(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4をオートクレーブ中でＢa(ＯＨ)2と反応させて得られた、（１１０）方向に配向した板状ＢaＴiＯ3粒子。
【請求項２】
Ｋ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4中のＫ元素及びＬｉ元素をＨイオンとイオン交換することにより、Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4を合成し、次いで該Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4をオートクレーブ中でＢa(ＯＨ)2と反応させて、（１１０）方向に配向した板状ＢaＴiＯ3粒子とする、板状ＢaＴiＯ3粒子の合成方法。
【請求項３】
前記Ｋ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4をＬi2ＣＯ3とＫ2ＣＯ3とＴiＯ2とを、フラックスの存在下で加熱して合成することを特徴とする、請求項２の板状ＢaＴiＯ3粒子の合成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の利用分野】
この発明は板状のＢaＴiＯ3粒子とその合成方法とに関する。
【０００２】
【従来技術】
ＢaＴiＯ3は重要な電子材料であり、焼成法や水熱法あるいはゾル−ゲル法等により合成されている。得られるＢaＴiＯ3粒子の形状は立方体に近いものがほとんどであり、これはＢaＴiＯ3の結晶構造を反映したものである。そして板状のＢaＴiＯ3粒子は知られていない。
【０００３】
繊維状の４チタン酸カリウムから繊維状のＢaＴiＯ3を合成することが提案されている（例えば特開昭６３−２１８５１２号（柳田 他），ジャーナル オブ   アメリカン セラミック ソサイエティ ７７巻，２３２７−２３３１頁，（１９９４年）（大原 他））。
【０００４】
【発明の課題】
この発明の課題は、(１１０)方向に配向した板状のＢaＴiＯ3粒子とその合成方法を提供することにある（請求項１〜３）。
【０００５】
【発明の構成】
この発明は、Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4をオートクレーブ中でＢa(ＯＨ)2と反応させて得られた、（１１０）方向に配向した板状ＢaＴiＯ3粒子にある。この粒子は最短辺を基準とするアスペクト比が例えば１：６：１０程度で、（１１０）方向に高度に配向した板状の粒子である。
この発明はまた、Ｋ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4中のＫ元素及びＬｉ元素をＨイオンとイオン交換することにより、Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4を合成し、次いで該Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4をオートクレーブ中でＢa(ＯＨ)2と反応させて、（１１０）方向に配向した板状ＢaＴiＯ3粒子とする、板状ＢaＴiＯ3粒子の合成方法にある。
好ましくは、前記Ｋ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4を、Ｌi2ＣＯ3とＫ2ＣＯ3とＴiＯ2とをフラックスの存在下で加熱して合成する。
【０００６】
【発明の作用と効果】
この発明では、Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4をＢa(ＯＨ)2と反応させて、板状のＢaＴiＯ3粒子とする。得られるＢaＴiＯ3粒子は、最短辺を１としてアスペクト比が例えば６：１０：１程度の板状の粒子である。そしてこのような板状ＢaＴiＯ3粒子は例えば配向膜や配向セラミックスを作るために用いる。
【０００７】
出発原料のＨ1.07Ｔi1.73Ｏ4は層状の結晶構造を持つ化合物で、これをオートクレーブ中で、例えば１５０℃〜２００℃程度で、Ｂa(ＯＨ)2と反応させれば、板状のＢaＴiＯ3粒子が生成する。そして出発原料のＨ1.07Ｔi1.73Ｏ4はＫ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4をＨＮＯ3等の酸と反応させて、Ｋ元素及びＬｉ元素をＨイオンとイオン交換すること等で合成できる。Ｋ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4はＦeＯＯＨ型の層状構造を持つ化合物で、カリウムイオンは層間サイトを占め、リチウムイオンはＴiＯ6八面体層の八面体サイトの一部を占める。そしてこの化合物の粒子構造は板状である。次にＫ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4を合成するには、例えばＬi2ＣＯ3とＫ2ＣＯ3とＴiＯ2とを所定の割合で混合し、Ｋ2ＭoＯ4等のフラックスを加えて、白金坩堝等で熱処理すれば得ることができる。得られた化合物からのフラックスの除去は、例えば温蒸留水に浸すことによって行うことができる。この発明ではアスペクト比の大きい板状のＢaＴiＯ3粒子を得ることができる。
【０００８】
【実施例】
Ｌi2ＣＯ3とＫ2ＣＯ3とＴiＯ2とを、カリウムとチタンとリチウムとの原子比がＫ ０．８：Ｔi １．７３：Ｌi ０．２７となるように混合し、フラックスのＫ2ＭoＯ4を、例えばＬi2ＣＯ3とＫ2ＣＯ3とＴiＯ2の合計重量に対して２重量％加え、混合して白金坩堝中で１１００℃に昇温し、例えば５時間保持した後徐冷した。この反応での生成物を温蒸留水に浸してフラックスを除去し、再度蒸留水で洗浄した後、濾過し、乾燥して粉末を得た。得られた粉末のＸ線回折スペクトルを図１に示す。生成物はＸ線回折スペクトルから明らかなように、Ｋ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4である。そしてこの物質は層状の結晶構造を有する板状の粒子で、その電子顕微鏡写真を図２に示す。平均結晶サイズは６０×１００×１０μｍである。Ｋ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4の結晶構造はＦeＯ(ＯＨ)型で層状であり、このうちのカリウムイオンは層間サイトにあり、リチウムイオンはＴiＯ6の八面体層の八面体サイトの一部を占めている。
【０００９】
得られたＫ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4を１Ｍ濃度のＨＮＯ3溶液で処理し、カリウムイオンとリチウムイオンを水素イオンでイオン交換し、水洗と濾過と乾燥とにより粉末を得た。この過程で板状粒子の形状は変化せず、カリウムイオンやリチウムイオンはトポタクッチク反応で水素イオンとイオン交換する。得られたＨ1.07Ｔi1.73Ｏ4のＸ線回折スペクトルを図３に示し、粒子構造を図４に示す。Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4のチタン酸の粒子の形状は、出発材料のＫ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4と同じであった。
【００１０】
得られたＨ1.07Ｔi1.73Ｏ4の０.２ｇに、０.３Ｍ濃度のＢa(ＯＨ)2の水溶液（１５ｍｌ）と蒸留水とを加えて、１５０℃あるいは２００℃で、オートクレーブ中で、１日水熱合成した。これによって板状のＢaＴiＯ3粒子が得られた。得られたＢaＴiＯ3（Ｂ．Ｔ）を蒸留水で洗浄し、濾過した後、乾燥した。このようにして得られたＢaＴiＯ3のＸ線回折スペクトルを図５に、電子顕微鏡写真を図６に示す。Ｘ線回折スペクトルはＢaＴiＯ3のスペクトルと完全に一致し、ＢaＴiＯ3の純相であることが分かる。またＢaＴiＯ3粒子の形状は、原材料のＫ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4とほとんど変わっておらず、平均粒子径が１０×６０×１００μｍの板状結晶である。
【００１１】
Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4からのＢaＴiＯ3への反応では、層状の結晶構造を有するＨ1.07Ｔi1.73Ｏ4の層間からバリウムイオンが結晶内部に拡散し、結晶内部でＢaＴiＯ3がトポタクッチク反応で生成するものと、Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4の結晶表面での溶解−析出反応によりＢaＴiＯ3が生成するものの、２種の反応経路が考えられる。なおＢa(ＯＨ)2を加えない場合、ＢaＴiＯ3ではなくアナターゼ型のＴiＯ2が生成した。
【００１２】
得られたＢaＴiＯ3を、スライドガラス上に散布したもののＸ線回折スペクトルを図７に示す。図５のスペクトルと比較すると、（１１０）方向への配向が進み、ＢaＴiＯ3粒子がスライドガラス上で配向していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例で製造した、板状の粒子構造を持つＫ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4層状チタン酸塩のＸ線回折スペクトルを示す特性図
【図２】  実施例で製造した、Ｋ0.8Ｔi1.73Ｌi0.27Ｏ4のセラミック粒子構造を示す電子顕微鏡写真
【図３】  実施例で製造した、板状の粒子構造を持つＨ1.07Ｔi1.73Ｏ4層状チタン酸のＸ線回折スペクトルを示す特性図
【図４】  実施例で製造した、Ｈ1.07Ｔi1.73Ｏ4のセラミック粒子構造を示す電子顕微鏡写真
【図５】  実施例で製造した板状のＢaＴiＯ3のＸ線回折スペクトルを示す特性図
【図６】  実施例で製造した板状のＢaＴiＯ3のセラミック粒子構造を示す電子顕微鏡写真
【図７】  実施例で製造したＢaＴiＯ3配向膜のＸ線回折スペクトルを示す特性図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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