钛酸钡粉末制造技术

一种钛酸钡粉末，其粒径为０．１～１．０μｍ，其粒度分布的ＣＶ值（粒径的标准偏差／平均粒径）在４０％以下，按照利用电泳的激光多普勒法测得在ｐＨ６．４时的＊电位为－３０～－６０ｍＶ，而且经过在９００～１２００℃下燃烧。这种钛酸钡粉末在浆液状态下的分散性优良，即使在烧结后也能抑制部分粒子的凝聚，适合作为积层陶瓷电容器介电体层的形成材料使用。而且，该钛酸钡粉末在烧结成烧结体后的烧结密度在理论值的９５％以上，介电常数在４０００以上。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
钛酸钡粉末                         
本专利技术涉及可作为积层陶瓷电容器和PTC热敏电阻温度计等电子元器件的介电材料使用并且分散性优良的钛酸钡粉末。                         
技术介绍
上述积层陶瓷电容器一般是通过将陶瓷介电体层与内部电极层按相互交替的层状重叠和压合，然后将其烧结成整体而制成。陶瓷介电体层广泛地使用由钛酸钡粉末浆液化而形成的物料来制备。特别是在最近，人们通过使陶瓷介电体层薄层化来达到小型化和大容量化的要求。在此情况下，为了获得耐电压特性良好的陶瓷介电体层，需要一种粒径分布在0.2～1.2μm这样狭窄范围内，而且浆液化时的分散性优良的钛酸钡粉末。这是因为，如果钛酸钡粉末在浆液中的分散性不好，那么在烧结后发生粒子在局部凝聚，导致钛酸钡层的密度分布不均匀，在此情况下形成了岛状的钛酸钡层，结果产生了不能充分确保电容器容量的问题。迄今为止，钛酸钡粉末都是通过将钛化合物与钡化合物混合在一起煅烧，使其起固相反应来制造。然而，这种制造方法是使上述化合物在高温下反应，因此所获的钛酸钡粉末的粒径大，粒度分布宽，而且形状不固定，从而使得在浆液化时的分散性低劣。因此，在特开平5-330824号公报中公开的方法是通过向钛化合物和钡化合物中加入过氧化氢，使其进行湿式反应来制造钛酸钡粉末，进而把按该方法获得的粒径为0.2～5μm的钛酸钡粉末在600～1100℃下煅烧，从而可以获得分散性良好的立方晶形球状的钛酸钡粉末。另外，作为用于制造钛酸钡粉末的湿式方法，例如在特开昭60-155532号公报中公开了一种通过使钛化合物的水解产物、水溶性钡盐和水溶性锶盐在强碱中反应来制造钛酸钡·锶微粒子的方法。另外，在Kyng-Hee Lee：朝鲜陶瓷学会会志(J Korean Ceram Soc.)，Vol.21，No.4(1984)323～326页中记载了一种通过在100℃以下使KOH作用于钛氯化物与钡氯化物的混合溶液，来高效地制造高纯度而且微细的结晶性钛酸钡粉末的湿式合成法。按照这种湿式合成法可以获得一种粒径容易控制而且呈微细球状的钛酸钡粉末，并且在其最终产物中除钛酸钡以-->外没有副产物生成，这是该方法的优点。可是，如上所述，作为积层陶瓷电容器的陶瓷介电体层使用的钛酸钡粉末在浆液状态下的分散性也是重要的。在上述公知文献中公开的制造方法虽然对钛酸钡粉末的粒径、粒度分布或形状已获得一定改善，但是在分散性方面却不够理想，在实际浆液化阶段会引起凝聚，结果不能获得作为介电体的特性优良的产品。                         
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钛酸钡粉末，该钛酸钡粉末在浆液化状态下的分散性优良，即使在煅烧后也能抑制其中的部分粒子凝聚，适合作为积层陶瓷电容器介电体层的形成材料使用，而且在作为烧结体时的烧结密度在理论密度的95％以上，其介电常数在4000以上。本专利技术者们为了达到上述目的而进行了深入研究，结果发现了一种在浆液化时的分散性优良，适合作为积层陶瓷电容器和PTC热敏电阻温度计等电子元器件的介电材料使用的钛酸钡粉末，至此便完成了本专利技术。也就是说，本专利技术的钛酸钡粉末的特征在于，其平均粒径为0.1～1.0μm，其粒度分布的CV值(粒径的标准偏差/平均粒径)在40％以下，按照利用电泳的激光多普勒法测得在pH6.4时的ζ电位为-30～-60mV。下面更详细地解释本专利技术。本专利技术的钛酸钡粉末的平均粒径为0.1～1.0μm的范围，优选为0.1～0.5μm，更优选为0.1～0.3μm，具有这样平均粒径的钛酸钡粉末可以使陶瓷介电体层薄层化。另外，作为表示钛酸钡粉末粒度分布指标之一的CV值(粒径的标准偏差/平均粒径)在40％以下，优选在35％以下，更优选在30％以下。上述的平均粒径、粒径的标准偏差和CV值是通过电子显微镜对钛酸钡粉末的观察，然后对所获图象进行解析来求出的。CV值是全体粒度相对于平均粒径的分散程度，其数值越低，则粒度分布越狭窄，即粒子越均匀。另外，本专利技术的钛酸钡粉末按照利用电泳的激光多普勒法测得在pH6.4时的ζ电位为-30～-60mV，优选为-35～-55mV，特别优选为40～50mV的范围。ζ电位是指在固体与液体电解质溶液进行相对运动时，处于紧靠着固体表面运动的离子固定层最外面的滑动面上的电位与液体内部的电位之差。ζ电位的数值随物质的不同而异，对于象钛酸钡这样的金属氧化物来说，ζ电位是表示在氧化物粒子表面上的氢氧根的酸·碱特性的一个指标。-->另外，根据本专利技术，上述的钛酸钡粉末优选经过在900～1200℃下的煅烧工序。由于进行了该煅烧工序，从而可以进一步地改善其烧结密度、介电常数、介电损耗和绝缘电阻。对本专利技术的钛酸钡粉末制造方法没有特别限定，但是不宜采用象固相法或水热法那样伴随在高温下加热来进行反应的方法，而优选是采用被称之为溶胶-凝胶法或直接合成法的液相法。具体地是使钛化合物的水溶液与钡化合物的水溶液在碱性区域进行接触和反应的方法。更具体地是使钛化合物的水溶液与钡化合物的碱性水溶液，在控制钛化合物/钡化合物的摩尔比为0.8～1.2并在搅拌下进行接触。此处，作为钛化合物，可以使用选自卤化物、氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、过氯酸盐、草酸盐和醇盐中的一种或两种以上。作为具体的化合物，可以举出四氯化钛、三氯化钛、氢氧化钛、硫酸氧钛等，其中优选使用四氯化钛。作为钡化合物，可以使用选自卤化物、氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、过氯酸盐、草酸盐和醇盐中的一种或两种以上。作为具体的化合物，可以举出氯化钡、氢氧化钡、硝酸钡、硫酸钡、乙酸钡等，其中优选使用氯化钡、氢氧化钡。另外，也可以预先将氯化钡等的卤化物、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐等的钡盐化合物与NaOH或KOH等的碱金属氢氧化物接触，加热反应以使其生成氢氧化钡后使用。上述的钛化合物和钡化合物可以分别地使用其中的一种或将两种以上组合使用，这种组合是任意的，但是最好按下述方式组合。(1)四氯化钛和氯化钡、(2)四氯化钛和氢氧化钡、(3)四氯化钛、氯化钡和氢氧化钡、(4)四氯化钛、三氯化钛和氯化钡、(5)四氯化钛、三氯化钛、氯化钡和氢氧化钡。下面按照钛化合物为四氯化钛的情况来说明上述制造方法中较优选的实施方案。在该制造方法中，在使用四氯化钛的情况下，分别准备四氯化钛的水溶液(以下有时称为“水溶液(I)”)和钡化合物(选自卤化物、氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、过氯酸盐、草酸盐和醇盐中的一种或两种以上)的碱性水溶液(II)，将它们分别保存于贮存容器中，将上述的水溶液(I)和(II)在搅拌下接触。水溶液(I)和(II)可以按照下述-->处方来调节。(1)四氧化钛水溶液(I)●四氯化钛浓度四氯化钛水溶液(I)中的四氯化钛浓度适宜为0.1mol/升以上，优选为0.3mol/升以上，从提高纯度的观点考虑，更优选为0.4～3.0mol/升。当浓度不足0.1mol/升时，反应速度很低，因此，为了提高生产率，希望使用较高的纯度。在本专利技术中使用只含四氯化钛等单一钛化合物的水溶液，因此，原料水溶液中的钛浓度较高，其结果是可以提高生产率。●温度可以通过预热来使四氯化钛水溶液(I)的温度保持在30～90℃，优选为40～50℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛酸钡粉末，其特征在于，其平均粒径为０．１～１．０μｍ，其粒度分布的ＣＶ值（粒径的标准偏差／平均粒径）在４０％以下，按照利用电泳的激光多谱勒法测得在ｐＨ６．４时的ζ电位为－３０～－６０ｍＶ。

【技术特征摘要】
JP 1998-5-20 139020/981、一种钛酸钡粉末，其特征在于，其平均粒径为0.1～1.0μm，其粒度分布的CV值(粒径的标准偏差/平均粒径)在40％以下，按照利用电泳的激光多普勒法测得在pH6.4时的ζ电位为-30～-60mV。2、一种钛酸钡粉末，其特征是通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：堺英树，堀川松秀，笼桥亘，
申请(专利权)人：东邦钛株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]