KR20220032588A - 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말 및 산화아연 소결체, 그리고, 이들의 제조 방법 - Google Patents

산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말 및 산화아연 소결체, 그리고, 이들의 제조 방법 Download PDF

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KR20220032588A
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요시미 나카타
에츠로우 우다가와
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제이에프이미네라르 가부시키가이샤
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Abstract

소성될 때의 질량 감소가 억제된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말을 제공한다. 이 산화아연 분말은, 금속 원소 M 을 함유하고, 하기 조건 1 또는 조건 2 를 만족한다.
(조건 1) 상기 금속 원소 M 이, Bi, Co, Cr, Cu, In, Ni, Mn 및 Sb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M1-1, 또는, 상기 금속 원소 M1-1 과, Al 및 Ga 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M2 의 조합, 이고, 상기 금속 원소 M 의 함유량이 10 몰ppm 이상 10 몰％ 이하이다.
(조건 2) 상기 금속 원소 M 이, Ba, Ce, La, Nb, Pr 및 Sr 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M1-2, 또는, 상기 금속 원소 M1-2 와 상기 금속 원소 M2 의 조합, 이고, 상기 금속 원소 M 의 함유량이 10 몰ppm 이상 2 몰％ 이하이다.

Description

산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말 및 산화아연 소결체, 그리고, 이들의 제조 방법
본 발명은 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말 및 산화아연 소결체, 그리고, 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 여러 가지 방법에 의해 제조된 산화아연 분말이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조).
일본 공개특허공보 2009-269946호
산화아연 분말을, 임의로 성형한 후에, 소성한다. 이에 따라, 산화아연 분말이 소결한 산화아연 소결체가 얻어진다.
산화아연 분말을, 소성 (특히, 고온 대기 분위기, 저산소 분압 분위기 등의 분위기 중에서 소성) 할 때에, 질량 감소가 발생하는 경우가 있다.
질량 감소가 크면, 얻어지는 산화아연 소결체에 있어서, 강도 저하, 전기 특성의 변화, 광학 특성의 변화 등이 발생하는 경우가 있다. 또, 질량 감소가 크면, 아연의 증발에 의해, 소성에 사용한 노 (爐) 의 내부가 아연 오염될 우려도 있다.
그래서, 본 발명은, 소성될 때의 질량 감소가 억제된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 상기 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말을 사용하여 얻어지는 산화아연 소결체를 제공하는 것도 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 상기 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말 및 상기 산화아연 소결체를 제조하는 방법을 제공하는 것도 목적으로 한다.
본 발명자들이 예의 검토한 결과, 하기 구성을 채용함으로써, 상기 목적이 달성되는 것을 알아내었다.
즉, 본 발명은 이하의 [1] ∼ [8] 을 제공한다.
[1] 산화아연 소결체의 제조에 사용하는 산화아연 분말로서, 금속 원소 M 을 함유하고, 하기 조건 1 또는 조건 2 를 만족하는, 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말.
조건 1
상기 금속 원소 M 이, Bi, Co, Cr, Cu, In, Ni, Mn 및 Sb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M1-1, 또는, 상기 금속 원소 M1-1 과, Al 및 Ga 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M2 의 조합, 이고, 하기 식 (I) 로 나타내는 상기 금속 원소 M 의 함유량이, 10 몰ppm 이상, 10 몰％ 이하이다.
조건 2
상기 금속 원소 M 이, Ba, Ce, La, Nb, Pr 및 Sr 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M1-2, 또는, 상기 금속 원소 M1-2 와, Al 및 Ga 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M2 의 조합, 이고, 하기 식 (I) 로 나타내는 상기 금속 원소 M 의 함유량이, 10 몰ppm 이상, 2 몰％ 이하이다.
{nM / (nZn ＋ nM)} (I)
단, 식 (I) 중, nM 은 상기 산화아연 분말 중의 상기 금속 원소 M 의 물질량을 나타내고, nZn 은 상기 산화아연 분말 중의 Zn 의 물질량을 나타내고, nZn 및 nM 의 단위는 모두 몰이다.
[2] 상기 금속 원소 M 의 EPMA 매핑 측정으로부터 구하는 변동 계수 C.V.값이 30 ％ 이하인, 상기 [1] 에 기재된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말.
[3] 상기 금속 원소 M 의 EPMA 매핑 측정으로부터 구하는 적산 강도 비율이 0.1 ％ 이하인, 상기 [1] 에 기재된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말.
[4] 상기 금속 원소 M 의 염과, 아연염, 탄산염 및 알칼리와의 침전물 생성 반응에 의해 생성되는, 상기 금속 원소 M 을 함유하는 염기성 탄산아연을, 열 처리함으로써 얻어지는, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말.
[5] 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말이 소결한, 산화아연 소결체.
[6] 스퍼터 타깃, 가스 센서, 배리스터 또는 고온로의 세라믹 구조체인, 상기 [5] 에 기재된 산화아연 소결체.
[7] 상기 금속 원소 M 의 염과, 아연염, 탄산염 및 알칼리와의 침전물 생성 반응에 의해, 상기 금속 원소 M 을 함유하는 염기성 탄산아연을 생성시키고, 상기 염기성 탄산아연을 열 처리함으로써, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말을 얻는, 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말의 제조 방법.
[8] 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말을, 800 ℃ 이상의 고온 대기 분위기, 또는, 1.0 × 10-3 ㎫ 이하의 저산소 분압 분위기 중에서 소성함으로써, 상기 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말이 소결한 산화아연 소결체를 얻는, 산화아연 소결체의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 소성될 때의 질량 감소가 억제된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말을 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 상기 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말을 사용하여 얻어지는 산화아연 소결체를 제공할 수도 있다.
또, 본 발명에 의하면, 상기 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말 및 상기 산화아연 소결체를 제조하는 방법을 제공할 수도 있다.
[산화아연 분말]
본 발명의 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말 (이하, 간단히 「본 발명의 산화아연 분말」 이라고도 한다) 은, 산화아연 소결체의 제조에 사용하는 산화아연 분말로서, 금속 원소 M 을 함유하고, 하기 조건 1 또는 조건 2 를 만족한다.
(조건 1)
금속 원소 M 이, Bi, Co, Cr, Cu, In, Ni, Mn 및 Sb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M1-1, 또는, 금속 원소 M1-1 과, Al 및 Ga 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M2 의 조합이다.
하기 식 (I) 로 나타내는 금속 원소 M 의 함유량 (금속 원소 M 의 물질량의 비율) 이, 10 몰ppm 이상, 10 몰％ 이하이다.
(조건 2)
금속 원소 M 이, Ba, Ce, La, Nb, Pr 및 Sr 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M1-2, 또는, 금속 원소 M1-2 와, Al 및 Ga 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M2 의 조합이다.
하기 식 (I) 로 나타내는 금속 원소 M 의 함유량 (금속 원소 M 의 물질량의 비율) 이, 10 몰ppm 이상, 2 몰％ 이하이다.
{nM / (nZn ＋ nM)} (I)
단, 식 (I) 중, nM 은 산화아연 분말 중의 금속 원소 M 의 물질량을 나타내고, nZn 은 산화아연 분말 중의 Zn 의 물질량을 나타내고, nZn 및 nM 의 단위는 모두 몰이다.
금속 원소 M1-1 은, Zn 에 대한 원자 반경 또는 이온 반경의 차가, 30 ％ 이하이다. 금속 원소 M1-2 는, Zn 에 대한 원자 반경 또는 이온 반경의 차가, 30 ％ 초과이다.
후술하는 바와 같이, 본 발명의 산화아연 분말을 소성함으로써, 산화아연 소결체가 얻어진다.
이 때, 본 발명의 산화아연 분말은, 800 ℃ 이상의 고온 대기 분위기, 또는, 1.0 × 10-3 ㎫ 이하의 저산소 분압 분위기 (이하, 편의적으로 「특정 분위기」 라고도 한다) 중에서 소성되는 경우가 있다.
본 발명의 산화아연 분말은, 상기 서술한 조건 1 또는 조건 2 를 만족함으로써, 특정 분위기 중에서 소성되는 경우이더라도, 질량 감소가 억제된다.
이것은, 적당량의 금속 원소 M 이, 아연과 산소의 결합 강도의 향상에 기여하기 때문인 것으로 추측되지만, 이것 이외의 이유라도, 본 발명의 범위 내로 한다.
고온 대기 분위기에 있어서의 온도는, 800 ℃ 이상이며, 1000 ℃ 이상이어도 되고, 1200 ℃ 이상이어도 된다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 2000 ℃ 이하이고, 1800 ℃ 이하여도 된다.
저산소 분압 분위기에 있어서의 산소 분압은, 1.0 × 10-3 ㎫ 이하이며, 1.0 × 10-4 ㎫ 이하여도 되고, 1.0 × 10-5 ㎫ 이하여도 되고, 1.0 × 10-8 ㎫ 이하여도 되고, 1.0 × 10-9 ㎫ 이하여도 된다. 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1.0 × 10-13 ㎫ 이상이고, 1.0 × 10-12 ㎫ 이상이어도 된다.
질량 감소를 보다 억제할 수 있다는 이유에서, 금속 원소 M 의 함유량은, 20 몰ppm 이상이 바람직하고, 50 몰ppm 이상이 보다 바람직하고, 100 몰ppm 이상이 더욱 바람직하고, 200 몰ppm 이상이 특히 바람직하다.
상기 서술한 조건 1 을 만족하는 경우, 질량 감소를 보다 억제할 수 있다는 이유에서, 금속 원소 M 의 함유량은, 8 몰％ 이하가 바람직하고, 6 몰％ 이하가 보다 바람직하고, 4 몰％ 이하가 더욱 바람직하고, 2 몰％ 이하가 특히 바람직하다.
마찬가지로, 상기 서술한 조건 2 를 만족하는 경우, 질량 감소를 보다 억제할 수 있다는 이유에서, 금속 원소 M 의 함유량은, 1.5 몰％ 이하가 바람직하고, 1 몰％ 이하가 보다 바람직하고, 0.5 몰％ 이하가 더욱 바람직하고, 0.2 몰％ 이하가 특히 바람직하다.
금속 원소 M 으로서 금속 원소 M2 를 추가로 함유함으로써, 도전성이 우수하다. 이것은, Al 및 Ga 가 캐리어로서 작용하기 때문인 것으로 추측된다.
도전성이 보다 우수하다는 이유에서, 금속 원소 M2 의 함유량은, 10 몰ppm 이상이 바람직하고, 50 몰ppm 이상이 보다 바람직하고, 100 몰ppm 이상이 더욱 바람직하고, 150 몰ppm 이상이 특히 바람직하다.
이상 (異相) 석출이 억제되고 도전성이 보다 우수하다는 이유에서, 금속 원소 M2 의 함유량은, 2000 몰ppm 이하가 바람직하고, 1200 몰ppm 이하가 보다 바람직하고, 800 몰ppm 이하가 더욱 바람직하고, 300 몰ppm 이하가 특히 바람직하다.
본 발명의 산화아연 분말은, X 선 회절에 의해 구해지는 결정자 사이즈 (이하, 간단히 「결정자 사이즈」 라고도 한다) 가 20 ∼ 300 ㎚ 이고, BET 법에 의해 구해지는 입자경 (이하, 「BET 지름」 이라고도 한다) 이 20 ∼ 350 ㎚ 이고, 경장부피 밀도 (untamped density) (이하, 간단히 「부피 밀도」 라고도 한다) 가 0.20 g/㎤ 이상이며, 탭 밀도가 0.60 g/㎤ 이상인 것이 바람직하다.
경장 부피 밀도는, JIS R 9301-2-3 에서 정해진 방법을 사용하여 구한다. 즉, 정치 (靜置) 한 용적 100 mL 의 용기 중에, 산화아연 분말을 자유롭게 낙하시켜 모은 산화아연 분말의 질량을 구한다. 이 질량을 용기의 체적으로 나눈 값을, 경장 부피 밀도로 한다.
탭 밀도는, 다음과 같이 구한다. 먼저, 상기와 동일한 용기 내에 산화아연 분말을 넣고, 태핑 장치를 사용하여, 산화아연 분말의 체적이 그 이상 감소하지 않을 때까지 탭한다. 산화아연 분말의 질량을, 탭 후의 산화아연 분말의 체적으로 나누고, 얻어지는 값을 탭 밀도로 한다.
〈변동 계수 C.V.값〉
본 발명의 산화아연 분말에 있어서, 금속 원소 M 의 EPMA 매핑 측정으로부터 구하는 변동 계수 C.V.값은, 30 ％ 이하가 바람직하고, 25 ％ 이하가 보다 바람직하다. 변동 계수 C.V.값이 이 범위이면, 산화아연 분말 중에 있어서, 금속 원소 M 이 균일하게 분산되어 있어, 질량 감소를 보다 억제할 수 있다.
변동 계수 C.V.값은, 다음과 같이 구한다.
먼저, 산화아연 분말의 시료를 가압 성형하여, 직경 10 ㎜ 의 펠릿을 제조한다.
제조한 펠릿에 Pt-Pd 증착을 실시하고 나서, 금속 원소 M 에 대해, EPMA (전자선 마이크로 애널라이저) 매핑 측정을 실시한다.
측정 조건은, 가속 전압이 15 ㎸, 빔 전류가 200 nA, 빔 직경이 2 ㎛φ 스텝 사이즈가 2 ㎛, 측정 점수가 150 × 330 점, 분석 영역이 300 ㎛ × 660 ㎛, 적산 시간이 50 밀리초이다.
EPMA 에 의한 금속 원소 M 매핑의 전체 측정점에 대해, 평균 강도 및 표준 편차를 구한다. 표준 편차를 평균 강도로 나누어 백분율로 나타낸 것을, 변동 계수 C.V.값 (단위 : ％) 으로 한다.
〈적산 강도 비율〉
본 발명의 산화아연 분말에 있어서, 금속 원소 M 의 EPMA 매핑 측정으로부터 구하는 적산 강도 비율은, 0.1 ％ 이하가 바람직하고, 0.05 ％ 이하가 보다 바람직하다. 적산 강도 비율이 이 범위이면, 산화아연 분말 중에 있어서, 금속 원소 M 이 균일하게 분산되어 있어, 질량 감소를 보다 억제할 수 있다.
적산 강도 비율은, 다음과 같이 구한다.
먼저, 변동 계수 C.V.값을 구하는 경우와 동일하게 하여, 금속 원소 M 에 대해, EPMA 매핑 측정을 실시한다.
EPMA 에 의한 금속 원소 M 매핑의 각 측정점에 있어서의 강도를 사용하여, 가로축이 각 측정점의 강도, 세로축이 빈도를 나타내는 히스토그램을 작성한다. 최대 빈수의 강도에, 그 최대 빈수의 강도의 제곱근의 10 배값을 가산한 값을 임계값으로 한다. 이 임계값 이상의 영역의 전체 강도 (전역 적산) 에 대한 적산 강도 비율 (단위 : ％) 을 산출한다.
〈산화아연 분말의 제조 방법〉
본 발명의 산화아연 분말을 제조하는 방법으로는, 금속 원소 M 의 염과, 아연염, 탄산염 및 알칼리와의 침전물 생성 반응에 의해, 금속 원소 M 을 함유하는 염기성 탄산아연을 생성시키고, 생성한 염기성 탄산아연을 열 처리함으로써, 본 발명의 산화아연 분말을 얻는 방법 (이하, 편의적으로 「본 발명의 분말 제조 방법」 이라고도 한다) 이 바람직하다.
본 발명의 분말 제조 방법에 의해 얻어지는 산화아연 분말은, 고상법 (산화아연 분말에 금속 원소 M 의 산화물 분말을 첨가하여, 혼합하는 방법) 등의 다른 방법에 의해 얻어진 산화아연 분말과 비교하여, 금속 원소 M 의 함유량이 동일하면, 아연의 증발이 적고, 특정 분위기 중에서 소성될 때의 질량 감소가 억제된다.
본 발명의 분말 제조 방법에 의해 상기 효과가 얻어지는 이유로는, 예를 들어, 금속 원소 M 을 함유하는 염기성 탄산아연 (전구체) 을 경유함으로써, 얻어지는 산화아연 분말에 있어서, 금속 원소 M 이, 분자 레벨로 균일하게 존재하고, 아연과 산소의 결합 강도의 향상에 기여하는 등의 이유를 생각할 수 있다.
본 발명의 분말 제조 방법에 있어서, 금속 원소 M 의 염, 아연염, 탄산염 및 알칼리는, 모두, 수용액의 양태로 사용되는 것이 바람직하다.
침전물 생성 반응은, 구체적으로는, 예를 들어, 아연염의 수용액 및 금속 원소 M 의 염의 수용액 (바람직하게는, 아연염 및 금속 원소 M 의 염의 혼합 수용액) 을, 탄산염의 수용액에 적하하여 실시하는 것이 바람직하다. 이 적하 중, 탄산염의 수용액에, 알칼리의 수용액을 송액하여, 탄산염의 수용액의 pH 를 일정값으로 유지하는 것이 바람직하다.
일정값으로 유지되는 pH 는, 6.0 이상이 바람직하고, 7.0 이상이 보다 바람직하다. 한편, 10.0 이하가 바람직하고, 9.0 이하가 보다 바람직하고, 8.0 이하가 더욱 바람직하다.
침전물 생성 반응에 의해, 염기성 탄산아연은, 침전물의 형태로 얻어진다. 침전물은, 교반 양생하는 것이 바람직하다.
교반 양생의 시간은, 1 시간 이상이 바람직하고, 5 시간 이상이 보다 바람직하고, 10 시간 이상이 더욱 바람직하고, 15 시간 이상이 특히 바람직하다. 교반 양생의 시간이 긴 경우, 교반 양생의 시간이 짧은 경우와 비교하여, 금속 원소 M 의 함유량이 동일하면, 얻어지는 산화아연 분말의 경장 부피 밀도 및 탭 밀도가 높아진다. 또, 얻어지는 산화아연 분말을 사용함으로써, 성형체 및 소결체의 밀도가 높아진다.
교반 양생의 시간이 짧은 경우, 일차 입자끼리가, 층상 수산화물의 특징적인 형상인 플레이크상으로 연결되기 쉬운 것으로 생각된다. 이에 반해, 교반 양생의 시간이 길어짐으로써, 일차 입자끼리가, 교반에 의해 충돌을 반복해서 플레이크 형상이 소실되고, 과립상이 되기 쉬운 것으로 생각된다.
또한, 교반 양생의 시간은, 용액의 농도나 교반력에 따르지만, 상한은, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 32 시간 이하이고, 24 시간 이하가 바람직하다.
침전물 생성 반응 및 교반 양생에 있어서, 탄산염의 수용액의 온도는, 45 ℃ 미만으로 유지하는 것이 바람직하고, 25 ℃ 이하로 유지하는 것이 보다 바람직하다.
금속 원소 M 의 염으로는, 수용성이 양호한 염을 적합하게 들 수 있으며, 예를 들어, 금속 원소 M 의 질산염, 금속 원소 M 의 염화물, 금속 원소 M 의 황산염, 이들의 수화물 등이 바람직하다.
아연염으로는, 수용성이 양호한 염을 적합하게 들 수 있으며, 예를 들어, 질산아연, 황산아연, 염화아연, 아세트산아연, 이들의 수화물 등이 바람직하다.
알칼리로는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등을 적합하게 들 수 있다. 수용액의 양태인 경우, 암모늄수여도 된다.
탄산염으로는, 예를 들어, 탄산암모늄, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 (중조) 등을 들 수 있다.
얻어지는 본 발명의 산화아연 분말이 상기 서술한 조건 1 을 만족하는 경우, 침전물 생성 반응에 의해 생성되는 염기성 탄산아연은, 하기 식 (1) 로 나타내는 염기성 탄산아연을 함유하는 것이 바람직하다.
(Zn1-xMx)4∼6(CO3)1∼3(OH)6∼7·nH2O (1)
단, 식 (1) 중, x 는, 1 × 10-5 ∼ 0.1 의 수를 나타내고, n 은, 0 ∼ 2 의 수를 나타낸다.
얻어지는 본 발명의 산화아연 분말이 상기 서술한 조건 2 를 만족하는 경우, 침전물 생성 반응에 의해 생성되는 염기성 탄산아연은, 하기 식 (2) 로 나타내는 염기성 탄산아연을 함유하는 것이 바람직하다.
(Zn1-xMx)4∼6(CO3)1∼3(OH)6∼7·nH2O (2)
단, 식 (2) 중, x 는, 1 × 10-5 ∼ 0.02 의 수를 나타내고, n 은, 0 ∼ 2 의 수를 나타낸다.
상기 식 (1) 또는 (2) 로 나타내는 염기성 탄산아연은, 하이드로진사이트 (Zn5(CO3)2(OH)6·2H2O) 의 아연의 일부를 금속 원소 M 으로 치환하고, 분자 사이즈로 균일하게 금속 원소 M 을 함유하는 염기성 탄산아연이라고 말할 수 있다. 이와 같은 염기성 탄산아연도, 이하에서는, 편의적으로, 하이드로진사이트라고 부르는 경우가 있다. 단, 금속 원소 M 을 과잉으로 함유하는 경우에는, 하이드로진사이트와는 상이한 복수 (復水) 산화물이 되는 경우도 있다.
침전물 생성 반응에 의해 생성되는 염기성 탄산아연은, 이와 같은 하이드로진사이트를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 주성분이란, 구성 물질 중 가장 많은 성분을 말하며, 바람직하게는 50 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 60 질량％ 이상의 성분을 말한다.
침전물 생성 반응에 의해 얻어진 염기성 탄산아연은, 열 처리됨으로써, 탈탄산, 탈수되어, 산화아연 분말이 얻어진다.
열 처리의 온도가 지나치게 낮으면, 산화아연 소결체를 얻을 때의 소성 시의 탈탄산, 탈수가 많아져, 소결이 저해되는 경우가 있다.
열 처리의 온도가 높아짐으로써, 일차 입자의 네킹에 의해 치밀한 이차 입자가 형성되고, 높은 경장 부피 밀도 및 탭 밀도가 얻어진다.
한편, 열 처리의 온도가 지나치게 높으면, 일차 입자가 결합한 연결립이 증가할 우려가 있다. 큰 연결립은, 입 (粒) 성장이 빠르고, 보다 큰 소결 입자가 되는 것은, 오스트발트 성장으로서 알려진 현상이며, 소결체의 입자 사이즈가 불균일해질 수 있다.
이와 같은 관점에서, 열 처리의 온도는, 250 ℃ 이상이 바람직하고, 320 ℃ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 열 처리의 온도는, 700 ℃ 이하가 바람직하고, 600 ℃ 이하가 보다 바람직하다.
[산화아연 소결체]
본 발명의 산화아연 소결체는, 상기 서술한 본 발명의 산화아연 분말이 소결한, 산화아연 소결체이다. 이 때문에, 본 발명의 산화아연 소결체는, 금속 원소 M 을 함유한다.
본 발명의 산화아연 소결체는, 금속 원소 M 을 함유하는 고용체인 것이 바람직하다.
무엇보다, 금속 원소 M 은, 그 함유량 및/또는 소성 온도에 따라서는, 산화물 등의 화합물을 형성하고, 부상 (副相) 으로서 산화아연의 입계에 존재하는 경우도 있다.
본 발명의 산화아연 소결체는, 본 발명의 산화아연 분말을 소성 (특히, 상기 서술한 특정 분위기 중에서 소성) 함으로써 얻어진다.
구체적으로는, 예를 들어, 본 발명의 산화아연 분말을, 그대로, 또는, 비드 밀에 의한 해쇄, 혹은, 스프레이 드라이어에 의한 조립 (造粒) 등을 실시한 후, 성형하고, 얻어진 성형체를, 특정 분위기 중에서 소성한다. 이렇게 하여, 본 발명의 산화아연 소결체가 얻어진다.
본 발명의 산화아연 소결체는, 세라믹스로 이루어지는 부재로서 사용된다.
구체적으로는, 예를 들어, 본 발명의 산화아연 소결체는, 스퍼터 타깃, 배리스터 등의 조성의 균일함이 요구되는 부재 ; 반복 열 이력을 받는 후막 (厚膜) 가스 센서 등의 가스 센서 ; 대장균 등의 증식을 방지하는 항균성 필터 등의 필터 ; 반복 가열되는 고온로의 세라믹 구조물 ; 등으로서 적합하게 사용할 수 있다.
실시예
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
[실시예 1 ∼ 실시예 6 및 비교예 1]
〈염기성 탄산아연의 조제〉
아연염으로서 질산아연 6수화물 (키시다 화학사 제조), 금속 원소 M 의 염으로서 금속 원소 M 의 질산염 또는 염화물 (모두 키시다 화학사 제조), 탄산염으로서 탄산암모늄 (키시다 화학사 제조), 및, 알칼리로서 7.4 몰/L 암모니아수 (키시다 화학사 제조) 를 사용하였다.
질산염 또는 염화물에 함유되는 금속 원소 M 은, 금속 원소 M1-1 (Bi, Co, Cr, Cu, In, Ni, Mn 또는 Sb), 또는, 금속 원소 M1-2 (Ba, Ce, La, Nb, Pr 또는 Sr) 로 하였다.
보다 상세하게는, 금속 원소 M1-1 의 염 (질산염 또는 염화물) 으로서, 질산비스무트 (III) 5수화물, 질산코발트 (II) 6수화물, 질산크롬 (III) 9수화물, 질산구리 (II) 3수화물, 질산인듐 (III) 3수화물, 질산니켈 (II) 6수화물, 질산망간 (II) 6수화물, 또는, 염화안티몬 (III) 을 사용하였다.
또, 금속 원소 M1-2 의 염 (질산염 또는 염화물) 으로서, 질산바륨, 질산세륨 (III) 6수화물, 질산란탄 6수화물, 염화니오브 (V), 질산프라세오디뮴 (III) 6수화물, 또는, 질산스트론튬을 사용하였다.
순수 1 L 에, 질산아연 및 금속 원소 M 의 염의 합계량이 1.0 몰이 되도록 칭량한 것을 용해시켜, 질산아연 및 금속 원소 M 의 염의 혼합 수용액을 조제하였다.
실시예 1 ∼ 실시예 6 에서는, 금속 원소 M 의 함유량이 하기 표 1 에 나타내는 값이 되도록, 질산아연과 금속 원소 M 의 염과의 몰비 (투입량) 를 조정하였다.
비교예 1 은, 금속 원소 M 의 염을 첨가하지 않는 블랭크재로 하였다.
2 L 의 비커에, 0.8 M 의 탄산암모늄 수용액 0.5 L 를 준비하였다.
탄산암모늄 수용액에는 pH 컨트롤용 pH 전극을 장입 (裝入) 하였다. 질산아연 및 금속 원소 M 의 염의 혼합 수용액을, 1 L/h 의 속도로, 700 rpm 으로 회전 속도를 설정한 회전자에 의해 교반되고 있는 탄산암모늄 수용액에 적하하였다.
산성인 질산아연 및 금속 원소 M 의 염의 혼합 수용액의 적하에 의해 탄산암모늄 수용액의 pH 가 저하되는 것을 방지하기 위해서, pH 컨트롤러 (토코 화학 연구소사 제조 TDP-51) 에 의해 on/off 제어하는 송액 펌프에 의해, 7.4 몰/L 암모니아수를 탄산암모늄 수용액에 적하하였다. 이에 따라, 탄산암모늄 수용액의 pH 를, 질산아연 및 금속 원소 M 의 염의 혼합 수용액의 적하 중, 7.5 의 일정값으로 유지하였다. 이렇게 하여, 침전물 생성 반응에 의한 침전물을 생성시켰다.
침전물 생성 반응에 의한 침전물의 생성이 종료한 후, 침전물에 대하여, 침전물 생성 반응 중과 동일한 700 rpm 으로 회전 속도를 설정한 회전자를 사용하여 20 시간의 교반 양생을 실시하고, 금속 원소 M 을 함유하는 염기성 탄산아연의 슬러리를 얻었다.
침전물 생성 반응 및 교반 양생 동안, 냉각 장치를 사용하여, 탄산암모늄 수용액의 온도는 항상 30 ℃ 미만이 되도록 하였다.
교반 양생 후의 슬러리는, 흡인 여과법으로 고액 분리하고, 고형분을 얻었다. 얻어진 고형분에 대해서는, 불용인 암모니아, 질산, 나트륨 등을 제거하기 위해서, 세정하였다. 구체적으로는, 고형분을 적량의 순수를 사용하여 다시 슬러리화 한 후, 얻어진 슬러리를 흡인 여과법으로 고액 분리하였다. 이 세정 작업은 4 회 반복하였다.
세정 후의 고형분에 대해, 진공 건조기를 사용하여, 40 ℃, 20 시간의 진공 건조를 실시하였다. 이렇게 하여, 산화아연 분말의 전구체인, 금속 원소 M 을 함유하는 염기성 탄산아연의 건조 분말을 얻었다.
얻어진 염기성 탄산아연에 대해, X 선 회절 장치 (브루커사 제조 D8ADVANCE) 를 사용하여, X 선 회절하였다. 이에 따라, 결정상을 동정 (同定) 하였다.
또, TG-DTA 장치 (히타치 하이테크놀로지즈사 제조 TG/DTA6300) 에 의한 열감량의 측정, 분석 장치 (LECO 사 제조 CS844) 를 사용한 연소법에 의한 카본 분석, 그리고, ICP 발광 분석 장치 (시마즈 제작소사 제조 ICP-9000) 에 의한 Zn 및 금속 원소 M 의 분석을 실시하였다.
X 선 회절, 및, 성분 분석의 결과로부터, 비교예 1 및 실시예 1 ∼ 실시예 6 에 있어서, 하이드로진사이트를 주성분으로 하는 염기성 탄산아연이 얻어진 것을 알 수 있었다.
또, 여과액의 분석을 한 바, 침전물의 수율은 90 질량％ 이상이었다.
〈열 처리 : 산화아연 분말의 제조〉
얻어진 염기성 탄산아연을 알루미나 도가니에 넣고, 420 ℃, 대기 분위기 중에서, 탈탄산 및 탈수를 위한 열 처리를 실시하였다. 승온 속도는 5 ℃/min, 420 ℃ 에서의 유지 시간은 6 시간, 냉각은 자연 냉각으로 하였다. 이렇게 하여, 산화아연 분말을 얻었다.
얻어진 산화아연 분말에 대해, ICP 발광 분석 장치 (시마즈 제작소사 제조 ICP-9000) 에 의한 Zn 및 금속 원소 M 의 분석을 실시하였다. 그 결과, 금속 원소 M 의 함유량으로서 하기 표 1 에 나타내는 값이 얻어진 것을 확인할 수 있었다.
〈성형체의 제조〉
얻어진 산화아연 분말을, 0.6 ㎜ 의 체를 통과시켜, 간단히 해쇄하였다. 해쇄한 산화아연 분말을 2 g 칭량하여, 60 ㎫ 의 압력으로 프레스 성형하고, φ20 ㎜ × 2 ㎜ 의 원판상의 성형체를 제조하였다.
〈소성 : 소결체의 제조〉
제조한 원판상의 성형체를, 대기 분위기 중에서 소성하였다. 소성 온도 (최고 온도) 는, 1300 ℃ 로 하였다. 소성 온도에서의 유지 시간은 6 시간, 승온 속도는 5 ℃/분, 냉각은 노 내 방치로 하였다. 이렇게 하여, 원판상의 소결체를 얻었다.
〈평가〉
각 예의 성형체 (산화아연 분말) 및 소결체를 사용하여, 이하의 평가를 실시하였다. 결과를 하기 표 1 ∼ 표 2 에 나타낸다.
《질량 감소 억제율 A》
각 예의 성형체 및 소결체의 질량을, 전자 천칭을 사용하여, 소수점 이하 4자리수까지 측정하고, 하기 식 (II) 에 기초하여, 질량 감소율 ΔW (단위 : ％) 를 구하였다.
△W = {(성형체의 질량 ― 소결체의 질량) / 성형체의 질량} × 100 (II)
이어서, 금속 원소 M 을 첨가하지 않은 비교예 1 의 질량 감소율 ΔW (단위 : ％) 를 「ΔW0」, 금속 원소 M 을 첨가한 각 예의 질량 감소율 ΔW (단위 : ％) 를 「ΔWM」 으로 했을 때, 하기 식 (III) 에 기초하여, 각 예의 질량 감소 억제율 A (단위 : ％) 를 구하였다.
A = {(△W0 ― △WM) / △W0} × 100 (III)
질량 감소 억제율 A 의 값이 클수록, 산화아연 분말 (성형체) 을 소성할 때의 질량 감소를 억제하는 효과가 우수하다고 평가할 수 있다. 구체적으로는, 질량 감소 억제율 A 는, 0 ％ 보다 크면 질량 감소를 억제하는 효과가 있는 것으로 하고, 5 ％ 이상이 바람직하고, 20 ％ 이상이 보다 바람직하고, 60 ％ 이상이 더욱 바람직하다.
《체적 저항률》
각 예의 소결체의 체적 저항률 (단위 : Ω·㎝) 을, 저항률계 (미츠비시 케미컬사 제조 로레스타 A-GX) 를 사용하여, 사탐침법에 의해 측정하였다. 체적 저항률의 값이 낮을수록, 도전성이 우수하다고 평가할 수 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
〈평가 결과 정리〉
상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 실시예 6 의 산화아연 분말은, 질량 감소 억제율 A 의 값이 크고, 질량 감소를 억제하는 효과가 우수한 것을 알 수 있었다.
실시예 1 ∼ 실시예 3 에 있어서는, 금속 원소 M 의 함유량이 10 몰ppm 인 실시예 1 과 비교하여, 동 (同) 함유량이 20 몰ppm 인 실시예 2 의 쪽이 보다 효과가 우수하고, 동 함유량이 200 몰ppm 인 실시예 3 의 쪽이 더욱 효과가 우수하였다.
금속 원소 M 으로서 금속 원소 M1-1 을 함유하는 경우, 금속 원소 M 의 함유량이 10 몰％ 인 실시예 6 과 비교하여, 동 함유량이 2 몰％ 인 실시예 5 의 쪽이 보다 효과가 우수한 경향이 보였다.
금속 원소 M 으로서 금속 원소 M1-2 를 함유하는 경우, 금속 원소 M 의 함유량이 2 몰％ 인 실시예 5 와 비교하여, 동 함유량이 0.2 몰％ 인 실시예 4 의 쪽이 보다 효과가 우수한 경향이 보였다.
또, 상기 표 2 에 나타내는 바와 같이, 일부의 실시예에서는 체적 저항률의 저하가 보였지만, 많은 실시예에서는, 금속 원소 M 의 함유량이 증가함에 수반하여 체적 저항률이 증가하는 경향이 보였다. 이 경향은, 금속 원소 M 으로서 금속 원소 M1-2 를 함유하는 경우에 현저하였다.
[실시예 7 및 실시예 8]
금속 원소 M 의 염으로서, 추가로, 질산알루미늄 9수화물 (키시다 화학사 제조) 또는 질산갈륨 8수화물 (키시다 화학사 제조) 을 사용하여, 질산아연과의 혼합 수용액을 조제하고, 이것을, 탄산암모늄 수용액에 적하하였다.
그 이외는, 실시예 4 와 동일하게 하여, 염기성 탄산아연의 건조 분말을 얻었다.
실시예 7 및 실시예 8 에서는, 금속 원소 M1-1 또는 금속 원소 M1-2 의 함유량을 1800 몰ppm (0.18 몰％), 금속 원소 M2 (Al 또는 Ga) 의 함유량을 200 몰ppm 으로 하였다.
X 선 회절, 및, 성분 분석의 결과로부터, 실시예 7 및 실시예 8 에 있어서는, 하이드로진사이트를 주성분으로 하는 염기성 탄산아연이 얻어진 것을 알 수 있었다.
얻어진 염기성 탄산아연에 대해, 실시예 4 와 동일하게 하여, 420 ℃, 대기 분위기 중에서, 열 처리를 실시하고, 산화아연 분말을 얻었다. 얻어진 산화아연 분말은, X 선 회절에 의해, 산화아연의 단상으로 확인되었다.
또한, 얻어진 산화아연 분말에 대해, 실시예 4 와 동일하게 하여, 성형체의 제조, 소결체의 제조 (1300 ℃, 대기 분위기 중에서의 소성), 및, 평가를 실시하였다. 결과를 하기 표 3 ∼ 표 4 에 나타낸다.
Figure pct00003
Figure pct00004
상기 표 3 에 나타내는 바와 같이, 실시예 7 및 실시예 8 의 질량 감소 억제율 A 는, 실시예 4 와 거의 동등하였다.
한편, 상기 표 4 에 나타내는 바와 같이, 실시예 7 및 실시예 8 은, 실시예 4 보다 체적 저항률의 값이 저하되고, 도전성이 양호해지는 경향이 보였다. 이것은, Al 및 Ga 가 도전 캐리어로서 작용했기 때문인 것으로 추측된다.
[실시예 9 및 실시예 10]
〈실시예 9〉
500 mL 의 폴리 용기에, JIS 2 급 상당의 산화아연의 분말 100 g 과, 산화코발트 (II, III) 의 분말을 넣었다. 산화코발트의 양은, 얻어지는 산화아연 분말에 있어서, 금속 원소 M 인 Co 가 200 ppm 으로 되는 양으로 하였다. 순수 250 g 과, φ5 ㎜ 의 지르코니아 볼 250 g 을 첨가하고, 회전수 100 rpm 으로, 볼 밀 혼합을 24 시간 실시하였다. 혼합 후, 지르코니아 볼을 분리하였다. 얻어진 혼합물을, 건조시키고 나서, 눈금 크기 300 ㎛ 의 체를 사용하여 분급하고, 분말을 얻었다. 이것을 실시예 9 의 산화아연 분말로 하였다.
〈실시예 10〉
산화코발트의 양을, 금속 원소 M 인 Co 가 2000 ppm 이 되는 양으로 한 것 이외에는, 실시예 9 와 동일하게 하여, 실시예 10 의 산화아연 분말을 얻었다.
〈변동 계수 C.V.값 및 적산 강도 비율〉
실시예 9 및 실시예 10 의 산화아연 분말에 대해, 상기 서술한 방법에 따라서, 각각, 변동 계수 C.V.값 및 적산 강도 비율을 구하였다. 결과를 하기 표 5 에 나타낸다.
아울러, 실시예 3 및 실시예 4 의 산화아연 분말 (단, 금속 원소 M 은 Co) 에 대해서도, 동일하게 하여, 변동 계수 C.V.값 및 적산 강도 비율을 구하였다. 결과를 하기 표 5 에 나타낸다.
〈질량 감소 억제율 A〉
JIS 2 급 산화아연의 질량 감소율 ΔW (단위 : ％) 를 「ΔWJIS」, 각 예의 질량 감소율 ΔW (단위 : ％) 를 「ΔWM」 으로 했을 때, 하기 식 (IV) 에 기초하여, 실시예 9 및 실시예 10 의 질량 감소 억제율 A (단위 : ％) 를 구하였다. 결과를 하기 표 5 에 나타낸다.
A = {(△WJIS － △WM) / △WJIS} × 100 (IV)
질량 감소율 ΔW 의 구하는 방법 등은, 상기 서술한 방법과 동일하다.
실시예 3 및 실시예 4 의 산화아연 분말 (단, 금속 원소 M 은 Co) 의 질량 감소 억제율 A (단위 : ％) 에 대해서도, 아울러, 하기 표 5 에 나타낸다.
Figure pct00005
〈평가 결과 정리〉
상기 표에 나타내는 바와 같이, 실시예 3 및 실시예 4 의 산화아연 분말은, 변동 계수 C.V.값이 30 ％ 이하이고, 또한, 적산 강도 비율이 0.1 ％ 이하였다.
한편, 실시예 9 및 실시예 10 의 산화아연 분말은, 변동 계수 C.V.값이 30 ％ 초과이고, 또한, 적산 강도 비율이 0.1 ％ 초과였다.
실시예 3 및 실시예 4 의 산화아연 분말은, 실시예 9 및 실시예 10 의 산화아연 분말과 비교하여, 질량 감소 억제율 A 의 값이 크고, 질량 감소를 억제하는 효과가 우수한 것을 알 수 있었다.

Claims (8)

  1. 산화아연 소결체의 제조에 사용하는 산화아연 분말로서, 금속 원소 M 을 함유하고, 하기 조건 1 또는 조건 2 를 만족하는, 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말.
    조건 1
    상기 금속 원소 M 이,
    Bi, Co, Cr, Cu, In, Ni, Mn 및 Sb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M1-1, 또는,
    상기 금속 원소 M1-1 과, Al 및 Ga 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M2 의 조합,
    이고,
    하기 식 (I) 로 나타내는 상기 금속 원소 M 의 함유량이, 10 몰ppm 이상, 10 몰％ 이하이다.
    조건 2
    상기 금속 원소 M 이,
    Ba, Ce, La, Nb, Pr 및 Sr 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M1-2, 또는,
    상기 금속 원소 M1-2 와, Al 및 Ga 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 금속 원소 M2 의 조합,
    이고,
    하기 식 (I) 로 나타내는 상기 금속 원소 M 의 함유량이, 10 몰ppm 이상, 2 몰％ 이하이다.
    {nM / (nZn ＋ nM)} (I)
    단, 식 (I) 중, nM 은 상기 산화아연 분말 중의 상기 금속 원소 M 의 물질량을 나타내고, nZn 은 상기 산화아연 분말 중의 Zn 의 물질량을 나타내고, nZn 및 nM 의 단위는 모두 몰이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 원소 M 의 EPMA 매핑 측정으로부터 구하는 변동 계수 C.V.값이 30 ％ 이하인, 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 원소 M 의 EPMA 매핑 측정으로부터 구하는 적산 강도 비율이 0.1 ％ 이하인, 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 원소 M 의 염과, 아연염, 탄산염 및 알칼리와의 침전물 생성 반응에 의해 생성되는, 상기 금속 원소 M 을 함유하는 염기성 탄산아연을, 열 처리함으로써 얻어지는, 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말이 소결한, 산화아연 소결체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    스퍼터 타깃, 가스 센서, 배리스터 또는 고온로의 세라믹 구조체인, 산화아연 소결체.
  7. 상기 금속 원소 M 의 염과, 아연염, 탄산염 및 알칼리와의 침전물 생성 반응에 의해, 상기 금속 원소 M 을 함유하는 염기성 탄산아연을 생성시키고,
    상기 염기성 탄산아연을 열 처리함으로써, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말을 얻는, 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말을, 800 ℃ 이상의 고온 대기 분위기, 또는, 1.0 × 10-3 ㎫ 이하의 저산소 분압 분위기 중에서 소성함으로써, 상기 산화아연 소결체 제조용 산화아연 분말이 소결한 산화아연 소결체를 얻는, 산화아연 소결체의 제조 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114054016B (zh) * 2021-09-27 2023-01-10 西南交通大学 一种多孔氧化铌纳米材料及其制备方法和在碳中和中的应用
TWI820611B (zh) * 2022-02-23 2023-11-01 國立成功大學 氧化鋅變阻器材料、其製備方法及應用其之氧化鋅變阻器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009269946A (ja) 2008-04-30 2009-11-19 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 紫外線遮蔽透明樹脂成形体およびその製造方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6049148B2 (ja) * 1980-11-21 1985-10-31 秩父セメント株式会社 可燃性ガスセンサ素子用金属酸化物焼結体の製造法
JPS58225604A (ja) * 1982-06-25 1983-12-27 株式会社東芝 酸化物電圧非直線抵抗体
US5039452A (en) 1986-10-16 1991-08-13 Raychem Corporation Metal oxide varistors, precursor powder compositions and methods for preparing same
JPS63224303A (ja) * 1987-03-13 1988-09-19 科学技術庁無機材質研究所長 酸化亜鉛バリスタの製造方法
FR2665156B1 (fr) * 1990-07-24 1992-10-16 Centre Nat Rech Scient Procede de fabrication d'une poudre d'oxyde de zinc dope, et poudre obtenue.
US5369390A (en) * 1993-03-23 1994-11-29 Industrial Technology Research Institute Multilayer ZnO varistor
JPH07320908A (ja) * 1994-05-19 1995-12-08 Tdk Corp 酸化亜鉛系バリスタの製造方法および酸化亜鉛系バリスタ
CN1259244C (zh) * 2003-08-29 2006-06-14 中国科学院过程工程研究所 一种制备纳米导电氧化锌粉体的方法
US20050159278A1 (en) 2004-01-15 2005-07-21 Mcvay John Variably configured exercise device
JP5076435B2 (ja) * 2006-04-05 2012-11-21 堺化学工業株式会社 超微粒子酸化亜鉛及びその製造方法
EP2088126B1 (en) * 2006-10-06 2015-11-18 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Ultrafine zinc oxide particle and process for production thereof
JP5150111B2 (ja) 2007-03-05 2013-02-20 株式会社東芝 ＺｎＯバリスター粉末
KR101208380B1 (ko) * 2007-09-27 2012-12-05 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 ＺｎＯ 증착재와 그 제조 방법, 및 ＺｎＯ 막
JP2009249187A (ja) * 2008-04-01 2009-10-29 Hitachi Metals Ltd 酸化亜鉛焼結体およびその製造方法、スパッタリングターゲット、電極
KR100891952B1 (ko) 2008-07-24 2009-04-08 주식회사 나노신소재 투명 도전막용 산화물계 타겟 및 그 제조방법, 그리고산화물계 투명 도전막
JP5208703B2 (ja) 2008-12-04 2013-06-12 株式会社東芝 電流−電圧非直線抵抗体およびその製造方法
CN101630553B (zh) * 2009-07-17 2011-10-12 立昌先进科技股份有限公司 一种氧化锌变阻器的制备方法
JP2011035117A (ja) 2009-07-31 2011-02-17 Sumitomo Chemical Co Ltd 熱電変換材料
JP5665870B2 (ja) * 2009-08-27 2015-02-04 アモテック・カンパニー・リミテッド ＺｎＯ系バリスタ組成物
JP5502011B2 (ja) 2011-04-01 2014-05-28 三菱電機株式会社 電子部品の放熱構造
TWI425532B (zh) * 2011-11-29 2014-02-01 Leader Well Technology Co Ltd 一種使氧化鋅變阻器同時提高電位梯度及非線性係數的製法
JP2013147727A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Kochi Univ Of Technology 透明導電性酸化亜鉛薄膜及び該透明導電性酸化亜鉛薄膜の製造方法
JPWO2014092165A1 (ja) 2012-12-14 2017-01-12 日本碍子株式会社 酸化亜鉛基板を用いた面発光素子
WO2014195974A1 (en) 2013-06-03 2014-12-11 Council Of Scientific & Industrial Research Photostable composite for solar water splitting and process for the preparation thereof
JP6521390B2 (ja) * 2014-09-04 2019-05-29 日本碍子株式会社 酸化亜鉛焼結体及びその製造方法
CN104291790B (zh) 2014-09-22 2016-04-13 常州大学 一种ZnO/Bi2O3复合粉体的制备方法
CN104402038A (zh) 2014-10-28 2015-03-11 常州市创捷防雷电子有限公司 一种单分散纳米ZnO压敏陶瓷粉体的制备方法
JP6749747B2 (ja) * 2015-08-11 2020-09-02 Ｊｆｅミネラル株式会社 無機抗菌性組成物およびその用途
JP6810590B2 (ja) 2016-12-07 2021-01-06 Koa株式会社 酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法
JP7169776B2 (ja) * 2018-06-06 2022-11-11 Koa株式会社 酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法
CN113164010A (zh) 2018-11-21 2021-07-23 株式会社Ai医疗服务 利用消化器官的内窥镜影像的疾病的诊断支持方法、诊断支持系统、诊断支持程序及存储了该诊断支持程序的计算机可读记录介质

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009269946A (ja) 2008-04-30 2009-11-19 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 紫外線遮蔽透明樹脂成形体およびその製造方法

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