SI20526A

SI20526A - Disperzije barijevega titanata

Info

Publication number: SI20526A
Application number: SI9920059A
Authority: SI
Inventors: David V. Miller; Sridhar Venigalla; Donald J. Clancy
Original assignee: Cabot Corporation
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2001-10-31
Also published as: KR20010034928A; TW552250B; BR9911406A; IL140454A0; RU2001101934A; EP1109758A1; CA2335927A1; CN1313842A; AU4581299A; WO1999067189A1; JP2002518290A

Abstract

Predloženi izum zagotavlja brozge, disperzije ali slipe delcev na osnovi barijevega titanata v nevodnem mediju in postopke za njihovo proizvodnjo. Delci imajo prevleko, ki obsega kovinski oksid, kovinski vodni oksid, kovinski hidroksid ali organsko kislinsko sol kovine, drugačne od barija ali titana. Vsaj 90% delcev ima velikost manjšo od 0,9 mikro metra, kadar so prevlečeni delci dispergirani z visoko učinkovitim mešanjem.ŕ

Description

CABOT Corporation

Disperzije barijevega titanata

Predloženi izum se nanaša na disperzije barijevega titanata, bolj podrobno pa se nanaša na disperzije barijevega titanata v nevodnih medijih.

Zaradi visokih dielektričnih konstant materialov na osnovi barijevega titanata so le-ti prikladni za večplastne keramične kondenzatorje, navadno imenovane MLC. MLC obsegajo izmenične plasti dielektričnih in električnih prevodnih materialov. Primeri za MLC so opisani v US-patentnih št. 3,612,963 in 4,435,738. Paladij, srebro, paladijsrebme zlitine, baker in nikelj so navadni električni prevodni materiali, uporabljeni v MLC. Dielektrične plasti MLC navadno pripravijo iz disperzije z visoko vsebnostjo trdnih snovi, znane v tehniki kot slip (pastozna oblika disperzije). Taki slipi značilno obsegajo praškasti material na osnovi barijevega titanata in polimerno vezivo v vodnem ali nevodnem topilu. Filme iz praška, stabiliziranega z vezivom, narejene z ulivanjem ali prevlečenjem s slipom, posušijo, da zagotovijo zeleno (nesintrano) plast keramičnega dielektrika. Zelene plasti prevlečejo s prevodnimi materiali v vzorcu in nato zložijo v skladanice, da zagotovijo laminat izmeničnih plasti zelenega keramičnega dielektrika in prevodnika. Skladanice nato razrežejo v kocke, velikosti MLC, ki jih nato segrevajo, da zgorijo organski materiali, kot npr. vezivo in dispergant, in jih nato žgejo, da se sintrajo delci iz materiala na osnovi barijevega titanata, da se tvori kondenzatorska struktura z laminiranimi gostimi keramičnimi dielektričnimi in prevodnimi plastmi. Temperature sintranja so značilno v območju od pribl. 1000 °C do 1500 °C. Med sintranjem se doseže povečanje keramične dielektrične gostote kot rezultat spajanja in združevanja delcev, da tvorijo zrna. Celo pri uporabi inhibitorjev za rast zrnje velikost keramičnih zrn v dielektrični plasti MLC značilno večja, npr. za faktor 3 do 5, kot je velikost originalnih primarnih delcev. Poleg tega pa se med postopkom sintranja ne odstrani vsa poroznost. Značilno ostane med pribl. 2 % in 10 % poroznosti v dielektričnih plasteh MLC. Te pore ali luknjasti defekti v dielektrični plasti imajo tendenco, da so večji v keramikah z večjo velikostjo zrn. Na določene kritične lastnosti kondenzatorja, kot sta npr. prebojna napetost in enosmerni tok puščanja, vpliva dielektrična gostota, velikost zrn in defekti por. Tako je npr. ugotovljeno, da je za učinkovite dielektrične plasti treba, da imajo debelino nekaj zrn, npr. vsaj debelino 3 do 5 zrn. Ker je defekt v katerikoli plasti MLC lahko poguben za njegovo delovanje, so MLC izdelani z zadostno debelino dielektrične plasti, da se učinkovito zmanjša vpliv keramičnih defektov, ki so lahko povzročeni z naključno velikimi zrni ali porami, ki škodljivo vplivajo na lastnosti MLC.

Zaradi zahtev tržišča za miniaturizacijo oblik elektronskih naprav obstaja potreba v industriji MLC po keramičnih materialih, ki bi dopuščali tanjše dielektrične plasti, ne da bi povzročali katastrofalne učinke zaradi velikih dimenzij zrn in por glede na dielektrično gostoto.

Praški barijevega titanata, proizvedeni po znanih postopkih, npr. s kalcinacijo ali hidrotermalnimi postopki, imajo velike delce in/ali močno aglomerirane fine delce velikosti, ki je v bistvu večja od 1 pm. Taki delci in aglomerati niso enostavni za proizvodnjo MLC s finozmatimi ultratankimi dielektričnimi plastmi, npr. manj od 4-5 pm. Zato bi bilo za tehniko prednostno, da bi zagotovili material na osnovi barijevega titanata in disperzijo, ki bi bila prikladna za izdelavo MLC s tanjšimi dielektričnimi keramičnimi plastmi, npr. manj od 4 pm, s sprejemljivimi ali izjemnimi električnimi lastnostmi, ki vključujejo enosmerni tok puščanja in prebojno napetost, ne da bi bilo potrebno obsežno krogelno mletje.

Z enega vidika predloženi izum zagotavlja brozgo, disperzijo ali slip, ki vključuje delce na osnovi barijevega titanata, dispergirane v nevodnem mediju. Delci vključujejo prevleko, ki obsega kovinski oksid, kovinski vodni oksid, kovinski hidroksid ali organsko kislinsko sol kovine, drugačne od barija ali titana, pri čemer ima vsaj 90 % delcev velikost manjšo od 0,9 pm, kadar jih dispergiramo z visoko učinkovitim mešanjem.

Kot uporabljamo tukaj, se izraz na osnovi barijevega titanata nanaša na barijev titanat, barij ev titanat, ki ima prevleko iz drugega kovinskega oksida, in na druge okside na osnovi barija in titanata, ki imajo splošno strukturo ABO3, kjer A pomeni eno ali več divalentnih kovin, kot npr. barij, kalcij, svinec, stroncij, magnezij in cink, ter B pomeni eno ali več tetravalentnih kovin, kot npr. titan, kositer, cirkonij in hafnij.

Z drugega vidika predloženi izum zagotavlja postopek za tvorbo brozge, disperzije ali slipa. Postopek vključuje stopnjo dispergiranja delcev na osnovi barij evega titanata v nevodnem mediju z visoko učinkovitim mešanjem, dokler 90 % delcev nima velikosti, manjše od 0,9 pm. Delci imajo prevleko, ki obsega kovinski oksid, kovinski vodni oksid, kovinski hidroksid ali organsko kislinsko sol kovine, kije drugačna od barija ali titana.

Z drugega vidika predloženi izum zagotavlja drug postopek za tvorbo brozge, disperzije ali slipa. Ta postopek vključuje tvorbo brozge iz delcev na osnovi barijevega titanata v vodnem mediju s hidrotermalnim postopkom. Postopek nadalje vključuje tvorbo prevleke na delcih, ki vključuje kovinski oksid, kovinski vodni oksid, kovinski hidroksid ali organsko kislinsko sol kovine, ki je drugačna od barija ali titana. Postopek nadalje vključuje nadomeščanje vodnega medija z nevodnim in disergiranje delcev na osnovi barijevega titanata v nevodnem mediju z visoko učinkovitim mešanjem.

Kratek opis slik

Fig. ΙΑ, IB in 1C so diagrami porazdelitve velikosti delcev za eno izvedbo delcev barijevega titanata v smislu predloženega izuma po visoko učinkovitem mešanju 45 minut, po dodatnem mešanju v horizontalnem medijskem mlinu 30 minut in po dodatnem mešanju v horizontalnem medijskem mlinu 45 minut, in

Fig. 2A in 2B sta diagrama porazdelitve velikosti delcev za drugo izvedbo delcev barijevega titanata v smislu predloženega izuma po visoko učinkovitem mešanju 10 minut in po visoko učinkovitem mešanju 30 minut.

Druge nove značilnosti in vidiki izuma bodo postali jasni iz nadaljnjega podrobnega opisa izuma ob upoštevanju priloženih slik in iz patentnih zahtevkov.

Predloženi izum se nanaša na brozge, disperzije ali slipe delcev na osnovi barijevega titanata, dispergirane v nevodnem mediju. Delci vključujejo prevleko vsaj na delu njihove površine. Prevleka obsega kovinski oksid, kovinski vodni oksid, kovinski hidroksid ali organsko kislinsko sol kovine, ki je drugačna od barija ali titana, ali njihove zmesi. Prevlečeni delci imajo velikost manjšo od 0,9 pm, kadar jih dispergiramo z visoko učinkovitim mešanjem. Delci na osnovi barij evega titanata so disperzibilni, ne da bi bilo potrebno krogelno mletje, v podmikrometrske disperzije v nevodnih medijih, kar je prednostno pri izdelavi MLC s tankimi dielektričnimi plastmi, ki imajo podmikrometrsko velikost zrn in visoko prebojno napetost. Visoko učinkovito mešanje je učinkovito pri zmanjševanju velikosti aglomeratov delcev na osnovi barijevega titanata in vključuje deaglomeracijo ali ločevanje aglomeratov v manjše prevlečene delce brez krogelnega mletja, ki vključuje udarjanje delcev s trdimi mediji za krogelno mletje, kot so npr. palice, krogle ali delci cirkonijevega oksida ipd. Ker krogelno mletje lahko razcepi delce na velikost, kije manjša od primarnih delcev, kar ima za posledico neenakoosne delce z eksponirano, neprevlečeno površino (površinami), v prednostni izvedbi delcev v smislu izuma ne izpostavimo krogelnemu mletju in imajo delci glavni del površine prekrit s prevleko. Z drugega vidika izuma so nemleti delci enakoosni ali sferični.

Delci na osnovi barijevega titanata so uporabni pri zagotavljanju monolitnih kondenzatorjev, ki obsegajo keramično telo, ki ima velikost zrn manjšo od 0,3 pm. Prednostni MLC imajo X7R ali Y5V temeperatumi koeficient kapacitance in dielektrično debelino manjšo od 5 pm, dielektrično jakost pa vsaj 50 V/pm.

Primarno velikost delcev na osnovi barijevega titanata lahko določimo s postopki, znanimi strokovnjakom. Primeri za take postopke so vrstična elektronska mikroskopija (SEM) ali presevna elektronska mikroskopija (TEM). Čeprav je razumljivo, da delci na osnovi barijevega titanata lahko obsegajo primarne delce različnih velikosti, pa imajo prevlečeni delci na osnovi barij evega titanata povprečno primarno velikost delcev manjšo od 0,6 pm. Prednostno imajo delci primarno velikost manjšo od 0,5 pm, bolj prednostno, manjšo od 0,4 pm, še bolj prednostno imajo delci primarno velikost manjšo od 0,3 pm, najbolj prednostno pa imajo delci primarno velikost manjšo od 0,2 pm.

Delci na osnovi barijevega titanata so lahko v oblikah, ki so drugačne od primarnih delcev, npr. kot agregati primarnih delcev in/ali aglomerati agregatov primarnih delcev. SEM in TEM nista učinkovita postopka pri razlikovanju porazdelitve velikosti med primarnimi delci, agregati primarnih delcev in aglomerati agregatov primarnih delcev. Analiza porazdelitve velikosti delcev, kot so npr. tehnike sipanja svetlobe, je prednostni postopek za označevanje velikosti delcev na osnovi barijevega titanata, pod pogojem, da priprava za analizo ne vključuje obdelovanje, ki bi spremenilo porazdelitev agregiranih ali aglomeriranih delcev, kot je npr. deaglomeracija, zaradi ultrazvočne obdelave, visoko učinkovitega mešanja ali mletja. Taka avtomatizirana tehnika sipanja svetlobe uporablja analizator velikosti delcev s sipanjem svetlobe HORIBA LA-910™ laser ali podobno napravo. Taka analiza značilno predstavlja volumsko frakcijo, normalizirano za frekvenco diskretnih velikosti delcev, ki vključujejo primarne delce, agregate in aglomerate v desetiških grupacijah ali decilih. Kot uporabljamo tukaj, se izraz velikost delcev nanaša na individualne delce v prašku in lahko vključuje primarne delce, agregate primarnih delcev, aglomerate agregatov in njihove zmesi. Z enega vidika predloženega izuma ima vsaj 90 % delcev na osnovi barijevega titanata, prevlečenih s kovinskim oksidom v disperziji delcev na osnovi barijevega titanata, velikost manjšo od 0,8 pm; prednostno, manjšo od 0,7 pm; bolj prednostno, manjšo od 0,6 pm. V bolj prednostnih izvedbah predloženega izuma ima vsaj 90 % delcev v disperziji barijevega titanata velikost manjšo od 0,5 pm; prednostno, manjšo od 0,4 pm; in bolj prednostno, manjšo od 0,3 pm.

Značilnosti porazdelitve velikosti delcev vključujejo D₉₀, ki je najmanjša velikost delcev v decilu največjih delcev; D₅o, ki pomeni srednji premer, in D₁₀, ki je največja velikost delcev v decilu najmanjših delcev. Razmerje D_9o/Dio je prikladna značilnost za identificiranje širine krivulje porazdelitve velikosti delcev. Pri raznih vidikih predloženega izuma je porazdelitev velikosti delcev ozka, prednostno z razmerjem D₉₀/D₁₍) manjšim od 4; bolj prednostno je razmerje D₉₀/Di₀ manjše od 3; in bolj prednostno je razmerje D₉₀/Di₀ manjše od 2,5.

Kot uporabljamo tukaj, se izraz disperzija nanaša na dvofazne sisteme trdnih delcev, suspendiranih v nevodnem mediju. V prednostni izvedbi lahko stabilnost disperzije ali odpornost suspendiranih trdnih delcev pred usedanjem povečamo z uporabo dispergirnega sredstva.

Razen tam, kjer je iz konteksta jasno, da je mišljen le kovinski oksid, uporabljamo tukaj izraz kovinski oksid za to, da opišemo prevleke iz kovinskih oksidov, kovinskih hidroksidov, vodnih kovinskih oksidov in organskih kislinskih soli kovine. Tako organsko kislinsko sol lahko pretvorimo v oksid ali hidroksid, npr. s termalno razgradnjo, do katere pride med segrevanjem za zgorevanje keramičnega veziva in/ali med keramičnim sintranjem.

Kot uporabljamo tukaj, pomeni izraz visoko učinkovito mešanje, mešanje v tekočem mediju, ki daje dovolj energije, da se ločijo aglomerati prevlečenih delcev v manjše delce brez udarcev s trdnimi sredstvi, kot so palice, valji ali trdi sferični mediji, kot so npr. kroglice cirkonijevega oksida. Trdi mediji se uporabljajo v določenih napravah za visoko učinkovito mešanje, kjer so uporabljeni mediji majhnih velikosti, da se ustvari učinkovitost brez udarcev. Čeprav visoko učinkovito mešanje lahko povzročimo z različnimi napravami, kot so opisane spodaj, je težko natančno definirati silo, aplicirano za ločitev aglomeratov pri visoko učinkovitem mešanju.

Kot je definirano zgoraj, se izraz na osnovi barijevega titanata nanaša na barijev titanat, barijev titanat, ki ima prevleko iz drugega kovinskega oksida, in na druge okside na osnovi barija in titanata, ki imajo splošno strukturo ABO3, kjer A pomeni eno ali več divalentnih kovin, kot npr. barij, kalcij, svinec, stroncij, magnezij in cink, ter B pomeni eno ali več tetravalentnih kovin, kot npr. titan, kositer, cirkonij in hafnij. Prednostni materiali na osnovi barijevega titanata, ki ga lahko značilno uporabimo pri Y5V aplikacijah, ima strukturo Ba(i._xjA_xO.Ti(i._y)ByO₂, kjer sta x in y lahko v območju od 0 do 1, A pomeni eno ali več divalentnih kovin, ki so drugačne od barija, kot npr., svinec, kalcij ali stroncij, in B pomeni eno ali več tetravalentnih kovin, ki so drugačne od titana, kot npr. kositer, cirkonij in hafnij. Kjer so prisotne druge kovine kot nečistoče, bo vrednost za x in y majhna, npr. manjša od 0,1. V drugih primerih, lahko uvedemo drugo kovino ali kovine, da zagotovimo spojino, ki jo je možno identificirati, kot npr. barij-kalcijev titanat, barij-stroncij ev titanat, barij ev titanatcirkonat ipd. Se v nadaljnjih primerih, kjer je x ali y 1, lahko barij ali titan nadomestimo z drugo kovino z ustrezno valenco, da zagotovimo spojino, kot npr. svinčev titanat ali barijev cirkonat. Še v nadaljnjih primerih ima lahko spojina več delnih substitucij barija ali titana. Primer za tak večkrat delno substituiran sestavek je prikazan s strukturno formulo:

Ba(i._x._X'._X)Pb_xCa_X'Sr_XO»Ti(i._y.y'.y)Sn_yZry'Hf_yO2 kjer je vsak x, x', x, y, y' in y > 0, in je (x+x'+x )< 1, mje(y+y'+y) < 1. V mnogo primerih bo material na osnovi barijevega titanata izkazoval perovskitno kristalno strukturo in zato je prednostno, da ima material barijev titanat perovskitno strukturo.

Medtem ko se hidrotermalno proizvedeni delci barijevega titanata konvencionalno sušijo do praška, se delci oblikujejo v relativno močno aglomerirane delce, ki jih ni mogoče učinkovito deaglomerirati z enostavnim visoko učinkovitim mešanjem. Disperzije, izdelane iz takih suhih aglomeriranih delcev na osnovi barijevega titanata, ki imajo podmikrometrsko primarno velikost delcev, zahtevajo v bistvu dolgotrajno udarno mletje, da zagotovimo delce v območju 1 mikrometra, in daljše, bolj intenzivno mletje za podmikrometrske delce. V nasprotju s tem lahko aglomerirane delce na osnovi barijevega titanata, prevlečene s kovinskim oksidom, ki imajo podmikrometrsko primarno velikost delcev, deaglomeriramo do območja podmikrometrske velikosti prevlečenih delcev z zmernim delovanjem visoko učinkovitega mešanja brozg, disperzij ali slipov, ki obsegajo take delce v nevodnih medijih.

Nevodne brozge, disperzije ali slipe delcev na osnovi barijevega titanata v smislu izuma lahko pripravimo iz delcev na osnovi barijevega titanata, proizvedenih hidrotermalno, in jih vzdržujemo v vodnem okolju, kot npr. vodni brozgi, vsaj dokler delcev ne oskrbimo s prevleko, nato pa vodno fazo nadomestimo z nevodno, kot je opisano spodaj.

Brozgo podmikrometrskih delcev na osnovi barijevega titanata lahko pripravimo s hidrotermalnim postopkom, kot je npr. opisano v US-patentih št. 4,832,939, 4,829,033 in 4,863,833. Pri takih hidrotermalnih postopkih dodamo prebitno količino, prebitek do pribl. 20 mol.%, raztopine barijevega hidroksida v vodno brozgo titanovega oksida in značilno segrevamo do temperature v območju od pribl. 100 °C do 200 °C, da oblikujemo podmikrometrske delce s perovskitno kristalno strukturo. Velikost delcev in porazdelitev velikosti delcev lahko vzdržujemo z nadzorovanjem različnih spremenljivk pri postopku, kot je npr. temperatura brozge in raztopin, hitrost dodajanja, hitrost segrevanja do temperature tvorbe perovskita ter hitrost ohlajanja od le-te. Izbiro procesnih spremenljivk za želeni produkt iz delcev lahko strokovnjaki enostavno določijo po splošnih principih za kristalizacijo. Večje delce lahko npr. pripravimo z relativno počasnim dodajanjem barijevega hidroksida v brozgo, vzdrževano pri relativno nizki temperaturi, npr. pribl. 35 °C, manjše delce pa lahko pripravimo z relativno hitrim dodajanjem barijevega hidroksida v brozgo, vzdrževano pri relativno visoki temperaturi, npr. pribl. 95 °C. Dobro mešanje je pomembno za pripravo enakomernih delcev.

Potem ko delci barijevega titanata dobijo perovskitno strukturo s toplotno obdelavo brozge, delce prednostno speremo, da odstranimo nezreagirane kovinske speciese, kot npr. barijeve ione. Izpiranje lahko izvedemo z deionizirano vodo z amoniakom pri pH 10, da preprečimo raztapljanje barija iz delcev. Izpiralno vodo lahko odstranimo od usedlih delcev s filtracijo ali dekantiranjem. Število izpiralnih ciklov je določeno z želeno čistočo v vodni fazi, tako da npr. zagotovimo brozgo z nizko ionsko jakostjo, ki ima prevodnost manjšo od 5 mS, prednostno manjšo od 1 mS. Ugotovili smo, da od 4 do 5 izpiralnih ciklov ustreza za to, da zmanjšamo ionsko vsebnost vodne faze na nizek nivo, označen s prevodnostjo, ki ni večja od pribl. 100 pS.

Delce barijevega titanata lahko vzdržujemo v vodnem stanju do postopka prevlečenja. Kot je navedeno zgoraj, lahko delci na osnovi barijevega titanata vključujejo prevleko, ki obsega oksid, vodni oksid, hidroksid ali organsko kislinsko sol vsaj ene kovine, ki je drugačna od barija in titana. Prevleke lahko zagotovimo tako, da v mešano brozgo delcev na osnovi barijevega titanata dodajamo vodno raztopino (raztopin) soli, kot so npr. nitrati, borati, oksalati ipd. kovin, ki ustrezajo želeni prevleki. Obarjanje za prevleko pospešimo z ustreznim pH. Solne raztopine lahko dodamo bodisi kot eno zmes soli, da tvorimo homogeno prevleko z eno plastjo, ali ločeno in zaporedno, da tvorimo individualne plasti iz oksida, vodnega oksida, hidroksida ali organske kislinske soli. V primeru kovin z relativno višjimi topnostmi, kot so npr. kobalt in nikelj, imajo oksidne prevleke tendenco, da se teže aplicirajo in vzdržujejo brez resolubilizacije. Zato je pogosto prednostno, da apliciramo oksidne prevleke takih, bolj topnih kovin kot zgornjo prevleko čez plasti kovinskih oksidov, ki se laže deponirajo. Alkalno okolje prav tako zmanjša solubilizacijo barija in enostavno zagotavlja delce s prevlekami brez barija in titana. Prevleke delcev, namenjenih za aplikacije pri keramičnih kondenzatorjih, imajo značilno debelino manjšo od 10 % premera delca, pogosto manjšo od 20 nm in prednostno ne večjo od 5 nm do 10 nm.

Uporabne prevleke iz organskih kislinskih soli vključujejo tiste, ki so organske soli kovin, ki imajo nizko topnost. Primeri takih prevlek iz organskih kislinskih soli so kovinske soli oksalne kisline (npr. niobijev oksalat), citronske kisline, vinske kisline in palmitinske kisline. Verjamemo, da se organska kislinska sol pretvori v kovinski oksid med zgorevanjem veziva. Izbiro kovine naredimo na osnovi prispevanih izboljšanj za procesiranje ali lastnosti MLC. Kovina v prevlekah je značilno izbrana izmed bizmuta, litija, magnezija, kalcija, stroncija, skandija, cirkonija, hafnija, vanadija, niobija, tantala, volframa, mangana, kobalta, niklja, cinka, bora, silicija, antimona, kositra, itrija, lantana, svinca in lantanidnih elementov. Prednostno imajo delci barijevega titanata prevleko kovinskega oksida brez barija in titana. Če želimo keramične kondenzatorje z dielektričnimi lastnostmi X7R je koristno, da zagotovimo delce barij evega titanata z dopanti, kot so npr. niobijev oksid, tantalov oksid ali neodijev oksid, v kombinaciji z nikljevim oksidom ali kobaltovim oksidom. Če želimo, da zagotovimo keramične kondenzatorje, ki so sintrani pri relativno nizkih temperaturah, npr. v območju od pribl. 1000 °C do 1200 °C, v primerjavi s pribl. 1300 °C in 1600 °C, je koristno, da zagotovimo delce barijevega titanata z dopantom, ki izboljša nizkotemperatumo sintranje. Take pomožne snovi za nizkotemperatumo sintranje vključujejo bizmutov oksid, cinkov oksid, cinkov borat, cinkov vanadat, litijev borat in njihove kombinacije. Kovinske okside za modificiranje dielektričnosti in zniževanje temperature sintranja lahko učinkovito dodamo delcem na osnovi barijevega titanata potem ko le-te izperemo, in pred tvorbo disperzibilnega mokrega kolača.

Potem ko apliciramo prevleko na hidrotermalno proizvedene delce na osnovi barijevega titanata, lahko brozgo speremo in vodno vsebnost brozge zmanjšamo, da zagotovimo koncentrirano brozgo, mokri kolač ali prašek. Poleg tega lahko brozgo, mokri kolač ali prašek obdelamo z dispergimim sredstvom, da zagotovimo disperzijo, in nadalje obdelamo z vezivom ali drugimi aditivi, da zagotovimo slip. Vodo prednostno odstranimo s sredstvom, s katerim se izognemo ali minimiziramo tvorbo močno aglomeriranih delcev, kot npr. pri kalcinaciji. Prevleke iz določenih kovinskih oksidov imajo lahko za to, ker niso kalcinirane ali sušene, tendenco, da ostanejo v obliki hidratiranega kovinskega oksida, kije lahko topen, če ga ne vzdržujemo pri pH, ki je blizu tistega za minimalno topnost tega kovinskega oksida. Nikljev oksid ali kobaltovi oksidi imajo npr. tendenco, da so nekoliko topni, če jih ne vzdržujemo pri pH blizu 10. Tako za vzdrževanje pravilno prevlečenega delca vzdržujemo pH vodne komponente prednostno v območju od 9 do 11. Brozge delcev na osnovi barijevega titanata, prevlečenih s kovinskim oksidom, prikladno proizvedemo pri relativno nizkem nivoju trdnih snovi, npr. manjšem od 30 mas.% delcev na osnovi barijevega titanata. Višji nivoji trdnih snovi so značilno prednostni za proizvodnjo MLC. Tako je v primeru, ko je treba uporabiti brozgo v smislu izuma direktno pri izdelavi MLC, koristno, da koncentriramo brozgo npr. z odstranjevanjem vode, kot npr. s filtracijo, vsaj do 40 mas.% trdnih snovi, prednostno vsaj do 50 mas.% trdnih snovi, bolj prednostno vsaj do 55 mas.% trdnih snovi in celo bolj prednostno do območja vsaj pribl. 60 ali 75 mas.% trdnih snovi. Dispergimo sredstvo in vezivo lahko dodamo v koncentrirano brozgo, da zagotovimo slip ali stabilno disperzijo delcev na osnovi barij evega titanata.

Kot je navedeno zgoraj, lahko potem, ko delce na osnovi barij evega titanata prevlečemo, vodno fazo nadomestimo z nevodno. Vodno fazo lahko nadomestimo z organsko tekočo fazo s solventno izmenjavo ali destilacijo. Pri postopku solventne izmenjave lahko uporabimo filtracijsko napravo. V prednostni izvedbi je filtracijska naprava filter Funda™, ki vključuje ravne pladnje, obložene z ultrafiltracijsko membrano, nameščene na centralnem rezervoarju. Tekočina teče skozi filter Funda™ in jo odstranimo skozi ta centralni rezervoar. Po končani operaciji filtriranja filtrimi kolač z vrtenjem ločimo od pladnjev s centrifugalno silo. Trdne snovi nato spustimo skozi ventil v naslednjo procesimo stopnjo. Ultrafiltracijski membranski material uporabimo zaradi podmikrometrske velikosti delcev hidrotermalnega barij evega titanata.

Solventni izmenjalni postopek pri operaciji najprej vključuje črpanje vodne brozge delcev barij evega titanta v napravo za filtriranje. Vodo odstranimo skozi ultrafiltracijsko membrano. Potem ko odstranimo večino vode, uvedemo brezvodno organsko topilo, ki se meša z vodo, kot npr. metiletilketon (MEK) ali toluen (opisano spodaj), v napravo za filtriranje. To topilo, ki se meša z vodo, dodajamo in odstranjujemo iz naprave za filtriranje skozi ultrafiltracijski membranski material, dokler vsebnost vode v filtrimem kolaču barij evega titanata ne pade na želeno vrednost. Potem ko odstranimo vodo iz filtrimega kolača z uporabo topila, topnega v vodi, dodamo topilo, netopno v vodi. Dodamo dovolj topila, netopnega v vodi, in ga odstranimo skozi ultrafiltracijski material, da razredčimo koncentracijo topila, topnega v vodi na želeno vrednost. Barijev titanat nato z vrtenjem ločimo od ultrafiltracijskega materiala in ga spustimo v mešalni tank, nameščen pod napravo za filtriranje.

Potem ko pride barijev titanat v mešalni tank, nameščen pod napravo za filtriranje, dodamo dispergant in vsebino v posodi mešamo, dokler ne dobimo homogene brozge. Če je želena nizka vsebnost vode, lahko dodamo sušila, kot npr. aktivirano glinico. Dispergirano brozgo nato črpamo v mletje in pakiranje.

Drug postopek za izvedbo solventne izmenjave je destilacijski postopek. Le-ta vključuje destilacijsko posodo z mešano šaržo, kondenzacijski toplotni izmenjalnik in tank za ločevanje faz. Pri tej operaciji vodno brozgo barijevega titanata črpamo v destilacijski tank in dodamo želeno organsko topilo. Če se želeno organsko topilo ne meša z vodo, lahko dodamo majhno količino topila, ki se meša z vodo, kot npr. alkohol z visoko molekulsko maso. Komponente nato zmešamo, da dobimo emulzijo, in segrejemo. Destilacijski postopek prednostno uporabimo pri topilih z visoko molekulsko maso, ki imajo višje vrelišče kot voda. Segrevanje zmesi selektivno izžene vodo, pri čemer ostane barij ev titanat dispergiran v organskih medijih. Tank za ločevanje faz, ki je nameščen navzdol od kondenzacijske enote, loči vodo od kakršnegakoli topila, ki bi bilo prav tako odstranjeno med destilacijo. Topilo nato črpamo nazaj v destilacijsko posodo, vodo pa izčrpamo do ostanka. Pri tem tanku za ločevanje faz bi prav tako lahko uporabili vakuum, da bi pospešili destilacijo, da bi potekala pri nižji temperaturi. Med destilacijskim postopkom lahko dodamo dispergant, da preprečimo solidifikacijo brozge v destilacijski posodi. Ko dosežemo želeno vsebnost vode, topila ne recikliramo več, zmes pa nato koncentriramo z destilacijo, da dosežemo želen odstotek trdnih snovi.

Podobno ultrafiltracijskemu postopku, opisanemu zgoraj, lahko v primeru, da je želena nizka vsebnost vode, zmes v destilacijskem tanku polnimo skozi blazino, ki vsebuje sušilo, kot npr. aktivirano kremenico ali aktivirano glinico. Termodinamično učinkovitost destilacijskega postopka lahko izboljšamo tudi z dodajanjem ultrafiltracijskih modulov, višje od uvajanja vodne brozge barijevega titanata v destilacijsko posodo. Ti ultrafiltracijski moduli bi odstranili večino vode iz vodne brozge barijevega titanata preden le-to uvedemo v destilacijski postopek.

Nevodno brozgo lahko tudi koncentriramo, npr. s filtracijo, da zagotovimo trden mokri kolač, ki je netekoča trdna snov, ki obsega delce na osnovi barijevega titanata, prevlečene s kovinskim oksidom, in tekočino. Nevodni mokri kolač je lahko v trdnem stanju s pribl. 60 mas.% trdnih snovi, zmešanih z nevodno raztopino. Bolj prednostno mokri kolač obsega vsaj 65 mas.% trdnih snovi in bolj prednostno vsaj 70 mas.% trdnih snovi. Mokri kolač lahko obsega do pribl. 85 mas.% trdnih snovi. V nevodnem mokrem kolaču naj bi imela nevodna raztopina pH večji od 8, da se prepreči raztapljanje kovine. Prednostno območje pH je med pribl. 8 in 12, bolj prednostno je med pribl. 9 in 11. Mokri kolač delcev na osnovi barijevega titanata je prekurzor koloidne disperzije. To pomeni, da lahko mokri kolač dispergiramo npr. s pomešanjem z dispergimim sredstvom. Zelo malo, če sploh kaj, dodatnega tekočega medija je treba za pretvorbo mokrega kolača iz trdnega stanja v tekočo disperzijo.

Vsaj v primeru nevodnega mokrega kolača ostanejo delci v kolaču šibko aglomerirani relativno dolgo časa, dokler kolač vzdržujemo z vsebnostjo tekočine vsaj 15 mas.%, bolj prednostno, dokler kolač vzdržujemo z vsebnostjo tekočine vsaj 20 mas.%, in bolj prednostno, dokler kolač vzdržujemo z vsebnostjo tekočine vsaj 25 mas.%.

Prednostno mokri kolač inkapsuliramo v zaporo za vlago, da preprečimo zgubo vsebnosti vode, ki bi lahko pospešila tvorbo močno aglomeriranih delcev, ki se ne deaglomerirajo enostavno. Take zapore za vlago, kot so npr. polietilenske vrečke ali vlakneni valji, prevlečeni s polietilenom, lahko zagotovijo podaljšano dobo shranjevanja vsaj en dan ali več, prednostno podaljšano dobo shranjevanja vsaj 3 dni, bolj prednostno podaljšano dobo shranjevanja vsaj 30 dni in najbolj prednostno podaljšano dobo shranjevanja vsaj 90 dni. Take značilnosti olajšajo shranjevanje in transport mokrega kolača v smislu predloženega izuma.

Mokri kolač enostavno pretvorimo v tekočo disperzijo z vgrajevanjem dispergimega sredstva v kolač brez znatnega dodatka tekočine. Čeprav kolaču lahko dodamo tekočino, pa je potrebna količina dispergimega sredstva, da pretvori trdni kolač v tekočo disperzijo, precej majhna, npr. značilno manjša od 2 mas.% glede na maso materiala na osnovi barijevega titanata. V nekaterih primerih ni potrebna druga dodatna tekočina, razen tekočinskega volumna dispergimega sredstva za pretvorbo mokrega kolača v tekočo disperzijo. Preizkušena dispergima sredstva so polielektroliti, ki vključujejo organske polimere z anionskimi ali kationskimi funkcionalnimi skupinami. Anionsko fimkcionalizirani polimeri vključujejo polimere karboksilne kisline, kot npr. polistirensulfonsko kislino in poliakrilno kislino; kationsko funkcionalizirani polimeri vključujejo poliimide, kot npr. polieterimid in polietilenimin. Poliakrilne kisline so prednostne za mnoge aplikacije. Medtem ko se polimerne kislinske skupine lahko protonirajo, je prednostno, da imajo take kislinske skupine nasprotni kation, da se izognemo zmanjšanju pH disperzije na nivo, ki bi pospešil raztapljanje barija ali drugih kovinskih speciesov, ki so lahko prisotni v prevlekah dopantov. Za kondenzatorske aplikacije je prednostni kation amonijev ion. V nekaterih primerih je lahko mogoče, da uporabimo dopantne kovine kot nasprotni kation za polimerne kislinske dispergante. Ne glede na izbrano dispergimo sredstvo lahko strokovnjaki enostavno določijo ustrezno količino dispergimega sredstva s postopkom titracije. Kadar je količina izbranega dispergimega sredstva tista, ki zagotavlja najnižjo viskoznost za disperzijo, lahko koncentracijo dispergimega sredstva zmanjšamo pri uporabi disperzije, kot npr. z razredčenjem ali interakcijo z aditivi, in povzročimo, da viskoznost naraste na nezaželeno visok nivo. Tako je za mnoge aplikacije želeno, da se uporabi dispergimo sredstvo v količini za minimiziranje viskoznosti.

Ugotivili smo, da je prednostno dispergimo sredstvo za uporabo v koloidnih disperzijah, namenjenih za kondezatorske aplikacije in za tako preizkušanje, poliakrilna kislina z amoniakom, ki ima številčno povprečje molekulske mase pribl. 8000. Ugotovili smo, daje za pretvorbo mokrega kolača v tekočo disperzijo uporabno npr. 0,75 mas.% take poliakrilne kisline z amoniakom (kot 40 mas.% vodna raztopina). Vgradnjo dispergimega sredstva lahko izvedemo na prikladen način, kot npr. z mehanskim pomešanjem disperganta v mokri kolač. Kadar uporabimo visoko učinkovito mešanje se porabi prebitek dispergimega sredstva zaradi nove specifične površine delcev, eksponirane z deaglomeracijo. Tako je lahko prikladno, da dodamo dispergimo sredstvo s prirastkom med visoko učinkovitim mešanjem.

Mokri kolač se razlikuje od brozg, disperzij, slipov in suhih praškov po tem, daje le-ta netekoča trdna snov, medtem ko so brozge, disperzije in slipi tekoče tekočine, suhi praški pa so tekoče trdne snovi. Mokri praški lahko tečejo ali pa tudi ne, odvisno od količine vsebovane tekočine. Več tekočine ko odstranimo, tem bolj postaja mokri prašek suh. Razumljivo je seveda, da suhi prašek ni nujno popolnoma dehidratiran. Pršilno sušenje, liofilizacija in nizko temperaturno sušenje v vakuumu so prednostni postopki za zagotavljanje suhih praškov iz prevlečenih delcev na osnovi barijevega titanata, ki ostanejo disperzibilni le z vmešanjem v raztopino, vsebujočo dispergimo sredstvo, npr. z visoko učinkovitim mešanjem. Tako so suhi praški prevlečenih delcev na osnovi barijevega titanata presenetljivo disperzibilni v disperzije podmikrometrskih delcev, ne da bi potrebovali dolgotrajno udarno mletje. Drugače kot pri znanih materialih visokoenergijsko mletje več ur ni potrebno, da znižamo velikost delcev do točke, kjer lahko disperzije ali slipe iz prevlečenih delcev na osnovi barijevega titanata uporabimo za izdelavo kondenzatorjev s fmozmatimi tankimi dielektričnimi plastmi in visoko prebojno napetostjo.

Drugi vidik predloženega izuma zagotavlja postopke za izdelavo disperzije podmikrometrskih prevlečenih delcev na osnovi barijevega titanata v raztopini z deaglomeriranjem disperzije velikih (večjih od 1 pm) šibko aglomeriranih delcev na osnovi barijevega titanata, prevlečenih s kovinskim oksidom, dokler niso v bistvu vsi delci manjši od 1 pm. Pri prednostnem postopku v smislu izuma deaglomeriramo disperzije z visoko vsebnostjo trdnih snovi, ki obsegajo med pribl. 30 mas.% in 75 mas.% delcev, z visoko učinkovitim mešanjem z dispergimim sredstvom. Optimalni čas za visoko učinkovito mešanje z lahkoto določimo z rutinskim eksperimentiranjem. Visoko učinkovito mešanje lahko povzročimo v centrifugalnem črpalnem deaglomeracijskem mlinu, komercialno dosegljivem npr. pri Silverson Machine Inc. (East Longmeadow, MA). Druge naprave, uporabne za zagotavljanje deaglomeriranih disperzij, vključujejo tiste, znane kot: supermlini, koloidni mlini in kavitacijski mlini.

Supermilini imajo komoro za mletje, napolnjeno z mediji, z vrtečimi se diski z visoko hitrostjo na centralni osi in so komercialno dosegljivi npr. pri Premier Mili (Reading, PA). Koloidni mlini imajo odprtino za mletje med razširjenimi površinami rotorja z visoko hitrostjo in fiksiranim statorjem in so prav tako komercialno dosegljivi npr. pri Premier Mili. V kavitacijskih mlinih, ki so komercialno dosegljivi npr. pri Arde Barinco Inc. (Norwood, NJ), se črpa tekočina skozi vrsto hitro odpirajočih in zapirajočih se komor, ki hitro komprimirajo in dekomprimirajo tekočino, ki da visokofrekvenčni učinkovitostni učinek, ki lahko deaglomerira delce. Pričakujemo, da se bodo koncentrirana brozga, disperzija, mokri kolač, mokri prašek ali suhi prašek vedli enako dobro pri zagotavljanju slipov za izdelavo visoko zmogljivostnih kondenzatorjev, odvisno od izdelovalnih pripomočkov ali postopkov za posebne kondenzatorje.

Preizkus za določevanje učinkovite količine dispergirnega sredstva za šibko aglomerirane prevlečene delce na osnovi barijevega titanata obsega uporabo visoko učinkovitega mešalnika, kot je npr. visoko učinkoviti laboratorijski mešalnik Silverson model L4R, opremljen z visoko učinkovitim zaslonom s kvadratno odprtino, da visoko učinkovito zmeša 500 g vzorca disperzije, ki obsega 70 mas.% prevlečenih delcev v alkalni nevodni raztopini v temperaturnem območju med 25 °C in 30 °C, pH, pri katerem se prevleka ne raztopi, in pri čemer vsebuje učinkovito količino dispergirnega sredstva, in sicer učinkoviti čas za deaglomeriranje prevlečenih delcev. Učinkovita količina dispergima sredstva je zadostna za vzdrževanje ločenih aglomeratov in agregatov pri manjših velikostih delcev brez reaglomeriranja. Učinkovita količina dispergirnega sredstva se spreminja odvisno od faktorjev, kot so npr. velikost delcev, narava prevleke in jakost dispergirnega sredstva. Učinkovito količino dispergirnega sredstva in učinkoviti čas lahko strokovnjaki enostavno določijo z nekoliko rutinskih eksperimentov z opazovanjem učinkov spremenljivk, kot so koncentracija dispergirnega sredstva in čas za visoko učinkovito mešanje, na zmanjševanje magnitude porazdelitve velikosti delcev. Učinkovita količina teh spremenljivk bo dopustila analizo velikosti delcev, ki kaže resnični učinek visoko učinkovitega mešanja na deaglomeracijo. Pri mnogih primerih smo ugotovili, da je učinkovita količina dispergirnega sredstva poliakrilne kisline z amoniakom (številčno povprečje molekulske mase pribl. 8000) pribl. 1 mas.% dispergirnega sredstva na celotno maso delcev in dispergirnega sredstva, in je učinkoviti čas za visoko učinkovito mešanje pribl. 1 minuta.

Prevlečeni delci na osnovi barijevega titanata, pripravljeni s hidrotermalnimi postopki, so po videzu v bistvu sferični in enakoosni. Taki delci ostanejo v bistvu sferični celo po zmanjševanju velikosti z visoko učinkovitim mešanjem. Priložnostno so lahko v bistvu sferični delci dvojni. Pojav dvojnih delcev je zaželeno redek. Uporaba sferičnih delcev, v primerjavi z nesferičnimi zmletimi praški, zagotavlja praške, označene z izjemno visoko specifično površino, ki imajo BET-specifično površino vsaj pribl. 4 m /g, prednostno imajo sferični delci BET-specifično površino vsaj pribl. 8 m /g, bolj n

prednostno imajo sferični delci BET-specifično površino vsaj pribl. 12 m /g.

Podmikrometrski prevlečeni delci barijevega titanata so suspenzibilni z velikim številom veziv, dispergantov in sredstev za sproščanje z uporabo nevodnih topil, da zagotovimo keramične ulivne slipe.

Delce na osnovi barijevega titanata dispergiramo v organskem topilu, ki vsebuje raztopljeno polimerno vezivo in po izbiri druge raztopljene materiale, kot npr. plastifikatorje, maziva, dispergima sredstva, ločevalna sredstva, sredstva za preprečevanje gnitja in omakala. Uporabna organska topila imajo nizko vrelišče in vključujejo: benzen, metil etil keton, aceton, ksilen, metanol, etanol, propanol, 1,1,1trikloroetan, tetrakloroetilen, amil acetat, 2,2,4-trietil pentandiol-l,3-monoizobutirat, toluen, metilen klorid, terpentin, etil alkohol, bromoklorometan, butanol, diaceton, metil izobutil keton, cikloheksanon, metil alkohol, n-propil alkohol, izopropil alkohol, n-butil alkohol, n-oktil alkohol, benzil alkohol, glicerol, etilen glikol, benzaldehid, propionsko kislino, n-oktanojsko kislino, etilacetat, butilbutirat, n-heksan ipd., vključno njihove zmesi in zmesi z vodo, kot npr. zmesi metanola in vode. Tudi različne azeotropske organske topilne zmesi imajo nizka vrelišča in jih lahko uporabimo kot nosilni vehikel. Topilne zmesi lahko vključujejo npr.: 72 % trikloroetilena /28 % etil alkohola, 66 % metil etil ketona/34 % etil alkohola, 70 % metil etil ketona/30 % etil alkohola, 59 % metil etil ketona/41 % etil alkohola, 50 % metil etil ketona/50 % etil alkohola, 80 % toluena/20 % etanola, 80 % toluena/20 % etil alkohola, 70 % toluena/30 % etil alkohola, 60 % toluena/40 % etil alkohola, 70 % izopropil alkohola/30 % metil etil ketona, 40 % metil etil ketona/60 % etil alkohola in njihove zmesi.

Disperganti (deflokulanti/omakala), uporabni v nevodnih disperzijah podmikrometrskih delcev barijevega titanata, prevlečenih s kovinskim oksidom, vključujejo poleg tistih, navedenih zgoraj, npr. tudi: fosfatni ester, glikol trioleat, etoksilat, 2-amino-2-metil-l-propanol, hidroksietilimidazolin talovega olja, oleinski hidroksietilimidazolin, maščobne kisline, kot npr. glicerol trioleat, lanolinske maščobne kisline, poli(vinil butiral), natrijev bis(tridecil)sulfosukcinat, diizobutil natrijev sulfosukcinat, natrijev dioktil sulfosukcinat, etoksiliran alkilgvanidin amin, natrijev diheksilsulfosukcinat, natrijev diizobutilsulfosukcinat, benzensulfonsko kislino, sulfonate, topne v olju, alkil eter polietilen glikola), adukte oleinske kisline in etilenoksida, sorbitan trioleat, adukte amida sterične kisline in etilen oksida, alkilaril polieterske alkohole, etil eter polietilen glikola), etil fenil glikol, polioksietilen acetat, polioksi etilen ester ipd. Prednostna dispergima sredstva za suspenzije v organskih topilih in za slipe vključujejo menhadenovo (ribje) olje, koruzno olje, polietilenimin in poliakrilno kislino z amoniakom.

Med polimernimi vezivnimi materiali, uporabnimi v nevodnih slipih, so npr.: poli(vinil butiral), poli(vinil acetat), poli(vinil alkohol), celulozni polimeri, kot npr. metil celuloza, etil celuloza, hidroksietil celuloza, metilhidroksietil celuloza, celulozni acetat butirat, nitroceluloza, polipropilen polietilen, silicijevi polimeri, kot npr. poli(metil siloksan) in poli(metilfenil siloksan), polistiren, butadien/stirenski sopolimer, poli(vinil pirolidon), poliamidi, polietri, poli(etilen oksid-propilen oksid), poliakrilamidi, in akrilni polimeri, kot npr. natrijev poliakrilat, poli(metil akrilat), poli(metil metakrilat), poliakrilatni estri in sopolimeri, kot npr. sopolimeri etil metakrilata in metil akrilata, poli(vinil alkohol), poli(vinil klorid), vinil klorid acetat, poli(tetrafluoroetilen), poli(a-metilstiren), ipd. Polimerna veziva so značilno uporabna v območju med pribl. 5 in 20 mas.%. Prednosten komercialno dosegljiv polimer je ACRYLOID™ B-7 akrilatni polimer (Rohm & Haas Co., Philadelphia, PA).

Pogosto organski medij vsebuje tudi majhno količino plastifikatorja za znižanje temperature steklastega prehoda (Tg) vezivnega polimera. Izbira plastifikatorja je primarno določena s polimerom, ki mora biti modificiran, in lahko vključuje ftalatne estre (in mešane ftalatne estre), kot npr. dimetil ftalat, dietil ftalat, dibutil ftalat, dioktil ftalat, butil benzil ftalat, alkil fosfate, poli(alkilen glikol), polietilen glikol, glicerol, polietilen okside), hidroksietiliran alkil fenol, dialkil ditiofosfonat, poli(izobutilen), butil stearat, metil abietat, trikrezil fosfat, dipropilglikol dibenzoat ipd.

V eni izvedbi slip na osnovi organskega topila v smislu izuma na 100 masnih delov delcev na osnovi barijevega titanata obsega:

od 25 do 40 delov organskega topila od 2 do 5 delov dispergirnega sredstva od 5 do 20 delov polimernega veziva in od 0 do 15 delov plastifikatorja.

Disperzijo delcev na osnovi barijevega titanata v različnih nevodnih topilih lahko izboljšamo z aplikacijo različnih prevlek, kot npr. pripojitvenih sredstev, na površino delcev. Široko področje dosegljivih silanskih pripojitvenih sredstev zlasti zagotavlja način za oblikovanje površine delcev za izbrani nosilni vehikel. Prevleka hidrotermalno izvedenih delcev na osnovi barijevega titanata s silanskim pripojitvenim sredstvom ne bi bila uporabna samo za posušene praške, ampak tudi za delce, ki ostanejo v raztopini. Čeprav lahko silanska pripojitvena sredstva apliciramo na površino praškov, ki so bili sušeni ali niso bili, pa naj bi prednostno pripojitveno sredstvo aplicirali po sušenju delcev, da olajšamo njihovo dispergiranje v nosilnem vehiklu. Poleg tega zagotavlja sušenje praškov enostaven mehanizem, da določimo, ali smo dosegli popolno prevleko, s preizkušanjem dispergiranja obdelanega praška v vodi. Neprevlečeni ali delno prevlečeni praški se delno ali popolnoma dispergirajo v vodi, medtem ko popolnoma prevlečeni delci splavajo na površino vode celo pri mešanju.

Delce lahko prevlečemo v enem nosilnem vehiklu in nato prenesemo v drugi nosilni vehikel s postopkom izmenjave topila (kot je opisano zgoraj) ali z destilacijskim postopkom. Čeprav lahko silanska pripojitvena sredstva apliciramo na površino praškov pred izmenjavo topila ali po njej, pa je prednostno, da apliciramo prevleko po postopku izmenjave topila. Silanska pripojitvena sredstva lahko vežemo na površino delcev, da olajšamo disperzijo v želenem nosilnem vehiklu in pripomoremo k pasivaciji površine delca.

Splošna formula organosilana R„SiX(4._n) kaže dva razreda funkcionalnosti. Skupina X je vključena v reakcijo z anorganskim substratom. Vez med X in atomom silicija v pripojitvenih sredstvih je nadomeščena z vezjo med anorganskim substratom in atomom silicija. X je hidrolizibilna skupina, značilno alkoksi, aciloksi, amino ali klor. Najbolj običajni alkoksi skupini sta metoksi in etoksi, ki dajeta metanol in etanol kot stranska produkta med reakcijami pripajanja. Ker klorosilani proizvedejo vodikov klorid kot stranski produkt med reakcijami pripajanja, se le-ti na splošno manj uporabljajo kot alkoksisilani. R je nehidrolizabilni organski radikal, ki ima funkcionalnost, ki omogoča, da se pripojitveno sredstvo veže z organskimi smolami in polimeri. Večino široko uporabljenih organosilanov ima en organski substituent. V večini primerov silan izpostavimo hidrolizi pred površinsko obdelavo. Po hidrolizi se tvori reaktivna silanolna skupina, ki se lahko kondenzira z drugimi silanolnimi skupinami, npr. tistimi na površini kremenovih polnil, da se tvorijo siloksanske vezi. Stabilni kondenzacijski produkti se tvorijo tudi z drugimi oksidi, kot npr. aluminijevimi, cirkonijevimi, kositrovimi, titanovimi in nikljevimi. Manj stabilne vezi se tvorijo z oksidi bora, železa in ogljika. Oksidi in karbonati alkalijskih kovin ne tvorijo stabilnih vezi z Si-O-.

Voda za hidrolizo je lahko iz različnih virov. Lahko jo dodamo, lahko je navzoča na površini substrata, ali lahko pride iz atmosfere. Reakcija teh Silanov vključuje štiri stopnje, prikazane spodaj, s trimetoksi hidrolizibilno skupino X.

1. Na začetku pride do hidrolize treh k temu nagnjenih skupin X, vezanih na silicij.

RSi(OMe)₃ + 3H₂O -> RSi(OH)₃ + 3MeOH

2. Nato poteče kondenzacija do oligomerov:

R R R 'I i I

3RSi(OH)j - HO- Si-O-Si-O-Si-OH + 2HjO

OH OH OH

3. Oligomeri se nato vežejo z vodikovimi vezmi z OH skupinami substrata:

R R R I I I

3RSKOK)j -» HOSto-Si-OStott I · I . I nit on OH

*.

• OH OH OH ‘ .1.,1 .1...,,1 .

substrat

4. Končno se med sušenjem ali utrjevanjem tvori kovalentna vez s substratom z istočasno izgubo vode.

HO-Si—0—Si—O-Si-OK R λ A H

H K H . K K K 0

v.V v —i—u—i— —a.

substrat

R •1. O—Si·

O—Si

OH +2HiQ ·

O-H

Na vmesni ploskvi je navadno le ena vez od vsakega silicija organosilana s substratno površino. Obe drugi silanolni skupini sta navzoči bodisi vezani na druge silicijeve atome pripojitvenega sredstva ali sta v prosti obliki.

S slipi na osnovi organskega topila lahko tvorimo zelene trakove na površinah nosilca s postopki, znanimi strokovnjakom. Npr.: J.C. Williams, str. 173-197, Ceramic Fabrication Processes, vol. 9 Treatise on Materials Science and Technology, Academic Press (1976) in US patenta št. 3,717,487 in 4,640,905, vse je vključeno tukaj z referenco.

Obstajajo tudi številne tehnike za pretvorbo slipov v tanke filme, zelene plasti in žgane keramike. Verjamemo, da bodo disperzije v smislu predloženega izuma uporabne z manjšimi modifikacijami, kot so npr. izbira prednostnega suspenzijskega medija in veziva, razredČevanje do želene viskoznosti tekočine itd., pri različnih keramičnih postopkih za izdelavo dielektričnih plasti za MLC. Slipe lahko oblikujemo v filme s pršenjem, nanašanjem plasti na gibljivo ploskev iz kaskad ali matrice (kot je zdravniška lopatica) in z drugimi postopki, uporabljenimi v industriji MLC. Ko odstranimo iz filma dovolj nevodne tekočine, zagotovimo kohezivni trdni zeleni film, ki ga lahko prevlečemo v registriranem vzorcu po eni ali obeh straneh s prevodniškim materialom ali prekurzorjem le-tega, kot je npr. črnilo, ki vsebuje fine delce paladija, srebra, niklja ali zlitin paladija in srebra. Taka prevodna črnila lahko vsebujejo fine delce kovine in keramike. Ploskve zelenega filma značilno zložimo, npr. do 250 plasti ali več, in razrežemo na kocke velikosti MLC, ki jih žgemo, da zgori polimerno vezivo in dispergant, ter sintramo, da tvorimo gosto večplastno kondenzatorsko strukturo s fmozmato strukturo dielektričnih plasti. Prevodna kovina, aplicirana na koncih, lahko poveže izmenične prevodne vmesne plasti, ki tvorijo MLC.

Za lastnost enotne velikosti delcev pri delcih na osnovi barijevega titanata v smislu izuma pričakujemo, da omogoča proizvodnjo novih MLC z ultratankimi plastmi dielektrične keramike, ki ima podmikrometrska zrna. Taki dielektrični materiali naj bi olajšali precejšen porast volumetrične kapacitance. Poleg tega pričakujemo, da bodo imeli MLC nepričakovano visoko prebojno napetost. Odsotnost velikih delcev, npr. večjih od 1 pm, naj bi dopustila komercialno proizvodnjo z visokimi dobitki, npr. večjimi od 98 %, za MLC, ki obsegajo mnogo, npr. več od 40, dielektričnih plasti. Za delce v smislu izuma pričakujemo, da naj bi se prednostno uporabili za proizvodnjo MLC z dielektrično keramično plastjo, ki ima maksimalno velikost zrn 0,9 pm ali manjšo, bolj prednostno maksimalno velikost zrn manjšo od 0,8 pm, najbolj prednostno velikost zrn 0,7 pm ali manjšo.

Drugi vidiki v smislu izuma zagotavljajo X7R ali Y5V kondenzatorje, ki obsegajo več kot 20 dielektričnih plasti materiala na osnovi barijevega titanata, sintranega v keramični strukturi, pri čemer imajo plasti debelino manjšo od 5 pm, npr. v območju od 2 do 4 pm. Visoko število dielektričnih plasti, npr. 250 ali 500, je lahko prednostno, odvisno od modela MLC. Tanke dielektrične plasti dopuščajo, da MLC s povečanim številom dielektričnih plasti, ki jih je treba uporabiti v MLC s standardno velikostjo ali MLC s fiksiranim številom plasti, prilagodimo za paket z manjšo velikostjo. Rezultat je, da lahko kapacitanco MLC paketa standardne velikosti enostavno povečamo za faktor 5 do 10 ali več.

Za zagotavljanje monolitičnih X7R MLC delce, uporabljene za izdelavo dielektrika, prednostno prevlečemo z oksidi niobija, kobalta, niklja in mangana. Za nizko žgalno sposobnost, npr. sintranje pod 1200 °C, lahko prednostna prevleka kovinskega oksida vsebuje tudi bizmutov oksid. Da dosežemo ultratanke dielektrične plasti z debelino manjšo od 4 pm imajo delci prednostno primarno velikost manjšo od 0,3 pm, najbolj prednostno v območju od 0,1 do 0,2 pm. Enakomerna finozmata velikost, npr. manjša od 0,3 pm, zagotavlja v ultratankih dielektričnih plasteh odlično dielektrično jakost s prebitkom 100 V/pm in nizek faktor sipanja. Te lastnosti zagotavljajo povečano gotovost za visoko kapacitanco visokonapetostnih keramičnih kondezatorjev. Sposobnost, da zagotovimo tanke dielektrične plasti, je dopustila proizvodnjo kondenzatorjev, ki imajo 5 do 10-kratno kapacitanco velikosti standardnih primerov. Taki MLC prednostno obsegajo monolitično keramično telo, npr. barij ev titanat, dopiran s kovinskim oksidom, dve skupini prepletenih elektrod, izgorenih v navedenem telesu in ki se raztezajo glede na nasprotna konca telesa ter dve prevodni terminaciji, ki sta v stiku z navedenima skupinama glede na navedena nasprotna konca. MLC z lastnostmi X7R imajo temperaturni koeficient kapacitance v temperaturnem območju od -55 °C do 125 °C, ki ne variira več kot ±15 % od kapacitance pri 25 °C. V prednostnem vidiku predloženega izuma ima keramika v X7R MLC velikost zrn manjšo od 0,3 pm in obsega od 93 do 98 mas.% keramike na osnovi barijevega titanata in od 2 do 7 mas.% drugih kovinskih oksidov.

Spodnji Primeri niso namenjeni za omejitev obsega predloženega izuma.

PRIMER 1

Za določitev učinkovitosti dispergiranja delcev na osnovi barijevega titanata v nevodnem topilu dispergiramo hidrotermalno izvedene nizko žgalne delce X7R po sušenju v raztopini iz 80 toluena/20 etanola s fosfat estrskim dispergantom.

X7R formuliran hidrotermalno izveden mokri kolač barijevega titanata, ki vsebuje 72 mas.% trdnih snovi in 28 mas.% vode, posušimo pri 200 °C v vrteči se sušilni enoti pod vakuumom.

Nato zmešamo 9000 g posušenih X7R formuliranih hidrotermalno izvedenih delcev barijevega titanata s 3041,8 g topilne zmesi iz 80 toluena/20 etanola, da tvorimo brozgo. Brozgo nato mešamo z visoko učinkovitim mešalnikom DISPERSATOR™ (Premier Mili) 45 minut, medtem ko dodajamo 363,2 g fosfat estrskega disperganta RHODAFAC RS-410™ (Rhone-Poulenc). Nato izmerimo porazdelitev velikosti delcev dobljene brozge (vzorec 1), rezultati pa so navedeni spodaj in ponazorjeni na Fig. 1A.

Brozgo nato mešamo v horizontalnem medijskem mlinu PREMIER™ 30 minut (Premier Mili). Nato izmerimo porazdelitev velikosti delcev dobljene brozge (vzorec 2), rezultati so navedeni spodaj in ponazorjeni na Fig. IB.

Brozgo nato mešamo v horizontalnem medijskem mlinu PREMIER™ dodatnih 15 minut (skupaj 45 minut). Nato izmerimo porazdelitev velikosti delcev dobljene brozge (vzorec 3), rezultati so navedeni spodaj in ponazorjeni na Fig. 1C. Za vsebnost končnih trdnih snovi ugotovimo, da je 78 mas.%.

VZOREC	Dio	D50	D90	D90/D10
1. 45 min. visoko učinkoviti mešalnik	10,6	65,3	225,6	21,3
2. 30 min. horizontalni medijski mlin	0,136	0,205	0,347	2,6
3. 45 min. horizontalni medijski mlin	0,133	0,192	0,356	2,7

Zgornji eksperimentalni rezultati ponazarjajo, da lahko posušeni hidrotermalno izvedeni X7R-prašek dispergiramo v topilni zmesi iz 80 toluena/20 etanola z uporabo fosfat estrskega disperganta. To kaže, da lahko proizvedemo brozgo z delci, ki imajo razmerje (D₉₀/D₁₀) manjše od 3, iz hidrotermalno izvedenega X7R-praška v nevodnem topilu z izbiro ustreznega disperganta. Verjamemo, da se lahko uporabijo tudi alternativna topila (kot npr. tista, prikazana zgoraj) z ustreznim dispergantom, da nastanejo brozge z delci, ki imajo razmerje (D_9o/Dio) manjše od 3.

Čeprav je iz rezultatov razvidno, da lahko X7R-formuliran hidrotermalno izveden mokri kolač barijevega titanata posušimo in redispergiramo v nevodnem topilu, da tvorimo brozgo z delci, ki imajo razmerje (D_9O/Dio) manjše od 3, pa se posušeni delci oblikujejo v relativno močno aglomerirane delce, ki se ne deaglomerirajo učinkovito z visoko učinkovitim mešanjem. Disperzije, narejene iz takih, suhih, aglomeriranih delcev na osnovi barijevega titanata, ki imajo podmikrometrsko primarno velikost delcev, potrebujejo v bistvu dolgotrajno medijsko mletje, da zagotovimo delce v podmikrometrskem območju. Verjamemo tudi, da segrevanje, uporabljeno za sušenje mokrega kolača, posebno če ga izvedemo pri visoki temperaturi in/ali v zelo dolgi časovni periodi, lahko potencialno vpliva na prevleko na delcih na osnovi barijevega titanata. Taki potencialni negativni učinki vključujejo npr. vezanje vodne oksidne prevlečne plasti med delci, kar bi lahko postalo težavno za ločevanje brez lupljenja ali drobljenja prevlečne plasti iz nekaterih delcev na osnovi barijevega titanata.

PRIMER 2

Za določitev učinkovitosti dispergiranja delcev na osnovi barijevega titanata v nevodnem topilu izpostavimo hidrotermalno izvedene nizko žgalne X7R-delce postopku izmenjave topila, nato pa disperziji s fosfat estrskim dispergantom. Hidrotermalno izvedeni nizko žgalni X7R-delci so na začetku v vodi. Vodo nadomestimo s topilno zmesjo iz 80 toluena/20 etanola.

Iz 1 kg X7R-formuliranega hidrotermalno izvedenega mokrega kolača barijevega titanata, ki vsebuje 72 mas.% trdnih snovi in 28 mas.% vode, naredimo brozgo z 1 kg etanola. Brozgo damo nato v Buchnerjev lij, ki vsebuje ultrafiltracijsko membrano, ki jo uporabimo kot filtrimi medij. Etanol, filtriran skozi tvorjeni mokri kolač, in razpoke, ki se tvorijo, mehansko eliminiramo. Ko je prva filtracija skoraj končana, prelijemo preko 1 kg etanola in ga filtriramo skozi mokri kolač. To stopnjo ponovimo, potem ko je druga filtracija skoraj končana.

Po končani filtraciji etanola dodamo 1 kg toluena in ga filtriramo skozi mokri kolač. Mokri kolač nato pustimo, da se posuši do vsebnosti trdnih snovi 75 mas.%.

Dobljeni mokri kolač (859,3 g) nato zmešamo z visoko učinkovitim mešalnikom DISPERSATOR™ (Premier Mili) in 26,81 g fosfat estrskega disperganta RHODAFAC RS-410™ (Rhone-Poulenc). Visoko učinkoviti mešalnik pustimo, da meša mokri kolač 10 minut (vzorec 4) in 30 minut (vzorec 5). Nato izmerimo porazdelitev velikosti delcev; rezultati so navedeni spodaj in ponazorjeni na Fig. 2A in Fig. 2B.

VZOREC	D10	D50	D90	D90/D10
4. 10 min. visoko učinkoviti mešalnik	0,381	0,869	1,908	5,0
5. 30 min. visoko učinkoviti mešalnik	0,351	0,764	1,805	5,1

Zgornji eksperimentalni rezultati ponazarjajo, da lahko izmenjavo topila uporabimo, da nadomestimo vodna topila z nevodnimi, če je želeno, nato pa dodamo ustrezni dispergant, da dosežemo sprejemljivo razmerje (D90/D10). S postopkom izmenjave topila zagotovimo disperzije, ki imajo mnogo ožje porazdelitve velikosti delcev, le z visoko učinkovitim mešanjem (brez horizontalnega medijskega mlina) v krajšem času, kot pa je to pri disperzijah, ki jih dobimo iz posušenih praškov (kot je prikazano v Primeru 1, vzorec 1). Verjamemo, da lahko razmerje (D_9O/Dio), manjše od 3, iz hidrotermalno izvedenega X7R-praška v nevodnem topilu (iz postopka izmenjave topila) dosežemo z izbiro ustreznega disperganta z manj nadaljnjega procesiranja v horizontalnem medijskem mlinu (odvisno od drugih faktorjev, kot je npr. velikost šarže). Verjamemo tudi, da lahko uporabimo alternativna topila (npr. tista, prikazana zgoraj) z ustreznim dispergantom, da tvorimo brozge z delci, ki imajo sprejemljiva razmerja (D90/D10).

Poleg zgoraj navedenega se s postopkom izmenjave topila izognemo potencialnim negativnim učinkom na prevlečno plast na delcih na osnovi barijevega titanata pri sušenju mokrega kolača, posebno pri visoki temperaturi in/ali v dolgi časovni periodi.

PRIMER 3

Za določitev učinkovitosti uporabe silanskih pripojitvenih sredstev, da izboljšajo disperzijo delcev na osnovi barijevega titanata v nevodnem topilu, prevlečemo hidrotermalno izvedeni X7R-prašek z uporabo metiltrimetoksisilana kot pripojitvenega sredstva.

Metiltrimetoksisilan zagotavlja hidrofobno prevleko in ga apliciramo na površino X7R formuliranih hidrotermalno izvedenih delcev BaTiO₃ takole:

1. 95 ml etanola zmešamo s 5 ml deionizirane vode. pH raztopine naravnamo na 4 z 0,1 m HNO3. Metiltrimetoksisilan (5 g) dodamo v nakisano etanolno/vodno raztopino in mešamo 5 minut, da dopustimo hidrolizo treh k temu nagnjenih metoksi skupin.

2. X7R-formulirani mokri kolač BaTiO₃ (70 mas.% trdnih snovi) razredčimo z 250 ml etanola in emulgiramo pri 7000 vrt./min 1 minuto.

3. Etanolno/vodno raztopino, ki vsebuje hidrolizirano silansko pripojitveno sredstvo, dodamo v brozgo, ki vsebuje X7R-formulirane hidrotermalne delce in emulgiramo 30 sekund pri 7000 vrt./min.

4. Dobljeno brozgo pustimo, da se suši na zraku 24 ur, da odstranimo prebitek nosilca. Dobljeni material damo v vakuumsko sušilno peč pri 80 °C za 12 ur, da popolnoma posušimo prašek.

Razredčitev X7R-formuliranega mokrega kolača z etanolom ima za posledico zelo viskozno suspenzijo po emulgiranju. Dobljeni posušeni prašek preizkusimo z uporabo preizkusa za potopitev/splavanje v vodi, da določimo, ali je hidrofobna prevleka ustrezno vezana na površini praška. Prašek previdno zmeljemo v terilnici s pestilom in nato razpršimo po vodi v čaši. Na začetku delci splavajo na površino vode, po mešanju pa se nekateri delci potopijo v raztopino. Kadar X7R-formulirani mokri kolač na začetku razredčimo z etanolom, dosežemo le delno prevleko površine. Ta delna prevleka je verjetno rezultat visoke viskoznosti, ki nastane, kadar X7R-mokri kolač na začetku razredčimo z etanolom. Visoka viskoznost ima za posledico prevleko aglomeratov s tendenco za porušitev, kadar jih mešamo pri preizkusu za potopitev/splavanj e.

PRIMER 4

Za določitev učinkovitosti uporabe silanskih pripojitvenih sredstev, da izboljšajo disperzijo delcev na osnovi barijevega titanata v nevodnem topilu, prevlečemo hidrotermalno izveden X7R-prašek z metiltrimetoksisilanom kot pripojitvenim sredstvom.

Metiltrimetoksisilan zagotavlja hidrofobno prevleko in ga apliciramo na površino X7R- formuliranih hidrotermalno izvedenih delcev BaTiO₃ takole:

1. 95 ml metanola zmešamo s 5 ml deionizirane vode. pH raztopine naravnamo na z 0,1 m HNO₃. Metiltrimetoksisilan (5 g) damo v nakisano metanolno/vodno raztopino in mešamo 5 minut, da dopustimo hidrolizo treh k temu nagnjenih metoksi skupin.

2. X7R-formuliran BaTiO₃ mokri kolač (70 mas.% trdnih snovi) razredčimo z 250 ml metanola in emulgiramo pri 7000 vrt./min 1 minuto.

3. Metanolno/vodno raztopino, ki vsebuje hidrolizirano silansko pripojitveno sredstvo, damo v brozgo, ki vsebuje X7R-formulirane hidrotermalne delce in emulgiramo 30 sekund pri 7000 vrt./min.

4. Dobljeno brozgo pustimo, da se suši na zraku 24 ur, da odstranimo prebitek nosilca. Dobljeni material damo nato v vakuumsko sušilno peč pri 80 °C za 12 ur, da popolnoma posušimo prašek.

Dobljeni posušeni prašek preizkusimo z uporabo preizkusa za potopitev/splavanje v vodi, da določimo, ali je hidrofobna prevleka zadosti vezana na površini praška. Prašek rahlo zmeljemo v terilnici s pestilom in nato razpršimo po površini vode v čaši. Delci splavajo na površino vode in ostanejo na površini celo med mešanjem. Kadar X7R- formulirani mokri kolač na začetku razredčimo z metanolom dosežemo popolno prevleko površine. Razredčitev X7R-formuliranega mokrega kolača z metanolom ima za posledico dobro dispergirano brozgo z nizko viskoznostjo. To omogoča popolno prevleko delcev, kadar dodamo hidrolizirano raztopino silanskega pripojitvenega sredstva.

Strokovnjaki bodo zlahka upoštevali, da so vsi tukaj navedeni parametri mišljeni le kot zgledi in da so dejanski parametri odvisni od specifične aplikacije, za katere se postopki in naprave v smislu izuma uporabijo. Zato je treba razumeti, da so predhodne izvedbe predstavljene le s Primeri in da je možno na osnovi priloženih zahtevkov in njihovih ekvivalentov izum izvesti tudi drugače, kot je specifično opisan.

Za

CABOT Corporation:

pAKfcii·;·» Α'ϊΑ, d.o.o. ^i,z

LJUBLJANA, ČOPOVA 14

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Brozga, disperzija ali slip, ki obsega delce na osnovi barijevega titanata, dispergirane v nevodnem mediju, pri čemer imajo delci prevleko, ki obsega kovinski oksid, kovinski vodni oksid, kovinski hidroksid ali organsko kislinsko sol kovine, drugačne od barija ali titana, pri čemer ima vsaj 90 % delcev velikost manjšo od 0,9 μπι, kadar jih dispergiramo z visoko učinkovitim mešanjem.
2. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da imajo delci decilno razmerje porazdelitve velikosti delcev D_9O/Dio manjše od 4.
3. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da imajo delci decilno razmerje porazdelitve velikosti delcev D90/D10 manjše od 3.
4. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da imajo delci decilno razmerje porazdelitve velikosti delcev D₉₀/Di₀ manjše od 2,5.
5. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da ima vsaj 90 % delcev velikost manjšo od 0,8 pm, kadar so delci dispergirani z visoko učinkovitim mešanjem.
6. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da ima vsaj 90 % delcev velikost manjšo od 0,7 pm, kadar so delci dispergirani z visoko učinkovitim mešanjem.
7. Brozga, disperzija ali slip, po zahtevku 1, označen s tem, da ima vsaj 90 % delcev velikost manjšo od 0,6 pm, kadar so delci dispergirani z visoko učinkovitim mešanjem.
8. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da ima vsaj 90 % delcev velikost manjšo od 0,5 pm, kadar so delci dispergirani z visoko učinkovitim mešanjem.
9. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da ima vsaj 90 % delcev velikost manjšo od 0,4 pm, kadar so delci dispergirani z visoko učinkovitim mešanjem.
10. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da ima vsaj 90 % delcev velikost manjšo od 0,3 pm, kadar so delci dispergirani z visoko učinkovitim mešanjem.
11. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da obsega vsaj 50 mas.% delcev.
12. Brozga, dipserzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da obsega vsaj 60 mas.% delcev.
13. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da obsega vsaj 75 mas.% delcev.
14. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da nadalje obsega dispergant.
15. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da delci vključujejo prevleko pripojitvenega sredstva na površini delcev.
16. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 15, označen s tem, da pripojitveno sredstvo obsega organosilan.
17. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da nadalje obsega med 3 in 20 mas.% vezivnega sestavka, ki obsega raztopljen ali suspendiran polimer, ki tvori film.
18. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da so v bistvu vsi delci enakoosni ali sferični.
19. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da so delci proizvedeni hidrotermalno.
20. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da prevleka prekriva glavni del površine delcev.
21. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da prevleka obsega vsaj eno kovino, izbrano iz skupine, ki jo sestavljajo: bizmut, litij, magnezij, kalcij, stroncij, skandij, cirkonij, hafnij, vanadij, niobij, tantal, volfram, mangan, kobalt, nikelj, cink, bor, silicij, antimon, kositer, itrij, lantan, svinec ali lantanidni element.
22. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da nevodni medij obsega organsko topilo.
23. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 22, označen s tem, da nevodni medij obsega zmes organskega topila in vode.
24. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 22, označen s tem, da organsko topilo izberemo iz skupine, ki jo sestavljajo: benzen, metil etil keton, aceton, ksilen, metanol, etanol, propanol, 1,1,1-trikloroetan, tetrakloroetilen, amil acetat, 2,2,4-trietil pentandiol-l,3-monoizobutirat, toluen, metilen klorid, terpentin, etil alkohol, bromoklorometan, butanol, diaceton, metil izobutil keton, cikloheksanon, metil alkohol, n-propil alkohol, izopropil alkohol, n-butil alkohol, n-oktil alkohol, benzil alkohol, glicerol, etilen glikol, benzaldehid, propionska kislina, n-oktanojska kislina, etilacetat, butilbutirat, n-heksan in njihove zmesi.
25. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 24, označen s tem, da je organsko topilo etanol.
26. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 1, označen s tem, da nevodni medij obsega zmes iz več kot enega organskega topila.
27. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 26, označen s tem, da je zmes izbrana iz skupine, ki jo sestavljajo: 72 % trikloretilena/28 % etil alkohola, 66 % metil etil ketona/34 % etil alkohola, 70 % metil etil ketona/30 % etil alkohola, 59 % metil etil ketona/41 % etil alkohola, 50 % metil etil ketona/50 % etil alkohola, 80 % toluena/20 % etanola, 80 % toluena/20 % etil alkohola, 70 % toluena/30 % etil alkohola, 60 % toluena/40 % etil alkohola, 70 % izopropil alkohola/30 % metil etil ketona, 40 % metil etil ketona/60 % etil alkohola in njihove zmesi.
28. Brozga, disperzija ali slip po zahtevku 27, označen s tem, daje nevodni medij 80 % toluena/20 % etanola.
29. Postopek za tvorbo brozge, disperzije ali slipa, označen s tem, da obsega:

tvorbo brozge delcev na osnovi barijevega titanata v vodnem mediju s hidrotermalnim postopkom tvorbo prevleke na delcih, ki obsega kovinski oksid, kovinski vodni oksid, kovinski hidroksid ali organsko kislinsko sol kovine, drugačne od barija ali titana nadomeščanje vodnega medija z nevodnim in dispergiranje delcev v nevodnem mediju z visoko učinkovitim mešanjem.
30. Postopek po zahtevku 29, označen s tem, da delce dispergiramo v nevodnem mediju z visoko učinkovitim mešanjem, dokler 90 % delcev nima velikosti manjše od 0,9 pm.
31. Postopek po zahtevku 29, označen s tem, da nadomestitev vodnega medija z nevodnim obsega postopek izmenjave topila.
32. Postopek po zahtevku 31, označen s tem, da postopek izmenjave topila obsega:

filtriranje brozge delcev na osnovi barijevega titanata v vodnem mediju in uvajanje filtriranih delcev v nevodni medij.
33. Postopek po zahtevku 29, označen s tem, da nadomestitev vodnega medija z nevodnim obsega postopek za destilacijo.
34. Postopek po zahtevku 33, označen s tem, da postopek za destilacijo obsega:

dodajanje nevodnega medija v brozgo delcev na osnovi barijevega titanata v vodnem mediju in uparevanje vodnega medija.
35. Postopek po zahtevku 29, označen s tem, da nadalje obsega nanašanje pripojitvenega sredstva na površino delcev po nadomestitvi vodnega medija z nevodnim.
36. Postopek po zahtevku 29, označen s tem, da nadalje obsega apliciranje pripojitvenega sredstva na površino delcev po tvorbi prevleke na delcih in pred nadomestitvijo vodnega medija z nevodnim.
37. Postopek po zahtevku 35 ali 36, označen s tem, da pripojitveno sredstvo obsega organosilan.
38. Postopek za tvorbo brozge, disperzije ali slipa, označen s tem, da obsega: dispergiranje delcev na osnovi barijevega titanata v nevodnem mediju z visoko učinkovitim mešanjem, dokler 90 % delcev nima velikosti manjše od 0,9 pm, pri čemer imajo delci prevleko, ki obsega kovinski oksid, kovinski vodni oksid, kovinski hidroksid ali organsko kislinsko sol kovine, drugačne od barija ali titana.