JPH1087372A - セラミック材料粉末の製造方法 - Google Patents

セラミック材料粉末の製造方法

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JPH1087372A
JPH1087372A JP8257371A JP25737196A JPH1087372A JP H1087372 A JPH1087372 A JP H1087372A JP 8257371 A JP8257371 A JP 8257371A JP 25737196 A JP25737196 A JP 25737196A JP H1087372 A JPH1087372 A JP H1087372A
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JP
Japan
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slurry
raw material
powder
ceramic material
powdery
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JP8257371A
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English (en)
Inventor
Norio Kataoka
伯央 片岡
Shinya Kusumi
真也 久住
Kiwa Okino
喜和 沖野
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Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】セラミック誘電体材料粉末を得る際に異なる組
成の複数の粉末を湿式混合して得られるスラリー中にお
ける同種の粉末の凝集がないようにし、その混合粉末を
用いた仮焼粉末の組成を均一化し、そのバラツキを少な
くし、高性能、高精度のセラミック部品を提供する。 【構成】セラミック誘電体材料粉末を得る際の原料の粉
砕混合粉末のスラリーを得る際に該スラリーのpHを原
料の粉末のそれぞれの等電点の中間に設定する。 【効果】上記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばセラミック
誘電体材料粉末を得る際に組成の異なる複数の原料粉末
を湿式混合して得られるスラリーにおけるこれら粉末の
凝集状態を改善したセラミック材料粉末の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】セラミックスは電子部品に幅広く用いら
れているが、そのセラミックスを得るには、例えはセラ
ミックコンデンサの場合にはセラミック誘電体材料が製
造される。例えばセラミック誘電体材料は、例えば炭酸
バリウム(BaCO3 )、酸化チタン(TiO2 )等の
複数の誘電体原料粉末を所定の比率で混合粉砕し、つい
でこれを仮焼し、BaTiO3 の組成の金属酸化物の材
料粉末を得る。このセラミック誘電体材料粉末に有機バ
インダーを加えてボールミル等により解砕してスラリー
を調整し、このスラリーを乾燥させて造粒し、この造粒
物を例えば板状に圧縮成形するいわゆる乾式成形を行な
い、その得られた成形物を焼成し、さらにこの焼成体に
電極を形成してセラミックコンデンサを作成したり、あ
るいはその材料粉末に有機バインダー等を含有させてボ
ールミル等により解砕して分散させたスラリーを用いて
シート状体を作成するいわゆる湿式成形を行って多数の
グリーンシートを形成し、それぞれのグリーンシートに
内部電極材料ペースト膜を形成して積層し、焼成し、さ
らに外部電極を形成することにより積層セラミックコン
デンサを作成している。
【0003】上記のセラミック誘電体材料粉末が得られ
る製造工程においては、上述したように、BaTiO3
となるように、これを一般式ABO3 で表せばAサイト
を構成するBaの炭酸塩と、Bサイトを構成するTiの
酸化物の原料粉末を混合する等、組成の異なる複数の原
料粉末を混合することが行われるが、これらの混合は水
を溶媒にしてボールミル等で機械的に行なわれ、その得
られた原料の粉砕混合粉末のスラリーはスプレードライ
ヤー等により乾燥され、その乾燥した混合粉末が仮焼等
の熱処理を施されてセラミック誘電体材料粉末が得られ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな原料の粉砕混合粉末のスラリーは、上記のAサイト
を構成するBaの炭酸塩の粉砕粉末と、Bサイトを構成
するTiの酸化物の粉砕粉末とがそれぞれスラリー中で
電荷を有するが、同種の粉末同士がスラリー中で凝集を
起こす。このように凝集すると、ボールミル等の粉砕機
の能力を高めても原料粉末の混合には限界があり、その
粉砕混合粉末の粉体粒子の組成は不均一になり、上述し
た仮焼を行ったときに、粒子が反応して反応物が得られ
る際にその隣接する成分比が一定にならず、例えば得ら
れるチタン酸塩の組成が異なるというような問題も起こ
り、高性能、高精度のセラミック素体、ひいてはセラミ
ック電子部品が得られないという問題がある。
【0005】本発明の第1の目的は、組成の異なる複数
の粉末のスラリーの製造工程において同種の粉末粒子の
凝集がない混合粉末粒子を得ることができるようにした
セラミック材料粉末の製造方法を提供することにある。
本発明の第2の目的は、組成比が一定かつバラツキを少
なくできるようにしたセラミック材料粉末の製造方法を
提供することにある。本発明の第3の目的は、高性能、
高精度のセラミック電子部品が得られるようなセラミッ
ク材料粉末の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、(1)、組成の異なる複数の原料粉末を
湿式混合して得られるスラリーを乾燥して混合粉末を得
る工程と、該混合粉末を熱処理する工程を有するセラミ
ック材料粉末の製造方法において、上記スラリーにおけ
る複数の原料粉末の等電点の中間に該スラリーのpHを
調整するセラミック材料粉末の製造方法を提供するもの
である。また、本発明は、(2)、複数の原料粉末は一
般式ABO3 であってBはTiを含有するチタン酸系化
合物におけるAサイトを構成する成分の原料及びBサイ
トを構成する成分の原料である上記(1)のセラミック
材料粉末の製造方法を提供するものである。
【0007】本発明において、セラミック誘電体材料と
しては、一般式ABO3 で表され、Aサイトの元素の原
料、Bサイトの元素の原料等が原料粉末として用いられ
る。
【0008】本発明において、「スラリーにおける複数
の粉末の等電点の中間に該スラリーのpHを調整する」
とは、各組成の粉末の陰陽電荷が等しくなるpHの中間
にスラリーのpHを調整することを意味する。例えばB
aCO3 はpHが4、TiO2 はpHが6に等電点があ
るからスラリーのpHを4より大きく6より小さい任意
のpHに調整する。その他のAサイトの元素の原料、B
サイトの元素の原料もこれに準じて考えられる。原料粉
末の電荷は粒子の表面電位(ゼータ電位)により測定す
ることができ、これからその等電点を求めることができ
る。このように、Aサイトの元素の原料の等電点、Bサ
イトの元素の原料の等電点の中間にスラリーのpHを調
整すると、一般にはスラリー中の粒子間にはファンデル
ワールス力(引力)と表面電位(ゼータ電位)による静
電力(同種電荷の場合は斥力、異種電荷の場合は引力)
が働いており、その粒子の分散状態を決定するが、例え
ば上記のBaCO3 とTiO2 の混合粉末のスラリーの
場合のように、そのスラリーのpHをこれらの等電点の
中間点の例えば5にすると、BaCO3 の粒子は負に帯
電し、TiO2 の粒子は正に帯電するので、それぞれの
同種の電荷同士の粒子には斥力が働き、両者の異種の電
子の粒子同士には引力が働いてその結合が優先し、1次
粒子レベルで組成の均一なものができる。
【0009】このようにAサイト成分の原料粉末粒子の
表面電位を負、Bサイト成分の原料粉末粒子の表面電位
を正に帯電させて両者を引力により結合させることによ
りヘテロ凝集体を作ることができる。そのためには、上
述したようにスラリー中のpHを調整する必要がある
が、そのpHの調整は原料粉末を溶媒とともにZrO2
等のボールにより粉砕混合する際に行うことが好まし
く、その際分散剤等の添加剤を加えても良い。また、そ
のスラリーを得た後にもそのpHを調整することが好ま
しい。pHを調整するためには、アンモニア等の塩基、
酢酸等の酸を用いることができ、これらは後の工程の仮
焼時に揮散するものが好ましい。
【0010】このようにして得られたスラリーは、上述
したように噴霧乾燥法等により乾燥され、この乾燥粉体
については上記の「従来の技術」の項で説明したと同様
にその後の処理が施され、セラミック誘電体材料粉末が
得られ、さらにセラミック素体が得られ、小型化、高性
能、高精度のセラミック電子部品とすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下の実施例により説明する。
【0012】
【実施例】
実施例1 BaCO3 とTiO2 の原料粉末をBaTiO3 の組成
物になるように(BaとTiとが等モル)秤量し、水を
これら原料粉末の合計重量の1/2倍量加え、ポリカル
ボン酸アンモニウム塩からなる分散剤を原料粉末の合計
重量に対し1.5重量%加え、攪拌して原料粉末の混合
液を製造し、その得られた混合液に酢酸を加え、攪拌し
てpHを5に調整した。なお、この場合のBaCO3
子とTiO2 粒子の等電点をゼータ電位測定装置により
調べたところ前者のpHは4、後者のpHは6であっ
た。この原料粉末の混合液を直径1.5mmのZrO2
製のボールを用いて15〜20時間粉砕し、レーザー回
折法により求められる平均粒径を0.45〜0.50μ
mとした。この得られたスラリーのpHを当初調整した
と同様にpHを5に再調整した。このpHを調整したス
ラリーをスプレードライヤーで乾燥し、レーザー回折法
による平均粒径10〜150μmの原料の粉砕混合粉末
を得た。この原料の粉砕混合粉末を900〜1100℃
まで図1に示す温度で、2時間仮焼し、BaTiO3
セラミック誘電体材料を得た。仮焼前の原料の粉砕混合
粉末の粉体をEPMAによって調べたところ、偏析はほ
とんど見られなかった。それぞれの仮焼温度で得られた
粉体について、X線回折(XRD)によるBaTiO3
の(110)面のピーク強度を求めた結果を図1に示
す。Y軸は1100℃での強度を1としたときの相対値
である。
【0013】比較例1〜2 実施例1において、スラリーのpHを8、10に調整し
た以外は同様にしてそれぞれの原料の粉砕混合粉末のス
ラリー得、これらについても実施例1と同様に処理して
仮焼を行い、それぞれのBaTiO3 のセラミック誘電
体材料を得た。その仮焼前のそれぞれの原料の粉砕混合
粉末の粉体を実施例1と同様にEPMAで調べたとこ
ろ、いずれにもBaやTiの偏析が見られた。また、そ
れぞれの原料の粉砕混合粉末の粉体についてそれぞれの
仮焼温度で得られた粉体について、実施例1と同様にX
線回折により調べた結果を図1に示す。
【0014】図1の結果より、スラリーのpHを5に調
整した実施例のものは、スラリーのpHをそれぞれ8、
10にした比較例1〜2のものに比べ、仮焼温度105
0℃以下においてBaTiO3 の(110)面のピーク
強度が大きく、低温で合成反応が進むことがわかる。こ
のことは、原料の粉砕混合粉末のスラリーのpHをそれ
ぞれ使用の原料粉末の等電点の中間に設定することによ
り、BaTiO3 の合成反応が低温から進行することが
わかり、スラリー中で原料粉末は良く混合され、その混
合組成が均一であり、同種の原料の凝集がなく、全体と
して高分散状態にあり、その乾燥粉末の仮焼反応はその
状態を反映してその反応性が高まっていることがわか
る。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、組成の異なる複数の原
料粉末のスラリーのpHをそれぞれの粉末の等電点の中
間に設定したので、そのスラリー中において同種の粉末
粒子の凝集がない混合粉末粒子を得ることができ、組成
比が一定かつバラツキを少なくできるようにしたセラミ
ック材料粉末を提供でき、高性能、高精度のセラミック
電子部品が得られるようなセラミック材料粉末を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施例及び比較例のスラリーのpH
の相違による仮焼温度による仮焼合成反応の効果を調べ
たグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成の異なる複数の原料粉末を湿式混合
    して得られるスラリーを乾燥して混合粉末を得る工程
    と、該混合粉末を熱処理する工程を有するセラミック材
    料粉末の製造方法において、上記スラリーを得る際に上
    記複数の原料粉末の等電点の中間に該スラリーのpHを
    調整するセラミック材料粉末の製造方法。
  2. 【請求項2】 複数の原料粉末は一般式ABO3 であっ
    てBはTiを含有するチタン酸系化合物におけるAサイ
    トを構成する成分の原料及びBサイトを構成する成分の
    原料である請求項1記載のセラミック材料粉末の製造方
    法。
JP8257371A 1996-09-09 1996-09-09 セラミック材料粉末の製造方法 Pending JPH1087372A (ja)

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