactor is opened to remove the gas pressure, the ultrasonic wave is operated, and the valve of the tank containing the barium raw material is simultaneously opened and pressurized to rapidly feed the raw material. Rotate the impeller at the time of injection. Operate the ultrasonic wave and maintain the temperature until the seed generation is completed.

 

시드 형성이 종료된 후 형성된 시드(seed)를 회수한다. 이때 대기 중에 노출될 경우 탄산바륨(BaCO3)이 형성될 수 있으므로, 노출되지 않도록 하여야 한다.
After the seed formation is completed, the formed seed is recovered. When exposed to the atmosphere, barium carbonate (BaCO 3 ) may be formed.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 회수된 티탄산바륨 시드(seed) 내에는 규소(Si)가 용해된 상태로 존재할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, silicon (Si) may exist in a dissolved state in the recovered barium titanate seed.

후술하는 바와 같이, 상기 티탄산바륨 시드(seed)를 냉각하는 공정 중에 티탄산바륨 표면에 상기 규소(Si)가 코팅될 수 있다.
As described later, the barium titanate surface may be coated with the silicon (Si) during the step of cooling the barium titanate seed.

입성장은 고온에서 천천히 성장하는 것이 좋다. 고에너지를 받아 천천히 입성장 하여야 원자가 모두 가장 안정한 상태로 배열되게 되어, 결함이 제거된다. 입성장은 농도가 높거나 pH가 높을 경우 빠르다. 따라서, 시드 형성이 종료된 후 순수를 추가로 첨가하여 농도와 pH를 낮춘다. 이때 시드 형성 후 형성된 티탄산바륨 시드를 침전시키고, 여액을 일부 버리면 pH를 더 낮출 수 있다. It is recommended that the grain growth grow slowly at high temperatures. Slowly ingrowing with high energy, the atoms are arranged in the most stable state, and defects are removed. The grain growth is fast when the concentration is high or the pH is high. Therefore, after seed formation is completed, pure water is further added to lower the concentration and pH. At this time, the barium titanate titanate formed after the seed formation is precipitated, and the pH can be further lowered by partially discarding the filtrate.

입성장 시 티탄산바륨의 농도는 0.01M에서 0.7M이 되게 한다.
The concentration of barium titanate in the grain growth is from 0.01M to 0.7M.

입성장을 늦추기 위하여 입성장 억제제를 넣을 수 있는데, 입성장 억제제로는 부틸렌 글리콜(Butylene Glycol), 디메톡시에탄(Dimethoxyethane), 헥산 디올 (Hexanediol), 헥실렌글리콜(hexyleneglycol), 메톡시에탄올(Methoxyethanol)등을 포함하는 알코올류와 같이 용매의 극성을 낮출 수 있는 물질이나 아세트산(acetic acid), 질산(nitric acid)등을 포함하는 산류와 같이 pH를 낮추는 물질 또는 알킬황산나트륨 (sodium alkylsulfate), 알킬벤젠술폰산염 (alkylbenzene sulfonate), N-아크릴아미노산염, 아크릴아마이드 (acrlyamide), 디에탄올아민 (diethanol amine), 아민옥사이드 (aminoxide)등을 포함하는 계면활성제(surfactant)류같이 재석출을 억제시키는 물질을 사용할 수 있다.
In order to slow the growth of the mouth, a mouth growth inhibitor may be added. Examples of the mouth growth inhibitor include Butylene Glycol, Dimethoxyethane, Hexanediol, Hexyleneglycol, Methoxyethanol Methoxyethanol), substances lowering the polarity of the solvent, substances lowering the pH such as acids including acetic acid and nitric acid, or substances such as sodium alkylsulfate, alkyl A substance which inhibits re-precipitation such as surfactants including alkylbenzene sulfonate, N-acrylamino acid salt, acrlyamide, diethanol amine, amine oxide and the like Can be used.

구체적으로 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 입성장 억제제는 규산 에틸(ethyl silicate), 규산(silicic acid), 비닐트리에톡시실란(vinytriethoxysilane) 및 테트라하이드록시 실란(tetrahydroxy silane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
Specifically, though not limited thereto, the grain growth inhibitor may be at least one selected from the group consisting of ethyl silicate, silicic acid, vinytriethoxysilane, and tetrahydroxy silane. .

본 단계는 오토클레이브(autoclave)를 사용하여 수행하는데 오토클레이브에 상기 급속 시드 형성법으로 제작된 침전물과 순수와 입성장 억제제를 넣고 밀봉시킨 후 오토클레이브를 150℃에서 380℃로 올려주어서 1시간 내지 72시간 동안 교반하면서 반응을 시킨다. This step is carried out using an autoclave. The autoclave is filled with the precipitate prepared by the rapid seed formation method described above, pure water and an inhibitor of grain growth, and the autoclave is heated from 150 to 380 ° C for 1 to 72 hours The reaction is carried out with stirring for a period of time.

온도를 내린 후 형성물을 꺼내어 세척하고 필터하여 잉여 바륨을 제거하고 200℃ 이하에서 건조하여 이산화규소(SiO2)가 코팅된 티탄산바륨 분말을 얻는다. 
After lowering the temperature, the formed product is taken out, washed and filtered to remove excess barium and dried at 200 ° C or lower to obtain barium titanate powder coated with silicon dioxide (SiO 2 ).

이산화규소(SiO2) 코팅층은 레이어 타입(layer type)일 수 있으며, 코팅층의 평균 두께는 0.01 nm ~ 20 nm 일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
The silicon dioxide (SiO 2 ) coating layer may be a layer type, and the average thickness of the coating layer may be 0.01 nm to 20 nm, but is not limited thereto.

또한, 상기 이산화규소(SiO2) 코팅층은 상기 티탄산바륨 분말 입자 전체를 균일하게 감싸고 있으며, 상기 코팅층의 최소 두께(tmin) 대비 최대 두께(tmax)의 비(tmax/tmin)가 tmax/tmin ≤ 2.0을 만족할 수 있다.
In addition, the silicon dioxide (SiO 2) coating layer is non-(tmax / tmin) that tmax / tmin ≤ 2.0 of the minimum thickness (tmin) compared to the maximum thickness (tmax) of which surrounds a uniform entirety of the barium titanate powder, the coating layer Can be satisfied.

상기와 같이, 이산화규소(SiO2) 코팅층이 상기 티탄산바륨 분말 입자 전체를 균일하게 감싸고 있으며, 상기 코팅층의 최소 두께(tmin) 대비 최대 두께(tmax)의 비(tmax/tmin)가 tmax/tmin ≤ 2.0을 만족함으로써, 소성 초기에 입자간 넥킹(necking)을 억제하고, 초기 소성은 지연되나 소성이 시작되면 급속하고 안정적인 소성이 될 수 있다.
As described above, the silicon dioxide (SiO 2 ) coating layer uniformly surrounds the entire barium titanate powder particle, and the ratio of the maximum thickness tmax to the minimum thickness tmin of the coating layer is tmax / tmin < 2.0, the intergranular necking is suppressed at the initial stage of firing, and the initial firing is delayed, but when firing starts, rapid and stable firing can be achieved.

이로 인하여, 상기 이산화규소(SiO2)가 코팅된 티탄산바륨 분말을 공재로 사용하는 경우 종래에 비하여 입자간 넥킹(necking)을 지연시키면서 치밀화가 완료되는 최종 소성 온도는 감소시킴으로써, 내부전극의 연결성을 향상시켜 정전 용량을 증가시킬 수 있다.
Accordingly, when the barium titanate powder coated with silicon dioxide (SiO 2 ) is used as a raw material, the final firing temperature at which the densification is completed while delaying the inter-particle necking is reduced compared to the prior art, So that the capacitance can be increased.

상기 코팅층의 최소 두께(tmin) 대비 최대 두께(tmax)의 비(tmax/tmin)가 2.0을 초과하는 경우에는 티탄산바륨 분말의 표면에 이산화규소(SiO2)가 균일하게 코팅되지 않아, 입자간 넥킹(necking)을 지연시키는 효과 및 최종 소성 온도를 감소시키는 효과가 없다.
When the ratio (tmax / tmin) of the maximum thickness tmax to the minimum thickness tmin of the coating layer exceeds 2.0, silicon dioxide (SiO 2 ) is not uniformly coated on the surface of the barium titanate powder, the effect of delaying the necking and the effect of reducing the final firing temperature.

상기와 같이 급속 시드 형성과 입성장 제어를 통하여 얻은 고결정성이며, 이산화규소(SiO2)가 코팅된 60nm 티탄산바륨 분말과 급속 시드 형성과 입성장 제어를 하지 않고, 시드 형성과 입성장만 분리하여 얻은 60nm 티탄산바륨 분말에 각각 소결조제, 가소제, 바인더를 넣고 혼합 후 적층 세라믹 커패시터를 제작하여 열처리를 해보았다.
A 60 nm thick barium titanate powder coated with silicon dioxide (SiO 2 ) and obtained by rapid seed formation and grain growth control as described above was subjected to rapid seed formation and grain growth control without seed formation and grain growth, A 60-nm thick barium titanate powder was mixed with a sintering additive, a plasticizer and a binder, respectively, and then a multilayer ceramic capacitor was prepared and heat-treated.

본 발명에서 제시한 방법으로 합성한 분말의 경우 치밀화 완료 후에도 입성장이 일어나지 않으며 균일한 형태의 입자이지만, 본 발명에서와 같이 급속 시드 형성과 입성장 제어를 하지 않아서 결정성이 낮은 분말을 합성한 경우, 치밀화 완료 후 입성장이 급격하게 나타났다.
In the case of the powder synthesized by the method proposed by the present invention, even if the powder is uniformly formed after the completion of the densification and the powder is uniformly formed, but the powder having a low crystallinity is not synthesized due to rapid seed formation and grain growth control as in the present invention , And after the densification was completed, the grain growth was abrupt.

본 발명에서 제시한 분말의 경우 유전율 및 신뢰성이 높을 뿐만 아니라, 소성 윈도우(window)도 넓게 나타났다.
In the case of the powder of the present invention, not only the dielectric constant and the reliability are high but also the firing window is wide.

한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨 분말은 표면에 이산화규소(SiO2) 코팅층이 형성되어 있으며, 상기 이산화규소(SiO2) 코팅층의 평균 두께는 0.01nm ~ 20nm이고, 상기 코팅층의 최소 두께(tmin) 대비 최대 두께(tmax)의 비(tmax/tmin)가 tmax/tmin ≤ 2.0을 만족할 수 있다.
(SiO 2 ) coated barium titanate powder according to another embodiment of the present invention has a silicon dioxide (SiO 2 ) coating layer formed on its surface, and the average thickness of the silicon dioxide (SiO 2 ) coating layer is 0.01 nm to 20 nm, and the ratio (tmax / tmin) of the maximum thickness tmax to the minimum thickness tmin of the coating layer can satisfy tmax / tmin? 2.0.

한편, 상기 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법에 의해 제조된 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨 분말은 평균 입경이 5 내지 200 nm 이고, 결정축비(c/a)가 1.003 내지 1.010인 것을 특징으로 한다.
The high crystalline silicon dioxide (SiO 2 ) coated barium titanate powder produced by the above-mentioned method for producing high crystalline silicon dioxide (SiO 2 ) coated barium titanate has an average particle diameter of 5 to 200 nm and a crystal axis ratio (c / a) Is in the range of 1.003 to 1.010.

상기 결정축비(c/a)는 티탄산바륨 분말의 입자 크기가 5~20nm일 경우 1.001 내지 1.005이고, 티탄산바륨 분말의 입자 크기가 20~40nm일 경우 1.003 내지 1.0055이며, 40~60nm 일 경우 1.0045 내지 1.0075이고, 60~80nm일 경우 1.0062 내지 1.009이며, 80~200nm일 경우 1.0080 내지 1.01이다.
The crystal axis ratio (c / a) is 1.001 to 1.005 when the particle size of the barium titanate powder is 5 to 20 nm, 1.003 to 1.0055 when the particle size of the barium titanate powder is 20 to 40 nm, 1.0062, 1.0062 to 1.009 in the case of 60 to 80 nm, and 1.0080 to 1.01 in the case of 80 to 200 nm.

이하, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1) Example 1)

수산화바륨 팔수화물(Ba(OH)28H2O)과 수산화바륨 대비 1 mol% 함량의 테트라하이드록시 실란 (tetrahydroxy silane)을 반응기에 넣고 질소로 퍼징한 후 100℃ 이상으로 교반하여 녹인다. 산화티탄(TiO2) 졸도 60℃ 이상으로 가온하여 준비한다. 바륨(Ba) 용액과 산화티탄(TiO2) 졸을 급속하게 투입하여 혼합시킨다. 110℃에서 교반하여 반응시킨다. 300rpm이상으로 고속 교반을 하여 10분간 반응시켜서 티탄산바륨으로 모두 전이시켜 시드 형성을 종료시킨다. (Barium hydroxide octahydrate (Ba (OH) 2 8H 2 O) and 1 mol% of tetrahydroxy silane relative to barium hydroxide are poured into the reactor and dissolved by stirring at 100 ° C or higher. The titanium oxide (TiO 2 ) sol is also prepared by heating to 60 ° C or higher. The barium (Ba) solution and the titanium oxide (TiO 2 ) sol are rapidly added and mixed. And reacted at 110 ° C with stirring. Stirred at a high speed of 300 rpm or more, allowed to react for 10 minutes, and transferred to barium titanate to complete the seed formation.

순수를 넣어서 혼합액의 농도와 pH를 낮춘다. 이때 pH는 11.5가 되게 한다. 250℃로 올린 후 20 시간 동안 티탄산바륨을 입성장시켰다. Pure water is added to lower the concentration and pH of the mixture. At this time, the pH should be 11.5. The temperature was raised to 250 DEG C and barium titanate was grown for 20 hours.

필터 후 순수로 세척하고, 건조하여 얻은 분말의 BET 비표면적은 16.2m2/g이었으며, SEM(scanning electron microscope)에 의하여 측정한 입경은 64nm이고, D99/D50는 1.5로 균일한 편이였으며, 형태는 구형이고, 결정 축비(c/a) 값은 1.008로 나타났다. The BET specific surface area of the powder obtained by washing with pure water after filtration and drying was 16.2 m 2 / g, the particle size measured by SEM (scanning electron microscope) was 64 nm, D 99 / D 50 was 1.5, (C / a) value was 1.008.

도 2는 실시예 1에서 얻어진 분말의 SEM 사진을 나타낸다.2 is a SEM photograph of the powder obtained in Example 1. Fig.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 티탄산바륨 분말의 TEM(Transmission Electron Microscope) 사진이며, 도 4 및 도 5는 도 3의 사진 중 일부 확대 사진이다.
FIG. 3 is a TEM (Transmission Electron Microscope) photograph of barium titanate powder according to Example 1 of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are enlarged photographs of part of the photograph of FIG.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 실시예 1에 의해 얻어진 분말의 표면에는 균일한 이산화규소(SiO2) 코팅층이 형성되어 있음을 알 수 있다.
Referring to FIG. 3 to FIG. 5, it can be seen that a uniform silicon dioxide (SiO 2 ) coating layer is formed on the surface of the powder obtained in Example 1.

실시예 2) Example 2)

수산화바륨 팔수화물(Ba(OH)28H2O)과 수산화바륨 대비 0.5 mol% 함량의 테트라하이드록시 실란 (tetrahydroxy silane)을 반응기에 넣고 질소로 퍼징한 후 100℃ 이상으로 교반 하여 녹인다. 산화티탄(TiO2) 졸도 60℃ 이상으로 가온하여 준비한다. 바륨(Ba) 용액과 산화티탄(TiO2) 졸을 급속하게 투입하여 혼합시킨다. 110℃에서 교반하여 반응시킨다. 300rpm 이상으로 고속 교반을 하여 10분간 반응시켜서 티탄산바륨으로 모두 전이시켜 시드 형성을 종료시킨다. The barium hydroxide octahydrate (Ba (OH) 2 8H 2 O) and tetrahydroxy silane in an amount of 0.5 mol% based on the barium hydroxide are poured into the reactor and dissolved by stirring at 100 ° C. or higher. The titanium oxide (TiO 2 ) sol is also prepared by heating to 60 ° C or higher. The barium (Ba) solution and the titanium oxide (TiO 2 ) sol are rapidly added and mixed. And reacted at 110 ° C with stirring. Stirred at a high speed of 300 rpm or more, allowed to react for 10 minutes, and transferred to barium titanate to complete the seed formation.

순수를 넣어서 혼합액의 농도와 pH를 낮춘다. 이때 pH는 11.5가 되게 한다. TEOS(Tetraethoxysilane)를 추가로 첨가한다. 250℃로 올린 후 1 시간 동안 티탄산바륨을 입성장시켰다. Pure water is added to lower the concentration and pH of the mixture. At this time, the pH should be 11.5. TEOS (Tetraethoxysilane) is further added. The temperature was raised to 250 DEG C and barium titanate was grown for 1 hour.

필터 후 순수로 세척하고, 건조하여 얻은 분말의 BET 비표면적은 38 m2/g이었으며, SEM(scanning electron microscope)에 의하여 측정한 입경은 25nm이고, D99/D50는 1.5로 균일한 편이였으며, 형태는 구형이고, 결정 축비(c/a) 값은 1.008로 나타났다. 도 6은 실시예 2에서 얻어진 분말의 SEM 사진을 나타낸다.
The BET specific surface area of the powder obtained by washing with pure water after filtration and drying was 38 m 2 / g, the particle size measured by SEM (scanning electron microscope) was 25 nm, D 99 / D 50 was 1.5, (C / a) value was 1.008. 6 is an SEM photograph of the powder obtained in Example 2. Fig.

실시예 3) Example 3)

수산화바륨 팔수화물(Ba(OH)28H2O)과 수산화바륨 대비 5 mol% 함량의 비닐트리에톡시실란 (vinytriethoxysilane)을 반응기에 넣고 질소로 퍼징한 후 100℃ 이상으로 교반하여 녹인다. 산화티탄(TiO2) 졸도 60℃ 이상으로 가온하여 준비한다.바륨(Ba) 용액과 산화티탄(TiO2) 졸을 급속하게 투입하여 혼합시킨다. 110℃에서 교반하여 반응시킨다. 300rpm 이상으로 고속 교반을 하여 10분간 반응시켜서 티탄산바륨으로 모두 전이시켜 시드 형성을 종료시킨다. (Barium hydroxide octahydrate) (Ba (OH) 2 8H 2 O) and 5 mol% of vinytriethoxysilane relative to barium hydroxide are poured into the reactor and dissolved by stirring at 100 ° C or higher. Titanium oxide (TiO 2) is prepared by heating to upset at least 60 ℃. Barium (Ba) solution and the titanium oxide (TiO 2) sol is mixed with a rapidly added. And reacted at 110 ° C with stirring. Stirred at a high speed of 300 rpm or more, allowed to react for 10 minutes, and transferred to barium titanate to complete the seed formation.

순수를 넣어서 혼합액의 농도와 pH를 낮춘다. 이때 pH는 11.5가 되게 한다. 250℃로 올린 후 20 시간 동안 티탄산바륨을 입성장시켰다. Pure water is added to lower the concentration and pH of the mixture. At this time, the pH should be 11.5. The temperature was raised to 250 DEG C and barium titanate was grown for 20 hours.

필터 후 순수로 세척하고, 건조하여 얻은 분말의 BET 비표면적은 20 m2/g이였으며, SEM에 의하여 측정한 입경은 62nm이고, D99/D50는1.5로 균일한 편이였으며, 형태는 구형이고, c/a 값은 1.0082로 나타났다. The BET specific surface area of the powder obtained by washing with pure water after filtration and drying was 20 m 2 / g, the particle size measured by SEM was 62 nm, the D99 / D50 was 1.5, the shape was spherical, The value of c / a was 1.0082.

도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 티탄산바륨 분말의 TEM(Transmission Electron Microscope) 사진이며, 도 8 및 도 9는 도 7의 사진 중 일부 확대 사진이다.FIG. 7 is a TEM (Transmission Electron Microscope) photograph of barium titanate powder according to Example 3 of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are enlarged photographs of part of the photograph of FIG.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 실시예 3에 의해 얻어진 분말의 표면에는 균일한 이산화규소(SiO2) 코팅층이 형성되어 있음을 알 수 있다.
Referring to FIGS. 7 to 9, it can be seen that a uniform silicon dioxide (SiO 2 ) coating layer is formed on the surface of the powder obtained in Example 3.

도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 티탄산바륨 분말의 (Scanning Transmission Electron Microscope Energy Dispersive Spectrometry) 분석 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 10 is a graph showing the results of analysis of Scanning Transmission Electron Microscope Energy Dispersive Spectrometry of barium titanate powder according to Example 3 of the present invention. FIG.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예 3에 따른 티탄산바륨 분말의 표면에 균일한 이산화규소(SiO2) 코팅층이 형성되어 있음을 알 수 있다.
Referring to FIG. 10, it can be seen that a uniform silicon dioxide (SiO 2 ) coating layer is formed on the surface of barium titanate powder according to Example 3 of the present invention.

비교예 Comparative Example

상기 실시예 1)과 다른 모든 조건을 동일하게 하되, 시드 형성 시 급속 교반 및 급속 투입을 하지 않고, 저속으로 교반하여 실험하였다. 또한, 입성장 시 순수와 입성장 억제제를 첨가하지 않았다. 합성된 분말이 매우 크고 불균일하게 나타났다.
All the other conditions were the same as those of Example 1, except that rapid seeding and rapid seeding were not performed, and stirring was performed at low speed. In addition, pure water and an inhibitor of grain growth were not added during the grain growth. The synthesized powders were very large and uneven.

도 11은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 티탄산바륨 분말의 TMA(Thermo mechanical Analyzer) 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
11 is a graph showing the results of TMA (Thermo Mechanical Analyzer) measurement of barium titanate powder according to Examples and Comparative Examples of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예인 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨 분말의 경우 비교예에 비하여 입자간 네킹(necking)이 지연되어, 수축 시작 온도가 더 높아지며, 고온에서 급속하게 수축함을 알 수 있다.11, in the case of silicon dioxide (SiO 2 ) -coated barium titanate powder according to an embodiment of the present invention, the inter-particle necking is delayed as compared with the comparative example, the shrinkage starting temperature becomes higher and shrinks rapidly at a high temperature .

본 발명의 실시예에 따른 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨 분말을 공재로 사용할 경우 내부전극의 연결성이 크게 향상될 수 있다.
When the silicon dioxide (SiO 2 ) coated barium titanate powder according to the embodiment of the present invention is used as a raw material, the connectivity of the internal electrode can be greatly improved.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 티탄산바륨 분말을 이용하여 제작한 적층 세라믹 커패시터의 단면 사진이다.12 is a cross-sectional photograph of a multilayer ceramic capacitor manufactured using barium titanate powder according to an embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 비교예에 따른 티탄산바륨 분말을 이용하여 제작한 적층 세라믹 커패시터의 단면 사진이다.
13 is a cross-sectional photograph of a multilayer ceramic capacitor manufactured using barium titanate powder according to a comparative example of the present invention.

도 12 및 도 13을 참조하면, 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨 분말을 사용할 경우 고온에서도 유전체 그레인의 입성장이 많이 발생하지 않는 반면, 코팅되지 않은 티탄산바륨 분말을 사용할 경우 유전체 그레인의 입성장이 많이 방생함을 알 수 있다.
12 and 13, when a high crystalline silicon dioxide (SiO 2 ) -coated barium titanate powder is used, the grain boundary of the dielectric grain does not occur even at a high temperature, whereas when uncoated barium titanate powder is used, It can be seen that the intestines grow a lot.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.

Claims (19)

규소(Si)를 포함하는 물질을 첨가 후 가온하여 바륨(Ba)을 이온화한 수산화바륨 원자재를 마련하는 단계;
산 또는 염기에 분산된 티타늄(Ti) 원자재를 마련하는 단계;
상기 수산화 바륨 및 티타늄 원자재를 혼합 및 반응시켜 티탄산바륨 시드(seed)를 얻는 단계;
상기 티탄산바륨 시드를 순수 및 입성장 억제제와 혼합하여 입성장 시키는 단계; 및
상기 입성장된 티탄산바륨 시드의 표면에 이산화규소(SiO2)를 코팅하는 단계;
를 포함하는 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
Providing a barium hydroxide raw material ionized with barium (Ba) by adding a substance containing silicon (Si) and then heating;
Providing a titanium (Ti) raw material dispersed in an acid or a base;
Mixing and reacting the barium hydroxide and the titanium raw material to obtain a barium titanate seed;
Mixing the barium titanate titanate with pure water and a grain growth inhibitor to form a grain; And
A step of coating a silicon dioxide (SiO 2) on the surface of the mouth of growth of barium titanate oxide;
Highly crystalline silicon dioxide containing (SiO 2) coating method for producing a barium titanate.
제1항에 있어서,
상기 바륨 원자재는 수산화바륨팔수화물인 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
The barium raw materials The method for manufacturing a highly-crystallized silicon dioxide (SiO 2) coated with barium titanate, barium hydroxide octahydrate cargo.
제1항에 있어서,
상기 수산화바륨 원자재를 마련하는 단계는 수산화바륨에 규소(Si)를 포함하는 물질을 첨가 후 질소 분위기에서 교반하며, 70℃ 이상으로 가온하여 용해시키는 것을 특징으로 하는 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method comprising providing the barium hydroxide raw materials by stirring in a nitrogen atmosphere after the addition of material containing silicon (Si) on a barium hydroxide, a highly crystalline silicon dioxide, comprising a step of heating to melt above 70 ℃ (SiO 2) coating Process for the preparation of barium titanate.
제1항에 있어서,
상기 티타늄(Ti) 원자재는 함수티탄 또는 이산화티탄인 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
The titanium (Ti) raw material is amorphous silicon dioxide anti-caking as a function of titanium or titanium dioxide (SiO 2) coating method for producing a barium titanate.
제1항에 있어서,
상기 수산화바륨 및 티타늄 원자재를 혼합, 반응시키는 단계는 80℃ 이상에서 수행되는 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
Steps of mixing, reaction of the barium hydroxide and titanium raw materials The method for producing a highly crystalline silicon dioxide (SiO 2) coated barium titanate is performed in more than 80 ℃.
제1항에 있어서,
상기 수산화바륨 및 티타늄 원자재를 혼합, 반응시키는 단계는 급속교반, 마이크로파 및 초음파 중에서 어느 하나를 사용하여 수행되는 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method of the mixing barium hydroxide and titanium raw material, reacting-bonding is carried out by using any one of a rapidly stirred, microwave and ultrasonic-crystalline silicon dioxide (SiO 2) coated barium titanate.
제1항에 있어서,
상기 수산화바륨 및 티타늄 원자재를 혼합, 반응시키는 단계에서 바륨과 티타늄의 혼합 몰 비율(바륨/티타늄)은 1 이상 3 이하인 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
The mixing barium hydroxide and titanium raw materials, the mixing mole ratio of the barium and titanium in the step of reaction (barium / titanium) is 3 or less highly crystalline silicon dioxide over 1 (SiO 2) coating method for producing a barium titanate.
제7항에 있어서,
상기 수산화바륨 및 티타늄 원자재를 혼합, 반응시키는 단계에서 바륨과 티타늄의 혼합 몰 비율(바륨/티타늄)은 1.2 이상 2 이하인 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The mixing barium hydroxide and titanium raw materials, the mixing mole ratio of the barium and titanium in the step of reaction (barium / titanium) is 1.2 or less than or equal to two highly crystalline silicon dioxide (SiO 2) coating method for producing a barium titanate.
제1항에 있어서,
상기 입성장 억제제는 용매의 극성을 낮추고, pH를 낮추며, 재석출을 억제하는 물질인 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the grain growth inhibitor is a material that lowers the polarity of the solvent, lowers the pH, and inhibits re-precipitation of the high-crystalline silicon dioxide (SiO 2 ) coated barium titanate.
제9항에 있어서,
상기 입성장 억제제는 규산 에틸 (ethyl silicate), 규산 (silicic acid), 비닐트리에톡시실란 (vinytriethoxysilane) 및 테트라하이드록시 실란 (tetrahydroxy silane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The grain growth inhibitors are silicic acid ethyl (ethyl silicate), silicic acid (silicic acid), vinyl tri-ethoxy silane (vinytriethoxysilane) and tetra-hydroxy-silane is at least one highly crystalline silicon dioxide is selected from the group consisting of (tetrahydroxy silane) (SiO 2) Coated barium titanate.
제1항에 있어서,
상기 입성장 단계에서 혼합되는 상기 티탄산바륨 시드의 농도는 0.01 ~ 0.7 M 인 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
The concentration of the barium oxide is mixed in the grain growth step is 0.01 ~ 0.7 M of highly crystalline silicon dioxide (SiO 2) coating method for producing a barium titanate.
제1항에 있어서,
상기 입성장 단계는 티탄산바륨 시드와 순수 및 입성장 억제제를 혼합하여 밀봉하고 150 ~ 380℃의 온도로 오토클레이브(Autoclave) 내에서 1 ~ 72시간 동안 교반하면서 반응시키는 것을 특징으로 하는 고결정성 이산화규소(SiO2) 코팅 티탄산바륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of grain growth comprises mixing the barium titanate seed with the pure water and the grain growth inhibitor, sealing the mixture, and reacting the mixture in an autoclave at a temperature of 150 to 380 DEG C for 1 to 72 hours with stirring. (SiO 2) coating method for producing a barium titanate.
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