TWI635048B - 鈦酸鋇粉體的製造方法 - Google Patents
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Abstract
根據本發明，提供一種鈦酸鋇粉體的製造方法，其特徵係包含：於常壓下將氫氧化鋇水溶液保持在80℃至沸點為止的溫度，並將BET比表面積位於200至400m2/g的範圍且藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬位於2.3°至5.0°的範圍之銳鈦礦(Anatase)型含水氧化鈦的水漿液加入於此，使上述氫氧化鋇與上述含水氧化鈦反應而得到鈦酸鋇前驅物的水漿液之步驟；以及接著在較24小時短的時間內對如此得到之鈦酸鋇前驅物進行水熱處理，而得到鈦酸鋇粒子之步驟。
Description
本發明係關於鈦酸鋇粉體的製造方法，詳細而言，係關於結晶性優異，因此熱收縮特性優異，並且由均一微粒所構成之鈦酸鋇粉體的製造方法。
近年來，伴隨著各種電子機器的小型化、高性能化及輕量化，對於構成此等之元件或是用以製造此等之起始原料，被強烈要求特性的改善。
例如，積層陶瓷電容器(MLCC：Multilayer Ceramic Capacitor)，已逐漸到達強烈要求薄層化之程度，因此，對於製造MLCC所使用之鈦酸鋇，係進一步要求為均一微粒、結晶性高、分散性優異等特性。
鈦酸鋇的製造方法，以往為人所知者有固相法或草酸法、熔膠-凝膠法等。然而，為了因應近年來MLCC之薄層化的要求，製造微粒，尤其粒徑為150nm以下之微粒的鈦酸鋇時，以濕式法中的水熱法較為有利。固相法或草酸法，由於包含預燒結步驟，故難以得到均一粒子，且粒子會凝聚而難以得到微粒。熔膠-凝膠法，由於使
用昂貴的烷氧化物作為原料，所以從製造成本之觀點來看仍有問題。
依據水熱法之鈦酸鋇的製造方法，以往為人所知者有各種方法。例子之一，係有一種在羧酸的存在下將鋇鹽水溶液加入於含氫氧化鈦漿液以生成鈦酸鋇中核粒子，並對包含該鈦酸鋇中核粒子之漿液進行水熱處理而得到球狀鈦酸鋇，然後再於800至1200℃的溫度進行燒結之方法(參考專利文獻1)。
根據該方法，可得到BET比表面積相對較大之鈦酸鋇微粒，但結晶性仍不足，因此，於燒結或燒製鈦酸鋇時之熱收縮起始溫度不見得會提高，例如在用作為內部電極的共通材料時，於MLCC的製造中，於燒結時會有產生龜裂等問題。
[專利文獻1]日本特開2002-211926號公報
本發明係為了解決鈦酸鋇粉體之製造中的上述問題而創作者，其目的在於提供一種結晶性優異，因此熱收縮特性優異，並且由均一微粒所構成之鈦酸鋇粉體的製造方法。
根據本發明，係提供一種鈦酸鋇粉體的製
造方法，其特徵包含：於常壓下將氫氧化鋇水溶液保持在80℃至沸點為止的溫度，並將BET比表面積位於200至400m2/g的範圍且藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬位於2.3°至5.0°的範圍之銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液加入於此，使上述氫氧化鋇與上述含水氧化鈦反應而得到鈦酸鋇前驅物的水漿液之步驟；以及接著在較24小時短的時間內對如此得到之鈦酸鋇前驅物進行水熱處理，而得到鈦酸鋇粒子之步驟。
本發明之特佳之鈦酸鋇粉體的製造方法為
下列方法，其係包含：將四氯化鈦水溶液與鹼水溶液同時加入於保持在45至65℃的溫度之水中，將此時所生成之反應混合物的溫度保持在45至65℃的溫度範圍，並一邊將pH保持在1.5至3.5的範圍一邊以鹼來同步中和四氯化鈦，藉此得到BET比表面積位於200至400m2/g的範圍且藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬位於2.3°至5.0°的範圍之銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液之步驟；接著於常壓下將氫氧化鋇水溶液保持在80℃至沸點為止的溫度，並將上述銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液加入於此，使上述氫氧化鋇與上述含水氧化鈦反應而得到鈦酸鋇前驅物的水漿液之步驟；以及接著在較24小時短的時間內對如此得到之鈦酸鋇前驅物進行水熱處理，而得到鈦酸鋇粒子之步驟。
根據本發明，於對上述鈦酸鋇前驅物進行
水熱處理之步驟中，較佳係在250℃以下的溫度進行水熱處理。
根據本發明之方法，可得到由均一微粒所構成，結晶性優異，因此改善熱收縮特性之鈦酸鋇粉體。
第1圖係一併顯示藉由本發明之方法所得之鈦酸鋇的熱收縮動作與比較例之鈦酸鋇的熱收縮動作之圖表。
本發明之鈦酸鋇粉體的製造方法，其特徵包含：於常壓下將氫氧化鋇水溶液保持在80℃至沸點為止的溫度，並將BET比表面積位於200至400m2/g的範圍且藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬位於2.3°至5.0°的範圍之銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液加入於此，使上述氫氧化鋇與上述含水氧化鈦反應而得到鈦酸鋇前驅物的水漿液之步驟；以及接著在較24小時短的時間內對如此得到之鈦酸鋇前驅物進行水熱處理，而得到鈦酸鋇粒子之步驟。
本發明中，當所使用之銳鈦礦型含水氧化鈦的BET比表面積大於400m2/g時，所得之鈦酸鋇的結晶性變差。此外，當所使用之銳鈦礦型含水氧化鈦的BET比表面積小於200m2/g時，含水氧化鈦的結晶性雖高，但另一方面，由於與氫氧化鋇之反應性變差，所以所得之鈦酸
鋇粒子的結晶性變差。
尤其，根據本發明，所使用之銳鈦礦型含
水氧化鈦，其BET比表面積較佳位於200至350m2/g的範圍，特佳位於220至330m2/g的範圍。
再者，根據本發明，所使用之銳鈦礦型含
水氧化鈦，當藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬小於2.3°時，含水氧化鈦的結晶性雖高，但由於與氫氧化鋇之反應性變差，所以所得之鈦酸鋇粒子的結晶性低。此外，當上述半值寬大於5.0°時，所得之鈦酸鋇粒子的結晶性低。
尤其，根據本發明，所使用之銳鈦礦型含
水氧化鈦，其藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬較佳位於2.3°至4.0°的範圍，特佳位於2.3°至3.5°的範圍。
如上述般，BET比表面積位於200至400m2/g
的範圍且藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬位於2.3°至5.0°的範圍之銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液，較佳可預先將溫度分別保持在45至65℃的溫度範圍之四氯化鈦水溶液與鹼水溶液同時加入於保持在45至65℃的溫度之水中，並將此時所生成之反應混合物的pH保持在1.5至3.5的範圍，較佳為2.0至3.5的範圍，以鹼來同步中和四氯化鈦而得到。
因此，本發明之鈦酸鋇粉體的製造方法之
最佳製造方法，係包含：將四氯化鈦水溶液與鹼水溶液同
時加入於保持在45至65℃的溫度之水中，將此時所生成之反應混合物的溫度保持在45至65℃的溫度範圍，並一邊將pH保持在1.5至3.5的範圍一邊以鹼來同步中和四氯化鈦，藉此得到BET比表面積位於200至400m2/g的範圍且藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬位於2.3°至5.0°的範圍之銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液之步驟；接著於常壓下將氫氧化鋇水溶液保持在80℃至沸點為止的溫度，並將上述銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液加入於此，使上述氫氧化鋇與上述含水氧化鈦反應而得到鈦酸鋇前驅物的水漿液之步驟；以及接著在較24小時短的時間內對如此得到之鈦酸鋇前驅物進行水熱處理，而得到鈦酸鋇粒子之步驟。
根據本發明，如上述般，銳鈦礦型含水氧
化鈦的水漿液，較佳可藉由以鹼來同步中和四氯化鈦而得到，在此所謂以鹼來同步中和四氯化鈦，是指將四氯化鈦水溶液與鹼水溶液同時加入於預先裝有水之容器中，並於上述容器中進行混合，以鹼來中和四氯化鈦者。
上述四氯化鈦之以鹼同步中和中，同步中
和的結束時點之漿液中之含水氧化鈦的濃度並無特別限定，通常以TiO2換算，較佳位於10至50g/L的範圍。當同步中和的結束時點之漿液中之含水氧化鈦的濃度以TiO2換算高於50g/L時，容易生成非晶型含水氧化鈦，而難以得到銳鈦礦型含水氧化鈦。另一方面，當同步中和的結束時點之漿液中之含水氧化鈦的濃度以TiO2換算低於10g/L
時，生產性變差。
上述四氯化鈦之以鹼同步中和中，水、四
氯化鈦水溶液及鹼水溶液的溫度不必要全部相同，但較佳係互相接近，最佳為全部相同。
上述鹼水溶液，較佳可使用氫氧化鈉或氫
氧化鉀等鹼金屬氫氧化物、或是氨水等。此外，亦可直接加入固體的鹼性化合物來取代鹼水溶液。
上述四氯化鈦之以鹼同步中和中，即使上
述所生成之反應混合物的pH位於1.5至3.5的範圍，當中和溫度低於45℃時，乃無法得到銳鈦礦型含水氧化鈦，此外，含水氧化鈦的BET比表面積超過400m2/g。此外，當中和溫度高於65℃時，四氯化鈦水解，容易生成紅寶石型(Rutile)含水氧化鈦，或是含水氧化鈦的半值寬小於2.3°。
紅寶石型含水氧化鈦，與氫氧化鋇之反應性差，所得之鈦酸鋇粒子的結晶性變差。含水氧化鈦的半值寬小於2.3°時，所得之鈦酸鋇粒子的結晶性亦差。
另一方面，即使上述中和溫度位於45至65
℃的範圍，當所生成之反應混合物的pH大於3.5時，亦無法得到銳鈦礦型含水氧化鈦，此外，所生成之含水氧化鈦的BET比表面積超過400m2/g。使用如此的含水氧化鈦時，所得之鈦酸鋇粒子的結晶性變差。此外，當所生成之反應混合物的pH小於1.5時，所生成之含水氧化鈦中，殘留多量作為雜質之氯化物離子，結果導致與氫氧化鋇之反應性變差，而使所得之鈦酸鋇粒子的結晶性變差。
如此，根據本發明，於水中以鹼同步中和
四氯化鈦而生成含水氧化鈦，並對所得之水漿液進行過濾、水洗來去除伴隨著中和所生成之氯化物離子等，並將所得之濾餅分散於水，藉此得到能夠較佳地使用在鈦酸鋇前驅物的水漿液之步驟之含水氧化鈦的水漿液。
根據本發明，於常壓下將氫氧化鋇水溶液
保持在80℃至沸點為止的溫度，並如上述般，將BET比表面積位於200至400m2/g的範圍且藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬位於2.3°至5.0°的範圍之銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液加入於此，使上述氫氧化鋇與上述含水氧化鈦反應而得到鈦酸鋇前驅物的水漿液。
在此，藉由上述氫氧化鋇與上述含水氧化
鈦之反應所得之鈦酸鋇前驅物，通常為BET比表面積位於50至200m2/g的範圍之鈦酸鋇微粒。由於上述氫氧化鋇與上述含水氧化鈦之反應為常壓下的反應，所以所得之鈦酸鋇前驅物的Ba/Ti比小於1，藉由粉末X射線繞射，可確認到具有鈦酸鋇的結晶結構。
上述氫氧化鋇水溶液中，溶劑在不會對氫
氧化鋇與含水氧化鈦之反應造成不良影響下，可含有水溶性有機溶劑。該水溶性有機溶劑，例如可列舉乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇等。
於藉由上述氫氧化鋇與含水氧化鈦之反應
而得到鈦酸鋇前驅物時，氫氧化鋇與含水氧化鈦，較佳係以在結束將銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液加入於氫氧化鋇
水溶液之時點，Ba/Ti莫耳比成為1.1至3.0的範圍之方式來使用。上述氫氧化鋇與含水氧化鈦之反應中，當Ba/Ti莫耳比小於1.1時，由於鹼性度低，所以氫氧化鋇與含水氧化鈦之反應性變差。此外，當Ba/Ti莫耳比大於3.0時，氫氧化鋇與含水氧化鈦之反應性雖無問題，但因過剩使用無益於反應之氫氧化鋇，而有製造成本提高之問題。
上述得到鈦酸鋇前驅物的水漿液之步驟
中，氫氧化鋇與含水氧化鈦之反應溫度乃為重要。即使是上述般之BET比表面積位於200至400m2/g的範圍且上述半值寬位於2.3°至5.0°的範圍之銳鈦礦型含水氧化鈦，在與氫氧化鋇之反應溫度於常壓下低於80℃時，無法依循本發明得到高結晶性之鈦酸鋇粒子。反應溫度的上限，為包含氫氧化鋇之反應混合物的沸點為止之溫度。
根據本發明之方法，在較24小時短的時間
內對上述所得之鈦酸鋇前驅物進行水熱處理，並對所得之漿液進行過濾、水洗後進行乾燥，藉此可得到目的之結晶性優異且由均一微粒所構成之鈦酸鋇粉體。當不經由鈦酸鋇前驅物而僅藉由水熱處理來合成鈦酸鋇時，氫氧化鋇與含水氧化鈦之反應與粒子成長同時進行，結果使多量的羥基進入於鈦酸鋇的粒子內，而難以得到結晶性高之鈦酸鋇粒子。
此時，提供至水熱處理之鈦酸鋇前驅物的
水漿液，以BaTiO3換算，較佳係包含0.4至1.0莫耳/L的濃度範圍之鈦酸鋇前驅物。
根據本發明，鈦酸鋇前驅物的水漿液，通
常不須濃縮或稀釋，可在所得之濃度下直接提供至水熱處理。
並且，根據本發明，通常直接將鈦酸鋇前
驅物的水漿液裝入於高壓釜，於常壓下以超過沸點，通常為250℃以下，較佳為105至250℃的範圍，在較24小時短的時間內，較佳為0.5至20小時內進行水熱處理。
水熱處理後，將高壓釜的內容物冷卻至常
溫，並對所得之漿液進行過濾、水洗、乾燥，而得到鈦酸鋇粉體。乾燥溫度通常為100至150℃的範圍。
如此得到之鈦酸鋇粉體，係由結晶性優異
之均一微粒所構成，通常BET比表面積位於10至70m2/g的範圍。
本發明中，所謂鈦酸鋇的結晶性，係藉由
該微晶徑相對於粒徑之比來評估，微晶徑可從鈦酸鋇粉體的粉末X射線繞射求得，粒徑可從鈦酸鋇粉體的BET比表面積求得。藉由本發明所得之鈦酸鋇粉體，上述涵義之結晶性，亦即微晶徑/粒徑位於0.90至1.10的範圍，較佳位於0.93至1.07的範圍，接近於1.00，結晶性優異。本發明中之該結晶性，係意味著所得之鈦酸鋇粉體中之各個粒子的粒徑極接近於微晶徑，顯示各種粒子接近於單晶。因此，本發明中，係將上述涵義之結晶性設為單晶性。
如此，藉由本發明所得之鈦酸鋇粒子，其單晶性高，因此可顯著改善熱收縮特性。其結果為，藉由
本發明所得之鈦酸鋇粉體，在將其成形並燒結時，開始收縮的溫度較以往所知者高，因此可較佳地使用作為MLCC的製造中之內部電極用的共通材料或電介質組成物。
以下參考實施例來詳細說明本發明，但本發明並不限定於此等實施例。
將純水500mL裝入於燒杯，並加溫至60℃。於上述加溫至60℃之裝入有水之燒杯中，以2.5mL/分的速度加入四氯化鈦水溶液(Osaka Titanium Technologies股份有限公司製、以TiO2換算為3.8莫耳/L)350mL，並以50mL/分的速度加入純水7L，同時加入30重量%濃度的氫氧化鈉水溶液，一邊調整為pH2.0、溫度60℃，一邊同步中和四氯化鈦，藉此得到以TiO2換算為14g/L濃度之含水氧化鈦的水漿液。
對該水漿液進行過濾、水洗來去除鈉離子及氯化物離子。將純水加入於所得之濾餅，而得到以TiO2換算為110g/L濃度之銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液。
將純水567mL與氫氧化鋇八水合物(環化學工業股份有限公司製)959g裝入於5L容量的反應容器，加熱至100℃使氫氧化鋇八水合物溶解於水，調製出氫氧化鋇水溶液。
一邊將上述含水氧化鈦的水漿液保持在溫度100℃，
一邊以1小時加入於溫度同樣保持在100℃之上述氫氧化鋇水溶液後，於溫度100℃進行反應2小時，而得到以BaTiO3換算為0.66莫耳/L濃度之鈦酸鋇前驅物水漿液。在結束將含水氧化鈦的水漿液加入於氫氧化鋇水溶液之時點，Ba/Ti莫耳比為2.3。
將上述以BaTiO3換算為0.66莫耳/L濃度之鈦酸鋇前驅物水漿液裝入於高壓釜，於190℃進行0.5小時的水熱處理。然後將高壓釜的內容物放置冷卻至室溫。對所得之水漿液進行過濾、水洗後，於130℃進行乾燥，而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於溫度50℃進行四氯化鈦的同步中和，且於180℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行20小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於溫度50℃進行四氯化鈦的同步中和，且於205℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行2小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於pH3.0進行四氯化鈦的同步中和，且於溫度100℃進行5小時之含水氧化鈦與氫氧化鋇之反應，並且於130℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行0.5小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於溫度50℃進行四氯化鈦的同步中和，且於溫度80℃進行5小時之含水氧化鈦與氫氧化鋇之反應，並且於200℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行2小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於pH3.0進行四氯化鈦的同步中和，且於溫度95℃進行5小時之含水氧化鈦與氫氧化鋇之反應，並且於180℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行0.5小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
此外，第1圖顯示該鈦酸鋇粉體的熱收縮動作。該鈦酸鋇粉體的熱收縮動作，係藉由成形用模具，以1噸/cm2的壓力將鈦酸鋇粉體成形為直徑5mm、厚度3mm的碟狀成形物後，使用熱機械分析裝置(Rigaku股份有限公司製TMA8310)，以5℃/分的升溫速度從25℃升溫至1350℃，並測定其間的熱收縮率。該測定係在使氫氣為2%且剩餘部分為氮氣之混合氣體以200mL/分流通之還原氣體環境中進行。
實施例1中，除了於溫度50℃進行四氯化鈦的同步中和，且於溫度100℃進行2小時之含水氧化鈦與氫氧化鋇之反應，並且於110℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行2小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇
粉體。
實施例1中，除了於溫度45℃進行四氯化鈦的同步中和，且於200℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行2小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於溫度45℃進行四氯化鈦的同步中和，且於180℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行20小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於pH3.5、溫度45℃進行四氯化鈦的同步中和，且於200℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行2小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
將純水500mL裝入於燒杯，並保持在20℃。於上述保持在20℃之裝入有水之燒杯中，以2.5mL/分的速度加入四氯化鈦水溶液(Osaka Titanium Technologies股份有限公司製、以TiO2換算為3.8莫耳/L)350mL，並以50mL/分的速度加入純水7L，同時加入30重量%濃度的氫氧化鈉水溶液，一邊調整為pH5.0、溫度20℃，一邊同步中和四氯化鈦，藉此得到以TiO2換算為14g/L濃度之含水氧化鈦的水漿液。
對該水漿液進行過濾、水洗來去除鈉離子
及氯化物離子。將純水加入於所得之濾餅，而得到以TiO2換算為110g/L濃度之非晶質含水氧化鈦的水漿液。
以使Ba/Ti莫耳比成為2.3之方式，於常溫
下將氫氧化鋇八水合物(堺化學工業股份有限公司製)959g加入於上述含水氧化鈦的水漿液中，再加入純水567mL而得到含水氧化鈦與氫氧化鋇之混合物的漿液。
將上述含水氧化鈦與氫氧化鋇之混合物的
漿液放入於高壓釜容器，不經由鈦酸鋇前驅物而在200℃進行2小時的水熱處理，然後將高壓釜的內容物放置冷卻至室溫。對所得之水漿液進行過濾、水洗後，於130℃進行乾燥，而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，於pH3.0、溫度30℃進行四氯化鈦的同步中和，得到非晶質含水氧化鈦的水漿液。實施例1中，使用該非晶質含水氧化鈦的水漿液，於溫度100℃進行5小時之與氫氧化鋇之反應，且於200℃對所得之鈦酸鋇前驅物水漿液進行2小時的水熱處理，除此之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，於pH3.0、溫度60℃進行四氯化鈦的同步中和，得到銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液。於溫度70℃進行5小時之該含水氧化鈦的水漿液與氫氧化鋇之反應，且於200℃對所得之鈦酸鋇前驅物水漿液進行2小時的水
熱處理，除此之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。此外，對於該鈦酸鋇粉體，係與實施例6之鈦酸鋇粉體同樣進行其熱收縮動作之調查。結果如第1圖所示。
實施例1中，除了於pH1.0進行四氯化鈦的同步中和，且於溫度100℃進行5小時之含水氧化鈦與氫氧化鋇之反應，並且於200℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行2小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於溫度80℃進行四氯化鈦的同步中和，且於200℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行24小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於pH1.5、溫度20℃進行四氯化鈦的同步中和，且於180℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行20小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於pH4.0、溫度40℃進行四氯化鈦的同步中和，且於200℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行2小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
實施例1中，除了於pH4.0、溫度40℃進行四氯化鈦
的同步中和，且於180℃對鈦酸鋇前驅物水漿液進行20小時的水熱處理之外，其他與實施例1同樣進行而得到鈦酸鋇粉體。
上述實施例1至10及比較例2至8中之反
應條件，亦即，以氫氧化鈉來同步中和四氯化鈦時之pH及溫度、藉由含水氧化鈦與氫氧化鋇之反應來得到鈦酸鋇前驅物時之反應溫度與時間、以及鈦酸鋇前驅物水漿液的水熱處理溫度與時間，顯示於第1表。關於比較例1，以氫氧化鈉來同步中和四氯化鈦時之pH及溫度、及含水氧化鈦與氫氧化鋇之混合物的水熱處理溫度與時間，顯示於第1表。此外，上述實施例1至10及比較例1至8中所使用之含水氧化鈦的物性與所得之鈦酸鋇粉體的物性，係顯示於第2表。
將以氫氧化鈉來同步中和四氯化鈦所得之含水氧化鈦水漿液採集一部分，進行過濾、水洗、乾燥而得之粉體，使用粉末X射線繞射裝置(Rigaku股份有限公司製RINT-TTR III、線源CuK α)，確認其結晶結構。再從(101)面的峰值求取半值寬，作為含水氧化鈦之結晶性的指標。第2表中，比較例1、2、6、7及8之含水氧化鈦，其峰值極廣，所以為非晶質。
對於鈦酸鋇粉體，使用粉末X射線繞射裝置(Rigaku股份有限公司製RINT-TTR III、線源CuK α)進行粉末X射
線繞射，並使用(111)面的積分寬，藉由Scherrer法來算出鈦酸鋇的微晶徑。
含水氧化鈦粉末與鈦酸鋇粉末的比表面積，係使用全自動比表面積測定裝置(Mountech股份有限公司製HM model-1220)，於205℃進行30分鐘的脫氣後，以BET單點法來測定。
此外，關於粒徑，係將鈦酸鋇的密度設為6.0g/cm3，並從上述鈦酸鋇的比表面積，藉由換算式(粒徑=6/(密度×比表面積))來算出。
如第2表所示，藉由本發明所得之鈦酸鋇粉體，比表面積位於4至20m2/g的範圍，且由微晶徑/粒徑所表示之單晶性位於0.90至1.10的範圍，較佳位於0.93至1.07的範圍，並且由結晶性優異之微粒所構成。
此外，如第1圖所示之本發明之鈦酸鋇粉體的熱收縮動作般，與以往之鈦酸鋇粉體相比，於更高溫才開始收縮，已改善熱收縮特性。
Claims (4)
- 一種鈦酸鋇粉體的製造方法，其特徵係包含：於常壓下將氫氧化鋇水溶液保持在80℃至沸點為止的溫度，並將BET比表面積位於200至400m2/g的範圍且藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬位於2.3°至5.0°的範圍之銳鈦礦(Anatase)型含水氧化鈦的水漿液加入於此，使上述氫氧化鋇與上述含水氧化鈦反應而得到鈦酸鋇前驅物的水漿液之步驟；以及接著在較24小時短的時間內對如此得到之鈦酸鋇前驅物進行水熱處理，而得到鈦酸鋇粒子之步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中於對上述鈦酸鋇前驅物進行水熱處理而得到鈦酸鋇之步驟中，係在250℃以下的溫度進行水熱處理。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，係包含：將四氯化鈦水溶液與鹼水溶液同時加入於保持在45至65℃的溫度之水，將此時所生成之反應混合物的溫度保持在45至65℃的溫度範圍，並一邊將pH保持在1.5至3.5的範圍一邊以鹼來同步中和四氯化鈦，藉此得到BET比表面積位於200至400m2/g的範圍且藉由X射線繞射所測得之(101)面之繞射峰值的半值寬位於2.3°至5.0°的範圍之銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液之步驟；接著於常壓下將氫氧化鋇水溶液保持在80℃至沸點為止的溫度，並將上述銳鈦礦型含水氧化鈦的水漿液加入於此，使上述氫氧化鋇與上述含水氧化鈦反應而得到鈦酸鋇 前驅物的水漿液之步驟；以及接著在較24小時短的時間內對如此得到之鈦酸鋇前驅物進行水熱處理，而得到鈦酸鋇粒子之步驟。
- 如申請專利範圍第3項所述之製造方法，其中於對上述鈦酸鋇前驅物進行水熱處理而得到鈦酸鋇之步驟中，係在250℃以下的溫度進行水熱處理。
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