JP2001302246A - Method of producing ceramic, and ceramic - Google Patents
Method of producing ceramic, and ceramicInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は多孔質のセラミック
の製造方法およびそれにより得られたセラミックに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a porous ceramic and a ceramic obtained thereby.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、セラミックの製造方法として
は、粉体を原料とする乾式法が大量生産の方法として実
用化されている。この方法では、金属酸化物、炭酸塩な
どの粉体を出発原料として用いて、混合、仮焼、粉砕、
成形、焼成の各工程を経て製造される。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing ceramics, a dry method using powder as a raw material has been put to practical use as a method for mass production. In this method, using powders such as metal oxides and carbonates as starting materials, mixing, calcining, pulverizing,
It is manufactured through molding and firing processes.
【０００３】また、近年、水または有機溶媒に可溶な化
合物を出発原料とする、いわゆる湿式法によるセラミッ
クの製造方法も多数提案されている。セラミック構成成
分を含む化合物の混合溶液を準備し、これに沈殿剤など
を加えて得た沈殿物を原料として用いて、その後、仮
焼、粉砕、成形、焼成の各工程を経て製造する方法であ
る。具体的には、例えば、金属アルコキシドを出発原料
として用い、この溶液を加水分解して得た沈殿物を原料
とする方法がある。また、他には、クエン酸とジオール
を用いた溶液重合法による方法などがある。[0003] In recent years, there have been proposed many methods for producing ceramics by a so-called wet method using a compound soluble in water or an organic solvent as a starting material. A mixed solution of a compound containing a ceramic component is prepared, and a precipitate obtained by adding a precipitant or the like thereto is used as a raw material, and then calcined, pulverized, molded, and manufactured through a process of firing. is there. Specifically, for example, there is a method in which a metal alkoxide is used as a starting material, and a precipitate obtained by hydrolyzing this solution is used as a starting material. Other methods include a solution polymerization method using citric acid and a diol.
【０００４】さらに、ＣＶＤ法などの、気相合成法によ
るセラミックの製造方法も提案されている。Further, a method for producing ceramics by a vapor phase synthesis method such as a CVD method has been proposed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
乾式法によるセラミックの製造の場合、製造設備として
粉砕機や焼成炉などの高価な設備を必要とするととも
に、セラミックを得るまでに多くの工程を経て長時間を
要するため、更なるコストダウンに限界があるというコ
スト上の問題点を有している。また、２種類以上の金属
酸化物からなる複合酸化物のセラミックを得る場合、金
属酸化物などの出発原料粉体の粒径が大きいために、焼
成で均一に反応させることができず、ミクロ的な組成バ
ラツキが避けられないという品質上の問題点を有してい
る。However, in the case of the ceramic production by the conventional dry method, expensive equipment such as a crusher and a firing furnace is required as a production equipment, and many steps are required until the ceramic is obtained. Since a long time is required after that, there is a problem in cost that further cost reduction is limited. In addition, when obtaining a composite oxide ceramic composed of two or more types of metal oxides, the starting material powder such as a metal oxide has a large particle size, so that uniform reaction cannot be achieved by firing, and microscopic There is a quality problem that a large variation in composition cannot be avoided.
【０００６】また、湿式法によるセラミックの製造の場
合、例えば、出発原料として金属アルコキシドを用いる
方法は、出発原料を溶液状態で混合するため、均質性が
高く組成ずれが抑えられた細かい粒子のセラミックを得
ることができる。しかしながら、この方法の場合、セラ
ミックを得るためには、金属アルコキシドを加水分解し
て得た沈殿物を高温で焼成する必要があり、乾式法と同
様にコスト上の問題点を有している。In the case of producing a ceramic by a wet method, for example, in a method using a metal alkoxide as a starting material, the starting material is mixed in a solution state. Can be obtained. However, in the case of this method, in order to obtain a ceramic, it is necessary to bake the precipitate obtained by hydrolyzing the metal alkoxide at a high temperature, and there is a problem in cost as in the case of the dry method.
【０００７】また、クエン酸とジオールを用いた溶液重
合法による方法の場合、重合生成物は有機成分を多く含
んだ無定型金属化合物である。このため、結晶性の高い
セラミックを得るためには、重合生成物を高温で焼成す
る必要があり、乾式法と同様にコスト上の問題点を有し
ている。In the case of a solution polymerization method using citric acid and a diol, the polymerization product is an amorphous metal compound containing a large amount of organic components. For this reason, in order to obtain a ceramic having high crystallinity, it is necessary to bake the polymerization product at a high temperature, and there is a problem in cost as in the case of the dry method.
【０００８】さらに、ＣＶＤ法などによる気相合成法
は、均質なセラミックを得ることができるが、使用する
設備が高価であって量産性に乏しく、また、原料となる
有機金属物質が高価であるなどにより、その適用範囲は
限定されている。[0008] Further, the vapor phase synthesis method such as the CVD method can obtain a homogeneous ceramic, but the equipment to be used is expensive and the mass productivity is poor, and the organometallic material as a raw material is expensive. For example, the applicable range is limited.
【０００９】そこで、本発明の目的は、上記問題点を解
決して、簡易な方法で、高温焼成することなく、組成バ
ラツキが抑えられ、結晶性に優れた、センサー用や触媒
用として好適な多孔質のセラミックの製造方法を提供す
ることにある。また、それにより得られたセラミックを
提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to suppress the composition variation by a simple method without high-temperature sintering, and to have excellent crystallinity and suitable for a sensor or a catalyst. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a porous ceramic. Another object of the present invention is to provide a ceramic obtained thereby.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のセラミックの製造方法は、希土類元素（た
だし、原子番号３９および５７〜７１の元素）を含む化
合物、遷移元素（ただし、原子番号２３〜２８の元素）
を含む化合物、錯体形成剤、酸化剤および２個以上の水
酸基を有するアルコールを水に溶解させて混合水溶液と
した後（ただし、希土類元素を含む化合物および遷移元
素を含む化合物のうち少なくともどちらか一方はアルコ
キシドである）、該混合水溶液を加熱して有機金属化合
物を得た後、該有機金属化合物をさらに加熱して、燃焼
させると共に焼結させることを特徴とする。In order to achieve the above object, a method for producing a ceramic according to the present invention comprises a compound containing a rare earth element (elements having atomic numbers 39 and 57 to 71), a transition element (atomic number Elements of Nos. 23 to 28)
, A complex-forming agent, an oxidizing agent and an alcohol having two or more hydroxyl groups are dissolved in water to form a mixed aqueous solution (however, at least one of the compound containing a rare earth element and the compound containing a transition element) Is an alkoxide), and after the mixed aqueous solution is heated to obtain an organometallic compound, the organometallic compound is further heated, burned, and sintered.
【００１１】また、本発明のセラミックは、希土類元素
（ただし、原子番号３９および５７〜７１の元素）を含
む化合物、遷移元素（ただし、原子番号２３〜２８の元
素）を含む化合物、錯体形成剤、酸化剤および２個以上
の水酸基を有するアルコールを水に溶解させた混合水溶
液が、加熱されて得られたものであることを特徴とす
る。Further, the ceramic of the present invention comprises a compound containing a rare earth element (elements having atomic numbers 39 and 57 to 71), a compound containing a transition element (elements having atomic numbers 23 to 28), and a complex forming agent. , An aqueous solution obtained by dissolving an oxidizing agent and an alcohol having two or more hydroxyl groups in water is obtained by heating.
【００１２】そして、本発明のセラミックの製造方法お
よびセラミックにおいて、前記錯体形成剤はクエン酸で
あり、酸化剤は硝酸であり、２個以上の水酸基を有する
アルコールは１，２−ジヒドロキシエタンであることを
特徴とする。In the method for producing a ceramic and the ceramic according to the present invention, the complexing agent is citric acid, the oxidizing agent is nitric acid, and the alcohol having two or more hydroxyl groups is 1,2-dihydroxyethane. It is characterized by the following.
【００１３】本発明のセラミックの製造方法で用いる、
希土類元素または遷移元素を含む化合物は、必須とされ
るアルコキシド以外に、金属塩、金属酸化物などであ
り、水または酸に溶解するものであれば特に限定される
ものではない。そして、これら化合物は、水、アルコー
ルなどに溶解した溶液状態で用いることもできる。The method for producing a ceramic according to the present invention,
The compound containing a rare earth element or a transition element is a metal salt, a metal oxide, or the like in addition to the essential alkoxide, and is not particularly limited as long as it is soluble in water or an acid. These compounds can be used in the form of a solution dissolved in water, alcohol, or the like.
【００１４】また、本発明で用いる錯体形成剤は、アセ
チル基を２個以上有し、かつ水酸基を１個以上有する有
機酸であれば適用可能であるが、炭素数が少ないため合
成時の重量減少が少なくなる、クエン酸を用いるほうが
より好ましい。The complexing agent used in the present invention can be applied to any organic acid having at least two acetyl groups and at least one hydroxyl group. It is more preferable to use citric acid, which reduces the reduction.
【００１５】水酸基を２個以上有するアルコールとして
は、１，２−ジヒドロキシエタン、１，３−ジヒドロキ
シプロパン、１，２−ジヒドロキシプロパン、１，２−
ジメチルヒドロキシプロパン、１，２，３−トリヒドロ
キシプロパン、１，２，３−トリメチルヒドロキシプロ
パンなどが挙げられるが、炭化水素に水酸基が２個以上
ついたアルコールであればよく、特に限定されるもので
はない。しかし水酸基を２個以上有するアルコール類の
なかでは、炭素数の少ないアルコール類がセラミック生
成後の残留炭素量が少なくなるため好ましく、たとえば
１，２−ジヒドロキシエタンが好ましい。Examples of the alcohol having two or more hydroxyl groups include 1,2-dihydroxyethane, 1,3-dihydroxypropane, 1,2-dihydroxypropane, and 1,2-dihydroxypropane.
Examples thereof include dimethylhydroxypropane, 1,2,3-trihydroxypropane, and 1,2,3-trimethylhydroxypropane, and any alcohol having at least two hydroxyl groups on a hydrocarbon may be used. is not. However, among alcohols having two or more hydroxyl groups, alcohols having a small number of carbon atoms are preferable because the amount of residual carbon after ceramic formation is reduced, and for example, 1,2-dihydroxyethane is preferable.
【００１６】また、酸化剤としては、硝酸が好ましい。As the oxidizing agent, nitric acid is preferred.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】本発明のセラミックの製造方法
は、希土類元素（ただし、原子番号３９および５７〜７
１の元素）を含む化合物、遷移元素（ただし、原子番号
２３〜２８の元素）を含む化合物、錯体形成剤、酸化剤
および２個以上の水酸基を有するアルコールを水に溶解
させて混合水溶液とした後、該混合水溶液を加熱して有
機金属化合物を得た後、該有機金属化合物をさらに加熱
して、燃焼させると共に焼結させることを特徴とする。
ただし、前記希土類元素を含む化合物および遷移元素を
含む化合物のうち少なくともどちらか一方にはアルコキ
シドを用いる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for producing a ceramic according to the present invention comprises a rare earth element (atomic numbers 39 and
1), a compound containing a transition element (however, an element having an atomic number of 23 to 28), a complexing agent, an oxidizing agent, and an alcohol having two or more hydroxyl groups are dissolved in water to form a mixed aqueous solution. Thereafter, the mixed aqueous solution is heated to obtain an organometallic compound, and then the organometallic compound is further heated, burned, and sintered.
However, an alkoxide is used for at least one of the compound containing a rare earth element and the compound containing a transition element.
【００１８】また、本発明のセラミックは、希土類元素
を含む化合物、遷移元素を含む化合物、錯体形成剤、酸
化剤および２個以上の水酸基を有するアルコールを水に
溶解させた混合水溶液が、加熱されて得られたものであ
ることを特徴とする。In the ceramic of the present invention, a mixed aqueous solution obtained by dissolving a compound containing a rare earth element, a compound containing a transition element, a complexing agent, an oxidizing agent and an alcohol having two or more hydroxyl groups in water is heated. It is characterized by having been obtained by.
【００１９】以下に本発明のセラミック製造方法を説明
する。Hereinafter, the method for producing a ceramic according to the present invention will be described.
【００２０】まず、希土類元素を含む化合物および遷移
元素を含む化合物（ただし、希土類元素を含む化合物お
よび遷移元素を含む化合物のうち少なくともどちらか一
方はアルコキシド）を目的とするセラミック組成物が得
られるように秤量する。その後、これら化合物を混合
し、錯体形成剤、水および酸化剤としての硝酸を加えて
溶解させる。なお、化合物のうち、アルコキシドは、水
を添加すると加水分解反応により水酸化物を形成し一時
沈殿する。この沈殿を溶解させるためには、溶液の加熱
と攪拌が必要である。また、酸化剤としての硝酸の量
は、難溶性の化合物の溶解に消費された後に残存する過
剰量として、溶液濃度で０．２モル／Ｌ以上になるよう
に添加する。First, a ceramic composition aimed at a compound containing a rare earth element and a compound containing a transition element (where at least one of the compound containing a rare earth element and the compound containing a transition element is an alkoxide) is obtained. Weigh out. Thereafter, these compounds are mixed and dissolved by adding a complexing agent, water and nitric acid as an oxidizing agent. In addition, among the compounds, the alkoxide forms a hydroxide by a hydrolysis reaction when water is added and temporarily precipitates. In order to dissolve the precipitate, heating and stirring of the solution are necessary. Further, the amount of nitric acid as an oxidizing agent is added as an excess amount remaining after being consumed for dissolving the hardly soluble compound so that the concentration of the solution becomes 0.2 mol / L or more.
【００２１】次に、２個以上の水酸基を有するアルコー
ルを添加する。このアルコールの添加量は特に限定され
ないが、錯体形成剤のモル数に対して１〜０．５倍のモ
ル数が好ましい。Next, an alcohol having two or more hydroxyl groups is added. The amount of the alcohol is not particularly limited, but is preferably 1 to 0.5 times the number of moles of the complexing agent.
【００２２】次に、このようにして得られた混合溶液
を、攪拌しながら１５０℃以上に加熱し水分を蒸発させ
濃縮する。なお、加熱温度は溶媒が蒸発し混合溶液が濃
縮されればよいが、２００℃〜２５０℃が好ましい。混
合溶液は、濃縮が進行するにしたがい粘度が上昇する。
ここで、この混合溶液の溶液量が当初の量の１／２〜１
／３まで濃縮された時点から加熱温度を上げ、約３００
℃〜３５０℃の温度で加熱する。Next, the mixed solution thus obtained is heated to 150 ° C. or higher while stirring to evaporate water and concentrate. The heating temperature may be such that the solvent is evaporated and the mixed solution is concentrated, but the heating temperature is preferably from 200C to 250C. The viscosity of the mixed solution increases as the concentration proceeds.
Here, the solution volume of this mixed solution is ２〜 to 1 of the initial volume.
The heating temperature was increased from the point of time when the
Heat at a temperature between ℃ and 350 ° C.
【００２３】この混合溶液の濃縮過程においては、混合
溶液を透明に保つ必要があり、不溶物が生成し不透明と
なった場合には、適宜硝酸を添加して不溶物を溶解させ
る。加熱濃縮をさらに続けると、この混合溶液の表面に
有機金属化合物の膜が発生する。この有機金属化合物の
膜の内側では、溶液、有機金属化合物の分解および／ま
たは蒸発によるガスが発生し、混合溶液の表面には細か
い気泡の発生が確認される。この状態でさらに加熱を続
けると、有機金属化合物の膜の内側で自然発火し焼結反
応が起こりセラミック粉体が生成する。In the process of concentrating the mixed solution, it is necessary to keep the mixed solution transparent. If insolubles are formed and become opaque, nitric acid is added as appropriate to dissolve the insolubles. When the heating and concentration are further continued, a film of the organometallic compound is generated on the surface of the mixed solution. Inside the organic metal compound film, gas is generated due to decomposition and / or evaporation of the solution and the organic metal compound, and generation of fine bubbles is confirmed on the surface of the mixed solution. If heating is further continued in this state, spontaneous ignition occurs inside the film of the organometallic compound and a sintering reaction occurs to produce ceramic powder.
【００２４】本発明のセラミックの製造方法において
は、溶液状態で、原料となる金属イオンを錯体形成剤の
水酸基の水素イオンと置換反応させ、さらに錯体形成剤
のアセチル基とアルコールの水酸基とで縮合重合反応を
起こさせて得た有機金属化合物を製造中間体として使用
するため、原子レベルで均一なセラミック材料が合成可
能である。そして、得られた有機金属化合物は高粘性で
あるため、さらに加熱することにより、溶液および有機
金属化合物の分解や蒸発により発生するガスにより、細
かい気泡が多数発生すると共に、有機金属化合物に自己
燃焼反応が焼結反応として起こり、セラミックが生成す
る。このため、焼成炉を用いることなく、多孔質のセラ
ミックを、溶液から１工程で容易に製造することができ
る。In the method for producing a ceramic according to the present invention, a metal ion as a raw material is reacted in a solution state with a hydrogen ion of a hydroxyl group of a complexing agent, and further condensed with an acetyl group of the complexing agent and a hydroxyl group of an alcohol. Since an organometallic compound obtained by causing a polymerization reaction is used as a production intermediate, a uniform ceramic material at an atomic level can be synthesized. Since the obtained organometallic compound is highly viscous, further heating causes a large number of fine bubbles to be generated by the solution and gas generated by decomposition and evaporation of the organometallic compound, and self-burns into the organometallic compound. The reaction occurs as a sintering reaction, producing a ceramic. Therefore, a porous ceramic can be easily produced from a solution in one step without using a firing furnace.
【００２５】また、本発明のセラミックの製造方法にお
いては、自己燃焼反応により有機金属化合物の細かい気
泡を瞬間的に高温にするため、１次粒子の細かい結晶性
のセラミックの合成が可能であり、また、有機物などの
余剰成分もこの燃焼反応で除去され、純度の高いセラミ
ックを短時間で製造することができる。Further, in the method for producing a ceramic according to the present invention, since fine bubbles of an organometallic compound are instantaneously heated to a high temperature by a self-combustion reaction, it is possible to synthesize a crystalline ceramic having fine primary particles. In addition, surplus components such as organic substances are also removed by this combustion reaction, and high-purity ceramic can be manufactured in a short time.
【００２６】そして、このようにして製造されたセラミ
ックは、その多孔質であるという特徴を生かし、センサ
ーや触媒などに直接利用可能である。The ceramics thus produced can be directly used for sensors, catalysts, etc., taking advantage of their porous nature.
【００２７】[0027]
【実施例】（実施例１）本発明のセラミックを、以下の
ようにして作製した。EXAMPLES (Example 1) A ceramic of the present invention was produced as follows.
【００２８】すなわち、希土類元素を含む化合物として
トリ−ｉ−プロポキシランタンと、遷移元素を含む化合
物としてジ−ｉ−プロポキシマンガンを用意した。その
後、トリ−ｉ−プロポキシランタン６３．１７６ｇとジ
−ｉ−プロポキシマンガン３４．６２ｇを２００ｍｌビ
ーカに分取した後、錯体形成剤であるクエン酸４２．０
２ｇ、蒸留水５０ｍｌおよび酸化剤としての濃度６０％
の硝酸５０ｍｌを添加し，２００℃のホットプレート上
で加熱し溶解して水溶液を得た。That is, tri-i-propoxysilanetan was prepared as a compound containing a rare earth element, and di-i-propoxymanganese was prepared as a compound containing a transition element. Thereafter, 63.176 g of tri-i-propoxysilanetan and 34.62 g of di-i-propoxymanganese were collected in a 200 ml beaker, and 42.0% of citric acid as a complexing agent was added.
2g, distilled water 50ml and concentration as oxidizing agent 60%
Was added and heated and dissolved on a hot plate at 200 ° C. to obtain an aqueous solution.
【００２９】次に、得られた水溶液に、２個以上の水酸
基を有するアルコールとしての１，２−ジヒドロキシエ
タンを１１．６６９ｇ加え混合した。その後、蒸留水を
加えて全量で１５０ｍｌとし、攪拌しながら加熱温度を
２５０℃まで上げ混合溶液の濃縮を進めた。Next, 11.669 g of 1,2-dihydroxyethane as an alcohol having two or more hydroxyl groups was added to and mixed with the obtained aqueous solution. Thereafter, distilled water was added to make the total volume up to 150 ml, and the heating temperature was increased to 250 ° C. while stirring, and the mixed solution was concentrated.
【００３０】次に、全量が５０ｍｌまで濃縮した混合溶
液を３００ｍｌの磁製蒸発皿に移し、３００℃以上の温
度でさらに混合溶液の濃縮を進めた。液量が２０ｍｌ以
下になった時点で自己燃焼反応による焼結反応が起こ
り、ランタンマンガン複合酸化物セラミック粉体を得
た。Next, the mixed solution whose total amount was concentrated to 50 ml was transferred to a 300 ml porcelain evaporating dish, and further concentrated at a temperature of 300 ° C. or higher. When the liquid volume became 20 ml or less, a sintering reaction occurred by a self-combustion reaction, and a lanthanum-manganese composite oxide ceramic powder was obtained.
【００３１】（比較例）比較例として、次のようにして
セラミックを得た。Comparative Example As a comparative example, a ceramic was obtained as follows.
【００３２】すなわち、希土類元素を含む化合物として
塩化ランタン７水和物と、遷移元素を含む化合物として
硝酸マンガン６水和物を用意した。その後、塩化ランタ
ン７水和物７４．２７ｇと硝酸マンガン６水和物５７．
４０８ｇを５００ｍｌビーカーに分取し、蒸留水２００
ｍｌを加え、攪拌しながら２００℃のホットプレート上
で加熱して溶解し水溶液を得た。That is, lanthanum chloride heptahydrate was prepared as a compound containing a rare earth element, and manganese nitrate hexahydrate was prepared as a compound containing a transition element. Thereafter, 74.27 g of lanthanum chloride heptahydrate and manganese nitrate hexahydrate 57.
408 g was dispensed into a 500 ml beaker, and distilled water 200
The mixture was heated and dissolved on a hot plate at 200 ° C. with stirring to obtain an aqueous solution.
【００３３】次に、得られた水溶液に蒸留水を加えて全
量で３５０ｍｌとした後、クエン酸を４２．０２ｇ加え
攪拌し溶解させた。その後、１，２−ジヒドロキシエタ
ンを１１．６６９ｇ加え混合した。その後、蒸留水を加
えて全量で４００ｍｌとし、攪拌しながら加熱温度を２
５０℃まで上げ混合溶液の濃縮を進めた。Next, distilled water was added to the obtained aqueous solution to make the total volume 350 ml, and then 42.02 g of citric acid was added and stirred to dissolve. Thereafter, 11.669 g of 1,2-dihydroxyethane was added and mixed. Thereafter, distilled water was added to make a total volume of 400 ml.
The temperature was raised to 50 ° C., and the concentration of the mixed solution was advanced.
【００３４】次に、全量が１５０ｍｌまで濃縮した混合
溶液を３００ｍｌの磁製蒸発皿に移し、３００℃以上の
温度でさらに混合溶液の濃縮を進め、炭化した粉体状の
セラミックを得た。Next, the mixed solution whose total amount was concentrated to 150 ml was transferred to a 300 ml porcelain evaporating dish, and the mixed solution was further concentrated at a temperature of 300 ° C. or higher to obtain a carbonized powdery ceramic.
【００３５】以上、実施例１および比較例で得られたセ
ラミックについて、Ｘ線回折分析を行なった。その結果
を図１、２に示す。図１は、本発明の実施例１で得られ
たセラミックのＸ線回折チャートであり、図２は、比較
例のセラミックのＸ線回折チャートである。図１に示す
とおり、本発明の実施例１で得られたセラミックは、ラ
ンタンマンガン複合酸化物のピークが認められ、結晶性
に優れたセラミックが合成されていることがわかる。こ
れに対して、比較例のセラミックは、X線回折ピークが
認められず、無定型であり、結晶性のセラミックは得ら
れていない。As described above, the ceramics obtained in Example 1 and Comparative Example were subjected to X-ray diffraction analysis. The results are shown in FIGS. FIG. 1 is an X-ray diffraction chart of the ceramic obtained in Example 1 of the present invention, and FIG. 2 is an X-ray diffraction chart of the ceramic of Comparative Example. As shown in FIG. 1, in the ceramic obtained in Example 1 of the present invention, a peak of the lanthanum-manganese composite oxide was observed, and it was found that a ceramic having excellent crystallinity was synthesized. On the other hand, the ceramic of the comparative example was amorphous without any X-ray diffraction peak, and no crystalline ceramic was obtained.
【００３６】また、実施例１および比較例のセラミック
について、１０００℃、２時間の強熱減量を測定した。
その結果を表１に示す。With respect to the ceramics of Example 1 and Comparative Example, the ignition loss at 1000 ° C. for 2 hours was measured.
Table 1 shows the results.
【００３７】[0037]
【表１】 [Table 1]
【００３８】表１から明らかなように、本発明において
は、自己燃焼反応により有機分が焼失するため、強熱減
量は１．１９ｗｔ％と少ない。これに対して、比較例に
おいては、自己燃焼反応が起こらないために強熱減量は
１２．８ｗｔ％と多く、残留有機分が多く含まれている
ことがわかる。As is clear from Table 1, in the present invention, the organic matter is burned off by the self-combustion reaction, so that the ignition loss is as small as 1.19 wt%. On the other hand, in the comparative example, since the self-combustion reaction does not occur, the ignition loss is as large as 12.8 wt%, and it can be seen that a large amount of residual organic components is contained.
【００３９】また、実施例１および比較例の試料につい
て、電子顕微鏡写真を図３、４に示す。図３は、本発明
の実施例１で得られたセラミックの電子顕微鏡写真であ
り、図４は、比較例の電子顕微鏡写真である。図３、４
の比較から明らかなように，実施例１は多孔質のセラミ
ック粉体であるのに対して、比較例は大きな粒状の紛体
が観察されている。この違いは、本発明においては、細
かい気泡を有する有機金属化合物が自己燃焼反応で焼結
して、多孔質のセラミック紛体が得られるためであると
考えられる。FIGS. 3 and 4 show electron micrographs of the samples of Example 1 and Comparative Example. FIG. 3 is an electron micrograph of the ceramic obtained in Example 1 of the present invention, and FIG. 4 is an electron micrograph of a comparative example. Figures 3 and 4
As is clear from the comparison of Example 1, Example 1 is a porous ceramic powder, whereas Comparative Example observed a large granular powder. This difference is considered to be because, in the present invention, a porous ceramic powder is obtained by sintering the organometallic compound having fine bubbles by a self-combustion reaction.
【００４０】（実施例２）まず、希土類元素を含む化合
物としてトリ−ｉ−プロポキシランタンと、遷移元素を
含む化合物として硝酸マンガンを用意した。Example 2 First, tri-i-propoxysilanetan was prepared as a compound containing a rare earth element, and manganese nitrate was prepared as a compound containing a transition element.
【００４１】次に、トリ−ｉ−プロポキシランタン６
３．１７６ｇを２００ｍｌビーカに分取し、無水エタノ
ール５０ｍｌを加えて溶解させた。その後、錯体形成剤
であるクエン酸４２．０２ｇと１，２−ジヒドロキシエ
タンを１１．６６９ｇ加え、窒素気流下で攪拌して溶解
させた（Ａ液）。Next, tri-i-propoxysilanetan 6
3.176 g was dispensed into a 200 ml beaker and dissolved by adding 50 ml of absolute ethanol. Thereafter, 42.02 g of citric acid as a complexing agent and 11.669 g of 1,2-dihydroxyethane were added and dissolved by stirring under a nitrogen stream (Solution A).
【００４２】一方、硝酸マンガン６水和物５７．４０８
ｇを２００ｍｌビーカに分取し、蒸留水１００ｍｌおよ
び濃度６０％硝酸５０ｍｌを加え、攪拌して硝酸マンガ
ンを溶解させた（Ｂ液）。On the other hand, manganese nitrate hexahydrate 57.408
g was collected in a 200 ml beaker, 100 ml of distilled water and 50 ml of 60% nitric acid were added, and the mixture was stirred to dissolve manganese nitrate (solution B).
【００４３】次に、攪拌しながらＡ液中にＢ液をゆっく
りと滴下し、均一な混合溶液を得た。その後、加熱温度
を２５０℃まで上げ混合溶液の濃縮を進めた。そして、
全量が５０ｍｌまで濃縮した混合溶液を３００ｍｌの磁
製蒸発皿に移し、３００℃以上の温度でさらに混合溶液
の濃縮を進めた。液量が２０ｍｌ以下になった時点で自
己燃焼反応による焼結反応が起こり、ランタンマンガン
複合酸化物セラミック粉体を得た。Next, the solution B was slowly dropped into the solution A while stirring to obtain a uniform mixed solution. Thereafter, the heating temperature was increased to 250 ° C., and the concentration of the mixed solution was advanced. And
The mixed solution whose total amount was concentrated to 50 ml was transferred to a 300-ml porcelain evaporating dish, and further concentrated at a temperature of 300 ° C. or higher. When the liquid volume became 20 ml or less, a sintering reaction occurred by a self-combustion reaction, and a lanthanum-manganese composite oxide ceramic powder was obtained.
【００４４】以上、得られたセラミックは、実施例１と
同様に、結晶性に優れた多孔質のセラミックであった。As described above, the obtained ceramic was a porous ceramic having excellent crystallinity, as in Example 1.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明セ
ラミックの製造方法によれば、従来から行われてきたセ
ラミック製造方法と比較すると、高価な設備の必要もな
く、高温焼成することなく、簡単な方法で、短時間に粉
体状のセラミックを得ることができる。そして、得られ
るセラミックは、組成バラツキが抑えられ、結晶性に優
れた、多孔質のものである。As is apparent from the above description, according to the method for producing a ceramic of the present invention, expensive equipment is not required, and high-temperature sintering is not required, as compared with a conventional method for producing a ceramic. A powdery ceramic can be obtained in a short time by a simple method. The obtained ceramic is a porous ceramic with reduced composition variation and excellent crystallinity.
【００４６】したがって、本発明のセラミックは、セン
サー用や触媒用のセラミックとして特に適しており、こ
のセラミックを用いることにより、特性に優れたセンサ
ーや触媒を容易に得ることができる。さらに成形、焼結
を行うことにより通常の電子セラミックや構造材料とし
ての応用も可能であり、建築、車両、電子機器、電気機
械などの広い分野への応用が可能である。Therefore, the ceramic of the present invention is particularly suitable as a ceramic for a sensor or a catalyst. By using this ceramic, a sensor or a catalyst having excellent characteristics can be easily obtained. Furthermore, by performing molding and sintering, it can be applied to ordinary electronic ceramics and structural materials, and can be applied to a wide range of fields such as architecture, vehicles, electronic devices, and electric machines.
【図１】本発明の実施例で得られた、ランタンマンガン
複合酸化物セラミックのX線回折チャートである。FIG. 1 is an X-ray diffraction chart of a lanthanum-manganese composite oxide ceramic obtained in an example of the present invention.
【図２】比較例で得られた、ランタンマンガン複合酸化
物セラミックのX線回折チャートである。FIG. 2 is an X-ray diffraction chart of a lanthanum-manganese composite oxide ceramic obtained in a comparative example.
【図３】本発明の実施例で得られた、ランタンマンガン
複合酸化物セラミックの電子顕微鏡写真である。FIG. 3 is an electron micrograph of a lanthanum manganese composite oxide ceramic obtained in an example of the present invention.
【図４】比較例で得られた、ランタンマンガン複合酸化
物セラミックの電子顕微鏡写真である。FIG. 4 is an electron micrograph of a lanthanum manganese composite oxide ceramic obtained in a comparative example.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ０１Ｊ 23/34 Ｂ０１Ｊ 23/34 Ｚ 37/08 37/08 Ｃ０１Ｇ 49/00 Ｃ０１Ｇ 49/00 Ａ Ｆターム(参考） 4G002 AA06 AA07 AA09 AA10 AB02 AB07 AD04 AE05 4G048 AA03 AB02 AC08 AD03 AE05 AE08 4G069 AA02 AA08 BB04A BB06B BC29A BC38A BC42B BC62B DA05 EA01Y FA01 FB31 FB33 FB34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // B01J 23/34 B01J 23/34 Z 37/08 37/08 C01G 49/00 C01G 49/00 A F Terms (reference) 4G002 AA06 AA07 AA09 AA10 AB02 AB07 AD04 AE05 4G048 AA03 AB02 AC08 AD03 AE05 AE08 4G069 AA02 AA08 BB04A BB06B BC29A BC38A BC42B BC62B DA05 EA01Y FA01 FB31 FB33 FB34
Claims (4)
び５７〜７１の元素）を含む化合物、遷移元素（ただ
し、原子番号２３〜２８の元素）を含む化合物、錯体形
成剤、酸化剤および２個以上の水酸基を有するアルコー
ルを水に溶解させて混合水溶液とした後（ただし、希土
類元素を含む化合物および遷移元素を含む化合物のうち
少なくともどちらか一方はアルコキシドである）、該混
合水溶液を加熱して有機金属化合物を得た後、該有機金
属化合物をさらに加熱して、燃焼させると共に焼結させ
ることを特徴とする、セラミックの製造方法。1. A compound containing a rare earth element (elements having atomic numbers 39 and 57 to 71), a compound containing transition elements (elements having atomic numbers 23 to 28), a complex forming agent, an oxidizing agent and two After dissolving the alcohol having a hydroxyl group in water to form a mixed aqueous solution (however, at least one of the compound containing a rare earth element and the compound containing a transition element is an alkoxide), the mixed aqueous solution is heated. A method for producing a ceramic, characterized in that after obtaining an organometallic compound, the organometallic compound is further heated, burned and sintered.
剤は硝酸であり、２個以上の水酸基を有するアルコール
は１，２−ジヒドロキシエタンであることを特徴とす
る、請求項１に記載のセラミックの製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the complexing agent is citric acid, the oxidizing agent is nitric acid, and the alcohol having two or more hydroxyl groups is 1,2-dihydroxyethane. Of manufacturing ceramics.
び５７〜７１の元素）を含む化合物、遷移元素（ただ
し、原子番号２３〜２８の元素）を含む化合物、錯体形
成剤、酸化剤および２個以上の水酸基を有するアルコー
ルを水に溶解させた混合水溶液が、加熱されて得られた
ものであることを特徴とする、セラミック。3. A compound containing a rare earth element (elements having atomic numbers 39 and 57 to 71), a compound containing transition elements (elements having atomic numbers 23 to 28), a complex former, an oxidizing agent and two A ceramic, characterized in that the mixed aqueous solution obtained by dissolving the alcohol having a hydroxyl group in water is obtained by heating.
剤は硝酸であり、２個以上の水酸基を有するアルコール
は１，２−ジヒドロキシエタンであることを特徴とす
る、請求項３に記載のセラミック。4. The method according to claim 3, wherein the complexing agent is citric acid, the oxidizing agent is nitric acid, and the alcohol having two or more hydroxyl groups is 1,2-dihydroxyethane. Ceramic.
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