钛酸钡系粉末的制造方法以及层叠陶瓷电容器技术

本发明专利技术提供一种通过防止BaCO

Manufacturing method of barium titanate powder and laminated ceramic capacitor

【技术实现步骤摘要】
钛酸钡系粉末的制造方法以及层叠陶瓷电容器
本专利技术涉及一种钛酸钡系粉末的制造方法以及层叠陶瓷电容器。
技术介绍
在层叠陶瓷电容器中，在电介质陶瓷层与内部电极层交替层叠、并进行烧成处理所得到的陶瓷烧结体的两端面上形成有外部电极。通过形成这种结构，可以小型化并得到大容量，因此随着近年来移动设备等的需求增加而被广泛用于各种用途。层叠陶瓷电容器还要求进一步的小型化和大容量化。为了满足这些要求，对构成层叠陶瓷电容器的电介质陶瓷层的薄层化正不断推进，而如果使电介质陶瓷层薄层化，则施加在每1层上的电场强度相对变高。因此，由于构成电介质陶瓷层的陶瓷粒子的粒径的微小偏差或结晶性的降低，层叠陶瓷电容器的可靠性也容易降低。因此，要求通过高度控制构成电介质陶瓷层的陶瓷粒子的粒径、结晶性，而提高施加电压时的可靠性、特别是高温负荷试验中的寿命特性。专利文献1中记载了一种制造钛酸钡系粉末的方法专利技术，其中，准备表面氯量和内部氯量的合计为2000ppm以下、表面氯量为120ppm以下、金红石化率为30％以下、BET比表面积为30m2/g以上的二氧化钛粉末，并使用该二氧化钛粉末制造钛酸钡系粉末。根据专利文献1所记载的专利技术，钛酸钡的制造时的晶粒生长得到抑制，可以得到微粒、具有均匀的粒子性状、且正方晶性高的钛酸钡系粉末。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009－190912号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1中，获得了如下见解，即，由残留氯所引起的二氧化钛、钛酸钡的晶粒生长主要是由二氧化钛粒子的表面氯所诱发。即，作为杂质的氯离子(Cl基)与二氧化钛粒子的表面结合，在钛酸钡制造的过程中，该表面氯成为核，并且均匀分布的二氧化钛粒子与之结合，诱发了异常生长。因此，通过将二氧化钛粉末的表面氯量调整至120ppm以下，抑制了异常生长。此处，在钛酸钡系粉末的制造时，多采用向钡化合物和钛化合物中加入水来制作浆料，进行湿式混合的工序。通常，可以使用BaCO3作为钡化合物，使用TiO2作为钛化合物。本专利技术人发现在含有湿式混合工序的钛酸钡系粉末的制造工序中产生了以下现象。在制作浆料时，作为钡化合物的BaCO3在水中微量溶出，生成Ba2+离子。而且，如果在浆料中存在Ba2+离子，则在干燥浆料时，Ba2+离子与空气中的CO2反应，并作为BaCO3再析出至干燥粉末中。再析出的BaCO3以其作为核，产生异常生长，成为粒径偏差变大的原因，另外使钛酸钡低结晶化。即，本专利技术人发现：BaCO3的再析出与钛酸钡系粉末的粒径的偏差以及钛酸钡的低结晶化有关，进而导致制成层叠陶瓷电容器时的可靠性的降低。对于专利文献1所记载的专利技术而言，可以认为对于因该机理而导致的异常生长以及低结晶化是无效的。另外，在专利文献1所记载的专利技术中，由于氯最终残留在煅烧原料中，因此制成层叠陶瓷电容器时的可靠性可能会降低。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，本专利技术目的在于，提供一种通过防止BaCO3的再析出而抑制钛酸钡系粉末的粒径偏差以及钛酸钡的低结晶化，从而制造能够制造可靠性高的层叠陶瓷电容器的钛酸钡系粉末的方法。用于解决问题的方法用于实现上述目的的本专利技术的钛酸钡系粉末的制造方法，其特征在于，具备：混合工序，将钛化合物和钡化合物与水一同混合制作浆料；和煅烧工序，对上述混合工序中得到的浆料所包含的钛化合物与钡化合物的混合物进行煅烧，得到钛酸钡系粉末，在上述混合工序中制作的上述浆料中，以相对于要合成的钛酸钡系粉末量为230～1100wtppm的比例以氯离子的形式含有氯。在本专利技术的钛酸钡系粉末的制造方法中，在混合工序中制作的浆料中含有规定量(相对于要合成的钛酸钡系粉末量为230～1100wtppm)的氯离子。如上所述，虽然认为在混合含有钡化合物和水的浆料时，Ba2+离子微量溶出至浆料中，但如果含有氯离子，则氯离子与微量溶出的Ba2+离子反应，形成BaCl2。由于浆料中存在用于和微量溶出的Ba2+离子反应的足够的氯离子，因此认为微量溶出的Ba2+离子与氯离子反应，形成BaCl2。然后，若干燥浆料，则作为BaCl2析出至干燥粉末中。由于BaCl2促进钛化合物和钡化合物向钛酸钡的反应，并且还作为烧结助剂发挥作用，因此可以使煅烧温度低温化，可以得到高结晶化的微细的钛酸钡系粉末。另外，由于认为在干燥浆料时可以与空气中的CO2反应的Ba2+离子未残留，因此即使干燥浆料，BaCO3也不会再析出，从而防止了异常生长的产生。需要说明的是，在专利文献1所记载的专利技术中，使用表面氯量和内部氯量的合计为2000ppm以下的二氧化钛粉末，并且二氧化钛粉末的表面氯量为120ppm以下。由于认为即使形成浆料内部氯也未发生离子化，而离子化的仅为表面氯，因此在专利文献1所记载的专利技术中，考虑浆料中的氯离子浓度为120ppm以下(如果换算为相对于要合成的钛酸钡系粉末量的浓度，则约为40ppm以下)。即，可以认为在专利文献1所记载的专利技术中由于浆料中的氯离子浓度过低，因此在Ba2+离子微量溶出时，氯离子的量不足，残留有未与氯离子反应的Ba2+离子。而且可以认为，在干燥浆料时，Ba2+离子与空气中的CO2反应，以BaCO3的形式再析出至干燥粉末中。另外可以认为，在专利文献1所记载的专利技术中，由于作为烧结助剂发挥作用的BaCl2的析出量较少，因此无法获得煅烧温度的低温化所带来的高结晶化的效果。在本专利技术中，也可以认为在使用的作为钛化合物的二氧化钛粒子的表面存在有表面氯。因此，在本专利技术中，只要调整添加的氯离子源的量，以使二氧化钛粒子的表面氯发生离子化的部分的氯离子和来自另外添加的氯离子源的氯离子的量合计达到规定量(相对于要合成的钛酸钡系粉末量为230～1100wtppm)即可。在本专利技术的钛酸钡系粉末的制造方法中，上述氯在上述混合工序中优选以氯化铵的形式添加。如果以氯化铵的形式添加氯，则抑制了Ba2+离子与CO2反应并以BaCO3的形式析出的情况，Ba2+离子与氯离子结合，生成了BaCl2。在本专利技术的钛酸钡系粉末的制造方法中，优选还具备除氯工序，除去在上述煅烧工序中得到的钛酸钡系粉末所含有的氯，使钛酸钡系粉末所含有的氯含量为100wtppm以下。另外，在上述除氯工序中，优选使分散了上述煅烧工序中得到的钛酸钡系粉末的浆料通过离子交换树脂。如果氯残留于煅烧后的钛酸钡系粉末，则在形成层叠陶瓷电容器时可能会使可靠性降低。优选在煅烧后的钛酸钡系粉末中不存在氯，因此可以通过进行除氯工序，使氯含量为100wtppm以下，从而制成用于制造可靠性更高的层叠陶瓷电容器的钛酸钡系粉末。作为用于除去残留在煅烧后的钛酸钡系粉末中的氯的方法，如果采用使其通过离子交换树脂的方法，则可以选择性地除去残留在钛酸钡系粉末中的氯。本专利技术的层叠陶瓷电容器，其特征在于，使用通过本专利技术的钛酸钡系粉末的制造方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛酸钡系粉末的制造方法，其特征在于，具备：/n混合工序，将钛化合物和钡化合物以及任选的用作氯源的氯化铵与水一同混合制作浆料；/n干燥工序，将所述混合工序中得到的浆料进行干燥而得到干燥后的混合物；/n煅烧工序，对所述干燥工序中得到的所述干燥后的混合物在800～1100℃进行煅烧，得到钛酸钡系粉末；和/n除氯工序，除去在所述煅烧工序中得到的钛酸钡系粉末所含有的氯，使钛酸钡系粉末所含有的氯含量为20wtppm以下，/n在所述混合工序中制作的所述浆料中，以相对于要合成的钛酸钡系粉末量为230wtppm～1100wtppm的比例以氯离子的形式含有氯。/n

【技术特征摘要】
20141117 JP 2014-2330671.一种钛酸钡系粉末的制造方法，其特征在于，具备：
混合工序，将钛化合物和钡化合物以及任选的用作氯源的氯化铵与水一同混合制作浆料；
干燥工序，将所述混合工序中得到的浆料进行干燥而得到干燥后的混合物；
煅烧工序，对所述干燥工序中得到的所述干燥后的混合物在800～1100℃进行煅烧，得到钛酸钡系粉末；和
除氯工序，除去在所述煅烧工序中得到的钛酸钡系粉末所含有的氯，使钛酸钡系粉末所含有的氯含量为20wtppm以下，
在所述混合工...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿慈知宽子，中川利治，汪雯珺，中江早苗，橘纪和，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP