ゾル・ゲル法によるチタン酸バリウム薄膜合成のプロセス解析

溶胶-凝胶法合成钛酸钡薄膜的工艺分析

• 批准号: 02650701
• 负责人: 菅原 拓男
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02650701/
• 关键词: ジル・ゲル法; チタン酸バリウム薄膜; 加水分解抑制剤; ジェタノ-ルアミン; エチレングリュ-ル; プロセス解析; 回転粘度計; 比誘電率

機能性セラミックスの1つであるチタン酸バリウムの薄膜をゾル・ゲル法により作製するプロセスを、製品機能との関係づけという観点から解析することを目的として、まず、加水分解抑制剤であるジェタノ-ルアミンを添加しているチタンテトライソプロポキシドとバリウムジメトキシドのメタノ-ル溶液の加水分解・重合特性を、回転粘度計を用いて調べ、ついで基板上に作製した薄膜について、焼成条件と誘電持性の関係を求めた。また、エチレングリュ-ル及びその誘導体をチタンテトライソプロポキシドと酢酸バリウムのメタノ-ル溶液に添加した系のゲル化持性も調べた。結果の一例として、チタン、バリウム0.1mal/l溶液にジェタノ-ルアミンを2倍濃度になるように添加した系では水が130倍濃度の下でも24hまで安定な溶液が得られた。実際の製膜は水90倍農度の下で行ったがエチレングリュ-ル添加系では同程度の安定な溶液を得るためには40〜50倍濃度となるように添加する必要があった。製膜甲基板として石英ガラス、白金、アルミナA(表面鏡面処理)、アルミナβ(表面無処理)の4種を用いた。石英ガラス、アルミナA上に作成した薄膜は非常に均質であった。焼成した薄膜のX線回折パタ-ンから700℃から800℃にかけて結晶化の進行がみられ、それ以後の変化はあまりないことがわかった。また、乾燥ゲルの熱重量分析結果から350〜430℃付近に大きな発熱とそれに伴う重量減少がみられ、添加物とゲル構成成分との間に何らかの結合が存在することが伺われた。あらかじめ金を蒸着したアルミナA上に低粘度溶液で作製し、焼成して得たチタン酸バリウム薄膜は比誘電率130、tanδ2.8%を示した。比誘電率が小さかった原因としては、生成チタン酸バリウムのバリウム、チタンのモル比が1:1からずれていたこと、また膜の密度が小さかったことなどが考えられる。

Functionality: 1. The film of the product is prepared according to the method of production, the relationship between the product function and the product, the analysis of the product function, the purpose, the addition of the hydration inhibitor to the solution, and the coincidence characteristics. The viscosity meter is used to adjust the temperature of the film, and the relationship between the firing conditions and the conductivity is obtained. The solution of the compound is added to the solution of the compound, and the inducer is added to the solution of the compound. The results showed that a stable solution was obtained by adding water at a concentration of 130 times and adding water at a concentration of 0.1 ml/l for 24h. In fact, the film is prepared at a concentration of 90 times that of water, and the addition system is necessary to obtain a stable solution with a concentration of 40 ~ 50 times that of water. Among the four types of film making methyl plate, quartz, platinum, A(surface mirror treatment) and A (surface untreated), The quartz film is very homogeneous. The X-ray reflection of the thin film after firing ranges from 700℃ to 800℃, and the crystallization proceeds. The results of thermogravimetric analysis of dry and dry materials range from 350 ℃ to 430℃, and the weight of dry and dry materials decreases. The thin film has A specific permittivity of 130 and tanδ of 2.8%. The reasons for the small specific dielectric constant are the formation of chitaine acid, the membrane ratio of chitaine to membrane is only 1:1, and the density of the membrane is small.