[發明專利]電介質粉末的制造方法

無效

• 申請號: 200910006716.1
• 申請日: 2009-02-13
• 公開（公告）號: CN101508564A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 山下友宏;佐佐木洋;野中智明;橋本晉亮
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B35/622;H01G4/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 熊玉蘭;李平英

技術領域

本發明涉及以鈦酸鋇粉末為代表的電介質粉末的制造方法。

背景技術

在陶瓷電容器的電介質中，廣泛使用BaTiO₃、(Ba，Sr)TiO₃、(Ba， Ca)TiO₃、(Ba，Sr)(Ti，Zr)O₃、(Ba，Ca)(Ti，Zr)O₃等陶瓷。 電介質層可以通過由包含電介質粉末的糊料制成生片，對其進行燒結而 獲得。這樣用途中使用的電介質粉末通常采用固相合成法制造。例如， 鈦酸鋇(BaTiO₃)通過如下獲得：將碳酸鋇(BaCO₃)粉末與二氧化鈦 (TiO₂)粉末濕式混合，在干燥后，在900～1200℃左右的溫度下對混 合粉末進行熱處理(煅燒)，使碳酸鋇顆粒與二氧化鈦顆粒以固相進行 化學反應，獲得鈦酸鋇粉末。在合成(Ba，Sr)TiO₃、(Ba，Ca)TiO₃、 (Ba，Sr)(Ti，Zr)O₃、(Ba，Ca)(Ti，Zr)O₃等的情況下，可以 在上述固相反應時，添加成為Sr源、Ca源、Zr源的化合物，或在合成 鈦酸鋇后，再添加成為Sr源、Ca源、Zr源的化合物，進行熱處理(燒 結)。

作為用于獲得該層疊陶瓷電容器中的電介質的陶瓷原料粉末而使 用的鈦酸鋇粉末伴隨著內部電極間陶瓷層的薄層化，要求是更微小的顆 粒，且具有高的正方晶性(高四方性)。

在固相反應中，作為二氧化鈦，為了不使所得電介質陶瓷的特性劣 化，因此典型地使用將四氯化鈦熱分解而得到的高純度二氧化鈦。在該 情況下，所得二氧化鈦的結晶型根據熱分解條件有所不同，在采用通常 熱處理條件的情況下，金紅石化率較高，通常，金紅石型是支配性的。

然而，金紅石型二氧化鈦粉末反應性較差，此外，所得鈦酸鋇的正 方晶性較低。此外，如果鈦酸鋇的正方晶性較低，則用作例如層疊陶瓷 電容器中所具備的電介質的原料粉末時，在燒結工序中，向原料粉末中 添加的添加成分容易在鈦酸鋇中固溶，因此，在燒結后，很難獲得核- 殼結構的燒結體，因而會導致所得層疊陶瓷電容器的靜電容量溫度特性 惡化這樣的問題。

此外，即使鈦酸鋇的正方晶性高，但如果原料粉末的1次粒徑大， 電介質陶瓷層薄層化，則層疊陶瓷電容器的可靠性也會降低。此外，在 薄層化中，不僅原料粉末1次粒徑的大小，而且其分布也都是重要的要 素，結晶性較高，且鈦酸鋇的粒徑分布良好是必須的。

另外，為了提高鈦酸鋇的正方晶性，在固相反應法中，將如碳酸鋇 那樣的鋇化合物與二氧化鈦混合，進行熱處理，提高合成鈦酸鋇時的熱 處理溫度是有效的，但如果提高該熱處理溫度，則存在產生顆粒的生長 和顆粒之間的凝聚，難以使得所得鈦酸鋇粉末微粒化這樣的問題。此外， 在通過粉碎結晶性高的鈦酸鋇而微粒化，例如通過濕式粉碎獲得微細顆 粒的情況下，除了粉碎前的粒度分布以外，還需要增加粉碎時分散的要 素，因此，很難回避粒徑的分布良好，且由于粉碎不良導致電介質特性 劣化。

為了消除該問題，作為使用金紅石化率低(銳鈦礦化率高)、反應 性高的二氧化鈦粉末的鈦酸鋇的制法，公開了將通過熱分解生成氧化鋇 的鋇化合物與通過X射線衍射法求出的金紅石化率為30％以下，且通 過BET法求出的比表面積為5m²/g以上的二氧化鈦混合，進行熱處理(煅 燒)的方法(專利文獻1)。

根據該方法，由于使用反應性高、微粒的銳鈦礦型二氧化鈦，因此 能獲得正方晶性高、粒徑小的鈦酸鋇粉末。

然而，近年來，電子機器的小型化越來越快，在層疊陶瓷電容器中， 也要求能使電介質層進一步薄層化。因此，要求作為電介質粉末原料的 二氧化鈦粉末進一步微粒化。即，要求在維持作為原料的二氧化鈦粉末 的粒徑及其分布的狀態下，對鈦酸鋇進行熱處理，且所得鈦酸鋇的結晶 性高，粒徑均勻。

二氧化鈦的制造方法大致分為將四氯化鈦或硫酸鈦水解的液相法 和使四氯化鈦與氧氣或水蒸氣等氧化性氣體反應的氣相法。由液相法獲 得的二氧化鈦主相是銳鈦礦，但其不可避免地形成溶膠或淤漿狀態。在 該狀態下使用的情況下，用途受到限制。