JPS6255243B2 - - Google Patents
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- JPS6255243B2 JPS6255243B2 JP55065547A JP6554780A JPS6255243B2 JP S6255243 B2 JPS6255243 B2 JP S6255243B2 JP 55065547 A JP55065547 A JP 55065547A JP 6554780 A JP6554780 A JP 6554780A JP S6255243 B2 JPS6255243 B2 JP S6255243B2
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、結晶軸方向に伸長したチタン酸バリ
ウム結晶粒子からなる粉体およびその製造方法に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a powder consisting of barium titanate crystal particles elongated in the crystal axis direction and a method for producing the same.
磁性体の分野においては、酸化鉄を主成分とす
る、結晶の特定方向に伸長した針状ないし柱状の
磁性体の結晶粒子からなる粉体がかなり以前から
作られており、それらを有機物と混練して、針状
ないし柱状の磁性体の結晶粒子が一方向に並んだ
フイルムないしシート状の複合体材料が作製され
ている。それらの材料は、磁気テープやその他の
目的に広く用いられている。また、磁性体セラミ
ツク材料の分野においても、原材料の少くとも一
つにおいて、針状や板状などの特殊形状の粒子か
らなる粉末原材料を用い、混合物をいわゆるホツ
トプレス法によつて焼結することにより、磁性体
物質の結晶粒子が特定方向に配向したセラミツク
スが作製されている。この材料は、方向によつて
著しく磁気特性の異なるセラミツク磁性体材料と
して、ビデオテープレコーダなどの磁気ヘツド材
料として広く実用に供されている。 In the field of magnetic materials, powder consisting of acicular or columnar magnetic crystal particles that are mainly composed of iron oxide and elongated in a specific crystal direction has been produced for a long time, and these powders are mixed with organic matter. In this way, a film or sheet-like composite material in which acicular or columnar magnetic crystal grains are arranged in one direction is produced. These materials are widely used in magnetic tape and other purposes. In addition, in the field of magnetic ceramic materials, at least one of the raw materials is a powdered raw material consisting of particles with special shapes such as needles or plates, and the mixture is sintered by the so-called hot press method. , ceramics in which crystal grains of magnetic substances are oriented in specific directions have been manufactured. This material is widely used as a magnetic head material for video tape recorders and the like as a ceramic magnetic material whose magnetic properties differ significantly depending on the direction.
このように、磁性体材料の分野では、磁性体の
結晶粒子の磁気特性の顕著な異方性を利用した材
料が広く実用に供されているわけであるが、磁性
体材料と並んでエレクトロニクス材料の双璧を形
成している誘電体、圧電体材料の分野において
は、結晶粒子の誘電・圧電特性の異方性を利用し
た材料はほとんど作製されていない。わずかに、
Bi層状化合物について粒子配向したセラミツクス
が作製できることが報告されているが、Bi層状化
合物の誘電・圧電特性は、誘電体や圧電体材料の
分野で指導的な役割を果しているペロブスカイト
化合物と比較して見劣りがする。ペロブスカイト
化合物からなる粒子配向性のセラミツクスが作製
できれば望ましいわけであるが、これまでに作製
されたという報告はみられない。 In this way, in the field of magnetic materials, materials that utilize the remarkable anisotropy of the magnetic properties of magnetic crystal grains are widely used in practical use. In the field of dielectric and piezoelectric materials, which form the twin worlds, very few materials have been created that take advantage of the anisotropy of dielectric and piezoelectric properties of crystal grains. slightly,
It has been reported that particle-oriented ceramics can be fabricated using Bi layered compounds, but the dielectric and piezoelectric properties of Bi layered compounds are not as good as those of perovskite compounds, which play a leading role in the fields of dielectric and piezoelectric materials. It looks inferior. It would be desirable if ceramics with oriented grains made of perovskite compounds could be produced, but there have been no reports of this being produced to date.
これは、Bi層状化合物の場合には結晶構造が層
状構造をもつことから、ホツトプレス焼結を行な
うと、その層状構造が加圧方向と垂直になつた結
晶粒子が形成されやすいので、配向性のセラミツ
クスが形成されるものである。しかしながら、ペ
ロブスカイト化合物では、結晶構造そのものに粒
子配向の起りやすいような層状構造などの特徴的
な構造部分がないので、通常の原材料を用いた場
合には、結晶粒子のそろつた配向性のセラミツク
スは作製できない。ペロブスカイト化合物におい
て、特徴的な粒子形状と結晶方位をもつた結晶粒
子からなる粉体が作製できれば、これらの粒子と
有機化合物の複合体を作製して、磁気テープのよ
うな結晶粒子の配向した複合体材料を作製した
り、これらの粒子をあらかじめ配向させた加圧成
型体を作製しておき、これを焼結することにより
粒子配向性のセラミツク誘電体、圧電体材料が作
製でき、異方性の圧電体、誘電体材料として新し
い応用分野が開けるわけである。また、BaTiO3
を用いた、粒子と粒界との作用を利用した粒界層
型のセラミツク・コンデンサ材料やPTC特性を
もつセラミツク半導体材料において、粒子配向構
造をもたせることにより、それらの電気特性にお
いて異方性をもつ材料として新しい用途が広がる
可能性も大きいわけである。 This is because Bi layered compounds have a layered crystal structure, and when hot-press sintering is performed, crystal grains whose layered structure is perpendicular to the pressing direction are likely to be formed, resulting in poor orientation. This is what ceramics are formed from. However, in perovskite compounds, the crystal structure itself does not have a characteristic structural part such as a layered structure that tends to cause grain orientation, so when ordinary raw materials are used, ceramics with uniform crystal grain orientation cannot be produced. Cannot be produced. In perovskite compounds, if we can create a powder consisting of crystal grains with a characteristic particle shape and crystal orientation, we can create a composite of these particles and an organic compound to create a composite with oriented crystal grains, such as magnetic tape. Ceramic dielectrics and piezoelectric materials with oriented grains can be created by creating body materials or by creating pressure-molded bodies with these particles oriented in advance and sintering them. This opens up new fields of application as piezoelectric and dielectric materials. Also, BaTiO3
In grain boundary layer type ceramic capacitor materials that utilize the interaction between particles and grain boundaries, and ceramic semiconductor materials with PTC characteristics, by providing a particle orientation structure, anisotropy can be achieved in their electrical properties. There is also a great potential for new applications to be found as a material with a long life.
本発明は、いわゆるチタン酸カリウム繊維
K2O・nTiO2と酸化バリウムまたは、高温に加熱
すると熱分解して酸化バリウムとなるバリウム化
合物とを混合し、焼成して反応させ、チタン酸カ
リウム繊維中のカリウム成分をバリウム成分に置
き換えることにより、結晶軸方向に伸長したチタ
ン酸バリウム(BaTiO3)結晶粒子を形成せしめ、
このとき遊離生成したカリウムを主体とする成分
を水または酸により除去することにより、生成し
たBaTiO3結晶粒子を取り出すことを特徴とす
る。 The present invention is directed to so-called potassium titanate fibers.
K 2 O・nTiO 2 and barium oxide or a barium compound that thermally decomposes to barium oxide when heated to high temperature are mixed, fired and reacted to replace the potassium component in the potassium titanate fiber with the barium component. This causes the formation of barium titanate (BaTiO 3 ) crystal particles extending in the crystal axis direction,
The method is characterized in that the BaTiO 3 crystal particles thus formed are taken out by removing components mainly composed of potassium that are liberated at this time with water or acid.
以下実施例につき説明する。 Examples will be explained below.
<実施例 1>
K2O・nTiO2(n=6)の組成で示されるチタ
ン酸カリウム繊維を、報告されているK2MoO4を
フラツクスとして用いるフラツクス法により作製
した。すなわち、K2CO3とTiO2とK2MoO4を混合
し、白金ルツボに入れて1200℃で焼成し、4゜〜
10℃/時間の冷却速度で室温まで冷却し、ついで
冷水によりフラツクスを洗浄・除去した後乾燥し
た。得られた繊維は、報告されているように結晶
軸方向に伸長した繊維であつた。<Example 1> Potassium titanate fibers having a composition of K 2 O.nTiO 2 (n=6) were produced by a reported flux method using K 2 MoO 4 as a flux. That is, K 2 CO 3 , TiO 2 and K 2 MoO 4 are mixed, placed in a platinum crucible, fired at 1200℃, and heated to 4℃~
It was cooled to room temperature at a cooling rate of 10° C./hour, and then the flux was washed and removed with cold water and then dried. The obtained fibers were fibers that were elongated in the direction of the crystal axis, as reported.
つぎに、得られたチタン酸カリウム繊維を、
BaO,Ba(OH)2,Ba(NO3)2,BaCO3,Ba
(COO)2などと、K2O・nTiO2(n=6)1モル
に対して6モルのBaOの割合に混合し、800℃、
900℃および1000℃でそれぞれ焼成した。焼成物
のX線解析の結果、いずれのバリウム化合物を用
いた場合でも、BaTiO3が形成されており、カリ
ウム成分と思われる不明物質が形成された。この
不明物質は、水(湯を含む)または酸により容易
に溶解・除去でき、乾燥後の粉体の試料は
BaTiO3の単一相からなつていた。得られた
BaTiO3の粒子は、光学顕微鏡や電子顕微鏡観察
の結果、針板状ないし柱状を示しており、伸長方
向は、電子線回折の結果、BaTiO3の結晶軸の方
向であつた。 Next, the obtained potassium titanate fiber was
BaO, Ba(OH) 2 , Ba(NO 3 ) 2 , BaCO 3 , Ba
(COO) 2 , etc., at a ratio of 6 mol of BaO per 1 mol of K 2 O・nTiO 2 (n=6), and heated at 800°C.
Calcined at 900°C and 1000°C, respectively. As a result of X-ray analysis of the fired product, BaTiO 3 was formed no matter which barium compound was used, and an unknown substance thought to be a potassium component was formed. This unknown substance can be easily dissolved and removed with water (including hot water) or acid, and the powder sample after drying is
It consisted of a single phase of BaTiO3 . obtained
As a result of observation using an optical microscope or an electron microscope, the BaTiO 3 particles were found to have a needle plate shape or a columnar shape, and the elongation direction was found to be the direction of the crystal axis of BaTiO 3 as a result of electron beam diffraction.
<実施例 2>
K2O・nTiO2(n=4)の組成で示されるチタ
ン酸カリウム繊維を、報告されているK2MoO4を
フラツクスとして用いるフラツクス法により作製
した。すなわち、K2CO3とTiO2とK2MoO4を混合
し、白金ルツボに入れて1100℃で焼成し、4゜〜
10℃/時間の冷却速度で室温まで冷却し、ついで
冷水によりフラツクスを洗浄・除去した後乾燥し
た。得られた繊維は、報告されているように結晶
軸方向に伸長した繊維であつた。<Example 2> Potassium titanate fibers having a composition of K 2 O.nTiO 2 (n=4) were produced by a reported flux method using K 2 MoO 4 as a flux. That is, K 2 CO 3 , TiO 2 and K 2 MoO 4 are mixed, placed in a platinum crucible, fired at 1100°C, and heated to 4°~
It was cooled to room temperature at a cooling rate of 10° C./hour, and then the flux was washed and removed with cold water and then dried. The obtained fibers were fibers elongated in the direction of the crystal axis, as reported.
つぎに、得られたチタカリ繊維を、BaO,Ba
(OH)2,Ba(NO3)2,BaCO3やBa(COO)2など
と、K2O・nTiO2(n=4)1モルに対して4モ
ルのBaOの割合に混合し、800℃、900℃および
1000℃でそれぞれ焼成した。焼成物のX線解析の
結果、いずれのバリウム化合物を用いた場合で
も、BaTiO3が形成されており、カリウム成分と
思われる不明物質が形成された。この不明物質
は、水(湯を含む)または酸により容易に溶解・
除去でき、乾燥後の粉体試料はBaTiO3の単一相
からなつていた。得られたBaTiO3の粒子は、光
学顕微鏡や電子顕微鏡観察の結果、針状ないし柱
板状を示しており、伸長方向は、電子線回折の結
果、BaTiO3の結晶軸の方向であつた。 Next, the obtained Chitakari fiber was treated with BaO, Ba
(OH) 2 , Ba(NO 3 ) 2 , BaCO 3 and Ba(COO) 2 , etc., are mixed at a ratio of 4 mol of BaO to 1 mol of K 2 O・nTiO 2 (n=4), and 800 ℃, 900℃ and
Each was fired at 1000℃. As a result of X-ray analysis of the fired product, BaTiO 3 was formed no matter which barium compound was used, and an unknown substance thought to be a potassium component was formed. This unknown substance is easily dissolved and dissolved in water (including hot water) or acids.
After removal and drying, the powder sample consisted of a single phase of BaTiO 3 . The obtained BaTiO 3 particles were found to have a needle-like or columnar shape as a result of observation using an optical microscope or an electron microscope, and the direction of elongation was found to be the direction of the crystal axis of BaTiO 3 as a result of electron beam diffraction.
実施例においては、K2O・nTiO2で表わされる
チタン酸カリウム繊維の中で、nが4と6のもの
を用いているが、nが1,2などの繊維も知られ
ている。チタン酸カリウム繊維では、結晶構造の
中にTiO6八面体が頂点共有で平行に連なつた構
造部分が含まれ、かつその頂点共有の連結方向が
繊維の伸長方向に一致していること、および
TiO6八面体が同様に頂点共有で平行に結晶軸方
向に連なつたペロブスカイト構造と構造に共通性
があることから、BaTiO3ペロブスカイト化合物
の結晶軸方向に伸長した結晶粒子が形成されるも
のと考えられる。したがつて、nが1,2などの
チタン酸カリウム繊維についても実施例と同一の
効果がある。 In the examples, potassium titanate fibers represented by K 2 O.nTiO 2 with n of 4 and 6 are used, but fibers with n of 1, 2, etc. are also known. In potassium titanate fibers, the crystal structure includes a structural part in which TiO 6 octahedrons are connected in parallel with shared vertices, and the connection direction of the shared vertices matches the elongation direction of the fiber, and
Since the structure is similar to the perovskite structure in which TiO 6 octahedrons share vertices and are connected in parallel in the crystal axis direction, it is assumed that crystal grains extending in the crystal axis direction of the BaTiO 3 perovskite compound are formed. Conceivable. Therefore, potassium titanate fibers in which n is 1 or 2 also have the same effect as in the example.
実施例において用いたBaO以外のバリウム化合
物はいずれも高温域で分解し、炭酸ガス、水や酸
化窒素などを放出してBaOとなるものであるが、
バリウムの化合物としては、これらのもの以外で
も加熱により同様に分解してBaOとなるものであ
ればよいことは勿論のことである。 All of the barium compounds other than BaO used in the examples decompose at high temperatures and release carbon dioxide, water, nitrogen oxide, etc., and become BaO.
Of course, barium compounds other than those mentioned above may be used as long as they similarly decompose to BaO when heated.
また、実施例においては、焼成は、800℃、900
℃と1000℃で行つているが、これ以外の温度でも
よい。要するに、チタン酸カリウムと、高温で分
解してBaOとなるバリウム化合物とが高温で反応
してBaTiO3が生成し、カリウム成分が遊離する
ことが重要である。 In addition, in the examples, firing was performed at 800°C and 900°C.
℃ and 1000℃, but other temperatures may be used. In short, it is important that potassium titanate and a barium compound that decomposes at high temperature to become BaO react at high temperature to generate BaTiO 3 and liberate the potassium component.
以上の実施例によつて作製されたBaTiO3粉体
は、結晶の軸方向に伸長した粒子からなるので、
最初にのべた有機物との粒子配向した圧電体、誘
電体材料や、粒子配向したBaTiO3セラミツク圧
電体材料の原材料として有用である。また、他の
ペロブスカイト化合物との固溶体の針状ないし柱
状の粒子を作製し、それらを用いて固溶体ペロブ
スカイト化合物の有機物との複合体材料、粒子配
向性のセラミツク圧電体、誘電体材料の原材料と
して、広い用途が期待できるものである。さら
に、BaTiO3は、セラミツク・コンデンサ材料や
いわゆるPTC特性を示すセラミツク半導体材料
として広く用いられているので、本発明により作
製されたBaTiO3粉体を用いれば容易に粒子配向
したこれらの材料が作製でき、電気特性において
異方性をもつ新規な材料が十分に期待できるわけ
である。 Since the BaTiO 3 powder produced in the above example consists of particles extending in the axial direction of the crystal,
It is useful as a raw material for piezoelectric and dielectric materials that have oriented particles with organic substances mentioned above, as well as BaTiO 3 ceramic piezoelectric materials that have oriented particles. In addition, acicular or columnar particles of solid solutions with other perovskite compounds are prepared, and these are used as raw materials for composite materials of solid solution perovskite compounds with organic substances, particle-oriented ceramic piezoelectric materials, and dielectric materials. It can be expected to have a wide range of uses. Furthermore, since BaTiO 3 is widely used as a ceramic capacitor material and a ceramic semiconductor material exhibiting so-called PTC characteristics, these materials with particle orientation can be easily produced using the BaTiO 3 powder produced according to the present invention. This means that we can fully expect new materials with anisotropy in electrical properties.
Claims (1)
からなることを特徴とするチタン酸バリウム粉
体。 2 K2O・nTiO2で表わされるチタン酸カリウム
繊維と、バリウムの酸化物または高温で分解して
バリウムの酸化物となるバリウムの化合物とを混
合し、焼成することにより、チタン酸バリウムを
生成せしめ、このとき遊離生成したカリウムを主
体とする成分を、水または酸によつて溶解・除去
することにより、生成したチタン酸バリウム結晶
粒子を取り出すことを特徴とするチタン酸バリウ
ム粉体の製造方法。[Claims] 1. A barium titanate powder characterized by comprising barium titanate particles elongated in the crystal axis direction. 2 Barium titanate is produced by mixing potassium titanate fibers represented by K 2 O・nTiO 2 and barium oxide or a barium compound that decomposes at high temperature to become barium oxide and firing. A method for producing barium titanate powder, characterized in that the produced barium titanate crystal particles are taken out by dissolving and removing components mainly composed of potassium that are liberated at this time with water or acid. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6554780A JPS56162403A (en) | 1980-05-16 | 1980-05-16 | Barium titanate particles and method of producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6554780A JPS56162403A (en) | 1980-05-16 | 1980-05-16 | Barium titanate particles and method of producing same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56162403A JPS56162403A (en) | 1981-12-14 |
| JPS6255243B2 true JPS6255243B2 (en) | 1987-11-19 |
Family
ID=13290141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6554780A Granted JPS56162403A (en) | 1980-05-16 | 1980-05-16 | Barium titanate particles and method of producing same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56162403A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260822A (en) * | 1987-02-24 | 1988-10-27 | Titan Kogyo Kk | Polycrystalline barium titanate fiber having oriented crystallographic axis |
| JP2562048B2 (en) * | 1988-12-21 | 1996-12-11 | 大塚化学株式会社 | Dielectric or piezoelectric composition |
| JP2814288B2 (en) * | 1990-03-29 | 1998-10-22 | 大塚化学 株式会社 | High dielectric resin composition |
| JP2802424B2 (en) * | 1996-03-22 | 1998-09-24 | 大塚化学株式会社 | Dielectric or piezoelectric composition |
| JP2008227332A (en) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof |
-
1980
- 1980-05-16 JP JP6554780A patent/JPS56162403A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56162403A (en) | 1981-12-14 |
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