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JP3992214B2 - Rare earth element-containing barium titanate powder and method for producing the same - Google Patents

Rare earth element-containing barium titanate powder and method for producing the same Download PDF

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JP3992214B2
JP3992214B2 JP2000020093A JP2000020093A JP3992214B2 JP 3992214 B2 JP3992214 B2 JP 3992214B2 JP 2000020093 A JP2000020093 A JP 2000020093A JP 2000020093 A JP2000020093 A JP 2000020093A JP 3992214 B2 JP3992214 B2 JP 3992214B2
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barium titanate
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希土類元素の不溶性の塩基性炭酸塩もしくは酸化物を表面に含有した希土類元素含有チタン酸バリウム粉末およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の方法】
チタン酸バリウムは、セラミックスコンデンサーの材料として広く使用されている。セラミックスコンデンサーに使用する際に、希土類元素化合物、例えば希土類元素の酸化物などをセラミックス原料粉末に添加することも行われている。チタン酸バリウムに希土類元素の酸化物を添加する方法としては、チタン酸バリウムの粉末と希土類元素の酸化物粉末とを、例えばボールミルなどの混合設備を使って混合粉体とすることが一般的である。
【0003】
近年、セラミックスコンデンサーの薄層化や小型化が進むに従って、チタン酸バリウム粉末と希土類元素の酸化物粉末とのより均一な混合が求めらている。チタン酸バリウム粉末も微粒子化してきており、それに伴って、混合する希土類元素の酸化物粉末も粒径のより小さなものが求められるようになってきた。通常希土類元素の酸化物の微粒子として流通しているサブミクロン以上の大きさの粒子では、チタン酸バリウム粉末との混合が不均一になり、焼結にむらができるなどの理由で、薄層化や小型化したセラミックスコンデンサーにおいて十分な特性が出なくなりつつある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の欠点を解決するために、チタン酸バリウムと希土類元素の化合物とが微視的に見ても均一に混合されている粉末を得ることを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の希土類元素含有チタン酸バリウム粉末は、チタン酸バリウム粉末表面に少なくとも1種類以上の希土類元素の不溶性の塩基性炭酸塩もしくは酸化物が、粉末表面における希土類元素の濃度がXPSにより50重量%以上、含有されていることを特徴とする。
本発明の希土類元素含有チタン酸バリウム粉末の製造方法は、チタン酸バリウム粉末、希土類元素の水溶性塩および尿素を含む懸濁液を70℃以上、溶液の沸点以下の温度に加熱して、チタン酸バリウム粉末の表面に希土類元素の不溶性の塩基性炭酸塩を析出させた後、固液分離することを特徴とする。また、チタン酸バリウム粉末、希土類元素の水溶性塩および尿素を含む懸濁液を70℃以上溶液の沸点以下の温度に加熱して、チタン酸バリウム粉末表面に希土類元素の不溶性の塩基性炭酸塩を析出させた後、固液分離し、得られた粉末を600℃以上の温度で焼成することを特徴とする。また、チタン酸バリウム粉末、希土類元素の水溶性塩を含む懸濁液にアンモニアを添加して希土類元素の水酸化物を析出させた後、固液分離し、得られたケーキを600℃以上の温度で焼成することを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明者は、アルミナ表面にイットリアの塩基性炭酸塩を析出させ、イットリア/アルミナ混合微粒子を作る方法について、以前に特許出願している(特開平11−21124)が、今回さらに、チタン酸バリウム粒子の表面に希土類元素の塩基性炭酸塩を析出させることができることを確認して本発明を完成するに至った。
希土類元素の水溶性塩の水溶液と尿素とチタン酸バリウム粉末とを含むスラリー溶液を調製する。このスラリー溶液を攪拌しながら70℃以上溶液の沸点以下に加熱する。加熱により、尿素が加水分解してアンモニアと炭酸に分解し、希土類元素の不溶性の塩基性炭酸塩がチタン酸バリウム粉末表面に均一に析出する。この不溶性の塩基性炭酸塩が表面に析出したチタン酸バリウム粉末を固液分離することで表面に希土類元素の不溶性の塩基性炭酸塩が均一に析出している希土類元素含有チタン酸バリウム粉末を得ることができる。
【0007】
こうして得られた表面に希土類元素の不溶性の塩基性炭酸塩(以下、単に不溶性塩という)を析出させた希土類元素含有チタン酸バリウム粉末を、空気中もしくは酸化性雰囲気中で600℃以上の温度で焼成して、チタン酸バリウム粉末表面に希土類元素の酸化物が付着した希土類元素含有チタン酸バリウム粉末を得る。
また、上述の加熱して尿素をアンモニアと炭酸とに加水分解することに替えて、アンモニアを添加して希土類元素の水酸化物を析出させ、固液分離した後に焼成することによっても、チタン酸バリウム粉末表面に希土類元素の酸化物を付着した希土類元素含有チタン酸バリウム粉末を得ることができる。
チタン酸バリウム粉末表面に直接希土類元素の不溶性塩が均一に析出することにより、チタン酸バリウムと希土類元素との分布状態は、チタン酸バリウム粉末の粒径の範囲で均一となる。従来のチタン酸バリウム粉末と希土類元素の酸化物粉末との粉体混合では、混合が最も進んだ状態でも、粉末粒子同士が隣接して分布するのが限度であったが、本発明により、より微視的に均一に分散分布させることが可能になる。
【0008】
チタン酸バリウム粉末の粒径は、その粒径によってTi、Ba、希土類元素の分布の細かさが規定されるから、目的に応じて適宜のものが用いられる。具体的には、平均粒径で0.1〜2.0ミクロン程度のものが適当である。粒径はできるだけ揃ったものであることが好ましい。
希土類元素としては、イットリウムを含めて、ランタノイドの何れの元素も用いることができる。その水溶性塩としては、希土類元素の鉱酸塩を用いることができる。鉱酸塩としては硝酸塩、塩化物、酢酸塩、硫酸塩等が挙げられる。
混合スラリーとして調製する際の各成分の濃度は、以下の通りである。
チタン酸バリウム粉末の固形分濃度は、反応槽の中でチタン酸バリウム粉末がスラリーとして攪拌がたやすく行なえる程度の濃度であることが必要である。
【0009】
希土類元素の水溶性塩の濃度は、目的とするTi、Ba、希土類元素の存在比に応じて、チタン酸バリウム粉末の固形分濃度から添加量を計算して加えればよいが、特にコンデンサーに用いる場合、希土類元素の水溶性塩はチタン酸バリウムの固形分に対し、0.5〜10質量%用いることが好ましい。
尿素の濃度は、希土類元素の水溶性塩のモル濃度に対して3倍以上、好ましくは12〜20倍添加するのが良い。
このスラリー溶液を加熱する温度は、70℃以上溶液の沸点以下の温度、好ましくは80℃以上、さらに好ましくは90℃以上である。70℃未満では反応に時間が掛かり過ぎ、沸点まで加熱しては安定な反応が期待できない。
【0010】
加熱により、尿素は加水分解されて、アンモニアおよび炭酸になり、スラリー溶液中の希土類元素イオンと反応して不溶性の塩基性炭酸塩となる。この不溶性の塩基性炭酸塩の析出反応は、ほとんどがスラリー中のチタン酸バリウム粉末の表面で起こるため、チタン酸バリウム粉末表面に希土類元素の不溶性塩が被覆した状態になる。
加熱に必要な時間は、反応槽中の希土類元素イオンの濃度、尿素の濃度、加熱温度などによって左右されるが、例えば希土類元素イオンの濃度を0.05モル/リットル、尿素の濃度を0.75モル/リットル、加熱温度が95℃の場合は、約60分で十分である。
【0011】
析出反応が完了したか否かを確認するには、反応槽からスラリーの一部をサンプリングして濾過し、濾過液にアルカリを添加して、希土類元素の水酸化物沈殿が析出しないことで確かめることができる。
こうして表面に希土類元素の不溶性塩が析出した希土類元素含有チタン酸バリウム粉末を、ビフネル漏斗、遠心分離機、遠心沈降機、デカンター、乾燥機などを用いて固液分離し、得られたケーキを乾燥して、希土類元素の不溶性塩が表面に付着している希土類元素含有チタン酸バリウム粉末が得られる。
さらに、この希土類元素の不溶性塩が表面に付着している希土類元素含有チタン酸バリウム粉末を600℃以上、好ましくは酸化性雰囲気下で600〜1400℃の温度で30分以上焼成することで、チタン酸バリウム粉末に均一に希土類元素の酸化物を付着させた希土類元素含有チタン酸バリウム粉末を得る。
【0012】
600℃未満の温度では焼成が不十分で、希土類元素の酸化物を付着した希土類元素含有チタン酸バリウム粉末に未分解の希土類元素の不溶性塩が残留する場合がある。
このようにして得られた本発明のチタン酸バリウム粉末は、希土類元素の不溶性塩もしくは酸化物が表面に付着しており、後述する図4にも示されるとおり、表面における希土類元素濃度がXPSで50質量%以上と希土類元素が高い濃度で付着している。
また、本発明では上記の方法の外に、希土類元素の水溶性塩をアンモニアの存在下で希土類元素の水酸化物としてチタン酸バリウムの表面に沈殿を起こさせ、焼成してチタン酸バリウム粉末の表面に希土類元素の酸化物を含有させた粉末としてもよい。
【0013】
【実施例】
以下、本発明の実施の形態を実施例と比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例)
平均粒子径約1.0ミクロンのチタン酸バリウム粉末100gと硝酸イットリウム0.05モルを純水中に混合し、全量を10リットルとした。さらに、尿素を45g添加して溶解し、攪拌しながら約95℃で60分加熱した。液相中に希土類元素がないことを確認した後、スラリーをビフネル漏斗で濾過し、濾過ケーキを純水で洗浄後、700℃で約2時間焼成した。得られた希土類元素の酸化物が付着した希土類元素含有チタン酸バリウム粉末を、電子線マイクロアナライザーおよびXPSで観察したところ、電子線マイクロアナライザーでは希土類元素がチタン酸バリウム粉末粒子と同じ分布で存在し、XPSでは希土類元素がチタン酸バリウム粉末粒子の表層付近を薄く覆っていることが、以下の通り観察された。
【0014】
図1〜3は、希土類元素の酸化物が均一に付着した希土類元素含有チタン酸バリウム粉末を電子線マイクロアナライザーで分析したものである。図1はTi、図2はBa、図3はYの存在をそれぞれ同一の視野で見たものである。図1〜3を対比することにより、Ti、Ba、Yが同一の粉末粒子を構成していることが分かる。例えば、図1〜3の左上から右下方向に大きな塊が、その右上側に右肩上がりに中位の塊が、さらにその右側で中央上方に独立した塊が、さらにその右側で画面右上隅に向けて3つの縦長の塊が、それぞれ対応して見られ、画面内で白く見える、粉末粒子の無い部分が、左側中央より若干上と左側下から3分の1位のところから中央方向に延びた後下方に向かう部分、さらに左下隅、中央下から3分の1位のところ、中央上部に粒子を示す黒色部分を挟んで比較的広い部分、右下隅の少し上、等にそれぞれ対応して見られる。
図4は、図1〜3と同じサンプルについて、XPSによって表面深さ方向のTi、Ba、Yの分布状態を検証した図である。図4によれば、Yが粉末粒子表面に集中し、TiとBaは表面に欠乏して粒内に主として存在していることが明瞭に示されている。なお、表面深さは、対照試料であるSiO2のスパッター速度で表している。
なお、図9に、実施例で得られた希土類元素の酸化物含有チタン酸バリウム粉末のSEM写真を示す。
【0015】
(比較例)
平均粒子径約1.0ミクロンのチタン酸バリウム粉末100g、平均粒子径約0.3ミクロンの酸化イットリウム5.645g、純水100gおよび少量の解膠材をボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを乾燥したところ、約100gの混合粉末を得た。得られた混合粉末を、電子線マイクロアナライザーで観察したところ、チタン酸バリウムと酸化イットリウムとでは分布に違いが観察され、実施例に比較して混合が不均一な様子が観察された。また、XPSで観察したところ、酸化イットリウム粒子がチタン酸バリウム表面に付着していないことが以下の通りわかった。
【0016】
得られた混合粉末について、実施例と同様に、電子線マイクロアナライザーで分析したものである図5(Tiによる図)、図6(Baによる図)および図7(Yによる図)によれば、TiとBaとは同一の粉末粒子であることを示しているが、Yは別個の粉末粒子を構成しており、画面全体として、Ti、Ba、Yの分布に大きなむらがあることが知られる。例えば、図5、6の右上隅の2つの黒色に示されるTiとBa(粒子)部分は、図7のYでは殆ど目立たず、図7(Y)で見える右上隅の小粒子部分は、図5(Ti)、図6(Ba)では殆ど白く抜けている、さらに、図5、6の中央部に大きな部分を占める複雑な形状の黒色部分は、図7では対応する部分の殆どが白い。
図10に、比較例で得られた希土類元素の酸化物含有チタン酸バリウム粉末のSEM写真を示す。
【0017】
図8は、得られた混合粉末についての実施例と同様のXPSによる観察結果である。図8によれば、粉体混合で作った試料は、図4に比べて明らかに表面近傍までYとTiとBaがほぼ同じ濃度で分布しており、Yがチタン酸バリウム粒子表面に添着していないことが分かる。
【0018】
【発明の効果】
本発明によれば、希土類元素の不溶性塩または酸化物をチタン酸バリウム粉末に均一に付着した希土類元素含有チタン酸バリウム粉末が、簡便な工程でかつ経済的に得ることができ、産業上その利用価値は極めて高いといえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で得られた、希土類元素の酸化物をチタン酸バリウム粉末に均一に付着した希土類元素含有チタン酸バリウム粉末の電子線マイクロアナライザーによるチタンの表面分布状態を示す写真による図である。
【図2】図1と同一視野における同様のバリウムの表面分布状態を示す写真による図である。
【図3】図1と同一視野における同様のイットリウムの表面分布状態を示す写真による図である。
【図4】実施例で得られた希土類元素の酸化物をチタン酸バリウム粉末に均一に付着した希土類元素含有チタン酸バリウム粉末のXPSによるチタン、バリウム、イットリウムの深さ方向の分布図である。
【図5】比較例で得られた混合粉末の電子線マイクロアナライザーによるチタンの表面分布状態を示す写真による図である。
【図6】図5と同一視野における同様のバリウムの表面分布状態を示す写真による図である。
【図7】図5と同一視野における同様のイットリウムの表面分布状態を示す写真による図である。
【図8】比較例で得られた混合粉末のXPSによるチタン、バリウム、イットリウムの深さ方向の分布図である。
【図9】実施例で得られた希土類元素の酸化物含有チタン酸バリウム粉末のSEM写真による図である。
【図10】比較例で得られた希土類元素の酸化物含有チタン酸バリウム粉末のSEM写真による図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, the insoluble properties of basic carbonates or oxides relates barium rare earth-containing titanate powder and a manufacturing method thereof contained in the surface of the rare earth elements.
[0002]
Conventional method
Barium titanate is widely used as a material for ceramic capacitors. When used in a ceramic capacitor, a rare earth element compound such as an oxide of a rare earth element is also added to the ceramic raw material powder. As a method for adding rare earth element oxides to barium titanate, it is common to use barium titanate powder and rare earth element oxide powder as a mixed powder using a mixing facility such as a ball mill. is there.
[0003]
In recent years, as the ceramic capacitor has been made thinner and smaller, more uniform mixing of barium titanate powder and rare earth element oxide powder has been demanded. Barium titanate powder has also been made finer, and accordingly, rare earth element oxide powder to be mixed has been required to have a smaller particle size. For sub-micron or larger particles that are normally distributed as fine particles of rare earth oxide oxides, the mixing with the barium titanate powder becomes non-uniform, resulting in uneven sintering, etc. In addition, sufficient characteristics are not appearing in ceramic capacitors that have been reduced in size.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to obtain a powder in which barium titanate and a rare earth element compound are uniformly mixed even when viewed microscopically in order to solve the above-described conventional drawbacks.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present onset light rare earth element-containing barium titanate powder is an insoluble basic carbonates or oxides of at least one kind of rare earth element to barium titanate powder surface, the powder surface the concentration of the rare earth elements 50 wt% or more by XPS in, characterized by being free Yes.
Method for producing a rare earth element-containing barium titanate powder of the present invention, powdered barium titanium acid, a suspension containing a water-soluble salt and urea of rare earth elements of 70 ° C. or more, is heated to a temperature below the boiling point of the solution, after the surface of the barium titanate powder to precipitate an insoluble basic carbonates of rare earth elements, characterized in that it separated solid-liquid separation. Also, a suspension containing barium titanate powder, a rare earth element water-soluble salt and urea is heated to a temperature not lower than 70 ° C. and not higher than the boiling point of the solution, and the surface of the barium titanate powder is insoluble in the rare earth element carbonate. after precipitation of the solid-liquid separation, the obtained powder and wherein the sintered child at 600 ° C. or higher. Further, ammonia was added to a suspension containing barium titanate powder and a rare earth element water-soluble salt to precipitate a rare earth element hydroxide, followed by solid-liquid separation. characterized by tempering formed at a temperature.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventor has alumina surface to precipitate basic carbonate of yttria, the method of making the yttria / alumina mixture particles, previously you are patent (JP-A 11-21124) further time, barium titanate It was confirmed that a rare earth element basic carbonate could be deposited on the surface of the particles, and the present invention was completed.
A slurry solution containing an aqueous solution of a water-soluble salt of a rare earth element, urea, and barium titanate powder is prepared. The slurry solution is heated to 70 ° C. or higher and lower than the boiling point of the solution while stirring. By heating, the urea is hydrolyzed to decompose into ammonia and carbon dioxide, insoluble of basic carbonate of the rare earth element is uniformly deposited on the barium titanate powder surface. An insoluble basic rare earth element-containing barium titanate powder carbonate are uniformly deposited in the rare earth element on the surface by the insoluble of the basic carbonate is a solid-liquid separation of the barium titanate powder deposited on the surface Can be obtained.
[0007]
Thus obtained surface-insoluble of basic carbonate of the rare earth element (hereinafter, simply referred to as an insoluble salt) a rare earth element-containing barium titanate powder was precipitated, the temperature of 600 ° C. or more, or in an oxidizing atmosphere in the air To obtain a rare earth element-containing barium titanate powder having a rare earth element oxide adhered to the surface of the barium titanate powder.
Also, instead of hydrolyzing urea into ammonia and carbonic acid by heating as described above, titanic acid can also be obtained by adding ammonia to precipitate rare earth element hydroxide, followed by solid-liquid separation and firing. A rare earth element-containing barium titanate powder having a rare earth element oxide adhered to the barium powder surface can be obtained.
As the insoluble salt of the rare earth element is uniformly deposited directly on the surface of the barium titanate powder, the distribution state of the barium titanate and the rare earth element becomes uniform within the range of the particle diameter of the barium titanate powder. In the conventional powder mixing of barium titanate powder and rare earth element oxide powder, it was the limit that the powder particles were adjacently distributed even in the most advanced mixing state. It becomes possible to distribute microscopically and uniformly.
[0008]
As the particle diameter of the barium titanate powder, the fine distribution of Ti, Ba, and rare earth elements is defined by the particle diameter, so that an appropriate one is used according to the purpose. Specifically, an average particle size of about 0.1 to 2.0 microns is appropriate. The particle diameter is preferably as uniform as possible.
As the rare earth element, any element of a lanthanoid including yttrium can be used. As the water-soluble salt, a rare earth element mineral salt can be used. Examples of mineral acid salts include nitrates, chlorides, acetates and sulfates.
The concentration of each component when preparing as a mixed slurry is as follows.
The solid content concentration of the barium titanate powder needs to be such a concentration that the barium titanate powder can be easily stirred as a slurry in the reaction vessel.
[0009]
The concentration of the water-soluble salt of the rare earth element may be added by calculating the addition amount from the solid content concentration of the barium titanate powder in accordance with the target ratio of Ti, Ba, and rare earth element, but it is particularly used for capacitors. In this case, the water-soluble salt of the rare earth element is preferably used in an amount of 0.5 to 10 % by mass based on the solid content of barium titanate.
The concentration of urea is 3 times or more, preferably 12 to 20 times the molar concentration of the water-soluble salt of the rare earth element.
The temperature for heating the slurry solution is 70 ° C. or higher and the boiling point of the solution or lower, preferably 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher. If it is less than 70 degreeC, reaction will take time too much, and if it heats to a boiling point, stable reaction cannot be expected.
[0010]
By heating, urea is hydrolyzed into ammonia and carbonic acid, and reacts with rare earth element ions in the slurry solution to become an insoluble basic carbonate. Most of the precipitation reaction of the insoluble basic carbonate occurs on the surface of the barium titanate powder in the slurry, so that the surface of the barium titanate powder is coated with an insoluble salt of a rare earth element.
The time required for heating depends on the rare earth element ion concentration, the urea concentration, the heating temperature, etc. in the reaction vessel. For example, the rare earth element ion concentration is 0.05 mol / liter, and the urea concentration is 0.1. In the case of 75 mol / liter and a heating temperature of 95 ° C., about 60 minutes is sufficient.
[0011]
To confirm whether or not the precipitation reaction is complete, a part of the slurry is sampled and filtered from the reaction vessel, and alkali is added to the filtrate to confirm that the rare earth element hydroxide precipitate does not precipitate. be able to.
The rare earth element-containing barium titanate powder with the rare earth element insoluble salt deposited on the surface is solid-liquid separated using a Bifnel funnel, centrifuge, centrifugal settling machine, decanter, dryer, etc., and the resulting cake is dried. Thus, a rare earth element-containing barium titanate powder having a rare earth element insoluble salt attached to the surface is obtained.
Furthermore, the rare earth element-containing barium titanate powder having the rare earth element insoluble salt adhered to the surface thereof is baked at a temperature of 600 ° C. or higher, preferably 600 to 1400 ° C. in an oxidizing atmosphere for 30 minutes or longer. A rare earth element-containing barium titanate powder is obtained in which a rare earth element oxide is uniformly deposited on a barium acid powder.
[0012]
When the temperature is lower than 600 ° C., firing is insufficient, and an undecomposed rare earth element insoluble salt may remain in the rare earth element-containing barium titanate powder to which the rare earth element oxide is attached.
The barium titanate powder of the present invention thus obtained has an insoluble salt or oxide of rare earth elements attached to the surface, and the rare earth element concentration on the surface is XPS as shown in FIG. 4 to be described later. 50 % by mass or more of rare earth elements are attached at a high concentration.
Further, in the present invention, in addition to the above-described method, a rare earth element water-soluble salt is precipitated as a rare earth element hydroxide in the presence of ammonia on the surface of barium titanate, and calcined to produce barium titanate powder. It is good also as the powder which contained the oxide of rare earth elements on the surface.
[0013]
【Example】
Hereinafter, although an embodiment and a comparative example are given and an embodiment of the present invention is explained concretely, the present invention is not limited to this.
(Example)
100 g of barium titanate powder having an average particle size of about 1.0 micron and 0.05 mol of yttrium nitrate were mixed in pure water to make a total volume of 10 liters. Furthermore, 45 g of urea was added and dissolved, and the mixture was heated at about 95 ° C. for 60 minutes with stirring. After confirming that there was no rare earth element in the liquid phase, the slurry was filtered with a Bifnel funnel, and the filter cake was washed with pure water and then calcined at 700 ° C. for about 2 hours. The rare earth element-containing barium titanate powder to which the rare earth element oxide was adhered was observed with an electron microanalyzer and XPS. The electron microanalyzer showed that the rare earth element was present in the same distribution as the barium titanate powder particles. In XPS, it was observed that the rare earth element thinly covered the surface layer vicinity of the barium titanate powder particles as follows.
[0014]
1 to 3 show an analysis of rare earth element-containing barium titanate powder, in which rare earth element oxides are uniformly adhered, using an electron microanalyzer. 1 shows Ti, FIG. 2 shows Ba, and FIG. 3 shows Y in the same field of view. By comparing FIGS. 1-3, it can be seen that Ti, Ba, and Y constitute the same powder particles. For example, a large lump from the upper left to the lower right in FIGS. 1 to 3, a middle lump that rises to the right on the upper right side, an independent lump on the upper right side on the right side, and an upper right corner on the right side of the screen 3 vertical lumps are seen corresponding to each other, appearing white on the screen, the part without powder particles is slightly above the center of the left side and 1/3 from the bottom left side toward the center. It corresponds to the part extending downward, the lower left corner, one third from the lower center, the relatively wide part with the black part showing the particle in the upper center, a little above the lower right corner, etc. Seen.
FIG. 4 is a diagram in which the distribution state of Ti, Ba, and Y in the surface depth direction is verified by XPS for the same sample as FIGS. FIG. 4 clearly shows that Y is concentrated on the surface of the powder particles, and Ti and Ba are mainly present in the grains due to lack of the surface. The surface depth is represented by the sputtering speed of the control sample, SiO 2 .
In addition, the SEM photograph of the rare earth element oxide containing barium titanate powder obtained in the Example is shown in FIG.
[0015]
(Comparative example)
100 g of barium titanate powder having an average particle size of about 1.0 micron, 5.645 g of yttrium oxide having an average particle size of about 0.3 micron, 100 g of pure water and a small amount of peptizer were mixed for 24 hours by a ball mill. When the slurry was dried, about 100 g of mixed powder was obtained. When the obtained mixed powder was observed with an electron beam microanalyzer, a difference in distribution was observed between barium titanate and yttrium oxide, and a state in which mixing was not uniform as compared with the examples was observed. Moreover, when it observed by XPS, it turned out that the yttrium oxide particle has not adhered to the barium titanate surface as follows.
[0016]
About the obtained mixed powder, according to FIG. 5 (figure by Ti), FIG. 6 (figure by Ba), and FIG. Although Ti and Ba indicate the same powder particles, Y constitutes separate powder particles, and it is known that there is a large unevenness in the distribution of Ti, Ba, and Y on the entire screen. . For example, the two black and white Ti and Ba (particle) portions shown in the upper right corner of FIGS. 5 and 6 are hardly noticeable in Y of FIG. 7, and the small particle portion of the upper right corner visible in FIG. 5 (Ti) and FIG. 6 (Ba) are almost white, and the black part having a complicated shape that occupies a large portion in the central part of FIGS. 5 and 6 is almost white in FIG.
In FIG. 10, the SEM photograph of the rare earth element oxide containing barium titanate powder obtained by the comparative example is shown.
[0017]
FIG. 8 is an observation result by XPS similar to the example of the obtained mixed powder. According to FIG. 8, in the sample made by powder mixing, Y, Ti, and Ba are clearly distributed to the vicinity of the surface as compared with FIG. 4, and Y adheres to the surface of the barium titanate particles. I understand that it is not.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, a rare earth element-containing barium titanate powder in which an insoluble salt or oxide of a rare earth element is uniformly attached to a barium titanate powder can be obtained in a simple process and economically. The value is extremely high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a photograph showing the surface distribution state of titanium obtained by an electron beam microanalyzer of rare earth element-containing barium titanate powder obtained by uniformly attaching rare earth element oxide to barium titanate powder obtained in the examples. is there.
FIG. 2 is a photograph showing the surface distribution of the same barium in the same field of view as FIG.
3 is a photographic view showing the surface distribution state of the same yttrium in the same visual field as FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a distribution diagram in the depth direction of titanium, barium and yttrium by XPS of rare earth element-containing barium titanate powder obtained by uniformly attaching rare earth element oxides obtained in Examples to barium titanate powder.
FIG. 5 is a photograph showing the surface distribution of titanium by an electron beam microanalyzer of the mixed powder obtained in the comparative example.
6 is a photograph showing the surface distribution of the same barium in the same field of view as FIG.
7 is a photographic view showing a surface distribution state of the same yttrium in the same visual field as FIG. 5. FIG.
FIG. 8 is a distribution diagram in the depth direction of titanium, barium, and yttrium by XPS of the mixed powder obtained in the comparative example.
FIG. 9 is a SEM photograph of rare earth oxide-containing barium titanate powder obtained in Example.
FIG. 10 is a SEM photograph of rare earth oxide-containing barium titanate powder obtained in a comparative example.

Claims (4)

チタン酸バリウム粉末表面に少なくとも1種類以上の希土類元素の不溶性の塩基性炭酸塩もしくは酸化物が、粉末表面における希土類元素の濃度がXPSにより50質量%以上、含有されていることを特徴とする希土類元素含有チタン酸バリウム粉末。 An insoluble basic carbonates or oxides of at least one kind of rare earth element to barium titanate powder surface, the concentration of the rare earth elements in the powder surface 50 mass% or more by XPS, and features that you have been free Yes rare earth element-containing barium titanate powder. チタン酸バリウム粉末、希土類元素の水溶性塩および尿素を含む懸濁液を70℃以上、溶液の沸点以下の温度に加熱して、チタン酸バリウム粉末の表面に希土類元素の不溶性の塩基性炭酸塩を析出させた後、固液分離することを特徴とする請求項1に記載の希土類元素含有チタン酸バリウム粉末の製造方法。Barium titanate powder, a suspension containing a water-soluble salt and urea of rare earth elements 70 ° C. or more, is heated to a temperature below the boiling point of the solution, insoluble of basic carbonate of the rare earth element on the surface of the barium titanate powder The method for producing a rare earth element-containing barium titanate powder according to claim 1, wherein the salt is precipitated and then separated into solid and liquid. チタン酸バリウム粉末、希土類元素の水溶性塩および尿素を含む懸濁液を70℃以上溶液の沸点以下の温度に加熱して、チタン酸バリウム粉末の表面に希土類元素の不溶性の塩基性炭酸塩を析出させた後、固液分離し、得られたケーキを600℃以上の温度で焼成することを特徴とする請求項1に記載の希土類元素含有チタン酸バリウム粉末の製造方法。Barium titanate powder, and heated in a water-soluble salt and temperature suspension of the boiling point of 70 ° C. or more solution comprising urea rare earth elements, basic insoluble of rare earth elements on the front surface of the powder of barium titanate powder The method for producing a rare earth element-containing barium titanate powder according to claim 1, wherein the carbonate is precipitated and then separated into solid and liquid, and the obtained cake is fired at a temperature of 600 ° C or higher. チタン酸バリウム粉末、希土類元素の水溶性塩を含む懸濁液にアンモニアを添加して希土類元素の水酸化物を析出させた後、固液分離し、得られたケーキを600℃以上の温度で焼成することを特徴とする請求項1に記載の希土類元素含有チタン酸バリウム粉末の製造方法。After adding ammonia to a suspension containing barium titanate powder and a water-soluble salt of rare earth elements to precipitate rare earth element hydroxides, solid-liquid separation is performed, and the resulting cake is heated at a temperature of 600 ° C. or higher. The method for producing a rare earth element-containing barium titanate powder according to claim 1, wherein the firing is performed.
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