KR100513792B1 - Preparing method of barium titanate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 황산법으로 얻어진 티타늄 함유 수산화물과 바륨 함유 수산화물을 출발물질로 하여 수열합성법을 통해 티탄산바륨(Barium Titanate, BaTiO3) 분말을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 황산법으로부터 얻어진 티타늄 함유 수산화물과 바륨 함유 수산화물을 출발물질로 하여 제조된 일차 티탄산바륨 분말을 고순도이면서 작은 입자크기와 균일한 입도분포를 갖는 티탄산바륨 분말을 제조할 수 있도록 하는데 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 황산법으로부터 얻어진 바륨과 티타늄을 함유하는 수산화물의 혼합용액을 100 내지 400℃와 상압 내지 20kg/cm2의 반응압력 하에서 탈수반응시키는 공정을 포함하는 티탄산바륨 분말을 제조하는 방법에 있어서, 상기 탈수반응에 의해 제조된 1차 티탄산바륨 분말을 산용액 또는 정제수로 수세하여 pH를 9 내지 13으로 조절한 다음 800 내지 1300℃에서 하소하는 것을 특징으로 하는 티탄산바륨의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing barium titanate (Barium Titanate, BaTiO 3 ) powder by hydrothermal synthesis using titanium-containing hydroxide and barium-containing hydroxide obtained by the sulfuric acid method as a starting material, the titanium-containing hydroxide and barium-containing hydroxide obtained from the sulfuric acid method The primary barium titanate powder prepared as a starting material is to enable the production of barium titanate powder having high purity and small particle size and uniform particle size distribution. A method for producing barium titanate powder, comprising the step of dehydrating the resultant mixed solution of barium and titanium containing hydroxide at a reaction pressure of 100 to 400 ° C. and atmospheric pressure to 20 kg / cm 2 . The primary barium titanate powder It was washed by adjusting the pH to 9 to 13 to the next provides a process for the production of barium titanate, characterized in that the calcination at 800 to 1300 ℃.
Description
본 발명은 황산법으로 얻어진 티타늄 함유 수산화물과 바륨 함유 수산화물을 출발물질로 하여 수열합성법을 통해 티탄산바륨(Barium Titanate, BaTiO3) 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 고른 입도 분포와 작은 입자크기를 갖는 티탄산 바륨 분말의 제조가 가능함에 따라 적층형 세라믹 콘덴서의 재료로 유용하게 적용될 수 있는 티탄산바륨 분말의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of preparing barium titanate (Barium Titanate, BaTiO 3 ) powder by hydrothermal synthesis using a titanium-containing hydroxide and a barium-containing hydroxide obtained by the sulfuric acid method as a starting material. More particularly, the present invention relates to a method for preparing barium titanate powder, which can be usefully used as a material of a multilayer ceramic capacitor, as it is possible to produce barium titanate powder having an even particle size distribution and a small particle size.
티탄산바륨은 1940년대에 미국, 일본, 소련 등에서 거의 동시에 고유전율재료로 발견된 후 미국의 히펠 등에 의해 강유전체임이 확인되었으며, 세라믹 콘덴서와 PTCR 등의 재료로 사용되고 있다. 특히, 최근에는 적층세라믹콘덴서(MLCC, Multilayer Ceramic Capacitor)의 소형화, 고성능화를 목적으로 초미립자 크기의 티탄산바륨을 제조하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. Barium titanate was found to be a high-k dielectric material in the United States, Japan, and the Soviet Union in the 1940's at about the same time, and was confirmed as ferroelectric by Hippel et al in the United States, and is used as a material for ceramic capacitors and PTCR. In particular, in recent years, research has been actively conducted to manufacture barium titanate having an ultrafine particle size for the purpose of miniaturization and high performance of a multilayer ceramic capacitor (MLCC).
티탄산바륨은 대부분 탄산바륨과 산화티타늄의 혼합물을 1,000℃ 이상의 온도로 소결하는 고상법으로 제조되어 왔으나, 이러한 방법으로 제조된 티탄산바륨 분말은 입자의 입경이 크고, 입도분포가 넓으며, 입자의 형상이 불규칙할 뿐만 아니라, 소결시 높은 소결온도가 요구되므로 비경제적이라는 단점이 있다. Most of barium titanate has been produced by the solid phase method of sintering a mixture of barium carbonate and titanium oxide at a temperature of 1,000 ° C. or higher, but the barium titanate powder prepared by this method has a large particle size, a wide particle size distribution, and a particle shape. Not only is this irregular, there is a disadvantage that it is uneconomical because a high sintering temperature is required during sintering.
따라서, 상기한 고상법 대신 화학적인 합성법으로 티탄산바륨 분말을 제조하는 여러 기술들이 개시되어 있으며, 그 중에서 고온 수용액을 이용하여 용해도가 낮은 무기 산화물을 석출시키는 수열합성법이 중요하게 대두되고 있다. Accordingly, various techniques for producing barium titanate powder by chemical synthesis instead of the solid phase method have been disclosed. Among them, hydrothermal synthesis method for precipitation of inorganic oxide having low solubility using a high temperature aqueous solution has emerged.
수열합성법은 일반적으로 티타늄의 겔상 수화물과 수산화바륨 수용액과의 혼합물을 100∼300℃의 온도에서 1기압 이상의 고온고압에서 처리하여 결정성의 바륨티탄산을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이러한 수열합성법은 온도와 반응압력, 용질의 농도, 기타 첨가제의 농도 등의 변수를 이용하여 결정화 반응의 제어가 가능할 뿐만 아니라 높은 온도의 하소 및 소결과정이 필요한 고상법에 비해 비교적 낮은 온도에서 좁은 입도분포를 갖는 미세분말을 얻을 수 있다는 이점을 가지고 있다. Hydrothermal synthesis generally relates to a method for producing crystalline barium titanic acid by treating a mixture of a gel hydrate of titanium and a barium hydroxide aqueous solution at a high temperature and high pressure of 1 atm or higher at a temperature of 100 to 300 ° C. It is possible to control the crystallization reaction by using variables such as reaction pressure, solute concentration and other additive concentration, and to obtain fine powder with narrow particle size distribution at a relatively low temperature compared to the solid phase method requiring high calcining and sintering process. It has the advantage of being obtained.
수열합성법과 관련하여 미국특허 제4,643,984호에서는 수산화 바륨 또는 염화바륨과 사염화티타늄 또는 알콕사이드로부터 광화제(알카리)에 의한 수산화물로 치환된 출발원료를 반응물로 사용하여 200℃에서 5시간 반응시켜 티탄산바륨을 제조하는 기술을 개시하고 있다. Regarding hydrothermal synthesis, U.S. Patent No. 4,643,984 discloses barium titanate by reacting barium hydroxide or barium chloride and a starting material substituted with titanium tetrachloride or hydroxide with a mineralizer (alkali) as a reactant for 5 hours at 200 ° C. The manufacturing technique is disclosed.
상기 미국특허 제4,643,984호를 포함한 종래의 일반적인 수열합성법에서는 출발물질로 염산법에 의해 얻어진 사염화티타늄과 염화바륨을 사용하고 있는데, 이와 같이 염산법에 의해 얻어진 사염화티타늄과 염화바륨을 사용하여 티탄산바륨 분말을 제조하는 경우 장치의 부식이 발생되는 문제점과 함께 염소 및 알카리 세척공정을 추가적으로 거쳐야 하는 단점을 가지고 있다.Conventional hydrothermal synthesis including US Patent No. 4,643,984 uses titanium tetrachloride and barium chloride obtained by the hydrochloric acid method as starting materials. Thus, barium titanate powder using titanium tetrachloride and barium chloride obtained by the hydrochloric acid method is used. In the manufacturing process, the corrosion of the device is generated along with the disadvantage of having to go through the chlorine and alkali washing process additionally.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 국내 특허출원번호 2001-42398호에서 황산법으로부터 얻어진 티타늄 함유 수산화물과 바륨 함유 수산화물을 출발물질로 하여 수열합성법을 적용하여 티탄산바륨을 제조하는 방법에 관한 기술을 선출원한 바 있으며, 이 방법은 광화제를 사용하지 않고도 티탄산바륨의 제조가 가능할 뿐만 아니라 장치의 부식성을 줄일 수 있다는 이점을 가지고 있다. In order to solve this problem, the present inventors have applied for a technique related to a method for producing barium titanate by applying hydrothermal synthesis method using titanium-containing hydroxide and barium-containing hydroxide obtained from sulfuric acid method as starting materials in Korean Patent Application No. 2001-42398. This method has the advantage of being able to produce barium titanate without the use of mineralizers and reducing the corrosiveness of the device.
그러나, 상기와 같이 티타늄 함유 수산화물과 바륨 함유 수산화물을 출발물질로 하여 수열합성법을 적용하여 제조된 일차 티탄산바륨 분말에는 황이 잔류되어 순도가 다소 떨어질 뿐만 아니라 입도의 분포가 비교적 넓다는 문제점을 가지고 있으며, 따라서 그 자체로 적층형 세라믹 콘덴서의 재료로 사용하기에는 곤란하다는 단점을 가지고 있다.However, the primary barium titanate powder prepared by applying the hydrothermal synthesis method using titanium-containing hydroxide and barium-containing hydroxide as a starting material as described above has a problem that sulfur remains and purity is slightly lowered, and the particle size distribution is relatively wide. Therefore, it has a disadvantage in that it is difficult to use as a material of a multilayer ceramic capacitor by itself.
이에 본 발명자는 황산법으로부터 얻어진 티타늄 함유 수산화물과 바륨 함유 수산화물을 출발물질로 하여 제조된 일차 티탄산바륨 분말을 후처리하는 과정에서 적절한 수세와 하소 조건을 적용할 경우 고순도이면서 입도분포가 균일한 티탄산바륨 분말의 제조가 가능하여 고유전 특성을 갖는 반도체 세라믹스 제조에 유용하게 적용될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors have a high purity and uniform particle size distribution of barium titanate powder having high purity and uniform particle size when appropriate washing and calcination conditions are applied in the post-processing of the primary barium titanate powder prepared by using the titanium-containing hydroxide and the barium-containing hydroxide obtained from the sulfuric acid method as starting materials. It was confirmed that the can be usefully applied to the production of semiconductor ceramics having a high dielectric property is possible to complete the present invention.
따라서, 본 발명은 황산법으로부터 얻어진 티타늄 함유 수산화물과 바륨 함유 수산화물을 출발물질로 하여 제조된 일차 티탄산바륨 분말을 고순도이면서 작은 입자크기와 균일한 입도분포를 갖는 티탄산바륨 분말을 제조할 수 있도록 한 티탄산바륨 분말의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention provides a barium titanate powder obtained by using a barium titanate powder obtained from the sulfuric acid method as a starting material and a barium titanate powder having high purity and small particle size and uniform particle size distribution. It is an object to provide a method for producing a powder.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 The present invention to achieve the above object
황산법으로부터 얻어진 바륨과 티타늄을 함유하는 수산화물의 혼합용액을 100 내지 400℃와 상압 내지 20kg/cm2의 반응압력 하에서 탈수반응시키는 공정을 포함하는 티탄산바륨 분말을 제조하는 방법에 있어서,In the method for producing the barium titanate powder comprising the step of dehydrating the mixed solution of the barium and titanium containing hydroxide obtained from the sulfuric acid method under a reaction pressure of 100 to 400 ℃ and atmospheric pressure to 20kg / cm 2 ,
상기 탈수반응에 의해 제조된 1차 티탄산바륨 분말을 산용액 또는 정제수로 수세하여 pH를 9 내지 13으로 조절한 다음 800 내지 1300℃에서 하소하는 것을 특징으로 하는 티탄산바륨의 제조방법을 제공한다. The primary barium titanate powder prepared by the dehydration reaction is washed with an acid solution or purified water to adjust the pH to 9 to 13 and then provides a method for producing barium titanate, which is calcined at 800 to 1300 ℃.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에서는 황산법을 적용하여 얻어진 바륨과 티타늄을 함유하는 수산화물의 혼합용액을 이용하여 통상의 수열합성법으로 일차 티탄산바륨 분말을 제조한 다음, 상기 일차 티탄산바륨 분말을 산용액 또는 정제수로 수세하여 pH를 9 내지 13으로 조절하고 하소하는 것에 그 특징이 있다. In the present invention, by using a mixed solution of a barium and titanium-containing hydroxide obtained by applying the sulfuric acid method to prepare a primary barium titanate powder by a conventional hydrothermal synthesis method, the primary barium titanate powder is washed with an acid solution or purified water to pH It is characterized by adjusting to 9 to 13 and calcining.
이때, 상기 일차 티탄산바륨 분말은 황산법을 적용하여 얻어진 바륨과 티타늄을 함유하는 수산화물의 혼합용액을 100 내지 400℃와 상압 내지 20kg/cm2의 반응압력 하에서 탈수 반응시켜 얻어진 것을 사용하는 것이 좋다. 이와 관련하여 일차 티탄산바륨 분말을 얻기 위한 보다 상세한 내용은 본 발명자에 의해 선출원된 국내 특허출원번호 2001-42398호에서 구체적으로 기술하고 있으므로, 여기에서는 생략하기로 한다.In this case, the primary barium titanate powder may be one obtained by dehydrating a mixed solution of a barium and titanium-containing hydroxide obtained by applying the sulfuric acid method under a reaction pressure of 100 to 400 ° C. and atmospheric pressure to 20 kg / cm 2 . In this regard, more details for obtaining the primary barium titanate powder are described in detail in Korean Patent Application No. 2001-42398, filed by the present inventor, and thus will be omitted here.
본 발명에 따르면 상기와 같이 실시하여 얻어진 1차 티탄산바륨 분말을 산용액 또는 정제수로 수세하여 pH9 내지 13으로 조절하게 된다. According to the present invention, the primary barium titanate powder obtained by performing as described above is adjusted to pH 9 to 13 by washing with an acid solution or purified water.
이때, 얻어진 일차 티탄산바륨 분말을 수세하여 pH9 내지 13으로 조절하는 것은 수세과정에서 일차 티탄산바륨으로부터 바륨이온이 용출되는 것을 방지함과 동시에 하소단계에서 불균일한 입자가 성장되지 않도록 하기 위한 것이다. 만일 pH가 9미만이 되도록 수세할 경우 일차 티탄산바륨으로부터 바륨이온이 용출되어 티탄산바륨의 조성비가 맞지 않게 되는 문제점이 발생하게 되며, pH가 13을 초과하도록 수세할 경우 후술하는 하소단계에서 불균일한 입자 성장이 발생하는 문제점이 있으므로 상기 범위내의 pH를 갖도록 수세하는 것이 바람직하다.In this case, the obtained primary barium titanate powder is washed with water to adjust the pH to 9 to 13 to prevent elution of barium ions from the primary barium titanate during washing and to prevent the growth of uneven particles during the calcination step. If the pH is less than 9, the barium ions are eluted from the primary barium titanate and the composition ratio of the barium titanate does not match. If the pH is more than 13, the particles are uneven in the calcination step described below. Since there is a problem that growth occurs, it is preferable to wash with a pH within the above range.
상기 수세과정에서 수세액으로는 주로 초산이나 증류수를 사용하여 수세하며, 초산을 이용하는 경우 그 농도가 높을 경우 하소 후 잔류물로서 존재하여 유전특성을 저하시킬 수 있다는 문제점이 있으므로, 가능한 증류수 또는 약한 농도의 초산을 사용하여 수세하는 것이 바람직하다. In the washing process, the washing liquid is mainly washed with acetic acid or distilled water. When acetic acid is used, the distilled water or weak concentration may be reduced since the concentration of the acetic acid may be present as a residue after calcination. It is preferable to wash with acetic acid.
이와 같이 수세하여 pH를 9 내지 13이 되도록 할 경우 일차 티탄산바륨을 고순도이면서 작은 입자크기와 균일한 입도분포를 갖는 티탄산바륨의 제조가 가능하게 된다. Thus, when the pH is 9 to 13 by washing with water, it is possible to prepare the barium titanate having high purity and small particle size and uniform particle size distribution of the primary barium titanate.
본 발명에 따르면 상기와 같이 수세한 티탄산바륨을 하소하게 되는데, 상기 하소는 800 내지 1300℃에서 실시하는 것이 바람직하다. 이와 같은 온도에서 하소하게 되면 적층형 세라믹 콘덴서에 유용하게 적용될 수 있는 티탄산바륨의 제조가 가능하게 된다. According to the present invention is calcined barium titanate washed as described above, the calcination is preferably carried out at 800 to 1300 ℃. When calcined at such a temperature, it becomes possible to manufacture barium titanate which can be usefully applied to multilayer ceramic capacitors.
일반적으로 하소전의 일차 티탄산바륨의 결정상은 입방정구조를 형성하고 있으나 하소단계에서 온도가 상승함에 따라 정방정구조로 변화되게 되는데, 이러한 구조변화는 최종 제품의 유전율과 밀접한 관계가 있으며, 입방정에서 정방정으로의 구조변화가 이루어지지 않으면 실제적으로 유전체로서 사용이 불가능하게 된다. 상기 결정성은 43도 내지 47도에서의 2θ값 측정을 통해 확인할 수 있는 것으로 K-factor 값으로 표현할 수 있는데, K-factor 값이 너무 크면 상대적으로 불균일한 입성장 및 입자의 크기가 너무 증가하게 되어 현재의 적층형세라믹콘덴서에 적용하기 곤란하게 된다.In general, the crystal phase of the primary barium titanate before calcination forms a cubic structure, but as the temperature increases in the calcination step, the crystal phase is changed to a tetragonal structure. This structural change is closely related to the dielectric constant of the final product. If the structure is not changed, it is practically impossible to use it as a dielectric. The crystallinity can be confirmed by measuring the 2θ value at 43 degrees to 47 degrees and can be expressed as a K-factor value. If the K-factor value is too large, relatively uneven grain growth and particle size increase too much. It is difficult to apply to the present multilayer ceramic capacitor.
보다 구체적으로 티탄산바륨의 결정화도 평가기술에 의하면, K-factor는 하기 수학식 1에서와 같이 XRD의 피크 강도를 이용한 방법으로 43도에서 47도의 (200) 피크와 (002) 피크와 (200) 피크사이 concave의 강도비율로 정의된다. More specifically, according to the technique for evaluating the crystallinity of barium titanate, the K-factor is a method using the peak intensity of XRD as shown in Equation 1 below with (200) peak, (002) peak and (002) peak and (200) peak at 43 degrees to 47 degrees. It is defined as the intensity ratio of concave.
현재 상용화되고 있는 티탄산바륨 분말은 43도 내지 47도에서의 2θ를 측정하게 되면 결정성, 즉 K-factor 값이 1∼6사이이며, 특히 적층형세라믹콘덴서에 적용하고 있는 티탄산바륨 분말의 K-factor 값은 2∼6이다. Currently commercially available barium titanate powder has a crystallinity, that is, K-factor value between 1 and 6, when 2θ is measured at 43 degrees to 47 degrees. In particular, K-factor of barium titanate powder applied to multilayer ceramic capacitor The value is 2-6.
본 발명에서는 현재 상용화되고 있는 티탄산바륨의 K-factor 값을 만족하면서 적층형세라믹콘덴서에 적용할 수 있는 최적의 K-factor 값을 가지는 티탄산바륨 분말을 제조하기 위하여 일차 티탄산바륨을 800 내지 1300℃에서 하소하였다. 이때, 하소온도가 800℃ 미만일 경우 K-factor 값을 얻을 수 없으며, 하소온도가 1300℃를 초과할 경우 너무 큰 K-factor 값이 얻어지므로 상기 범위내에서 하소하는 것이 바람직하다.In the present invention, the primary barium titanate is calcined at 800 to 1300 ° C. to produce barium titanate powder having an optimal K-factor value that can be applied to a multilayer ceramic capacitor while satisfying the K-factor value of barium titanate currently commercially available. It was. At this time, if the calcining temperature is less than 800 ℃ can not be obtained K-factor value, if the calcining temperature exceeds 1300 ℃ too large K-factor value is obtained is preferably calcined within the above range.
특히, 본 발명에서 제조된 티탄산바륨 분말은 43도 내지 47도에서의 2θ를 측정하게 되면 결정성, 즉 K-factor 값이 3∼6사이임을 확인할 수 있는데, 이는 상용화 제품의 K-factor 값에 포함되며, 특히 적층형세라믹콘덴서에 적용할 수 있는 K-factor 값인 2∼6에 포함된다. 따라서 본 발명에 따라 제조된 티탄산바륨 분말은 고유전 특성을 요하는 적층형 세라믹 콘덴서에 유용하게 적용할 수 있음을 확인할 수 있다. In particular, when the barium titanate powder prepared in the present invention measures 2θ at 43 degrees to 47 degrees, it can be confirmed that the crystallinity, that is, the K-factor value is between 3 and 6, which corresponds to the K-factor value of the commercialized product. In particular, it is included in the K-factor value 2 to 6 that can be applied to the multilayer ceramic capacitor. Therefore, it can be seen that the barium titanate powder prepared according to the present invention can be usefully applied to multilayer ceramic capacitors requiring high dielectric properties.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 황산법으로부터 얻어진 티타늄 함유 수산화물과 바륨 함유 수산화물을 출발물질로 하여 제조된 일차 티탄산바륨 분말을 후처리하는 과정에서 적절한 수세와 하소 조건을 적용함으로서, 고순도이면서 입도분포가 균일한 티탄산바륨 분말을 제조할 수 있다. As described above, the present invention applies high-purity and uniform particle size distribution by applying appropriate water washing and calcining conditions during the post-treatment of the primary barium titanate powder prepared from the titanium-containing and barium-containing hydroxides obtained from the sulfuric acid method as starting materials. One barium titanate powder can be prepared.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are only presented to aid the understanding of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
<실시예 1><Example 1>
0.5M의 수산화바륨과 0.5M의 수산화티타늄 수용액을 100℃, 반응압력 10kg/cm2 로 유지시킨 상태에서 금속염 수용액의 임계핵이 형성되기 시작하면 수용액 혼합물의 반응온도를 210℃로 승온시켜 탈수반응을 통해 결정성장반응을 시작하였다. 결정성장이 완료된 후 반응물은 상온으로 냉각시키고 여과하여 결정만을 얻을 다음 증류수로 수세하여 pH11로 조절하고, 이를 오븐에서 100℃로 건조한 후 전기로에서 1100℃로 하소하여 티탄산 바륨분말을 제조하였다.When the critical nucleus of the metal salt solution began to form while maintaining 0.5M barium hydroxide and 0.5M titanium hydroxide solution at 100 ° C. and a reaction pressure of 10 kg / cm 2 , the reaction temperature of the aqueous solution mixture was raised to 210 ° C. to dehydrate. Through the crystal growth reaction was started. After crystal growth was completed, the reaction product was cooled to room temperature, filtered to obtain only crystals, washed with distilled water, adjusted to pH11, dried at 100 ° C. in an oven, and calcined at 1100 ° C. in an electric furnace to prepare barium titanate powder.
<실시예 2><Example 2>
여과하여 얻은 결정을 증류수와 초산으로 수세하여 pH9로 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 티탄산 바륨분말을 제조하였다.Filtering the barium titanate powder was prepared by carrying out crystal obtained in the same manner as in Example 1 except that the washing with distilled water adjusted to pH9 by the acid coming in.
<실시예 3><Example 3>
여과하여 얻은 결정을 초산으로 수세하여 pH4로 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 티탄산 바륨분말을 제조하였다. Barium titanate powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that the crystal obtained by filtration was washed with acetic acid and adjusted to pH 4.
<실시예 4><Example 4>
여과하여 얻은 결정을 수세없이 pH13.5로 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 티탄산 바륨분말을 제조하였다. Barium titanate powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the crystal obtained by filtration was adjusted to pH 13.5 without washing with water.
<실시예 5>Example 5
1300℃로 하소한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 티탄산 바륨분말을 제조하였다.A barium titanate powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was calcined at 1300 ° C.
<실시예 6><Example 6>
800℃로 하소한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 티탄산 바륨분말을 제조하였다.A barium titanate powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was calcined at 800 ° C.
<실시예 7><Example 7>
1400℃로 하소한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 티탄산 바륨분말을 제조하였다.A barium titanate powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was calcined at 1400 ° C.
<실시예 8><Example 8>
700℃로 하소한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 티탄산 바륨분말을 제조하였다.A barium titanate powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was calcined at 700 ° C.
<실험예 1>Experimental Example 1
실시예 1 내지 8에서 제조한 티탄산 바륨분말의 X-선 회절(XRD)분석시험결과를 도 1a에 나타내었으며, 도 1b에는 표준 BaTiO3, BaTi2O5, Ba2TiO 4의 X-선 회절 결과를 나타내었다.The X-ray diffraction (XRD) analysis test results of the barium titanate powder prepared in Examples 1 to 8 are shown in FIG. 1A, and in FIG. 1B, X-ray diffraction of standard BaTiO 3 , BaTi 2 O 5 , and Ba 2 TiO 4 was shown. The results are shown.
상기 도 1a와 도 1b를 살펴보면 실시예 3과 실시예 4에는 본 발명에서 얻고자 하는 BaTiO3 이외에 BaTi2O5 또는 Ba2TiO4를 함유하고 있음을 알 수 있으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다.1A and 1B, it can be seen that Examples 3 and 4 contain BaTi 2 O 5 or Ba 2 TiO 4 in addition to BaTiO 3 to be obtained in the present invention, which is shown in Table 1 below. .
<실험예 2>Experimental Example 2
실시예 1 내지 8에서 제조된 티탄산 바륨분말의 주사현미경사진(20,000배 확대)을 도2a 내지 도2h에 나타내었다. 상기 도2a 내지 도2h에서 보는 바와 같이 실시예 1, 2, 5, 6(각각 도 2a, 도 2b, 도 2e, 도 2f)의 경우 평균입도가 작고 입도분포가 균일한 것을 확인할 수 있다. Scanning micrographs (20,000 times magnification) of the barium titanate powder prepared in Examples 1 to 8 are shown in FIGS. 2A to 2H. As shown in FIGS. 2A to 2H, in Examples 1, 2, 5, and 6 (FIGS. 2A, 2B, 2E, and 2F, respectively), the average particle size is small and the particle size distribution is uniform.
<실험예 3>Experimental Example 3
상기 X-선 분석결과와 주사현미경사진을 토대로 티탄산 바륨분말의 입자의 조성, 평균입도, 및 43도 내지 47도에서의 X-선 회절 분석시의 K-factor 값을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Based on the X-ray analysis results and scanning micrographs, the composition, average particle size, and K-factor value of X-ray diffraction analysis at 43 degrees to 47 degrees were measured and the results of the particles of barium titanate powder were measured. 1 is shown.
상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 바람직한 범위내에서 실시한 실시예 1, 2, 5, 6의 경우 입자 조성이 BaTiO3로 평균입도가 작고 K-factor가 현재 상용화되고 있는 티탄산바륨분말의 K-factor에 포함될 뿐만 아니라 적층형세라믹콘덴서에 적용할 수 있는 K-factor 값에 포함되므로 적층형세라믹콘덴서에 유용하게 적용할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1, in Examples 1, 2, 5, and 6 carried out within the preferred range of the present invention, the K-factor of barium titanate powder having a small particle size of BaTiO 3 and a K-factor is currently commercialized. Not only included in the factor, but also included in the K-factor value applicable to the multilayer ceramic capacitor, it can be seen that it can be usefully applied to the multilayer ceramic capacitor.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 황산법으로부터 얻어진 티타늄 함유 수산화물과 바륨 함유 수산화물을 출발물질로 하여 제조된 일차 티탄산바륨 분말을 고순도이면서 작은 입자크기와 균일한 입도분포를 갖는 티탄산바륨 분말을 제조할 수 있도록 한 티탄산바륨 분말의 제조방법을 제공하는 유용한 효과가 있다. As described above, the present invention allows the production of barium titanate powder having high purity and small particle size and uniform particle size distribution from a primary barium titanate powder prepared using titanium-containing and barium-containing hydroxides obtained from the sulfuric acid method as starting materials. There is a useful effect of providing a method for preparing a barium titanate powder.
도 1a는 티탄산 바륨분말의 X-선 회절(XRD)분석시험결과를 나타낸 그래프이고, 도 1b는 표준 BaTiO3, BaTi2O5, Ba2TiO4의 X-선 회절 결과를 나타낸 그래프.Figure 1a is a graph showing the X-ray diffraction (XRD) analysis test results of the barium titanate powder, Figure 1b is a graph showing the X-ray diffraction results of the standard BaTiO 3 , BaTi 2 O 5 , Ba 2 TiO 4 .
도 2a 내지 도 2h는 실시예 1 내지 8에 따라 제조된 티탄산 바륨분말의 확대 주사현미경 사진. 2A to 2H are enlarged scanning micrographs of barium titanate powder prepared according to Examples 1 to 8;
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