專利名稱：鈦酸鋇、其制造方法和電容器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于介電材料、多層陶瓷電容器、壓電材料等中的鈦酸鋇，還涉及其制造方法和電容器。更具體地，本發(fā)明涉及具有高四方性的微細鈦酸鋇及其制造方法。
要求基于2004年8月31日提交的日本專利申請2004-251249的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容經(jīng)此引用并入本文。該申請是根據(jù)35 U.S.C.111(a)提交的申請，依照35 U.S.C.119(e)要求臨時申請60/608,121的提交日的權(quán)益，該臨時申請是根據(jù)35 U.S.C.111(b)于2004年9月有9日提交的。
背景技術：
鈦酸鋇廣泛用作功能材料，例如在介電材料、多層陶瓷電容器和壓電材料中。隨著電子部件的小型化和輕型化進展，要求開發(fā)出獲得具有更小的粒徑并表現(xiàn)出優(yōu)異電性能(例如高介電常數(shù))的鈦酸鋇的方法。
已知具有高四方性的鈦酸鋇具有高介電常數(shù)，但是其粒徑不能制造的足夠小，而具有小粒徑的鈦酸鋇無法提高四方性，這就不能獲得足夠高的介電常數(shù)。
制造含鈦復合氧化物粒子(例如鈦酸鋇)的方法的例子包括固相法，在球磨等中混合用作原材料的氧化物和碳酸鹽粉末，并使該混合物在大約800℃或更高的高溫下反應以制造復合氧化物粒子；草酸鹽法，制備草酸復合鹽，并使該復合鹽熱分解以獲得含鈦復合氧化物粒子；醇鹽法，使用金屬醇鹽作原材料并將其水解以獲得前體；水熱合成法，使原材料在含水溶劑中在高溫高壓下反應以獲得前體；使鈦化合物的水解產(chǎn)物與水溶性鋇鹽在強堿水溶液中反應的方法(專利文獻1)；和使二氧化鈦溶膠與鋇化合物在堿性水溶液中反應的方法(專利文獻2)。
專利文獻1日本專利1841875專利文獻2國際專利公開WO 00/35811發(fā)明內(nèi)容固相法具有下述問題——盡管生產(chǎn)成本低，但制成的含鈦復合氧化物粒子具有大的粒徑，且不適合用作介電材料、壓電材料等中的功能材料。當將粒子研磨時，可以使粒徑變小，但可能由于研磨作用而產(chǎn)生應變，且不能制造具有高四方性和高介電常數(shù)的鈦酸鋇。
草酸鹽法的不利之處在于，盡管獲得了與固相法相比較小的粒子，但殘留有衍生自草酸的碳酸，且不能獲得表現(xiàn)出優(yōu)異電性能的鈦酸鋇。
醇鹽法和水熱合成法具有下述問題——盡管獲得具有微細粒徑的鈦酸鋇，但殘留有可歸因于進入內(nèi)部的水的大量羥基，并因此不能獲得具有優(yōu)異電性能的鈦酸鋇。此外，在這些方法中，必須使用專有設備且成本上升，因為在醇鹽法中殘留有碳酸，或在水熱合成法中，生產(chǎn)在高溫高壓條件下進行。
此外，專利文獻1和2所述的方法中使用的堿是氫氧化鉀或氫氧化鈉，因此，必須在反應之后提供去除這種堿的步驟，但是除堿步驟容易引起鋇的分解和羥基的進入，且?guī)缀醪荒塬@得具有高四方性的鈦酸鋇。
本發(fā)明的目的是提供具有小的粒徑的鈦酸鋇及其制造方法，該鈦酸鋇中不必要雜質(zhì)的量減少并表現(xiàn)出優(yōu)異的電性能，其可以形成能夠?qū)崿F(xiàn)電子器件小型化的小型電容器所必需的薄膜介電陶瓷。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明使用下列方案。
由于為解決這些問題進行的深入細致的研究，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當二氧化鈦溶膠和鋇化合物在允許存在堿組分的堿性溶液中在過量鋇條件下反應時，且在反應完成后以氣體形式去除堿組分并燒制反應產(chǎn)物時，可以獲得具有大到在傳統(tǒng)制造方法中無法獲得的比表面積并同時具有高四方性的鈦酸鋇。基于此發(fā)現(xiàn)完成本發(fā)明。
本發(fā)明提供了下列方面。
鈣鈦礦型鈦酸鋇，以基于BaTiO3的5摩爾％或更少(包括0摩爾％在內(nèi))的量包含至少一種選自由Sn、Zr、Ca、Sr、Pb、La、Ce、Mg、Bi、Ni、Al、Si、Zn、B、Nb、W、Mn、Fe、Cu、Ho、Y和Dy組成的組的元素，其中ABX3(A原子被12個X原子環(huán)繞，B原子被6個X原子環(huán)繞)所示的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中A原子與B原子的摩爾比為1.001至1.025，且比表面積x(平方米/克)和通過Rietveld法計算出的晶格的c軸長度與a軸長度的比率y符合下式(1)y＞1.0083-6.53×10-7×x3(1)(其中y＝c軸長度/a軸長度，且6.6＜x≤20)。
如上文1所述的鈦酸鋇，其中比表面積x(平方米/克)和通過Rietveld法計算出的晶格的c軸長度與a軸長度的比率y符合下式(1)y＞1.0083-6.53×10-7×x3(1)(其中y＝c軸長度/a軸長度，且7＜x≤20)[3]如上文1或2所述的鈦酸鋇，其是粉末形式。
制造如上文1至3任一項所述的鈦酸鋇的方法，包括使二氧化鈦溶膠與鋇化合物在具有按CO2計500質(zhì)量ppm或更低的羧酸基濃度并允許存在堿性化合物的堿性溶液中反應以合成鈦酸鋇的步驟；在反應完成后以氣體形式去除堿性化合物的步驟；和燒制鈦酸鋇的步驟。
如上文4所述的制造鈦酸鋇的方法，其中所述二氧化鈦溶膠是通過使鈦化合物在酸性條件下水解而制造的。
如上文4或5所述的制造鈦酸鋇的方法，其中所述二氧化鈦溶膠含有板鈦礦晶體。
如上文4至6任一項所述的制造鈦酸鋇的方法，其中所述堿性化合物是在燒制溫度或更低溫度在大氣壓或減壓下通過蒸發(fā)、升華和熱分解中的任一種或多種方式變成氣體的物質(zhì)。
如上文7所述的制造鈦酸鋇的方法，其中所述堿性化合物是有機堿化合物。
如上文4至8任一項所述的制造鈦酸鋇的方法，其中所述堿性溶液具有11或更大的pH值。
如上文4至9任一項所述的制造鈦酸鋇的方法，其中以氣體形式去除堿性化合物的步驟在室溫至燒制溫度的范圍在大氣壓或減壓下進行。
如上文4至9任一項所述的制造鈦酸鋇的方法，其中以氣體形式去除堿性化合物的步驟包括在燒制步驟中。
如上文4至11任一項所述的制造鈦酸鋇的方法，其中燒制步驟在300至1,200℃進行。
如上文4至12任一項所述的制造鈦酸鋇的方法，其中在使二氧化鈦溶膠與鋇化合物反應的步驟中，添加含有至少一種選自由Sn、Zr、Ca、Sr、Pb、La、Ce、Mg、Bi、Ni、Al、Si、Zn、B、Nb、W、Mn、Fe、Cu、Ho、Y和Dy組成的組的元素的化合物。
通過如上文4至13任一項所述的方法制成的鈦酸鋇。
包含如上文1、2、3或14所述的鈦酸鋇的介電材料。
包含如上文1、2、3或14所述的鈦酸鋇的糊。
包含如上文1、2、3或14所述的鈦酸鋇的漿料。
包含如上文1、2、3或14所述的鈦酸鋇的薄膜成型產(chǎn)品。
使用如上文1、2、3或14所述的鈦酸鋇制成的介電陶瓷。
使用如上文1、2、3或14所述的鈦酸鋇制成的熱電陶瓷。
使用如上文1、2、3或14所述的鈦酸鋇制成的壓電陶瓷。
包含如上文19所述的介電陶瓷的電容器。
電子器件，包含至少一種選自由如上文18至22任一項所述的薄膜成型產(chǎn)品、陶瓷和電容器組成的組的元件。
傳感器，包含一類或兩類或多類如上文18至21任一項所述的薄膜成型產(chǎn)品或陶瓷。
包含如上文1、2、3或14所述的鈦酸鋇的介電膜。
使用如上文25所述的介電膜制成的電容器。
附圖簡述

圖1是作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的多層陶瓷電容器的截面示意圖。
圖2是顯示配有圖1的多層陶瓷電容器的移動電話的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的部件分解圖。
圖中所示的參考數(shù)字如下定義1，多層陶瓷電容器(電容器)；2，介電層。
本發(fā)明的最佳實施方式下面詳細描述本發(fā)明。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的鈦酸鋇是指BaTiO3，其是式ABX3(A原子被12個X原子環(huán)繞，B原子被6個X原子環(huán)繞)所示的鈣鈦礦型化合物，其中A被Ba(鋇)占據(jù)，B被Ti(鈦)占據(jù)，X被O(氧)占據(jù)。此外，在作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的鈦酸鋇中，比表面積x(平方米/克)和通過Rietveld法計算出的晶格的c軸長度與a軸長度的比率y符合下式。順便提及，優(yōu)選通過BET法測量比表面積x。
假定該四方晶體的c軸長度和a軸長度分別為c和a，c/a比率，即下式(1)中的y越大，四方性、進而介電常數(shù)就變得越大。
y＞1.0083-6.53×10-7×x3(1)(其中y＝c軸長度/a軸長度，且6.6＜x≤20)一般而言，對于電子器件的小型化，BET比表面積越大，鈦酸鋇越有效。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中的鈦酸鋇具有6.6至20平方米/克、優(yōu)選7至20平方米/克、更優(yōu)選9.7至20平方米/克的比表面積。當比表面積超過6.6平方米/克同時為20平方米/克或更低時，假定c/a比率為y且比表面積為x，符合式(1)的鈦酸鋇是有效的。對比表面積的測量方法沒有限制，且可以使用任何已知方法，但是優(yōu)選使用通過BET公式使用氮吸附法計算出的所謂的BET比表面積。
此外，在式ABX3中，當A原子(Ba)與B原子(Ti)的摩爾比為1.001至1.025時，這可以有效實現(xiàn)小粒徑和高介電常數(shù)。摩爾比更優(yōu)選為1.001至1.02，再優(yōu)選1.01至1.015。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的鈦酸鋇，可以以基于BaTiO3的5摩爾％或更少的量含有至少一種選自由Sn、Zr、Ca、Sr、Pb、La、Ce、Mg、Bi、Ni、Al、Si、Zn、B、Nb、W、Mn、Fe、Cu、Ho、Y和Dy組成的組的元素。
這種鈦酸鋇具有小的粒徑和優(yōu)異的電性能，以及高介電常數(shù)。當使用由該鈦酸鋇制得的介電材料(例如介電陶瓷)時，獲得小型電部件，例如多層陶瓷電容器。此外，當這種電子部件用于電子器件時，可以實現(xiàn)電子器件的小型化和輕型化。
下面描述作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的鈦酸鋇的制造方法。這種制造方法包括使二氧化鈦溶膠與鋇化合物在具有按CO2計500質(zhì)量ppm或更低、優(yōu)選50質(zhì)量ppm或更低的羧酸基濃度、并允許存在堿性化合物的堿性溶液中反應的步驟；在反應完成后以氣體形式去除所述堿性化合物的步驟；和燒制鈦酸鋇的步驟。
對用在這種制造方法中的二氧化鈦溶膠沒有特別限制，但是優(yōu)選含有板鈦礦晶體的二氧化鈦溶膠。只要含有板鈦礦晶體，該二氧化鈦溶膠可以僅含板鈦礦二氧化鈦，或可以含有金紅石型二氧化鈦和銳鈦礦型二氧化鈦。在含有金紅石型二氧化鈦和銳鈦礦型二氧化鈦的情況下，對二氧化鈦中板鈦礦晶體的比率沒有特別限制，但是通常為1至100質(zhì)量％，優(yōu)選10至100質(zhì)量％，更優(yōu)選50至100質(zhì)量％。為了獲得二氧化鈦粒子在溶劑中的優(yōu)異分散性能，結(jié)晶結(jié)構(gòu)與無定形結(jié)構(gòu)相比更容易形成簡單粒子，并且是優(yōu)選的。特別地，板鈦礦二氧化鈦表現(xiàn)出優(yōu)異的分散性能。其原因尚不清楚，但這被認為與板鈦礦二氧化鈦的ζ電勢高于金紅石型或銳鈦礦型二氧化鈦的事實有關。
制造含有板鈦礦晶體的微粒二氧化鈦的方法的例子包括將微粒銳鈦礦型二氧化鈦加熱處理以獲得含有板鈦礦晶體的微粒二氧化鈦的制造方法；和液相制造方法，其中將鈦化合物(例如四氯化鈦、三氯化鈦、鈦的醇鹽、或硫酸鈦)的溶液中和或水解，以獲得其中分散有二氧化鈦粒子的二氧化鈦溶膠。
至于以含有板鈦礦晶體的微粒二氧化鈦為原料制造微粒含鈦復合氧化物(鈦酸鋇)的方法，在酸性溶液中使鈦鹽水解以獲得二氧化鈦溶膠形式的微粒二氧化鈦的方法是優(yōu)選的，因為這可確保小的粒徑和優(yōu)異的分散性能。特別地，優(yōu)選下述方法其中將四氯化鈦加入75至100℃的熱水，并使四氯化鈦在75℃至溶液沸點的溫度水解同時控制氯離子濃度，以獲得二氧化鈦溶膠形式的含板鈦礦晶體的微粒二氧化鈦(JP-A-11-43327)；和其中將四氯化鈦加入75至100℃的熱水，并使四氯化鈦在75℃至溶液沸點的溫度在硝酸根離子和/或磷酸根離子存在下水解，同時控制氯離子、硝酸根離子和磷酸根離子總濃度，以獲得二氧化鈦溶膠形式的含板鈦礦晶體的微粒二氧化鈦(國際專利公開WO99/58451)。
由此獲得的含板鈦礦晶體的微粒二氧化鈦通常具有5至50納米的初級粒徑。如果初級粒徑超過50納米，以這種微粒二氧化鈦為原料制成的含鈦復合氧化物粒子(鈦酸鋇)將具有大的粒徑，并不利地不適合作為例如在介電材料和壓電材料中使用的功能材料。如果初級粒度小于5納米，則微粒二氧化鈦的制造遇到操作困難，這在工業(yè)上是不利的。
在作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的鈦酸鋇的制造方法中，當使用通過在酸性溶液中水解鈦鹽獲得的二氧化鈦溶膠時，所得溶膠中的微粒二氧化鈦的晶形不限，且不限于板鈦礦晶體。
當例如四氯化鈦或硫酸鈦之類的鈦鹽在酸性溶液中水解時，與在中性或堿性溶液中進行水解的情況相比，反應速率降低，因此，獲得具有簡單粒徑和優(yōu)異分散性能的二氧化鈦溶膠。此外，例如氯離子和硫酸根離子之類的陰離子幾乎不會進入所得二氧化鈦粒子的內(nèi)部，因此，當制造含鈦微粒復合氧化物時，可以減少陰離子混入粒子中的現(xiàn)象。
另一方面，當在中性或堿性溶液中進行水解時，反應速率增大，并在初始階段生成許多晶核，因此，制成的二氧化鈦溶膠盡管具有小的粒徑但卻具有差的分散性能，從而導致粒子的藤狀聚集。如果使用這種二氧化鈦溶膠作原材料制造含鈦微粒復合氧化物(鈦酸鋇)，所得粒子盡管具有小的粒徑但卻具有差的分散性能。此外，陰離子容易混入二氧化鈦粒子內(nèi)部，并難以在以后的步驟中去除這種陰離子。
對于在酸性溶液中水解鈦鹽以獲得二氧化鈦溶膠的方法沒有特別限制，只要溶液可以保持酸性即可，但優(yōu)選下述方法使用四氯化鈦作原材料，在配有回流冷凝器的反應器中進行水解，并通過抑制在此生成的氯的逸出來使溶液保持酸性(JP-A-11-43327)。
酸性溶液中原材料鈦鹽的濃度優(yōu)選為0.01至5摩爾/升。如果濃度超過5摩爾/升，水解的反應速率提高并獲得具有大粒度和差分散性的二氧化鈦溶膠，而如果其低于0.01摩爾/升，所得二氧化鈦的濃度降低，導致差的生產(chǎn)率。
用在該制造方法中的鋇化合物優(yōu)選為水溶性的，且通常地，這種化合物優(yōu)選為氫氧化物、硝酸鹽、乙酸鹽、氯化物等。可以單獨使用一種鋇化合物，或可以以任意比率混合兩種或多種化合物并使用。可用的鋇化合物的具體例子包括氫氧化鋇、氯化鋇、硝酸鋇和乙酸鋇。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的鈦酸鋇可以通過使含板鈦礦晶體的微粒二氧化鈦和鋇化合物反應的方法、在酸性溶液中使鈦鹽水解并使所得二氧化鈦溶膠與鋇化合物反應的方法制造。特別地，在堿性溶液中使二氧化鈦溶膠與鋇化合物反應的方法更優(yōu)選。
關于二氧化鈦溶膠與鋇化合物之間的反應條件，反應優(yōu)選在存在堿性化合物的堿性溶液中進行。溶液的pH值優(yōu)選為11或更高，更優(yōu)選13或更高，再優(yōu)選14或更高。當將pH值調(diào)節(jié)至14或更高時，可以制成具有較小粒徑的鈦酸鋇。特別地，優(yōu)選通過在其中添加有機堿化合物，將反應溶液保持為11或更高的pH值的堿性。
對在此添加的堿性化合物沒有特別限制，但是優(yōu)選在燒制溫度或更低溫度在大氣壓或減壓下通過蒸發(fā)、升華和/或熱分解變成氣體的物質(zhì)，如下所述。例如，可優(yōu)選使用TMAH(氫氧化四甲銨)和膽堿。如果添加堿金屬氫氧化物，例如氫氧化鋰、氫氧化鈉或氫氧化鉀，堿金屬可能殘留在所得含鈦微粒復合氧化物中，當通過成型和燒結(jié)制造介電材料和壓電材料之類的功能材料時，功能材料可能具有差的性能。因此，優(yōu)選添加上述堿性化合物，例如氫氧化四甲銨。
此外，通過控制反應溶液中碳酸基團(碳酸物類，包括CO2、H2CO3、HCO3-和CO32-)的濃度，可以穩(wěn)定地制造具有大c/a的鈦酸鋇。反應溶液中碳酸根的濃度(按CO2計；除非另行指明，下同)優(yōu)選為500質(zhì)量ppm或更低，更優(yōu)選1至200質(zhì)量ppm，再優(yōu)選1至100質(zhì)量ppm。當碳酸基團濃度在該范圍內(nèi)時，難以獲得具有大y值(c/a)的鈦酸鋇。
優(yōu)選制備反應溶液以使微粒二氧化鈦或二氧化鈦溶膠的濃度為0.1至5摩爾/升，且含鋇金屬鹽的濃度按金屬氧化物計為0.1至5摩爾/升。此外，可以在反應之后在鈦酸鋇中添加至少一種選自由Sn、Zr、Ca、Sr、Pb、La、Ce、Mg、Bi、Ni、Al、Si、Zn、B、Nb、W、Mn、Fe、Cu、Ho、Y和Dy組成的組的元素的化合物，使得可以以基于BaTiO3的5摩爾％或更低的量包含該元素。該元素的種類和添加量可以調(diào)節(jié)，從而例如在制造電容器時，電容器具有所需性能，例如溫度性能。
通常將由此制成的堿溶液加熱并保持在40℃至溶液沸點的溫度，優(yōu)選80℃至溶液沸點的溫度，同時在大氣壓下攪拌，由此使反應進行。反應時間通常為1小時或更久，優(yōu)選4小時或更久。
通常通過使用電滲析、離子交換、水洗、酸洗、滲透膜等的方法，對反應完成之后的漿料進行雜質(zhì)離子的去除。但是，鈦酸鋇中所含的鋇也會被離子化，并部分與雜質(zhì)離子同時溶解，因此，難以控制至所需組成比。此外，產(chǎn)生結(jié)晶缺陷，c/a比率隨之變小。因此，如果不使用這種方法，優(yōu)選通過下述方法進行雜質(zhì)(例如堿性化合物)的去除步驟。
然后將反應完成之后的漿料燒制，由此可以制造作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的鈦酸鋇。通過燒制，提高了鈦酸鋇的結(jié)晶度，同時，通過蒸發(fā)、升華和/或熱分解以氣體形式去除剩余雜質(zhì)，例如陰離子(例如氯離子、硫酸根離子、磷酸根離子)和堿性化合物(例如氫氧化四甲銨)。燒制通常在300至1200℃的溫度進行。對燒制氣氛沒有特別限制，且燒制通常在空氣中進行。
如果需要，考慮到手感等，可以在燒制之前對漿料進行固-液分離。固-液分離可以通過例如沉淀、濃縮、過濾和/或干燥之類的步驟進行。在沉淀、濃縮或過濾步驟中，可以使用促凝劑或分散劑以改變沉淀速率或過濾速率。干燥步驟是使液體組分蒸發(fā)或升華的步驟，并對此使用例如減壓干燥、熱風干燥或冷凍干燥的方法。
燒制也可以在室溫至燒制溫度在大氣壓或減壓下以氣體形式預先去除堿性化合物等之后進行。
由此制成的鈦酸鋇表現(xiàn)出優(yōu)異的電性能，其中比表面積x(平方米/克)和通過Rietveld法計算出的晶格的c軸長度(單位nm)與a軸長度(單位nm)的比率y符合式(1)。此外，由此獲得的鈦酸鋇在成型成介電陶瓷、熱電陶瓷、壓電陶瓷或薄膜成型制品之后使用，并將這類陶瓷或薄膜成型制品用于電容器材料、傳感器等。
此外，可以在使用一種或多種溶劑(包括水)、已知無機粘合劑或已知有機粘合劑將鈦酸鋇粉末單獨或與其它材料混合地制成漿料或糊后，使用該鈦酸鋇粉末。
如下評測鈦酸鋇的電性能在適當?shù)臈l件下將在粉末中添加各種添加劑(例如燒結(jié)助劑)后成型的圓片、或在含有粉末的漿料或糊中添加各種添加劑后成型的薄膜產(chǎn)品燒制，然后使用阻抗分析器等測量燒結(jié)體。
在將含有鈦酸鋇的填料分散在選自熱固性樹脂和熱塑性樹脂的至少一種材料中時，獲得具有高介電常數(shù)的薄膜。在摻入鈦酸鋇以外的填料的情況下，可以選擇使用選自氧化鋁、二二氧化鈦、氧化鋯和氧化鉭的一種或多種材料。
對熱固性樹脂和熱塑性樹脂沒有特別限制，并可以使用常用的樹脂，但是熱固性樹脂的合適例子包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂和雙三嗪樹脂，熱塑性樹脂的合適例子包括聚烯烴樹脂、基于苯乙烯的樹脂和聚酰胺。
為了使含鈦酸鋇的填料在選自熱固性樹脂和熱塑性樹脂的至少一種材料中均勻分散，填料優(yōu)選預先分散在溶劑或上述樹脂組合物與溶劑的混合物中以獲得漿料。對獲得漿料的方法沒有特別限制，但優(yōu)選包括濕研磨步驟。此外，對溶劑沒有特別限制，可以使用任何溶劑，只要其是常用溶劑即可，但例如，可以單獨或者兩種或多種結(jié)合使用甲乙酮、甲苯、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、和甲基溶纖劑。
為了通過將填料分散在溶劑或上述樹脂組合物與溶劑的混合物中而獲得漿料，也可以用偶聯(lián)劑處理填料。對偶聯(lián)劑沒有特別限制，其例子包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸鹽/酯基偶聯(lián)劑和鋁酸鹽/酯基偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑的羥基與含有本發(fā)明鈦酸鋇的填料表面上的活性氫反應以覆蓋該表面，因此，在溶劑中的分散性變好。偶聯(lián)劑的疏水基可以根據(jù)所選疏水基提高與樹脂的相容性。例如，在使用環(huán)氧樹脂作為樹脂的情況下，偶聯(lián)劑適合地為硅烷偶聯(lián)劑——其中在一個官能團中存在單氨基、二氨基、陽離子苯乙烯基、環(huán)氧基、巰基、苯胺基、脲基等中的任一種，或鈦酸鹽/酯基偶聯(lián)劑——其中在一個官能團中存在亞磷酸基團、氨基、二氨基、環(huán)氧基、巰基等中的任一種。在使用聚酰亞胺樹脂作為樹脂的情況下，偶聯(lián)劑優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑——其中在一個官能團中存在單氨基、二氨基、苯胺基等中的任一種，或鈦酸鹽基/酯偶聯(lián)劑——其中在一個官能團中存在單氨基和二氨基中的任一種。這些偶聯(lián)劑之一可以單獨使用，或可以兩種或多種混合使用。
對偶聯(lián)劑的摻入量沒有特別限制，如果部分或全部鈦酸鋇被覆蓋就足夠了。但如果摻入量太大，就會殘留未反應的偶聯(lián)劑，并產(chǎn)生負面影響，而如果摻入量太小，偶聯(lián)的作用可能降低。因此，優(yōu)選根據(jù)含鈦酸鋇粉末的填料的粒徑和比表面積以及偶聯(lián)劑的種類來選擇摻入量，以使填料均勻分散?；诤佀徜^粉末的填料，偶聯(lián)劑摻入量優(yōu)選為大約0.05至20重量％。
為了完成偶聯(lián)劑的親水基與含鈦酸鋇粉末的填料表面上的活性氫之間的反應，優(yōu)選提供對形成的漿料熱處理的步驟。對加熱溫度和時間沒有特別限制，但是熱處理優(yōu)選在100至150℃進行1至3小時。當溶劑沸點為100℃或更低時，加熱溫度設定至溶劑的沸點或更低，且加熱時間可以根據(jù)加熱溫度設定而延長。
圖1是作為電容器一個例子的多層陶瓷電容器的截面示意圖。如圖1中所示，多層陶瓷電容器1包括堆疊體5，其中介電層2和內(nèi)電極3和4依序堆疊，并且外電極6和7固定在堆疊體5的側(cè)面上。內(nèi)電極3和4各自在一端接觸堆疊體5的側(cè)面，且各自在一端連接到外電極6或7上。
通過使用粘合劑等將鈦酸鋇鈣粉末固化并成型，形成介電層2，且內(nèi)電極3和4各自包含，例如，Ni、Pd或Ag。外電極6和7各自包含，例如Ag、Cu或Ni的燒結(jié)體，其鍍有鎳。
如圖2所示通過包裝將圖1所示的電容器1例如用在移動電話10的電路板11上。
下面描述多層陶瓷電容器的制造方法的一個例子。
將鈦酸鋇粉末、粘合劑、分散劑和水混合以制造漿料。該漿料優(yōu)選預先真空脫氣。
通過刮刀法等將該漿料薄薄地涂布在基底上，然后加熱以蒸發(fā)水，由此形成主要包含鈦酸鋇的介電層。
在這種介電層上涂布金屬糊，例如Ni、Pd和Ag，在其上堆疊另一介電層，并進一步涂布充當內(nèi)電極的金屬糊。這種步驟重復進行，由此獲得其中介電層和內(nèi)電極依序堆疊的堆疊體。優(yōu)選壓制該堆疊體以使介電層與內(nèi)電極緊密接觸。
然后，將堆疊體切割成電容器大小，并在1000至1350℃燒制。在燒制之后，在堆疊體側(cè)面上涂布外電極，并在600至850℃燒制。最后，對外電極表面鍍鎳。
由此，獲得圖1所示的多層陶瓷電容器1。
在如上獲得的多層陶瓷電容器1中，將作為本發(fā)明優(yōu)選實施方案的具有高介電常數(shù)的鈦酸鋇用于介電材料，由此可以增大電容器的靜電電容。此外，在電容器中，將作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的具有小粒徑的鈦酸鋇用于電材料，由此可以使介電層的厚度變小，并隨之可以使電容器本身小型化。此外，由于介電層的厚度降低，可以進一步增大電容器的靜電電容。
這種小型多層陶瓷電容器適合用作電子器件、特別是包括移動電話在內(nèi)的便攜器件的一部分。
下面參照實施例和對比例更詳細描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實施例。
(實施例1)將0.25摩爾/升濃度的含四氯化鈦(Sumitomo Sitix制造，純度99.9％)的水溶液裝入配有回流冷凝器的反應器，并將溶液加熱至接近沸點的溫度，同時防止氯離子逸出并使溶液保持酸性。將溶液在該溫度保持60分鐘，由此將四氯化鈦水解以獲得二氧化鈦溶膠。
將所得二氧化鈦溶膠在110℃干燥，并通過X-射線衍射裝置(RAD-BRotor Flex，Rigaku Corporation制造)檢測晶體類型，由此，發(fā)現(xiàn)這種二氧化鈦是板鈦礦二氧化鈦。
此后，添加126克八水合氫氧化鋇(Barium Chemicals Co.，Ltd.制造)和456克20質(zhì)量％氫氧化四甲銨水溶液(Sachem Showa制造)，并在將pH值調(diào)節(jié)至14后，在配有回流冷凝器的反應器中加熱至95℃。此后，以7克/分鐘的速率向反應器中逐滴添加通過沉淀并濃縮如上制成的二氧化鈦溶膠而獲得的211克具有15質(zhì)量％二氧化鈦濃度的溶膠。將液體溫度升至110℃，并在持續(xù)攪拌的同時，將溶液保持4小時，由此使反應進行。將所得漿料靜置冷卻至50℃，然后過濾，并將所得濾餅在300℃干燥5小時以獲得微粒鈦酸鋇粉末。
實際收率與由用于反應的二氧化鈦和氫氧化鋇的量計算出的理論收率的比率為99.8％。
此外，使用熒光X-射線分析器(RIX3100，Rigaku Corporation制造)通過玻璃珠法檢測所得鈦酸鋇粉末的A原子與B原子的摩爾比，并測得為1.010。
此后，為了使鈦酸鋇粉末結(jié)晶，將粉末在大氣中在900℃保持2小時。此時，升溫速率為20℃/分鐘。
在這種熱處理之后，通過上述X-射線衍射分析器檢查鈦酸鋇粉末的X-射線衍射圖，由此發(fā)現(xiàn)所得粉末是鈣鈦礦型BaTiO3。根據(jù)X-射線衍射，通過Rietveld分析測定c/a比率，并測得為1.0093。通過BET法測得的比表面積x為9.5平方米/克。通過對式(1)指定比表面積x值(9.5平方米/克)獲得的y值為1.0077，且發(fā)現(xiàn)該值小于通過Rietveld分析測得的c/a值(1.0093)。也就是說，本實施例的鈦酸鋇符合式(1)。
然后，通過紅外光譜法測定鈦酸鋇粉末中所含的碳酸基團的量。假定所有碳酸基團是碳酸鋇，其量相當于1質(zhì)量％。同時，盡管已知在晶格中存在羥基時在3,500厘米-1附近出現(xiàn)急劇吸收峰，但在本實施例的樣品中沒有出現(xiàn)這種吸收峰。
此后，將本實施例的樣品稱重，并稱取MgO、Ho2O3和BaSiO3以分別占據(jù)本實施例的樣品的0.5摩爾％、0.75摩爾％和2.0摩爾％。在添加純水后，將稱重的原材料在濕球磨中混合，并將混合物干燥。在混合物中添加有機粘合劑(聚乙烯醇)并制造粒狀粉末。然后，稱出0.3克粒狀粉末，并在內(nèi)徑11毫米的模具中通過施加1噸/平方厘米(98MPa)的壓力成型以獲得壓塊。將這種壓塊在電爐中在450℃加熱1小時以去除粘合劑組分，然后進一步在1180℃燒制2小時。測量燒制之后的樣品直徑、厚度和重量。然后，在圓片兩個表面上均涂布銀糊，并在800℃烘烤以形成電極，由此制造電性能的測量樣品。
測量所得樣品的相對介電常數(shù)和靜電電容的溫度性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例2)按照與實施例1相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末。
按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為7.7平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0104。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(7.7平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0080)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例3)按照與實施例1相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末。將所得粉末在800℃保持2小時，并由此結(jié)晶。
按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為12.5平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0074。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(12.5平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0070)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例4)按照與實施例1相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末。將所得粉末在650℃保持2小時，并由此結(jié)晶。
按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為19.5平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0040。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(19.5平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0035)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例5)按照與實施例1相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末，不同的是將逐滴添加的二氧化鈦溶膠的量變成213克。當按照與實施例1相同的方式檢查時，A原子與B原子的摩爾比為1.001。
將所得粉末在880℃保持2小時，并由此結(jié)晶。按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為7.0平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0105。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(7.0平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0081)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例6)按照與實施例5相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末。將所得粉末在800℃保持2小時，并由此結(jié)晶。
按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為9.5平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0079。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(9.5平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0077)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例7)按照與實施例1相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末，不同的是將逐滴添加的二氧化鈦溶膠的量變成212克。當按照與實施例1相同的方式檢查時，A原子與B原子的摩爾比為1.005。
將所得粉末在900℃保持2小時，并由此結(jié)晶。按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為7.7平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0106。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(7.7平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0080)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例8)按照與實施例7相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末。將所得粉末在800℃保持2小時，并由此結(jié)晶。
按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為10.2平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0080。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(10.2平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0076)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例9)按照與實施例1相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末，不同的是將逐滴添加的二氧化鈦溶膠的量變成210克。當按照與實施例1相同的方式檢查時，A原子與B原子的摩爾比為1.015。
將所得粉末在1000℃保持2小時，并由此結(jié)晶。按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為6.7平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0090。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(6.7平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0081)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例10)按照與實施例9相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末。將所得粉末在900℃保持2小時，并由此結(jié)晶。
按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為11.5平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0090。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(11.5平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0073)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例11)按照與實施例9相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末。將所得粉末在800℃保持2小時，并由此結(jié)晶。
按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為13.3平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0069。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(13.3平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0068)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例12)按照與實施例1相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末，不同的是將逐滴添加的二氧化鈦溶膠的量變成208克。當按照與實施例1相同的方式檢查時，A原子與B原子的摩爾比為1.025。
將所得粉末在1200℃保持2小時，并由此結(jié)晶。按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為7.4平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0081。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(7.4平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0080)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例13)按照與實施例12相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末。將所得粉末在1000℃保持2小時，并由此結(jié)晶。
按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為9.9平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0080。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(9.9平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0077)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例14)按照與實施例12相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末。將所得粉末在900℃保持2小時，并由此結(jié)晶。
按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為17.0平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0052。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(17.0平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0051)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例15)按照與實施例1相同的操作合成鈦酸鋇，不同的是減少TMAH添加量并將pH值調(diào)節(jié)至11。實際收率與理論收率的比率為98％。
將在900℃保持2小時并由此結(jié)晶的樣品按照與實施例1相同的方式檢查，結(jié)果，比表面積為9.8平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0088。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(9.8平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0077)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例16)按照與實施例1相同的操作合成鈦酸鋇，不同的是使用膽堿代替TMAH。實際收率與理論收率的比率為99.9％。
將在900℃保持2小時并由此結(jié)晶的樣品按照與實施例1相同的方式檢查，結(jié)果，比表面積為8.9平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0090。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(8.9平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0078)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(實施例17)按照與實施例1相同的操作合成鈦酸鋇，不同的是使用市售銳鈦礦型二氧化鈦溶膠(ST-02，Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.制造)代替在實施例1中合成的板鈦礦二氧化鈦溶膠。實際收率與理論收率的比率為99.8％。
將在900℃保持2小時并由此結(jié)晶的樣品按照與實施例1相同的方式檢查，結(jié)果，比表面積為8.1平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0081。發(fā)現(xiàn)該c/a比率大于通過對式(1)指定比表面積(8.1平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0080)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(對比例1)按照與實施例1相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末，不同的是將逐滴添加的二氧化鈦溶膠的量變成214克。當按照與實施例1相同的方式檢查時，A原子與B原子的摩爾比為0.995。
將所得粉末在830℃保持2小時，并由此結(jié)晶。按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為7.1平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0080。發(fā)現(xiàn)該c/a比率小于通過對式(1)指定比表面積(7.1平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0081)。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(對比例2)在攪拌下將草酸水溶液加熱至80℃，向其中逐滴添加BaCl2和TiCl4的水溶液混合物以獲得鈦氧基草酸鋇。將該樣品在880℃熱分解以獲得BaTiO3。
按照與實施例1相同的方式檢查所得BaTiO3，結(jié)果，比表面積為7.2平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0064。發(fā)現(xiàn)該c/a比率小于通過對式(1)指定比表面積(7.2平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0081)。
此外，通過紅外光譜計測定該樣品中所含的碳酸基團的量，結(jié)果，發(fā)現(xiàn)存在按碳酸鋇計為8質(zhì)量％的碳酸基團。推測因為由此產(chǎn)生大量作為雜質(zhì)的碳酸基團，四方性(c/a)沒有升高，也就是說，作為介電材料的介電性能差。按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(對比例3)在3升容積的高壓釜中，裝入667克在實施例1中合成的板鈦礦二氧化鈦溶膠、592克八水合氫氧化鋇(Ba/Ti比率1.5)和1升離子交換水，并在150℃保持1小時以在飽和蒸氣壓下進行水熱處理。將所得樣品在800℃保持2小時，并由此結(jié)晶。
按照與實施例1相同的方式檢查所得BaTiO3，結(jié)果，比表面積為6.9平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0033。發(fā)現(xiàn)該c/a比率小于通過對式(1)指定比表面積(6.9平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0081)。
此外，通過紅外光譜計評測該樣品，并發(fā)現(xiàn)在3,500厘米-1附近具有可歸因于晶格中的羥基的陡峭吸收。推測在水熱合成法中，羥基被帶入晶格，因此四方性(c/a)降低。按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(對比例4)按照與實施例1相同的方式獲得鈣鈦礦型微粒BaTiO3粉末。將所得粉末在300℃保持2小時，并由此結(jié)晶。
按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為45平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0030。此外，按照與實施例1相同的方式測量電性能。所得結(jié)果顯示在表1中。
(對比例5)通過與實施例1中相同的操作合成鈦酸鋇，不同的是不添加TMAH。反應的pH值為10.2。實際收率與理論收率的比率為86％。要理解的是，當pH值降低時，收率降低，這是不實用的。
(對比例6)
通過與實施例1中相同的操作合成鈦酸鋇，不同的是使用KOH代替TMAH。實際收率與理論收率的比率為99.9％。
將所得樣品過濾并用水洗滌至100ppm的K濃度。此外，將樣品在800℃保持2小時，并由此結(jié)晶。按照與實施例1相同的方式檢查這種粉末，結(jié)果，比表面積為9平方米/克，且通過Rietveld分析測得的c/a比率為1.0030。發(fā)現(xiàn)該c/a比率小于通過對式(1)指定比表面積(9平方米/克)而計算出的c/a比率(1.0078)。
此外，通過紅外光譜計評測該樣品，并發(fā)現(xiàn)在3,500厘米-1附近具有可歸因于晶格中的羥基的陡峭吸收。此外，Ba/Ti比率比洗滌之前的低0.007，這表明Ba與K同時溶出。



工業(yè)適用性在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，比表面積x和通過Rietveld法計算出的晶格的c軸長度與a軸長度的比率y符合式(1)，因此該鈦酸鋇可以具有小的粒徑和優(yōu)異的電性能以及高的介電常數(shù)。當使用由該鈦酸鋇獲得的介電材料(例如介電陶瓷)時，獲得了小尺寸的電部件，例如多層陶瓷電容器。此外，當這種電部件用于電子器件時，可以實現(xiàn)電子器件的小型化和輕型化。由此，本發(fā)明極大有助于包括移動電話在內(nèi)的便攜器件的小型化和輕型化。
權(quán)利要求
1.鈣鈦礦型鈦酸鋇，以基于BaTiO3的5摩爾％或更少(包括0摩爾％在內(nèi))的量包含至少一種選自由Sn、Zr、Ca、Sr、Pb、La、Ce、Mg、Bi、Ni、Al、Si、Zn、B、Nb、W、Mn、Fe、Cu、Ho、Y和Dy組成的組的元素，其中ABX3(A原子被12個X原子環(huán)繞，B原子被6個X原子環(huán)繞)所示的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中A原子與B原子的摩爾比為1.001至1.025，且比表面積x(平方米/克)和通過Rietveld法計算出的晶格的c軸長度與a軸長度的比率y符合下式y(tǒng)＞1.0083-6.53×10-7×x3(其中y＝c軸長度/a軸長度，且6.6＜x≤20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鈦酸鋇，其中比表面積x(平方米/克)和通過Rietveld法計算出的晶格的c軸長度與a軸長度的比率y符合下式y(tǒng)＞1.0083-6.53×10-7×x3(其中y＝c軸長度/a軸長度，且7＜x≤20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的鈦酸鋇，其為粉末形式。
4.制造根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項的鈦酸鋇的方法，包括使二氧化鈦溶膠與鋇化合物在按CO2計具有500質(zhì)量ppm或更低的羧酸基濃度并允許存在堿性化合物的堿性溶液中反應以合成鈦酸鋇的步驟；在反應完成后以氣體形式去除所述堿性化合物的步驟；和燒制鈦酸鋇的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的制造鈦酸鋇的方法，其中所述二氧化鈦溶膠是通過使鈦化合物在酸性條件下水解而制造的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的制造鈦酸鋇的方法，其中所述二氧化鈦溶膠含有板鈦礦晶體。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6任一項的制造鈦酸鋇的方法，其中所述堿性化合物是在燒制溫度或更低溫度在大氣壓或減壓下通過蒸發(fā)、升華和熱分解中的任一種或多種方式變成氣體的物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的制造鈦酸鋇的方法，其中所述堿性化合物是有機堿化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8任一項的制造鈦酸鋇的方法，其中所述堿性溶液具有11或更大的pH值。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9任一項的制造鈦酸鋇的方法，其中以氣體形式去除堿性化合物的步驟在室溫至燒制溫度的溫度范圍在大氣壓或減壓下進行。
11.根據(jù)權(quán)利要求4至9任一項的制造鈦酸鋇的方法，其中以氣體形式去除堿性化合物的步驟包括在燒制步驟中。
12.根據(jù)權(quán)利要求4至11任一項的制造鈦酸鋇的方法，其中燒制步驟在300至1,200℃進行。
13.根據(jù)權(quán)利要求4至12任一項的制造鈦酸鋇的方法，其中在使二氧化鈦溶膠與鋇化合物反應的步驟中，添加含有至少一種選自由Sn、Zr、Ca、Sr、Pb、La、Ce、Mg、Bi、Ni、Al、Si、Zn、B、Nb、W、Mn、Fe、Cu、Ho、Y和Dy組成的組的元素的化合物。
14.通過根據(jù)權(quán)利要求4至13任一項的方法制成的鈦酸鋇。
15.包含根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或14的鈦酸鋇的介電材料。
16.包含根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或14的鈦酸鋇的糊。
17.包含根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或14的鈦酸鋇的漿料。
18.包含根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或14的鈦酸鋇的薄膜成型產(chǎn)品。
19.使用根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或14的鈦酸鋇制成的介電陶瓷。
20.使用根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或14所述的鈦酸鋇制成的熱電陶瓷。
21.使用根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或14的鈦酸鋇制成的壓電陶瓷。
22.包含根據(jù)權(quán)利要求19的介電陶瓷的電容器。
23.電子器件，包含至少一種選自由根據(jù)權(quán)利要求18至22任一項的薄膜成型產(chǎn)品、陶瓷和電容器組成的組的元件。
24.傳感器，包含一類或兩類或多類根據(jù)權(quán)利要求18至21任一項的薄膜成型產(chǎn)品或陶瓷。
25.包含根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或14的鈦酸鋇的介電膜。
26.使用根據(jù)權(quán)利要求25的介電膜制成的電容器。
全文摘要
本發(fā)明提供了具有小的粒度、含有少量不需要的雜質(zhì)、并表現(xiàn)出優(yōu)異電特性的鈦酸鋇；和制造該鈦酸鋇的方法。鈣鈦礦型鈦酸鋇，以基于BaTiO
文檔編號C04B35/468GK101048345SQ200580036880
公開日2007年10月3日 申請日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者白川彰彥, 橫內(nèi)仁 申請人:昭和電工株式會社