JPH01294537A - 複合ペロブスカイト化合物前駆体の合成方法 - Google Patents

複合ペロブスカイト化合物前駆体の合成方法

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JPH01294537A
JPH01294537A JP12533488A JP12533488A JPH01294537A JP H01294537 A JPH01294537 A JP H01294537A JP 12533488 A JP12533488 A JP 12533488A JP 12533488 A JP12533488 A JP 12533488A JP H01294537 A JPH01294537 A JP H01294537A
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alkoxide
solution
composite
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perovskite compound
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JP12533488A
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Yoshiharu Ozaki
尾崎 義治
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は複合へロブスカイト化合物前駆体の合成方法に
関するものである。詳しく述べると本発明は、成分が均
冒でかつ微粒子であるBaおよび/またはSrとZnお
よびTaとの複合ペロブスカイト化合物前駆体の合成方
法ならびにBaおよび/またはSrとZnおよびNbと
の複合ペロブスカイト化合物前駆体の合成方法に関する
ものである。
(従来の技術) 現在、ペロブスカイト化合物や複合へロブスカイト化合
物は、コンデンサ、圧電素子、焦電素子、サーミスタ、
バリスタ、その他の各種センサ、電子デバイス等の形成
に使用されている。
相当する金属アルコキシド化合物を種々用いて、加水分
解することにより複合ペロブスカイト化合物を製造する
方法は公知である。例えば、2種類の二価金属のアルコ
キシドとアンチモンアルコキシドまたは二価金属のアル
コキシドと三価金属のアルコキシドとアンチモンアルコ
キシドとを混合して反応させ、該反応生成物を加水分解
する方法(特開昭60−86,026号)、バリウム、
ストロンチウム、カルシウム、鉛等の金属アルコキシド
と、希土類元素、アクチノイド、鉄、コバルト、マンガ
ン等のアルコキシドと、ニオブ、アンチモンまたはタン
タルのアルコキシドとの混合反応生成物を加水分解する
方法(特開昭58−199.716号)、鉛インプロポ
キシドと、ジルコニウムイソプロポキシドとチタニウム
イソプロポキシドとの混合物を加水分解する方法(特開
昭58−82,121号)、鉛イソプロポキシドと、ジ
ルコニウムイソプロポキシドと、チタニウムイソプロポ
キシドと、ランクニソプロポキシドとの混合物を加水分
解する方法(特開昭57−82゜120号)等がある。
このような金属アルコキシド法は、分子レベルで混合さ
れている各成分アルコキシドを加水分解することにより
、はどんど−斉に水酸化物ないしは酸化物として固定さ
せるため、得られる複合ペロブスカイト化合物の組成の
均質性、および粒子の微細化が図れるという利点を有す
る。上記のごとき電子材料、特に、例えばマ、イクロ波
誘電体等に代表される素子は、その出発原料の組成の均
り1性、粒子の微細化が要求されることが多いために金
属アルコキシド法は複合へロブスカイト化合物の合成に
有利な方法であるといえる。
ところでこのようなペロブスカイト化合物ないし複合へ
ロブスカイト化合物としては、熱的機能、機械的機能、
化学的機能に対する要求のみならず、誘電性、半導性、
導電性、圧電性、磁性、電子放射性などの電気・電子的
機能などに対する各種の要求に応じて多種多様なものが
開発されており、A” (B! ”2/3 Bl ”1
/3 ) 03型のBa (Zn 1/3T a 2/
3 ) 03系および5r(Zn1/5Ta2/3 )
03系の複合ペロブスカイト化合物、(AX 2+、A
H”)  (BI  ”2/3 8! ”1/3  )
 03型の(Ba、5l−)(Znx/s Ta2.z
i )03系複合ペロブスカイト化合物、ならびにA2
+(Br ”2/38m ”1/3) 03型のBa 
(Zn1/s Nb2/3)03系およびS r(Z 
n 1/3 N b 2/3 )03系の複合へロブス
カイト化合物、(AI ”、AI ”>  (Br ”
2/3 Bl ”1/3 ) 03型の(Ba、5r)
(Zn1ys Nb2.zs >03系複合ペロブスカ
イト化合物もマイクロ波誘電体などの誘電体材料あるい
は圧電材料等として実用化ないしは研究されているもの
である。このため、これらの系においても、特性向上の
ために組成の均質性、粒子の微細化が望まれるところで
ある。
金属アルコキシド法により組成が均一で微細な粒子を得
るためには、加水分解前のアルコキシドが完全に均一な
溶液系で生成されることが必要である。しかしながら、
上記のごとき複合ペロブスカイト化合物の各成分アルコ
キシドのうち亜鈴アルコキシドのみはベンゼンやトルエ
ンなどの有機溶媒に溶解せず、このため各成分アルコキ
シドから直接的に複合へロブスカイト化合物を合成する
ことは困難であった。
(発明が解決しようとする課題) 従って、本発明は、改良された複合ペロブスカイト化合
物前駆体の合成方法を提供することを目的とする。本発
明はまた、成分が均質でかつ微粒子であるBaおよび/
またはSrとZnおよびTaとの複合へロブスカイト化
合物前駆体の合成方法ならびにBaおよび/またはSr
とZnおよびNbとの複合ペロブスカイト化合物前駆体
の合成方法を提供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 上記諸目的は、焼成後の組成が一般式■M (Zn47
3 Taz/i ) 03      (I )(但し
、式中MはBaおよびSrからなる群から選ばれた少な
くとも1種の金属である。)となる複合ペロブスカイト
化合物前駆体の合成方法であって、ZnCρ2のアルコ
ール溶液と一般式■ Ta (OR’ >5         (II)(但
し、式中R1は一価の炭化水素基を示す。)で表される
タンクルアルコキシドから複合アルコキシドを合成し、
さらにこの複合アルコキシドと一般弐■ M(OR2)2            (III)(
但し、式中MはBaおよびSrからなる群から選ばれた
少なくとも1種の金属であり、またR2は一価の炭化水
素基を示す。〉 で表される金属アルコキシドとを混合反応させる工程と
、これにより得られた混合反応生成物を加水分解する工
程を有することを特徴とする複合ペロブスカイト化合物
前駆体の合成方法により達成される。
上記諸目的はまた、焼成後の組成が一般式IVM (Z
n1/3Ta2/3 >03      (IV)(但
し、式中MはBaおよびSrからなる群から334ばれ
た少なくとも1種の金属である。)となる複合ペロブス
カイト化合物前駆体の合成方法であって、Zn(、Q2
のアルコール溶液と一般式V Nb (OR3)5             (V’
>(但し、式中R3は一価の炭化水素基を示す。)で表
されるニオブアルコキシドから複合アルコキシドを合成
し、さらにこの複合アルコキシドと一般弐■ M(OR2)2           (III  )
(但し、式中MはBaおよびSrからなる群から選ばれ
た少なくとも1種の金属であり、またR2は一価の炭化
水素基を示す。) で表される金属アルコキシドとを混合反応させる工程と
、これにより得られた混合反応生成物を加水分解する工
程を有することを特徴とする複合ペロブスカイト化合物
前駆体の合成方法によっても達成される。
以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。
焼成後の組成が一般式■ M(Zn1/3Ta2/3)03     (1)(但
し、式中MはBaおよびSrからなる群から選ばれた少
なくとも1種の金属である。)となる複合アルコキシド
化合物前駆体を合成する第1の発明において、用いられ
るタンタルアルコキシドは、一般式■ Ta(OR’ >5           (II)(
但し、式中R1は一価の炭化水素基を示す。)で表され
るものであり、例えばタンクルエトキシド、タンタルイ
ソプロポキシドなどがあるが、本発明においては、後述
するように亜鉛との複合アルコキシドを得るために、塩
化亜鈴のアルコール溶液として塩化亜鉛のエタノール溶
液を用い、その場合には、タンタルイソプロポキシドが
適当である。
また本発明において使用される金属アルコキシドは、例
えば、一般弐■ M(OR2)2            (In)(但
し、式中MはBaまたはSrを表わし、またR2は一価
の炭化水素基であり、例えば炭素源指数1〜20、好ま
しくは1〜7、より好ましくは1〜4のアルキル基であ
る。〉 で表されるものである。
バリウムアルコキシドとしては、例えばバリウムメトキ
シド、バリウムエトキシド、バリウムn−プロポキシド
、バリウムn−プロポキシド、バリウムブトキシド頷な
どがある。
また、ストロンチウムアルコキシドとしては、ストロン
チウムメトキシド、ストロンチウムエトキシド、ストロ
ンチウムイソプロポキシド、ストロンチウムn−プロポ
キシド、ストロンチウムブトキシド類などがある。
本発明の合成方法を行なうには、亜鉛アルコキシドだけ
ではベンゼンやトルエンなどの有機溶媒に溶解せず、透
明な溶液として得ることができないため、まずZn(、
ff2のアルコール溶液と上記のごときタンタルアルコ
キシドから複合アルコキシドを合成する。なお第1図は
、亜鉛とタンタルの複合アルコキシド合成の一例におけ
る手順を示すものである。
ZnCl12のアルコール溶液としては、メタノール溶
液、エタノール溶液、イソプロピル溶液などが用いられ
るが、好ましくはエタノール溶液であり、またアルコー
ル溶液におけるZn(、Q2の濃度としては0.01〜
0.1モル/J 、より好ましくは0.03〜0.05
モル/ρ程度が適当である。
一方、タンタルアルコキシド、好ましくはタンタルイソ
プロポキシド(以下、Ta (OPr’ )5と表わす
。)は、有機溶媒、例えばベンゼン、トルエン、キシレ
ン等に溶解された形態となされる。なお有機溶媒中のタ
ンクルアルコキシドの濃度としては、0.01〜0.1
モル/fJ、より好ましくは0.03〜0,05モル/
Ω程度が適当である。
例えば、ZnCl12のエタノール溶液とTa(OPr
’ )5のトルエン溶液を用いた場合、複合アルコキシ
ドの合成は次の化学反応式に基づいて行なわれる。
ZnC,ff2  +2NaOPr’  +2Ta  
(OPr’  )5−+Zn [Ta (OPr’ )
6 ]2 +2NaCflすなわち、まず第1図に示す
ように使用する金属ナトリウムに見合った量において、
亜鉛とタンタルがモル比で1:2の割合で存在するよう
に、ZnC,l12のエタノール溶液とTa(○Pr’
 )5のトルエン溶液とを一定量のトルエン中に加え、
還流後、金属ナトリウムを添加する。その後さらに還流
を1〜3時間程度行なった後、溶媒置換を行なってトル
エンの単一溶媒とし、静置後デカンテーションにより沈
澱と溶液とを分離し、黄色の透明溶液としてZn 「T
a (○Pr’ )a ]2のトルエン溶液を得る。な
お、Zn 「Ta (OPrl〉δ]2の合成の確認は
、仮焼後X線回折により、ZnTa2’06のピークを
確認することで行なうことができる。
このようにして有機溶媒に可溶な亜鉛とタンタルとの複
合アルコキシドを得た後、亜鉛とタンタルとの複合アル
コキシドの有機溶媒溶液を上記のごとき一般弐■で表さ
れる金属アルコキシドの有機溶媒溶液と混合して均一な
溶液系とし、さらに加水分解を行なって所望の生成物を
得る。第2図には、バリウムエトキシドまたはストロン
チウムエトキシドおよび亜鉛とタンタルの複合アルコキ
シトZn [Ta (○Pr’ >6 ]2を用いての
複合へロブスカイ1〜化合物前駆体の合成の一例におけ
る手順が示されている。第2図に示す例に基づいてその
合成過程を詳述すると、まず金属エトキシドM(OEt
)2 、すなわち、バリウムエトキシドまたはストロン
チウムエトキシドをトルエンに溶解する。なおこの例に
おいては一般弐■で表される金属アルコキシドを溶解す
る有機溶媒としてl−ルエンを用いるが、例えばベンゼ
ン、キシレンなどの他の有機溶媒であってもよい。また
有機溶媒中の金属アルコキシドの濃度としては、0゜0
01〜0.01モル/1、より好ましくは0゜001〜
0.003モル/g程度が適当である。
次いで、このようにして調製された金属エトキシドM(
OEt)2の1ヘルエン溶液を十分還流させている所へ
、上述の亜鉛とタンタルの複合アルコキシドZn i:
Ta (OPr’ )8 ]2のトルエン溶液を所定量
添加して、亜鉛、タンタルおよび金属M(バリウムまた
はストロンチウム)がモル比で1:2:3の割合で存在
する溶液を得る。続いて還流を1〜3時間程度行ない、
さらに溶媒置換を行なってトルエンの単一溶媒として、
均一な溶液系とする。その後、還流下に加水分解を行な
う。
この加水分解時に添加される水は、あらかじめ沸騰させ
た蒸留水をであることが望ましく、またその量は次の化
学反応式より導かれる理論量であることが望ましい。
3M (OEt)2+ Zn [Ta (OPr’ )
 6]2→3M (Znt、/3T;a2y3)(OR
)e(但し、この化学反応式において、MはBaまなは
Srを、Etはエチル基を、またPr’はインプロピル
基をそれぞれ表わす。〉 これは、過剰の水を用いて加水分解を行なった場合、M
(OH)2、すなわちBa(OH)2.i。
たはSr (OH)2の溶解を促し、焼成後における組
成の制御ができなくなるためである。
加水分解の後、吸引濾過により生成した沈澱物を溶液か
ら分離し、乾燥して目的とする前駆体の粉末を得る。
なお、前駆体の形成の確認は、700〜1200℃、よ
り好ましくは800へ一1100°Cで1〜10時間、
より好ましくは2〜3時間仮焼し、焼成後X線回折によ
りM(Zn1/3Ta2/3〉o3のピークを確認する
ことで行なうことができる。
また本発明において、金属MとしてBaおよびSrの双
方を含む複合ペロジスカイ1〜化合物(BaxSrt−
1)(Z、nt/、Ta2/3)03  (但し、式中
XはO<x<1である。)を焼成後に形成する前駆体を
得ようとする場合には、BaとSrがそれぞれ所望の割
合を有し、かつZn:Ta:(Ba+Sr)がモル比で
1:2:3となるように、亜鉛とタンタルの複合アルコ
キシドの有機溶媒溶液に、バリウムアルコキシドの有機
溶媒溶液とストロンチウムアルコキシドの有機溶媒溶液
とを添加して均一な溶液系を調製すればよく、その池の
点においては上述したものと同様である。あるいはまた
あらかじめ、所望の割合のモル比を有するバリウムとス
トロンチウムの複合アルコキシドの有機溶媒溶液を調製
しておき、これを亜鉛とタンタルの複合アルコキシドの
有機溶媒溶液に添加して、均一な溶液系を調製してもよ
い。
また、焼成後の組成が一般式IV M (Znt/s Nb2/3)03       (
IV)(但し、式中MはBaおよびSrからなる群から
選ばれた少なくとも1種の金属である。)となる複合ア
ルコキシド化合物前駆体を合成する第2の発明において
、用いられるニオブアルコキシドは、一般式V Nb (OR3)5           (V)(但
し、式中R3は一価の炭化水素基を示す。)で表される
ものであり、例えばニオブエトキシド、ニオブイソプロ
ポキシド などがあるが、このうちニオブイ ソプロポキシドが好ましい。
また本発明において使用される金属アルコキシドは、上
記した第1の発明におけるものと同様のものがある。
この第2の発明の合成方法も上記第1の発明の合成方法
とほぼ同様の工程を有するものであり、上記したように
亜鉛アルコキシドだけではベンゼンやトルエンなどの有
機溶媒に溶解せず、透明な溶液として得ることができな
いため、まずZnCρ2のアルコール溶液と上記のごと
きニオブアルコキシドから複合アルコキシドを合成する
Zn(、Q2のアルコール溶液としては、第1の発明に
おけるものとほぼ同様のものが用いられ、一方、ニオブ
アルコキシド、好ましくはニオブイソプロポキシドNb
 (OPr’ )5も、有機溶媒、例えばベンゼン、[
・ルエン、キシレン等に溶解された形態となされる。な
お有機溶媒中のニオブアルコキシドの濃度としては、0
.01〜0.10モル/′ρ、より好ましくは0.03
〜0.05モル/ρ程度が適当である。
例えば、ZnCI)2のエタノール溶液とNb(OPr
’)5のトルエン溶液を用いた場合、複合アルコキシド
の合成は次の化学反応式に基づいて行なわれる。
ZnC,l)2 +2NaOPr’ +2Ta (○P
r’  )5−+Zn [Ta (OPr’  )8 
]2 +2NaC,Gこのようにして有機溶媒に可溶な
亜鉛とニオブとの複合アルコキシドを得た後、亜鉛とニ
オブとの複合アルコキシドの有機溶媒溶液を上記のごと
き一般式mで表される金属アルコキシドの有機溶媒溶液
と混合して均一な溶液系とし、さらに加水分解を行なっ
て所望の生成物を得る。
上記したように、第1の発明によって得られるれる焼成
後の組成が一般式■ M (Z nt/i Ta2/3) 03      
(I )(但し、式中MはBaおよびSrからなる群か
ら選ばれた少なくとも1種の金属である。)となる複合
へロブスカイト化合物前駆体、ならびに第2の発明によ
って得られる焼成後の組成が一般式IV M (Zn1/s Nb2yv > 03      
(IV)(但し、式中MliBaおよびSrからなる群
から選ばれた少なくとら1種の金属である。)となる複
合ペロブスカイト化合物前駆体は、いずれも複合アルコ
キシドの均一な溶液系において加水分解を行なって得ら
れるものであるから、組成が均一でかつ微粒子となる。
これゆえ、焼結性に優れ、またゾル化、スラリー化、イ
ンク化等原利を粒体化できるという特徴を有する。
焼結性の向上は、最終的には製造コストの低減につなが
り、また原料の粒体化は原料の供給方法を容易なものと
し、また、シート材、線材などの種々の材料形態へのデ
ザイン化の可能性を拡げる効果をもたらす。さらに本発
明の合成方法によって得られた粉体材料は、上述の理由
により、例えば、音響機器、超音波モニター、ロボット
ないし精密工作用アクチュエーター等の各種微小変位(
駆動)制御の素子として用いられる圧電材料、あるいは
自動車電話や衛星通信における共振器、周波数フィルタ
ー、誘電体基板等として用いられる高周波誘導体の製造
において極めて利用効果が高いものである。
(実施例) 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
実施例1 まず金属ナトリウム0.1048g (約4,56×1
0°3mol)をケロシン中で正確に秤量し、ケロシン
の入った秤量ビンの中に保管しておいた。
一方、塩化亜鉛のエチルアルコール溶液52.49m1
(約2.28X10−3mo 1のZnを含有する。)
とタンタルイソプロポキシドのトルエン溶液107.2
6m1 (約4.56X10°3m01のTaを含有す
る。)をバッチすることにより、亜鉛とタンタルがモル
比で1:2の割合で存在する溶液の調製を行った。そこ
でまずl−ルエン3゜Omlの入った三ツロフラスコに
先の体積の塩化亜鉛エチルアルコール溶液とタンクルイ
ソプロポキシドのトルエン溶液を加え、マントルヒータ
ーを用いて還流させ、定速モーターで攪拌しているとこ
ろにケロシン中に保管してあった上記重量の金属ナトリ
ウムを投入した。投入直後、溶液は白く濁った。その後
還流を1時間程度行ない。ドレーン管を用いて溶媒置換
を行ない、トルエンの単−溶媒とし、−晩装置した後デ
カンテーションにより沈澱と溶液とを分離し、得られた
溶液にトルエンを加えた。このようにして黄色の透明溶
液を得た。
なおこのようにして得た溶液を室温で過剰の水で加水分
解し、得られた沈澱をブフナーロートと吸引ビンで濾別
し、70°Cで乾燥した後、400℃、600°C18
00°C11000℃でそれぞれ2時間仮焼し、X線回
折計とASTMカードにより分析したところ400°C
および600℃で仮焼したものではアモルファスであっ
たが、800°Cおよび1000℃で仮焼したものでは
ZnTa206のピークを確認した。これにより上記黄
色透明溶液がZn [’T’a (OPr’ >812
のトルエン溶液であることが確認された。
次にバリウムエトキシドのトルエン溶液(約1゜49X
10−”molのBaを含有する。)を調製し、この溶
液を十分還流し、ているところへ上述のZn [Ta 
(OPr’ )e ]2のトルエン溶液を120.46
m1 (約4.96X10’rnolのZ n T a
 2を含有する。)を加えることにより、亜鉛とタンタ
ルとバリウムがモル比で1:2:3の割合で存在する溶
液を得る。その後還流を1時間程度行ない、ドレーン管
を用いて溶媒置換を行ないトルエンの単一溶媒とした。
還流中、黄色の透明溶液が多少濁ったが、これは加水分
解が生起したためではない。
次に還流下で加水分解を行なった。この際使用した蒸留
水は、前もって沸騰させており、前記溶液中に含まれる
バリウム、亜鉛およびタンタルのアルコキシドに対して
必要とさノLる量を次の化学反応式に基づき算出し、こ
れにほぼ相当する約0゜2mlをとベットを用いて添加
した。
31114 (OEt)2+ Zn [Ta (OPr
’ >8 ]2−= 3M (Znt/s Ta2/3
)(OR)a加水分解終了後、1時間還流を続け、吸引
濾過により、溶液と、薄茶色の沈澱を濾別した。さらに
得られた薄茶色の沈澱物を70℃で乾燥して所望の複合
へロブスカイト化合物前駆体を得た。
この生成物を400°C5600℃、800℃、100
0℃でそれぞれ3時間仮焼したのち、X線回折計とAS
TMカードにより分析したところ400℃および600
°Cのものはアモルファスであったが、800℃および
1000℃で仮焼したものではBa (Znt/s T
a2/i >03のピークを確認した。なお、第3図に
は1000℃にて3時間仮焼したもののX線回折像を示
す。なお、第3図において上段が実測値で、下段が計算
により算出した回折線出現位置を示すものである。
参考例1 実施例1の手順において、加水分解時に、上記化学反応
式より算出される理論量に比較して大過剰の100m1
の温水(これは上式で必要とされる理論量の約500倍
に相当する。)を用いた。
この結果得られた沈澱物を70°Cで乾燥した後、80
0°C1100℃でそれぞれ仮焼した。これをX線回折
計とASTMカードにより分析したところ酸化バリウム
と炭酸バリウムのピークが確認され、組成の制御がなさ
れていないことが示された。
実施例2 まず実施例1に示す手順によりZn [Ta (OPr
’ >6 ]2のトルエン溶液を調製した。次にストロ
ンチウムエトキシドのトルエン溶液(約1゜49X10
−3molのSrを含有する。)を調製し、この溶液を
十分還流しているところへ上述のZn [Ta (OP
r′)6 ]2のトルエン溶液を120.46m1 (
約4.96X10−4mo1のZnTa2を含有する。
)を加えることにより、亜鉛とタンタルとストロンチウ
ムがモル比で1:2:3の割合で存在する溶液を得た。
その後還流を1時間程度行ない、ドレーン管を用いて溶
媒置換を行ないトルエンの単一溶媒どした。次いで還流
下で、前もって沸騰させた蒸留水をピペットを用いて理
論量にほぼ相当する約0.2ml添加して加水分解を行
なった。加水分解終了後、1時間還流を続け、吸引濾過
により、溶液と、薄茶色の沈澱を濾別した。さらに得ら
れた薄茶色の沈澱物を70℃で乾燥して所望の複合ペロ
ブスカイト化金物前駆体を得た。
この生成物を800℃、1000℃でそれぞれ3時間仮
焼したのち、X線回折計とASTMカードにより分析し
たところ5r(Zn1/3Ta2/3)03のピークが
確認された。なお、第4図には1000°Cにて3時間
仮焼したもののX線回折像を示す。なお、第4図におい
て上段が実測値で、下段が計算により算出した回折線出
現位置を示すものである。
実施例3 まず金属ナトリウム0.105g(約4.5×10’m
ol)をケロシン中で正確に秤量し、ケロシンの入った
秤量ビンの中に保管しておいた。
一方、塩化亜鉛のエチルアルコール溶液53m1(約2
.3X10°”molのZnを含有する。)とニオブイ
ソプロポキシドのトルエン溶液106m1(約4.5X
10−”molのTaを含有する。
〉をバッチすることにより、亜鉛とニオブがモル比で1
:2の割合で存在する溶液の調製を行った。
そこでまずトルエン300m1の入った三ツロフラスコ
に先の体積の塩化亜鉛エチルアルコール溶液とニオブイ
ソプロポキシドのトルエン溶液を加え、マントルヒータ
ーを用いて還流させ、定速モーターで攪拌しているとこ
ろにケロシン中に保管してあった上記重量の金属ナトリ
ウムを投入した。
その後還流を1時間程度行ない。ドレーン管を用いて溶
媒置換を行ない、トルエンの単一溶媒とし、−晩装置し
た後デカンテーションにより沈澱と溶液とを分離し、得
られた溶液にトルエンを加えた。
このようにして黄色の透明溶液を得た。
なおこのようにして得た溶液を室温で過剰の水で加水分
解し、得られた沈澱をブフナーロートと吸引ビンで濾別
し、70℃で乾燥した後、800℃で2時間仮焼し、X
線回折計とASTMカードにより分析したところZnN
b20Bのピークを確認した。これにより上記黄色透明
溶液がZn[Nb (OPr’ )a ]2のトルエン
溶液であることが確認された。
次にバリウムエトキシドのトルエン溶液(約0゜5X1
0°3molのBaを含有する。)およびストロンチウ
ムエi〜キシドのトルエン溶液(約1゜OXIO−3m
olのSrを含有する。)を調製し、これらの溶液を還
流下に混合し、さらにこの混合溶液を十分還流している
ところへ上述のZn [Nb(OPr’)6 コ2のト
ルエン溶液を120m1(約0.5X10−3molの
ZnNb2を含有する。)を加えることにより、亜鉛と
ニオブとバリウムとストロンチウムがモル比で1:2:
1:2の割合で存在する溶液を得る。その後還流を1時
間程度行ない、ドレーン管を用いて溶媒置換を行ないト
ルエンの単一溶媒とした。次いで還流下で、前もって沸
騰させた蒸留水をピペットを用いて理論量にほぼ相当す
る約0.2ml添加して加水分解を行なった。加水分解
終了後、1時間還流を続け、吸引濾過により、溶液と、
薄茶色の沈澱を濾別した。さらに得られた薄茶色の沈澱
物を70℃で乾燥して所望の複合ペロブスカイト化合物
前駆体を得た。
この生成物を800℃、1000°Cでそれぞれ3時間
仮焼したのち、X線回折計とASTMカードにより分析
したところ(B ao、35s ro、65)(Zn1
/3Nb2/3〉03のピークが確認された。
(発明の効果) 以上述べたように本発明は、ZnC,l!2のアルコー
ル溶液と一般式■で表されるタンクルアルコキシドから
複合アルコキシドを合成し、さらにこの複合アルコキシ
ドと一般弐■で表される金属アルコキシドとを混合反応
させる工程と、これにより得られた混合反応生成物を加
水分解する工程を有することを特徴とする焼成後の組成
が一般弐工となる複合へロブスカイト化合物前駆体の合
成方法、およびZnC112のアルコール溶液と一般式
Vで表されるニオブアルコキシドから複合アルコキシド
を合成し、さらにこの複合アルコキシドと一般弐■で表
される金属アルコキシドとを混合反応させる工程と、こ
れにより得られた混合反応生成物を加水分解する工程を
有することを特徴とする焼成後の組成が一般式IVとな
る複合ペロブスカイト化合物前駆体の合成方法であり、
これにより得られる前駆体は、いずれも均一な溶液系か
ら加水分解により形成されるものであるため、組成が均
質でかつ微細な粒子となる。したがって、本発明により
、圧電材料ならびに高周波誘電体材料等として適用され
るB a (Z n 1/3 Taz/i ) 03系
、Sr (Zntzs Ta2/3)03系および(B
a、 S r )  (Z n1/3Ta、2y、) 
03系複合ペロブスカイト化合物、ならびにBa(Zn
工/3Nb2/3)03系、Sr (Zntzs Nb
27.> 03系および(Ba、5r)(Zntzs 
Nb2/l )03系複合ペロブスカイト化合物の原料
として極めて有用なものとなる複合ペロブスカイト化合
物前駆体の合成方法が確立・されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ、本発明の合成方法の一
実施態様における各工程を概略示す図面であり、また第
3図および第4図はそれぞれ、本発明の合成方法の実施
例において得られた複合ペロブスカイト化合物前駆体を
仮焼して得られた化合物の組成を示すX線回折図である
。 第irI!J

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)焼成後の組成が一般式 I M(Zn_1_/_3Ta_2_/_3)O_3( I
    )(但し、式中MはBaおよびSrからなる群から選ば
    れた少なくとも1種の金属である。)となる複合ペロブ
    スカイト化合物前駆体の合成方法であって、ZnCl_
    2のアルコール溶液と一般式II Ta(OR^1)_5(II) (但し、式中R^1は一価の炭化水素基を示す。)で表
    されるタンタルアルコキシドから複合アルコキシドを合
    成し、さらにこの複合アルコキシドと一般式III M(OR^2)_2(III) (但し、式中MはBaおよびSrからなる群から選ばれ
    た少なくとも1種の金属であり、またR^2は一価の炭
    化水素基を示す。) で表される金属アルコキシドとを混合反応させる工程と
    、これにより得られた混合反応生成物を加水分解する工
    程を有することを特徴とする複合ペロブスカイト化合物
    前駆体の合成方法。
  2. (2)ZnCl_2のアルコール溶液がZnCl_2の
    エタノール溶液であり、またタンタルアルコキシドがタ
    ンタルイソプロポキシドである請求項1に記載の複合ペ
    ロブスカイト化合物前駆体の合成方法。
  3. (3)Baおよび/またはSrとZn、Taの各成分を
    複合させて加水分解させる際に、化学反応式より導かれ
    る理論量の沸騰水が用いられることを条件とする請求項
    1に記載の複合ペロブスカイト化合物前駆体の合成方法
  4. (4)焼成後の組成が一般式IV M(Zn_1_/_3Nb_2_/_3)O_3(IV)
    (但し、式中MはBaおよびSrからなる群から選ばれ
    た少なくとも1種の金属である。)となる複合ペロブス
    カイト化合物前駆体の合成方法であって、ZnCl_2
    のアルコール溶液と一般式V Nb(OR^3)_5(V) (但し、式中R^3は一価の炭化水素基を示す。)で表
    されるニオブアルコキシドから複合アルコキシドを合成
    し、さらにこの複合アルコキシドと一般式III M(OR^2)_2(III) (但し、式中MはBaおよびSrからなる群から選ばれ
    た少なくとも1種の金属であり、またR^2は一価の炭
    化水素基を示す。) で表される金属アルコキシドとを混合反応させる工程と
    、これにより得られた混合反応生成物を加水分解する工
    程を有することを特徴とする複合ペロブスカイト化合物
    前駆体の合成方法。
  5. (5)ZnCl_2のアルコール溶液がZnCl_2の
    エタノール溶液であり、またニオブアルコキシドがニオ
    ブイソプロポキシドである請求項4に記載の複合ペロブ
    スカイト化合物前駆体の合成方法。
  6. (6)Baおよび/またはSrとZn、Nbの各成分を
    複合させて加水分解させる際に、化学反応式より導かれ
    る理論量の沸騰水が用いられることを条件とする請求項
    4に記載の複合ペロブスカイト化合物前駆体の合成方法
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2684663A1 (fr) * 1991-12-06 1993-06-11 Rhone Poulenc Chimie Perosvskites a base de tantale ou de niobium et leur procede de preparation.
US9950524B2 (en) 2016-01-07 2018-04-24 Ricoh Company, Ltd. PZT-film laminated structure, liquid discharge head, liquid discharge device, liquid discharge apparatus, and method of making PZT-film laminated structure

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FR2684663A1 (fr) * 1991-12-06 1993-06-11 Rhone Poulenc Chimie Perosvskites a base de tantale ou de niobium et leur procede de preparation.
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