(57)【要約】【課題】  水熱反応を用いながら、得られたセラミック組成物における残存アルカリ量を低減でき、また、十分な合成を行なうことができ、しかも、得られた結晶粒子を小さくすることができる、セラミック組成物の製造方法を提供する。【解決手段】  セラミック組成物の構成元素のイオンを水酸化物化させた水酸化物スラリーを得る、第１工程と、水酸化物スラリー中の水酸化物を洗浄し、ｐＨが９以下になるが６以下とならないように調整して、洗浄物を得る、第２工程と、第２工程で得られた洗浄物に水酸化アルカリ溶液を添加し、水熱反応を行なわせて、反応物を得る、第３工程と、第３工程で得られた反応物を攪拌洗浄する、第４工程と、第４工程の後、反応物に水性溶媒を添加し、ｐＨが５を超えかつ７未満になるように、スラリーを調整して、再度、水熱反応を行なわせる、第５工程とを実施し、その後、反応物を乾燥させる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
得ようとするセラミック組成物の構成元素を含む構成元素溶液と前記構成元素のイオンを水酸化物として取り出すための水酸化アルカリ溶液とを混合して、水酸化物スラリーを得る、第１工程と、
前記第１工程で得られた前記水酸化物スラリー中に含まれる水酸化物を洗浄し、前記水酸化物スラリーのｐＨが９以下になるが６以下にならないように調整して、洗浄物を得る、第２工程と、
前記第２工程で得られた前記洗浄物に鉱化剤としての水酸化アルカリ溶液を添加して、水熱反応を行なわせて、反応物を得る、第３工程と、
前記第３工程で得られた前記反応物に対して、攪拌洗浄を行なう、第４工程と、
前記第４工程の後、前記反応物を乾燥させて、乾燥物を得る、乾燥工程と
を備える、セラミック組成物の製造方法。
【請求項２】
前記第４工程と前記乾燥工程の間において、前記反応物に対して水性溶媒を添加して、ｐＨが５を超えかつ７未満となるように、スラリーを調整して、再度、水熱反応を行なわせる、第５工程をさらに備える、請求項１に記載のセラミック組成物の製造方法。
【請求項３】
前記セラミック組成物が、ビスマスとチタンとアルカリ土類金属元素とを含むビスマス層状化合物であり、
前記第１工程において、前記構成元素溶液がビスマスとチタンとを含み、
前記第３工程において、前記第２工程で得られた前記洗浄物に、さらにアルカリ土類金属元素を含む溶液または水酸化物を添加する、請求項２に記載のセラミック組成物の製造方法。
【請求項４】
前記第３工程において、前記水酸化アルカリ溶液の規定度が０．０１規定以下であり、前記水熱反応を行なわせる時間が１時間以下である、請求項１ないし３のいずれかに記載のセラミック組成物の製造方法。
【請求項５】
前記乾燥工程において乾燥された前記乾燥物から得られた粒子を、４００℃以上かつ７００℃以下の温度で熱処理する、熱処理工程をさらに備える、請求項１ないし４のいずれかに記載のセラミック組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、セラミック組成物の製造方法に関するもので、特に、水熱反応を用いた、セラミック組成物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば積層セラミックコンデンサでは、近年、そこに備える誘電体セラミック層の薄層化および多層化がますます進んで来ている。ごく最近では、誘電体セラミック層の厚みが１μｍで数１００層の積層数を有する積層セラミックコンデンサも製造されている。このような積層セラミックコンデンサを製造する場合、０．１μｍ以下の微粒でかつ結晶性の高いチタン酸バリウム系セラミック粉末が誘電体セラミック層を構成する材料として用いられている。
【０００３】
同様に、圧電セラミック素子においても、近年、小型化かつ高性能化の要求が高まってきている。このような要求に応えるためには、微粒で結晶性が高く、かつ不純物の極めて少ない、たとえばチタン酸鉛（ＰＴ）系粉末の実現が望まれるところである。
【０００４】
一般に、ＰＴ系粉末の製造方法としては、各成分の水溶液とアルカリ性水溶液とを混合し、水熱反応させる方法（水熱法）がよく知られている。
【０００５】
この水熱法は、高温での処理が不要であるため、液相反応の特徴が活かされて、粒子が微細でかつ組成も均一であり、最も好ましい合成方法であると言える。
【０００６】
しかしながら、水熱法では、鉱化剤（反応促進剤）としてのアルカリ性水溶液を用いて水熱反応を行なわせているため、合成したＰＴ系粉末中にアルカリ金属元素が多量に残存するという致命的な問題がある。
【０００７】
たとえば、非特許文献１では、水熱法により、数ミクロンオーダーのチタン酸鉛（ＰＴ）粉末を得る方法が記載されているが、アルカリ金属としてのカリウムの残存量は７００重量ｐｐｍと報告されている。
【０００８】
他方、特許文献１および２では、アルカリを含まない条件下で、ＰＴの水熱合成を行なっているが、合成したＰＴの結晶性が低下することが懸念される。
【０００９】
他方、上述したＰＴの代替として用いられ得る材料の研究開発も精力的に行なわれている。ＰＴを代替し得る材料の候補の１つとして、ビスマス層状化合物がある。ところが、ビスマス層状化合物においては、自発分極の取り得る方向が２次元的に制約されるために、通常のセラミックを作製した場合には、分極処理を施しても、大きな残留分極を得ることができないという致命的な欠点がある。
【００１０】
そこで、たとえば非特許文献２に記載されるように、ホットフォージング等の粒子配合技術を用いて、配向セラミックを作製し、圧電特性を発現させることが行なわれている。また、非特許文献３に記載されるように、強磁場中で粒子を配向させることも試みられている。
【００１１】
上述のような粒子配向技術を用いて、配向セラミックを作製するに際しては、一般的に、単分散かつ単結晶ライクな粒子であることが望まれる。特に、ビスマス層状化合物の場合、その単結晶は大きなアスペクト比を有する板状といった特異な形状を有している。
【００１２】
上述のような特異な形状を有するビスマス層状化合物を有利に作製し得る方法の１つとして、前述した水熱法がある。非特許文献４では、２４０℃の温度で７日間の水熱反応により、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12単相粒子を得たとの報告があり、非特許文献５では、２４０℃の温度で３日間の水熱反応により、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12単相粒子を得たとの報告がある。
【００１３】
しかしながら、これら非特許文献４および５に記載の方法は、７日間または３日間といった長時間の水熱反応を必要としており、到底実用に供し得ないものであるばかりでなく、これらの方法では、多量の水酸化カリウムを用いており、これらの文献には直接の記載がないが、得られた粉末中における多量のアルカリ金属元素の残存が懸念される。
【００１４】
上述したように、いくつかの従来技術では、アルカリ金属元素の多量の残存という問題が解決されなければならない。なぜなら、周知のように、アルカリ金属元素は、セラミックの焼結性や得られた焼結体の電気的特性を著しく低下させるからである。
【００１５】
上述の問題を解決し得る可能性の高い技術として、たとえば特許文献３に記載される方法がある。特許文献３では、実施例において、チタン酸バリウム粉末およびチタン酸ストロンチウム粉末の合成が開示され、水熱反応によって得られた水熱合成粉末に対して、再度、水熱反応処理を実施することにより、残存アルカリ量を低減できることが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−３３５１２２号公報
【特許文献２】特開平９−２８６６１７号公報
【特許文献３】特開平７−６９６３４号公報
【非特許文献１】１９９３年度日本セラミックス協会年会講演予稿集，p.24-25
【非特許文献２】Tadashi Takenaka, Journal of the Ceramic Society of Japan, 110［41］2002, p.215-224
【非特許文献３】２００２年度日本セラミックス協会年会講演予稿集，p.111
【非特許文献４】A. V. Prasda rao and S. Komarneni, ISAF '96, Proc. IEEE Int. Symp. Appl. Ferroelect., 10th, vol.2, Pub. Inst. Electro. Engineers, NY, 1996, p.923-925
【非特許文献５】Yanhui Shi, Changsheng Cao, Shouhua Feng, Materials Letters 46(2000), p.270-273
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した特許文献３では、実施例として、チタン酸バリウム等のアルカリ土類金属元素を含むペロブスカイト型化合物の合成について記載されている。しかしながら、ＰＴ等のような鉛元素を含むペロブスカイト型化合物を合成しようとする場合や、ビスマス層状化合物を合成しようとする場合には、特許文献３に開示された方法をそのまま適用したとしても、良好な結果が得られるとは限らない。
【００１７】
実際、特許文献３では、再度の水熱反応処理工程において、ｐＨ７〜１０の溶媒を適用することが開示されているが、本件発明者は、実験の結果、鉛元素を含むペロブスカイト型化合物やビスマス層状化合物の場合には、残存アルカリ量を低減させるための再度の水熱反応処理時における水性溶媒の最適ｐＨが、特許文献３に開示された７〜１０とは異なるという知見を得ている。
【００１８】
そこで、この発明の目的は、水熱反応を用いながら、得られたセラミック組成物における残存アルカリ量を低減するため、水熱反応を促進するためのアルカリの添加量を低減しながらも、十分な合成を行なうことができ、しかも、得られた結晶粒子を小さくすることができる、そのようなセラミック組成物の製造方法を提供しようとすることである。
【００１９】
この発明の他の特定的な目的は、ビスマス層状化合物のような単相の板状粒子を有するセラミック組成物の製造方法において、残存アルカリ量を低減できる方法を提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明に係るセラミック組成物の製造方法は、上述した技術的課題を解決するため、次のような工程を備えていることを特徴としている。
【００２１】
まず、得ようとするセラミック組成物の構成元素を含む構成元素溶液と構成元素のイオンを水酸化物として取り出すための水酸化アルカリ溶液とを混合して、水酸化物スラリーを得る、第１工程を備えている。この第１工程では、構成元素のイオンが水酸化物化される。
【００２２】
次に、第１工程で得られた水酸化物スラリー中に含まれる水酸化物を洗浄し、水酸化物スラリーのｐＨが９以下になるが６以下にならないように調整して、洗浄物を得る、第２の工程が実施され、その後、第２工程で得られた洗浄物に鉱化剤（反応促進剤）としての水酸化アルカリ溶液を添加して、水熱反応を行なわせて、反応物を得る、第３工程が実施される。
【００２３】
上述した第２工程は、この発明における重要な特徴的構成をなすもので、この第２工程を実施することによって、水酸化物に付着した不純物（主に、構成元素以外の水酸化アルカリ）を除去することができるとともに、構成元素を分子レベルで均一に混合させることができ、そのため、第３工程において水熱反応を行なわせる洗浄物の反応性を高めることができる。以上のことから、結果として、第３工程で添加される水酸化アルカリの添加量を減じることができる。そして、第３工程では、水熱反応により、各構成元素は、組成物を生成するように合成される。
【００２４】
次に、第３工程で得られた反応物に対して、攪拌洗浄を行なう、第４工程が実施される。この第４工程においては、第３工程で反応物に付着した不純物が除去される。
【００２５】
そして、第４工程の後、反応物を乾燥させて、乾燥物を得る、乾燥工程が実施される。
【００２６】
この発明に係るセラミック組成物の製造方法は、上記第４工程と上記乾燥工程との間において、反応物に対して、水性溶媒を添加し、ｐＨが５を超えかつ７未満になるように、スラリーを調整して、再度、水熱反応を行なわる、第５工程をさらに備えることが好ましい。この第５工程を、第４工程と乾燥工程との間で実施することにより、不純物のさらなる除去が可能になる。
【００２７】
この発明に従って製造しようとするセラミック組成物が、ビスマスとチタンとアルカリ土類金属元素とを含むビスマス層状化合物である場合には、上記の好ましい実施態様を適用しながら、第１工程において、構成元素溶液がビスマスとチタンとを含み、第３工程において、第２工程で得られた洗浄物に、さらにアルカリ土類金属元素を含む溶液または水酸化物を添加することが好ましい。
【００２８】
上述の特定的な実施態様では、第１工程において、構成元素溶液は、アルカリ土類金属元素を含んでいてもよいが、含まない方が好ましい。なぜなら、第２工程において実施する洗浄によって、アルカリ土類金属元素が溶出し、その後の線状によって得られた洗浄物には実質的に残存せず、第１工程で添加したアルカリ土類金属元素が無駄になってしまうからである。そればかりでなく、溶出した、たとえばＣａやＳｒによって、チタン酸ビスマス単相や酸化ビスマス相が副生されてしまうからである。
【００２９】
また、第３工程において、水酸化アルカリ溶液の規定度が０．０１規定以下というように鉱化剤として添加する水酸化アルカリの量を低減し、かつ、水熱反応を行なわせる時間が１時間以下というように短くすることが好ましい。
【００３０】
また、乾燥工程において乾燥された乾燥物から得られた粒子を、４００℃以上かつ７００℃以下の温度で熱処理する、熱処理工程をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、水熱反応を行なわせる第３工程の前の第２工程において、水酸化物スラリーのｐＨが９以下になるが６以下にならないように調整して、洗浄物を得るようにしているので、水酸化物に付着した不純物を除去することができるとともに、構成元素を分子レベルで均一に混合することができる。したがって、第３工程において水熱反応を行なわせる洗浄物の反応性を高め、それによって、第３工程で添加される鉱化剤（反応促進剤）としての水酸化アルカリの添加量を減じることができる。その結果、得られたセラミック組成物の結晶粒子を小さくすることができるばかりでなく、残存アルカリ量を低減することができ、アルカリ金属元素によるセラミックの焼結性の低下や焼結体の電気的特性の低下といった問題を有利に回避することができる。
【００３２】
この発明において、第３工程で得られた反応物に対して、攪拌洗浄を行なう、第４工程の後、反応物に対して、水性溶媒を添加し、ｐＨが５を超えかつ７未満になるように、スラリーを調整して、再度、水熱反応を行なわせる、第５工程を実施すると、不純物の除去をさらに行なうことができ、得られたセラミック組成物の焼結体の電気的特性をより向上させることができる。
【００３３】
特に、この発明に従って製造しようとするセラミック組成物が、たとえば、チタン酸ビスマスカルシウム（ＣＢＴ：ＣａＢｉ4 Ｔｉ4 Ｏ15）やチタン酸ビスマスストロンチウム（ＳＢＴｉ：ＳｒＢｉ3 Ｔｉ4 Ｏ15）のような、ビスマスとチタンとアルカリ土類金属元素とを含むビスマス層状化合物である場合には、上記第１ないし第５工程を実施しながら、第１工程において、構成元素溶液がビスマスとチタンとを含み、第３工程において、第２工程で得られた洗浄物に、さらにアルカリ土類金属元素を含む溶液または水酸化物を添加するようにすれば、たとえばチタン酸ビスマス単相や酸化ビスマス相を副生させることなく、また、より電気絶縁性の高い、ＣａやＳｒのようなアルカリ土類金属元素を構成元素として含むビスマス層状単相の化合物を得ることができる。
【００３４】
また、第３工程において、水酸化アルカリ溶液の規定度を０．０１規定以下としながら、水熱反応を行なわせる時間を１時間以下としたり、乾燥工程において乾燥された乾燥物から得られた粒子を、４００℃以上かつ７００℃以下の温度で熱処理する、熱処理工程をさらに実施するようにしたりすれば、得られたセラミック組成物の結晶粒子をたとえば１５ｎｍというように極めて小さくすることができる。
【００３５】
これに対して、水酸化アルカリ溶液の規定度が０．０１規定を超えたり、水熱反応時間が１時間を超えたりすると、たとえば３０ｎｍ以上といった比較的大きな粒径のものが直接生成されてしまう。
【００３６】
なお、水酸化アルカリ溶液の規定度が低すぎたり、また、水熱反応時間が短すぎたりすると、後で熱処理を施したとしても、非晶質のものしか得られないことがある。したがって、前述した効果がより確実に得られるようにするには、水酸化アルカリ溶液の規定度は０．００１規定以上かつ０．０１規定以下であり、水熱反応時間が５分間以上かつ１時間以下であることが好ましい。
【００３７】
また、乾燥工程後の熱処理工程において適用される温度は、４５０℃以上かつ６００℃以下であることが好ましい。また、この熱処理は、高速熱処理であることが好ましく、たとえば、５℃／分以上の速度で昇降温させ、かつ、熱処理のキープ時間は１０分間以下であることが好ましい。
【００３８】
これに対して、昇降温速度が５℃／分未満であったり、熱処理温度が７００℃を超えたり、熱処理のキープ時間が１０分間を超えたりする場合には、たとえば５０ｎｍ以上に粒成長が生じることがある。
【００３９】
熱処理雰囲気については、特に限定されるものではないが、大気中に比べて、窒素のような中性雰囲気中の方が、より小さな粒径を有するセラミック組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に、この発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４１】
チタンテトライソプロポキシド：２８．３４ｇ（チタン元素として０．１モル含有）およびイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）：１１８．１５ｇを秤量し、チタンテトライソプロポキシドのＩＰＡ溶液を作製した。他方、硝酸鉛：３４．９５ｇ（鉛元素として０．１０５モル含有）を純水：１７０．３７ｇに溶解させて、硝酸鉛水溶液を作製した。
【００４２】
次に、チタンテトライソプロポキシドのＩＰＡ溶液を高速攪拌機で高速攪拌しながら、硝酸鉛水溶液を、マイクロチュービングポンプを用いて滴下し、硝酸鉛水溶液とチタン水酸化物との混合スラリーを作製した。そして、この混合スラリーを高速攪拌機で高速攪拌しながら、８規定の水酸化カリウム溶液：３４．８６ｇ（水酸化カリウムとして０．２１モル含有）を、マイクロチュービングポンプを用いて滴下し、鉛元素とチタン元素とが混合された水酸化物スラリーを得た（以上、第１工程）。
【００４３】
次に、第１工程で得られた水酸化物スラリーを脱水し、脱水ケーキを得た。次に、この脱水ケーキに対して純水：３００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌し、その後に脱水する、といった操作を３回繰り返すことにより、鉛元素とチタン元素とを分子レベルで均一に混合させるとともに、不純物である水酸化カリウムや硝酸カリウムを除去した。なお、この工程における最後の脱水によって得られたろ液のｐＨは６．８であった（以上、第２工程）。
【００４４】
次に、第２工程で得られた洗浄物としての脱水ケーキに対して、８規定の水酸化カリウム溶液：０．４９８ｇ（水酸化カリウムとして０．００３モル含有）と純水：２９９．６２５ｇとを添加してスラリーを作製した。なお、このスラリーの水熱反応時のアルカリ溶媒規定度は０．０１規定となるものである。次に、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌し、その後、ポリテトラフルオロエチレン製ビーカーに投入し、このビーカーを内容積０．５リットルの攪拌型オートクレーブに取り付け、２００℃、４時間および２００ｒｐｍの条件で水熱反応を行なわせた（以上、第３工程）。
【００４５】
次に、第３工程の終了後、スラリーを脱水して反応物としての脱水ケーキを得た。次に、脱水ケーキに対して純水：３００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌し、その後に脱水する、といった操作を３回繰り返した（以上、第４工程）。
【００４６】
次に、第４工程で得られた脱水ケーキに対して純水：３００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌した。その後、このスラリーをポリテトラフルオロエチレン製ビーカーに投入し、このビーカーを内容積０．５リットルの攪拌型オートクレーブに取り付け、２００℃、４時間および２００ｒｐｍの条件で、再び水熱反応を行なわせた（以上、第５工程）。
【００４７】
次に、第５工程の終了後、脱水を行ない、得られた脱水ケーキを、１００℃の温度に設定されたオーブンに入れ、１２時間乾燥させた。その後、４０メッシュのふるいで整粒を行なって、目的とするセラミック組成物粉末を得た。
【００４８】
このようにして得られたセラミック組成物粉末について、次のような評価結果が得られた。
【００４９】
まず、得られたセラミック組成物粉末を構成する粒子は、ＸＲＤ定性分析の結果、正方晶のチタン酸鉛（ＰＴ）単相粒子であった。同時に精密ＸＲＤ測定を行なったところ、ｃ／ａ軸比は、バルクの場合と同等の１．０６５であった。また、ＳＥＭおよびＴＥＭ観察の結果、セラミック組成物を構成する粒子は、異方性のある直方体形状を有しており、粒径は３０ｎｍであった。さらに、電子線回折像の観察を行なったところ、明確なスポットが観察され、この粒子が、単結晶ライクなチタン酸鉛粒子であることが明らかとなった。また、粒子中の残存カリウム量を分析したところ、４０重量ｐｐｍと極めて少ないことが判明した。
【００５０】
上述したように、実施例１によれば、残存カリウム量が４０重量ｐｐｍと極めて少なく、かつ組成的に均一であり、粒径３０ｎｍの単結晶ライクなチタン酸鉛粒子を得ることができた。
【００５１】
不純物の除去を目的として、生成粒子を洗浄することは、通常、よく行なわれていることであり、上記実施例１では第４工程に相当する。上記実施例１においては、この洗浄操作に加えて、第５工程を実施し、ここで水熱条件下での洗浄操作をさらに行なうことにより、残存カリウム量を４０重量ｐｐｍというようにより少なくすることができる。
【００５２】
なお、上述の水熱条件下での洗浄操作において、水性溶媒を添加し、ｐＨが５を超えかつ７未満になるようにすることが望ましい。ｐＨが７以上であると、カリウム等のアルカリ金属元素の除去効果が低減し、ｐＨが５以下であると、鉛元素が溶出するからである。これに関連して、前述の特許文献３においては、再度の水熱処理で残存アルカリ量を低減できることが開示されているが、その際の溶媒は中性またはアルカリ性（ｐＨ７〜１０）であることが好ましいとされている。この特許文献３では、主として、チタン酸バリウム等のアルカリ土類金属元素を含むペロブスカイト型化合物を合成する場合の例が開示されている。これに対して、上記実施例１では、鉛元素を含むペロブスカイト型化合物の合成を行なっており、再度の水熱処理を実施する第５工程での水性溶媒の最適ｐＨが、特許文献３に開示されるｐＨとは異なっていることに注目すべきである。
【００５３】
また、水熱条件下での反応温度は、第３工程における水熱反応温度以上にすることが好ましい。なお、用いられるポリテトラフルオロエチレン製ビーカーの耐熱性を考慮して、この温度は、２５０℃程度を上限とすべきである。
【００５４】
また、上記実施例１から明らかなように、第３工程において実施する水熱反応時のアルカリ溶媒規定度を極めて小さくできることにも注目すべきである。より具体的には、実施例１における水熱反応時のアルカリ溶媒規定度は０．０１規定と極めて小さい。通常の水熱合成においては、水熱反応時のアルカリ溶媒規定度は１規定以上である。たとえば、前述の特許文献１においては、１規定以上のアルカリ溶媒中で水熱反応を行なわせることが、特許請求の範囲の要件として記載されている。これに対して、上記実施例１においては、第２工程を実施し、ここで、水酸化カリウムや硝酸カリウムを除去すると同時に、鉛元素とチタン元素とを分子レベルで均一に混合させる操作を施している。その結果、第３工程での水熱反応時のアルカリ溶媒規定度を小さくすることができたのである。
【００５５】
上述したように、実施例１における水熱反応時のアルカリ溶媒規定度は０．０１規定であり、これはｐＨにおいて約１２に相当する。このような第３工程での水熱反応は、ｐＨが約１２の場合に限らず、ｐＨ８〜１４のアルカリ領域で実施されることが好ましい。
【００５６】
第２工程で実施される洗浄操作は、脱水して得られるろ液のｐＨが９以下になるが６以下にならないように実施される。必要以上に洗浄操作を行ない、ろ液のｐＨが６以下になると、鉛成分の溶出が起こり、組成ずれの原因となり、他方、洗浄操作が不十分で、ろ液のｐＨが９を超えると、チタン酸鉛単相粒子が得られなくなったり、残存カリウム量が最終生成物の粉末において１００重量ｐｐｍを超えたりすることがあるからである。なお、好ましくは、洗浄操作は、ろ液のｐＨが７〜８となるまで実施される。
【実施例２】
【００５７】
実施例１の場合と同様、チタンテトライソプロポキシド：２８．３４ｇ（チタン元素として０．１モル含有）およびＩＰＡ：１１８．１５ｇを秤量し、チタンテトライソプロポキシドのＩＰＡ溶液を作製した。他方、硝酸鉛：３４．９５ｇ（鉛元素として０．１０５モル含有）を純水：１７０．３７ｇに溶解させて、硝酸鉛水溶液を作製した。
【００５８】
次に、チタンテトライソプロポキシドのＩＰＡ溶液を高速攪拌機で高速攪拌しながら、硝酸鉛水溶液を、マイクロチュービングポンプを用いて滴下し、硝酸鉛水溶液とチタン水酸化物との混合スラリーを作製した。そして、この混合スラリーを高速攪拌機で高速攪拌しながら、８規定の水酸化カリウム溶液：３４．８６ｇ（水酸化カリウムとして０．２１モル含有）を、マイクロチュービングポンプを用いて滴下し、鉛元素とチタン元素とが混合された水酸化物スラリーを得た（以上、第１工程）。
【００５９】
次に、第１工程で得られた水酸化物スラリーの上澄み液：約２００ミリリットルを取り除いた後、純水：２００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌した。この操作を６回繰り返すことにより、鉛元素とチタン元素とを分子レベルで均一に混合させるとともに、不純物である水酸化カリウムや硝酸カリウムを除去したスラリーを得た。なお、最終的に得られたスラリー中の溶媒のｐＨは７．１であった（以上、第２工程）。
【００６０】
次に、第２工程で得られた洗浄物としてのスラリーに対して、上澄み液：０．４９８ｇを取り除いた後、８規定の水酸化カリウム溶液：０．４９８ｇ（水酸化カリウムとして０．００３モル含有）を添加してスラリーを作製した。次に、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌し、その後、ポリテトラフルオロエチレン製ビーカーに投入し、このビーカーを内容積０．５リットルの攪拌型オートクレーブに取り付け、２００℃、４時間および２００ｒｐｍの条件で水熱反応を行なわせた。なお、このスラリーの水熱反応時のアルカリ溶媒規定度は０．０１規定となるものであった（以上、第３工程）。
【００６１】
次に、第３工程で得られた反応物としてのスラリーに対して、上澄み液：約２００ミリリットルを取り除いた後、純水：２００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌した。この操作を６回繰り返した（以上、第４工程）。
【００６２】
次に、第４工程で得られたスラリーを、ポリテトラフルオロエチレン製ビーカーに投入し、このビーカーを内容積０．５リットルの攪拌型オートクレーブに取り付け、２００℃、４時間および２００ｒｐｍの条件で、再び水熱反応を行なわせた（以上、第５工程）。
【００６３】
次に、第５工程で得られたスラリーに対して、上澄み液：約２００ミリリットルを取り除いた後、純水：２００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌した。この操作を３回繰り返した。そして、最終的に得られたスラリーを蒸発乾燥させることにより、乾燥粉末を得、その後、この乾燥粉末に対して４０メッシュのふるいで整粒を行なって、目的とするセラミック組成物粉末を得た。
【００６４】
このようにして得られたセラミック組成物粉末について、実施例１の場合と同様の評価を行なったところ、まず、ＸＲＤ定性分析の結果、正方晶のチタン酸鉛（ＰＴ）単相粒子であった。同時に精密ＸＲＤ測定を行なったところ、ｃ／ａ軸比は、１．０６３であった。また、ＳＥＭおよびＴＥＭ観察の結果、セラミック組成物を構成する粒子は、異方性のある直方体形状を有しており、粒径は３２ｎｍであった。さらに、電子線回折像の観察を行なったところ、明確なスポットが観察され、この粒子が、単結晶ライクなチタン酸鉛粒子であることが明らかとなった。また、粒子中の残存カリウム量を分析したところ、４３重量ｐｐｍと極めて少ないことが判明した。
【実施例３】
【００６５】
上記実施例１の第３工程において、脱水ケーキに対して、８規定の水酸化カリウム溶液：４．９８ｇ（水酸化カリウムとして０．０３モル含有）および純水：２９６．２５ｇを添加してスラリーを作製したことを除いて、上記実施例１の場合と同様にして、セラミック組成物粉末を得た。なお、この実施例３の第３工程における水熱反応時のアルカリ溶媒規定度は０．１規定となるものである。
【００６６】
得られたセラミック組成物粉末について、実施例１の場合と同様の評価を行なったところ、まず、ＸＲＤ定性分析の結果、正方晶のチタン酸鉛（ＰＴ）単相粒子であった。また、同時に精密ＸＲＤ測定を行なったところ、ｃ／ａ軸比は１．０６７であり、バルクの場合と同等の値であった。また、ＳＥＭおよびＴＥＭ観察の結果、得られた粒子は、異方性のある直方体形状を有しており、粒径は１００ｎｍ（０．１μｍ）であった。さらに、電子線回折像の観察を行なったところ、明確なスポットが観察され、この粒子が、単結晶ライクなチタン酸鉛粒子であることが明らかとなった。また、粒子中の残存カリウム量を分析したところ、６０重量ｐｐｍと極めて少ないことが判明した。
【実施例４】
【００６７】
実施例１の第３工程において、脱水ケーキに対して、８規定の水酸化カリウム溶液：０．３９８４ｇ（水酸化カリウムとして０．００２４モル含有）および純水：２９９．６０２ｇを添加してスラリーを作製したことを除いて、上記実施例１の場合と同様の条件で第４工程まで実施した。なお、この実施例４の第３工程における水熱反応時のアルカリ溶媒規定度は０．００８規定となるものである。
【００６８】
その後、実施例１の第５工程に相当する工程を実施せずに、第４工程で得られた脱水ケーキを、１００℃の温度に設定されたオーブンに入れ、１２時間乾燥させた。その後、４０メッシュのふるいで整粒を行なった。この乾燥工程で得られた粒子をＸ線回折によって分析した結果、非晶質であることが判明した。また、ＳＥＭ観察の結果、大きさの揃った粒径１０ｎｍの粒子であった。
【００６９】
次に、上記乾燥工程で得られた粒子を、窒素雰囲気中、５００℃の温度で１分間熱処理し、目的とするセラミック組成物粉末を得た。
【００７０】
得られたセラミック組成物粉末について、実施例１の場合と同様の評価を行なったところ、まず、ＸＲＤ定性分析の結果、正方晶のチタン酸鉛（ＰＴ）単相粒子であった。また、同時に精密ＸＲＤ測定を行なったところ、ｃ／ａ軸比は１．０６５であり、バルクの場合と同等の値であった。また、ＳＥＭおよびＴＥＭ観察の結果、得られた粒子は、異方性のある直方体形状を有しており、粒径は１５ｎｍであった。さらに、電子線回折像の観察を行なったところ、明確なスポットが観察され、この粒子が、単結晶ライクなチタン酸鉛粒子であることが明らかとなった。また、粒子中の残存カリウム量を分析したところ、３８重量ｐｐｍと極めて少ないことが判明した。
【実施例５】
【００７１】
上記実施例４における最後の熱処理工程において、窒素雰囲気中の熱処理に代えて、大気中の熱処理を実施したことを除いて、実施例４の場合と同様にして、セラミック組成物粉末を得た。
【００７２】
得られたセラミック組成物粉末について、チタン酸鉛粒子の粒径を求めたところ、２０ｎｍであった。
【実施例６】
【００７３】
オキシ塩化ビスマス：２６．０７ｇ（ビスマス元素として０．１モル含有）を、３規定の塩酸溶液：２００ｃｍ3 に溶解させ、オキシ塩化ビスマスの塩酸溶液を作製した。他方、チタンテトライソプロポキシド：２１．１０８ｇ（チタン元素として０．０７５モル含有）を、ＩＰＡ：１２４．１１ｇと混合して、チタンテトライソプロポキシドのＩＰＡ溶液を作製した。
【００７４】
次に、チタンテトライソプロポキシドのＩＰＡ溶液を、高速攪拌機で高速攪拌しながら、８規定の水酸化カリウム溶液：４９８ｇ（水酸化カリウムとして３モル含有）をマイクロチュービングポンプで滴下した。その後において、オキシ塩化ビスマスの塩酸溶液を、同様に、マイクロチュービングポンプで滴下し、ビスマス元素とチタン元素とが混合された水酸化物スラリーを得た（以上、第１工程）。
【００７５】
次に、第１工程で得られた水酸化物スラリーを脱水し、脱水ケーキを得た。次に、この脱水ケーキに対して純水：８００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌し、その後に脱水する、といった操作を５回繰り返すことにより、ビスマス元素とチタン元素とを分子レベルで均一に混合させるとともに、不純物である水酸化カリウムや塩化カリウムを除去した。なお、この工程における最後の脱水によって得られたろ液のｐＨは８．５であった（以上、第２工程）。
【００７６】
次に、第２工程で得られた脱水ケーキに対して、８規定の水酸化カリウム溶液：７４．７ｇ（水酸化カリウムとして０．４５モル含有）と純水：５４３．７５ｇとを添加してスラリーを作製した。なお、このスラリーの水熱反応時のアルカリ溶媒規定度は０．７５規定となるものである。次に、スラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌し、その後、ポリテトラフルオロエチレン製ビーカーに投入し、このビーカーを内容積１．１リットルの攪拌型オートクレーブに取り付け、２２０℃、２４時間および５００ｒｐｍの条件で水熱反応を行なわせた（以上、第３工程）。
【００７７】
次に、第３工程の終了後、スラリーを脱水して脱水ケーキを得た。次に、脱水ケーキに対して純水：８００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌し、その後に脱水する、といった操作を２回繰り返した（以上、第４工程）。
【００７８】
次に、第４工程で得られた脱水ケーキに対して、純水：６００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌した。その後、このスラリーをポリテトラフルオロエチレン製ビーカーに投入し、このビーカーを内容積１．１リットルの攪拌型オートクレーブに取り付け、２２０℃、２４時間および５００ｒｐｍの条件で、再び水熱反応を行なわせた（以上、第５工程）。
【００７９】
次に、第５工程の終了後、脱水を行ない、得られた脱水ケーキを、１００℃の温度に設定されたオーブンに入れ、１２時間乾燥させた。その後、４０メッシュのふるいで整粒を行なって、目的とするセラミック組成物粉末を得た。
【００８０】
このようにして得られたセラミック組成物粉末について、次のような評価結果が得られた。
【００８１】
まず、得られたセラミック組成物粉末をＸＲＤ定性分析した結果、図１（ａ）に示すように、斜方晶のチタン酸ビスマス（ＢＩＴ）単相粒子であることが確認された。また、ＳＥＭ観察の結果、図１（ｂ）に示すように、この粒子は板状を有しており、粒径が５μｍ程度であった。また、粒子中の残存カリウム量を分析したところ、９０重量ｐｐｍと極めて少ないことが判明した。
【００８２】
上述のように、実施例６によれば、残存カリウム量が９０重量ｐｐｍと極めて少なく、かつ粒径５μｍ程度の板状を有する、チタン酸ビスマス単相粒子を得ることができた。
【００８３】
前述の非特許文献４および５では、２４０℃で７日間または３日間というように、長時間、水熱反応させているのに対し、上記実施例６では、２２０℃で２４時間というように、十分実用的な水熱合成条件で、チタン酸ビスマス単相粒子を得ることができた。この理由は、実施例１において述べたのと同様、第２工程において、水酸化カリウムや塩化カリウムを除去すると同時に、ビスマス元素とチタン元素とを分子レベルで均一に混合させる操作を施しているからである。その結果、非特許文献４および５での報告例に比べて、より低温かつ短時間の水熱反応条件で、チタン酸ビスマス単相粒子を得ることができたのである。
【００８４】
また、上記実施例６では、第２工程における洗浄回数が５回である。これは、第１工程において、比較的多量の水酸化カリウム溶液（水酸化カリウムとして３モル含有）を用いてオキシ塩化ビスマスの塩酸溶液を加水分解させているからである。第２工程における洗浄操作については、洗浄回数よりも、ろ液のｐＨがどの程度になるまで洗浄するかが重要である。前述の実施例１、３および４では、ＰＴが合成され、第２工程において、ろ液のｐＨが６．５または６．８であったが、この実施例６では、チタン酸ビスマスが合成され、第２工程において、ろ液のｐＨが８．５となるまで洗浄された。これは、目的とする化合物の違いによって、ろ液の最適ｐＨの値が異なることを意味している。
【００８５】
また、実施例６では、実施例１ないし３の場合と同様、第３工程での水酸化カリウム溶液の規定度が０．０１規定を超え、水熱反応時間が１時間を超え、さらに乾燥工程後の熱処理を実施していないが、水熱反応処理前の洗浄操作（第２工程）に加えて、水熱条件下での洗浄操作（第５工程）を施している。これにより、残留カリウム量を１００重量ｐｐｍ以下に低減できたのである。因みに、この発明の範囲内であるが、第４工程までしか実施しない場合には、残留カリウム量は２００〜３００重量ｐｐｍであった。
【００８６】
上述の再度の水熱処理については、特許文献３においても開示されている。しかしながら、特許文献３では、この再度の水熱処理は、ｐＨ７〜１０の水性溶媒中で実施されている。因みに、ｐＨ７に調整した水酸化バリウム溶液を用いて、再度の水熱処理を行なったところ、残存カリウム量は１８０重量ｐｐｍとなり、１００重量ｐｐｍ以下にはならなかった。さらに、ｐＨ５以下の水性溶媒中で再度の水熱処理を施すと、ビスマス元素が顕著に溶出するという不都合を招いた。したがって、再度の水熱処理を行なう際の水性溶媒のｐＨは、５を超えかつ７未満に設定する必要がある。
【実施例７】
【００８７】
上記実施例６において得られたＢＩＴ単相粒子と固相反応で得られたＢＩＴ単相粒子とを、重量比で等量混合した。次いで、この混合粉末に対して、純水とバインダとを添加した後、ボールミルを用いて混練することによって、スラリーを作製した。次いで、このスラリーに対して、ドクターブレード法を適用して、セラミックグリーンシートを成形した。
【００８８】
次に、上記のようにして得られた複数のセラミックグリーンシートを積層し、かつ圧着することによって、生の積層体を作製し、次いで、この生の積層体を所定の大きさにカットすることによって、生の積層体チップを得た。
【００８９】
次に、生の積層体チップを、脱バインダ処理した後、大気中において、１０００℃の温度で２時間焼成し、セラミック焼結体を得た。
【００９０】
得られたセラミック焼結体のＸＲＤ分析結果が図２の上部（"BIT oriented ceramics" ）に示されている。なお、図２の下部（"BIT particle by hydrothermal method" ）には、同上部に示したセラミック焼結体のＸＲＤ分析結果との対比を容易にするため、図１（ａ）にも示した実施例６において得られたＢＩＴ単相粒子のＸＲＤ分析結果が示されている。また、この実施例７において得られたセラミック焼結体の表面のＳＥＭ観察結果が図３（ａ）に示され、同じく断面のＳＥＭ観察結果が図３（ｂ）に示されている。
【００９１】
これら図２および図３から、実施例７によれば、良好なＢＩＴ配向セラミックが得られていることがわかる。
【実施例８】
【００９２】
オキシ塩化ビスマス：２６．０７ｇ（ビスマス元素として０．１モル含有）を、３規定の塩酸溶液：２００ｃｍ3 に溶解させ、オキシ塩化ビスマスの塩酸溶液を作製した。他方、チタンテトライソプロポキシド：２８．３１ｇ（チタン元素として０．１モル含有）を、ＩＰＡ：１１８．１８ｇと混合して、チタンテトライソプロポキシドのＩＰＡ溶液を作製した。
【００９３】
次に、上記チタンテトライソプロポキシドのＩＰＡ溶液に、純水：１００ｇをマイクロチュービングポンプにて滴下した。その後、これを、高速攪拌機で高速攪拌しながら、８規定の水酸化カリウム溶液：４９８ｇ（水酸化カリウムとして３モル含有）をマイクロチュービングポンプで滴下した。続いて、前述のように作製されたオキシ塩化ビスマスの塩酸溶液を、同様に、マイクロチュービングポンプで滴下し、ビスマス元素とチタン元素とが混合された水酸化物スラリーを得た（以上、第１工程）。
【００９４】
次に、第１工程で得られた水酸化物スラリーを脱水し、脱水ケーキを得た。次に、この脱水ケーキに対して純水：８００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌し、その後に脱水する、といった操作を５回繰り返すことにより、ビスマス元素とチタン元素とを分子レベルで均一に混合させるとともに、不純物である水酸化カリウムや塩化カリウムを除去した。なお、この工程における最後の脱水によって得られたろ液のｐＨは８．６であった（以上、第２工程）。
【００９５】
次に、第２工程で得られた脱水ケーキに対して、８規定の水酸化カリウム溶液：１３３．２１５ｇ（水酸化カリウムとして０．８０２５モル含有）と純水：３９９．６９ｇとを添加してスラリーを作製し、これを１５分間程度高速攪拌した。その後、このスラリーを高速攪拌しながら、ここに、塩化カルシウム溶液（０．０２６２５モルの塩化カルシウムを１００ｇの純水に溶解させたもの）をマイクロチュービングポンプで滴下した。滴下後、１５分間程度高速攪拌したスラリーを、ポリテトラフルオロエチレン製ビーカーに投入し、このビーカーを内容積１．１リットルの攪拌型オートクレーブに取り付け、２２０℃、２４時間および５００ｒｐｍの条件で水熱反応を行なわせた（以上、第３工程）。
【００９６】
次に、第３工程の終了後、スラリーを脱水して脱水ケーキを得た。次に、脱水ケーキに対して純水：６００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌し、その後に脱水する、といった操作を３回繰り返した（以上、第４工程）。
【００９７】
次に、第４工程で得られた脱水ケーキに対して、純水：６００ｇを添加してスラリーを作製し、このスラリーを、高速攪拌機を用いて３０分間程度高速攪拌した。その後、このスラリーをポリテトラフルオロエチレン製ビーカーに投入し、このビーカーを内容積１．１リットルの攪拌型オートクレーブに取り付け、２２０℃、２４時間および５００ｒｐｍの条件で、再び水熱反応を行なわせた（以上、第５工程）。
【００９８】
次に、第５工程の終了後、脱水を行ない、得られた脱水ケーキを、１００℃の温度に設定されたオーブンに入れ、１２時間乾燥させた。その後、４０メッシュのふるいで整粒を行なって、目的とするセラミック組成物粉末を得た。
【００９９】
このようにして得られたセラミック組成物粉末について、次のような評価結果が得られた。
【０１００】
まず、得られたセラミック組成物粉末をＸＲＤ定性分析した結果、図４の上部（"product after hydrothermal treatment"）に示すように、チタン酸ビスマスカルシウム（ＣＢＴ：ＣａＢｉ4 Ｔｉ4 Ｏ15）単相粒子であることが確認された。なお、図４の下部（"product after hydrothermal reaction" ）には、第３工程での水熱反応後の粉末についてＸＲＤ定性分析した結果が示されている。
【０１０１】
また、ＳＥＭ観察の結果、図５に示すように、この粒子は板状を有しており、粒径が０．２〜０．３μｍであった。また、粒子中の残存カリウム量を分析したところ、９５重量ｐｐｍと極めて少ないことが判明した。
【０１０２】
上述のように、実施例８によれば、残存カリウム量が９５重量ｐｐｍと極めて少なく、かつ粒径０．２〜０．３μｍの板状を有する、チタン酸ビスマスカルシウム単相粒子を得ることができた。
【０１０３】
前述の実施例６では、第３工程後において、既に目的とするチタン酸ビスマス単相粒子が得られていることが確認されている。これに対して、この実施例８のように、チタン酸ビスマスカルシウム単相粒子を得ようとする場合には、第３工程後には、図４の下部に示すように、チタン酸ビスマス（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12）相や酸化ビスマス（Ｂｉ4 Ｏ7 ）相が副生しており、チタン酸ビスマスカルシウム単相ではないことが判明した。実施例８では、再水熱反応を行なわせる第５工程終了後において、初めてチタン酸ビスマスカルシウム単相粒子が得られたのである。
【０１０４】
実施例６では、第５工程は残存カリウム量低減に著しい効果を示していた。実施例８においても、この効果は同様である。因みに、第４工程までしか実施しない場合には、残存カリウム量は４００重量ｐｐｍ程度であった。
【０１０５】
加えて、実施例８では、チタン酸ビスマスカルシウム単相粒子を得ようとするものであるため、再水熱反応処理を行なう第５工程は、チタン酸ビスマス相や酸化ビスマス相を除去し、チタン酸ビスマスカルシウム単相粒子を得るために必要不可欠の工程であることがわかった。
【０１０６】
なお、カルシウム含有溶液を、第３工程ではなく第１工程において添加して、チタン酸ビスマスカルシウムの合成を試みたが、洗浄によって、水酸化カルシウムの溶出が起こり、その後の脱水によって得られた脱水ケーキにはカルシウムが実質的に残存せず、生成された粒子がチタン酸ビスマス相を主相とするものであった。また、これに対処するため、溶出する水酸化カルシウム量を見込んで、過剰にカルシウム含有溶液を反応させた場合には、チタン酸カルシウム相が副生し、単相粒子が得られなかった。
【０１０７】
実施例８において、カルシウムを化学量論値に対して５モル％過剰にして仕込んでいる。化学量論値どおりに仕込むと、チタン酸ビスマス相の副生が顕著になるからである。また、化学量論値より１０モル％過剰であると、生成粒子の結晶性が低下する。したがって、カルシウム量は化学量論値に対して５モル％程度過剰であることが好ましい。なお、実施例８の場合とは異なり、第３工程だけでなく、第１工程でもカルシウムが添加される場合には、その分を考慮して、適正なカルシウム量が決定されればよい。
【０１０８】
また、第５工程での再水熱処理で用いられる水性溶媒のｐＨは、実施例６の場合と同様、５を超えかつ７未満に設定する必要がある。ｐＨが５以下であると、ビスマス元素の溶出が顕著になり、他方、７以上であると、残存カリウムの低減効果が損なわれるからである。
【実施例９】
【０１０９】
上記実施例８において得られたＣＢＴ単相粒子に対して、純水とバインダとを添加した後、ボールミルを用いて混練することによって、スラリーを作製した。次いで、このスラリーに対して、ドクターブレード法を適用して、セラミックグリーンシートを成形した。
【０１１０】
次に、上記のようにして得られた複数のセラミックグリーンシートを積層し、かつ圧着することによって、生の積層体を作製し、次いで、この生の積層体を所定の大きさにカットすることによって、生の積層体チップを得た。
【０１１１】
次に、生の積層体チップを、注意深く脱バインダ処理した後、大気中において、１２００℃の温度で２時間焼成し、セラミック焼結体を得た。
【０１１２】
得られたセラミック焼結体のＸＲＤ分析結果が図６の上部（"CBT oriented ceramics" ）に示されている。なお、図６の下部（"CBT particle by hydrothermal method" ）には、同上部に示したセラミック焼結体のＸＲＤ分析結果と対比するため、実施例８において得られたＣＢＴ単相粒子のＸＲＤ分析結果が示されている。また、この実施例９において得られたセラミック焼結体の表面のＳＥＭ観察結果が図７（ａ）に示され、同じく断面のＳＥＭ観察結果が図７（ｂ）に示されている。
【０１１３】
これら図６および図７から、実施例９によれば、良好なＣＢＴ配向セラミックが得られていることがわかる。
【実施例１０】
【０１１４】
実施例８の場合と同様にして、ビスマス元素とチタン元素とが混合された水酸化物スラリーを得た（以上、第１工程）。
【０１１５】
次に、実施例８の場合と同様にして、第１工程で得られた水酸化物スラリーを脱水し、脱水ケーキを得た後、この脱水ケーキに対して、純水添加、攪拌、および脱水、といった操作を５回繰り返すことにより、ビスマス元素とチタン元素とを分子レベルで均一に混合させるとともに、不純物である水酸化カリウムや塩化カリウムを除去した。なお、この工程における最後の脱水によって得られたろ液のｐＨは８．４であった（以上、第２工程）。
【０１１６】
次に、第２工程で得られた脱水ケーキに対して、８規定の水酸化カリウム溶液：１２４．５ｇ（水酸化カリウムとして０．７５モル含有）と純水：５０６．２５ｇとを添加してスラリーを作製し、これを１５分間程度高速攪拌した。その後、このスラリーに、水酸化ストロンチウムの８水塩：６．９８３ｇ（ストロンチウムとして０．０２６２５モル含有）を添加した。添加後、スラリーを、ポリテトラフルオロエチレン製ビーカーに投入し、このビーカーを内容積１．１リットルの攪拌型オートクレーブに取り付け、２２０℃、２４時間および５００ｒｐｍの条件で水熱反応を行なわせた（以上、第３工程）。
【０１１７】
次に、実施例８の場合と同様にして、第４工程および第５工程を実施し、第５工程の終了後、脱水を行ない、得られた脱水ケーキを、１００℃の温度に設定されたオーブンに入れ、１２時間乾燥させた。その後、４０メッシュのふるいで整粒を行なって、目的とするセラミック組成物粉末を得た。
【０１１８】
このようにして得られたセラミック組成物粉末について、次のような評価結果が得られた。
【０１１９】
まず、得られたセラミック組成物粉末をＸＲＤ定性分析した結果、チタン酸ビスマスストロンチウム（ＳＢＴｉ：ＳｒＢｉ4 Ｔｉ4 Ｏ15）単相粒子であることが確認された。また、ＳＥＭ観察の結果、この粒子は板状を有しており、粒径が０．２〜０．３μｍであった。また、粒子中の残存カリウム量を分析したところ、８７重量ｐｐｍと極めて少ないことが判明した。
【０１２０】
このように、実施例１０によれば、前述した実施例８の場合と同様の効果が得られている。
【０１２１】
なお、実施例８ないし１０は、アルカリ土類金属元素として、カルシウムおよびストロンチウムをそれぞれ含有させた場合について実施したが、他のアルカリ土類金属元素を含有させた場合においても、実施例８ないし１０で実施された方法と同様の方法を適用でき、また、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】実施例６において得られたチタン酸ビスマス単相粒子の分析結果を示すもので、（ａ）はＸＲＤチャートを示す図であり、（ｂ）はＳＥＭ写真を示す図である。
【図２】実施例７において得られたチタン酸ビスマス配向セラミック焼結体のＸＲＤチャートを上部に、実施例６において得られたチタン酸ビスマス単相粒子のＸＲＤチャートを下部に示す図である。
【図３】実施例７において得られたチタン酸ビスマス配向セラミック焼結体のＳＥＭ観察結果を示すもので、（ａ）はセラミック焼結体の表面を撮像したＳＥＭ写真を示す図であり、（ｂ）はセラミック焼結体の断面を撮像したＳＥＭ写真を示す図である。
【図４】実施例８において得られたチタン酸ビスマスカルシウム単相粒子のＸＲＤチャートを上部に、実施例８において第３工程での水熱反応後の粉末のＸＲＤチャートを下部に示す図である。
【図５】実施例８において得られたチタン酸ビスマスカルシウム単相粒子のＳＥＭ写真を示す図である。
【図６】実施例９において得られたチタン酸ビスマスカルシウム配向セラミック焼結体のＸＲＤチャートを上部に、実施例８において得られたチタン酸ビスマスカルシウム単相粒子のＸＲＤチャートを下部に示す図である。
【図７】実施例９において得られたチタン酸ビスマスカルシウム配向セラミック焼結体のＳＥＭ観察結果を示すもので、（ａ）はセラミック焼結体の表面を撮像したＳＥＭ写真を示す図であり、（ｂ）はセラミック焼結体の断面を撮像したＳＥＭ写真を示す図である。
【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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