JP2550347B2 - エレクトロセラミックス用金属酸化物の製造方法 - Google Patents
エレクトロセラミックス用金属酸化物の製造方法Info
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- C01G51/006—Compounds containing, besides cobalt, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
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- C01G25/006—Compounds containing, besides zirconium, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はエレクトロセラミツクス用金属酸化物、とく
に鉄族元素を含むペロブスカイト型のエレクトロセラミ
ツクス用金属酸化物の製造方法に関する。これらの金属
酸化物は誘電特性、圧電特性および電歪特性に優れ、コ
ンデンサー、アクチユエーター、点火栓、ブザー、フイ
ルターなどに広く応用されている。
に鉄族元素を含むペロブスカイト型のエレクトロセラミ
ツクス用金属酸化物の製造方法に関する。これらの金属
酸化物は誘電特性、圧電特性および電歪特性に優れ、コ
ンデンサー、アクチユエーター、点火栓、ブザー、フイ
ルターなどに広く応用されている。
<従来の技術とその問題点> 最近、エレクトロセラミツクスの使用条件の苛こく
化、大出力化にともないその高強度化が要望されてい
る。しかしながら、従来のエレクトロセラミツクスは反
復加電圧時、大出力時あるいは機械的な応力が加わつた
ときの強度は充分ではなかつた。また、使用時の歪量の
再現性不足、バラツキなどの問題があつた。
化、大出力化にともないその高強度化が要望されてい
る。しかしながら、従来のエレクトロセラミツクスは反
復加電圧時、大出力時あるいは機械的な応力が加わつた
ときの強度は充分ではなかつた。また、使用時の歪量の
再現性不足、バラツキなどの問題があつた。
本発明はとくに機械的な応力に耐えるエレクトロセラ
ミツクス用金属酸化物を提供することを目的とする。
ミツクス用金属酸化物を提供することを目的とする。
<問題点を解決するための手段> 本発明者らは上記目的を達成するために種々の金属酸
化物について検討を行なつた結果、鉄族元素であるFe、
CoまたはNiを含有するペロブスカイト型金属酸化物にお
いて鉄族元素の含有量を化学量論量よりも少なく配合し
た原料混合物を用いることで、電気特性を損うことなく
機械的強度が改善されることを見出し本発明に至つた。
化物について検討を行なつた結果、鉄族元素であるFe、
CoまたはNiを含有するペロブスカイト型金属酸化物にお
いて鉄族元素の含有量を化学量論量よりも少なく配合し
た原料混合物を用いることで、電気特性を損うことなく
機械的強度が改善されることを見出し本発明に至つた。
式A(B,C)xDyO3で表わされるペロブスカイト型金属
酸化物からなるエレクトロセラミックス用金属酸化物の
製造方法において、Bを化学量論量より1〜25原子%少
なく配合することを特徴とするエレクトロセラミックス
用金属酸化物の製造方法。
酸化物からなるエレクトロセラミックス用金属酸化物の
製造方法において、Bを化学量論量より1〜25原子%少
なく配合することを特徴とするエレクトロセラミックス
用金属酸化物の製造方法。
(ただし、Aは酸素12配位であつて原子価が2価の金属
元素もしくは平均の原子価が2価となる比率で含有させ
た2種以上の金属元素、Bは鉄属元素、Cは酸素6配位
の金属元素、Dは酸素6配位であって原子価が4価の金
属元素もしくは平均の原子価が4価となる比率で含有さ
せた2種以上の金属元素、Oは酸素であり、B元素とC
元素とは、それらの平均の原子価が4価となる比率で含
有させ、さらにxは0.05以上であり、xとyの合計は0.
95以上1.05以下であること。) 以下、本発明について詳しく説明する。本発明におい
てAで示される酸素12配位の金属元素の例としてはPb、
Sr、Ba、Ca、Laなどがあげられる。
元素もしくは平均の原子価が2価となる比率で含有させ
た2種以上の金属元素、Bは鉄属元素、Cは酸素6配位
の金属元素、Dは酸素6配位であって原子価が4価の金
属元素もしくは平均の原子価が4価となる比率で含有さ
せた2種以上の金属元素、Oは酸素であり、B元素とC
元素とは、それらの平均の原子価が4価となる比率で含
有させ、さらにxは0.05以上であり、xとyの合計は0.
95以上1.05以下であること。) 以下、本発明について詳しく説明する。本発明におい
てAで示される酸素12配位の金属元素の例としてはPb、
Sr、Ba、Ca、Laなどがあげられる。
2価以外の金属元素を用いる場合には、補正する計数
として2/(原子価)を適用する。たとえば3価のLaの場
合には2/3Laとして配合する。
として2/(原子価)を適用する。たとえば3価のLaの場
合には2/3Laとして配合する。
Bで示される鉄族元素はFe、Co、Niのうち少なくとも
一種であり、Cで示される酸素6配位の金属元素はB元
素とC元素とを合せた平均原子価が4価となるものであ
り、その例としては5価の金属元素であるNb、Sb、Ta、
Biや6価の金属元素であるW、Te、Reなどがあげられ
る。
一種であり、Cで示される酸素6配位の金属元素はB元
素とC元素とを合せた平均原子価が4価となるものであ
り、その例としては5価の金属元素であるNb、Sb、Ta、
Biや6価の金属元素であるW、Te、Reなどがあげられ
る。
B元素とC元素との含有割合は、たとえばB元素が2
価でC元素が5価の場合B1/3 C2/3であり、B元素が2
価でC元素が6価の場合B1/2 C1/2である。また、B元
素が3価でC元素が5価の場合B1/2 C1/2であり、B元
素が3価でC元素が6価の場合B2/3 C1/3である。B元
素とC元素の合計量xは0.05以上でなければならない。
xが0.05未満では金属酸化物あるいはその焼結体の機械
的強度を向上させるという本発明の目的が達成されな
い。
価でC元素が5価の場合B1/3 C2/3であり、B元素が2
価でC元素が6価の場合B1/2 C1/2である。また、B元
素が3価でC元素が5価の場合B1/2 C1/2であり、B元
素が3価でC元素が6価の場合B2/3 C1/3である。B元
素とC元素の合計量xは0.05以上でなければならない。
xが0.05未満では金属酸化物あるいはその焼結体の機械
的強度を向上させるという本発明の目的が達成されな
い。
Dで示される酸素6配位であつて原子価が4価の金属
元素はTi、Zrなどの4価の金属元素か、または平均の原
子価が4価となる比率で含有させた2種以上の金属元素
である。このように2種以上の金属元素を組合せて平均
原子価を4価にするにはたとえば(D2+1/3 D5+2/3)、
(D3+1/2 D5+1/2)、(D2+1/2 D6+1/2)、(D3+2/3 D6+
1/3)、(D1+1/4 D5+3/4)のような比率による組合せが
ある。(ただし、D1+はLi、Cuなどであり、D2+はMg、Z
n、Mn、Sn、Cdなどであり、D3+はMn、Sb、Al、Yb、In、
Se、Yなどであり、D5+はNb、Sb、Ta、Biなどであり、D
6+はW、Te、Reなどである。) 前記のB元素とC元素を合わせた量xとD元素の含有
量yとの合計量(x+y)は0.95以上1.05以下でなけれ
ばならない。xとyの合計量が0.95未満あるいは1.05を
越えると得られる金属酸化物の電気特性が悪化する。
元素はTi、Zrなどの4価の金属元素か、または平均の原
子価が4価となる比率で含有させた2種以上の金属元素
である。このように2種以上の金属元素を組合せて平均
原子価を4価にするにはたとえば(D2+1/3 D5+2/3)、
(D3+1/2 D5+1/2)、(D2+1/2 D6+1/2)、(D3+2/3 D6+
1/3)、(D1+1/4 D5+3/4)のような比率による組合せが
ある。(ただし、D1+はLi、Cuなどであり、D2+はMg、Z
n、Mn、Sn、Cdなどであり、D3+はMn、Sb、Al、Yb、In、
Se、Yなどであり、D5+はNb、Sb、Ta、Biなどであり、D
6+はW、Te、Reなどである。) 前記のB元素とC元素を合わせた量xとD元素の含有
量yとの合計量(x+y)は0.95以上1.05以下でなけれ
ばならない。xとyの合計量が0.95未満あるいは1.05を
越えると得られる金属酸化物の電気特性が悪化する。
本発明は前記Bで示される鉄族元素を化学量論量より
も少なく含有させることが特徴である。
も少なく含有させることが特徴である。
少なく含有させる割合すなわち減率は化学量論量の1
〜25原子%でなければならず、好ましくは2〜20原子%
である。減率が1原子%未満であつても、また、逆に25
原子%を越えても機械的強度向上の効果がない。
〜25原子%でなければならず、好ましくは2〜20原子%
である。減率が1原子%未満であつても、また、逆に25
原子%を越えても機械的強度向上の効果がない。
本発明において、化学量論量とは、x+y=1の場合
であって、しかも、例えばB元素については、B元素と
C元素とを合わせた平均原子価が4価となるB元素の量
の理論値をいう。
であって、しかも、例えばB元素については、B元素と
C元素とを合わせた平均原子価が4価となるB元素の量
の理論値をいう。
これらの金属元素の原料は金属単体、合金または金属
化合物のいずれでも用いられるが、一般には金属酸化物
がとくに好ましい。これらの金属元素を含む混合物から
プロブスカイト型金属酸化物を製造するには前記混合物
を仮焼および/または焼結を行なえばよい。仮焼とは原
料混合物を700〜1000℃の温度で加熱することであり、
焼結とは原料混合物または仮焼体粉末を粒径3μm以下
に粉砕して粉末とし、得られた粉末を加圧成形、シート
成形などにより成形し、温度900〜1300℃で焼結する方
法である。
化合物のいずれでも用いられるが、一般には金属酸化物
がとくに好ましい。これらの金属元素を含む混合物から
プロブスカイト型金属酸化物を製造するには前記混合物
を仮焼および/または焼結を行なえばよい。仮焼とは原
料混合物を700〜1000℃の温度で加熱することであり、
焼結とは原料混合物または仮焼体粉末を粒径3μm以下
に粉砕して粉末とし、得られた粉末を加圧成形、シート
成形などにより成形し、温度900〜1300℃で焼結する方
法である。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
<実施例> 実施例1〜5および比較例1〜2 PbO、CoO、Nb2O5、ZrO2およびTiO2の各粉末をPb(Co1
/3 Nb2/3)0.2Zr0.4Ti0.4の比率で秤量し混合した。た
だし、この際CoOの量は化学量論量よりも表1に示す減
率だけ少なくした。
/3 Nb2/3)0.2Zr0.4Ti0.4の比率で秤量し混合した。た
だし、この際CoOの量は化学量論量よりも表1に示す減
率だけ少なくした。
この混合物をマツフル炉中で温度800〜900℃で1時間
仮焼して式Pb(Co1/3 Nb2/3)0.2Zr0.4Ti0.4O3で示され
るペロブスカイト型金属酸化物とした。この仮焼物をボ
ールミルで5時間粉砕して粒径0.5〜2μmの粉末と
し、これを1000kg/cm2の圧力で直径20mmの円板に加圧成
形し、温度1100〜1200℃で焼結した。
仮焼して式Pb(Co1/3 Nb2/3)0.2Zr0.4Ti0.4O3で示され
るペロブスカイト型金属酸化物とした。この仮焼物をボ
ールミルで5時間粉砕して粒径0.5〜2μmの粉末と
し、これを1000kg/cm2の圧力で直径20mmの円板に加圧成
形し、温度1100〜1200℃で焼結した。
上記焼結体から幅5mm、厚み0.3mm、長さ25mmの試験片
を切り出し研摩したのち、試験機(株式会社今田製作所
製SV3型)を用いてスパン10mmで3点曲げ試験を行なつ
て抗折強度を測定した。
を切り出し研摩したのち、試験機(株式会社今田製作所
製SV3型)を用いてスパン10mmで3点曲げ試験を行なつ
て抗折強度を測定した。
その結果、表1に示すとおり鉄族元素を化学量論量よ
り1〜25原子%少なく含有させたものが抗折強度が高く
なつていた。
り1〜25原子%少なく含有させたものが抗折強度が高く
なつていた。
実施例6〜10および比較例3〜4 PbO、Nb2O5、ZrO2およびTiO2の各粉末をPb(Ni1/2 Nb
2/3)0.1Zr0.45Ti0.45の比率で秤量し、さらに、前記各
粉末の秤量合計量の1重量%のMnO2を秤量し、これらの
粉末を混合した。ただし、この際NiOの量は化学量論量
よりも表1に示す減率だけ少なくした。以下、実施例1
〜4および比較例1〜2と同一方法、同一条件で仮焼で
行ない、式 Pb(Ni1/2 Nb2/3)0.1Zr0.45Ti0.45O3で示されるペロブ
スカイト型金属酸化物とした。この仮焼物から実施例1
〜4および比較例1〜2と同一方法、同一条件で試験片
を切り出し、抗折強度を測定した。
2/3)0.1Zr0.45Ti0.45の比率で秤量し、さらに、前記各
粉末の秤量合計量の1重量%のMnO2を秤量し、これらの
粉末を混合した。ただし、この際NiOの量は化学量論量
よりも表1に示す減率だけ少なくした。以下、実施例1
〜4および比較例1〜2と同一方法、同一条件で仮焼で
行ない、式 Pb(Ni1/2 Nb2/3)0.1Zr0.45Ti0.45O3で示されるペロブ
スカイト型金属酸化物とした。この仮焼物から実施例1
〜4および比較例1〜2と同一方法、同一条件で試験片
を切り出し、抗折強度を測定した。
その結果、表1に示すとおり鉄族元素を化学量論量よ
り1〜25原子%少なく含有させたものが抗折強度が高く
なつていた。
り1〜25原子%少なく含有させたものが抗折強度が高く
なつていた。
実施例11〜13および比較例5〜7 PbO、SrCO3、CaO、Ta2O5、TiO2、ZnOおよびNb2O5の各
粉末を表2に示す金属酸化物の金属元素の比率で秤量し
混合した。ただし、CoOの量は表2に示すとおり実施例1
1〜13は化学量論量よりも10%少なくし、比較例5〜7
は化学量論量通りにした。
粉末を表2に示す金属酸化物の金属元素の比率で秤量し
混合した。ただし、CoOの量は表2に示すとおり実施例1
1〜13は化学量論量よりも10%少なくし、比較例5〜7
は化学量論量通りにした。
これらの混合物を温度800〜900℃で1時間仮焼して表
2に示す金属酸化物とした。これらの仮焼体をボールミ
ルで5時間粉砕して粒径0.5〜2μmの粉末とし、これ
を1000kg/cm2の圧力で直径20mmの円板に加圧成形し、温
度1100〜1200℃で焼結した。
2に示す金属酸化物とした。これらの仮焼体をボールミ
ルで5時間粉砕して粒径0.5〜2μmの粉末とし、これ
を1000kg/cm2の圧力で直径20mmの円板に加圧成形し、温
度1100〜1200℃で焼結した。
前記方法により円板の抗折強度を測定した結果、表2
に示すとおり、鉄族元素を少なく含有させたものは抗折
強強度が高くなつていた。
に示すとおり、鉄族元素を少なく含有させたものは抗折
強強度が高くなつていた。
<発明の効果> 本発明の製造法により得られるエレクトロセラミック
ス用金属酸化物の焼結体は、その機械的強度が格別に高
く、コンデンサー、点火栓をはじめとする多くの用途に
好適である。
ス用金属酸化物の焼結体は、その機械的強度が格別に高
く、コンデンサー、点火栓をはじめとする多くの用途に
好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飴谷 公兵 町田市旭町3丁目5番1号 電気化学工 業株式会社中央研究所内 審査官 松波 由美子
Claims (1)
- 【請求項1】式A(B,C)xDyO3で表わされるペロブスカ
イト型金属酸化物からなるエレクトロセラミックス用金
属酸化物の製造方法において、Bを化学量論量より1〜
25原子%少なく配合することを特徴とするエレクトロセ
ラミックス用金属酸化物の製造方法。 (ただし、Aは酸素12配位であって原子価が2価の金属
元素もしくは平均の原子価が2価となる比率で含有させ
た2種以上の金属元素、Bは鉄族元素、Cは酸素6配位
の金属元素、Dは酸素6配位であって原子価が4価の金
属元素もしくは平均の原子価が4価となる比率で含有さ
せた2種以上の金属元素、Oは酸素であり、B元素とC
元素とは、それらの平均の原子価が4価となる比率で含
有させ、さらにxは0.05以上であり、xとyの合計は0.
95以上1.05以下であること。)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62123754A JP2550347B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | エレクトロセラミックス用金属酸化物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62123754A JP2550347B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | エレクトロセラミックス用金属酸化物の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63288917A JPS63288917A (ja) | 1988-11-25 |
JP2550347B2 true JP2550347B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=14868479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62123754A Expired - Lifetime JP2550347B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | エレクトロセラミックス用金属酸化物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2550347B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3087644B2 (ja) * | 1996-03-26 | 2000-09-11 | 株式会社村田製作所 | 誘電体磁器組成物 |
JP5196879B2 (ja) | 2007-06-20 | 2013-05-15 | キヤノン株式会社 | 圧電材料 |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP62123754A patent/JP2550347B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63288917A (ja) | 1988-11-25 |
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