JP2002321974A - Method of manufacturing crystal-oriented ceramic - Google Patents

Method of manufacturing crystal-oriented ceramic

Info

Publication number
JP2002321974A
JP2002321974A JP2001124224A JP2001124224A JP2002321974A JP 2002321974 A JP2002321974 A JP 2002321974A JP 2001124224 A JP2001124224 A JP 2001124224A JP 2001124224 A JP2001124224 A JP 2001124224A JP 2002321974 A JP2002321974 A JP 2002321974A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
plate
perovskite
oriented
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001124224A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4720004B2 (en
Inventor
Toshihiko Tani
俊彦 谷
Toshio Kimura
敏夫 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2001124224A priority Critical patent/JP4720004B2/en
Publication of JP2002321974A publication Critical patent/JP2002321974A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4720004B2 publication Critical patent/JP4720004B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing crystal-oriented ceramics where crystal-oriented ceramics consisting of an isotropic perovskite-type compound and having a high degree of orientation can be manufactured and where the composition of A-site elements contained in the crystal-oriented ceramics can be easily controlled. SOLUTION: A plate-like powder which consists of a bismuth-layered titanate compound and whose developed faces have a lattice matching with the pseudo- cubic 100} face of the isotropic perovskite-type compound is mixed with a perovskite-forming raw material which reacts with the above plate-like powder to produce the isotropic perovskite-type compound and surplus components including a bismuth oxide (a mixing process). Next, the mixture is so molded that the plate-like powder is oriented (a molding process). Furthermore, the plate-like powder included in the resultant mold is made to react with the perovskite-forming raw material and on/after the reaction, the surplus components produced by the reaction are thermally/chemically removed (a reacting and removing process).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶配向セラミッ
クスの製造方法に関し、更に詳しくは、バイモルフ圧電
素子、振動ピックアップ、圧電マイクロホン、圧電点火
素子、加速度センサ、ノッキングセンサ、圧電アクチュ
エータ、ソナー、超音波センサ、圧電ブザー、圧電スピ
ーカ、発信子、フィルタ等に用いられる圧電材料として
好適な結晶配向セラミックスの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a crystallographically oriented ceramic, and more particularly, to a bimorph piezoelectric element, a vibration pickup, a piezoelectric microphone, a piezoelectric ignition element, an acceleration sensor, a knocking sensor, a piezoelectric actuator, a sonar, and an ultrasonic wave. The present invention relates to a method for producing a crystal oriented ceramic suitable as a piezoelectric material used for a sensor, a piezoelectric buzzer, a piezoelectric speaker, a transmitter, a filter, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電材料は、圧電効果を有する材料であ
り、その形態は、単結晶、セラミックス、薄膜、高分子
及びコンポジット(複合材)に分類される。これらの圧
電材料の中で、特に、圧電セラミックスは、高性能で、
形状の自由度が大きく、材料設計が比較的容易なため、
広くエレクトロニクスやメカトロニクスの分野で応用さ
れているものである。
2. Description of the Related Art Piezoelectric materials are materials having a piezoelectric effect, and are classified into single crystals, ceramics, thin films, polymers, and composites. Among these piezoelectric materials, in particular, piezoelectric ceramics have high performance,
Because the degree of freedom of shape is large and material design is relatively easy,
It is widely applied in the fields of electronics and mechatronics.

【0003】圧電セラミックスは、強誘電体セラミック
スに直流電圧を印加し、強誘電体の分域の方向を一定の
方向にそろえる、いわゆる分極処理を施したものであ
る。分極処理により自発分極を一定方向にそろえるため
には、自発分極が三次元的に取りうる等方性ペロブスカ
イト型の結晶構造が有利であることから、実用化されて
いる圧電セラミックスの大部分は、等方性ペロブスカイ
ト型強誘電体セラミックスである。ここで、「等方性ペ
ロブスカイト型強誘電体」とは、一般式:ABO
(A、Bは金属元素)で表される、いわゆるRegular
Perovskite型化合物の内、立方晶型からのわずかな歪み
によって自発分極を生じる物質である。
[0003] Piezoelectric ceramics are ferroelectric ceramics.
A DC voltage is applied to the ferroelectric
So-called polarization treatment
You. To align spontaneous polarization in a certain direction by polarization processing
Isotropic perovska whose spontaneous polarization can take three-dimensionally
Because of its advantageous crystal structure,
Most piezoelectric ceramics are made of isotropic perovskite
G type ferroelectric ceramics. Here, "isotropic paper
The “lobskite-type ferroelectric substance” has the general formula: ABO
3(A and B are metal elements), so-called Regular
Slight distortion from cubic type in Perovskite type compounds
A substance that causes spontaneous polarization by

【0004】等方性ペロブスカイト型強誘電体セラミッ
クスとしては、例えば、Pb(Zr・Ti)O(以
下、これを「PZT」という。)、PZTに対して鉛系
複合ペロブスカイトを第三成分として添加したPZT3
成分系、BaTiO、Bi .5Na0.5TiO
(以下、これを「BNT」という。)などが知られてい
る。
As an isotropic perovskite type ferroelectric ceramic, for example, Pb (Zr.Ti) O 3 (hereinafter referred to as “PZT”), and a lead-based composite perovskite as a third component with respect to PZT are used. PZT3 added
Component system, BaTiO 3 , Bi 0 . 5 Na 0.5 TiO 3
(Hereinafter referred to as “BNT”).

【0005】これらの中で、PZTに代表される鉛系の
圧電セラミックスは、他の圧電セラミックスに比較して
高い圧電特性を有しており、現在実用化されている圧電
セラミックスの大部分を占めている。しかしながら、蒸
気圧の高い酸化鉛(PbO)を含んでいるために、環境
に対する負荷が大きいという問題がある。そのため、低
鉛あるいは無鉛でPZTと同等の圧電特性を有する圧電
セラミックスが求められている。
[0005] Among these, lead-based piezoelectric ceramics represented by PZT have higher piezoelectric properties than other piezoelectric ceramics, and account for most of the piezoelectric ceramics currently in practical use. ing. However, since it contains lead oxide (PbO) having a high vapor pressure, there is a problem that the load on the environment is large. Therefore, a piezoelectric ceramic having low lead or lead-free and having the same piezoelectric characteristics as PZT is required.

【0006】一方、BaTiOセラミックスは、鉛を
含まない圧電材料の中では比較的高い圧電特性を有して
おり、ソナーなどに利用されている。また、BaTiO
と他の非鉛系ペロブスカイト化合物(例えば、BNT
など)との固溶体の中にも、比較的高い圧電特性を示す
ものが知られている。しかしながら、これらの無鉛圧電
セラミックスは、PZTに比して、圧電特性が低いとい
う問題がある。
On the other hand, BaTiO 3 ceramics have relatively high piezoelectric properties among lead-free piezoelectric materials, and are used for sonar and the like. In addition, BaTiO
3 and other lead-free perovskite compounds (eg, BNT
Among others, those exhibiting relatively high piezoelectric properties are known. However, these lead-free piezoelectric ceramics have a problem that their piezoelectric characteristics are lower than that of PZT.

【0007】そこで、この問題を解決するために、従来
から種々の提案がなされている。例えば、特開平10−
139552号公報には、層状ペロブスカイト型化合物
からなり、かつ、形状異方性を有するホスト材料A(例
えば、BiTi12、SrTi、Ca
Ti等)と、等方性ペロブスカイト型構造を有す
るゲスト材料B又はゲスト材料Bを生成可能な原料Q
と、ホスト材料Aを等方性ペロブスカイト型化合物に転
換するためのゲスト材料Cとを混合し、ホスト材料Aが
配向するようにこれらを成形し、次いで加熱焼結する結
晶配向セラミックスの製造方法が本願出願人により提案
されている。
Therefore, various proposals have conventionally been made to solve this problem. For example, JP-A-10-
139552 discloses a host material A (for example, Bi 4 Ti 3 O 12 , Sr 3 Ti 2 O 7 , Ca 3) comprising a layered perovskite compound and having shape anisotropy.
Ti 2 O 7 ) and a guest material B having an isotropic perovskite structure or a raw material Q capable of producing the guest material B
And a guest material C for converting the host material A into an isotropic perovskite-type compound, molding these so that the host material A is oriented, and then heating and sintering. Proposed by the present applicant.

【0008】また、特公昭63−24948号公報に
は、C面が発達した板状形状を有する二酸化チタン、バ
リウムを含有する化合物(例えば、酸化バリウム、炭酸
バリウム等)、有機結合材、可塑剤及び溶剤を混練した
後、一軸性の加圧下で成形し、得られた成形体を焼成す
るチタン酸バリウム磁器の製造方法が開示されている。
Japanese Patent Publication No. 63-24948 discloses a plate-like titanium dioxide having a developed C-plane, a compound containing barium (eg, barium oxide, barium carbonate, etc.), an organic binder, a plasticizer. A method for producing barium titanate porcelain, which comprises kneading a solvent and a solvent, forming the mixture under uniaxial pressure, and firing the obtained formed body.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】等方性ペロブスカイト
型化合物の圧電特性は、一般に、結晶軸の方向によって
異なることが知られている。そのため、圧電特性の高い
結晶軸を一定の方向に配向させることができれば、圧電
特性の異方性を最大限に利用することができ、圧電セラ
ミックスの高特性化が期待できる。実際に、非鉛系強誘
電体材料からなる単結晶の中には、優れた圧電特性を示
すものがあることが知られている。
It is known that the piezoelectric properties of isotropic perovskite compounds generally differ depending on the direction of the crystal axis. Therefore, if the crystal axis having high piezoelectric characteristics can be oriented in a certain direction, the anisotropy of the piezoelectric characteristics can be utilized to the utmost, and higher characteristics of the piezoelectric ceramic can be expected. In fact, it is known that some single crystals made of a lead-free ferroelectric material exhibit excellent piezoelectric characteristics.

【0010】しかしながら、単結晶は、製造コストが高
いという問題がある。また、複雑な組成を有する固溶体
の単結晶は、製造時に組成のずれを引き起こしやすく、
実用材料としては不適当である。さらに、単結晶は、破
壊靱性が劣るため、高応力下での使用は困難であり、応
用範囲が限られるという問題がある。
However, the single crystal has a problem that the production cost is high. In addition, a single crystal of a solid solution having a complicated composition is likely to cause a composition shift during manufacturing,
It is unsuitable as a practical material. Furthermore, single crystals have poor fracture toughness, so that it is difficult to use them under high stress, and there is a problem that the range of application is limited.

【00011】これに対し、層状ペロブスカイト型化合
物からなる異方形状粉末(ホスト材料A)は、特開平1
0−139552号公報に開示されているように、等方
性ペロブスカイト型化合物を生成させるための反応性テ
ンプレートとして機能する。そのため、ホスト材料Aを
成形体中に配向させ、これとゲスト材料Cとを反応させ
れば、結晶格子の異方性が小さい等方性ペロブスカイト
型化合物であっても、特定の結晶面が高い配向度で配向
した結晶配向セラミックスを容易かつ安価に製造するこ
とができる。
On the other hand, an anisotropically shaped powder (host material A) comprising a layered perovskite compound is disclosed in
As disclosed in Japanese Patent Application No. 0-139552, it functions as a reactive template for producing an isotropic perovskite compound. Therefore, if the host material A is oriented in the molded body and is reacted with the guest material C, even if the isotropic perovskite compound has a small crystal lattice anisotropy, the specific crystal plane is high. Crystal oriented ceramics oriented with the degree of orientation can be easily and inexpensively manufactured.

【0012】しかしながら、この方法は、ホスト材料A
とゲスト材料Cとの反応によって等方性ペロブスカイト
型化合物(一般式:ABO)を生成させるものであ
り、得られた結晶配向セラミックスの組成中には、ホス
ト材料Aに含まれるAサイト元素(例えば、Bi、S
r、Ca等)が必ず残留する。そのため、この方法で
は、最も望ましい組成を実現できず、不可避的に含まれ
るAサイト元素によって圧電材料としての特性が害され
るおそれがある。
However, this method uses the host material A
And a guest material C to form an isotropic perovskite compound (general formula: ABO 3 ). In the composition of the obtained crystallographically-oriented ceramic, the A-site element ( For example, Bi, S
r, Ca, etc.) always remain. Therefore, in this method, the most desirable composition cannot be realized, and the properties as the piezoelectric material may be impaired by the inevitable A-site element.

【0013】また、特公昭63−24948号公報に
は、C面が発達した板状形状を有する二酸化チタンを成
形体中に配向させ、これとバリウムを含む化合物とを反
応させると、C面配向したチタン酸バリウム磁器が得ら
れる点が記載されている。しかしながら、板状形状を有
し、かつ、等方性ペロブスカイト型化合物と格子整合性
を有する二酸化チタンの単結晶粉末の作製は困難であ
る。そのため、この方法では、高配向度の等方性ペロブ
スカイト型セラミックスを作製することはできない。
Japanese Patent Publication No. Sho 63-24948 discloses that titanium dioxide having a plate-like shape with developed C-plane is oriented in a molded body, and this is reacted with a compound containing barium. It is described that the obtained barium titanate porcelain can be obtained. However, it is difficult to produce a titanium dioxide single crystal powder having a plate-like shape and having lattice matching with an isotropic perovskite compound. Therefore, this method cannot produce isotropic perovskite ceramics with a high degree of orientation.

【0014】本発明が解決しようとする課題は、等方性
ペロブスカイト型化合物からなる高配向度の結晶配向セ
ラミックスが製造可能であり、かつ、結晶配向セラミッ
クス中に含まれるAサイト元素の組成制御が容易な結晶
配向セラミックスの製造方法を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is that it is possible to produce a highly oriented crystal oriented ceramic comprising an isotropic perovskite compound, and to control the composition of the A-site element contained in the crystal oriented ceramic. An object of the present invention is to provide a method for easily producing a crystallographically-oriented ceramic.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る結晶配向セラミックスの製造方法は、ビ
スマス層状チタン酸化合物からなり、かつ、その発達面
が等方性ペロブスカイト型化合物の擬立方{100}面
と格子整合性を有する板状粉末と、該板状粉末と反応し
て前記等方性ペロブスカイト型化合物及び酸化ビスマス
を含む余剰成分を生成するペロブスカイト生成原料とを
混合する混合工程と、該混合工程で得られた混合物を前
記板状粉末が配向するように成形する成形工程と、該成
形工程で得られた成形体に含まれる前記板状粉末と前記
ペロブスカイト生成原料との反応、及び、反応により生
成した前記余剰成分の除去を行う反応・除去工程とを備
えていることを要旨とするものである。
According to the present invention, there is provided a method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to the present invention, which comprises a bismuth layered titanate compound and whose developed surface is a pseudo-isotropic perovskite compound. A mixing step of mixing a plate-like powder having lattice matching with a cubic {100} plane, and a perovskite-forming raw material that reacts with the plate-like powder to generate an excess component containing the isotropic perovskite compound and bismuth oxide And a molding step of molding the mixture obtained in the mixing step so that the plate-like powder is oriented, and a reaction between the plate-like powder and the perovskite-forming raw material contained in the molded article obtained in the molding step. And a reaction / removal step of removing the surplus components generated by the reaction.

【0016】板状粉末を配向させた成形体を所定温度に
加熱し、板状粉末とペロブスカイト生成原料とを反応さ
せると、板状粉末の配向方位を承継した等方性ペロブス
カイト型化合物の板状結晶と酸化ビスマスを含む余剰成
分が生成し、中間焼結体となる。この余剰成分を反応と
同時に、又は、反応後に中間焼結体から除去すると、等
方性ペロブスカイト型化合物からなり、かつ、擬立方
{100}面が配向した結晶配向セラミックスが得られ
る。また、ペロブスカイト生成原料の組成を最適化すれ
ば、高配向度を有し、かつ、Aサイト元素として実質的
にBiの残存しない等方性ペロブスカイト型化合物から
なる結晶配向セラミックスが得られる。
The shaped body in which the plate-like powder has been oriented is heated to a predetermined temperature to react the plate-like powder with the perovskite-forming raw material, and the plate-like powder of the isotropic perovskite-type compound inheriting the orientation of the plate-like powder is obtained. Excess components including crystals and bismuth oxide are generated to form an intermediate sintered body. When this excess component is removed from the intermediate sintered body at the same time as or after the reaction, a crystallographically-oriented ceramic comprising an isotropic perovskite-type compound and having a pseudo-cubic {100} plane is obtained. Further, by optimizing the composition of the perovskite-forming raw material, a crystallographically-oriented ceramic composed of an isotropic perovskite-type compound having a high degree of orientation and substantially not remaining Bi as an A-site element can be obtained.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて詳細に説明する。初めに、本発明に係る結晶配向セ
ラミックスの製造方法に用いられる板状粉末について説
明する。板状粉末は、結晶格子の異方性の小さい等方性
ペロブスカイト型化合物を特定方向に配向させるための
反応性テンプレートとして用いるものである。本発明に
おいては、板状粉末として、以下の条件を備えたものが
用いられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail. First, the plate-like powder used in the method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to the present invention will be described. The plate-like powder is used as a reactive template for orienting an isotropic perovskite compound having a small crystal lattice anisotropy in a specific direction. In the present invention, a plate-like powder satisfying the following conditions is used.

【0018】第1に、板状粉末には、ビスマス層状チタ
ン酸化合物が用いられる。板状粉末としてビスマス層状
チタン酸化合物を用いるのは、(1)結晶格子の異方性
が大きく、板状粉末の作製が比較的容易であること、及
び、(2)後述するペロブスカイト生成原料との反応に
よってBiを系外に容易に除去することができ、等方性
ペロブスカイト型化合物に含まれるAサイト元素の組成
制御が容易であることによる。
First, a bismuth layered titanate compound is used for the plate-like powder. The bismuth layered titanate compound is used as the plate-like powder because (1) the anisotropy of the crystal lattice is large, the preparation of the plate-like powder is relatively easy, and (2) the perovskite generation raw material described later Bi can be easily removed out of the system by the reaction, and the composition of the A-site element contained in the isotropic perovskite compound can be easily controlled.

【0019】第2に、板状粉末には、その発達面(最も
広い面積を占める面)が等方性ペロブスカイト型化合物
の擬立方{100}面と格子整合性を有するものが用い
られる。ビスマス層状チタン酸化合物からなる板状粉末
であっても、その発達面が等方性ペロブスカイト型化合
物の擬立方{100}面と格子整合性を有していない場
合には、擬立方{100}面を配向面とする結晶配向セ
ラミックス製造用の反応性テンプレートとして機能しな
いので好ましくない。
Second, as the plate-like powder, a powder whose developed surface (the surface occupying the largest area) has lattice matching with the pseudo-cubic {100} plane of the isotropic perovskite-type compound is used. Even in the case of a plate-like powder made of a bismuth layered titanate compound, if the developed surface does not have lattice matching with the pseudocubic {100} plane of the isotropic perovskite compound, the pseudocubic {100} This is not preferable because it does not function as a reactive template for producing a crystallographically oriented ceramic having a plane as an oriented plane.

【0020】ここで、「等方性ペロブスカイト型化合
物」とは、一般に、一般式:ABOで表される化合物
をいうが、本発明に係る製造方法により得られる結晶配
向セラミックスは、これらの内、Bサイト元素としてT
iを含む等方性ペロブスカイト型化合物からなる。Bサ
イト元素としてTiを含むのは、板状粉末として、上述
したビスマス層状チタン酸化合物を用いることに起因す
る。
Here, the “isotropic perovskite compound” generally refers to a compound represented by the general formula: ABO 3 , and the crystallographically-oriented ceramic obtained by the production method according to the present invention includes: , T as a B site element
It is composed of an isotropic perovskite compound containing i. The reason why Ti is included as a B-site element is that the above-described bismuth layered titanate compound is used as the plate-like powder.

【0021】なお、本発明に係る方法で製造可能な結晶
配向セラミックスは、Bサイト元素としてTiのみを含
むを等方性ペロブスカイト型化合物に限らず、Tiに加
えて1種又は2種以上の他のBサイト元素(例えば、C
r、Zr、Mn、Fe、Mo、Nb、Zn、Ta、W、
Ni等)を含むものであっても製造可能である。等方性
ペロブスカイト型化合物中のTiの含有量、並びに、他
のBサイト元素の種類及びそれらの含有量は、板状粉末
の組成とペロブスカイト生成原料の組成によって定ま
る。
The crystal oriented ceramics that can be produced by the method according to the present invention are not limited to isotropic perovskite compounds containing only Ti as a B-site element. B site element (for example, C
r, Zr, Mn, Fe, Mo, Nb, Zn, Ta, W,
Ni) can be manufactured. The content of Ti in the isotropic perovskite-type compound, the types of other B-site elements and their contents are determined by the composition of the plate-like powder and the composition of the perovskite-forming raw material.

【0022】一方、本発明に係る製造方法によれば、A
サイト元素として、板状粉末に由来するBiを含む等方
性ペロブスカイト型化合物からなる結晶配向セラミック
スを製造することも可能であるが、Aサイト元素として
実質的にBiを含まない(Bi換算で1wt%以
下)等方性ペロブスカイト型化合物からなる結晶配向セ
ラミックスであっても製造可能である。この点が、従来
の方法とは異なる。
On the other hand, according to the manufacturing method of the present invention, A
It is also possible to produce a crystallographically-oriented ceramic comprising an isotropic perovskite compound containing Bi derived from a plate-like powder as a site element, but it does not substantially contain Bi as an A-site element (Bi 2 O 3 (Equivalent to 1 wt% or less in terms of conversion) Crystal-oriented ceramics made of an isotropic perovskite compound can also be produced. This is different from the conventional method.

【0023】等方性ペロブスカイト型化合物に含まれる
Aサイト元素としては、具体的には、Biの他に、B
a、Sr、Ca、La等が好適な一例として挙げられる
が、これらに限定されるものではない。等方性ペロブス
カイト型化合物中のAサイト元素の種類及びそれらの含
有量は、板状粉末の組成とペロブスカイト生成原料の組
成によって定まる。
As the A site element contained in the isotropic perovskite compound, specifically, in addition to Bi, B
a, Sr, Ca, La, and the like are mentioned as preferable examples, but are not limited thereto. The type and content of the A-site element in the isotropic perovskite compound are determined by the composition of the plate-like powder and the composition of the perovskite-forming raw material.

【0024】また、格子整合性の良否は、板状粉末の発
達面の格子寸法と等方性ペロブスカイト型化合物の擬立
方{100}面の格子寸法との差を、板状粉末の発達面
の格子寸法で割った値(以下、この値を「格子整合率」
という。)で表すことができる。格子整合率の値が小さ
いほど、その板状粉末は、良好な反応性テンプレートと
して機能することを示す。高配向度の結晶配向セラミッ
クスを製造するためには、板状粉末の格子整合率は、2
0%以下が好ましく、さらに好ましくは10%以下であ
る。
The quality of the lattice matching is determined by the difference between the lattice size of the developed surface of the plate-like powder and the lattice size of the pseudo-cubic {100} plane of the isotropic perovskite compound. The value divided by the lattice size (hereinafter this value is referred to as the “grid matching ratio”
That. ). A smaller value of the lattice matching ratio indicates that the plate-like powder functions as a good reactive template. In order to produce a highly oriented crystallographically oriented ceramic, the lattice matching ratio of the plate-like powder must be 2
It is preferably at most 0%, more preferably at most 10%.

【0025】なお、「擬立方{HKL}」とは、等方性
ペロブスカイト型化合物は、一般に、正方晶、斜方晶、
三方晶など、立方晶から歪んだ構造をとるが、その歪み
は僅かであるので、立方晶とみなしてミラー指数表示す
ることを意味する。
The term “quasi-cubic {HKL}” means that an isotropic perovskite compound is generally tetragonal, orthorhombic,
It has a structure distorted from a cubic crystal such as a trigonal crystal, but since the distortion is slight, it means that the crystal is regarded as a cubic crystal and the Miller index is indicated.

【0026】第3に、板状粉末には、成形時に一定の方
向に配向させることが容易な形状を有しているものが用
いられる。そのためには、板状粉末の平均アスペクト比
(=板状粉末の直径/厚さの平均値)は、3以上である
ことが好ましい。平均アスペクト比が3未満であると、
成形時に板状粉末を一方向に配向させるのが困難にな
る。板状粉末の平均アスペクト比は、さらに好ましくは
5以上である。
Third, as the plate-like powder, a powder having a shape that can be easily oriented in a certain direction during molding is used. For that purpose, the average aspect ratio of the plate-like powder (= the average value of the diameter / thickness of the plate-like powder) is preferably 3 or more. If the average aspect ratio is less than 3,
It becomes difficult to orient the plate-like powder in one direction during molding. The average aspect ratio of the plate-like powder is more preferably 5 or more.

【0027】一般に、板状粉末の平均アスペクト比が大
きくなるほど、板状粉末の配向が容易化される傾向があ
る。但し、平均アスペクト比が過大になると、後述する
混合工程において板状粉末が粉砕され、板状粉末が配向
した成形体が得られない場合がある。従って、板状粉末
の平均アスペクト比は、100以下が好ましい。
Generally, as the average aspect ratio of the plate-like powder increases, the orientation of the plate-like powder tends to be facilitated. However, when the average aspect ratio is excessively large, the plate-like powder is pulverized in a mixing step described later, and a molded article in which the plate-like powder is oriented may not be obtained. Therefore, the average aspect ratio of the plate-like powder is preferably 100 or less.

【0028】また、板状粉末の発達面直径の平均値(平
均粒径)は、0.05μm以上が好ましい。板状粉末の
平均粒径が0.05μm未満であると、成形時に作用す
る剪断応力によって板状粉末を一定の方向に配向させる
のが困難になる。また、界面エネルギーの利得が小さく
なるので、結晶配向セラミックスを作製する際の反応性
テンプレートとして用いた時に、テンプレート粒子への
エピタキシャル成長が生じにくくなる。
Further, the average value (average particle size) of the developed surface diameter of the plate-like powder is preferably 0.05 μm or more. If the average particle size of the plate-like powder is less than 0.05 μm, it becomes difficult to orient the plate-like powder in a certain direction due to shear stress acting during molding. In addition, since the gain of interface energy is reduced, epitaxial growth on template particles is less likely to occur when used as a reactive template in producing crystallographically oriented ceramics.

【0029】一方、板状粉末の平均粒径は、20μm以
下が好ましい。板状粉末の平均粒径が20μmを超える
と、焼結性が低下し、焼結体密度の高い結晶配向セラミ
ックスが得られない。板状粉末の平均粒径は、さらに好
ましくは、0.1μm以上10μm以下である。
On the other hand, the average particle size of the plate-like powder is preferably 20 μm or less. When the average particle size of the plate-like powder exceeds 20 μm, the sinterability is reduced, and a crystal oriented ceramic having a high sintered body density cannot be obtained. The average particle size of the plate-like powder is more preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less.

【0030】板状粉末の材料として好適なビスマス層状
チタン酸化合物としては、具体的には、BiTi
12(チタン酸ビスマス)、BaBiTi15
SrBiTi15等のビスマス層状ペロブスカイ
ト型化合物が好適な一例として挙げられる。
As the bismuth layered titanate compound suitable as the material of the plate-like powder, specifically, Bi 4 Ti 3 O
12 (bismuth titanate), BaBi 4 Ti 4 O 15 ,
A suitable example is a bismuth layered perovskite compound such as SrBi 4 Ti 4 O 15 .

【0031】これらの化合物は、いずれも、その{00
1}面の表面エネルギーが他の結晶面の表面エネルギー
より小さいので、{001}面を発達面とし、かつ、所
定の形状を有する板状粉末を容易に作製することができ
る。また、これらの化合物の{001}面は、等方性ペ
ロブスカイト型化合物の擬立方{100}面との間に極
めて良好な格子整合性がある。そのため、これらの化合
物からなる板状粉末は、等方性ペロブスカイト型化合物
からなり、かつ、{100}面を配向面とする結晶配向
セラミックスを製造するための反応性テンプレートとし
て好適である。
Each of these compounds has a $ 00
Since the surface energy of the {1} plane is smaller than the surface energy of the other crystal planes, a plate-like powder having a {001} plane as a developed plane and a predetermined shape can be easily produced. The {001} plane of these compounds has extremely good lattice matching with the pseudo-cubic {100} plane of the isotropic perovskite compound. Therefore, a plate-like powder made of these compounds is suitable as a reactive template for producing a crystallographically-oriented ceramic having an isotropic perovskite-type compound and having a {100} plane as an oriented plane.

【0032】なお、ビスマス層状チタン酸化合物からな
る板状粉末は、ビスマス層状チタン酸化合物を生成可能
な原料(以下、これを「板状粉末生成原料」という。)
を、液体又は加熱により液体となる物質と共に加熱する
ことにより容易に製造することができる。板状粉末生成
原料を原子の拡散が容易な液相中で加熱すると、表面エ
ネルギーの小さい{001}面が優先的に発達した板状
粉末を容易に合成することができる。この場合、板状粉
末の平均アスペクト比及び平均粒径は、合成条件を適宜
選択することにより、制御することができる。
The plate-like powder composed of the bismuth layered titanate compound is a raw material capable of producing the bismuth layered titanate compound (hereinafter, this is referred to as a “plate-shaped powder generating raw material”).
Can be easily produced by heating together with a liquid or a substance which becomes liquid by heating. When the raw material for forming a plate-like powder is heated in a liquid phase in which atoms can be easily diffused, a plate-like powder in which {001} planes having small surface energy are preferentially developed can be easily synthesized. In this case, the average aspect ratio and average particle size of the plate-like powder can be controlled by appropriately selecting the synthesis conditions.

【0033】板状粉末の製造方法としては、具体的に
は、フラックス(例えば、NaCl、KCl、NaCl
とKClの混合物、BaCl、KFなど。)と共に板
状粉末生成原料を加熱する方法(フラックス法)、固相
反応法で合成した非板状のビスマス層状チタン酸化合物
粉末をアルカリ水溶液と共にオートクレーブ中で加熱す
る方法(水熱合成法)等が好適な一例として挙げられ
る。
As a method of producing the plate-like powder, specifically, a flux (for example, NaCl, KCl, NaCl
And KCl, BaCl 2 , KF and the like. ) And a method of heating a plate-like powder forming raw material (flux method), a method of heating a non-plate-like bismuth layered titanate compound powder synthesized by a solid-phase reaction method together with an alkaline aqueous solution in an autoclave (hydrothermal synthesis method), and the like. Is a preferred example.

【0034】次に、本発明に係る結晶配向セラミックス
の製造方法について説明する。本発明に係る製造方法
は、混合工程と、成形工程と、反応・除去工程とを備え
ている。
Next, a method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to the present invention will be described. The production method according to the present invention includes a mixing step, a molding step, and a reaction / removal step.

【0035】初めに、混合工程について説明する。混合
工程は、上述した板状粉末と、ペロブスカイト生成原料
とを混合する工程である。この場合、板状粉末は、上述
したビスマス層状チタン酸化合物の内、いずれか1種類
の化合物からなるものであっても良く、あるいは、2種
以上の化合物の混合物であっても良い。
First, the mixing step will be described. The mixing step is a step of mixing the above-mentioned plate-like powder and a perovskite-forming raw material. In this case, the plate-like powder may be composed of any one of the above-described bismuth layered titanate compounds, or may be a mixture of two or more compounds.

【0036】また、「ペロブスカイト生成原料」とは、
上述した板状粉末と反応して、等方性ペロブスカイト型
化合物と酸化ビスマスを含む余剰成分とを生成するもの
をいう。ペロブスカイト生成原料の組成及び配合比率
は、合成しようとする等方性ペロブスカイト型化合物の
組成、及び、反応性テンプレートとして使用する板状粉
末の組成に応じて定まる。また、ペロブスカイト生成原
料の形態については、特に限定されるものではなく、酸
化物粉末、複合酸化物粉末、炭酸塩、硝酸塩、シュウ酸
塩、酢酸塩などの塩、アルコキシド等を用いることがで
きる。
The “perovskite forming raw material” is
It reacts with the above-mentioned plate-like powder to generate an isotropic perovskite compound and a surplus component containing bismuth oxide. The composition and mixing ratio of the perovskite-forming raw material are determined according to the composition of the isotropic perovskite compound to be synthesized and the composition of the plate-like powder used as the reactive template. The form of the perovskite generating raw material is not particularly limited, and oxide powder, composite oxide powder, salts such as carbonate, nitrate, oxalate, acetate, alkoxide, and the like can be used.

【0037】例えば、チタン酸ビスマス(BiTi
12)の板状粉末を用いて、チタン酸バリウム(Ba
TiO)からなる結晶配向セラミックスを製造する場
合、ペロブスカイト生成原料として、炭酸バリウム(B
aCO)、酸化バリウム(BaO)、水酸化バリウム
(Ba(OH))等のBa含有化合物を用いるのが好ま
しい。この場合、チタン酸ビスマス1モルに対して、バ
リウム原子3モルに相当するBa含有化合物を配合すれ
ば良い。
For example, bismuth titanate (Bi 4 Ti 3
Barium titanate (Ba) using a plate-like powder of O 12 );
In the case of producing a crystallographically-oriented ceramic made of TiO 3 ), barium carbonate (B) is used as a perovskite-forming raw material.
It is preferable to use a Ba-containing compound such as aCO 3 ), barium oxide (BaO), or barium hydroxide (Ba (OH) 2 ). In this case, a Ba-containing compound corresponding to 3 moles of barium atoms may be added to 1 mole of bismuth titanate.

【0038】化1の式に、チタン酸ビスマスと炭酸バリ
ウムの反応式を示す。板状粉末及びペロブスカイト生成
原料として、それぞれ、チタン酸ビスマス及び炭酸バリ
ウムを用い、これらを1:3のモル比で反応させると、
化1の式に示すように、等方性ペロブスカイト型化合物
であるチタン酸バリウムと、余剰成分である酸化ビスマ
ス(Bi)を生成させることができる。化1の式
が右方向に進行するのは、ビスマス層状チタン酸化合物
よりも等方性ペロブスカイト型化合物の方が熱力学的に
安定なためである。
Formula 1 shows a reaction formula between bismuth titanate and barium carbonate. When bismuth titanate and barium carbonate are used as a plate-like powder and a perovskite-forming raw material, respectively, and these are reacted at a molar ratio of 1: 3,
As shown in the chemical formula 1, barium titanate which is an isotropic perovskite compound and bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) which is an excess component can be produced. The reason why the formula 1 proceeds to the right is that the isotropic perovskite compound is more thermodynamically stable than the bismuth layered titanate compound.

【0039】[0039]

【化1】 Bi4Ti3O12 + 3BaCO3 → 3BaTiO3 + 2Bi2O3 + 3CO2Embedded image Bi 4 Ti 3 O 12 + 3BaCO 3 → 3BaTiO 3 + 2Bi 2 O 3 + 3CO 2

【0040】なお、化1の式は、チタン酸ビスマスと炭
酸バリウムの理想的な反応式を表現したものであり、実
際にはさらに複雑な反応が生じている可能性がある。ま
た、余剰成分は、理想的には、化1の式に示すように酸
化ビスマスのみであることが望ましいが、実際には、B
とBaCOやBaTiOとの反応で生じた
Ba−Bi−O系化合物など、他の酸化物成分が含まれ
ている可能性もある。しかしながら、後述する熱処理工
程における余剰成分の除去に支障がない限り、余剰成分
には、酸化ビスマス以外の酸化物成分が含まれていても
かまわない。
The formula 1 represents an ideal reaction formula between bismuth titanate and barium carbonate, and there is a possibility that a more complicated reaction actually occurs. Ideally, the surplus component is desirably only bismuth oxide as shown in the formula (1).
i 2 O 3 and BaCO 3 or Ba-Bi-O-based compound produced in the reaction with BaTiO 3, etc., also may contain other oxide components there. However, the surplus component may include an oxide component other than bismuth oxide as long as it does not hinder the removal of the surplus component in the heat treatment step described below.

【0041】チタン酸バリウム以外の等方性ペロブスカ
イト型化合物を合成する場合も同様であり、等方性ペロ
ブスカイト型化合物が生成する際に、ビスマス層状チタ
ン酸化合物に含まれるBiの全部又は一部が酸化ビスマ
スとして板状粉末外に排出され、かつ、所定量のAサイ
ト元素が板状粉末に導入されるように、ペロブスカイト
生成原料の組成及び配合比を決定すれば良い。
The same applies to the case of synthesizing an isotropic perovskite compound other than barium titanate. When the isotropic perovskite compound is produced, all or a part of Bi contained in the bismuth layered titanate compound is removed. The composition and mixing ratio of the perovskite-forming raw material may be determined so that the plate-like powder is discharged as bismuth oxide outside the plate-like powder and a predetermined amount of the A-site element is introduced into the plate-like powder.

【0042】なお、混合工程においては、所定の比率で
配合された板状粉末及びペロブスカイト生成原料に対し
て、さらに、これらの反応によって得られる等方性ペロ
ブスカイト型化合物と同一組成を有する化合物からなる
非板状の微粉(以下、これを「化合物微粉」とい
う。)、及び/又は焼結助剤を添加しても良い。板状粉
末及びペロブスカイト生成原料に対して、さらに化合物
微粉や焼結助剤を添加すると、焼結体を容易に緻密化で
きるという利点がある。
In the mixing step, the compound having the same composition as the isotropic perovskite compound obtained by these reactions is further added to the plate-like powder and the perovskite-forming raw material blended at a predetermined ratio. Non-plate-like fine powder (hereinafter referred to as “compound fine powder”) and / or a sintering aid may be added. When a compound fine powder or a sintering aid is further added to the plate-like powder and the perovskite forming raw material, there is an advantage that the sintered body can be easily densified.

【0043】また、化合物微粉を配合する場合におい
て、化合物微粉の配合比率が過大になると、必然的に原
料全体に占める板状粉末の配合比率が小さくなり、得ら
れる結晶配向セラミックスの擬立方{100}面の配向
度が低下するおそれがある。従って、化合物微粉の配合
比率は、要求される焼結体密度及び擬立方{100}面
の配向度に応じて、最適な配合比率を選択するのが好ま
しい。
In addition, when compounding the compound fine powder, if the compounding ratio of the compound fine powder is excessively large, the compounding ratio of the plate-like powder in the whole raw material is inevitably reduced, and the pseudo-cubic 得 100 } The degree of orientation of the surface may be reduced. Therefore, it is preferable to select an optimum compounding ratio of the compound fine powder according to the required density of the sintered body and the degree of orientation of the pseudo-cubic {100} plane.

【0044】さらに、板状粉末及びペロブスカイト生成
原料、並びに、必要に応じて配合される化合物微粉及び
焼結助剤の混合は、乾式で行っても良く、あるいは、
水、アコール等の適当な分散媒を加えて湿式で行っても
良い。さらに、この時、必要に応じてバインダ及び/又
は可塑剤を加えても良い。
Further, the mixing of the plate-like powder and the perovskite-forming raw material, and the compound fine powder and the sintering aid compounded as required may be carried out by a dry method.
It may be carried out in a wet manner by adding an appropriate dispersion medium such as water or alcohol. Further, at this time, a binder and / or a plasticizer may be added as necessary.

【0045】次に、成形工程について説明する。成形工
程は、混合工程で得られた混合物を板状粉末が配向する
ように成形する工程である。ここで、「板状粉末が配向
する」とは、各板状粉末の発達面が互いに平行に配列
(以下、このような状態を「面配向」という。)するこ
と、又は、各板状粉末の発達面が成形体を貫通する1つ
の軸に対して平行に配列(以下、このような状態を「軸
配向」という。)することをいう。
Next, the molding step will be described. The molding step is a step of molding the mixture obtained in the mixing step so that the plate-like powder is oriented. Here, “plate-like powder is oriented” means that the developed surfaces of each plate-like powder are arranged parallel to each other (hereinafter, such a state is referred to as “plane-orientation”), or each plate-like powder is oriented. Means that the developed surface is arranged parallel to one axis penetrating the molded article (hereinafter, such a state is referred to as “axial orientation”).

【0046】成形方法については、板状粉末を配向させ
ることが可能な方法であれば良く、特に限定されるもの
ではない。板状粉末を面配向させる成形方法としては、
具体的には、ドクターブレード法、プレス成形法、圧延
法等が好適な一例として挙げられる。また、板状粉末を
軸配向させる成形方法としては、具体的には、押出成形
法、遠心成形法等が好適な一例として挙げられる。
The molding method is not particularly limited as long as it is a method capable of orienting the plate-like powder. As a molding method for plane-orientating the plate-like powder,
Specifically, a doctor blade method, a press molding method, a rolling method and the like are mentioned as preferable examples. Further, as a molding method for axially orienting the plate-like powder, specifically, an extrusion molding method, a centrifugal molding method and the like are mentioned as preferable examples.

【0047】また、板状粉末が面配向した成形体(以
下、これを「面配向成形体」という。)の厚さを増した
り、配向度を上げるために、面配向成形体に対し、さら
に積層圧着、プレス、圧延などの処理(以下、これを
「面配向処理」という。)を行っても良い。この場合、
面配向成形体に対して、いずれか1種類の面配向処理を
行っても良く、あるいは、2種以上の面配向処理を行っ
ても良い。また、面配向成形体に対して、1種類の面配
向処理を複数回繰り返り行っても良く、あるいは、2種
以上の配向処理をそれぞれ複数回繰り返し行っても良
い。
Further, in order to increase the thickness of the molded product in which the plate-like powder is plane-oriented (hereinafter, referred to as “plane-oriented molded product”) and to increase the degree of orientation, the planar-oriented product is further treated. Processing such as lamination pressure bonding, pressing, and rolling (hereinafter, this is referred to as “plane orientation processing”) may be performed. in this case,
Any one of the plane orientation treatments may be performed on the plane-oriented molded body, or two or more kinds of plane orientation treatments may be performed. Further, one type of plane orientation treatment may be repeated a plurality of times on the plane-oriented molded body, or two or more types of orientation treatments may be repeated plural times.

【0048】次に、反応・除去工程について説明する。
反応・除去工程は、成形工程で得られた成形体に含まれ
る板状粉末とペロブスカイト生成原料との反応、及び、
反応により生成した余剰成分の除去を行う工程である。
板状粉末とペロブスカイト生成原料とを含む成形体を所
定の温度に加熱すると、これらの反応によって等方性ペ
ロブスカイト型化合物及び余剰成分が生成し、これと同
時に、生成した等方性ペロブスカイト型化合物の焼結が
進行する。
Next, the reaction / removal step will be described.
The reaction / removal step is a reaction between the plate-like powder and the perovskite-forming raw material contained in the molded body obtained in the molding step, and
This is a step of removing excess components generated by the reaction.
When the molded body containing the plate-like powder and the perovskite-forming raw material is heated to a predetermined temperature, an isotropic perovskite-type compound and a surplus component are generated by these reactions, and at the same time, the generated isotropic perovskite-type compound Sintering proceeds.

【0049】加熱温度は、反応及び/又は焼結が効率よ
く進行し、かつ、等方性ペロブスカイト型化合物及び酸
化ビスマス以外の副生成物の生成が抑制されるように、
使用する板状粉末、ペロブスカイト生成原料、作製しよ
うとする結晶配向セラミックスの組成等に応じて最適な
温度を選択すればよい。
The heating temperature is set so that the reaction and / or sintering proceeds efficiently and the generation of by-products other than the isotropic perovskite compound and bismuth oxide is suppressed.
The optimum temperature may be selected according to the plate-like powder to be used, the perovskite forming raw material, the composition of the crystallographically-oriented ceramic to be produced, and the like.

【0050】例えば、チタン酸ビスマスと炭酸バリウム
を用いて、チタン酸バリウム単相からなる結晶配向セラ
ミックスを製造する場合、加熱温度は、400℃以上1
300℃以下が好ましく、さらに好ましくは、800℃
以上1250℃以下である。この場合、反応は、大気
中、酸素中、減圧下又は真空下のいずれの雰囲気下で行
っても良い。また、加熱時間は、所定の反応状態及び焼
結体密度が得られるように、加熱温度に応じて最適な時
間を選択すればよい。
For example, in the case of manufacturing a crystallographically oriented ceramic comprising a single phase of barium titanate using bismuth titanate and barium carbonate, the heating temperature is 400 ° C. or higher.
300 ° C. or less is preferable, and 800 ° C. is more preferable.
Not less than 1250 ° C. In this case, the reaction may be performed in the atmosphere, in oxygen, under reduced pressure, or under vacuum. Further, as the heating time, an optimal time may be selected according to the heating temperature so that a predetermined reaction state and a sintered body density can be obtained.

【0051】余剰成分の除去は、熱的に除去する方法
と、化学的に除去する方法がある。熱的に除去する方法
は、等方性ペロブスカイト型化合物及び余剰成分が生成
した焼結体(以下、これを「中間焼結体」という。)を
所定温度に加熱し、余剰成分を揮発させる方法である。
具体的には、中間焼結体を減圧下もしくは真空下におい
て、余剰成分の揮発が生じる温度で加熱する方法、中間
焼結体を大気中もしくは酸素中において、余剰成分の揮
発が生じる温度で長時間加熱する方法等が好適な一例と
して挙げられる。
The removal of the surplus components includes a method of removing thermally and a method of removing chemically. As a method of thermally removing, a method of heating a sintered body (hereinafter, referred to as an “intermediate sintered body”) in which an isotropic perovskite compound and an excess component are generated to a predetermined temperature to volatilize the excess component. It is.
Specifically, a method of heating the intermediate sintered body under reduced pressure or vacuum at a temperature at which excess components volatilize, and a method of heating the intermediate sintered body in air or oxygen at a temperature at which excess components volatilize. A suitable example is a method of heating for a time.

【0052】余剰成分を熱的に除去する際の加熱温度
は、余剰成分の揮発が効率よく進行し、かつ、副生成物
の生成が抑制されるように、等方性ペロブスカイト型化
合物及び余剰成分の組成に応じて、最適な温度を選択す
ればよい。例えば、等方性ペロブスカイト型化合物がチ
タン酸バリウム単相であり、余剰成分が酸化ビスマス単
相である場合、加熱温度は、800℃以上1300℃以
下が好ましく、さらに好ましくは、1000℃以上12
50℃以下である。
The heating temperature at the time of thermally removing the surplus component is set so that the volatilization of the surplus component proceeds efficiently and the generation of by-products is suppressed, so that the isotropic perovskite compound and the surplus component are removed. The optimum temperature may be selected according to the composition of the above. For example, when the isotropic perovskite compound is a barium titanate single phase and the surplus component is a bismuth oxide single phase, the heating temperature is preferably from 800 ° C. to 1300 ° C., more preferably from 1000 ° C. to 12 ° C.
50 ° C. or less.

【0053】余剰成分を化学的に除去する方法は、余剰
成分のみを浸食させる性質を有する処理液中に中間焼結
体を浸漬し、余剰成分を抽出する方法である。使用する
処理液は、等方性ペロブスカイト型化合物及び余剰成分
の組成に応じて、最適なものを選択すればよい。例え
ば、等方性ペロブスカイト型化合物がチタン酸バリウム
単相であり、余剰成分が酸化ビスマス単相である場合、
処理液は、硝酸、塩酸等の酸を用いるのが好ましい。特
に、硝酸は、余剰成分を化学的に抽出する処理液として
好適である。この場合、熱処理と酸処理を交互に繰り返
すと、余剰成分の除去をより効果的に実施できる。
The method of chemically removing the surplus components is a method of immersing the intermediate sintered body in a treatment liquid having a property of eroding only the surplus components and extracting the surplus components. As the treatment liquid to be used, an optimal treatment liquid may be selected according to the composition of the isotropic perovskite compound and the excess components. For example, when the isotropic perovskite compound is a barium titanate single phase and the excess component is a bismuth oxide single phase,
It is preferable to use an acid such as nitric acid or hydrochloric acid as the treatment liquid. In particular, nitric acid is suitable as a processing solution for chemically extracting excess components. In this case, if the heat treatment and the acid treatment are alternately repeated, the surplus components can be more effectively removed.

【0054】板状粉末とペロブスカイト生成原料との反
応及び余剰成分の除去は、同時、逐次又は個別のいずれ
のタイミングで行っても良い。例えば、成形体を減圧下
又は真空下において、板状粉末とペロブスカイト生成原
料との反応及び余剰成分の揮発の双方が効率よく進行す
る温度まで直接加熱し、反応と同時に余剰成分の除去を
行っても良い。
The reaction between the plate-like powder and the perovskite-forming raw material and the removal of excess components may be performed simultaneously, sequentially or individually. For example, under reduced pressure or vacuum, the compact is directly heated to a temperature at which both the reaction between the plate-like powder and the perovskite-forming raw material and the volatilization of the surplus components proceed efficiently, and the surplus components are removed simultaneously with the reaction. Is also good.

【0055】また、例えば、大気中又は酸素中におい
て、板状粉末とペロブスカイト生成原料との反応が効率
よく進行する温度で成形体を加熱し、中間焼結体を生成
(反応工程)させた後、引き続き中間焼結体を減圧下又
は真空下において、余剰成分の揮発が効率よく進行する
温度で加熱し、余剰成分の除去(除去工程)を行っても
良い。あるいは、中間焼結体を生成(反応工程)させた
後、引き続き中間焼結体を大気中又は酸素中において、
余剰成分の揮発が効率よく進行する温度で長時間加熱
し、余剰成分の除去(除去工程)を行っても良い。
Further, for example, the compact is heated at a temperature at which the reaction between the plate-like powder and the perovskite-forming raw material proceeds efficiently in the atmosphere or oxygen to produce an intermediate sintered body (reaction step). Subsequently, the intermediate sintered body may be heated under a reduced pressure or a vacuum at a temperature at which excess component volatilization proceeds efficiently to remove the excess component (removal step). Alternatively, after producing the intermediate sintered body (reaction step), the intermediate sintered body is continuously
The excess component may be heated at a temperature at which the excess component volatilizes efficiently for a long time to remove the excess component (removal step).

【0056】また、例えば、中間焼結体を生成させ、中
間焼結体を室温まで冷却(反応工程)した後、中間焼結
体を処理液に浸漬して、余剰成分を化学的に除去(除去
工程)しても良い。あるいは、中間焼結体を生成させ、
室温まで冷却(反応工程)した後、再度、中間焼結体を
所定の雰囲気下において所定の温度に加熱し、余剰成分
を熱的に除去(除去工程)しても良い。
Further, for example, after forming an intermediate sintered body and cooling the intermediate sintered body to room temperature (reaction step), the intermediate sintered body is immersed in a treatment solution to chemically remove excess components ( (Removal step). Alternatively, an intermediate sintered body is generated,
After cooling to room temperature (reaction step), the intermediate sintered body may be heated again to a predetermined temperature under a predetermined atmosphere to thermally remove excess components (removal step).

【0057】なお、バインダを含む成形体の場合、反応
・除去工程の前に、脱脂を主目的とする熱処理を行って
も良い。この場合、脱脂の温度は、少なくともバインダ
を熱分解させるに十分な温度であれば良い。
In the case of a molded body containing a binder, a heat treatment mainly for degreasing may be performed before the reaction / removal step. In this case, the degreasing temperature may be at least a temperature sufficient to thermally decompose the binder.

【0058】また、配向成形体の脱脂を行うと、配向成
形体中の板状粉末の配向度が低下したり、あるいは、配
向成形体に膨れが発生する場合がある。このような場合
には、脱脂を行った後、反応及び除去を行う前に、配向
成形体に対して、さらに静水圧(CIP)処理を行うの
が好ましい。脱脂後の成形体に対して、さらに静水圧処
理を行うと、脱脂に伴う配向度の低下、あるいは、配向
成形体の膨れに起因する焼結体密度の低下を抑制できる
という利点がある。
Further, when the oriented compact is degreased, the degree of orientation of the plate-like powder in the oriented compact may be reduced, or the oriented compact may be swollen. In such a case, it is preferable to further perform hydrostatic pressure (CIP) treatment on the oriented molded body after performing degreasing and before performing reaction and removal. If the degreased molded body is further subjected to hydrostatic pressure treatment, there is an advantage that a decrease in the degree of orientation due to degreasing or a decrease in the density of the sintered body due to swelling of the oriented molded body can be suppressed.

【0059】また、中間焼結体から余剰成分を除去した
後、CIP処理し、これを再焼成しても良い。また、高
密度化のためには、熱処理後の焼結体に対してさらにホ
ットプレスを行う方法も有効である。さらに、化合物微
粉を添加する方法、CIP処理、ホットプレス等の方法
を組み合わせて用いても良い。また、ホットプレスにつ
いては、ダイスを用いずに上下からの圧力のみで20M
Pa以下の比較的小さな加重を印加する方法が、配向度
を低下させることなく焼結体密度を上げるために有効で
ある。
Further, after removing excess components from the intermediate sintered body, CIP treatment may be performed and the resultant may be refired. In order to increase the density, a method of further performing hot pressing on the sintered body after the heat treatment is also effective. Further, a method of adding compound fine powder, a method of CIP treatment, a method of hot pressing or the like may be used in combination. As for hot press, 20M only by pressure from top and bottom without using die
A method of applying a relatively small load of Pa or less is effective for increasing the density of the sintered body without lowering the degree of orientation.

【0060】なお、本発明に係る製造方法により得られ
る結晶配向セラミックスが、例えば圧電コンポジットと
して用いられる場合、結晶配向セラミックスは、必ずし
も高密度である必要はない。従って、このような場合に
は、化合物微粉を原料に添加したり、あるいは、CIP
処理等を行うことなく、混合、成形並びに反応・除去を
行い、これらの工程を経て得られたものをそのまま使用
すればよい。
When the crystallographically-oriented ceramic obtained by the manufacturing method according to the present invention is used, for example, as a piezoelectric composite, the crystallographically-oriented ceramic does not necessarily have to have a high density. Therefore, in such a case, compound fine powder is added to the raw material, or CIP
Mixing, molding, reaction / removal may be performed without performing treatment or the like, and the product obtained through these steps may be used as it is.

【0061】次に、本発明に係る製造方法の作用につい
て説明する。板状粉末及びペロブスカイト生成原料を混
合し、これを板状粉末に対して一方向から力が作用する
ような成形方法を用いて成形すると、板状粉末に作用す
る剪断応力によって板状粉末が成形体中に配向する。こ
のような成形体を所定の温度で加熱すると、板状粉末と
ペロブスカイト生成原料が反応し、等方性ペロブスカイ
ト型化合物と余剰成分が生成する。
Next, the operation of the manufacturing method according to the present invention will be described. When the plate-like powder and the perovskite-forming raw material are mixed and molded using a molding method in which a force acts on the plate-like powder from one direction, the plate-like powder is formed by the shear stress acting on the plate-like powder. Orients throughout the body. When such a molded body is heated at a predetermined temperature, the plate-like powder and the perovskite-forming raw material react with each other to generate an isotropic perovskite-type compound and an excess component.

【0062】この時、板状粉末の発達面と等方性ペロブ
スカイト型化合物の擬立方{100}面との間には格子
整合性があるので、板状粉末の発達面が、生成した等方
性ペロブスカイト型化合物の擬立方{100}面として
承継される。そのため、中間焼結体中には、擬立方{1
00}面が一方向に配向した状態で、等方性ペロブスカ
イト型化合物の板状結晶が生成する。
At this time, since there is lattice matching between the developed surface of the plate-like powder and the pseudo-cubic {100} plane of the isotropic perovskite-type compound, the developed surface of the plate-like powder is Cubic {100} plane of a perovskite compound. Therefore, the pseudo cubic 1
Plate crystals of an isotropic perovskite-type compound are formed in a state where the 00 ° plane is oriented in one direction.

【0063】また、反応により生成した余剰成分は、融
点が低く、化学的な抽出が容易な酸化ビスマスを主成分
とする。そのため、板状粉末とペロブスカイト生成原料
の反応と同時に又は反応後に、中間焼結体から余剰成分
を熱的又は化学的に容易に除去することができる。
The surplus component produced by the reaction has bismuth oxide as a main component, which has a low melting point and is easily extracted chemically. Therefore, at the same time as or after the reaction between the plate-like powder and the perovskite-forming raw material, excess components can be easily removed thermally or chemically from the intermediate sintered body.

【0064】層状ペロブスカイト型化合物からなる板状
粉末を反応性テンプレートとして用いて等方性ペロブス
カイト型化合物のみを生成させる従来の方法は、板状粉
末及びその他の原料に含まれるすべてのAサイト元素及
びBサイト元素を含む等方性ペロブスカイト型化合物か
らなる結晶配向セラミックスのみが製造可能である。
The conventional method of producing only an isotropic perovskite compound using a plate-like powder composed of a layered perovskite-type compound as a reactive template is based on all the A-site elements contained in the plate-like powder and other raw materials. Only crystal-oriented ceramics made of an isotropic perovskite compound containing a B-site element can be manufactured.

【0065】一方、板状粉末の材質は、結晶格子の異方
性の大きく、かつ、等方性ペロブスカイト型化合物との
間に格子整合性を有するものであることが必要である
が、作製しようとする等方性ペロブスカイト型化合物の
組成によっては、このような条件を満たす材料が存在し
ないか、あるいは、その探索に著しい困難を伴う場合が
ある。従って、従来の方法では、得られる結晶配向セラ
ミックスの組成制御、特に、Aサイト元素の組成制御に
は限界があった。
On the other hand, the material of the plate-like powder must have a large crystal lattice anisotropy and have lattice matching with an isotropic perovskite compound. Depending on the composition of the isotropic perovskite-type compound described above, there may be no material that satisfies such conditions, or the search for such a material may be extremely difficult. Therefore, in the conventional method, there is a limit in controlling the composition of the obtained crystallographically-oriented ceramic, particularly in controlling the composition of the A-site element.

【0066】これに対し、本発明に係る製造方法におい
ては、板状粉末としてビスマス層状チタン酸化合物が用
いられるので、その発達面が等方性ペロブスカイト型化
合物の擬立方{100}面と良好な格子整合性を有する
板状粉末が容易に得られる。しかも、所定の組成を有す
るペロブスカイト生成原料と反応させることによって、
板状粉末に含まれるBiを余剰成分として系外に容易に
取り除くことができる。そのため、本実施の形態に係る
製造方法によれば、Aサイト元素としてBiの残存しな
い等方性ペロブスカイト型化合物からなる結晶配向セラ
ミックスであっても、容易に製造することができる。
On the other hand, in the production method according to the present invention, since the bismuth layered titanate compound is used as the plate-like powder, the development surface is as good as the pseudocubic {100} plane of the isotropic perovskite compound. A plate-like powder having lattice matching can be easily obtained. Moreover, by reacting with a perovskite producing raw material having a predetermined composition,
Bi contained in the plate-like powder can be easily removed out of the system as a surplus component. Therefore, according to the manufacturing method according to the present embodiment, even a crystal-oriented ceramic made of an isotropic perovskite-type compound in which Bi does not remain as an A-site element can be easily manufactured.

【0067】[0067]

【実施例】(実施例1)まず、BiとTiO
をモル比で2:3の割合で混合した。次いで、この混合
物に対し、この混合物と同じ重量のNaCl+KCl混
合フラックス(NaClとKClの混合モル比=1:
1)を加えてさらに混合した。得られた混合物を白金ル
ツボに入れ、1100℃で1時間加熱し、BiTi
12からなる板状の単結晶粉末(粒径約5μm×厚さ
約0.5μm)を合成した。白金ルツボを室温まで冷却
した後、白金ルツボ内の塊を繰り返し湯煎して塩化物を
除去し、BiTi12板状粉末を得た。
EXAMPLES (Example 1) First, Bi 2 O 3 and TiO 2 were mixed at a molar ratio of 2: 3. Then, a NaCl + KCl mixed flux having the same weight as the mixture (mixing molar ratio of NaCl and KCl = 1: 1) was added to the mixture.
1) was added and further mixed. The resulting mixture was placed in a platinum crucible and heated at 1100 ° C. for 1 hour to obtain Bi 4 Ti 3
A plate-like single crystal powder (particle size: about 5 μm × thickness: about 0.5 μm) made of O 12 was synthesized. After cooling the platinum crucible to room temperature, the lump in the platinum crucible was repeatedly water-bathed to remove chlorides, and Bi 4 Ti 3 O 12 plate-like powder was obtained.

【0068】次に、得られたBiTi12板状粉
末とBaCOとをモル比で1:3の割合で配合し、所
定時間湿式混合した後、有機結合材及び可塑剤を添加し
てさらに混合した。次いで、得られたスラリーを取り出
し、ドクターブレード法を用いてテープ成形した。さら
に、得られたテープを積層圧着し、さらにロール成形を
施して、厚さ約1mmの面配向成形体を作製した。得ら
れた面配向成形体についてX線回折を行ったところ、B
Ti12板状粉末の擬正方{001}面が元の
テープ面に平行に配向していることが確認された。
Next, the obtained Bi 4 Ti 3 O 12 plate-like powder and BaCO 3 were blended at a molar ratio of 1: 3, wet-mixed for a predetermined time, and then an organic binder and a plasticizer were added. And further mixed. Next, the obtained slurry was taken out and tape-formed using a doctor blade method. Further, the obtained tape was laminated and pressure-bonded, and further subjected to roll forming to produce a plane-oriented molded body having a thickness of about 1 mm. When X-ray diffraction was performed on the obtained plane-oriented molded product, B
It was confirmed that the pseudo-square {001} plane of the i 4 Ti 3 O 12 plate-like powder was oriented parallel to the original tape surface.

【0069】次に、この面配向成形体を真空加熱炉に入
れて熱処理を行った。なお、熱処理は、大気中400℃
で1時間加熱した後、引き続き、炉内圧力が133Pa
以下になるように真空排気しながら1200℃まで昇温
し、1200℃で2時間加熱することにより行った。
Next, this plane-oriented molded body was placed in a vacuum heating furnace and heat-treated. The heat treatment is performed at 400 ° C. in the atmosphere.
After heating for 1 hour, the pressure in the furnace is continuously 133 Pa
The temperature was raised to 1200 ° C. while evacuation was performed as described below, and heating was performed at 1200 ° C. for 2 hours.

【0070】得られた結晶配向セラミックスの面の内、
元のテープ面と平行な面に対してX線回折を行い、結晶
相の同定と擬立方{100}面の配向度を調べた。図1
(a)に、X線回折パターンを示す。図1(a)より、
本実施例で得られた結晶配向セラミックスは、等方性ペ
ロブスカイト型化合物であるBaTiO単相からな
り、かつ、擬立方表示で(100)面と(200)面の
回折強度が著しく高くなっていることがわかる。また、
この結晶配向セラミックスの成分をICP分析法により
測定したところ、Bi含有量は、酸化物換算で0.2重
量%であった。
In the obtained crystal oriented ceramics,
X-ray diffraction was performed on a plane parallel to the original tape surface, and the identification of the crystal phase and the degree of orientation of the pseudo-cubic {100} plane were examined. FIG.
(A) shows an X-ray diffraction pattern. From FIG. 1 (a),
The crystallographically-oriented ceramic obtained in this example is composed of a single phase of BaTiO 3 which is an isotropic perovskite compound, and has a remarkably high diffraction intensity between the (100) plane and the (200) plane in pseudo cubic representation. You can see that there is. Also,
When the components of this crystallographically-oriented ceramic were measured by ICP analysis, the Bi content was 0.2% by weight in terms of oxide.

【0071】(実施例2)熱処理を、大気中1000℃
で1時間加熱した後、引き続き、炉内圧力が133Pa
以下になるように真空排気しながら1200℃まで昇温
し、1200℃で2時間加熱する条件下で行った以外
は、実施例1と同一の手順に従って結晶配向セラミック
スを作製し、結晶相の同定及び擬立方{100}面の配
向度の評価を行った。図1(b)に、X線回折パターン
を示す。図1(b)より、本実施例の熱処理条件下にお
いても、BaTiO単相からなり、かつ、擬立方表示
で(100)面と(200)面の回折強度が著しく高い
結晶配向セラミックスが得られることがわかる。
(Example 2) Heat treatment was performed at 1000 ° C in air.
After heating for 1 hour, the pressure in the furnace is continuously 133 Pa
Except for elevating the temperature to 1200 ° C. while evacuating and heating at 1200 ° C. for 2 hours as described below, a crystal-oriented ceramic was prepared according to the same procedure as in Example 1, and the crystal phase was identified. And the degree of orientation of the pseudo-cubic {100} plane was evaluated. FIG. 1B shows an X-ray diffraction pattern. From FIG. 1 (b), even under the heat treatment conditions of this example, a crystallographically oriented ceramic consisting of BaTiO 3 single phase and having extremely high diffraction intensity of (100) plane and (200) plane in pseudo cubic representation was obtained. It is understood that it is possible.

【0072】(実施例3)実施例1で得られた結晶配向
セラミックスに対して、さらにホットプレス処理を行
い、緻密化させた。ホットプレス条件は、温度:135
0℃、加熱時間:4時間、圧力:10MPaとした。ホ
ットプレス後の焼結体の相対密度は、99%であった。
Example 3 The crystallographically-oriented ceramic obtained in Example 1 was further subjected to hot pressing to densify it. The hot pressing conditions are as follows: temperature: 135
0 ° C., heating time: 4 hours, pressure: 10 MPa. The relative density of the sintered compact after hot pressing was 99%.

【0073】次に、この焼結体を厚さ0.5mm、直径
11mmの円板状に加工し、上下面に電極を設けて分極
した。次いで、共振反共振法にて電気機械結合係数Kp
を測定したところ、Kp=0.38であり、同じ組成の
無配向BaTiO焼結体に比べて、約20%高い値を
示した。
Next, this sintered body was processed into a disk shape having a thickness of 0.5 mm and a diameter of 11 mm, and electrodes were provided on the upper and lower surfaces and polarized. Next, the electromechanical coupling coefficient Kp
Was measured, Kp = 0.38, which was about 20% higher than that of a non-oriented BaTiO 3 sintered body having the same composition.

【0074】(比較例1)市販のBaTiO粉末をプ
レス成形し、ホットプレス温度:1350℃、加熱時
間:4時間、圧力:20MPaの条件下でホットプレス
することにより、相対密度99.5%の無配向焼結体を
得た。この無配向焼結体について、実施例3と同一の条
件下で電気機械結合係数Kpを測定したところ、Kp=
0.32であった。
Comparative Example 1 A commercially available BaTiO 3 powder was press-molded and hot-pressed under the conditions of a hot press temperature of 1350 ° C., a heating time of 4 hours and a pressure of 20 MPa to obtain a relative density of 99.5%. Was obtained. When the electromechanical coupling coefficient Kp of this non-oriented sintered body was measured under the same conditions as in Example 3, Kp =
0.32.

【0075】(比較例2)実施例1と同一の手順に従
い、面配向成形体を作製した。次に、得られた面配向成
形体を大気中400℃で1時間加熱した後、さらに、1
気圧の大気中において1300℃で4時間加熱した。得
られた焼結体について、実施例1と同一の条件下でX線
回折を行った。図1(c)に、X線回折パターンを示
す。
(Comparative Example 2) According to the same procedure as in Example 1, a plane-oriented molded product was produced. Next, after heating the obtained plane-oriented molded body at 400 ° C. for 1 hour in the air,
Heating was performed at 1300 ° C. for 4 hours in the atmospheric pressure. The obtained sintered body was subjected to X-ray diffraction under the same conditions as in Example 1. FIG. 1C shows an X-ray diffraction pattern.

【0076】得られた焼結体は、図1(c)に示すよう
に、BaTiOの他に、副生成物が生じており、Ba
TiOの単相焼結体を得ることはできなかった。焼結
体中に含まれる副生成物は、Bi−Ba−O系の複合酸
化物又はこの複合酸化物とBiと考えられる。ま
た、得られた焼結体は、電気抵抗が小さく、分極できな
かった。
In the obtained sintered body, as shown in FIG. 1 (c), in addition to BaTiO 3 , by-products were generated.
A single-phase sintered body of TiO 3 could not be obtained. By-products contained in the sintered body is considered to Bi-Ba-O-based composite oxide or the composite oxide and Bi 2 O 3. Further, the obtained sintered body had low electric resistance and could not be polarized.

【0077】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
改変が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .

【0078】例えば、上記実施例では、BaTiO
対して本発明に係る製造方法を適用した例について主に
説明したが、Ba以外のAサイト元素を含む等方性ペロ
ブスカイト型化合物、及び/又は、TiとTi以外のB
サイト元素の双方を含む等方性ペロブスカイト型化合物
に対しても本発明を同様に適用することができる。
For example, in the above embodiment, an example in which the production method according to the present invention is applied to BaTiO 3 has been mainly described. However, an isotropic perovskite compound containing an A site element other than Ba, and / or , Ti and B other than Ti
The present invention can be similarly applied to an isotropic perovskite compound containing both site elements.

【0079】さらに、上記実施例では、熱処理後にホッ
トプレスを行い、結晶配向セラミックスの緻密化を行っ
ているが、熱処理後にHIP処理を施し、これによって
緻密化させるようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the hot pressing is performed after the heat treatment to densify the crystallographically oriented ceramics, but the HIP treatment may be performed after the heat treatment to densify the ceramic.

【0080】[0080]

【発明の効果】本発明に係る結晶配向セラミックスの製
造方法は、成形体中に配向させた板状粉末及びペロブス
カイト生成原料が反応して等方性ペロブスカイト型化合
物が生成する際に、板状粉末の発達面が等方性ペロブス
カイト型化合物の擬立方{100}面として承継される
ので、擬立方{100}面が高い配向度で配向した結晶
配向セラミックスが得られるという効果がある。
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to the present invention is characterized in that the plate-like powder oriented in the compact and the perovskite-forming raw material react with each other to produce an isotropic perovskite-type compound. Is inherited as the pseudo-cubic {100} plane of the isotropic perovskite-type compound, so that there is an effect that a crystallographically-oriented ceramic in which the pseudo-cubic {100} plane is oriented with a high degree of orientation can be obtained.

【0081】また、板状粉末に含まれるビスマスは、ペ
ロブスカイト生成原料と反応する際に余剰成分として除
去することができるので、Aサイト元素としてBiの残
存しない等方性ペロブスカイト型化合物であっても、高
配向度を有する結晶配向セラミックスが得られるという
効果がある。
Further, since bismuth contained in the plate-like powder can be removed as an excess component when reacting with the perovskite-forming raw material, even if the isotropic perovskite-type compound in which Bi does not remain as an A-site element, In addition, there is an effect that a crystallographically-oriented ceramic having a high degree of orientation can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1(a)及び図1(b)は、それぞれ、実
施例1及び実施例2で得られた結晶配向セラミックスの
X線回折パターンであり、図1(c)は、比較例2で得
られた焼結体のX線回折パターンである。
1 (a) and 1 (b) are X-ray diffraction patterns of the crystallographically-oriented ceramics obtained in Example 1 and Example 2, respectively. FIG. 1 (c) is a comparative example. 2 is an X-ray diffraction pattern of the sintered body obtained in 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G031 AA06 AA11 AA35 BA10 CA01 CA02 GA01 GA06 GA08 GA09 GA11 GA15 GA16  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G031 AA06 AA11 AA35 BA10 CA01 CA02 GA01 GA06 GA08 GA09 GA11 GA15 GA16

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ビスマス層状チタン酸化合物からなり、
かつ、その発達面が等方性ペロブスカイト型化合物の擬
立方{100}面と格子整合性を有する板状粉末と、該
板状粉末と反応して前記等方性ペロブスカイト型化合物
及び酸化ビスマスを含む余剰成分を生成するペロブスカ
イト生成原料とを混合する混合工程と、 該混合工程で得られた混合物を前記板状粉末が配向する
ように成形する成形工程と、 該成形工程で得られた成形体に含まれる前記板状粉末と
前記ペロブスカイト生成原料との反応、及び、反応によ
り生成した前記余剰成分の除去を行う反応・除去工程と
を備えた結晶配向セラミックスの製造方法。
1. A bismuth layered titanate compound,
And a plate-like powder whose development surface has lattice matching with the pseudocubic {100} plane of the isotropic perovskite-type compound, and containing the isotropic perovskite-type compound and bismuth oxide by reacting with the plate-like powder. A mixing step of mixing a perovskite-forming raw material that generates an excess component; a molding step of molding the mixture obtained in the mixing step so that the plate-like powder is oriented; and a molding obtained in the molding step. A method for producing a crystallographically-oriented ceramic, comprising: a reaction between the contained plate-like powder and the perovskite-forming raw material contained therein; and a reaction / removal step of removing the surplus component generated by the reaction.
【請求項2】 前記反応・除去工程は、前記成形体を加
熱し、前記板状粉末と前記ペロブスカイト生成原料とを
反応させると同時に、反応により生成した前記余剰成分
を熱的に除去するものである請求項1に記載の結晶配向
セラミックスの製造方法。
2. The reaction / removal step comprises heating the compact and reacting the plate-like powder with the perovskite-forming raw material, and simultaneously thermally removing the excess component generated by the reaction. The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 1.
【請求項3】 前記反応・除去工程は、前記成形体を加
熱し、前記板状粉末と前記ペロブスカイト生成原料とを
反応させ、中間焼結体とする反応工程と、 前記中間焼結体から前記余剰成分を熱的又は化学的に除
去する除去工程とを備えたものである請求項1に記載の
結晶配向セラミックスの製造方法。
3. The reacting / removing step includes heating the molded body, reacting the plate-like powder with the perovskite forming raw material to form an intermediate sintered body, The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 1, further comprising a removing step of thermally or chemically removing excess components.
JP2001124224A 2001-04-23 2001-04-23 Method for producing crystal-oriented ceramics Expired - Fee Related JP4720004B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001124224A JP4720004B2 (en) 2001-04-23 2001-04-23 Method for producing crystal-oriented ceramics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001124224A JP4720004B2 (en) 2001-04-23 2001-04-23 Method for producing crystal-oriented ceramics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002321974A true JP2002321974A (en) 2002-11-08
JP4720004B2 JP4720004B2 (en) 2011-07-13

Family

ID=18973645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001124224A Expired - Fee Related JP4720004B2 (en) 2001-04-23 2001-04-23 Method for producing crystal-oriented ceramics

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4720004B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004065668A1 (en) * 2003-01-21 2004-08-05 Tdk Corporation Composition for thin film capacitance element, insulating film of high dielectric constant, thin film capacitance element, thin film laminated capacitor and method for manufacturing thin film capacitance element
JP2005255424A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Powder with anisotropic shape, production method therefor, crystal-orientated ceramic and production method therefor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053465A (en) * 1996-06-07 1998-02-24 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Production of crystal-oriented ceramic
JPH10139552A (en) * 1996-08-30 1998-05-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Crystal oriented ceramics and its production
JPH10158087A (en) * 1996-11-26 1998-06-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Ceramic powder and its production
JPH10338599A (en) * 1996-10-06 1998-12-22 Sony Corp Laminar crystal crystalline structure and its production
JP2000203935A (en) * 1999-01-19 2000-07-25 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Production of particle having anisotropic shape and single crystalline particle having anisotropic shape

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053465A (en) * 1996-06-07 1998-02-24 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Production of crystal-oriented ceramic
JPH10139552A (en) * 1996-08-30 1998-05-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Crystal oriented ceramics and its production
JPH10338599A (en) * 1996-10-06 1998-12-22 Sony Corp Laminar crystal crystalline structure and its production
JPH10158087A (en) * 1996-11-26 1998-06-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Ceramic powder and its production
JP2000203935A (en) * 1999-01-19 2000-07-25 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Production of particle having anisotropic shape and single crystalline particle having anisotropic shape

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004065668A1 (en) * 2003-01-21 2004-08-05 Tdk Corporation Composition for thin film capacitance element, insulating film of high dielectric constant, thin film capacitance element, thin film laminated capacitor and method for manufacturing thin film capacitance element
JPWO2004065668A1 (en) * 2003-01-21 2006-05-18 Tdk株式会社 Composition for thin film capacitor, high dielectric constant insulating film, thin film capacitor, thin film multilayer capacitor, and method for manufacturing thin film capacitor
US7745869B2 (en) 2003-01-21 2010-06-29 Tdk Corporation Thin film capacitance element composition, high permittivity insulation film, thin film capacitance element, thin film multilayer capacitor and production method of thin film capacitance element
JP4706479B2 (en) * 2003-01-21 2011-06-22 Tdk株式会社 Composition for thin film capacitor, high dielectric constant insulating film, thin film capacitor, thin film multilayer capacitor, and method for manufacturing thin film capacitor
JP2005255424A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Powder with anisotropic shape, production method therefor, crystal-orientated ceramic and production method therefor
JP4534531B2 (en) * 2004-03-09 2010-09-01 株式会社豊田中央研究所 Method for producing anisotropic shaped powder

Also Published As

Publication number Publication date
JP4720004B2 (en) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5012528B2 (en) Crystal-oriented ceramics and method for producing the same
JP4135389B2 (en) Method for producing crystal-oriented ceramics, anisotropic shaped powder and method for producing the same
JP4541985B2 (en) Method for producing polycrystal
JP3975518B2 (en) Piezoelectric ceramics
EP1457471B1 (en) Crystal oriented ceramics and production method of same
JP4529219B2 (en) Piezoelectric ceramics and manufacturing method thereof
JP4326374B2 (en) Crystal-oriented ceramics and method for producing the same
JP2006306678A (en) Anisotropic-shape powder, method for producing the same, crystal-oriented ceramics, and method for producing the same
JP2005228865A (en) Manufacturing method of piezoelectric ceramic
JP3666182B2 (en) Method for producing crystal-oriented ceramics
CN100371298C (en) Grain oriented ceramics and production method thereof
JP2007284281A (en) Method for manufacturing crystal-oriented ceramic
JP2009114037A (en) Method of manufacturing crystal oriented ceramic
JP4534531B2 (en) Method for producing anisotropic shaped powder
JP2010163313A (en) Method of manufacturing crystal-orientated ceramic
JP3650872B2 (en) Crystalline oriented bismuth layered perovskite compound and method for producing the same
JP2001106568A (en) CRYSTAL-GRAIN-ORIENTED CERAMICS, MANUFACTURING PROCESS OF THE SAME AND PRODUCTION PROCESS OF PLATELIKE Ba6Ti17O40 POWDER FOR MANUFACTURING THE SAME
JP4720004B2 (en) Method for producing crystal-oriented ceramics
JP5233778B2 (en) Method for producing anisotropically shaped powder and crystallographically oriented ceramics
JP2006124251A (en) Method for producing crystal-oriented ceramic
JP2009256147A (en) Anisotropically formed powder and method for manufacturing crystal oriented ceramic
JP2008013395A (en) Method for manufacturing crystal-oriented ceramic
JP3932351B2 (en) Multi-component piezoelectric material manufacturing method
JP4419232B2 (en) Crystalline oriented bismuth layered perovskite type porcelain composition and method for producing the same
JP2010222193A (en) Method for manufacturing crystal-oriented ceramic

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101019

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101101

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110308

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110321

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees