JP2007084357A - Reaction preventing member to lead-containing compound - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reaction preventing member to a lead-containing compound in which the reactivity with the lead compound such as PZT (Lead zirconate titanate) is more reduced and a sintered compact small in the variation of piezoelectric characteristics is obtained even in the firing of a piezoelectric body. <P>SOLUTION: The reaction preventing member contains zirconia as an essential ingredient, calcia and yttria as second ingredients and at least one kind of an oxide of group IIA elements except Ca and group IIIA elements except Y as third ingredients and comprises cubic zirconia as a main crystal phase and does not substantially comprise a grain boundary crystal phase except zirconia and the ratio Xc of the cubic crystal in the zirconia sintered compact expressed by formula (1) and formula (2) is ≥0.97. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に電子材料部品等を焼成などの熱処理する際に用いられる焼成冶具への応用に関し、例えば、セラミックコンデンサーやセラミックフィルター、セラミックレゾネータ、燃料噴射用インジェクター用アクチュエータ、インクジェットプリンターヘッド用アクチュエータ、圧電共振子、発振器、超音波モータ、加速度センサ、ノッキングセンサ、またはAEセンサ等の圧電センサなどの圧電素子の焼成等の熱処理する場合に好適に用いられる焼成冶具に応用できるものである。   The present invention relates to an application to a firing jig mainly used for heat treatment such as firing of electronic material parts. For example, a ceramic capacitor, a ceramic filter, a ceramic resonator, an injector actuator for fuel injection, an actuator for an inkjet printer head The present invention can be applied to a firing jig suitably used for heat treatment such as firing of a piezoelectric element such as a piezoelectric resonator, an oscillator, an ultrasonic motor, an acceleration sensor, a knocking sensor, or an AE sensor.

従来から、圧電磁器を利用した製品としては、例えば、アクチュエータ、フィルタ、圧電共振子(発振子を含む)、超音波振動子、超音波モータ、圧電センサ等がある。   Conventionally, products using a piezoelectric ceramic include, for example, an actuator, a filter, a piezoelectric resonator (including an oscillator), an ultrasonic vibrator, an ultrasonic motor, a piezoelectric sensor, and the like.

これらの中で、アクチュエータは、電気信号に対する応答速度が10−6秒台と非常に高速であるため、半導体製造装置のXYステージの位置決め用アクチュエータやインクジェットプリンタのインク吐出用アクチュエータ等に応用されている。 Among these, actuators have a very high response speed to electrical signals of the order of 10 −6 seconds, so they are applied to XY stage positioning actuators for semiconductor manufacturing equipment, ink ejection actuators for inkjet printers, and the like. Yes.

このようなアクチュエータに用いられる圧電磁器には鉛を含有する化合物、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(以下、単にPZTと言うことがある)等の鉛系セラミックスが用いられている。このような鉛化合物においては、鉛の揮発性が高いため、焼成中に成形体から蒸発して、焼結体の組成変動を引き起こし、組成が不均一になるという問題があった。特に、表面の組成変動は内部に比べて大きかった。   Piezoelectric ceramics used in such actuators use lead-containing compounds such as lead-containing ceramics such as lead zirconate titanate (hereinafter sometimes simply referred to as PZT). In such a lead compound, since the volatility of lead is high, there is a problem that the composition evaporates from the molded body during firing, causing a composition variation of the sintered body and the composition becomes non-uniform. In particular, the composition variation on the surface was large compared to the inside.

そこで、Pbのような揮発成分を含む成形体の焼成には、成形体と同一又は類似で、成形体に含まれる揮発成分を含む組成物(以下、共材と言う)を、成形体と共に容器内に入れ、成形体から揮発成分が蒸発することを抑制し、成形体の組成変動、特に表面付近での組成変動や組織変化を防止し、特性の均一化を行うことが提案されている(例えば、特許文献1)。   Therefore, for firing a molded body containing a volatile component such as Pb, a composition (hereinafter referred to as a co-material) containing the volatile component contained in the molded body, which is the same as or similar to the molded body, is used together with the molded body. It has been proposed to suppress the evaporation of volatile components from the molded body, prevent composition fluctuations of the molded body, particularly composition fluctuations and structural changes near the surface, and make the characteristics uniform ( For example, Patent Document 1).

即ち、多孔質セッターの上に成形体を載置して容器に装填するとともに、成形体の周囲に共材を配置して焼成する。従って、特許文献1に用いられた焼成治具は、容器と、成形体を載置するために該容器内に置かれた多孔質セッターを具備している。   That is, a compact is placed on a porous setter and loaded into a container, and a co-material is placed around the compact and fired. Therefore, the firing jig used in Patent Document 1 includes a container and a porous setter placed in the container in order to place the molded body.

ところが、厚みが数百μm以下のセラミックグリーンシートの積層体を焼成する場合、表面が内部に比べて組成が変化しているため、表面の変質相を除去しようとしても、厚みが薄いために機械加工が困難であるという問題があった。   However, when firing a laminate of ceramic green sheets with a thickness of several hundreds of μm or less, the composition of the surface has changed compared to the interior, so even if an attempt is made to remove the altered phase on the surface, the thickness is too thin. There was a problem that processing was difficult.

また、焼結時の組成変動により、部位によって収縮率が異なるため、うねり、反りといった変形を生じ、或いはまた、局部的に凹凸が発生し平滑な圧電磁器を得ることが困難であるという問題があった。   In addition, since the shrinkage rate varies depending on the site due to composition variation during sintering, deformation such as waviness and warpage occurs, or unevenness is locally generated, making it difficult to obtain a smooth piezoelectric ceramic. there were.

さらに、組成変動により、圧電特性が部位によって異なるという問題があり、インクジェットプリンタの印刷ヘッドに用いた場合には、インクの吐出ばらつきが大きくなり、画質が低下するという問題があった。   Furthermore, there is a problem that the piezoelectric characteristics vary depending on the site due to composition variation, and when used in a print head of an ink jet printer, there is a problem that ink discharge variation becomes large and the image quality deteriorates.

このため、焼成治具自体圧電セラミックスとの反応性の低い材料が用いられてきた。例えば、PZTとの焼成時の敷物としてジルコニア(ZrO)が反応性の低いことが開示されている(例えば、非特許文献1参照)。
特開平10−29872号公報図1 学献社出版“セラミック誘電体工学”P154
For this reason, a material having low reactivity with the piezoelectric ceramic itself has been used. For example, it has been disclosed that zirconia (ZrO 2 ) has low reactivity as a rug during firing with PZT (see, for example, Non-Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-29872 FIG. Academic publication “Ceramic Dielectric Engineering” P154

しかしながら、PZT成形体を焼成する際に単にZrOを焼成治具を用いても、わずかながらPZTとZrOとが反応し、焼成治具の組成変動が発生するという問題があった。このような組成変動が発生すると、焼成治具の表面組成が不均一になり、焼成するPZT焼結体の特性がばらついてしまう。例えば、圧電磁器としてPZTを焼成する場合、得られた焼結体の圧電特性がばらつくため、特に1枚の圧電磁器に複数の圧電変位素子を形成した場合に圧電変位素子間で圧電特性が異なっていた。 However, even if ZrO 2 is simply used as a firing jig when firing the PZT molded body, there is a problem that PZT and ZrO 2 react with each other slightly to cause composition fluctuation of the firing jig. When such a composition variation occurs, the surface composition of the firing jig becomes non-uniform, and the characteristics of the PZT sintered body to be fired vary. For example, when PZT is fired as a piezoelectric ceramic, the piezoelectric characteristics of the obtained sintered body vary. Therefore, when a plurality of piezoelectric displacement elements are formed on one piezoelectric ceramic, the piezoelectric characteristics differ among the piezoelectric displacement elements. It was.

また、同じ焼成治具を用いて鉛を含む成形体を繰り返し焼成すると、焼成治具表面における鉛との反応部位における反応が次第に進み、焼成治具の表面組成のばらつきが顕著となり、焼成ロット毎間で圧電特性が変動するという問題も生じていた。   In addition, when the molded body containing lead is repeatedly fired using the same firing jig, the reaction at the reaction site with lead on the firing jig surface proceeds gradually, and the variation in the surface composition of the firing jig becomes remarkable, and each firing lot There was also a problem that the piezoelectric characteristics fluctuated between.

従って、本発明の目的は、PZTなどの鉛化合物との反応性をさらに低減し、圧電体を焼成しても圧電特性ばらつきの小さい焼結体を得ることが可能な鉛含有化合物に対する反応防止部材を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a reaction preventing member for a lead-containing compound that can further reduce the reactivity with a lead compound such as PZT and obtain a sintered body with small variations in piezoelectric characteristics even when the piezoelectric body is fired. Is to provide.

本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材は、ジルコニアを主成分、カルシアおよびイットリアを第2成分、さらにCaを除く周期律表第2a族元素およびYを除く周期律表第3a族元素の元素群のうち少なくとも1種の酸化物を第3成分として含有し、立方晶ジルコニアを主結晶相とし、ジルコニア以外の粒界結晶相を実質的に含まないジルコニア焼結体からなり、下記式1及び式2で表されるジルコニア焼結体の立方晶比率Xcが0.97以上であることを特徴とする。

Figure 2007084357
The reaction-preventing member for the lead-containing compound of the present invention is composed of zirconia as a main component, calcia and yttria as a second component, and a group 2a element in the periodic table excluding Ca and a group 3a element in the periodic table excluding Y A zirconia sintered body containing at least one oxide as a third component, cubic zirconia as a main crystal phase, and substantially free of grain boundary crystal phases other than zirconia. The cubic ratio Xc of the zirconia sintered body represented by 2 is 0.97 or more.
Figure 2007084357

Figure 2007084357
Figure 2007084357

特に、前記第2成分の含有量が、前記主成分の含有量と前記第2成分の含有量との合計に対して20〜43モル%であることが好ましい。   In particular, the content of the second component is preferably 20 to 43 mol% with respect to the total of the content of the main component and the content of the second component.

また、ジルコニア、イットリアおよびカルシアのモル比による組成比が、ZrO−YO1.5−CaOの3元組成図における下記点のA−B−C−D点を結ぶ線分で囲まれる範囲内であることが好ましい。 Moreover, the composition ratio by the molar ratio of zirconia, yttria, and calcia is within a range surrounded by a line segment connecting points A—B—C—D in the ternary composition diagram of ZrO 2 —YO 1.5 —CaO. It is preferable that

ZrO CaO YO1.5
A点: 0.65 0.03 0.32
B点: 0.61 0.07 0.32
C点: 0.72 0.18 0.10
D点: 0.79 0.11 0.10
前記ジルコニア焼結体の平均結晶粒子径が10〜40μmであることが好ましい。
ZrO 2 CaO YO 1.5
Point A: 0.65 0.03 0.32
Point B: 0.61 0.07 0.32
C point: 0.72 0.18 0.10
Point D: 0.79 0.11 0.10
The average crystal particle diameter of the zirconia sintered body is preferably 10 to 40 μm.

前記ジルコニア焼結体に含まれるジルコニア結晶中に、前記第2成分および前記第3成分が固溶限界近くまで固溶していることが好ましい。   In the zirconia crystal contained in the zirconia sintered body, it is preferable that the second component and the third component are in solid solution to near the solid solution limit.

鉛含有化合物を載置するための載置面を具備し、焼成冶具として用いられることが好ましい。   It is preferable that a mounting surface for mounting the lead-containing compound is provided and used as a firing jig.

本発明は、カルシア及びイットリアと共に第3の安定化剤を含有する立方晶ジルコニアが鉛含有化合物に対して極めて低い反応性を示すという新規な知見に基づいてなされたものである。   The present invention has been made on the basis of a novel finding that cubic zirconia containing a third stabilizer together with calcia and yttria exhibits extremely low reactivity with respect to lead-containing compounds.

すなわち、ジルコニアの安定化剤として、カルシアおよびイットリアからなる第2成分に加えて、Caを除く周期律表第2a族元素およびYを除く周期律表第3a族元素の元素群のうち少なくとも1種の酸化物からなる第3成分含有せしめ、ジルコニア焼結体の立方晶比率を0.97以上とすることで、ジルコニア自体が鉛含有化合物との反応性を実質的に無視できる程度に顕著に低減することができる。これにより、PZTなどの鉛化合物との反応性をさらに低減し、圧電体を焼成しても圧電特性ばらつきの小さい焼結体を得ることが可能な鉛含有化合物に対する反応防止部材を提供することができる。   That is, as a zirconia stabilizer, in addition to the second component consisting of calcia and yttria, at least one element group of the group 2a element of the periodic table excluding Ca and the group 3a element of the periodic table excluding Y By making the cubic component of the zirconia sintered body to be 0.97 or more by including the third component made of the oxide of zirconia, the reactivity with the lead-containing compound can be remarkably reduced by the zirconia itself. can do. Accordingly, it is possible to provide a reaction preventing member for a lead-containing compound capable of further reducing the reactivity with a lead compound such as PZT and obtaining a sintered body having a small piezoelectric characteristic variation even when the piezoelectric body is fired. it can.

本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材を、ジルコン酸チタン酸鉛(以下、PZTと言う)を焼成するための焼成治具を例として説明する。   The reaction preventing member for the lead-containing compound of the present invention will be described using a firing jig for firing lead zirconate titanate (hereinafter referred to as PZT) as an example.

なお、本発明における焼成治具とは、成形体を焼成する際に使用する治具を意味するもので、焼成する際に成形体を載置するセッターや成形体およびセッターを入れる焼成鉢を例示できる。換言すれば、セッターのように成形体と直接接し、あるいは焼成鉢のように成形体から蒸発した鉛蒸気と反応する、または反応する可能性のある部材を焼成治具と称している。   The firing jig in the present invention means a jig used when firing a molded body, and examples include a setter for placing the molded body when firing and a firing bowl for placing the molded body and a setter. it can. In other words, a member that is in direct contact with the molded body, such as a setter, or that reacts or may react with lead vapor evaporated from the molded body, such as a firing bowl, is referred to as a firing jig.

本発明は、ジルコニアを主成分として含み、カルシアおよびイットリアを第2成分として含むとともに、さらに、Caを除く周期律表第2a族元素およびYを除く周期律表第3a族元素の元素群のうち少なくとも1種の酸化物を第3成分として含有することが重要である。   The present invention includes zirconia as a main component, calcia and yttria as a second component, and further, among the element groups of the periodic table group 2a element excluding Ca and the periodic table group 3a element excluding Y It is important to contain at least one oxide as the third component.

ここで、Caを除く周期律表第2a族元素とは、Be、Mg、Sr、Baであり、Yを除く周期律表第3a族元素とは、ScとランタノイドのLa、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luを示すものである。   Here, the group 2a element of the periodic table excluding Ca is Be, Mg, Sr, Ba, and the group 3a element of the periodic table excluding Y is La, Ce, Nd, Sm of Sc and the lanthanoid. , Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu.

本発明によれば、CaOを10〜20モル%添加して安定化したジルコニア焼結体は、高温時にはCaがジルコニア結晶中に固溶しているが、降温時にCaの一部が粒界部へ析出して鉛との反応を引き起し、鉛との反応を防止することができなかった。   According to the present invention, in the zirconia sintered body stabilized by adding 10 to 20 mol% of CaO, Ca is solid-solved in the zirconia crystal at a high temperature, but a part of Ca is at the grain boundary part at the time of cooling. It precipitated to cause a reaction with lead, and the reaction with lead could not be prevented.

逆に、カルシアの添加量を少なくするとジルコニア中にカルシアが固溶するものの、カルシアの添加量が10モル%より少ないと立方晶ジルコニアが熱的に不安定になって冷却時に立方晶から単斜晶ZrOへの相変態が発生し、単斜晶ZrOが鉛と反応するため、反応防止部材として十分機能することができなかった。 Conversely, if the amount of calcia added is small, calcia dissolves in zirconia, but if the amount of calcia added is less than 10 mol%, cubic zirconia becomes thermally unstable and becomes monoclinic from the cubic during cooling. Since phase transformation to crystal ZrO 2 occurred and monoclinic ZrO 2 reacted with lead, it could not function sufficiently as a reaction preventing member.

一方、イットリア(Y)やマグネシア(MgO)などの他の安定化剤を用いたジルコニアも、PZTとの反応が生じるものであり、特にイットリアで安定化したジルコニアは、繰り返し焼成しているうちにジルコニア中に鉛が浸透し、鉛を含有する成形体との反応性が焼成回数と共に変化し、焼結体表面のPb量がその面内で顕著にばらつくため、圧電特性のばらつきが生じていた。特に焼成ロット毎に圧電特性が変動した。 On the other hand, zirconia using other stabilizers such as yttria (Y 2 O 3 ) and magnesia (MgO) also reacts with PZT. In particular, zirconia stabilized with yttria is repeatedly fired. In the meantime, lead penetrates into zirconia, the reactivity with the molded body containing lead changes with the number of firings, and the amount of Pb on the surface of the sintered body varies markedly within the surface, resulting in variations in piezoelectric characteristics. It was happening. In particular, the piezoelectric characteristics fluctuated from one firing lot to another.

例えば、Yなどの周期律表第3a族元素で安定化したジルコニア焼結体では、結晶粒界に析出した周期律表第3a族元素の化合物を介して鉛が内部まで容易に拡散し、結果的に反応性が高くなる。   For example, in a zirconia sintered body stabilized with a group 3a element of the periodic table such as Y, lead easily diffuses to the inside through a compound of the group 3a element of the periodic table precipitated at the grain boundary. The reactivity becomes high.

しかし、安定化剤として、CaO、YおよびCaを除く周期律表第2a族元素およびYを除く周期律表第3a族元素の元素群のうち少なくとも1種の酸化物を同時に含有せしめることによって粒界へのCa析出を効果的に抑制することができ、且つZrOに対してCaの均一な固溶を促進することができる。また、立方晶ZrOの熱的な安定度を向上させることが可能となりPZTなどの鉛含有化合物との反応を顕著に抑制することができる。 However, as a stabilizer, at least one oxide of the group 2a element of the periodic table excluding CaO, Y 2 O 3 and Ca and the group 3a element of the periodic table excluding Y is simultaneously contained. it by it is possible to effectively suppress the Ca precipitation of grain boundaries, and can facilitate the uniform solid solution of Ca with respect to ZrO 2. In addition, the thermal stability of cubic ZrO 2 can be improved, and the reaction with lead-containing compounds such as PZT can be remarkably suppressed.

このように周期律表第2a族元素と周期律表第3a族元素を組み合わせることによって、粒界への第二相の析出を効果的に抑制することができる。すなわち、Pb含有物質と容易に反応しやすいジルコニア以外の結晶相を析出させないことである。特に、カルシア、イットリアを含有させ、さらに上記の第3成分を組み合わせることで、添加元素が粒界に析出することを防止するという効果を奏することができる。   By combining the group 2a element of the periodic table and the group 3a element of the periodic table in this way, the precipitation of the second phase at the grain boundary can be effectively suppressed. That is, no crystal phase other than zirconia that easily reacts with the Pb-containing material is deposited. In particular, by adding calcia and yttria and further combining the third component, it is possible to achieve an effect of preventing the additive element from being precipitated at the grain boundary.

また、本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材は、上記の組成からなり、立方晶ジルコニアを主結晶相とするジルコニア焼結体からなり、ジルコニアは結晶構造として、立方晶、単斜晶、正方晶を取り得る。このうち、単斜晶はPbOと反応しやすく、PbZrOを生成する原因となるため反応防止部材としては含まれない方が良い。また、正方晶もジルコニア内に物質を固溶させる余裕が多く、Pbとの反応の原因となるため結晶相は立方晶のみの方が良い。立方晶ジルコニアを主結晶とすることで、ジルコニア内への添加物、不純物の固溶を抑制してPbとの反応を抑制するという効果を奏することができる。 Further, the reaction preventing member for the lead-containing compound of the present invention has the above composition, and is composed of a zirconia sintered body having cubic zirconia as a main crystal phase. The zirconia has a crystal structure of cubic, monoclinic, tetragonal. Can take crystals. Among these, monoclinic crystals are easy to react with PbO and cause PbZrO 3 to be generated, so it is better not to be included as a reaction preventing member. Tetragonal crystals also have a lot of room for solid solution of the substance in zirconia and cause reaction with Pb, so that the crystal phase is preferably only cubic. By using cubic zirconia as the main crystal, the effect of suppressing the solid solution of additives and impurities in zirconia and suppressing the reaction with Pb can be achieved.

一方、立方晶は高温安定相であるため、PbOとの反応性も低く、鉛含有化合物に対する反応防止部材中に含まれることが重要であり、主結晶相として含まれることが必要である。特に、X線回折による回折強度で表される下記の立方晶比率Xcが0.97以上のジルコニア焼結体は、鉛との反応性をより一段と低下させることができ、鉛含有化合物に対する反応防止部材として好適であり、焼成治具として用いた場合には、圧電特性等の特性ばらつきの小さい焼結体を得ることが可能となる。   On the other hand, since the cubic crystal is a high-temperature stable phase, the reactivity with PbO is low, and it is important that the cubic crystal is included in the reaction preventing member for the lead-containing compound, and it is necessary to be included as the main crystal phase. In particular, the zirconia sintered body having the following cubic ratio Xc represented by the diffraction intensity by X-ray diffraction of 0.97 or more can further reduce the reactivity with lead and prevent reaction to lead-containing compounds. It is suitable as a member, and when used as a firing jig, it is possible to obtain a sintered body with small variations in characteristics such as piezoelectric characteristics.

特に、ジルコニア焼結体の立方晶比率Xcが0.98以上、さらには0.99以上であることが鉛との反応性をより低減するために好ましい。なお、ジルコニアは単斜晶、正方晶及び立方晶の順に高温安定相となる。   In particular, the cubic ratio Xc of the zirconia sintered body is preferably 0.98 or more, and more preferably 0.99 or more in order to further reduce the reactivity with lead. Zirconia becomes a high-temperature stable phase in the order of monoclinic, tetragonal and cubic crystals.

本発明における立方晶比率XcはX線回折分析によるスペクトル解析から、下記式1及び式2を用いて算出することができる。

Figure 2007084357
The cubic ratio Xc in the present invention can be calculated from the spectrum analysis by X-ray diffraction analysis using the following formulas 1 and 2.
Figure 2007084357

Figure 2007084357
Figure 2007084357

なお、単斜晶のピークは実質的にないことが好ましい。また、ここでいうX線回折強度が実質的にないというのは、XRDのメインピーク強度を100とした際に0.1以下の強度であることを示す。   In addition, it is preferable that there is substantially no monoclinic peak. The fact that the X-ray diffraction intensity here is substantially absent means that the intensity is 0.1 or less when the XRD main peak intensity is 100.

例えば、図1は本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材のX線回折スペクトルを示すもので、横軸は2θ、縦軸はX線回折強度である。この図によれば、X=0、X=1.0が得られる。このように、立方晶比率Xcが0.97以上の場合には、PZTなどの鉛含有化合物との反応を顕著に抑制することが可能となり、本発明の反応防止部材を焼成治具として用いた場合には焼成した焼結体表面の圧電特性ばらつきを小さくすることができ、さらに、繰り返し使用しても焼成ロット間で圧電特性ばらつきを小さくすることができる。 For example, FIG. 1 shows the X-ray diffraction spectrum of the reaction preventing member for the lead-containing compound of the present invention, where the horizontal axis is 2θ and the vertical axis is the X-ray diffraction intensity. According to this figure, X m = 0 and X c = 1.0 are obtained. Thus, when the cubic ratio Xc is 0.97 or more, it becomes possible to remarkably suppress the reaction with a lead-containing compound such as PZT, and the reaction preventing member of the present invention was used as a firing jig. In this case, it is possible to reduce the piezoelectric characteristic variation on the surface of the fired sintered body, and it is also possible to reduce the piezoelectric characteristic variation among the firing lots even when it is repeatedly used.

また、図2は本発明の範囲外の反応防止部材のX線回折スペクトルを示すものであり、この図によれば、X=0.039、X=0.716が得られる。このように、立方晶比率Xcが0.97よりも小さい場合には、斜方晶や粒界結晶相等との反応が起こり、焼結時に成形体との反応が発生する。 FIG. 2 shows an X-ray diffraction spectrum of the reaction preventing member outside the range of the present invention. According to this figure, X m = 0.039 and X c = 0.716 are obtained. Thus, when the cubic crystal ratio Xc is smaller than 0.97, a reaction with an orthorhombic crystal, a grain boundary crystal phase or the like occurs, and a reaction with the formed body occurs at the time of sintering.

なお、図1及び図2は、2θが10〜80°の範囲で測定を行っているが、Xの算出に当っては、該当する面のピーク付近の領域を、狭いステップ幅に設定し、各ステップにおけるサンプリング時間を長くした精密測定を行って、ピーク付近の拡大ピーク(不図示)を用いて算出することが好ましい。 1 and 2, the measurement is performed in the range of 2θ of 10 to 80 °. However, in calculating Xc , the region near the peak of the corresponding surface is set to a narrow step width. It is preferable to perform a precise measurement with a longer sampling time in each step, and calculate using an enlarged peak (not shown) near the peak.

結晶粒界にジルコニア以外からなる粒界結晶相を実質的に含まないジルコニア焼結体であることが重要である。本発明において、結晶粒界にジルコニア以外からなる粒界結晶相を実質的に含まないジルコニア焼結体とは、X線回折スペクトルにおいてジルコニア以外の結晶相が検出されないものを示す。つまり、本発明のジルコニア焼結体は、立方晶ジルコニア結晶、正方晶ジルコニア結晶及び斜方晶ジルコニア結晶のいずれかの結晶相で構成されるものである。   It is important that the zirconia sintered body does not substantially contain a grain boundary crystal phase other than zirconia at the crystal grain boundary. In the present invention, the zirconia sintered body that does not substantially contain a grain boundary crystal phase other than zirconia in the crystal grain boundary refers to one in which a crystal phase other than zirconia is not detected in the X-ray diffraction spectrum. That is, the zirconia sintered body of the present invention is composed of any one of cubic zirconia crystals, tetragonal zirconia crystals and orthorhombic zirconia crystals.

ジルコニアからなる主結晶相の粒界に第2成分であるCaおよびYの析出がないことが好ましい。これらの析出を十分に抑制することによって、PZTなどの鉛含有化合物との反応をより一層減少させることが容易になる。   It is preferable that there is no precipitation of Ca and Y as the second component at the grain boundary of the main crystal phase made of zirconia. By sufficiently suppressing these precipitations, it becomes easier to further reduce the reaction with lead-containing compounds such as PZT.

本発明において、第2成分の析出がないとは、XRD分析によって、立方晶ジルコニアメインピーク強度を100とした場合それ以外の回折ピーク強度が0.1以下であり、また、FE−SEMで倍率3000倍で走査した際、析出相が見られないことを意味するものである。   In the present invention, the absence of precipitation of the second component means that when the cubic zirconia main peak intensity is 100, the diffraction peak intensity other than that is 0.1 or less by XRD analysis, and the magnification by FE-SEM This means that no precipitated phase is observed when scanning at 3000 magnifications.

例えば、ジルコニア主結晶相の粒界に、Alを実質的に含まないことが好ましい。アルミナは粒界に析出するCaと反応し、Caに対するAlの比Al/Caが6の化合物(ヘキサアルミネート)が形成され、これが鉛と反応してジルコニア結晶表面の鉛含有率が不均一になり、この表面と接する鉛含有化合物の表面の鉛量が不均一となる。   For example, it is preferable that Al is not substantially contained in the grain boundary of the zirconia main crystal phase. Alumina reacts with Ca precipitated at the grain boundaries to form a compound (hexaluminate) with an Al to Ca ratio of Al / Ca of 6 (hexaluminate), which reacts with lead and leads to an uneven lead content on the zirconia crystal Thus, the amount of lead on the surface of the lead-containing compound in contact with the surface becomes non-uniform.

本発明において、Alを実質的に含まないとは、Alをアルミナ(Al)換算で約300ppm以下であることを意味するものである。 In the present invention, “substantially not containing Al” means that Al is about 300 ppm or less in terms of alumina (Al 2 O 3 ).

また、Siも実質的に含まないことが好ましい。その理由は、SiO2はPbOと反応しやすく1000℃以下のごく低温で液相を生成するためである。   Moreover, it is preferable not to contain Si substantially. The reason is that SiO2 easily reacts with PbO and forms a liquid phase at an extremely low temperature of 1000 ° C. or lower.

本発明において、Siを実質的に含まないとは、Siをシリカ(SiO)換算で200ppm以下であることを意味するものである。 In the present invention, “substantially free of Si” means that Si is 200 ppm or less in terms of silica (SiO 2 ).

第2成分および第3成分は、ジルコニア焼結体のジルコニア結晶中にほぼ固溶限界まで固溶していることが好ましい。これにより、ジルコニア結晶をより安定化せしめるとともに、立方晶以外の結晶相を容易に少なくでき、鉛含有化合物に対する反応性をさらに改善することができる。   It is preferable that the second component and the third component are dissolved in the zirconia crystal of the zirconia sintered body to almost the solid solution limit. Thereby, while stabilizing a zirconia crystal | crystallization more, crystal phases other than a cubic crystal can be decreased easily, and the reactivity with respect to a lead containing compound can further be improved.

なお、ジルコニア結晶中への固溶割合は、リードベルト結晶構造解析という測定によって確認することができる。すなわち、X線回折データを元にしてリードベルト結晶構造解析を行って格子定数の数値を算出すると、固溶量が増えて固溶限界まで固溶してしまうとそれ以上添加元素量を増加させても格子定数は一定となる。したがって、固溶限界近くとは、格子定数の最大値よりもわずかに小さい値の状態とすることができる。   The solid solution ratio in the zirconia crystal can be confirmed by measurement called lead belt crystal structure analysis. In other words, when the lead belt crystal structure analysis is performed based on the X-ray diffraction data and the numerical value of the lattice constant is calculated, if the amount of solid solution increases and reaches the solid solution limit, the amount of additional elements is increased further. Even so, the lattice constant is constant. Therefore, the value near the solid solution limit can be set to a state slightly smaller than the maximum value of the lattice constant.

第2成分の含有量が、主成分の含有量と第2成分の含有量との合計に対して20〜43モル%、特に25〜40モル%であることが好ましい。これにより、立方晶ジルコニアは十分に安定して単斜晶ジルコニアの生成を抑制することが容易になるとともに、添加元素がジルコニア中に全量固溶することがさらに容易となり、第2成分が粒界に析出するのを抑制し反応性をより効果的に低減することができる。   It is preferable that the content of the second component is 20 to 43 mol%, particularly 25 to 40 mol%, based on the total of the content of the main component and the content of the second component. Thereby, cubic zirconia is sufficiently stable and it is easy to suppress the formation of monoclinic zirconia, and it becomes even easier for the additive elements to be dissolved in the zirconia in the entire amount, and the second component becomes the grain boundary. And the reactivity can be more effectively reduced.

なお、第3成分の含有量は、主成分と第2成分の合計量を100モル部としたときに、0.1〜1モル部、特に0.15〜0.8モル部、更には0.2〜0.5モル部が好ましい。   Note that the content of the third component is 0.1 to 1 mol part, particularly 0.15 to 0.8 mol part, and further 0 when the total amount of the main component and the second component is 100 mol parts. .2 to 0.5 mole part is preferred.

ZrOに対して安定化剤としてCaO、Yを用いることが重要であるが、その組成は、ZrO−YO1.5−CaOの各成分のモル比による組成比が、図1のZrO−YO1.5−CaOの3元組成図における下記点
ZrO CaO YO1.5
A点: 0.65 0.03 0.32
B点: 0.61 0.07 0.32
C点: 0.72 0.18 0.10
D点: 0.11 0.11 0.10
のA−B−C−D点を結ぶ線分で囲まれる範囲内に設定することが好ましい。これにより、PZTなどの鉛含有化合物との反応をより一層減少させることも可能となり、ジルコニア焼結体の表面の組成変動をさらに小さくせしめることができ、得られる鉛含有化合物からなる焼結体の特性バラツキをさらに小さくせしめることができる。したがって、焼成冶具等の加熱、熱処理冶具に対してより好適に用いることが可能となる。
Although it is important to use CaO and Y 2 O 3 as stabilizers with respect to ZrO 2 , the composition is determined by the molar ratio of each component of ZrO 2 —YO 1.5 —CaO. The following points in the ternary composition diagram of ZrO 2 —YO 1.5 —CaO
ZrO 2 CaO YO 1.5
Point A: 0.65 0.03 0.32
Point B: 0.61 0.07 0.32
C point: 0.72 0.18 0.10
D point: 0.11 0.11 0.10
It is preferable to set within the range surrounded by the line segment connecting the A-B-C-D points. As a result, the reaction with lead-containing compounds such as PZT can be further reduced, and the surface composition variation of the zirconia sintered body can be further reduced. The characteristic variation can be further reduced. Therefore, it can be used more suitably for heating and heat treatment jigs such as firing jigs.

ジルコニア焼結体の平均結晶粒子径は、10〜40μm、特に25〜38μm、さらには30〜35μmであることが好ましい。これにより、繰り返し高温に曝されてもクリープ変形を起こしにくく薄相化が容易になる。なお、平均結晶粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定した。   The average crystal particle diameter of the zirconia sintered body is preferably 10 to 40 μm, particularly 25 to 38 μm, and more preferably 30 to 35 μm. As a result, even when repeatedly exposed to high temperatures, creep deformation is unlikely to occur, and thinning is facilitated. The average crystal particle size was measured using a scanning electron microscope (SEM).

以上のようなジルコニア焼結体は、鉛含有化合物に対する反応防止部材として好適に使用することができ、特に、Pb雰囲気や600℃以上の高温などの条件下で熱処理を行う場合に鉛含有化合物との反応を少なくすることができるため、鉛含有化合物を載置するための載置面を具備する熱処理用治具として好適に使用することができる。このような焼成治具を用いれば、均質な焼き上げのPZT磁器を容易に作製することが可能である。   The zirconia sintered body as described above can be suitably used as a reaction preventing member for a lead-containing compound. In particular, when heat treatment is performed under conditions such as a Pb atmosphere or a high temperature of 600 ° C. or higher, Therefore, it can be suitably used as a heat treatment jig having a mounting surface for mounting a lead-containing compound. By using such a firing jig, it is possible to easily produce a homogeneously baked PZT porcelain.

特に、圧電磁器を作製するための鉛を含み、厚みが数百μm以下の薄い成形体を焼成する場合には、上記の焼成治具の載置面に載置して熱処理を行っても成形体と焼成治具との反応が実質的に無いため、焼成によって得られた圧電磁器は反りやうねりの極めて少ない焼結体を作製することができる。   In particular, when a thin molded body containing lead for producing a piezoelectric ceramic and having a thickness of several hundred μm or less is fired, it is molded even if it is placed on the placing surface of the firing jig and subjected to heat treatment. Since there is substantially no reaction between the body and the firing jig, the piezoelectric ceramic obtained by firing can produce a sintered body with very little warping and waviness.

本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材は、焼成治具のみではなく、600℃以上、特に700℃以上、さらには800℃以上の熱処理に用いる熱処理用治具に好適に使用できることは言うまでもない。例えば、鉛含有化合物のアニール処理、酸化や還元等の反応処理、接合処理等の熱処理において、鉛含有化合物を含む非処理物に接触するように、例えば非処理物をセッターに載置して熱処理する場合においても、また一対の平板状反応防止部材で非処理物を挟むように配置する場合等においても、熱処理時に非処理物からの揮発性元素である鉛の影響を低減でき、非処理物は熱処理後に表面の組成変動を抑制することができる。   It goes without saying that the reaction preventing member for the lead-containing compound of the present invention can be suitably used not only for a firing jig but also for a heat treatment jig used for heat treatment at 600 ° C. or higher, particularly 700 ° C. or higher, and further 800 ° C. or higher. For example, in heat treatment such as annealing treatment of lead-containing compounds, reaction treatment such as oxidation and reduction, and bonding treatment, the non-treated material is placed on a setter so as to come into contact with the non-treated material containing the lead-containing compound. In the case where the non-processed material is sandwiched between the pair of flat plate reaction preventing members, the influence of lead which is a volatile element from the non-processed material can be reduced during the heat treatment. Can suppress surface composition fluctuations after heat treatment.

特に、振動板の上に共通電極及び圧電体層をこの順に積層し、該圧電体層の上に複数の表面電極を形成して、表面電極と該表面電極に対向する共通電極とこれらの電極間に挟まれた圧電体層で構成される圧電変位素子が複数形成されてなるインクジェットプリンタの印刷ヘッド用アクチュエータの熱処理を行っても、複数の圧電素子間の変位ばらつきを容易に制御でき、また、熱処理ロット間の変位ばらつきを抑制できる。   In particular, a common electrode and a piezoelectric layer are laminated in this order on the diaphragm, a plurality of surface electrodes are formed on the piezoelectric layer, a surface electrode, a common electrode facing the surface electrode, and these electrodes Even if heat treatment is performed on an actuator for a print head of an ink jet printer in which a plurality of piezoelectric displacement elements composed of piezoelectric layers sandwiched between them are formed, variation in displacement between the plurality of piezoelectric elements can be easily controlled. Dispersion variation between heat treatment lots can be suppressed.

本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材の作製方法を以下に説明する。   A method for producing a reaction preventing member for the lead-containing compound of the present invention will be described below.

まず、原料粉末を準備する。ジルコニア粉末としては、立方晶ジルコニアからなるジルコニア粉末を用いることが好ましい。単斜晶ジルコニアや正方晶ジルコニアはその一部が焼結時に立方晶ジルコニアに相転移するが、ジルコニア焼結体のXc値を0.97以上とするためには原料のジルコニア粉末の立方晶比率Xcを少なくとも0.95とすることが好ましい。   First, raw material powder is prepared. As the zirconia powder, it is preferable to use zirconia powder made of cubic zirconia. Monoclinic zirconia and tetragonal zirconia partly undergo phase transition to cubic zirconia during sintering, but in order to increase the Xc value of the zirconia sintered body to 0.97 or more, the cubic ratio of the raw zirconia powder Xc is preferably at least 0.95.

ジルコニア粉末の平均粒径が0.1〜1μm程度のものを使用するのが好ましい。   It is preferable to use a zirconia powder having an average particle size of about 0.1 to 1 μm.

第2成分粉末としては、CaO粉末を直接用いても良いが、Caの水酸化物、炭酸塩または硝酸塩などを熱処理してCaOを形成しても良い。CaO粉末は0.3〜1μm程度のものが好ましい。また、Y粉末は平均粒径が0.1〜1μm程度のものを使用するのが好ましい。 As the second component powder, CaO powder may be used directly, or CaO may be formed by heat treatment of Ca hydroxide, carbonate or nitrate. The CaO powder is preferably about 0.3 to 1 μm. Further, Y 2 O 3 powder is preferably used having an average particle size of about 0.1 to 1 [mu] m.

第3成分粉末としては、Caを除く周期律表第2a族元素とし、周期律表第2a族元素の酸化物、水酸化物、硝酸塩などを使用することができる。また、Yを除く周期律表第3a族元素として、周期律表第3a族元素の酸化物を使用することができる。   As the third component powder, a group 2a element of the periodic table excluding Ca, and oxides, hydroxides, nitrates, and the like of the group 2a element of the periodic table can be used. Moreover, the oxide of a 3a group element of a periodic table can be used as a 3a group element of a periodic table except Y.

上記のジルコニア粉末と添加物粉末と、IPA等の有機溶媒、ジルコニア製ボールとを樹脂製ポットに投入し、混合・粉砕する。得られた混合粉末を熱処理して第1成分と第2成分と第3成分とを含む合成粉末を作製する。例えば、混合粉末を1000〜1400℃で熱処理することができる。   The above zirconia powder and additive powder, an organic solvent such as IPA, and zirconia balls are put into a resin pot, mixed and pulverized. The obtained mixed powder is heat-treated to produce a synthetic powder containing the first component, the second component, and the third component. For example, the mixed powder can be heat-treated at 1000 to 1400 ° C.

得られた合成粉末を、ジルコニアボールを用いて平均粒径が0.3〜0.8μm程度になるまで粉砕する。この粉砕原料粉末に対して、有機バインダ、溶媒を混合してスラリーを作製し、得られたスラリーをテープ成形、鋳込み成形または射出成形などの周知の成形方法によってグリーンシートを作製する。得られたグリーンシートは所望の大きさに切断し、所望により切断した複数のグリーンシートを積層して成形体を作製する。なお、スラリーを乾燥して乾燥原料を作製し、この乾燥原料をプレス成形等の方法で所望の形状の成形体を作製しても良い。   The obtained synthetic powder is pulverized using zirconia balls until the average particle size is about 0.3 to 0.8 μm. An organic binder and a solvent are mixed with the pulverized raw material powder to produce a slurry, and the obtained slurry is used to produce a green sheet by a known molding method such as tape molding, casting molding or injection molding. The obtained green sheet is cut into a desired size, and a plurality of green sheets cut as desired are laminated to produce a molded body. The slurry may be dried to produce a dry raw material, and a molded body having a desired shape may be produced from the dry raw material by a method such as press molding.

得られた成形体は、所望の温度、例えば300〜500℃で脱脂を行い、その後所望の温度、例えば1200〜1700℃、特に1300〜1600℃の温度で焼成して反応防止部材を得ることができる。   The obtained molded body is degreased at a desired temperature, for example, 300 to 500 ° C., and then fired at a desired temperature, for example, 1200 to 1700 ° C., particularly 1300 to 1600 ° C., to obtain a reaction preventing member. it can.

鉛含有化合物に対する反応防止部材を作製した。   A reaction preventing member for a lead-containing compound was prepared.

出発原料として立方晶化率が0.95以上のZrOと表1記載の添加物を樹脂製ポットにIPA、φ2mmジルコニア製ボールと共に投入し、16Hr混合・粉砕した。その後、粉末を純度99.9%のアルミナ坩堝に入れ、1200℃×2Hr熱処理して合成粉末を作製した。合成粉末は、φ2mmジルコニアボールにて20Hr粉砕し、得られた粉末にパラフィンワックスを5wt%混合した後#40のナイロンメッシュを通して造粒した。造粒後30mm×20mm×2mmにプレス成型した。成形体は、400℃×2Hrで脱バインダを行い、その後、1550℃×2Hrで大気中で焼成し、ジルコニア焼結体からなる反応防止部材を得た。 ZrO 2 having a cubic crystallization ratio of 0.95 or more as a starting material and the additives shown in Table 1 were charged into a resin pot together with IPA and φ2 mm zirconia balls, and mixed and pulverized for 16 hours. Thereafter, the powder was put in an alumina crucible having a purity of 99.9% and heat treated at 1200 ° C. for 2 hours to produce a synthetic powder. The synthetic powder was pulverized with φ2 mm zirconia balls for 20 hours, mixed with 5 wt% of paraffin wax in the obtained powder, and granulated through a # 40 nylon mesh. After granulation, it was press-molded into 30 mm × 20 mm × 2 mm. The molded body was subjected to binder removal at 400 ° C. × 2 Hr, and then fired in air at 1550 ° C. × 2 Hr to obtain a reaction preventing member made of a zirconia sintered body.

得られた鉛含有化合物に対する反応防止部材は、蛍光X線分析によって組成分析を行った。定量分析には、予めZrO、CaO、Y及びCa以外の周期律表第2a族元素酸化物及びY以外の周期律表第3a族元素酸化物を用いた検量線を作製しておき、その検量線を用いて実施した。 The reaction preventing member for the obtained lead-containing compound was subjected to composition analysis by fluorescent X-ray analysis. For quantitative analysis, a calibration curve using a periodic table group 2a element oxide other than ZrO, CaO, Y 2 O 3 and Ca and a periodic table group 3a element oxide other than Y was prepared in advance. The calibration curve was used.

ジルコニア焼結体の結晶粒径は走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定した。   The crystal grain size of the zirconia sintered body was measured using a scanning electron microscope (SEM).

また、下記の反応テストで使用する反応防止部材については、表面粗さRaが0.01〜0.05となるように表面加工を行った。   Moreover, about the reaction prevention member used by the following reaction test, surface processing was performed so that surface roughness Ra might be set to 0.01-0.05.

次に、作製した鉛含有化合物に対する反応防止部材の評価を行った。   Next, the reaction preventing member for the prepared lead-containing compound was evaluated.

鉛含有化合物の原料として、純度99%以上のチタン酸ジルコン酸鉛を含有する圧電セラミックス粉末を準備した。   A piezoelectric ceramic powder containing lead zirconate titanate having a purity of 99% or more was prepared as a raw material for the lead-containing compound.

グリーンシートは、ジルコン酸チタン酸鉛を主成分とする圧電用のセラミック材の粉末に、水系バインダーとしてブチルメタクリレート、分散剤にポリカルポン酸アンモニウム塩、溶剤にイソプロビルアルコールと純水を各々添加して混合し、このスラリーをドクタープレード法によりキャリアフィルム上に、厚さ30μm程度のシート形状にて作製した。   The green sheet is made by adding butyl methacrylate as an aqueous binder, polycarboxylate ammonium salt as a dispersant, isopropyl alcohol and pure water as a solvent to a piezoelectric ceramic powder mainly composed of lead zirconate titanate. After mixing, this slurry was produced in a sheet shape having a thickness of about 30 μm on a carrier film by a doctor blade method.

また、各種の圧電用のセラミックス材の粉末を用いて同様にグリーンシートを作製した。また、内部電極ペーストを作製した。得られた内部電極ペーストを、グリーンシートの表面に厚さ4μmで印刷し、内部電極を形成した。更に、内部電極が印刷された面を上向きにしてグリーンシートの2枚の間に内部電極ペーストを印刷しないグリーンシート1枚づつ積層し、加圧プレスし、積層成形体を得た。   Similarly, green sheets were prepared using various piezoelectric ceramic powders. Also, an internal electrode paste was prepared. The obtained internal electrode paste was printed on the surface of the green sheet with a thickness of 4 μm to form an internal electrode. Further, one green sheet on which the internal electrode paste was not printed was laminated between two sheets of green sheets with the surface on which the internal electrodes were printed facing upward, and pressed to obtain a laminated molded body.

このようにして、厚みが45μm(No.1〜10及び14〜27)、80μm(No.12)、125μm(No.13)、300μm(No.11)の積層成形体を作製した。この積層成形体を脱脂処理した後に、積層成形体を表1に示される組成の反応防止部材で挟持するようにして焼成炉に配置した。これを900℃、酸素99%以上の雰囲気中で2時間保持して焼成し、圧電振動層と内部電極とからなる積層体を作製した。   In this manner, laminated molded bodies having thicknesses of 45 μm (No. 1 to 10 and 14 to 27), 80 μm (No. 12), 125 μm (No. 13), and 300 μm (No. 11) were produced. After degreasing the laminated molded body, the laminated molded body was placed in a firing furnace so as to be sandwiched between reaction preventing members having the compositions shown in Table 1. This was held for 2 hours in an atmosphere of 900 ° C. and oxygen 99% or more and fired to produce a laminate composed of a piezoelectric vibration layer and internal electrodes.

これを表1に示す温度、酸素99%以上の雰囲気中で2時間保持して焼成し、圧電振動層と内部電極とからなる積層体を作製した。   This was held for 2 hours in an atmosphere of the temperature shown in Table 1 and oxygen of 99% or more and fired to produce a laminate composed of a piezoelectric vibration layer and internal electrodes.

焼成に使用したセッター表面のX線回折スペクトルを評価し、上記式1及び式2を用いてXcを算出した。   The X-ray diffraction spectrum of the setter surface used for firing was evaluated, and Xc was calculated using the above formulas 1 and 2.

また、粒界析出相の有無もX線回折スペクトル及びFE−SEMによって確認した。   Moreover, the presence or absence of a grain boundary precipitation phase was also confirmed by X-ray diffraction spectrum and FE-SEM.

次いで、焼成1回、5回、10回、50回、100回及び500回行った後でそれぞれ反応層の有無を確認した。なお、反応層の有無は、鉛含有化合物と接触した反応防止部材の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)及びEDSによる表面分析を行って鉛を検出し、検出された場合は×、検出されなかった場合には○として表示した。結果を表1に示す。

Figure 2007084357
Next, the presence or absence of a reaction layer was confirmed after firing 1, 5, 10, 50, 100, and 500 times. In addition, the presence or absence of the reaction layer is detected by conducting surface analysis with a scanning electron microscope (SEM) and EDS on the surface of the reaction preventing member in contact with the lead-containing compound. When it was, it was displayed as ○. The results are shown in Table 1.
Figure 2007084357

本発明の試料No.1〜17は、少なくとも50回の焼成を行っても反応相を観察できず、積層成形体との反応が抑制されていた。   Sample No. of the present invention. In Nos. 1 to 17, the reaction phase could not be observed even when firing at least 50 times, and the reaction with the laminated molded body was suppressed.

一方、立方晶比率Xcが0.95と0.97に満たない本発明の範囲外の試料No.18は、1回目の焼成では反応相が観察されなかったが、5回目で観察された。また、立方晶比率Xcが0.92以下と0.97に満たない本発明の範囲外の試料No.19〜21は、焼成1回目でセッター表面が部分的に反応相が観察された。さらに、粒界結晶相が検出された本発明の範囲外の試料No.22〜27は、焼成1回目でセッター表面の一部に反応相が観察された。   On the other hand, the sample Nos. Out of the scope of the present invention in which the cubic ratio Xc is less than 0.95 and 0.97. In No. 18, no reaction phase was observed in the first firing, but in the fifth firing. In addition, the sample Nos. 3 and 9 out of the scope of the present invention where the cubic ratio Xc is 0.92 or less and less than 0.97. In 19-21, a reaction phase was partially observed on the setter surface in the first firing. Furthermore, the sample No. outside the scope of the present invention in which the grain boundary crystal phase was detected. In Nos. 22 to 27, a reaction phase was observed on a part of the setter surface in the first firing.

本発明の反応防止部材の組成範囲示すZrO−YO1.5−CaOの3元組成図である。It is a ternary composition diagram of ZrO 2 —YO 1.5 —CaO showing the composition range of the reaction preventing member of the present invention. 本発明の反応防止部材のX線回折スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the X-ray-diffraction spectrum of the reaction prevention member of this invention. 本発明の範囲外の反応防止部材のX線回折スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the X-ray-diffraction spectrum of the reaction prevention member outside the range of this invention.

Claims (6)

ジルコニアを主成分、カルシアおよびイットリアを第2成分、さらにCaを除く周期律表第2a族元素およびYを除く周期律表第3a族元素の元素群のうち少なくとも1種の酸化物を第3成分として含有し、立方晶ジルコニアを主結晶相とし、ジルコニア以外の粒界結晶相を実質的に含まないジルコニア焼結体からなり、下記式1及び式2で表されるジルコニア焼結体の立方晶比率Xcが0.97以上であることを特徴とする鉛含有化合物に対する反応防止部材。
Figure 2007084357
Figure 2007084357
Zirconia as the main component, calcia and yttria as the second component, and at least one oxide from the group 3a element of the periodic table excluding Ca and the group 3a element of the periodic table excluding Y as the third component A cubic crystal of a zirconia sintered body represented by the following formulas 1 and 2, comprising cubic zirconia as a main crystal phase and substantially free of grain boundary crystal phases other than zirconia. A reaction preventing member for a lead-containing compound, wherein the ratio Xc is 0.97 or more.
Figure 2007084357
Figure 2007084357
前記第2成分の含有量が、前記主成分の含有量と前記第2成分の含有量との合計に対して20〜43モル%であることを特徴とする請求項1記載の鉛含有化合物に対する反応防止部材。 2. The lead-containing compound according to claim 1, wherein the content of the second component is 20 to 43 mol% with respect to the total of the content of the main component and the content of the second component. Reaction prevention member. ジルコニア、イットリアおよびカルシアのモル比による組成比が、ZrO−YO1.5−CaOの3元組成図における下記点のA−B−C−D点を結ぶ線分で囲まれる範囲内であることを特徴とする請求項1または2記載の鉛含有化合物に対する反応防止部材。
ZrO CaO YO1.5
A点: 0.65 0.03 0.32
B点: 0.61 0.07 0.32
C点: 0.72 0.18 0.10
D点: 0.79 0.11 0.10
The composition ratio by the molar ratio of zirconia, yttria and calcia is within the range surrounded by the line segment connecting the points A-B-C-D of the following points in the ternary composition diagram of ZrO 2 —YO 1.5 —CaO. The reaction preventing member for a lead-containing compound according to claim 1 or 2.
ZrO 2 CaO YO 1.5
Point A: 0.65 0.03 0.32
Point B: 0.61 0.07 0.32
C point: 0.72 0.18 0.10
Point D: 0.79 0.11 0.10
前記ジルコニア焼結体の平均結晶粒子径が10〜40μmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の鉛含有化合物に対する反応防止部材。 The average crystal particle diameter of the said zirconia sintered compact is 10-40 micrometers, The reaction prevention member with respect to the lead containing compound in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記ジルコニア焼結体に含まれるジルコニア結晶中に、前記第2成分および前記第3成分が固溶限界近くまで固溶していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の鉛含有化合物に対する反応防止部材。 The lead according to any one of claims 1 to 4, wherein in the zirconia crystal contained in the zirconia sintered body, the second component and the third component are dissolved in the vicinity of a solid solution limit. Reaction preventing member for contained compounds. 鉛含有化合物を載置するための載置面を具備し、焼成冶具として用いられることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の鉛含有化合物に対する反応防止部材。
The reaction preventing member for a lead-containing compound according to any one of claims 1 to 5, further comprising a mounting surface for mounting the lead-containing compound and used as a firing jig.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014181136A (en) * 2013-03-18 2014-09-29 Nikkato:Kk Member for heat treatment containing zirconia sintered body
US9219224B2 (en) 2011-03-30 2015-12-22 Ngk Insulators, Ltd. Method for manufacturing piezoelectric substrate
JP2016503372A (en) * 2012-10-15 2016-02-04 サン−ゴバン サントル ド レシェルシュ エ デテュド ユーロペアン Chrome oxide products
JP2019112287A (en) * 2017-12-26 2019-07-11 京セラ株式会社 Heat treatment component

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05186222A (en) * 1992-01-07 1993-07-27 Nitsukatoo:Kk Member for heat exchanger
JP2004315293A (en) * 2003-04-16 2004-11-11 Nitsukatoo:Kk Zirconia member for heat treatment and method for manufacturing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05186222A (en) * 1992-01-07 1993-07-27 Nitsukatoo:Kk Member for heat exchanger
JP2004315293A (en) * 2003-04-16 2004-11-11 Nitsukatoo:Kk Zirconia member for heat treatment and method for manufacturing the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9219224B2 (en) 2011-03-30 2015-12-22 Ngk Insulators, Ltd. Method for manufacturing piezoelectric substrate
JP2016503372A (en) * 2012-10-15 2016-02-04 サン−ゴバン サントル ド レシェルシュ エ デテュド ユーロペアン Chrome oxide products
JP2014181136A (en) * 2013-03-18 2014-09-29 Nikkato:Kk Member for heat treatment containing zirconia sintered body
JP2019112287A (en) * 2017-12-26 2019-07-11 京セラ株式会社 Heat treatment component
JP7101476B2 (en) 2017-12-26 2022-07-15 京セラ株式会社 Heat treatment member

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