钛酸钡的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够容易地制造钛酸钡的方法，该钛酸钡是微粒，凝集程度低，结晶性高。该方法具备以下工序：第一工序，将下述无定形微粒粉末在空气中以５３０℃以上、７００℃以下的温度加热，得到钛酸钡；和第二工序，将第一工序中得到的钛酸钡在减压下以７００℃以上、１０００℃以下的温度进行再加热。［无定形微粒粉末］上述无定形微粒粉末的特征在于，包含钛、钡、乳酸以及草酸，ＢＥＴ比表面积为６ｍ２／ｇ以上，Ｂａ原子与Ｔｉ原子的摩尔比（Ｂａ／Ｔｉ）为０．９８～１．０２，具有来自乳酸的在１１２０～１１４０ｃｍ－１和１０４０～１０６０ｃｍ－１的红外线吸收光谱峰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种特别适合用作电介质材料的。
技术介绍
近年来，伴随着电子器件的快速小型化、高性能化、高可靠化，要求构成该电子器 件的元件及其起始原料的微细化。例如，有报告叠层陶瓷电容器(MLCC)中目前所使用的 电介质的厚度为700 800nm左右，作为其原料的钛酸钡(BaTi03)微粒的粒径为100 300nm。微细化技术不仅仅可以使器件_设备小型轻量化，更是具有开发新材料、高功能材 料，甚至完全改变生产方式的可能性，成为今后重大的技术突破。近年来，陶瓷也形成各种各样的形式而逐渐器件化。我们期待在不久的将来也能 够开发出一种直接使用微粒的装置。可期待在高频下利用的微粒与聚合物的复合材料电介 质就是其中的一个例子。作为目前已知的钛酸钡的合成法之一，有草酸氧钛钡四水合物的热分解法。利用 该方法，能够合成没有杂质及缺陷的钛酸钡颗粒。也报告了将该方法改良而进一步发展的 方法(例如，参照专利文献1)。但是，当使用草酸氧钛钡四水合物作为原料，通过热分解合成钛酸钡时，所得到的 钛酸钡用X射线衍射法测得的晶格常数c轴与a轴之比c/a值低，而且，存在以残留原料残 迹的形态生成一次颗粒坚固地凝集形成的凝集物的问题(参照专利文献2以及非专利文献 1)。其中，c/a值是衡量钛酸钡的相对介电常数的尺度，如果在平均粒径为50 215nm时 该数值在1. 005 1. 008范围内，则可知相对介电常数值变大(参照专利文献2)。专利文献1 日本特开2003-26423号公报专利文献2 日本特开2006-117446号公报非专利文献1 日本化学工业株式会社技术报告书CREATIVE，2002年，p. 61-P71
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种可消除上述现有技术存在的缺点的。本专利技术提供一种，其特征在于，具备以下工序第一工序，将下述无定形微粒粉末在空气中以530°C以上、700°C以下的温度加热， 得到钛酸钡；和第二工序，将第一工序中得到的钛酸钡在减压下以700°C以上、1000°C以下的温度 进行再加热。上述无定形微粒粉末的特征在于，包含钛、钡、乳酸以及草酸，BET比表面积为6m2/ g以上，Ba原子与Ti原子的摩尔比(Ba/Ti)为0. 98 1. 02，具有来自乳酸的在1120 1140cm"1和1040 1060CHT1的红外线吸收光谱峰。附图说明图1是在实施例1中使用的无定形微粒粉末的X射线衍射图；图2是在实施例1中使用的无定形微粒粉末的FT-IR图；图3是在实施例1中使用的无定形微粒粉末的扫描电子显微镜图像；图4是在实施例1的第一工序中得到的钛酸钡的X射线衍射图；图5是在实施例2中得到的钛酸钡的扫描电子显微镜图像；图6是在比较例3中得到的钛酸钡的扫描电子显微镜图像。具体实施例方式下面，基于优选的实施方式对本专利技术进行说明。本专利技术的制造方法具备大致分为 以下两个阶段的工序。(1)第一工序将特定的无定形微粒粉末在空气中以530°C以上、700°C以下的温 度加热，得到钛酸钡。(2)第二工序将第一工序中得到的钛酸钡在减压下以700°C以上、1000°C以下的温度进行再加热。下面，详细叙述各个工序。首先，说明在本专利技术的制造方法中作为原料使用的上述无定形微粒粉末。该无定 形微粒粉末与草酸氧钛钡四水合物同样可以优选用作钙钛矿型钛酸钡粉末的制造原料。无 定形微粒粉末含有钛、钡、乳酸以及草酸。并且，无定形微粒粉末的BET比表面积为6m2/g以 上，Ba原子与Ti原子的摩尔比(Ba/Ti)为0. 98 1. 02。而且，无定形微粒粉末具有来自 乳酸的在1120 1140cm—1和1040 1060cm—1的红外线吸收光谱峰。该无定形微粒粉末在 X射线衍射分析法中是非晶质的物质，是本专利技术的专利技术人首次开发出的新物质。无定形微粒粉末是由扫描电子显微镜(SEM)求得的平均粒径优选为3 u m以下、更 优选为0. 3 ii m以下、进一步优选为0. 1 ii m以下、更进一步优选为0. 0001 0. 1 y m的微粒。 该范围的粒径明显小于通常用来制造钛酸钡的草酸氧钛钡四水合物。另外，由后述的实施 例可知，无定形微粒粉末不发生上述范围的一次颗粒过度凝集的现象，而形成高分散状态。 从以无定形微粒粉末作为原料容易得到具有高的相对介质常数的钛酸钡的方面考虑，分散 状态高是有利的。通常，在使用草酸氧钛钡四水合物作为原料时，所得到的钛酸钡也具有来 自原料草酸氧钛钡四水合物的凝集结构。因此如果粉碎该钛酸钡，则由于颗粒因粉碎而受 损，结果有时导致介电常数降低。此外，无定形微粒粉末的BET比表面积如上所述为6m2/g以上，优选为10m2/g以 上、200m2/g以下，更优选为20m2/g以上、200m2/g以下。无定形微粒粉末含有Ba原子和Ti原子，Ba原子与Ti原子的摩尔比(Ba/Ti)如 上所述为0.98 1.02，优选为0.99 1.00。通过使Ba/Ti的比值在该范围内，无定形微 粒粉末可以适合用作钙钛矿型钛酸钡粉末的制造原料。无定形微粒粉末除了钛和钡以外，在化学结构中含有草酸根以及乳酸根。特别是 由于含有乳酸根，无定形微粒粉末具有来自乳酸的分别在1120 1140CHT1以及1040 1060cm-1的红外线吸收光谱的峰。虽然无定形微粒粉末的化学组成尚不明确，但是认为是含有上述范围的Ba和Ti、而且以适当的配合比例含有草酸根与乳酸根的包含Ba和Ti的复 合有机酸盐。通过利用热对该无定形微粒粉末进行脱有机酸处理，可以不产生碳酸钡副产 物而容易地由该无定形微粒粉末制造钙钛矿型钛酸钡粉末。而且，无定形微粒粉末除了具有上述特性外，含氯量优选为70ppm以下，更优选为 50ppm以下，进一步优选为15ppm以下。由此，容易降低由该无定形微粒粉末得到的钛酸钡 中所含有的氯量。从在以钛酸钡粉末为原料制造叠层电容器等电介质时确保其可靠性的方 面考虑，能够降低钛酸钡中所含有的氯量是特别优选的。在无定形微粒粉末中，以调整钙钛矿型钛酸钡粉末的介电特性与温度特性为目 的，可以含有副成分元素。作为副成分元素，例如，可以举出选自稀土类元素、Li、Bi、Zn、Mn、 Al、Ca、Sr、Co、Ni、Cr、Fe、Mg、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Sn 以及 Si 中的至少一种元素。作 为稀土类元素，可以使用 Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu 等。 副成分元素的含量可以根据目标介电特性任意设定。例如，优选以使之在钙钛矿型钛酸钡 中含有0. 001 10重量％的范围的方式调整无定形微粒粉末中的含量。无定形微粒粉末优选通过使含有钛成分、钡成分以及乳酸成分的溶液(A液)与含 有草酸成分的溶液(B液)在含有醇的溶剂中接触并进行反应而制造。作为形成A液中的钛成分的钛源，可以使用氯化钛、硫酸钛、钛醇盐或者这些钛化 合物的水解产物。作为钛化合物的水解产物，例如，可以使用氯化钛、硫酸钛等的水溶液在 氨、氢氧化钠等碱性溶液中水解得到的产物、钛醇盐溶液在水中水解得到的产物等。其中， 由于钛醇盐的副产物只有醇，能够避免混入氯及其它杂质，所以特别优选使用。作为钛醇盐 的具体例子，可以举出甲醇钛、乙醇钛、丙醇钛、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：深泽纯也，
申请(专利权)人：日本化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP