JPH0365515A - 鉛含有酸化物粉末の製造方法 - Google Patents

鉛含有酸化物粉末の製造方法

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JPH0365515A
JPH0365515A JP19655389A JP19655389A JPH0365515A JP H0365515 A JPH0365515 A JP H0365515A JP 19655389 A JP19655389 A JP 19655389A JP 19655389 A JP19655389 A JP 19655389A JP H0365515 A JPH0365515 A JP H0365515A
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perovskite
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Kazuaki Yamamoto
和明 山本
Takashi Mori
隆 毛利
Kenichi Fukuda
福田 健市
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Tosoh 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] 本発明は微細な鉛含有ペロブスカイト型酸化物粉末の製
造方法に関するものである。
[従来の技術] 従来、鉛含有ペロブスカイト型酸化物セラミックス用粉
末の製造方法としては、固相反応法と共沈法が知られて
いる。
これらの内固相反応法は、構成成分の化合物を単に混合
したものを仮焼し酸化物粉末を得る方法である。この方
法は、希望する各種の組成の酸化物を比較的安価に製造
できるが、得られる酸化物粉末の粒子径が大きく、粒度
分布も広いので焼結性が悪いという欠点がある。
又、共沈法は、構成成分元素イオンを含む混合溶液に、
アルカリ等の沈澱形成液を加えて構成成分を共沈させ、
この共沈物を乾燥し、仮焼して酸化物粉末を得る方法で
ある。この方法によると、比較的粒度分布の狭い酸化物
粉末が得られるが、沈澱形成液を添加した際の溶液のp
l+によって、各1+X′I或成分イオンの沈澱形成条
件が異なるために、希望する組成で共沈させることが困
難な場合が多い。
このような共沈法の難点を克服するために、アルコキシ
ドを原料とする共沈法が提案されている。
この方法によると希望する組成の共沈物が得られ、これ
を仮焼して得られた酸化物粉末の粒子径は小さく、粒度
分布も狭い。しかしこの方法は、非水系で取り扱わなけ
ればならず、しかもアルコキシド自体が高価であるため
に技術面、経済面において不利である。
以上のように、従来の技術はそれぞれ長所と短所を併せ
て有している。
鉛含有ペロブスカイト型酸化物セラミックス用の原料粉
末としては、安価でしかも比較的低温で焼結する焼結性
の優れた粉末が求められている。
セラミックスの焼結性は、その化学組成とともに原料粉
末の状態によっても大きく影響されることが知られてい
る。低温で焼結する焼結性の優れた原料粉末としては、
粒子が微細であることが必要であり、さらに焼結中に起
こる異常粒成長を抑制するために粒度分布ができるだけ
狭い原料粉末が望マレテいる。鉛含有ペロブスカイト型
酸化物セラミックスを低温で焼結できることの効果とし
ては、例えばこれを用いた積層コンデンサにおいて、内
部電極に銀等の安価な材料が使用できる他に、焼結中の
粒成長の抑制、焼結中の組成変動の抑制等が考えられる
このようなことから、微細で粒度分布の狭い易焼拮性鉛
含有ペロブスカイト型酸化物粉末を低コストで製造可能
な方法が求められている。
〔発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、従来の鉛含有ペロブスカイト型酸化物
の製造方法の欠点を改良して、微細で粒度分布の狭い易
焼結性鉛含有ペロブスカイト型酸化物粉末を、安価なコ
ストで製造可能な製造方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等は上記問題点を解決する為に鋭意検討をした
結果、一般式ABO3(Aは鉛を表す)で表されるペロ
ブスカイト型酸化物の製造方法において、Bサイト成分
を含む化合物の平均粒子径が0.6μ−以下であるか又
はAサイト成分を含む化合物及びBサイト成分を含む化
合物の平均粒子径がいづれも0.6μm以下である粉末
を1000℃以下で仮焼することにより微細な鉛含有ペ
ロブスカイト型酸化物粉末を製造することが可能なこと
を見い出した。さらに、前記仮焼に供する化合物を界面
活性剤の存在下において湿式粉砕することにより比較的
容易に平均粒子径が0.6μ−以下となり、かつこのも
のを仮焼して得られた鉛含有ペロブスカイト型酸化物粉
末は微細で粒度分布の狭いこと、又この酸化物粉末を焼
結すると焼結密度の高い鉛含有ペロブスカイト型酸化物
セラミックスを製造することが可能なことを見い出し本
発明を完成した。以下本発明の詳細な説明する。
ペロブスカイト型酸化物は、一般にAサイト成分、Bサ
イト成分の酸化物、即ちABO3で表される。このAサ
イト成分、Bサイト成分の組合せは数多く存在する。前
記ABO,のAサイト成分としては、例えば、Pb5H
a、 Ca、 La等があり、Bサイト成分としては、
TI、 Mg、 Nb、 N1、Zn、 Zr。
Fe等がある。
Aサイト成分がpbである鉛含有ペロブスカイト型酸化
物としては、例えばPb CMg+/v Nb2/v 
) 03、Pb (Ni+/x Nb2/3) 03 
、PbTiOs 、Pb (Zn+/3Nb273) 
 Oi等があり、また、2.3種のペロブスカイト型酸
化物が組み合わされた2戊分系、3成分系等も知られて
いる。
本発明においては、Bサイト成分化合物またはASBサ
イト成分化合物の平均粒子径が0.6μ謹以下である粉
末を1000℃以下で仮焼することが必須である。ここ
で言うASBサイト成分化合物とは、ASBで表す成分
元素の、酸化物、水酸化物、炭酸塩等が挙げられる。又
これらは通常の、共沈法、アルコキシド法、水熱合成法
等の合成技術により製造したものを使用することが出来
る。例えば、共沈法あるいはアルコキシド法は、鉛含有
酸化物の構成成分の溶液に沈澱形成剤を添加し、得られ
る沈澱物を乾燥して粉末を得る方法であり、この方法で
の溶液としては、A、Bff1分元素の水酸化物、炭酸
塩、硫酸塩、酢酸塩、硝酸塩、ギ酸塩、シュウ酸塩、金
属アルコキシド等を水あるいはアルコールに溶角lて調
整することが出来る。
また、ここで用いる沈澱形成剤としては、アンモニア、
シュウ酸、水酸化ナトリウム等の他にアミン等を使用す
ることが出来る。
本発明では、仮焼に供する当該成分化合物の少なくとも
Bサイト成分を含む化合物の平均粒子径が0.6μmを
越えたものを用いると、仮焼によりペロブスカイト横進
を生成させるのに高温度(1000℃を越える温度)が
必要であり、しかも仮焼により得られた酸化物の粒子径
も大きく、且つ粒度分布も広い。
前記成分化合物は、粒子径が微細な程好ましいが、必要
以上に微細化することは、粉砕処理に長時間が必要とな
り、工業的生産としては必ずしも実用的でない。従って
本発明では仮焼に供する成分化合物の粒子径は0.1〜
0.6μmの範囲の物が望ましい。
一般に、粒子を微粒子化する方法とし工、例えばボール
ミル等の粉砕処理法があるが、界面活性剤の存在下で湿
式粉砕することにより粉砕時間の短縮が可能である。界
面活性剤の使用は、粒子間の凝集を抑制し粉砕効率を高
め粉砕時間を短縮することの他に、粒子上に界面活性剤
が吸着し、乾燥時及び仮焼時において粒子同士の凝集あ
るいは焼結を抑制する効果が考えられる。これらの作用
が粒子径が小さくかつ粒度分布の狭い粉末を得る上で効
果をもたらすものと推察される。
ここで用いる界面活性剤としては、陰イオン性界面活性
剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤および非イ
オン性界面活性剤の各種の界面活性剤が使用出来るが、
Na、 CI等の不純物の混入が好ましくない場合には
、例えばアクリル酸オリゴマーアンモニウム塩やアクリ
ル酸エステル等が有用である。
また、・仮焼により得られる酸化物粒子の分散性を向上
させるには、仮焼に供する成分化合物の分散溶液系のp
l+を調節することにより粒子表面に電荷を与えるなど
して粒子の分散性を良くし粉砕効率を高めることが出来
る。この際のpH調節法は特に制限はないが、Na5C
1等の不純物の混入が好ましくない場合には、例えばア
ンモニア等を使用することが望ましい。上記方法で得ら
れた酸化物の粉砕方法としては、一般のボールミル、振
動ミル等を用いることが出来る。ボールの材質としては
ジルコニア、アルミナ、レジンコートボール、メノウ玉
石等を用いることが出来るが、粉砕効率を高めるために
出来るだけボール径の小さいボールを使用するのが好ま
しい。媒液としては、水あるいはアルコール等の有機溶
剤を用いることが出来る。
本発明における粉砕処理は、A、Bサイト成分化合物の
各化合物のそれぞれを粉砕処理した後混合しても良いし
、各化合物を混合した後この混合粉末を粉砕処理しても
良い。
以上の粉砕処理により得られたスラリーは、濾過し乾燥
するかあるいはエバポレター等により媒液を蒸発させる
ことにより乾燥粉末を得ることが出来る。
得られた混合粉末から鉛含有ペロブスカイト型酸化物粉
末への焼成方法としては、酸化反応を充分に速やかに完
了させるためには、酸素含有ガス雰囲気中で焼成するこ
とが好ましく、通常大気中において仮焼することが出来
る。
本発明での仮焼温度としては1000°C以下でペロブ
スカイト相を生成し得る温度であれば良いが。仮焼温度
が1000℃を越えると得られる粒子が大となり、また
−炭粒子同士が焼結して二次粒子の形成が起こり易く粒
度分布も広くなる。しかし、同温度が700℃未満では
、例えばペロブスカイト生成率95%以上の物を得るこ
とが難しい。得られた粉末は、粒子径が1μm以下で、
−炭粒子同士の焼結が少なく比較的容易に解砕すること
が出来る。
本発明により得られた粉末を、成型し焼結することによ
り、高い焼結密度の鉛含有ペロブスカイト型酸化物セラ
ミックスを得ることが出来る。
この成型法としては、公知の金型成型法やスリップキャ
スト成型法等を用いることが出来る。
又、焼結温度は900℃〜1300℃のどの温度でも良
いが、本発明により得られた粉末は、微細で粒度分布が
狭く焼結性が優れており、1000℃以下の温度におい
て8g/c11’以上の高い焼結密度が得られる。
[発明の効果] 本発明は比較的低温度でペロブスカイト型酸化物粉末が
得られ、かつ得られた粉末は粒子径が微細で粒度分布が
狭い。本発明により得られた粉末は・焼結性が優れてお
り、1000°C以下の焼結温度で8g/cm 3以上
の高い焼紀密度の物が得られ、例えばセラミックスコン
デンサ、圧市体等の電子セラミックス用の原料粉末とし
て優れた特性を有している。
[実施例〕 以下、実施例を述べるが、本発明はこれに限定されるも
のではない。
実施例I Pb (Mg+zi Nb2/i ) 03  (以下
PMNと略称する)系ペロブスカイト型酸化物を以下の
方法で製造した。
PbO: 45.091g 、 MgO: 2.715
g、 Nbz 05  : 17.745gを2ml1
lφのジルコニアボール125m1および蒸留水70m
1とともにポリエチレンポットに入れ振動ミルで50I
I!を開式式粉砕を行い得られたスラリーをエバポレー
タで蒸発乾固して混合粉末を得た。
得られた混合粉末の平均粒子径は、遠心沈降式粒度分布
測定機を用いAPI定した結果0.52μ口であった。
次に、この粉末を850°Cで2時間仮焼した。
得られた粉末のX線回折チャート図を図1に示す、この
主ピークの強度より97.1%がP)IN系ペロブスカ
イトであった。また、電子顕微鏡による観察の結果、得
られた粉末の粒子径は0.2〜0.8μmであった。
実施例2 PbO:  45.091g  1 MgO:  2.
715g:  Nb 20s  :  17.745g
を2m+++φのジルコニアボール125m1および蒸
留水70m1とともにポリエチレンポットに入れた。
この実地例ではさらに分散剤(ヘキスト社製商品名rD
ispcx A−40J ) Igを加え振動ミルでI
O0時間湿粉砕を行った。次にr?られたスラリーを、
エバポレータで蒸発乾固して混合粉末を得た。得られた
11Z合粉末の平均粒子径は、遠心沈降式粒度分71i
 A11I定機を用い測定した結果0.47μmであっ
た。
次に、この粉末を850℃で2時間仮焼した。得られた
粉末のX線回折チャート図を図2に示す、この主ピーク
の強度より98,3%がPMN系ペロブスカイトであっ
た。(図7に仮焼温度とペロブスカイト率の関係を示す
) また、電子顕微鏡による観察の結果、得られた粉末の粒
子径は0.3〜0.5μmであった。
実施例3 Mg0 : 3.317g、 Nb2O5: 21.6
83gを2■φのジルコニアボール501m1および蒸
留水30m1とともにポリエチレンポットに入れた。さ
らに分散剤(ヘキスト社製商品名rDIspex^−4
0J ) 0.4gを加え振動ミルでIO0時間湿粉砕
を行い得られたスラリーをエバポレータで蒸発乾固して
混合粉末を得た。
得られた混合粉末の平均粒子径は、遠心沈降式粒度分布
測定機を用い測定した結果0.47μmであった。次に
、この粉末を900℃で2時間仮焼した。
(得られた粉末を粉末−Aとする) PbO: 50gを2■φのジルコニアボール100m
1および蒸留水55+elとともにポリエチレンポット
に入れ振動ミルで1時間湿式粉砕を行い1′)られたス
ラリーを得た。このスラリーを濾過、乾燥した。
(得られた粉末を粉末−Bとする) iIIられた粉末=A : 15.607g 、粉末−
B : 34.393gを2mF6φのジルコニアボー
ル1201!11および蒸留水70m1とともにポリエ
チレンポットに入れ、ボールミルで5時間湿式粉砕を行
い得られたスラリーを、エバポレータで蒸発乾固して混
合粉末を得た。
次に、得られた混合粉末を850℃で2時間仮焼した。
得られた粉末のX線回折チャート図を図3に示す、この
主ピークの強度より99.5〜100%がPMN系ペロ
ブスカイトであった。また、電子顕微鏡による観察の結
果、得られた粉末の粒子径は0.3〜0.8μmであっ
た。
実施例4 0.2PbTi030.2Pb (Mg+、t Nb2
.) O)  0.GPb(マi+、i Nb23 )
  03  (PT PMN P〜Nと略称する)系ペ
ロブスカイト型酸化物を製造した。PbO:102.4
47g、 MgO: 1.235g、 Nb2O5: 
32.237g 、 NIO: (i、794g、 T
i O2: 7.298gを21111iφのジルコニ
アボール200m1および蒸留水150ilとともにポ
リエチレンポットに入れ、さらに分散剤(ヘキスト>l
裂開品名rl)ispcx A−40J ) 3gを加
え振動ミルで100時間湿扮砕を行い得られたスラリー
を、工バポレータで蒸発乾固して混合粉末を得た。得ら
れた混合粉末の平均粒子径は、遠心沈降式粒度分布aF
I定磯を用い測定した結果0.41μmであった。
次に、850℃で2時間(圧填した。得られた粉末のX
線回折チャート図を図4に示す、この主ピークの強度よ
り99%がPT−PMN−PNN系ペロブスカイI・で
あった。また、電子顕微鏡による観察の結果、得られた
粉末の粒子径は0.2〜0.5μmであった。
比較例I PMN系ペロブスカイト型酸化物をの製造した。
PbO: 45.091g lMgO: 2.715g
、 NbO20s  : 17.747gを20no+
+φのジルコニアボール125m1および蒸留水70m
1とともにポリエチレンポットに入れボールミルで10
時時間式粉砕を行い得られたスラリーをエバポレータで
蒸発乾固して混合粉末を得た。
iItられた混合粉末の平均粒子径は、遠心沈降式粒度
分布測定機を用い測定した結果0.87μmであった。
次に、この粉末を850℃で2時間仮焼した。
得られた粉末のX線回折チャート図を図5に示すか、図
5から判るように本例で得られたものは多量のパイロク
ロア相が見られPMN系ペロブスカイトは主ピークの強
度より38.7%であった。(図7+、: 仮t、Q 
iFA度とペロブスカイト率の関係を示す)また、電子
顕微鏡による観察の結果、得られた粉末の粒子径は1〜
4μmであり分布も広かった。
比較例2 PMN系ペロプスカイト型酸化物を製造した。
比較例1で得られた平均粒子径0.87μmの混合粉末
を、1100℃で2時間仮焼した。得られた粉末のX線
凹折チャート図を図6に示す。図6から判るように本例
で得られたものは多量のパイロクロア相が見られPMN
系ペロブスカイトは主ピークの強度より60.5%であ
った。また、電子顕微鏡による観察の結果、得られた粉
末の粒子径は2〜5μmであり分布も広かった。
比較例3 PMN系ペロブスカイト型酸化物を製造した。
実施例2で得られた平均粒子径0.41μmの混合粉末
を、1100℃で2時間仮焼した。得られた粉末のX線
回折チャート図を図7に示す、この主ピークの強度より
98%がPMN系ペロブスカイトであった。
また、電子顕微鏡による観察の結果、得られた粉末の粒
子径は0.5〜3μmで、実施例2で得られた粉末と比
べ粒子径も大きく、粒度分布も広い。
比較例4 PT−1)MN−PNN系ペロブスカイト型酸化物を製
造した。
PbO: 102.447g5Mg0  : 1.23
5g−Nb2O,: 32.237g 、 NIO: 
6.794g、 TiO: 7.298gを201Il
11φのジルコニアボール200m1および蒸留水15
0m1 とともにポリエチレンポットに入れボールミル
でIO時時間式粉砕を行い得られたスラリーを、エバポ
レータで蒸発乾固して?JI Iy粉末を得た。得られ
た混合粉末の平均粒子径は、遠心沈降式粒度分布測定機
を用い測定した結果0,79μmであった。次に、この
粉末を850℃で2時間仮焼した。得られた粉末のX線
回折チャート図を図8に示すが、多量のパイロクロア相
が見られPMN系ペロブスカイトは主ピークの強度より
74.6%であった。また、電子顕微鏡による観察の結
果、得られた粉末の粒子径は1〜4μ巾であり分布も広
かった。
実施例5 実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた粉末を夫々直
径20mmの金型に入れ、圧力! ton/cm2で加
圧成形し、1000℃で焼結した。得られた焼結体の焼
結密度をアルキメデス法により測定した。測定結果を表
1に示す。
表1 焼結密度 g/cm’ 実施例1     8.02 実施例2     8.OB 実施例3     8.08 実施例4     8.24 比較例1     7 、1.3 比較例2     7.05 比較例3     7.84 比較例4     7.22
【図面の簡単な説明】
国1〜4は実施例1〜4でi′、Iられた粉末のX線回
折のチャート図を示す。図5〜8は比較例1〜4で得ら
れた粉末のX線回折のチャート図を示す。 図9は実施例2、比較例1の仮焼温度とペロブスカイト
率との関係を示す。図10は850℃、2時間の仮焼に
おける各成分化合物の平均粒子径とペロブスカイト率の
関係を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)一般式ABO_3(Aは鉛を表す)で表されるペロ
    ブスカイト型酸化物を、ABサイトを夫々構成する成分
    を含む化合物の仮焼により製造する方法において、少な
    くともBサイト成分を含む化合物の平均粒子径が0.6
    μm以下の粉末を1000℃以下で仮焼することを特徴
    とする鉛含有ペロブスカイト型酸化物粉末の製造方法 2)界面活性剤の存在下で湿式粉砕して得たABサイト
    を夫々構成する成分を含む化合物を仮焼する特許請求の
    範囲第1)項記載の製造方法
JP19655389A 1989-07-31 1989-07-31 鉛含有酸化物粉末の製造方法 Pending JPH0365515A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04114919A (ja) * 1990-08-31 1992-04-15 Taiyo Yuden Co Ltd 複合ペロブスカイト型誘電体磁器粉末の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04114919A (ja) * 1990-08-31 1992-04-15 Taiyo Yuden Co Ltd 複合ペロブスカイト型誘電体磁器粉末の製造方法

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