(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料粉末を円筒状の貴金属るつぼ内に充填し、前記貴金属るつぼを温度勾配を有する炉内に配置し前記原料粉末を高温で溶融し融液状態にした後、少なくとも前記貴金属るつぼを移動させることにより、前記融液を一方向から凝固させる、一方向凝固法によるニオブ酸カリウムの製造方法において、
前記貴金属るつぼ内の垂直方向の温度勾配をＧ（℃／ｍｍ）とし、前記貴金属るつぼの移動速度をＶ（ｍｍ／時間）とし、前記炉内の冷却速度をＣ（℃／時間）としたときに、Ｃ／Ｇ＋Ｖ≦５とすることを特徴とする、ニオブ酸カリウムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はニオブ酸カリウムの製造方法に関し、特に一方向凝固法によるニオブ酸カリウムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ニオブ酸カリウムは、化学量論組成のＫ2Ｏ：Ｎｂ2Ｏ5＝５０：５０（モル比）ではコングルエント溶融しないため、Ｋ2Ｏ過剰のたとえばＫ2Ｏ：Ｎｂ2Ｏ5＝５２：４８（モル比）とした組成の高温融液より製造される。この場合のニオブ酸カリウムの製造方法としては、高温融液の表面に回転させながら種結晶を接触させて融液を冷却しながら結晶を育成するトップシーディング法、垂直方向に温度勾配を有する炉内に融液を入れた貴金属るつぼを配置し、貴金属るつぼを移動させるか炉内を冷却するかの少なくともどちらか一方により、融液を一方向から凝固させる一方向凝固法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方向凝固法によりニオブ酸カリウムを製造した場合には、製造条件によってはニオブ酸カリウムが部分的に青色に着色してしまうという問題があった。ニオブ酸カリウムが青色に着色してしまうと、製造後のクラックの発生が顕著になり、ニオブ酸カリウムのウェハーの歩留まりを悪化させていた。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、クラックの発生がほとんどないニオブ酸カリウムを製造することができる、ニオブ酸カリウムの製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるニオブ酸カリウムの製造方法は、原料粉末を円筒状の貴金属るつぼ内に充填し、貴金属るつぼを温度勾配を有する炉内に配置し原料粉末を高温で溶融し融液状態にした後、少なくとも貴金属るつぼを移動させることにより、融液を一方向から凝固させる、一方向凝固法によるニオブ酸カリウムの製造方法において、貴金属るつぼ内の垂直方向の温度勾配をＧ（℃／ｍｍ）とし、貴金属るつぼの移動速度をＶ（ｍｍ／時間）とし、炉内の冷却速度をＣ（℃／時間）としたときに、Ｃ／Ｇ＋Ｖ≦５とすることを特徴とする、ニオブ酸カリウムの製造方法である。
【０００６】
原料粉末を円筒状の貴金属るつぼ内に充填し、貴金属るつぼを温度勾配を有する炉内に配置し原料粉末を高温で溶融し融液状態にした後、少なくとも貴金属るつぼを移動させることにより、融液を一方向から凝固させる、一方向凝固法によるニオブ酸カリウムの製造方法において、貴金属るつぼ内の垂直方向の温度勾配をＧ（℃／ｍｍ）とし、貴金属るつぼの移動速度をＶ（ｍｍ／時間）とし、炉内の冷却速度をＣ（℃／時間）としたときに、Ｃ／Ｇ＋Ｖ≦５とすることによって、クラックの発生のほとんどないニオブ酸カリウムを製造することができる。
【０００７】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（参考例１）
参考例１では、最初に、Ｋ2ＣＯ3とＮｂ2Ｏ5とをＫ2ＣＯ3：Ｎｂ2Ｏ5＝５２：４８（モル比）となるように混合し、９００℃で４時間仮焼成した後粉砕し原料粉末とした。この原料粉末を、直径１０ｍｍ長さ１００ｍｍの円筒状の白金製るつぼ２０に充填し、図１に示す加熱炉１０内に配置した。すなわち、図１に示す加熱炉１０は、円筒状の加熱ヒータ１２を含む。加熱ヒータ１２の内部の上部には、複数のリング状の熱遮蔽板１４が設けられる。また、加熱ヒータ１２の上方には、るつぼ移動機構１６が設けられる。そして、るつぼ移動機構１６には、熱遮蔽板１４に通される白金ワイヤ１８を介して、円筒状の白金製るつぼ２０が吊るされる。この場合、白金製るつぼ２０は、加熱ヒータ１２の内部のほぼ中央に配置される。また、白金製るつぼ２０は、るつぼ移動機構１６および白金ワイヤ１８で垂直方向に移動することができる。
次に、この状態で、白金製るつぼ２０の底の温度が１１５０℃になるまで加熱した。この場合、白金製るつぼ２０内の垂直方向の温度勾配Ｇ＝０．５（℃／ｍｍ）になりかつ白金製るつぼ２０の底の温度が低温になるように、加熱炉１０の加熱ヒータ１２の温度を調整した。
その後、白金製るつぼ２０は移動させずに（移動速度Ｖ＝０）、白金製るつぼ２０の底の温度が９５０℃になるまで冷却速度Ｃ＝１（℃／時間）で白金製るつぼ２０などを冷却して、ニオブ酸カリウムを製造した。したがって、参考例１では、Ｃ／Ｇ＋Ｖ＝２である。また、白金製るつぼ２０の底の温度が９５０℃から室温になるまでは、白金製るつぼ２０などを冷却速度１５（℃／時間）で冷却した。冷却後、白金製るつぼ２０をニッパーを用いて剥がしニオブ酸カリウムを取り出した。取り出したニオブ酸カリウムを約８０℃の水で煮沸しＫ2Ｏを取り除いた。
このようにして製造したニオブ酸カリウムは、全体にわたって乳白色であり青色の着色はなかった。また、このようにして製造したニオブ酸カリウムは、クラックの発生もほとんどなかった。図２は参考例１で製造したニオブ酸カリウムを示す図解図である。
【０００９】
（比較例１）
比較例１では、参考例１と同様に、Ｋ2ＣＯ3とＮｂ2Ｏ5とをＫ2ＣＯ3：Ｎｂ2Ｏ5＝５２：４８（モル比）となるように混合し、９００℃で４時間仮焼成した後粉砕し原料粉末とした。この原料粉末を、直径１０ｍｍ長さ１００ｍｍの円筒状の白金製るつぼ２０に充填し、図１に示す加熱炉１０内に配置した。
次に、この状態で、白金製るつぼ２０の底の温度が１１５０℃になるまで加熱した。この場合、白金製るつぼ２０内の垂直方向の温度勾配Ｇ＝０．５（℃／ｍｍ）になりかつ白金製るつぼ２０の底の温度が低温になるように、加熱炉１０の加熱ヒータ１２の温度を調整した。
その後、白金製るつぼ２０は移動させずに（移動速度Ｖ＝０）、白金製るつぼ２０の底の温度が９５０℃になるまで冷却速度Ｃ＝５（℃／時間）で白金製るつぼ２０などを冷却して、ニオブ酸カリウムを製造した。したがって、比較例１では、Ｃ／Ｇ＋Ｖ＝１０である。また、白金製るつぼ２０の底の温度が９５０℃から室温になるまでは、白金製るつぼ２０などを冷却速度１５（℃／時間）で冷却した。冷却後、白金製るつぼ２０をニッパーを用いて剥がしニオブ酸カリウムを取り出した。取り出したニオブ酸カリウムを約８０℃の水で煮沸しＫ2Ｏを取り除いた。
このようにして製造したニオブ酸カリウムは、全体にわたって青色に着色しておりクラックが多数発生していた。図２は比較例１で製造したニオブ酸カリウムを示す図解図である。
【００１０】
（実施例１）
実施例１では、参考例１と同様に、Ｋ2ＣＯ3とＮｂ2Ｏ5とをＫ2ＣＯ3：Ｎｂ2Ｏ5＝５２：４８（モル比）となるように混合し、９００℃で４時間仮焼成した後粉砕し原料粉末とした。この原料粉末を、直径１０ｍｍ長さ１００ｍｍの円筒状の白金製るつぼ２０に充填し、図１に示す加熱炉１０内に配置した。
次に、この状態で、白金製るつぼ２０の底の温度が１１５０℃になるまで加熱した。この場合、白金製るつぼ２０内の垂直方向の温度勾配Ｇ＝１（℃／ｍｍ）になりかつ加熱炉１０内の下方の温度が低温になるように、加熱炉１０の加熱ヒータ１２の温度を調整した。
その後、加熱炉１０内の温度を一定にしたままで（冷却速度Ｃ＝０）、白金製るつぼ２０を移動速度Ｖ＝１（ｍｍ／時間）で白金製るつぼ２０の底の温度が９５０℃になるまで下降させて、ニオブ酸カリウムを製造した。したがって、実施例１では、Ｃ／Ｇ＋Ｖ＝１である。また、白金製るつぼ２０の底の温度が９５０℃から室温になるまでは、白金製るつぼ２０などを冷却速度１５（℃／時間）で冷却した。冷却後、白金製るつぼ２０をニッパーを用いて剥がしニオブ酸カリウムを取り出した。取り出したニオブ酸カリウムを約８０℃の水で煮沸しＫ2Ｏを取り除いた。
このようにして製造したニオブ酸カリウムは、参考例１と同様に、全体にわたって乳白色であり青色の着色はなかった。また、このようにして製造したニオブ酸カリウムは、クラックの発生もほとんどなかった。
【００１１】
（実施例２）
実施例２では、参考例１と同様に、Ｋ2ＣＯ3とＮｂ2Ｏ5とをＫ2ＣＯ3：Ｎｂ2Ｏ5＝５２：４８（モル比）となるように混合し、９００℃で４時間仮焼成した後粉砕し原料粉末とした。この原料粉末を、直径１０ｍｍ長さ１００ｍｍの円筒状の白金製るつぼ２０に充填し、図１に示す加熱炉１０内に配置した。
次に、この状態で、白金製るつぼ２０の底の温度が１１５０℃になるまで加熱した。この場合、白金製るつぼ２０内の垂直方向の温度勾配Ｇ＝１（℃／ｍｍ）になりかつ加熱炉１０内の下方の温度が低温になるように、加熱炉１０の加熱ヒータ１２の温度を調整した。
その後、加熱炉１０内の温度を冷却速度Ｃ＝１（℃／時間）で冷却しながら、白金製るつぼ１０を移動速度Ｖ＝１（ｍｍ／時間）で白金製るつぼ２０の底の温度が９５０℃になるまで下降させて、ニオブ酸カリウムを製造した。したがって、実施例２では、Ｃ／Ｇ＋Ｖ＝２である。また、白金製るつぼ２０の底の温度が９５０℃から室温になるまでは、白金製るつぼ２０などを冷却速度１５（℃／時間）で冷却した。冷却後、白金製るつぼ２０をニッパーを用いて剥がしニオブ酸カリウムを取り出した。取り出したニオブ酸カリウムを約８０℃の水で煮沸しＫ2Ｏを取り除いた。
このようにして製造したニオブ酸カリウムは、参考例１と同様に、全体にわたって乳白色であり青色の着色はなかった。また、このようにして製造したニオブ酸カリウムは、クラックの発生もほとんどなかった。
【００１２】
（参考例２）
参考例２は、温度勾配Ｇ＝０．５（℃／ｍｍ）、移動速度Ｖ＝０、冷却速度Ｃ＝２．５（℃／時間）の条件を除いて、参考例１と同様の製造方法である。
【００１３】
（比較例２）
比較例２は、温度勾配Ｇ＝０．５（℃／ｍｍ）、移動速度Ｖ＝０、冷却速度Ｃ＝３．５（℃／時間）の条件を除いて、参考例１と同様の製造方法である。
【００１４】
以上の参考例１、実施例１および２、参考例２、比較例１および２について、温度勾配Ｃ、移動速度Ｖ、冷却速度Ｃ、Ｃ／Ｇ＋Ｖおよび青色着色の関係を表１に示した。
【００１５】
【表１】
0003770082.tif 000002
【００１６】
表１に示す結果から、Ｃ／Ｇ＋Ｖ≦５とすれば、青色の着色がなく、クラックの発生もほとんどないニオブ酸カリウムを製造することができることが分かる。
【００１７】
なお、上述の各実施例では白金製るつぼが用いられているが、この発明では他の貴金属るつぼが用いられてもよい。
【００１８】
また、上述の各実施例では特定の加熱炉が用いられているが、この発明では他の炉が用いられてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、青色に着色せずしかもクラックの発生もほとんどないニオブ酸カリウムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ニオブ酸カリウムを製造するために加熱炉の一例を示す図解図である。
【図２】  参考例１により製造したニオブ酸カリウムを示す図解図である。
【図３】  比較例１により製造したニオブ酸カリウムを示す図解図である。
【符号の説明】
１０  加熱炉
１２  加熱ヒータ
１４  熱遮蔽板
１６  るつぼ移動機構
１８  白金ワイヤ
２０  白金製るつぼ
【図１】
0003770082.tif 000003
【図２】
0003770082.tif 000004
【図３】
0003770082.tif 000005