氧化钽颗粒和氧化钽颗粒的制造方法与流程

1.本发明涉及氧化钽颗粒和氧化钽颗粒的制造方法。


背景技术：

2.氧化钽具有优异的介电特性、在可见光区内的高折射率(2.16)等，并且对高温、化学品等表现出非常高的稳定性，因此被广泛用作如电容器、电介质材料、压电材料等电子陶瓷材料、光学材料、催化剂材料、电子材料等。
3.例如，ptl 1中公开了向钽醇盐的醇溶液中添加醇水溶液，由此通过钽醇盐的水解生成1.0～1.5μm的五氧化二钽微粒(权利要求书、实施例等)。
4.ptl 2中公开了将五氧化二钽溶解在醇中，直接蒸发掉溶剂或加热回流后蒸发掉溶剂，然后将残渣在600℃～800℃下加热，由此生成平均分散粒径为80nm的五氧化二钽微粒(权利要求1、实施例7等)。
5.ptl 3中公开了将含有钽原料和表面活性剂的溶液与水和醇的混合溶剂混合，使钽原料在该混合溶剂中反应以形成含有引入到氧化钽中的表面活性剂的氧化钽/表面活性剂复合微粒，将该氧化钽/表面活性剂复合微粒水热处理以形成多孔前驱体微粒，并且从多孔前驱体微粒中除去表面活性剂，由此生成作为无定形颗粒的氧化钽介孔微粒。
6.[引文列表]
[0007]
[专利文献]
[0008]
[专利文献1]
[0009]
日本未审查专利申请公开号62-91422
[0010]
[专利文献2]
[0011]
日本未审查专利申请公开号2004-311315
[0012]
[专利文献3]
[0013]
日本未审查专利申请公开号2011-136897


技术实现要素：

[0014]
发明要解决的问题
[0015]
然而，任一种通常的氧化钽微粒的制造方法都难以合成可稳定控制其形状的氧化钽颗粒。
[0016]
因此，本发明的目的是提供能够稳定地控制其形状的氧化钽颗粒及提供其制造方法。
[0017]
用于解决问题的方案
[0018]
本发明包括以下方面。
[0019]
[1]一种氧化钽颗粒，其包含钼。
[0020]
[2]上述[1]中所述的氧化钽颗粒，其中氧化钽颗粒含有多面体形状的颗粒。
[0021]
[3]上述[1]或[2]中所述的氧化钽颗粒，其中通过氧化钽颗粒的xrf分析求得的相
对于氧化钽颗粒100质量％的moo3含量(m1)为0.1质量％～10.0质量％。
[0022]
[4]上述[1]～[3]中任一项所述的氧化钽颗粒，其中通过氧化钽颗粒的xrf分析求得的相对于氧化钽颗粒100质量％的ta2o5含量(t1)为85.0质量％～99.9质量％。
[0023]
[5]上述[1]～[4]中任一项所述的氧化钽颗粒，其中氧化钽颗粒在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸为160nm以上。
[0024]
[6]上述[1]～[5]中任一项所述的氧化钽颗粒，其中氧化钽颗粒在2θ＝36.6
°
处的晶粒尺寸为100nm以上。
[0025]
[7]上述[1]～[6]中任一项所述的氧化钽颗粒，其中通过氧化钽颗粒的xps表面分析求得的相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的ta2o5含量(t2)为70.0质量％～99.5质量％，并且通过氧化钽颗粒的xps表面分析求得的相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的moo3含量(m2)为0.5质量％～30.0质量％。
[0026]
[8]上述[1]～[7]中任一项所述的氧化钽颗粒，其中在氧化钽颗粒的表层选择性地富含钼。
[0027]
[9]上述[1]～[8]中任一项所述的氧化钽颗粒，其中通过bet法求得的比表面积为10m2/g以下。
[0028]
[10]一种氧化钽颗粒的制造方法，包括在钼化合物的存在下煅烧钽化合物。
[0029]
[11]上述[10]中所述的氧化钽颗粒的制造方法，其中钼化合物为氧化钼。
[0030]
[12]上述[10]或[11]中所述的氧化钽颗粒的制造方法，其中煅烧钽化合物的最高煅烧温度为800℃～1600℃。
[0031]
[13]上述[10]～[12]中任一项所述的氧化钽颗粒的制造方法，其中钼化合物中的钼原子与钽化合物中的钽原子的摩尔比为mo/ta＝0.2以上。
[0032]
发明的效果
[0033]
本发明可以提供能够稳定地控制形状的氧化钽颗粒，并且提供其制造方法。
附图说明
[0034]
[图1]
[0035]
图1为实施例1的氧化钽颗粒的sem照片。
[0036]
[图2]
[0037]
图2为实施例2的氧化钽颗粒的sem照片。
[0038]
[图3]
[0039]
图3为实施例3的氧化钽颗粒的sem照片。
[0040]
[图4]
[0041]
图4为比较例1的氧化钽颗粒的sem照片。
[0042]
[图5]
[0043]
图5为比较例2的氧化钽颗粒的sem照片。
[0044]
[图6]
[0045]
图6为表示实施例和比较例的氧化钽颗粒的x射线衍射(xrd)图案的图。
具体实施方式
[0046]
[氧化钽颗粒]
[0047]
根据本发明的实施方案的氧化钽颗粒是含钼的氧化钽颗粒。
[0048]
根据本发明的实施方案的氧化钽颗粒含有钼，在后述的制造方法中，通过控制钼的混合量和存在状态，能够将颗粒形状稳定地控制为多面体形状，并且因此氧化钽颗粒的物性和性能，例如诸如色调、透明性等光学特性，可以根据应用用途任意调整。
[0049]
在本说明书中，表述“控制氧化钽颗粒的颗粒形状”表示所制造的氧化钽颗粒的颗粒形状不是不成形的(shapeless)。在本说明书中，表述“具有可控形状的氧化钽颗粒”表示具有界限清楚的形状(well-defined shape)的氧化钽颗粒。
[0050]
通过根据本发明的实施方案的制造方法制造的根据一实施方案的氧化钽颗粒如后述的实施例中所示，具有诸如立方体状、棱柱状、或其他的多面体状等特征性的自形形状(euhedral shape)。
[0051]
氧化钽颗粒优选包含多面体形状的颗粒。根据本实施方案的氧化钽颗粒含有钼，通过控制后述的制造方法中钼的混合量和存在状态，能够将颗粒形状稳定地控制为多面体状。
[0052]
在本说明书中，术语“多面体形状”表示六面体以上的多面体，优选八面体以上的多面体，并且更优选十面体至三十面体。多面体形状包括立方体形状和棱柱体形状。
[0053]
根据本实施方案的氧化钽颗粒的通过氧化钽颗粒的xrf分析求得的相对于氧化钽颗粒100质量％的moo3含量(m1)优选为0.1质量％～10.0质量％。
[0054]
moo3含量(m1)更优选为0.3质量％～8.0质量％，还更优选为0.5质量％～6.0质量％。
[0055]
moo3含量(m1)是通过预先形成moo3校准曲线并对氧化钽颗粒进行xrf(x射线荧光)分析，以求得moo3含量而求出的值，作为相对于氧化钽颗粒100质量％的moo3含量。
[0056]
根据本实施方案的氧化钽颗粒通过氧化钽颗粒的xrf分析求得的相对于氧化钽颗粒100质量％的ta2o5含量(t1)优选为85.0质量％～99.9质量％。
[0057]
ta2o5含量(t1)更优选为87.0质量％～99.7质量％，还更优选为89.0质量％～99.5质量％。
[0058]
ta2o5含量(t1)是通过预先形成ta2o5校准曲线并对氧化钽颗粒进行xrf(x射线荧光)分析，以求得ta2o5含量而求出的值，作为相对于氧化钽颗粒100质量％的ta2o5含量。
[0059]
根据本实施方案的氧化钽颗粒优选在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸为160nm以上。根据本实施方案的多面体状氧化钽颗粒在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸大到为160nm以上，因此可以维持高结晶性，并且可以容易控制平均粒径，粒径分布可以容易地控制为窄的。
[0060]
在本说明书中，将通过使用scherrer方程由在x射线衍射法(xrd法)的测定中出现在2θ＝22.8
°±
0.2
°
处的峰的半宽度计算的晶粒尺寸的值用作氧化钽颗粒在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸。
[0061]
根据本实施方案的氧化钽颗粒在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸更优选为180nm以上，还更优选为200nm以上，特别优选为210nm以上。根据本实施方案的氧化钽颗粒在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸可以为800nm以下、600nm以下、500nm以下或400nm以下。根据本实施方案的氧化钽颗粒在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸可以为160nm以上且800nm以下，优选为180nm以上且
600nm以下，更优选为200nm以上且500nm以下，还更优选为210nm以上且400nm以下。
[0062]
根据本实施方案的氧化钽颗粒在2θ＝36.6
°
处的晶粒尺寸优选为100nm以上，更优选为120nm以上，还更优选为140nm以上。根据本实施方案的氧化钽颗粒在2θ＝36.6
°
处的晶粒尺寸可以为600nm以下、550nm以下或500nm以下。根据本实施方案的氧化钽颗粒在2θ＝36.6
°
处的晶粒尺寸优选为100nm以上且600nm以下，更优选为120nm以上且550nm以下，还更优选为140nm以上且500nm以下。
[0063]
在本说明书中，将通过使用scherrer方程由在x射线衍射法(xrd法)的测定中出现在2θ＝36.6
°±
0.2
°
处的峰的半宽度计算的晶粒尺寸的值用作氧化钽颗粒在2θ＝36.6
°
处的晶粒尺寸。
[0064]
根据本实施方案的多面体状氧化钽颗粒在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸大到为160nm以上，在2θ＝36.6
°
处的晶粒尺寸大到为100nm以上，由此能够维持高结晶性，平均粒径容易控制，并且粒度分布容易控制为窄的。
[0065]
根据本实施方案的氧化钽颗粒的通过氧化钽颗粒的xps表面分析求得的相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的ta2o5含量(t2)优选为70.0质量％～99.5质量％，通过氧化钽颗粒的xps表面分析求得的相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的moo3含量(m2)为0.5质量％～30.0质量％。
[0066]
ta2o5含量(t2)表示通过使用x射线光电子能谱(xps：x射线光电子能谱)对氧化钽颗粒进行xps表面分析获得各元素的存在比例(原子％)并计算以氧化物计的钽含量，作为相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的ta2o5含量求出的值。
[0067]
moo3含量(m2)表示通过使用x射线光电子能谱(xps：x射线光电子能谱)对氧化钽颗粒进行xps表面分析获得各元素的存在比率(原子％)并计算以氧化物计的钼含量，作为相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的moo3含量求出的值。
[0068]
此处，术语“表层”表示距离根据本实施方案的每个氧化钽颗粒的表面10nm以内。该距离对应于实施例中用于测定的xps的检测深度。
[0069]
此处，表述“表面富含”表示其中在表层中每单位体积的钼或钼化合物的质量大于除表层以外的部分中每单位体积的钼或钼化合物的质量的状态。
[0070]
根据本实施方案的氧化钽颗粒包含在氧化钽颗粒的表层选择性地富含的钼。当通过氧化钽颗粒的xps表面分析求得的相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的moo3含量(m2)高于通过氧化钽颗粒的xrf分析求得的相对于氧化钽颗粒100质量％的moo3含量(m1)时，可以确认在氧化钽颗粒的表层选择性地富含钼。
[0071]
通过氧化钽颗粒的xps表面分析求得的相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的moo3含量(m2)相对于通过氧化钽颗粒的xrf分析求得的相对于氧化钽颗粒100质量％的moo3含量(m1)的表面富含率(m2/m1)优选大于1，更优选为1.01～8.0，还更优选为1.03～6.0，特别优选为1.05～4.0。
[0072]
根据本实施方案的氧化钽颗粒通过bet法求得的比表面积可以为10m2/g以下、5m2/g以下、1m2/g以下或0.6m2/g以下。
[0073]
根据本实施方案的氧化钽颗粒通过bet法求得的比表面积可以在0.01～10m2/g、0.03～5m2/g、0.06～1m2/g或0.1～0.6m2/g的范围内。
[0074]
根据本实施方案的氧化钽颗粒的一次颗粒的平均粒径可以为2～1000μm、3～500μ
m、4～400μm或5～200μm。
[0075]
氧化钽颗粒的一次颗粒的平均粒径表示在通过扫描电子显微镜(sem)拍摄氧化钽颗粒时的至少50个一次颗粒的一次粒径的平均值，对构成聚集体的最小单位颗粒(即一次颗粒)在二维图像中测定长径(所观察到的最长部分的费雷特直径)和短径(在与最长部分的费雷特直径垂直的方向上的短费雷特直径)，并且将其平均值作为一次粒径。
[0076]
根据本实施方案的氧化钽颗粒可以作为氧化钽颗粒的聚集体提供，通过使用该聚集体作为试样求得的值可以用作moo3含量、ta2o5含量和比表面积的值。
[0077]
根据本实施方案的氧化钽颗粒例如可以通过后述的“氧化钽颗粒的制造方法”来制造。
[0078]
本发明的氧化钽颗粒不限于通过根据后述的实施方案的氧化钽颗粒的制造方法制造的氧化钽颗粒。
[0079]
根据本实施方案的氧化钽颗粒能够提供兼具氧化钽和钼的特性，非常有用。
[0080]
[氧化钽颗粒的制造方法]
[0081]
根据本实施方案的制造方法是制造上述氧化钽颗粒的方法，并且包括在钼化合物的存在下煅烧(firing)钽化合物。
[0082]
根据本实施方案的氧化钽颗粒的制造方法能够制造根据上述本发明的实施方案的含钼的氧化钽颗粒。
[0083]
根据本实施方案的氧化钽颗粒的制造方法包括在钼化合物的存在下煅烧钽化合物，因此该方法可以稳定地控制颗粒形状，可以增加氧化钽颗粒的晶粒尺寸，可以允许氧化钽颗粒具有多面体形状，可以降低氧化钽颗粒的聚集性，并且可以改进氧化钽颗粒的分散性。
[0084]
氧化钽颗粒的优选的制造方法包括将钽化合物与钼化合物混合而形成混合物的步骤(混合步骤)和将该混合物煅烧的步骤(煅烧步骤)。
[0085]
[混合步骤]
[0086]
混合步骤是将钽化合物与钼化合物混合而形成混合物的步骤。以下描述混合物的内容。
[0087]
[钽化合物]
[0088]
钽化合物不受限制，只要它是可以通过煅烧转化为氧化钽的化合物即可。钽化合物可以是钽氧化物(α-ta2o5、β-ta2o5、γ-ta2o5、δ-ta2o5、tao2、tao等)、氢氧化钽(ta(oh)5)或卤化钽(tacl5、tabr5等)，并不限于这些。优选钽氧化物。
[0089]
[钼化合物]
[0090]
钼化合物的实例包括钼氧化物、硫化钼、钼酸等。
[0091]
钼氧化物的实例包括二氧化钼、三氧化钼等，并且优选三氧化钼。
[0092]
根据本实施方案的氧化钽颗粒的制造方法使用钼化合物作为助熔剂。在本说明书中，使用钼化合物作为助熔剂的制造方法可以简称为“助熔剂法”。此外，钼化合物通过煅烧在高温下与钽化合物反应而形成钼酸钽，然后当钼酸钽在更高温度下进一步分解为氧化钽和氧化钼时，认为钼化合物被吸收到氧化钽颗粒中。氧化钼通过升华而被去除到体系外，同时在该过程中，认为钼化合物与钽化合物反应而在氧化钽颗粒的表层形成钼化合物。关于形成氧化钽颗粒中所含的钼化合物的机理，更详细而言，认为mo-o-ta是通过钼与氧化钽颗
粒的表层中的ta原子反应而形成的，高温煅烧使mo脱附，同时在氧化钽颗粒的表层形成氧化钼或具有mo-o-ta键的化合物等。
[0093]
未被吸收到氧化钽颗粒中的氧化钼可以通过升华回收，也可以再利用。这可以减少附着在氧化钽颗粒表面的氧化钼的量并且可以最大限度地赋予氧化钽颗粒的原有性能。
[0094]
在本发明中，在后述的制造方法中具有升华性的材料称为“助熔剂”。
[0095]
根据本实施方案的氧化钽颗粒的制造方法中，钼化合物中的钼原子与钽化合物中的钽原子的摩尔比优选为mo/ta＝0.2以上，更优选为0.4以上，还更优选为0.6以上，特别优选为0.8以上。
[0096]
钼化合物中的钼原子与钽化合物中的钽原子的摩尔比的上限可以适当确定，从减少所使用的钼化合物和改进生产效率的观点来看，该摩尔比可以是例如，mo/ta＝14以下、12以下、10以下或9以下。
[0097]
钼化合物中的钼原子与钽化合物中的钽原子的摩尔比的数值范围的实例例如，优选为mo/ta＝0.2～14，更优选为0.4～12，还更优选为0.6～10，特别优选为0.8～9。
[0098]
随着相对于钽的钼的用量的增加，所得氧化钽颗粒的一次颗粒的平均粒径有增加的趋势。
[0099]
根据本实施方案的氧化钽颗粒的制造方法中，钽化合物和钼化合物的混合量没有特别限定，但优选地，可以通过相对于混合物100质量％，将35质量％以上的钽化合物与65质量％以下的钼化合物混合来制备混合物，然后可以煅烧该混合物。更优选地，可以通过相对于混合物100质量％，将40质量％以上且99质量％以下的钽化合物与1质量％以上且60质量％以下的钼化合物混合来制备混合物，然后可以煅烧该混合物。还更优选地，可以通过相对于混合物100质量％，将45质量％以上且98质量％以下的钽化合物与2质量％以上且55质量％以下的钼化合物混合来制备混合物，然后可以煅烧该混合物。
[0100]
通过使用上述范围内的各化合物，可以使得到的氧化钽颗粒中所含的钼化合物的量更合适，可以良好地形成多面体形状，并且可以制造在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸为160nm以上的氧化钽颗粒。
[0101]
[煅烧步骤]
[0102]
煅烧步骤是煅烧混合物的步骤。根据本发明的实施方案的氧化钽颗粒可以通过煅烧该混合物来制造。如上所述，该制造方法称为“助熔剂法”。
[0103]
助熔剂法被分类为溶液法。更详细地说，助熔剂法是利用表示共晶型的晶体-助熔剂二元系相图的晶体生长法。助熔剂法的机理假设如下：当加热熔质(solute)和助熔剂的混合物时，熔质和助熔剂变成液相。在这种情况下，助熔剂是熔剂(fusing agent)，换言之，熔质-助熔剂二元系相图表明共晶型，因此熔质在低于其熔点的温度下熔融，形成液相。在这种状态下，助熔剂的蒸发降低了助熔剂的浓度，换言之，降低了通过助熔剂降低熔质的熔点的效果，并且熔质的晶体生长通过助熔剂的蒸发作为驱动力而发生(助熔剂蒸发法)。熔质的晶体生长也可以通过冷却熔质和助熔剂的液相(缓冷法)引起。
[0104]
助熔剂法的优点是可以在远低于熔点的温度下进行晶体生长，可以精确地控制晶体结构，并且可以形成具有自形形状的多面体晶体。
[0105]
在通过使用钼化合物作为助熔剂的助熔剂法制造氧化钽颗粒时，其机理未必清楚，但例如推测机理如下：当在钼化合物的存在下煅烧钽化合物时，首先形成钼酸钽。在这
种情况下，从以上描述可以理解，钼酸钽在低于氧化钽熔点的温度下引起氧化钽的晶体生长。然后，通过例如蒸发助熔剂来分解钼酸钽，并且可以通过晶体生长来制造氧化钽颗粒。即，钼化合物发挥作为助熔剂的作用，并且通过作为中间体的钼酸钽来制造氧化钽颗粒。
[0106]
助熔剂法可以生产出含钼的多面体形状的氧化钽颗粒。
[0107]
煅烧方法没有特别限定，可以通过公知的常用方法进行。当煅烧温度超过650℃时，钽化合物与钼化合物反应而形成钼酸钽。此外，当煅烧温度变成800℃以上时，钼酸钽分解而形成氧化钽颗粒。另外，在氧化钽颗粒中，当钼酸钽分解为氧化钽和氧化钼时，认为钼化合物被吸收到氧化钽颗粒中。
[0108]
另外，煅烧期间的钽化合物和钼化合物的状态没有特别限定，只要钼化合物和钽化合物存在于允许其间反应的同一空间内即可。具体地，可以将钼化合物和钽化合物的粉末简单地混合在一起，可以通过使用粉碎机等进行机械混合，或者可以通过使用研钵等进行混合，并且可以在干燥状态或潮湿状态下进行混合。
[0109]
煅烧温度条件没有特别限定，根据作为预期的氧化钽颗粒的平均粒径、氧化钽颗粒中的钼化合物的形成、分散性等适当确定。关于煅烧温度，最高煅烧温度接近钼酸钽的分解温度，优选为800℃以上，更优选为900℃以上。
[0110]
一般来说，为了控制煅烧后获得的氧化钽的形状，需要在接近氧化钽熔点的1500℃以上的高温煅烧，但从燃烧炉上的负载和燃料成本的观点来看，在工业使用上存在很大的问题。
[0111]
本发明的制造方法即使在诸如超过1500℃的高温下、但是即使在远低于氧化钽熔点的1300℃以下的温度下也可以进行，无论前驱体的形状如何，都可以形成在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸大和在2θ＝36.6
°
处的晶粒尺寸大的多面体状的氧化钽颗粒。
[0112]
根据本发明的实施方案，即使在800℃～1600℃的最高煅烧温度的条件下，也可以以低成本有效地形成在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸大和在2θ＝36.6
°
处的晶粒尺寸大的多面体状的氧化钽颗粒。更优选在850℃～1500℃的最高煅烧温度下煅烧，最优选在900℃～1400℃范围内的最高煅烧温度下煅烧。
[0113]
从生产效率的观点和从避免由于快速热膨胀引起的装料容器(坩埚或烧箱(sagger))损坏的观点来看，加热速率优选为1～30℃/分钟，更优选为2～20℃/分钟，并且还更优选3～10℃/分钟。
[0114]
关于煅烧时间，优选地，温度升高至预定最高煅烧温度的时间在15分钟～10小时的范围内，达到预定最高煅烧温度后的保持时间在1～30小时的范围内。为了有效地形成氧化钽颗粒，最高煅烧温度下的保持时间更优选为约2～15小时。
[0115]
通过选择包括最高煅烧温度为800℃～1600℃、最高煅烧温度保持时间为2～15小时的条件，可以容易地制造难以聚集的含钼的多面体状的氧化钽颗粒。
[0116]
煅烧气氛没有特别限定，只要能够实现本发明的效果即可，例如优选诸如空气或氧气等含氧气氛，或者诸如氮气、氩气、二氧化碳等惰性气氛，考虑到成本方面，更优选空气气氛。
[0117]
煅烧的设备没有必然限定，可以使用所谓的煅烧炉。煅烧炉优选由不与升华的氧化钼反应的材料构成，进一步为了有效地使用氧化钼，优选使用具有高密封性的煅烧炉。
[0118]
由此，能够减少附着至氧化钽颗粒表面的钼化合物的量，并且可以最大限度地赋
予氧化钽颗粒的原有性能。
[0119]
[钼去除步骤]
[0120]
根据本实施方案的氧化钽颗粒的制造方法在煅烧步骤后还可以包括根据需要去除至少一部分钼的钼去除步骤。
[0121]
如上所述，钼与煅烧期间的升华有关，因此通过控制煅烧时间、煅烧温度等，可以控制存在于氧化钽颗粒的表层中的氧化钼的量，并且控制存在于除氧化钽颗粒的表层以外的部分(内层)中的氧化钼的含量和存在状态。
[0122]
钼可以附着到氧化钽颗粒的表面。作为除升华以外的方法，可以通过用水、氨水溶液、氢氧化钠水溶液或酸水溶液洗涤的方法来去除钼。另外，虽然也可以不从氧化钽颗粒中去除钼，但优选至少从表面去除钼，因为在诸如通过分散于基于任意的各种粘合剂的分散介质中使用时等情况下，可以充分地展现氧化钽的原有性能，并且存在于表面中的钼不会造成不便。
[0123]
在这种情况下，可以通过适当改变所使用的水、氨水溶液、氢氧化钠水溶液或酸水溶液的浓度和量、洗涤部分、洗涤时间等来控制氧化钼的含量。
[0124]
[研磨步骤]
[0125]
由于氧化钽颗粒的聚集，通过煅烧步骤制造的煅烧产物可能不满足本发明的优选的粒径范围。因此，如果需要，可以研磨氧化钽颗粒以满足本发明的优选的粒径范围。
[0126]
煅烧产物的研磨方法没有特别限定，可以应用诸如球磨机、颚式破碎机、喷射磨机、盘式磨机、spectro磨机、研磨机、混合器磨机等通常公知的研磨方法。
[0127]
[分级步骤]
[0128]
为了通过调整平均粒径来改进粉末的流动性，或者为了抑制在与用于形成基体的粘合剂混合时的粘度增加，优选将氧化钽颗粒分级。“分级”表示根据粒度将颗粒分成组的操作。
[0129]
分级可以是湿式或干式的，但从生产率的观点来看优选干式分级。干式分级的实例包括用筛子分级、通过离心力和流体阻力之间的差异的气流分级等。从分级精度的观点来看，优选气流分级，并且可以通过使用诸如气流分级机、涡旋气流分级机、强制涡流离心分级机、半自由涡流离心分级机等分级机来进行。
[0130]
研磨步骤和分级步骤可以在必要的阶段进行。例如，得到的氧化钽颗粒的平均粒径可以通过研磨和分级的有无和选择其条件来调整。
[0131]
本发明的氧化钽颗粒或通过本发明的制造方法制造的氧化钽颗粒，从在通过分散于分散介质中使用的情况下可以容易地展现原有性能、本身的可操作性优异、分散性更优异的观点来看，优选聚集少或不聚集。氧化钽颗粒的制造方法优选在不进行研磨步骤和分级步骤的情况下制造聚集少或不聚集的氧化钽颗粒，因为不需要进行上述的研磨步骤和分级步骤，因此可以以高生产性制造具有所期望的优异性能的氧化钽颗粒。
[0132]
[实施例]
[0133]
下面通过显示实施例进一步详细说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
[0134]
(比较例1)
[0135]
氧化钽(由aladdin co.,ltd.(中国)制造，ta2o5)用于比较例1的氧化钽颗粒。图4显示比较例1的氧化钽颗粒的sem照片。颗粒的形状是无定形的。
[0136]
(比较例2)
[0137]
[氧化钽颗粒的制造]
[0138]
在容器中，取出10.0g氧化钽(由aladdin co.,ltd.(中国)制造，ta2o5)，放入氧化铝制成的烧箱中，然后在以下条件下进行热处理。
[0139]
[热处理]
[0140]
使用由motoyama co.,ltd.制造的加热炉sc-2045d-sp，以约5℃/分钟的速度从室温升温至1100℃，在1100℃下保持24小时，然后降温。
[0141]
图5显示比较例2得到的氧化钽颗粒的sem照片。可以确认，与比较例1的氧化钽颗粒相比，比较例2的氧化钽颗粒的粒径因颗粒生长而增大。此外，观察到分散性差和聚集的发生。不成形的颗粒形状保持不变。
[0142]
[实施例1]
[0143]
[氧化钽颗粒的制造]
[0144]
在研钵中，将10.0g氧化钽(由aladdin co.,ltd.(中国)制造，ta2o5)和0.5g三氧化钼(chengdu hongbo industrial co.,ltd.(中国)，moo3)混合以制备混合物。将所得混合物置于坩埚中并在陶瓷电炉中在1100℃下煅烧24小时。降温后，将坩埚从陶瓷电炉中取出，生成10.2g浅粉色粉末。
[0145]
然后，将9.5g所得粉末分散于100ml 0.5％氨水中，将分散液在室温(25℃～30℃)下搅拌3小时，然后过滤以去除氨水。将残留物用水洗涤并干燥以去除残留在颗粒表面上的钼，从而生成9.4g氧化钽颗粒的浅粉红色粉末。
[0146]
图1显示实施例1得到的氧化钽颗粒的sem照片。观察到具有接近于立方体形状的多面体形状的氧化钽颗粒。实施例1的氧化钽颗粒未观察到显著的聚集，与比较例1、2相比，氧化钽颗粒的分散性良好。
[0147]
[实施例2]
[0148]
[氧化钽颗粒的制造]
[0149]
除了在实施例1中将原料的试剂量改为10.0g氧化钽(由aladdin co.,ltd.(中国)制造，ta2o5)和2.0g三氧化钼(chengdu hongbo industrial co.,ltd.(中国)，moo3)之外，通过与实施例1相同的方法制造氧化钽颗粒的浅粉红色粉末。
[0150]
图2显示实施例2得到的氧化钽颗粒的sem照片。观察到具有多面体形状的氧化钽颗粒。实施例2的氧化钽颗粒未观察到显著的聚集，与比较例1、2相比，氧化钽颗粒的分散性良好。
[0151]
[实施例3]
[0152]
[氧化钽颗粒的制造]
[0153]
除了在实施例1中将原料的试剂量改为10.0g氧化钽(由aladdin co.,ltd.(中国)制造，ta2o5)和10.0g三氧化钼(chengdu hongbo industrial co.,ltd.(中国)，moo3)之外，通过与实施例1相同的方法制造氧化钽颗粒的浅粉红色粉末。
[0154]
图3显示实施例3得到的氧化钽颗粒的sem照片。观察到具有接近于棱柱形状的多面体形状的氧化钽颗粒。实施例3的氧化钽颗粒未观察到显著的聚集，与比较例1、2相比，氧化钽颗粒的分散性良好。
[0155]
[氧化钽颗粒的一次颗粒的平均粒径的测定]
[0156]
通过扫描电子显微镜(sem)对氧化钽颗粒拍照。在二维图像中对构成聚集体的最小单位颗粒(即一次颗粒)测定长径(所观察到的最长部分的费雷特直径)和短径(在与最长部分的费雷特直径垂直的方向上的短费雷特直径)，并且认为其平均值是一次粒径。对具有可测定的长径和短径的50个一次颗粒进行相同的操作，并由一次颗粒的一次粒径的平均值计算一次颗粒的平均粒径。结果示于表1中。
[0157]
[晶粒尺寸的测定]
[0158]
使用设置有高强度高分辨率晶体分析仪(calsa)作为检测器的x射线衍射仪(smartlab，由rigaku corporation制造)，在以下测定条件下进行粉末x射线衍射(2θ/θ法)测定。通过使用由rigaku corporation制造的分析软件(pdxl)的calsa功能进行分析，并且使用scherrer方程由出现在2θ＝22.8
°
处的峰的半宽度计算在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸，并且使用scherrer方程由出现在2θ＝36.6
°
处的峰的半宽度计算在2θ＝36.6
°
处的晶粒尺寸。然而，在实施例3中，在2θ＝22.8
°
和2θ＝36.6
°
处未检测到具有可确定的半宽度的峰。结果示于表1中。
[0159]
[粉末x射线衍射法的测定条件]
[0160]
管电压：45kv
[0161]
管电流：200ma
[0162]
扫描速度：0.05
°
/min
[0163]
扫描范围：10
°
～70
°
[0164]
步进：0.002
°
[0165]
βs：20rpm
[0166]
设备标准宽度：使用通过使用美国国家标准技术研究所制得的标准硅粉(nist，640d)计算的0.026
°
。
[0167]
[晶体结构分析：xrd(x射线衍射)法]
[0168]
用实施例1～3和比较例1、2各自的氧化钽颗粒的试样填充到深度为0.5mm的测定试样用支架中，并将其设置于广角x射线衍射仪(xrd)(由rigaku corporation制造，ultima iv)，在包括cu/kα线、40kv/40ma、扫描速度为2
°
/min、扫描范围为10
°
～70
°
的条件下进行xrd(x射线衍射)测定。通过使用先前形成的moo3和ta2o5校准曲线，moo3和ta2o5含量确定为相对于氧化钽颗粒100质量％的moo3含量和ta2o5含量。图6显示实施例1～3和比较例1、2的氧化钽颗粒的xrd测定结果。
[0169]
对于实施例1、2和比较例1、2的氧化钽颗粒，在2θ＝22.8
°
和2θ＝36.6
°
处观察到源自于氧化钽的结晶峰。对于实施例3的氧化钽颗粒，在2θ＝17.5
°
和2θ＝25.3
°
附近观察到源自于氧化钽的结晶峰。
[0170]
[氧化钽颗粒的比表面积的测定]
[0171]
氧化钽颗粒的比表面积通过比表面积计(belsorp-mini，由microtracbel corp.制造)测定，计算通过bet法从氮气的吸附量测定的每1g试样的表面积作为比表面积(m2/g)。结果示于表1中。
[0172]
[氧化钽颗粒的纯度的测定：xrf(x射线荧光)分析]
[0173]
将约70mg的氧化钽颗粒试样取在滤纸上，用pp膜盖上，使用x射线荧光分析仪primus iv(由rigaku corporation制造)，在以下条件下，通过xrf(x射线荧光)进行分析。
[0174]
测定条件
[0175]
ez扫描模式
[0176]
测定元件：f～u
[0177]
测定时间：标准
[0178]
测定直径：10mm
[0179]
平衡(平衡成分)：无
[0180]
表1显示通过xrf分析求得的相对于氧化钽颗粒100质量％的ta2o5含量(t1)和相对于氧化钽颗粒100质量％的moo3含量(m1)的结果。
[0181]
[xps表面分析]
[0182]
在氧化钽颗粒的表面元素分析中，使用由ulvac-phi,inc.制造的quantera sxm和单色al-kα线作为x射线源，在以下条件下，通过x射线光电子能谱法(xps：x射线光电子能谱)确定表层的各元素含量原子％。
[0183]
x射线源：单色al-kα，光束直径100μmφ，输出25w
[0184]
测定：面积测定(1000-μm见方)，n＝3
[0185]
电荷校正：c1s＝284.8ev
[0186]
为了便于与xrf结果对比，相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的ta2o5含量(t2)(质量％)和相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的moo3含量(m2)(质量％)通过测定氧化钽颗粒的表层中以氧化物计的钽含量和钼含量来确定。结果示于表1中。
[0187]
因此，确定了通过氧化钽颗粒的xps表面分析求得的moo3含量(m2)与通过氧化钽颗粒的xrf分析求得的moo3含量(m1)的表面富含比(m2/m1)。结果示于表1中。
[0188]
实施例1～3的氧化钽颗粒是含有钼的多面体形状的氧化钽颗粒，其具有与通常的氧化钽颗粒的形状不同的受控形状，与通常的氧化钽颗粒的那些相比，具有较低的聚集性和相对较大的晶粒尺寸。
[0189]
对于实施例1～3的氧化钽颗粒，通过氧化钽颗粒的xps表面分析求得的相对于氧化钽颗粒的表层100质量％的moo3含量(m2)高于通过氧化钽颗粒的xrf分析求得的相对于氧化钽颗粒100质量％的moo3含量(m1)。因此，可以确认在氧化钽颗粒的表层中选择性地富含钼。
[0190]
实施例1～3的氧化钽颗粒在其表面含有钼，因此可以预期发挥钼的各种功能。
[0191]
根据每个实施方案的每个配置及其组合仅是示例，并且可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行配置的添加、删除、替换和其他改变。此外，本发明不受实施方案的限制，而仅受权利要求的范围限制。
[0192]
产业上的可利用性
[0193]
本发明的氧化钽颗粒可预期用作诸如电容器、电介质材料、压电材料等电子陶瓷材料、光学材料、催化剂材料、电子材料、和功能性填料。
[0194]
[表1]
[0195]

技术特征：
1.一种氧化钽颗粒，其包含钼。2.根据权利要求1所述的氧化钽颗粒，其中所述氧化钽颗粒含有多面体形状的颗粒。3.根据权利要求1或2所述的氧化钽颗粒，其中通过所述氧化钽颗粒的xrf分析求得的相对于所述氧化钽颗粒100质量％的moo3含量(m1)为0.1质量％～10.0质量％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的氧化钽颗粒，其中通过所述氧化钽颗粒的xrf分析求得的相对于所述氧化钽颗粒100质量％的ta2o5含量(t1)为85.0质量％～99.9质量％。5.根据权利要求1～4中任一项所述的氧化钽颗粒，其中所述氧化钽颗粒在2θ＝22.8
°
处的晶粒尺寸为160nm以上。6.根据权利要求1～5中任一项所述的氧化钽颗粒，其中所述氧化钽颗粒在2θ＝36.6
°
处的晶粒尺寸为100nm以上。7.根据权利要求1～6中任一项所述的氧化钽颗粒，其中通过所述氧化钽颗粒的xps表面分析求得的相对于所述氧化钽颗粒的表层100质量％的ta2o5含量(t2)为70.0质量％～99.5质量％，并且通过所述氧化钽颗粒的xps表面分析求得的相对于所述氧化钽颗粒的表层100质量％的moo3含量(m2)为0.5质量％～30.0质量％。8.根据权利要求1～7中任一项所述的氧化钽颗粒，其中在所述氧化钽颗粒的表层选择性地富含钼。9.根据权利要求1～8中任一项所述的氧化钽颗粒，其中通过bet法求得的比表面积为10m2/g以下。10.一种氧化钽颗粒的制造方法，包括在钼化合物的存在下煅烧钽化合物。11.根据权利要求10所述的氧化钽颗粒的制造方法，其中所述钼化合物为氧化钼。12.根据权利要求10或11所述的氧化钽颗粒的制造方法，其中煅烧所述钽化合物的最高煅烧温度为800℃～1600℃。13.根据权利要求10～12中任一项所述的氧化钽颗粒的制造方法，其中所述钼化合物中的钼原子与所述钽化合物中的钽原子的摩尔比为mo/ta＝0.2以上。

技术总结
涉及一种含钼的氧化钽颗粒。所述氧化钽颗粒优选具有多面体形状，所述氧化钽颗粒在2θ＝22.8


技术研发人员：杨少伟 袁建军 鱼田将史 丹下睦子 刘丞 李萌 赵伟 郭健
受保护的技术使用者：DIC株式会社
技术研发日：2020.12.07
技术公布日：2023/8/14