[發明專利]鈣鈦礦粉末及其制備方法和多層陶瓷電子元件

有效

• 申請號: 201210001751.6
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN103030403B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 全炯俊;崔暢學;劉正勛;金昶勛;樸今珍;白惠英
• 申請（專利權）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: H01G4/12
• 分類號: H01G4/12;H01G4/30;C04B35/628;C04B35/468;C04B35/49;C04B35/462;C04B35/505;C04B35/50
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 王浩然,王鳳桐

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年10月10日提交至韓國知識產權局的專利申請No.10-2011-0103194的優先權，該申請的內容引入本申請中以作參考。

技術領域

本發明涉及一種具有高結晶度的微粒的鈣鈦礦粉末及其制備方法，以及使用該鈣鈦礦粉末制備的多層陶瓷電子元件。

背景技術

鈣鈦礦粉末是鐵電體陶瓷材料，用作電子元件例如多層陶瓷電容器(MLCC)、陶瓷過濾器、壓電元件(piezoelectric?elements)、鐵電存儲器(ferroelectric?memories)、熱敏電阻和壓敏電阻的原材料。

鈦酸鋇(BaTiO₃)是具有鈣鈦礦結構的高電介質材料，用作多層陶瓷電容器的電介質材料。

根據在電子工業中具有高容量和高可靠性的電子元件輕重量、薄型和小尺寸的近期趨勢，需要鐵電體顆粒具有減小的尺寸以及優異的絕緣特性和可靠性。

當作為電介質層的主要成分的鈦酸鋇粉末的平均粒徑增加時，所述電介質層的表面粗糙度也增加，從而增加短路的可能性并且導致絕緣電阻不足。

因此，需要降低作為電介質層主要成分的鈦酸鋇粉末的平均粒徑。

然而，當鈦酸鋇粉末的平均粒徑降低時，可能是不利的，因為四方晶系比例可能降低，所以，需要開發具有高結晶度并且含有微粒的鈦酸鋇粉末，以便防止對結晶度不利。

制備鈣鈦礦粉末方法的例子包括固態法和濕法，并且濕法的例子包括草酸沉淀法和水熱合成法。

很難采用固態工藝制備出含有微粒的鈣鈦礦粉末，因為通常鈣鈦礦粉末的最小顆粒尺寸是相當大的，大約為1微米，固態工藝可能很難控制顆粒尺寸，在燒結過程中顆粒可能結塊并且可能出現污染。

在各種工藝中，隨著鈣鈦礦粉末的平均粒徑降低，四方性通常會降低，并且當電解質顆粒的平均粒徑降低到100nm以下時，可能很難保證預定的晶軸(c/a)比例。

進一步地，當粉末的顆粒尺寸降低時很難保證分散。因此，在微粒粉末中需要高的可分散性。

在已知固態法或共沉淀法中，在高溫下使用煅燒形成晶相，因此，需要高溫煅燒和磨碎過程。

因此，缺點在于合成的鈣鈦礦粉末顆粒的形狀不令人滿意，平均粒徑的分布寬，以及由于熱處理可能出現結塊，從而妨礙分散。

發明內容

本發明一方面提供具有高結晶度微粒的鈣鈦礦粉末及其制備方法，以及使用該鈣鈦礦粉末制備的多層陶瓷電子元件。

根據本發明的一方面，提供了鈣鈦礦粉末，所述鈣鈦礦粉末含有形成在所述鈣鈦礦粉末顆粒(grain)的表面的涂層，并且所述涂層選自由硫化物和含有硫磺的鹽(salt?including?sulfur)組成的組中的一種或多種。

所述硫化物可以包括硫酸銨，以及所述含有硫磺的鹽可以包括選自由磷酸鹽(phosphate)和醋酸鹽(acetate)組成的組中的一種或多種。

所述涂層可以具有0.1-10nm的厚度。

所述鈣鈦礦粉末可以包括選自由BaTiO₃、BaTi_xZr_1-xO₃、Ba_xY_1-xTiO₃、Ba_xDy_1-xTiO₃和Ba_xHo_1-xTiO₃(0＜x＜1)組成的組中的一種或多種。

所述鈣鈦礦粉末可以具有10-150nm的平均粒徑和1.001-1.010的晶軸(c/a)比例。

根據本發明的另一方面，提供了一種制備鈣鈦礦粉末的方法，該方法包括混合金屬鹽和金屬氧化物以形成鈣鈦礦顆粒核；混合所述鈣鈦礦顆粒核和溶于純凈水中的選自由硫化物和含有硫磺的鹽組成的組中的一種或多種，以形成混合物；以及利用水熱處理從所述混合物中生長顆粒以得到包括形成在所述鈣鈦礦粉末顆粒的表面的涂層的所述鈣鈦礦粉末，并且所述涂層選自由硫化物和含有硫磺的鹽組成的組中的一種或多種。

所述硫化物可以包括硫酸銨，以及所述含有硫磺的鹽可以包括選自由磷酸鹽和醋酸鹽組成的組中的一種或多種。

所述金屬鹽包括氫氧化鋇、或氫氧化鋇和稀土鹽的混合物，以及所述金屬氧化物可以包括氧化鈦或氧化鋯。

所述涂層可以具有0.1-10nm的厚度。