KR20090023180A - Complex oxide powder, method for preparing the same, ceramic composition using the complex oxide powder and ceramic electronic parts using the ceramic composition - Google Patents

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KR20090023180A
KR20090023180A KR1020080083673A KR20080083673A KR20090023180A KR 20090023180 A KR20090023180 A KR 20090023180A KR 1020080083673 A KR1020080083673 A KR 1020080083673A KR 20080083673 A KR20080083673 A KR 20080083673A KR 20090023180 A KR20090023180 A KR 20090023180A
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이사오 아케타
기미오 요코야마
사토시 하마구치
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후지 티탄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

A manufacturing method of complex oxide powder is provided to obtain complex oxide powder of which particle diameter is small and crystalline is good using titanium oxide of which a rutilation rate by a line diffraction method is higher than 90% and lower than 100% and a specific surface area is 150 ~ 300 m^2/g. A manufacturing method of complex oxide powder comprises a step of mixing and plasticizing titanium oxide of which a rutilation rate by a line diffraction method is higher than 90% and lower than 100% and a specific surface area is 150 ~ 300 m^2/g and a compound containing a metal element selected in a group consisting of barium, strontium, calcium, magnesium and lead. A determinant diameter of the rutile-type crystal contained in the titanate compound is 10nm or less.

Description

복합 산화물 분말 및 그 제조 방법, 복합 산화물 분말을 사용한 세라믹 조성물 그리고 그것을 사용한 세라믹 전자 부품{COMPLEX OXIDE POWDER, METHOD FOR PREPARING THE SAME, CERAMIC COMPOSITION USING THE COMPLEX OXIDE POWDER AND CERAMIC ELECTRONIC PARTS USING THE CERAMIC COMPOSITION}COMPLEX OXIDE POWDER, METHOD FOR PREPARING THE SAME, CERAMIC COMPOSITION USING THE COMPLEX OXIDE POWDER AND CERAMIC ELECTRONIC PARTS USING THE CERAMIC COMPOSITION}

본 발명은 티탄의 금속 원소와, 바륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘, 납에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 원소를 함유하는 복합 산화물 분말 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기의 복합 산화물 분말을 소결한 세라믹 조성물, 그것을 사용한 세라믹 전자 부품 및 적층 세라믹 전자 부품에 관한 것이다. The present invention relates to a composite oxide powder containing a metal element of titanium and at least one metal element selected from barium, strontium, calcium, magnesium, and lead, and a method for producing the same. Moreover, this invention relates to the ceramic composition which sintered the said composite oxide powder, the ceramic electronic component, and laminated ceramic electronic component using the same.

티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산납, 티탄산지르콘산납 등의 복합 산화물 분말은 소결체의 원료로서 사용되고, 복합 산화물 분말을 바인더와 혼합한 후, 시트 성형법이나 인쇄법 등의 방법을 사용하여 기판 상에 분말층을 형성시키고, 이어서, 소결시켜 소결체 (이하, 세라믹 조성물이라고 하는 경우도 있다) 로 하고 있다. 그 세라믹 조성물은 우수한 유전성, 압전성 또한 반도성을 갖기 때문에, 콘덴서, 전파 필터, 착화 소자, 서미스터 등의 전기·전자 공업용 재료로서 사용되고 있다. Composite oxide powders, such as barium titanate, strontium titanate, lead titanate, and lead zirconate titanate, are used as raw materials for the sintered compact, and after mixing the composite oxide powder with a binder, the powder layer is coated on a substrate using a method such as sheet forming or printing. And then sintered to form a sintered body (hereinafter sometimes referred to as a ceramic composition). Since the ceramic composition has excellent dielectric properties, piezoelectricity, and semiconductivity, it is used as an electric and electronic industrial material such as a capacitor, a radio wave filter, a complexing element, and a thermistor.

세라믹 조성물은 세라믹 전자 부품으로서 각종 전기 기기·전자 기기에 장착되어 사용되고 있다. 최근의 전기 기기·전자 기기의 소형화, 경량화, 고성능화, 다기능화에 수반하여, 이와 같은 세라믹 전자 부품에 대한 성능 요구는 더욱 엄격해지고 있다. 컴퓨터 등의 집적 회로에 사용되는 적층 세라믹 콘덴서를 예로 들면, 이 콘덴서는 상기 세라믹 조성물의 박층과 내부 전극이 교대로 다수 중첩되어, 전기적으로 병렬 접속된 구조를 취하고 있기 때문에, 적층 세라믹 콘덴서의 소형화, 고용량화 등의 요구에 수반하여, 세라믹 조성물의 박층화, 고유전율화가 더욱 요망되고 있다. 이 때문에, 세라믹 조성물의 원재료인 복합 산화물 분말의 미립자화, 고결정성화의 성능 요구, 또한 균질화, 고분산화 등의 품질 요구도 더욱 현저해지고 있다. 또한, 적층 세라믹 콘덴서의 내부 전극에는 백금, 팔라듐, 은 등의 귀금속 재료가 사용되었지만, 구리, 니켈 등의 저가인 비금속 재료에 대한 전환이 도모되고, 이것에 수반하여 복합 산화물 분말에 대하여 더욱 저온에서 소결할 수 있고, 또한 저산소 분압의 분위기 하에서 소결시켜도 반도체화되지 않고, 내환원성을 갖는 것이 촉망되고 있다. The ceramic composition is attached to and used in various electric and electronic devices as a ceramic electronic component. With the recent miniaturization, weight reduction, high performance, and multifunctionality of electric and electronic devices, the performance demands on such ceramic electronic parts are becoming more stringent. Taking a multilayer ceramic capacitor used in an integrated circuit such as a computer as an example, since the capacitor has a structure in which a plurality of thin layers and internal electrodes of the ceramic composition are alternately superimposed and electrically connected in parallel, miniaturization of the multilayer ceramic capacitor, With the demand for higher capacity and the like, further thinning and high dielectric constant of ceramic compositions are desired. For this reason, the performance requirements of the fine particle formation and the high crystallization of the composite oxide powder which are raw materials of a ceramic composition, and also the quality requirements, such as homogenization and high dispersion, are becoming more remarkable. In addition, although precious metal materials such as platinum, palladium, and silver were used as internal electrodes of the multilayer ceramic capacitor, switching to low-cost non-metallic materials such as copper and nickel is facilitated, and consequently, the composite oxide powder is further cooled at a lower temperature. Even if it can be sintered and sintered in the atmosphere of low oxygen partial pressure, it is not semiconductorized and it is desired to have reduction resistance.

티탄의 금속 원소와 바륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘, 납에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 원소를 함유하는 복합 산화물 분말을 제조하려면, 각 원소의 산화물이나 탄산염을 혼합하고, 전기로나 로터리 킬른을 사용하여 소성하는 이른바 고상 합성법, 각 원소의 옥살산염을 수계로 합성한 후, 소성하는 이른바 옥살산염 법, 각 원소의 시트르산염을 수계로 합성한 후, 소성하는 이른바 시트르산염법, 각 원소의 수용액과 알칼리 수용액을 혼합하고, 수열 처리한 후, 여과하고, 세정하여, 건조시키는 이른바 수열 합성법 등의 방법이 있고, 각각 방법에 있어서 복합 산화물 분말의 미립자화, 고결정성화 등의 개량 연구를 하고 있다. 연구의 주안은 복합 산화물 분말의 미립자화에 수반하여 발생되는 결정성의 저하를 억제하는 점에 있고, 예를 들어, 고상 합성법에 있어서는 가열 분해에 의해 산화바륨을 생성하는 바륨 화합물과, X 선 회절법에 의해 구해진 루틸화율이 30% 이상이고, 비표면적이 30㎡/g 이상인 이산화티탄을 혼합하고 소성하면, 미립이며 정방정성 (테트라고날리티) 의 지표가 되는 결정 격자의 c 축과 a 축의 비 (c/a 축비) 가 높은 티탄산바륨 분말이 얻어지는 것을 기재하고 있다 (특허 문헌 1 참조). To prepare a composite oxide powder containing a metal element of titanium and at least one metal element selected from barium, strontium, calcium, magnesium, and lead, an oxide or carbonate of each element is mixed and an electric furnace or a rotary kiln is used. The so-called solid phase synthesis method for calcining, the oxalate of each element is synthesized by water, and the so-called oxalate method for calcining, the citrate method for each element is synthesized in water and then calcined, the so-called citrate method for calcining, aqueous solution and alkaline aqueous solution of each element. After mixing, hydrothermal treatment, filtration, washing, and drying, there are so-called hydrothermal synthesis methods and the like. In each method, improvement studies such as fine particle formation and high crystallization of the composite oxide powder are conducted. The main focus of the research is to suppress the decrease in crystallinity caused by the granulation of the composite oxide powder. For example, in the solid phase synthesis method, a barium compound that produces barium oxide by thermal decomposition and an X-ray diffraction method By mixing and firing titanium dioxide having a rutileization rate of 30% or more and a specific surface area of 30 m 2 / g or more, the ratio between the c-axis and a-axis of the crystal lattice that is a fine grain and tetragonal (tetragonality) index ( It describes that barium titanate powder with a high c / a ratio) is obtained (refer patent document 1).

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2006-306632호Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-306632

상기 특허 문헌 1 에 기재된 방법에서는 비표면적이 30㎡/g 이상인 미립자 이산화티탄을 사용함으로써, 미립자이고, 결정성이 높은 티탄산바륨 분말이 얻어지는 것으로 되어 있으나, 실시예의 티탄산바륨 분말의 SEM 직경 (주사형 전자 현미경 직경) 은 24 ∼ 90㎚ 정도이지만, 결정성의 지표인 c/a 축비는 1.002 ∼ 1.006 정도 로서 (표 2), 충분히 높다고는 할 수 없다. In the method described in the above Patent Document 1, by using fine particle titanium dioxide having a specific surface area of 30 m 2 / g or more, barium titanate powder having fine particles and high crystallinity is obtained, but the SEM diameter of the barium titanate powder of the example (scan type The electron microscope diameter) is about 24 to 90 nm, but the c / a axis ratio, which is an index of crystallinity, is about 1.002 to 1.006 (Table 2), which is not necessarily high.

본 발명자들은 보다 한층 결정성이 좋은 복합 산화물 분말, 특히 티탄산바륨 분말을 제조하는 방법을 예의 연구한 결과, 고상 합성법의 원료로서 사용하는 티탄산화물의 루틸화율이 90% 보다 높고, 100% 이하이며, 비표면적이 150 ∼ 300㎡/g인 것을 사용하면, 루틸형의 동일 결정 구조이기 때문에 균일한 반응을 실시할 수 있고, 또한 비표면적이 크기 때문에 반응성이 높아지고, 원하는 결정성, 입자 직경을 갖는 복합 산화물 분말이 얻어지는 것을 알아냈다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly researching the method of manufacturing the composite oxide powder which is more crystallinity especially a barium titanate powder, the rutile ratio of the titanium oxide used as a raw material of a solid-phase synthesis method is higher than 90%, and is 100% or less, When the specific surface area is 150 to 300 m 2 / g, the same crystal structure of the rutile type enables uniform reaction, and also has a high specific surface area, thereby increasing the reactivity and having a desired crystallinity and particle diameter. It was found that an oxide powder was obtained.

또한, 상기 티탄산화물의 루틸형 결정의 결정자 직경이 10㎚ 이하이면 반응성이 보다 한층 높아짐으로써, 원하는 복합 산화물 분말이 얻어지는 것을 알아냈다. Furthermore, when the crystallite diameter of the rutile crystal of the titanium oxide was 10 nm or less, the reactivity was further increased to find that the desired composite oxide powder was obtained.

또한, 상기 티탄산화물이, 4염화티탄을 중화하여 얻어진 생성물을 150℃ 이하의 온도에서 건조시킨 것이 적합한 것 등을 알아내어, 본 발명을 완성하였다. In addition, it was found that the titanium oxide was suitable for drying the product obtained by neutralizing titanium tetrachloride at a temperature of 150 ° C. or lower, thereby completing the present invention.

즉, 본 발명은That is, the present invention

(1) X 선 회절법에 의해 구해지는 루틸화율이 90% 보다 높고, 100% 이하이며, 비표면적이 150 ∼ 300㎡/g 인 티탄산화물과 바륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘 및 납으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 원소를 함유하는 화합물을 혼합하고, 소성하는 것을 특징으로 하는 복합 산화물 분말의 제조 방법,(1) In the group consisting of titanium oxide having a rutile rate of 90% or more and 100% or less and a specific surface area of 150 to 300 m 2 / g and barium, strontium, calcium, magnesium and lead determined by X-ray diffraction; A method for producing a composite oxide powder, characterized by mixing and firing a compound containing at least one metal element selected,

(2) 상기 (1) 에 기재된 방법을 사용하여 제조된, 입자 직경이 0.06 ∼ 0.15㎛ 의 범위인 복합 산화물 분말, 특히 c/a 축비가 1.0075 ∼ 1.010 인 티탄산바륨 분말,(2) a composite oxide powder having a particle diameter in the range of 0.06 to 0.15 µm, especially a barium titanate powder having a c / a ratio of 1.0075 to 1.010, produced using the method described in (1) above,

(3) 상기 (2) 의 복합 산화물 분말 또는 티탄산바륨 분말을 소결한 세라믹 조성물,(3) a ceramic composition obtained by sintering the composite oxide powder or barium titanate powder of (2) above,

(4) 상기 (3) 에 기재된 세라믹 조성물과, 상기 세라믹 조성물을 사이에 두고 대향하도록 형성된 전극을 구비하는 세라믹 전자 부품, 특히 세라믹 조성물을 함유하는 복수의 층과, 상기 세라믹 조성물의 층간에 형성된 전극을 구비하는 적층 세라믹 전자 부품 등이다. (4) A ceramic electronic component having a ceramic composition as described in the above (3) and an electrode formed to face each other with the ceramic composition interposed therebetween, a plurality of layers containing a ceramic composition, and an electrode formed between the layers of the ceramic composition. Multilayer ceramic electronic components and the like.

본 발명은 티탄산바륨 등의 복합 산화물 분말을 제조하는 방법에 있어서, 원료의 티탄산화물로서 X 선 회절법에 의해 구해지는 루틸화율이 90% 보다 높고, 100% 이하이며, 비표면적이 150 ∼ 300㎡/g 인 티탄산화물을 사용함으로써, 입자 직경이 작고, 또한 결정성이 좋은 복합 산화물 분말이 얻어진다. In the method for producing a composite oxide powder such as barium titanate, the present invention provides a rutile ratio obtained by X-ray diffraction as a titanium oxide of a raw material of higher than 90%, 100% or less, and a specific surface area of 150 to 300 m 2. By using / g titanium oxide, a composite oxide powder having a small particle diameter and good crystallinity is obtained.

구체적으로는 입자 직경이 0.06 ∼ 0.15㎛ 의 범위이며, 또한 c/a 축비가 1.0075 ∼ 1.010 의 범위인 우수한 정방정성을 갖는 티탄산바륨 분말이 얻어진다. Specifically, barium titanate powder having excellent tetragonality in which the particle diameter is in the range of 0.06 to 0.15 µm and the c / a ratio is in the range of 1.0075 to 1.010 is obtained.

또한, 상기의 복합 산화물 분말의 결정성이 좋기 때문에 저온 소결성이나 내환원성이 개선되고, 소결체로 했을 때의 충전율을 높일 수 있어 유전성이나 압전성등의 특성을 개선할 수 있다. 이 때문에, 본 발명 방법에 의한 복합 산화물 분말을 소결한 세라믹 조성물을 사용하면 그 우수한 특성을 이용하여, 소형화, 경량화, 고성능화, 다기능화를 만족시키는 세라믹 전자 부품, 특히 적층 세라믹 전자 부품이 얻어진다. In addition, since the crystallinity of the composite oxide powder is good, low-temperature sintering resistance and reduction resistance can be improved, and the filling rate when the sintered body is used can be improved, and characteristics such as dielectric properties and piezoelectric properties can be improved. For this reason, when the ceramic composition which sintered the composite oxide powder by the method of this invention is used, the ceramic electronic component, especially laminated ceramic electronic component which satisfy | fills miniaturization, light weight, high performance, and multifunctionalization is obtained using the outstanding characteristic.

본 발명은 티탄산화물과 바륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘 및 납으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 원소를 함유하는 화합물을 혼합하고, 소성하는 복합 산화물 분말의 제조 방법으로서, X 선 회절법에 의해 구해지는 루틸화율이 90% 보다 높고, 100% 이하이며, 비표면적이 150 ∼ 300㎡/g 인 티탄산화물을 사용한다. 티탄산 화합물은 비표면적이 클수록 반응성이 좋기 때문에 바람직하지만, 지나치게 크면 이러한 티탄산화물을 제조하기 어려워지기 때문에, 비표면적이 160 ∼ 250㎡/g 이 바람직하고, 160 ∼ 200㎡/g 이 보다 바람직하다. 비표면적은 BET 법의 질소 흡착에 의해 구한다. The present invention provides a method for producing a composite oxide powder in which a compound containing titanium oxide and at least one metal element selected from the group consisting of barium, strontium, calcium, magnesium and lead is mixed and calcined. The rutile ratio obtained is higher than 90%, 100% or less, and uses a titanium oxide having a specific surface area of 150 to 300 m 2 / g. Although a titanic acid compound is preferable because a reactivity is so large that a specific surface area is large, since it becomes difficult to manufacture such a titanium oxide when it is too large, a specific surface area is preferable 160-250 m <2> / g, and 160-200 m <2> / g is more preferable. The specific surface area is obtained by nitrogen adsorption by the BET method.

상기의 티탄산화물은 티탄의 산화물 (이산화티탄), 혹은 티탄의 수화산화물, 함수산화물, 수산화물이라는 것을 함유하고, 그것에서 선택되는 적어도 1 종을 사용할 수 있다. 또한, 티탄산화물은 일반적으로 X 선 회절 피크로부터 루틸형 결정, 아나타스형 결정, 브루카이트형 결정이 확인된다. 본 발명의 티탄산화물로는 상기의 3 종류의 결정 구조 중 루틸형 결정이 많은 것으로서, X 선 회절법에 의해 구해지는 티탄산화물의 루틸화율이 90% 보다 높고, 100% 이하인 것이 사용되고, 95 ∼ 100% 가 보다 바람직하고, 아나타스형 결정, 브루카이트형 결정의 X 선 회절 피크가 인정되지 않는 정도의 루틸화율 100% 가 더욱 바람직하다. 티탄산화물의 루틸화율이란, 티탄산화물에 함유되는 루틸형 결정의 비율을 말하고, X 선 회절 (CuKα 선을 사용) 에 의해 루틸형 결정, 아나타스형 결정, 브루카이트 형태 결정의 존재, 혹은 부존재를 확인하여, 상기 3 종류의 결정형에 대한 루틸형 결정의 함유 비율을 구한다. 또한, 루틸형 결정의 (110) 면의 X 선 회절 피크의 반값폭으로부터 시라의 식 (식 1) 을 사용하여, 루틸형 결정의 결정자 직경을 구할 수 있다. 루틸형 결정의 결정자 직경으로는 반응성의 관점에서 보다 작은 것이 바람직하고, 10㎚ 이하가 보다 바람직하고, 1 ∼ 10㎚ 가 더욱 바람직하다. Said titanium oxide contains what is called an oxide of titanium (titanium dioxide), or a hydroxide of titanium, a hydrous oxide, and a hydroxide, and can use at least 1 sort (s) chosen from it. In addition, the titanium oxide generally has rutile crystals, anatase crystals and brookite crystals from X-ray diffraction peaks. The titanium oxide of the present invention has many rutile crystals among the above three types of crystal structures, and the rutile ratio of the titanium oxide obtained by the X-ray diffraction method is higher than 90%, 100% or less, and is used. % Is more preferable, and rutile ratio 100% of the extent to which the X-ray-diffraction peak of an anatase crystal and a brookite crystal is not recognized is still more preferable. The rutile rate of titanium oxide refers to the ratio of rutile crystals contained in the titanium oxide and refers to the presence or absence of rutile crystals, anatase crystals, brookite crystals by X-ray diffraction (using CuKα rays). It confirms and the content rate of the rutile type crystal | crystallization with respect to said 3 types of crystal form is calculated | required. Further, the crystallite diameter of the rutile crystal can be obtained from the half value width of the X-ray diffraction peak of the (110) plane of the rutile crystal using the Syrah's formula (Formula 1). As crystallite diameter of a rutile type crystal, a smaller thing is preferable from a reactive viewpoint, 10 nm or less is more preferable, and 1-10 nm is still more preferable.

식 1 : DHKL=K*λ/βcosθEquation 1: D HKL = K * λ / βcosθ

DHKL : 결정자 직경 (Å) D HKL : crystallite diameter (Å)

λ : X 선의 파장λ: wavelength of X-ray

β : 회절 피크의 반값폭β: half width of diffraction peak

θ : Bragg's 각θ: Bragg's angle

K : 상수 (=0.94)K: constant (= 0.94)

한편, 전자 현미경 사진에 의하면, 티탄산화물의 1 차 입자 직경은 1 ∼ 15 ㎚ 정도로 추정되고, 그 1 차 입자가 집합하여 2 차 입자를 형성하고 있어도 된다. 티탄산화물의 2 차 입자의 형상은 어떠한 형상의 것이어도 되고, 예를 들어, 입상, 구상, 대략 구상, 방추상 등의 것을 사용할 수 있다. 입상, 구상, 대략 구상의 경우, 입자 직경을 최대 직경 (수 평균) 으로 나타내면, 10 ∼ 300㎚ 가 바람직하고, 20 ∼ 150㎚ 가 보다 바람직하고, 30 ∼ 120㎚ 가 더욱 바람직하다. 또한, 방추상이란 실을 뽑는 추를 닮은 형을 말하고, 양단이 뾰족한 원주형을 닮은 형을 하고 있는 것이다. 이 때문에, 방추상에는 침상, 막대상, 기둥 상, 원주상, 다각주상 등으로 일반적으로 말해지는 것을 포함한다. 입자의 양단을 연결하는 길이를 장축 직경, 기둥부의 가장 굵은 부분의 길이를 단축 직경으로 하고, 그 장축 직경의 수평균 (평균 장축 직경) 과 단축 직경의 수평균 (평균 단축 직경) 의 비를 축비로 하면, 축비는 큰 쪽이 바람직하고, 구체적으로는 1.5 이상인 것이 바람직하다. 한편, 티탄산화물이 미립자가 되면 축비를 크게 하기가 어렵기 때문에 1.5 ∼ 5 정도가 보다 바람직하고, 1.5 ∼ 4 정도가 더욱 바람직하다. 티탄산화물의 평균 장축 직경은 10 ∼ 300㎚ 가 바람직하고, 20 ∼ 150㎚ 가 보다 바람직하고, 30 ∼ 120㎚ 가 더욱 바람직하다. 티탄산화물의 2 차 입자는 수 개 ∼ 수 백개가 추가로 응집하여 응집 입자를 형성하는 경우가 있다. 이와 같은 티탄산화물의 2 차 입자 형상, 평균 장축 직경, 평균 단축 직경은 전자 현미경으로 관찰하여 측정할 수 있다. On the other hand, according to an electron micrograph, the primary particle diameter of a titanium oxide is estimated to be about 1-15 nm, and the primary particle may aggregate and form secondary particle. The shape of the secondary particles of the titanium oxide may be any shape, for example, granular, spherical, substantially spherical, fusiform or the like can be used. In the case of a granular form, spherical shape or substantially spherical shape, when the particle diameter is represented by the maximum diameter (number average), 10-300 nm is preferable, 20-150 nm is more preferable, 30-120 nm is still more preferable. In addition, the fusiform refers to a shape resembling a weight to pull out a thread, and is shaped like a columnar with sharp ends. For this reason, fusiform forms include what is generally said to be needle-like, rod-shaped, columnar, columnar, polygonal, and the like. The length connecting the both ends of the particles is the major axis diameter and the length of the thickest part of the column is the minor axis diameter, and the ratio between the number average (average major axis diameter) of the major axis diameter and the number average (average minor axis diameter) of the minor axis diameter is measured. If it is ratio, the larger one is preferable, and it is preferable that it is 1.5 or more specifically. On the other hand, when titanium oxide becomes microparticles | fine-particles, since it is difficult to enlarge an axial ratio, about 1.5-5 are more preferable, and about 1.5-4 are more preferable. 10-300 nm is preferable, as for the average long-axis diameter of a titanium oxide, 20-150 nm is more preferable, 30-120 nm is still more preferable. Several secondary particles of the titanium oxide may further aggregate to form aggregated particles. The secondary particle shape, average major axis diameter, and average minor axis diameter of such titanium oxide can be observed by measuring with an electron microscope.

또한 예를 들어, 입상 입자는 응집하여 더욱 큰 다공질의 응집 입자를 형성하고, 방추상 입자는 별사탕을 닮은 응집 입자를 형성하는 경우도 있다.For example, granular particles may aggregate to form larger porous aggregated particles, and fusiform particles may form aggregated particles resembling star candy.

티탄산화물의 응집 입자에 관해서, 하기 방법에 의해 수중에서의 입자 직경 (50% 적산 직경 (메디안 직경)) 을 측정할 수 있고, 본 발명에서는 고상 합성의 반응성의 관점에서 0.06 ∼ 0.20㎛ 정도가 바람직하다. Regarding the aggregated particles of the titanium oxide, the particle diameter (50% accumulated diameter (median diameter)) in water can be measured by the following method, and in the present invention, about 0.06 to 0.20 µm is preferable from the viewpoint of reactivity of solid phase synthesis. Do.

수중에서의 입도 분포의 측정 방법Measurement method of particle size distribution in water

(1) 티탄산화물의 슬러리를 수산화나트륨 수용액으로 pH 를 10.8 로 조정한 후, 페인트 쉐이커에서 15 분간 분산시킨다. (1) The slurry of titanium oxide is adjusted to pH 10.8 with an aqueous sodium hydroxide solution, and then dispersed in a paint shaker for 15 minutes.

(2) P2O5 로 환산하여 0.3㎎ 의 헥사메탈린나트륨을 첨가한 물 300㎖ 에 수산화나트륨 수용액을 첨가하여 pH 를 10.5 로 조정하고, 측정용 분산매로 한다. (2) An aqueous sodium hydroxide solution is added to 300 ml of water to which 0.3 mg of hexamethalin sodium is added in terms of P 2 O 5 to adjust the pH to 10.5 to obtain a dispersion medium for measurement.

(3) 1 리터의 폴리에틸렌제 용기에, 상기의 측정용 분산매와, 페인트 쉐이커로 제작한 분산액 (티탄산화물 슬러리) 을 몇 방울 첨가하고 교반하여 현탁액을 조제한다. (3) A few drops of said measurement dispersion medium and the dispersion liquid (titanium oxide slurry) produced with the paint shaker were added to a 1-liter polyethylene container, and it stirred, and prepared suspension.

(4) 상기의 현탁액에, 초음파 발생기 (샤프 제조, UT-500) 로 1 분간 초음파를 조사하여, 시료를 분산시킨다. (4) The suspension is irradiated with ultrasonic waves for 1 minute with an ultrasonic generator (manufactured by Sharp, UT-500) to disperse the sample.

(5) 얻어진 분산액 중의 시료의 입도 분포를 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치 (HORIBA 제조, LA-910) 를 사용하여 측정한다. (5) The particle size distribution of the sample in the obtained dispersion liquid is measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring apparatus (manufactured by HORIBA, LA-910).

본 발명에서 사용하는 티탄산화물은 TiO2 순도가 99 중량% 이상의 고순도인 것이 바람직하고, 99.5 중량% 이상이 보다 바람직하고, 99.9 중량% 이상이 더욱 바람직하다. TiO2 순도는 수분, 강열 감량 성분 (Ig-Loss), 염소 원소, 탄소 원소를 제외한 불순물 (예를 들어, 규소, 철, 알루미늄, 니오브, 나트륨 등의 원소이 며, 그들의 산화물 환산량) 의 합량을 100 (%) 에서 뺀 수치로 나타낸다. 규소 등의 원소는 형광 X 선법, ICP 발광 분광 분석법 또는 원자 흡광법에 의해 분석한다. Titanium oxide used in the present invention is preferable that the TiO 2 purity of at least 99 wt% purity and 99.5% by weight is more preferable, and at least 99.9 wt% more preferred. TiO 2 purity refers to the sum of moisture, ignition loss component (Ig-Loss), chlorine, and impurities other than carbon (for example, elements such as silicon, iron, aluminum, niobium, sodium, and their oxide equivalents). It is shown by the numerical value subtracted from 100 (%). Elements such as silicon are analyzed by fluorescence X-ray method, ICP emission spectrometry, or atomic absorption method.

본 발명에서 사용하는 티탄산화물은 액상법, 기상법으로 제조할 수 있고, 루틸화율, 비표면적 등의 원하는 티탄산화물을 제조할 수 있는 조건을 적절히 선택한다. 액상법은 황산티탄, 황산티타닐, 4염화티탄, 티탄알콕시드 등의 티탄 화합물의 용액을 가수 분해, 중화하는 방법으로서, 비표면적이 높고, 루틸형 결정의 결정자 직경이 작은 것을 얻을 수 있기 쉽기 때문에 바람직하다. 구체적인 액상법으로는 예를 들어, 4염화티탄, 황산티타닐 등을 중화 혹은 가수 분해하여 얻어진 함수산화티탄을 수산화나트륨 등의 알칼리 금속 수산화물, 암모늄 화합물, 탄산암모늄 화합물, 아민 화합물 등의 염기 화합물 수용액 중에서 가열 처리한 후, 여과·세정하고, 이어서 염산 등의 강산 수용액 중에서 가열 처리하여 얻을 수 있다. 상기 염기 화합물로는 루틸화율 등의 점에서 수산화나트륨이 가장 바람직하고, 나트륨을 충분히 제거하기 위해서 산에 의한 리팅 등을 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 염산 처리를 3염화티탄의 존재 하에서 실시하면, 장축 직경이 비교적 크고, 결정자 직경이 작은 미세한 티탄산화물 미립자가 얻어지기 때문에 바람직한 방법이다. 얻어진 생성물은 분별하고, 건조시킨다. 건조 온도가 너무 높으면 비표면적이 저하되기 때문에, 건조 온도는 150℃ 이하의 온도가 바람직하다. 다른 방법으로서 4염화티탄을 중화하는 방법을 사용할 수 있다. 4염화티탄 용액을 교반하면서, 중화제를 적하하여 4염화티탄을 중화한다. 중화제로 는 수산화나트륨 등의 알칼리 금속 수산화물, 암모늄 화합물, 탄산암모늄 화합물, 아민 화합물 등을 사용할 수 있다. 이 방법에서도, 알칼리 금속 수산화물을 중화제로서 사용한 경우에는 알칼리 금속을 충분히 제거하기 위해서 산에 의한 리팅 등을 실시하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 얻어진 생성물은 상기와 동일하게 분별하고, 건조시킨다. 건조 온도가 150℃ 보다 높으면 중화 생성물의 비표면적이 저하되기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 건조의 하한 온도는 건조가 가능한 온도이면 어느 온도라도 된다. The titanium oxide used in the present invention can be produced by a liquid phase method or a gas phase method, and conditions for producing desired titanium oxide such as rutileization rate and specific surface area are appropriately selected. The liquid phase method is a method of hydrolyzing and neutralizing a solution of a titanium compound such as titanium sulfate, titanium sulfate, titanium tetrachloride, titanium alkoxide, etc., because a specific surface area is high and the crystallite diameter of the rutile crystal is easily obtained. desirable. As a specific liquid phase method, the hydrous titanium oxide obtained by neutralizing or hydrolyzing titanium tetrachloride, titanium sulfate, etc. in base compound aqueous solutions, such as alkali metal hydroxides, such as sodium hydroxide, an ammonium compound, an ammonium carbonate compound, and an amine compound, is mentioned, for example. After heat-processing, it can filter and wash, and then it can obtain by heat-processing in strong acid aqueous solutions, such as hydrochloric acid. As said base compound, sodium hydroxide is the most preferable at the point of rutile-ization rate, etc., In order to remove sodium sufficiently, it is preferable to carry out the etc. with acid. In addition, when the hydrochloric acid treatment is carried out in the presence of titanium trichloride, fine titanium oxide fine particles having a large major axis diameter and a small crystallite diameter are obtained, which is a preferable method. The obtained product is fractionated and dried. If the drying temperature is too high, the specific surface area decreases, so the drying temperature is preferably 150 ° C or lower. As another method, a method of neutralizing titanium tetrachloride can be used. While stirring the titanium tetrachloride solution, a neutralizing agent is added to neutralize the titanium tetrachloride. As the neutralizing agent, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, ammonium compounds, ammonium carbonate compounds, amine compounds and the like can be used. Also in this method, when alkali metal hydroxide is used as a neutralizing agent, it is preferable to carry out littering with an acid in order to sufficiently remove the alkali metal. The product thus obtained is fractionated and dried in the same manner as above. If the drying temperature is higher than 150 ° C, the specific surface area of the neutralized product tends to be lowered, which is not preferable. The minimum temperature of drying may be any temperature as long as drying temperature is possible.

한편, 티탄산화물의 기상 합성법은 4염화티탄 가스를 산소 가스로 산화하는 방법, 혹은 4염화티탄 가스를 수증기로 가수 분해하는 방법으로서, 고순도의 티탄산화물이 쉽게 얻어지는 방법이다. 수증기로 가수 분해하는 방법은 비표면적이 높고, 루틸화율이 높은 티탄산화물이 쉽게 얻어지기 때문에 보다 바람직하다. On the other hand, the gas phase synthesis method of titanium oxide is a method of oxidizing titanium tetrachloride gas with oxygen gas or hydrolyzing titanium tetrachloride gas with water vapor, and a method of easily obtaining high purity titanium oxide. The method of hydrolyzing with water vapor is more preferable because titanium oxide having a high specific surface area and high rutylation rate is easily obtained.

복합 산화물 분말을 제조하기 위한 일방의 원료인 바륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘 및 납으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 원소를 함유하는 화합물 (이하, 금속 화합물이라고 하는 경우도 있다) 로는 통상적인 고상 합성법으로 사용되는 것을 예외없이 사용할 수 있고, 그들 금속 원소의 산화물, 수산화물, 탄산염 등을 사용할 수 있다. 상기 금속 화합물로는 탄산염이 바람직하게 사용된다. 탄산염으로는 상기 금속 원소의 염화물, 질산염, 아세트산염 등의 수가용성 염의 수용액에 탄산알칼리, 탄산암모늄 등의 탄산 화합물을 첨가하거나, 혹은 탄산 가스를 불어 넣거나 하여, 중화하여 얻어지는 것을 사용해도 된다. 상기 금속 화합물은 비교적 부드럽고, 티탄산화물과의 혼합 과정에서 티탄산화물 에 의해 분쇄되기 쉽지만, 금속 화합물의 입자 직경이 복합 산화물 분말의 특성에도 영향을 미치기 때문에, 미립자의 금속 화합물을 사용하면 복합 산화물 분말의 미립자화에 유효하기 때문에 바람직하다. 예를 들어, 미립자의 지표로서 BET 법에 의한 비표면적으로 나타내면 5㎡/g 정도 이상이 바람직하고, 10㎡/g 정도 이상이 보다 바람직하고, 20㎡/g 정도 이상이 더욱 바람직하다. Compounds containing at least one metal element selected from the group consisting of barium, strontium, calcium, magnesium and lead, which are one raw materials for producing the composite oxide powder (hereinafter sometimes referred to as metal compounds), are usually What is used by the solid phase synthesis method can be used without exception, and oxides, hydroxides, carbonates, etc. of these metal elements can be used. As the metal compound, carbonate is preferably used. As a carbonate, you may use what is obtained by neutralizing by adding carbonic acid compounds, such as alkali carbonate and ammonium carbonate, or blowing carbonic acid gas, into aqueous solutions of water-soluble salts, such as the chloride, nitrate, and acetate of the said metal element. Although the metal compound is relatively soft and easily pulverized by the titanium oxide during mixing with the titanium oxide, the particle diameter of the metal compound also affects the properties of the composite oxide powder. It is preferable because it is effective for atomization. For example, when the specific surface area by BET method is represented as an index of fine particles, about 5 m 2 / g or more is preferable, about 10 m 2 / g or more is more preferable, and about 20 m 2 / g or more is more preferable.

상기의 티탄산화물과 금속 화합물을 혼합하여 원료 분말로 한다. 양방의 혼합량은 목적으로 하는 복합 산화물 분말에 따라 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 일반식 ABO3 형으로 나타나는 페로브스카이트형 구조를 갖는 복합 산화물 분말을 제조하려면, 바륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘 및 납으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 원자 (A) 는 티탄산화물의 Ti 원자 (B) 에 대한 원자비로 나타내어 바람직하게는 0.9 ∼ 2.0 의 범위, 보다 바람직하게는 0.95 ∼ 1.05의 범위, 더욱 바람직하게는 1.000 ∼ 1.035 의 범위가 되도록 혼합한다. 상기의 원자비가 0.9 보다 작으면 원하는 조성의 복합 산화물 분말이 얻어지기 어렵고, 잉여의 성분이 복합 산화물에 잔존하여 유전성이나 압전성 등의 특성을 저해하기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 폴리티탄산바륨, 구체적으로는 BaTi2O5, BaTi4O9, BaTi5O11, Ba2Ti9O20, Ba4Ti13O30, Ba6Ti17O40 등의 Ti/Ba 의 원자비 X 가 2 이상의 조성식을 갖는 티탄산바륨을 제조하려면, 그 소정의 원자비 X 에 대해, (X×0.95) ∼ (X×1.05) 의 범위가 되도록 각각의 원료를 혼합하는 것이 바람직하다. Said titanium oxide and a metal compound are mixed to make a raw material powder. Both mixing amounts can be set suitably according to the composite oxide powder made into the objective. For example, to prepare a composite oxide powder having a perovskite structure represented by the general formula ABO 3 , at least one metal atom (A) selected from the group consisting of barium, strontium, calcium, magnesium and lead is It is represented by the atomic ratio with respect to Ti atom (B) of a titanium oxide, Preferably it mixes in the range of 0.9-2.0, More preferably, it is the range of 0.95-1.05, More preferably, it is the range of 1.000-1.035. When the above atomic ratio is less than 0.9, it is not preferable because a complex oxide powder having a desired composition is hard to be obtained, and excess components remain in the complex oxide to easily inhibit characteristics such as dielectric property and piezoelectricity. In addition, polybarium titanate, specifically, of Ti / Ba, such as BaTi 2 O 5 , BaTi 4 O 9 , BaTi 5 O 11 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba 4 Ti 13 O 30 , Ba 6 Ti 17 O 40, and the like. In order to produce barium titanate having an atomic ratio X having a composition formula of two or more, it is preferable to mix the respective raw materials so that the predetermined atomic ratio X is in the range of (X × 0.95) to (X × 1.05).

이 혼합시에, 세라믹 조성물의 필요가 되는 특성에 따라, 지르코늄 화합물을 첨가하여 티탄산지르콘산염을 제조할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 첨가제로서 예를 들어 란탄, 세륨, 가드륨, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 이테르븀 등의 희토류 원소나 붕소, 알루미늄, 규소, 망간, 철, 니켈, 구리, 아연, 니오브, 이트륨, 텅스텐, 비스무트 등의 원소를 적절히 첨가해도 된다. 이들 첨가제는 산화물, 수산화물이거나 탄산염이어도 되고, 그 외의 화합물이어도 된다. 첨가량은 목적에 따라 적절히 설정할 수 있다. At the time of this mixing, a zirconium compound may be added to produce a zirconate titanate according to required properties of the ceramic composition. If necessary, as an additive, for example, rare earth elements such as lanthanum, cerium, gardium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium, boron, aluminum, silicon, manganese, iron, nickel, copper, zinc, niobium, yttrium You may add elements, such as tungsten and bismuth, suitably. These additives may be oxides, hydroxides, carbonates, or other compounds. The addition amount can be set suitably according to the objective.

혼합은 티탄산화물과 금속 화합물이 어느 정도 균일하게 혼합되는 정도이면 되고, 혼합도는 적절히 조정할 수 있다. 혼합 방법으로는 건식 혼합, 습식 혼합 중 어느 것이어도 되고, 예를 들어, 나사형 혼합기, 리본형 혼합기, 유동화형 혼합기 등의 고정형 혼합기, 원통형 혼합기, 쌍둥이 원통형 혼합기 등의 회전형 혼합기 등을 사용할 수 있다. 또한, 혼합 전에 압축 분쇄형, 충격 압축 분쇄형, 전단 분쇄형, 마찰 분쇄형 등의 분쇄기를 사용하여, 티탄산화물과 금속 화합물 각각을 혼합 전에 분쇄해도 되고, 또한, 분쇄시에 동시에 혼합해도 된다. 원료 분말이 미세할수록, 얻어지는 복합 산화물 분말은 미립자가 되기 쉽기 때문에, 원료 분말을 분쇄하는 것이 바람직하고, 분쇄기로는 예를 들어, 폴 밀, 비드 밀, 콜로이드 밀 등의 습식 분쇄기를 바람직하게 사용할 수 있다. 혼합 상태가 습식 분쇄기 등을 사용하여 습윤 상태 혹은 현탁 상태 (슬러리 상태) 에 있는 경우에는 필요에 따라 분별하여 건조시키고 분쇄해도 된다. Mixing should just be a degree to which titanium oxide and a metal compound are mixed uniformly to some extent, and a mixing degree can be adjusted suitably. As the mixing method, any of dry mixing and wet mixing may be used. For example, a fixed mixer such as a screw mixer, a ribbon mixer, a fluidized mixer, a rotary mixer such as a cylindrical mixer, a twin cylindrical mixer, or the like can be used. have. In addition, before mixing, the titanium oxide and the metal compound may be pulverized before mixing, or may be mixed at the same time during the pulverization, using a pulverizer such as a compression pulverizer, an impact compression pulverizer, a shear pulverizer, or a friction pulverizer. The finer the raw material powder is, the more likely the composite oxide powder is to become fine particles. Therefore, the raw material powder is preferably pulverized. For example, wet mills such as pole mills, bead mills, and colloid mills can be preferably used. have. When the mixed state is in a wet state or suspended state (slurry state) using a wet mill or the like, it may be fractionated, dried and pulverized as necessary.

이와 같이 하여 얻어진 원료 분말은 필요에 따라, 예를 들어 후술하는 유동층 소성이나 기체 유통식의 소성법 등을 사용한 고상 합성 반응에서는 적당한 입도 로 하기 위해서 조립하는 것이 바람직하고, 전동 조립, 유동층 조립, 기류층 조립, 교반 조립, 해쇄 조립, 압축 조립, 압출 조립, 액적 고화 조립 등의 통상적인 방법에 의해 조립할 수 있다. 습식 분쇄기 등을 사용하여 현탁 상태 (슬러리 상태) 인 경우에는 스프레이드라이어 등을 사용하여 분무 건조시켜 건조 조립하는 것이 바람직하다. 분무 건조에 의한 조립은 원료 분말의 비산이나 불균일한 기체 접촉을 방지할 뿐만 아니라, 조립 분체의 입도가 비교적 맞춰져 있기 때문에, 균일한 고상 합성을 기대할 수 있어 바람직하다. 조립 분체의 평균 입도는 유동 가능한 크기, 혹은 비산의 정도를 고려하여 임의로 조정할 수 있고, 예를 들어, 1 ∼ 10000㎛ 정도이면 되고, 5 ∼ 3000㎛ 정도이면 비산이 보다 적기 때문에 바람직하고, 10 ∼ 1000㎛ 정도이면 보다 바람직하고, 20 ∼ 500㎛ 정도이면 더욱 바람직하다. 조립 분체는 구상, 대략 구상, 판상, 입방체상, 직육면체상, 막대상이나, 분말 내부에 공간을 갖는 중공상 등 어떠한 형상이어도 되지만, 유동하기 쉬운 형상이 바람직하고, 예를 들어 구상, 대략 구상, 중공상 등의 형상이 바람직하다. 또한, 분쇄, 혼합, 조립시에, 원료 분말 등에 계면 활성제, 수지, 분산제 등의 유기 화합물을 필요에 따라 배합할 수도 있다. 조립시, 특히 분무 건조시에 수지를 첨가하면, 결합제로서 작용하여 조립 분체의 입도를 조정하는 것 이외에, 수지가 소성시에 분해하여 생성한 공극에 의해 다공질이 되어 조립 분체 내부로부터 발생 가스 (예를 들어, 탄산 가스 등) 의 방출을 도모하는 것으로도 되기 때문에 바람직하다. 사용되는 재료는 특별히 한정되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택하여 필요량을 사용한다. 예를 들어, 수지로는 수계 아크릴 수지, 수계 멜라민 수지, 수계 우레탄 수지 등을 사용할 수 있고, 원료 분말에 대해 1 ∼ 20 중량% 정도 첨가하는 것이 바람직하다. Thus, the raw material powder thus obtained is preferably granulated in order to obtain an appropriate particle size in a solid phase synthesis reaction using, for example, fluidized bed firing or a gas flow firing method, which will be described later. The granulation can be carried out by conventional methods such as layer granulation, stirring granulation, disintegration granulation, compression granulation, extrusion granulation and droplet solidification granulation. In the case of a suspended state (slurry state) using a wet grinder or the like, spray drying using a spray dryer or the like is preferably carried out to dry granulation. Granulation by spray drying is preferable because it not only prevents scattering of the raw material powder and uneven gas contact, but also the granular powders of the granulated powders are relatively matched, so that uniform solid phase synthesis can be expected. The average particle size of the granulated powder can be arbitrarily adjusted in consideration of the flowable size or the degree of scattering, and for example, it may be about 1 to 10000 µm, and preferably about 5 to 3000 µm, since the scattering is less, it is preferable. It is more preferable in it being about 1000 micrometers, and it is still more preferable in it being about 20-500 micrometers. The granulated powder may be any shape, such as spherical shape, substantially spherical shape, plate shape, cube shape, cuboid shape, rod shape, or hollow shape having a space inside the powder, but a shape that is easy to flow is preferable, for example, spherical shape, approximately spherical shape, hollow shape Shapes such as phases are preferred. In addition, organic compounds, such as surfactant, resin, and a dispersing agent, can also be mix | blended as needed at the time of grinding | pulverization, mixing, and granulation. When the resin is added during granulation, particularly during spray drying, it acts as a binder to adjust the particle size of the granulated powder, and in addition, the resin is made porous by the voids generated and decomposed at the time of firing to generate gas from the inside of the granulated powder (eg For example, since carbon dioxide gas etc.) can also be discharged, it is preferable. The material used is not specifically limited, According to the objective, it selects suitably and uses a required amount. For example, an aqueous acrylic resin, an aqueous melamine resin, an aqueous urethane resin, etc. can be used as resin, and it is preferable to add about 1-20 weight% with respect to raw material powder.

다음으로, 상기의 원료 분말이나 그것을 조립한 조립 분체 (이하, 원료 분말과 조립 분체를 아울러 원료 분말 등이라고 하는 경우가 있다) 를 소성 장치에 주입한다. 사용하는 소성 장치는 통상적인 고상 합성법 등으로 사용되는 소성로나 기타 무기 화학 분야, 특히 세라믹스 분야에서 사용되는 가열로를 사용할 수 있고, 대기압 미만에서 소성할 수 있는 진공 소성로, 감압 소성로나, 원료 분말 등을 유동시키면서 소성할 수 있는 유동층 소성로, 기체 유통식의 소성로를 바람직하게 사용할 수 있다. 소성 온도, 소성 유지 시간은 복합 산화물 분말에 따라 적절히 설정할 수 있는데, 예를 들어 500 ∼ 1100℃ 정도이면 되고, 소성 시간은 예를 들어 0.5 ∼ 10 시간 정도 유지하면 된다. 또한, 소성이 종료된 후는 취출 온도까지 냉각하지만, 냉각의 속도는 적절히 설정할 수 있고, 서서히 냉각하거나 급속히 냉각해도 된다. Next, said raw material powder and granulated powder which granulated it (Hereinafter, a raw material powder and granulated powder may be called a raw material powder etc.) are injected into a baking apparatus. The firing apparatus to be used may be a firing furnace used in a conventional solid phase synthesis method or the like and a heating furnace used in other inorganic chemical fields, particularly in the ceramics field, and may be a vacuum firing furnace, a reduced pressure firing furnace, a raw material powder, etc. The fluidized bed kiln which can be baked while flowing, and the gas distribution type kiln can be used preferably. Although baking temperature and baking holding time can be set suitably according to a composite oxide powder, what is necessary is just about 500-1100 degreeC, for example, what is necessary is just to hold | maintain baking time about 0.5 to 10 hours, for example. Moreover, after baking is complete | finished, although it cools to extraction temperature, the rate of cooling can be set suitably and you may cool slowly or rapidly.

상기의 원료 분말 등을 소성 장치에 주입하고, 실온으로부터 소정의 소성 온도에 이를 때까지 승온을 개시하면, 통상적으로 그 도중의 온도 영역으로부터 티탄산화물과 금속 화합물의 반응 혹은 유기 화합물의 분해 등에 수반하여 탄산 가스, 수증기 등이 발생한다. 이 탄산 가스 등을 소성 장치의 밖으로 배기하면, 결정성이 보다 높은 복합 산화물 분말이 얻어지기 때문에 바람직하다. 구체적으로는 진공 소성로, 감압 소성로를 사용하여 원료 분말 등을 대기압 미만에서 소성하 는 것이 바람직하고, 전압이 1×103Pa 이하의 분위기 압력 하에서 실시하는 것이 보다 바람직하고, 전압이 1×101 ∼ 1×103Pa 의 분위기 압력 하에서 실시하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 탄산 가스 등을 소성 장치의 밖으로 배기하기 위해서, 기체를 유통하면서 소성하는 기체 유통식 소성로, 예를 들어, 회전 전기로, 고정 플로어 전기로 등의 소성로를 사용할 수 있다. 유통하는 기체는 후술하는 유동층 소성로에 사용하는 기체와 동종인 것을 사용할 수 있다. When the raw material powder or the like is injected into the firing apparatus and the temperature rise is started from the room temperature until the predetermined firing temperature is reached, the reaction between the titanium oxide and the metal compound or the decomposition of the organic compound is usually carried out from the temperature range in the middle thereof. Carbon dioxide gas, steam, etc. are generated. When this carbon dioxide gas etc. are exhausted out of a baking apparatus, since composite oxide powder with higher crystallinity is obtained, it is preferable. Specifically, it is preferable to fire the raw material powder or the like under a atmospheric pressure using a vacuum firing furnace or a reduced pressure firing furnace, more preferably, under a atmospheric pressure of 1 × 10 3 Pa or less, and a voltage of 1 × 10 1 It is more preferable to carry out under an atmospheric pressure of ˜1 × 10 3 Pa. Moreover, in order to exhaust carbonic acid gas etc. out of a baking apparatus, the gas distribution type baking furnace which bakes while circulating gas, for example, baking furnaces, such as a rotary electric furnace and a fixed floor electric furnace, can be used. The gas to be used may be the same as the gas used in the fluidized bed kiln described later.

다른 방법으로서 유동층 소성로를 사용하여, 원료 분말 등을 유동시키면서 소성하는 방법이 보다 바람직하다. 유동 상태는 균일 유동층 (완전 유동층) 을 형성하는 유동 상태가 바람직하고, 한편, 유동층 내에 기포가 생기는 농후 유동층 상태이어도 되고, 혹은 원료 분말 등의 일부가 고정층을 형성하여, 잔부가 유동 되고 있는 상태이어도 된다. 유동 상태의 조정은 원료 분말 등의 입도와 통기하는 기체의 유속 (유량) 등으로 실시할 수 있다. 기체의 통기는 탄산 가스 등의 발생 개시 온도 영역으로부터 발생 종료 온도 영역까지가 적어도 일부의 기간, 바람직하게는 모든 기간에 걸쳐서 실시하면, 원료 분말 등을 유동시키면서, 발생하는 탄산 가스 등을 소성 장치 밖으로 효율적으로 배기할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 필요에 따라 승온 개시의 단계로부터 기체를 통기해도 되고, 발생 종료 이후로는 소성 종료까지 기체를 통기해도 되며, 또한 얻어진 복합 산화물 분말을 꺼낼 때까지 기체를 통기해도 된다. 탄산 가스 등의 발생 개시 온도는 사용하는 금속 화합물의 종류, 조성이나 첨가제 등에 의해 상이하지만, 원료 분말 등을 열 분석하면 탄산 가스 등의 발생 개시 온도, 발생 종료 온도를 파악할 수 있다. 예를 들어, 티탄산화물과 탄산바륨을 혼합한 원료 분말의 탄산 가스의 발생 개시 온도는 약 500℃ 정도가 되는 것으로 생각된다. 한편, 발생 종료 온도는 약 850℃ 정도가 되는 것으로 생각되기 때문에, 약 500 ∼ 850℃ 사이에서는 기체를 통기하는 것이 바람직하다. As another method, the method of baking while flowing a raw material powder etc. using a fluidized bed kiln is more preferable. The fluidized state is preferably a fluidized state that forms a homogeneous fluidized bed (complete fluidized bed), and may be a rich fluidized bed in which bubbles are formed in the fluidized bed, or a part of raw material powder or the like forms a fixed bed and the remainder is in a fluidized state. do. The adjustment of the fluid state can be carried out at the particle size of the raw material powder or the like and the flow rate (flow rate) of the gas to be vented. When the gas is aerated from the generation start temperature range such as carbon dioxide gas to the end generation temperature range for at least a part of the period, preferably all the periods, the carbon dioxide generated is flowed out of the firing apparatus while the raw material powder is flowed. It is preferable because it can exhaust efficiently. In addition, if necessary, the gas may be vented from the step of starting temperature rise, the gas may be vented until the end of firing after the end of the generation, and the gas may be vented until the obtained composite oxide powder is taken out. Although the generation start temperature of carbonic acid gas differs according to the kind, composition, additives, etc. of the metal compound to be used, when the raw material powder etc. are thermally analyzed, the generation start temperature and generation end temperature of carbon dioxide gas can be grasped | ascertained. For example, it is thought that generation | occurrence | production start temperature of the carbon dioxide gas of the raw material powder which mixed titanium oxide and barium carbonate becomes about 500 degreeC. In addition, since generation | occurrence | production end temperature is considered to be about 850 degreeC, it is preferable to ventilate a gas between about 500-850 degreeC.

통기하는 기체로는 통상적인 유동층 소성로에 사용되는 기체를 사용할 수 있지만, 탄산 가스가 함유되어 있으면 복합 산화물 분말의 결정성 등에 영향을 주기 때문에 바람직하지 않고, 탄산 가스 함유량이 적은 기체 혹은 탄산 가스를 함유하지 않는 기체를 선택하는 것이 좋다. 이 때문에, 탄산 가스 함유량이 0 ∼ 0.5 용적% 의 기체를 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 탄산 가스 함유량이 0 ∼ 0.1 용적% 이며, 더욱 바람직하게는 탄산 가스 함유량이 0 ∼ 0.05 용적% 이다. 이와 같은 기체로서 예를 들어, 질소, 아르곤, 헬륨, 공기, 산소, 합성 공기, 건조 공기 (드라이 에어), 압축 공기 등을 사용할 수 있고, 이들로부터 선택되는 1 종의 기체 또는 2 종 이상의 혼합 기체를 사용할 수 있다. 공기, 합성 공기, 건조 공기 (드라이 에어), 압축 공기에는 약 400ppm 정도의 소량의 탄산 가스가 함유되어 있지만, 이 정도의 양으로는 영향이 없는 것을 확인하였다. 또한, 공기, 합성 공기, 건조 공기 (드라이 에어), 압축 공기를 사용하면 소성 시에 원료 분말 등이 환원되기 어렵기 때문에, 균질한 복합 산화물 분말을 얻어지기 쉬워져 바람직하다. 통기하는 기체는 소성 장치에 도입하기 전에 미리 가열 하면 소성 장치의 급격한 온도 저하를 방지할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 통기하는 기체에 의해 발생하는 탄산 가스 등의 적어도 일부를 소성 장치 밖으로 배기할 수 있지만, 한편, 통기하는 기체를 순환 사용할 수도 있어, 그 때의 순환 기체 중의 탄산 가스 함유량은 상기의 범위로 하는 것이 바람직하다. As the gas to be vented, a gas used in a conventional fluidized bed kiln can be used. However, if carbon dioxide gas is contained, it is not preferable because it affects the crystallinity of the composite oxide powder and the like, and it contains a gas or carbon dioxide gas having a low carbon dioxide gas content. It is better to choose a gas that does not. For this reason, it is preferable to use the gas of 0-0.5 volume% of carbonic acid gas content, More preferably, the carbonic acid gas content is 0-0.1 volume%, More preferably, the carbonic acid gas content is 0-0.05 volume%. . As such a gas, for example, nitrogen, argon, helium, air, oxygen, synthetic air, dry air (dry air), compressed air and the like can be used, and one kind of gas selected from these or two or more kinds of mixed gases can be used. Can be used. Although air, synthetic air, dry air (dry air), and compressed air contained a small amount of about 400 ppm of carbon dioxide, it was confirmed that this amount had no effect. Moreover, when air, synthetic air, dry air (dry air), and compressed air are used, since raw material powder etc. are hard to be reduced at the time of baking, it is easy to obtain a homogeneous composite oxide powder, and it is preferable. Since the gas to be vented is heated before it is introduced into the sintering device, it is preferable because it can prevent the rapid temperature drop of the sintering device. Moreover, although at least one part of carbon dioxide gas etc. which generate | occur | produces with the gas ventilated can be exhausted out of a baking apparatus, on the other hand, the gas ventilated can also be circulated and the carbon dioxide gas content in the circulating gas at that time is made into the said range. It is preferable.

상기 방법에 의해, 미립자이며, 또한 결정성이 높은 복합 산화물 분말, 구체적으로는 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산납, 티탄산지르콘산납, 칼슘 변성 티탄산바륨, 희토류 원소 변성 티탄산바륨 등의 페로브스카이트형 구조를 갖는 화합물, Ti/Ba 의 원자비가 2 이상의 조성식을 갖는 폴리티탄산바륨 등을 제조할 수 있다. 복합 산화물 분말의 입자 직경으로는 바람직하게는 0.01 ∼ 0.3㎛ 의 범위의 것, 보다 바람직하게는 0.015 ∼ 0.2㎛ 의 범위의 것, 더욱 바람직하게는 0.01 ∼ 0.15㎛ 의 범위의 것, 가장 바람직하게는 0.06 ∼ 0.15㎛ 의 범위의 것 이 얻어진다. 복합 산화물 분말의 입자 직경 (d) 은 복합 산화물 분말을 구상으로 가정하고, BET 법에 의한 비표면적 a (㎡/g) 를 사용하는 하기 식 2 에 의해 구한다. By the above method, a perovskite structure such as a composite oxide powder having fine particles and high crystallinity, such as barium titanate, strontium titanate, lead titanate, lead zirconate titanate, calcium modified barium titanate, and rare earth element-modified barium titanate A compound having a compound of the foregoing and a barium polycarbonate having an atomic ratio of Ti / Ba having a composition formula of 2 or more can be produced. The particle diameter of the composite oxide powder is preferably in the range of 0.01 to 0.3 μm, more preferably in the range of 0.015 to 0.2 μm, still more preferably in the range of 0.01 to 0.15 μm, most preferably The range of 0.06-0.15 micrometers is obtained. The particle diameter (d) of the composite oxide powder is assumed to be spherical and is obtained by the following equation 2 using the specific surface area a (m 2 / g) by the BET method.

식 2 … d=(6/ρ)/a Equation 2. d = (6 / ρ) / a

단, ρ 는 비중이며, 티탄산바륨 분말의 경우에는 ρ=5.90 을 사용한다. However, ρ is specific gravity, and in the case of barium titanate powder, ρ = 5.90 is used.

또한, 얻어진 복합 산화물 분말의 결정성은 X 선 회절 측정을 실시하고, 어느 결정면에 의한 회절 피크의 피크 높이 또는 반값폭으로부터 평가하지만, 보다 정밀하게는 X 선 회절 데이터를 기본으로 리트벨트 해석을 실시하여 판단한다. 특히 티탄산바륨 분말의 경우에는 결정 격자의 c 축과 a 축의 비 (c/a 축비) 로부터 판단하지만, c/a 축비가 클수록 정방정계 티탄산바륨의 결정성이 높아진다. 구체적으로는 본 발명 방법에 의하면 c/a 축비를 1.0075 ∼ 1.010, 더욱 바람직하게는 1.0080 ∼ 1.010 의 범위로 할 수 있다. 결정성이 낮은 복합 산화물 분말, 특히 1.006 미만의 티탄산바륨 분말에서는 전자 부품으로서 사용하는 것에 강유전성이 부족하기 때문에, c/a 축비를 크게 하려면, 추가적인 열처리를 필요로 하여, 입자 성장을 초래하는 결과가 된다. 정방정 티탄산바륨의 c/a 축비의 이론값은 a=3.994, c=4.038 의 값으로부터 c/a=1.011 로 산출되고, 한편, 입방정 티탄산바륨의 c/a 축비는 1.000 이다. In addition, the crystallinity of the obtained composite oxide powder is measured by X-ray diffraction and evaluated from the peak height or half value width of the diffraction peak by any crystal plane. To judge. Particularly in the case of barium titanate powder, it is judged from the ratio of the c-axis to the a-axis (c / a axis ratio) of the crystal lattice, but the larger the c / a ratio, the higher the crystallinity of the tetragonal barium titanate. Specifically, according to the method of the present invention, the c / a ratio can be in the range of 1.0075 to 1.010, more preferably 1.0080 to 1.010. The composite oxide powder having low crystallinity, particularly barium titanate powder of less than 1.006, lacks ferroelectricity for use as an electronic component. Therefore, in order to increase the c / a ratio, additional heat treatment is required, resulting in grain growth. do. The theoretical value of the c / a axis ratio of tetragonal barium titanate is computed from the values of a = 3.994 and c = 4.038 as c / a = 1.011, and the c / a axis ratio of cubic barium titanate is 1.000.

또한, 세라믹 조성물의 조제시에는 복합 산화물 분말에 필요에 따라 첨가제를 혼합해도 된다. 첨가제로는 세라믹 조성물의 필요로 되는 특성에 따라, 예를 들어 란탄, 세륨, 가드리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 이테르븀 등의 희토류 원소나 붕소, 알루미늄, 규소, 망간, 철, 니켈, 구리, 아연, 니오브, 이트륨, 텅스텐, 비스무트 등의 원소를 적절히 사용해도 된다. 또한, 소결시에 입자 성장이나 세라믹 조성물의 전기 특성을 제어하기 위한 첨가제로서 예를 들어, 붕소, 비스무트 이외에, 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속, 철, 망간, 코발트, 니켈, 니오브 등의 전이 금속, 또한 규소, 알루미늄 등의 원소의 화합물을 들 수 있다. 이와 같은 첨가제는 복합 산화물 분말의 분쇄의 단계에 첨가해도 되고, 분쇄 후에 혼합해도 된다. 혹은 복합 산화물 분말의 소결 공정의 임의의 단계에서 첨가해도 된다. 첨가량은 필요량을 적절히 설정할 수 있다. 혼합기는 통상적으로, 무기 화학 분야, 특히 세라믹스 분야에서 사용되는 혼합기, 혹은 전자 재료의 분야에 있어서 사용되는 혼합기를 사용할 수 있다. 또한, 분쇄, 혼합시 에, 계면 활성제, 수지, 분산제 등의 유기 화합물을 첨가할 수도 있다. 이와 같이 하여 세라믹 조성물 원료를 조제할 수 있다. In addition, at the time of preparation of a ceramic composition, you may mix an additive with a composite oxide powder as needed. As the additive, depending on the properties required of the ceramic composition, for example, rare earth elements such as lanthanum, cerium, gardium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium, boron, aluminum, silicon, manganese, iron, nickel, copper , Such as zinc, niobium, yttrium, tungsten and bismuth, may be appropriately used. In addition, as an additive for controlling particle growth and electrical properties of the ceramic composition during sintering, for example, transitions of alkali metals such as lithium, sodium, potassium, iron, manganese, cobalt, nickel, niobium, and the like, in addition to boron and bismuth The compound of elements, such as a metal and also silicon and aluminum, is mentioned. Such additives may be added to the step of pulverizing the composite oxide powder or may be mixed after pulverization. Or you may add at the arbitrary stage of the sintering process of composite oxide powder. The addition amount can set a required amount suitably. The mixer can usually use a mixer used in the field of inorganic chemistry, especially ceramics, or a mixer used in the field of electronic materials. In addition, organic compounds, such as surfactant, resin, and a dispersing agent, can also be added at the time of grinding | pulverization and mixing. In this way, the ceramic composition raw material can be prepared.

적어도 복합 산화물 분말을 함유하는 상기의 세라믹 조성물 원료는 소결시켜 세라믹 조성물로 하여, 예를 들어 세라믹 전자 부품의 재료로서 바람직하게 사용된다. 세라믹 전자 부품은 세라믹 조성물과, 이 세라믹 조성물을 사이에 두고 대향하도록 형성된 전극을 구비한다. 또한, 세라믹 전자 부품으로서 적층 세라믹 전자 부품은 세라믹 조성물을 함유하는 복수의 층과, 상기 세라믹 조성물의 층간에 형성된 전극을 구비한 것이다. 구체적인 적층 세라믹 전자 부품은 적층 세라믹 콘덴서로서, 복수의 적층된 세라믹 조성물층 (유전체층) 과, 이들 세라믹 조성물층 사이의 특정 계면을 따라 형성된 내부 전극을 포함하는 적층체를 구비한 것이다. 적층체의 내부에는 내부 전극으로서의 제 1 내부 전극과 제 2 내부 전극이 교대로 배치되고, 제 1 내부 전극은 제 1 외부 전극에 전기적으로 접속되도록, 제 2 내부 전극은 동일하게 제 2 외부 전극에 전기적으로 접속되도록, 각 단연을 적층체의 단면에 노출시킨 상태에서 각각 형성한다. 전극으로는 예를 들어, 백금, 팔라듐, 니켈, 은 구리 등의 금속 혹은 그들의 합금을 사용할 수 있다. 적층 세라믹 전자 부품의 세라믹 조성물의 각층의 두께는 가능한 한 얇은 쪽이 좋고, 1㎛ 이하인 것이 바람직하다. The above-mentioned ceramic composition raw material containing at least a composite oxide powder is sintered and used as a ceramic composition, for example as a material of a ceramic electronic component. The ceramic electronic component includes a ceramic composition and electrodes formed to face each other with the ceramic composition interposed therebetween. Moreover, a multilayer ceramic electronic component as a ceramic electronic component is equipped with the some layer containing a ceramic composition, and the electrode formed between the layers of the said ceramic composition. A specific multilayer ceramic electronic component is a multilayer ceramic capacitor provided with a laminated body including a plurality of laminated ceramic composition layers (dielectric layers) and internal electrodes formed along specific interfaces between these ceramic composition layers. Inside the stack, the second inner electrode is similarly connected to the second outer electrode such that the first inner electrode and the second inner electrode as the inner electrode are alternately disposed, and the first inner electrode is electrically connected to the first outer electrode. Each edge is formed in the state exposed to the end surface of a laminated body so that it may be electrically connected. As the electrode, for example, a metal such as platinum, palladium, nickel, silver copper, or an alloy thereof can be used. The thickness of each layer of the ceramic composition of the multilayer ceramic electronic component is preferably as thin as possible, and preferably 1 μm or less.

세라믹 조성물이나 세라믹 전자 부품은 종래의 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 세라믹 조성물은 예를 들어, 적어도 복합 산화물 분말을 함유하는 세라믹 조성물 원료를 바인더와 혼합한 후, 가압 성형하여 소정 형상의 그린 펠릿으로 형성하거나 혹은 시트 성형법이나 인쇄법 등의 방법을 사용하여 기판 상에 소정 두께의 그린 시트를 형성하고, 이어서, 소결시킨다. 세라믹 전자 부품은 예를 들어, 상기의 그린 펠릿의 양면에 전극 공금속을 배합한 페이스트 등을 인쇄 혹은 도포하여, 소결하는 방법, 혹은 상기의 그린 시트를 형성하고, 이어서, 그 위에 내부 전극용 금속을 배합한 페이스트 등을 인쇄 혹은 도포하여, 그것을 복수회 반복한 후에 소결시키는 방법 등을 사용할 수 있다. 소결 조건은 세라믹 조성물 원료의 소결도에 따라 적절히 설정할 수 있는데, 소결 온도는 예를 들어, 1000 ∼ 1500℃ 정도가 바람직하고, 1100 ∼ 1300℃ 정도가 보다 바람직하다. 소결 시간도 세라믹 조성물 원료의 조성에 따라 적절히 설정할 수 있는데, 0.5 ∼ 10 시간 정도가 바람직하다. 소결시의 분위기는 산소, 공기, 합성 공기, 건조 공기 (드라이 에어), 압축 공기 등의 산소 함유 가스이어도 되지만, 전극용 금속이 산화되지 않는 분위기가 바람직하고, 비산화성의 가스, 예를 들어 질소, 아르곤, 헬륨 등을 바람직하게 사용할 수 있고 또한, 수소, 일산화탄소, 암모니아 등의 환원성 가스도 바람직하게 사용할 수 있다. The ceramic composition and the ceramic electronic component can be manufactured using a conventional method. The ceramic composition may be, for example, mixed with a binder with a ceramic composition raw material containing at least a composite oxide powder, and then press-molded to form a green pellet having a predetermined shape or on a substrate using a method such as sheet molding or printing. A green sheet having a predetermined thickness is formed and then sintered. The ceramic electronic component is, for example, a method of sintering by printing or applying a paste containing an electrode co-metal or the like on both surfaces of the green pellet, or forming the green sheet, and then on the internal electrode metal thereon. The paste etc. which mix | blended this, etc. are printed or apply | coated, and it repeats it several times, and the method of sintering, etc. can be used. Although sintering conditions can be set suitably according to the sintering degree of a ceramic composition raw material, about 1000-1500 degreeC is preferable and, for example, about 1100-1300 degreeC is more preferable. Although sintering time can also be set suitably according to the composition of a ceramic composition raw material, about 0.5 to 10 hours are preferable. The atmosphere at the time of sintering may be an oxygen-containing gas such as oxygen, air, synthetic air, dry air (dry air), or compressed air, but an atmosphere in which the electrode metal is not oxidized is preferable, and a non-oxidizing gas such as nitrogen , Argon, helium and the like can be preferably used, and reducing gases such as hydrogen, carbon monoxide and ammonia can also be preferably used.

실시예Example

이하에 실시예, 비교예를 들어, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. Although an Example and a comparative example are given to the following and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not restrict | limited by these Examples.

실시예 1Example 1

4염화티탄을 중화하여 얻어진 생성물을 130℃ 의 온도에서 건조시킨 티탄산화물(상기한 방법으로 측정한 비표면적 190㎡/g, 평균 장축 직경 80㎚, 축비 3 의 방추상 이산화티탄, TiO2 순도 99.98 중량%, 루틸화율 100%, 루틸형 결정의 결정자 직경 9㎚, 수중에서의 50% 적산 직경 0.077㎛) 과 탄산바륨 (비표면적 30㎡/g) 을 바륨/티탄의 원자비가 1.000 이 되도록 칭량하고, 볼 밀을 사용하여 습식 분쇄 혼합하고, 이어서, 혼합 슬러리를 증발 건조시키고, 유발에서 분쇄하여 원료 분말로 하였다.Titanium oxide, obtained by neutralizing titanium tetrachloride, dried at a temperature of 130 ° C. (specific surface area 190 m 2 / g measured by the above-described method, 80 nm in average long axis diameter, fusiform titanium dioxide having an aspect ratio of 3, and TiO 2 purity 99.98 Weigh%, rutile rate 100%, crystalline diameter of rutile crystals 9 nm, 50% cumulative diameter 0.077 μm in water and barium carbonate (specific surface area 30 m 2 / g) were weighed so that the atomic ratio of barium / titanium was 1.000. , Wet milling and mixing using a ball mill, and then the mixed slurry was evaporated to dryness and ground in a mortar to obtain a raw powder.

이어서, 얻어진 원료 분말을 20㎜ 의 두께가 되도록 50cc 의 도가니에 넣고, 이 도가니를 분위기 제어가 가능한 고정 플로어 전기로에 두어 감압 하 (200 ∼ 500Pa) 의 분위기 압력 하에서 실온으로부터 850℃ 로 승온시키고, 5 시간 유지하고 소성하여, 티탄산바륨 분말(시료 A) 을 얻었다. Subsequently, the obtained raw powder was placed in a 50 cc crucible so as to have a thickness of 20 mm, and the crucible was placed in a fixed floor electric furnace capable of controlling the atmosphere, and the temperature was raised from room temperature to 850 ° C. under an atmospheric pressure under reduced pressure (200 to 500 Pa). It hold | maintained and baked for time, and obtained the barium titanate powder (sample A).

실시예 2Example 2

상기의 실시예 1 에 있어서, 소성 온도를 900℃ 로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 본 발명의 티탄산바륨 분말 (시료 B) 을 얻었다. In the said Example 1, it carried out similarly to Example 1 except having set baking temperature to 900 degreeC, and obtained the barium titanate powder (sample B) of this invention.

실시예 3Example 3

상기의 실시예 1 에 있어서, 소성 온도를 950℃ 로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 본 발명의 티탄산바륨 분말 (시료 C) 을 얻었다. In the said Example 1, the barium titanate powder (sample C) of this invention was obtained like Example 1 except having set baking temperature to 950 degreeC.

실시예 4Example 4

상기 실시예 1 에서 얻어진 티탄산화물과 탄산바륨의 혼합 슬러리를 스프레이 드라이어에 의해 건조, 조립하였다. 조립 분체의 평균 입자 직경은 50㎛이었다. The mixed slurry of the titanium oxide and barium carbonate obtained in Example 1 was dried and granulated with a spray dryer. The average particle diameter of the granulated powder was 50 micrometers.

이어서, 조립 분체를 종형의 소형 유동층 소성로에 투입하고, 유동용 가스로서 건조 공기 (탄산 가스 400ppm 정도 함유) 를 가스선 속도 1.73㎝/초로 통기하여 상기의 조립 분체를 유동시키면서, 실온으로부터 950℃ 로 승온시키고, 0.5 시간 유지하고 소성하여, 본 발명의 티탄산바륨 분말 (시료 D) 을 얻었다. 또한, 건조 공기의 통기는 승온 개시부터 시료 취득까지의 소성 전체 공정 사이에 실시하고, 건조 공기의 통기에 의해, 조립 분체를 유동시켜, 발생한 탄산 가스를 유동층 소성로의 계외로 배출하였다. Subsequently, the granulated powder was introduced into a vertical small fluidized bed kiln, and the dry granules (containing about 400 ppm of carbonate gas) were blown at a gas line speed of 1.73 cm / sec as a gas for flow, and the granulated powder was heated to 950 ° C. while flowing the granulated powder. It was hold | maintained for 0.5 hour, and it baked and obtained the barium titanate powder (sample D) of this invention. In addition, aeration of dry air was performed between the whole baking processes from a temperature start to sample acquisition, the granulated powder was made to flow by aeration of dry air, and the carbon dioxide gas which was generated was discharged | emitted out of the system of the fluidized bed kiln.

실시예 5Example 5

상기의 실시예 4 에 있어서, 유지 시간을 1 시간으로 하는 것 이외에는 실시예 4 와 동일하게 하여, 본 발명의 티탄산바륨 분말 (시료 E) 을 얻었다. In Example 4 mentioned above, the barium titanate powder (sample E) of this invention was obtained like Example 4 except having made holding time into 1 hour.

실시예 6Example 6

상기의 실시예 4 에 있어서, 유지 시간을 1.5 시간으로 하는 것 이외에는 실시예 4 와 동일하게 하여, 본 발명의 티탄산바륨 분말 (시료 F) 을 얻었다. In Example 4 mentioned above, the barium titanate powder (sample F) of the present invention was obtained in the same manner as in Example 4 except that the holding time was 1.5 hours.

비교예 1Comparative Example 1

상기의 실시예 1 에서 사용한 티탄산화물 대신에, 비표면적 115㎡/g 의 티탄산화물 (루틸화율 100%, 루틸형 결정의 결정자 직경 13㎚, 실시예 1 에서 사용한 티탄산화물을 175℃ 로 가열한 것) 을 사용한 것, 감압 하 (200 ∼ 500Pa) 의 분위기 압력 하에서 실온으로부터 800℃ 로 승온시키고, 5 시간 유지하여 소성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 티탄산바륨 분말 (시료 G) 을 얻었다. Titanium oxide having a specific surface area of 115 m 2 / g instead of the titanium oxide used in Example 1 (rutinization rate of 100%, crystallite diameter of 13 nm of rutile crystal, heated titanium oxide used in Example 1 at 175 ° C) ) And the barium titanate powder (sample G) was obtained like Example 1 except having heated up to 800 degreeC from room temperature under atmospheric pressure under pressure reduction (200-500 Pa), hold | maintained for 5 hours, and baking.

이와 같이 하여 얻어진 시료 A ∼ G 의 티탄산바륨 분말을 BET 법에 의해 비 표면적 a (㎡/g) 를 측정하고, 평균 입자 직경 d (㎛) 를 구하였다. Thus, the specific surface area a (m <2> / g) was measured for the barium titanate powder of samples A-G obtained by BET method, and the average particle diameter d (micrometer) was calculated | required.

또 X 선 회절법으로 얻어진 데이터를 사용하여 리트벨트 해석을 실시하여 정방정 티탄산바륨의 격자 상수 a 와 c 를 구하여 결정성 평가 (정방정성) c/a 축비를 산출하였다. Furthermore, Rietveld analysis was performed using the data obtained by the X-ray diffraction method, and the lattice constants a and c of the tetragonal barium titanate were obtained to calculate the crystallinity evaluation (square crystal) c / a ratio.

이 결과의 표 1 로부터, 본 발명의 티탄산바륨 분말은 입자 직경이 비교적 작고, 게다가, 높은 c/a 축비를 갖고, 우수한 정방정성 (테트라고날리티) 을 갖는 것을 알 수 있었다. From Table 1 of the results, it was found that the barium titanate powder of the present invention has a relatively small particle diameter, high c / a ratio, and excellent tetragonality (tetragonality).

Figure 112008060946210-PAT00001
Figure 112008060946210-PAT00001

실시예 1 ∼ 3 에 기재된 실험을 수 차례 실시한 결과, 얻어진 티탄산바륨 분말의 품질에 편차가 적은 것을 확인하였다. 또한, 본 발명에서는 티탄산바륨 이외에, 티탄산스트론튬, 티탄산납, 지르콘산납, 티탄산지르콘산납, 칼슘 변성 티탄산바륨, 희토류 원소 변성 티탄산바륨 등의 페로브스카이트형 구조를 갖는 화합물, Ti/Ba 의 원자비가 2 이상의 조성식을 갖는 폴리티탄산바륨 등도 동일하게 제조할 수 있는 것을 확인하였다. 또한, 얻어진 복합 산화물 분말을 소결하여 세라믹 조성물을 얻고, 그것을 사용하여 세라믹 전자 부품으로 한 경우에서도, 본 발명의 우위성을 확인하였다. As a result of conducting the experiments described in Examples 1 to 3 several times, it was confirmed that the variation in the quality of the obtained barium titanate powder was small. Further, in the present invention, in addition to barium titanate, an atomic ratio of Ti / Ba to a compound having a perovskite-type structure such as strontium titanate, lead titanate, lead zirconate, lead zirconate titanate, calcium modified barium titanate and rare earth element modified barium titanate is 2 It was confirmed that the barium polytitanate having the above composition formula can be produced in the same manner. Moreover, the superiority of this invention was confirmed also when the obtained composite oxide powder was sintered to obtain a ceramic composition and it was used as the ceramic electronic component.

본 발명의 복합 산화물 분말은 미립자로서 높은 결정성을 갖기 때문에, 그것을 소결시킴으로써 유전성이나 압전성 등의 우수한 특성을 갖는 세라믹 조성물을 간편, 또한 용이하게 제조할 수 있다. 그 세라믹 조성물은 세라믹 전자 부품, 특히 적층 세라믹 전자 부품에 사용하면, 소형화, 경량화, 고성능화, 다기능화 등을 만족시킬 수 있는 것으로 기대된다. Since the composite oxide powder of this invention has high crystallinity as microparticles | fine-particles, by sintering it, the ceramic composition which has the outstanding characteristics, such as dielectric property and piezoelectricity, can be manufactured simply and easily. The ceramic composition is expected to be able to satisfy miniaturization, light weight, high performance, and multifunctionality when used in ceramic electronic components, particularly multilayer ceramic electronic components.

도 1 은 실시예 1 에서 사용한 티탄산화물의 입자 구조를 나타내는 전자 현미경 사진이다. 1 is an electron micrograph showing the particle structure of the titanium oxide used in Example 1. FIG.

도 2 는 실시예 1 에서 사용한 티탄산화물의 X 선 회절 패턴이다. 2 is an X-ray diffraction pattern of the titanium oxide used in Example 1. FIG.

Claims (10)

X 선 회절법에 의해 구해지는 루틸화율이 90% 보다 높고, 100% 이하이며 비표면적이 150 ∼ 300㎡/g 인 티탄산화물과, 바륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘 및 납으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 원소를 함유하는 화합물을 혼합하고, 소성하는 것을 특징으로 하는 복합 산화물 분말의 제조 방법. At least one selected from the group consisting of titanium oxides having a rutile rate of 90% or more and 100% or less and a specific surface area of 150 to 300 m 2 / g and barium, strontium, calcium, magnesium and lead determined by X-ray diffraction; A method for producing a composite oxide powder, comprising mixing and firing a compound containing one kind of metal element. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 티탄산 화합물에 함유되는 루틸형 결정의 결정자 직경이 10㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 복합 산화물 분말의 제조 방법. A method for producing a composite oxide powder, wherein the crystallite diameter of the rutile crystal contained in the titanate compound is 10 nm or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 티탄산 화합물이 4염화티탄을 중화하여 얻어진 생성물을 150℃ 이하의 온도에서 건조시킨 것인 것을 특징으로 하는 복합 산화물 분말의 제조 방법. A method for producing a composite oxide powder, wherein the product obtained by neutralizing titanium tetrachloride is dried at a temperature of 150 ° C. or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기의 소성을 전압 1×103Pa 이하의 분위기 압력 하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 복합 산화물 분말의 제조 방법. Said firing is performed under atmospheric pressure of voltage 1 * 10 <3> Pa or less, The manufacturing method of the composite oxide powder characterized by the above-mentioned. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기의 혼합물을 유동 상태에서 소성하는 것을 특징으로 하는 복합 산화물 분말의 제조 방법. Process for producing a composite oxide powder, characterized in that the mixture is calcined in a fluid state. 제 1 항에 기재된 방법을 사용하여 제조된 입자 직경이 0.06 ∼ 0.15㎛ 의 범위인 복합 산화물 분말. The composite oxide powder whose particle diameter manufactured using the method of Claim 1 is a range of 0.06-0.15 micrometers. 제 1 항에 기재된 방법을 사용하여 제조된 입자 직경이 0.06 ∼ 0.15㎛ 의 범위이며, c/a 축비가 1.0075 ∼ 1.010 인 티탄산바륨 분말. Barium titanate powder whose particle diameter manufactured using the method of Claim 1 is 0.06-0.15 micrometers, and whose c / a ratio is 1.0075-1.010. 적어도 제 6 항에 기재된 복합 산화물 분말 또는 제 7 항에 기재된 티탄산바륨 분말을 소결한 세라믹 조성물. The ceramic composition which sintered at least the composite oxide powder of Claim 6, or the barium titanate powder of Claim 7. 제 8 항에 기재된 세라믹 조성물과, 상기의 세라믹 조성물을 사이에 두고 대향하도록 형성된 전극을 구비하는 세라믹 전자 부품. The ceramic electronic component provided with the ceramic composition of Claim 8, and the electrode formed so that the said ceramic composition may oppose. 제 8 항에 기재된 세라믹 조성물을 함유하는 복수의 층과, 상기 세라믹 조성물의 층간에 형성된 전극을 구비하는 적층 세라믹 전자 부품. A multilayer ceramic electronic component comprising a plurality of layers containing the ceramic composition according to claim 8 and an electrode formed between the layers of the ceramic composition.
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