JP4534531B2 - 異方形状粉末の製造方法 - Google Patents
異方形状粉末の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4534531B2 JP4534531B2 JP2004065809A JP2004065809A JP4534531B2 JP 4534531 B2 JP4534531 B2 JP 4534531B2 JP 2004065809 A JP2004065809 A JP 2004065809A JP 2004065809 A JP2004065809 A JP 2004065809A JP 4534531 B2 JP4534531 B2 JP 4534531B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- shaped powder
- oriented
- plane
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
(BaxA'1−x)(TiyB'1−y)O3 ・・・(1)
(但し、0<x≦1。0<y≦1。A'は、1種又は2種以上の2価の金属元素。B'は、1種又は2種以上の4価の金属元素。)
F(HKL)={(P−P0)/(1−P0)}×100(%) ・・・(2)
但し、P=ΣI(HKL)/ΣI(hkl)、
P0=ΣI0(HKL)/ΣI0(hkl)。
(BaxA'1−x)(TiyB'1−y)O3 ・・・(3)
(但し、0<x≦1。0<y≦1。A'は、1種又は2種以上の2価の金属元素。B'は、1種又は2種以上の4価の金属元素。)
また、「第2のペロブスカイト型化合物を主相とする」とは、異方形状粉末中に第2のペロブスカイト型化合物がモル分量で90mol%以上含まれていることをいう。異方形状粉末は、第2のペロブスカイト型化合物のみからなることが望ましいが、ペロブスカイト型の結晶構造を維持でき、かつ、焼結特性、圧電特性等の諸特性に悪影響を及ぼさないものである限り、他の元素又は他の相が含まれていても良い。
なお、第2のペロブスカイト型化合物のその他の点については、第1のペロブスカイト型化合物と同様であるので、説明を省略する。
第1異方形状粉末が本発明に係る異方形状粉末を合成するための反応性テンプレートとして機能するためには、以下のような条件を備えている必要がある。
(但し、Aは、Na+、K+、Pb2+、Ba2+及びBi3+から選ばれる少なくとも1種の元素、又はこれらの元素の組み合わせ。
Bは、Fe3+、Ti4+、Nb5+、Ta5+、及びW6+から選ばれる少なくとも1種の元素、又はこれらの元素の組み合わせ。
mは、1から8までの整数であって、元素Aの平均価数をα、元素Bの平均価数をβとしたときに、α(m−1)+βm=6mの関係を満たすもの。
また、AがNa+及び/又はK+とBi3+の双方のみからなり、かつBがNb5+のみからなるものを除く。)
化学量論比でBaBi4Ti4O15(以下、これを「BBIT」という。)組成となるように、BaCO3粉末(平均粒径:0.5μm)、Bi2O3粉末(平均粒径:0.5μm)及びTiO2粉末(平均粒径:0.5μm)を秤量し、これらを湿式混合した。次いで、この原料に対して、フラックスとしてKClを50wt%添加し、これらを乾式混合した。次に、得られた混合物を白金るつぼに入れ、1000℃×4hの条件下で加熱し、BBITの合成を行った。冷却後、反応物から湯せんによりフラックスを取り除き、BBIT粉末を得た。得られたBBIT粉末は、{001}面を発達面とし、アスペクト比(Wb/tb)が約8、発達面の最大長さ(Wb)が約7μmである板状粉末であった。
また、図2(a)及び図2(b)に、それぞれ、合成されたBBIT板状粉末及びBaTiO3板状粉末のX線回折パターンを示す。さらに、図3(a)及び図3(b)に、それぞれ、PDFファイルに登録されているNo.350757(BaBi4Ti4O15)のパターンと、同じくPDFファイルに登録されているNo.350817(BaTiO3)のパターンを示す。
図2及び図3より、100%単相のBBIT板状粉末から、ペロブスカイト型結晶構造を有する100%単相のBaTiO3粉末が得られていることがわかる。なお、BBIT板状粉末及びBaTiO3板状粉末の発達面の結晶面は、キャスト法により、それぞれ、{001}面及び擬立方{100}面であることを確認した。
化学量論比でBi4Ti3O12(以下、これを「BIT」という。)組成となるように、Bi2O3粉末(平均粒径:0.5μm)及びTiO2粉末(平均粒径:0.5μm)を秤量し、これらを湿式混合した。次いで、この原料に対して、フラックスとしてNaCl50wt%−KCl50wt%混合物を50wt%添加し、これらを乾式混合した。次に、得られた混合物を白金るつぼに入れ、1100℃×2hの条件下で加熱し、BITの合成を行った。冷却後、反応物から湯せんによりフラックスを取り除き、BIT粉末を得た。得られたBIT粉末は、{001}面を発達面とし、アスペクト比(Wb/tb)が約10、発達面の最大長さ(Wb)が約10μmである板状粉末であった。
また、図5(a)及び図5(b)に、それぞれ、合成されたBIT板状粉末及びBaTiO3板状粉末のX線回折パターンを示す。さらに、図6に、PDFファイルに登録されているNo.732181(Bi4Ti3O12)のパターンを示す。
図3(b)、図5、及び図6より、100%単相のBIT板状粉末から、ペロブスカイト型結晶構造を有する100%単相のBaTiO3粉末が得られていることがわかる。なお、BIT板状粉末及びBaTiO3板状粉末の発達面の結晶面は、キャスト法により、それぞれ、{001}面及び擬立方{100}面であることを確認した。
フラックス法を用いて、BaTiO3粉末を合成した。すなわち、化学量論比でBaTiO3組成となるように、BaCO3粉末(平均粒径:0.5μm)及びTiO2粉末(平均粒径:0.5μm)を秤量し、これらを湿式混合した。次いで、この原料に対して、フラックスとしてKClを50wt%添加し、これらを乾式混合した。次に、得られた混合物を白金るつぼに入れ、1000℃×2hの条件下で加熱した。冷却後、反応物から湯せんによりフラックスを取り除き、BaTiO3粉末を得た。次の化3の式に、フラックス法によるBaTiO3粉末の合成反応式を示す。
固相反応法を用いて、BaTiO3粉末を合成した。すなわち、化学量論比でBaTiO3組成となるように、BaCO3粉末(平均粒径:0.5μm)及びTiO2粉末(平均粒径:0.5μm)を秤量し、これらを湿式混合した。次いで、この原料をルツボに入れ、大気中において1000℃×5時間の条件下で加熱した。冷却後、反応物をボールミルで24時間粉砕し、BaTiO3粉末を得た。次の化4の式に、固相合成法によるBaTiO3粉末の合成反応式を示す。
図8に示す手順に従い、BaTiO3からなる結晶配向セラミックスを作製した。まず、BaTiO3粉末((株)高純度化学製、99.99%)をジルコニアボールを使い、アセトン溶媒中で24時間ボールミル粉砕した。粉砕後の粉末の平均粒径をレーザ散乱粒度分布測定装置(Horiba、LA−700)で測定したところ、0.5μmであった。これを乾燥した後、非板状BaTiO3粉末として実験に用いた。
BaTiO3板状粉末に代えて、比較例1で得られた等方性BaTiO3粉末を用いた以外は、実施例3と同一の手順に従い、BaTiO3からなる焼結体を作製した。図10に、テープ面と平行な面について測定された焼結体のX線回折パターンを示す。図10より、得られた焼結体は、無配向であることがわかる。図10から求めたロットゲーリング法による擬立方{100}面の平均配向度F(100)は、0%であった。
BaTiO3板状粉末に代えて、比較例2で得られた等方性BaTiO3粉末を用いた以外は、実施例3と同一の手順に従い、BaTiO3からなる焼結体を作製した。図示はしないが、得られた焼結体は、無配向であり、ロットゲーリング法による擬立方{100}面の平均配向度F(100)は、0%であった。
BaTiO3板状粉末の配合量を、Bサイトイオンの1%、5%、又は10%とした以外は、実施例3と同一の条件下で板状成形体を作製した。次いで、板状成形体を実施例3と同一の条件下で脱脂した後、酸素中において、加熱温度:1400℃、1450℃、又は1500℃、保持時間:1時間又は10時間の条件下で焼結させた。
実施例4で得られた結晶配向セラミックス(テンプレート量:Bサイトイオンの1at%、焼結温度:1400℃、保持時間:10時間、擬立方{100}面配向度:98.68%)、及び、比較例4で得られた無配向セラミックス(固相反応−粉砕法で得られた等方性BaTiO3粉末を使用)を、それぞれ、厚み1mm、直径11mmに平面研磨、加工した。次いで、円盤状試料の上下面にAuスパッタ蒸着電極を付け、100℃で10分、1〜2kV/mmの条件で分極処理を施した。さらに、分極された試料について、比誘電率、圧電電荷出力d33定数、及び圧電電圧出力g33定数をインピーダンスアナライザ(アジレント、HP4194A)、Piezo−d33メーター(中国科学院、ZJ−4B)荷より測定し、圧電特性を比較した。表3に、その結果を示す。
一方、比較例4の圧電電荷出力d33定数は、184pm/V(分極電界2kV/mm)であるのに対し、実施例4の圧電電荷出力d33定数は、529.1pV/m(分極電圧1kV/mm)又は528.6pV/m(分極電圧1.5kV/mm)であり、分極電圧が低いにもかかわらず、いずれも比較例4の2.87倍以上に大きく向上することがわかった。
実施例5で得られた結晶配向セラミックス(テンプレート量1at%、焼結温度1400℃、保持時間10h、擬立方{100}面配向度98.68%)、及び、比較例4で得られた無配向セラミックスの上下にAu電極を形成し、分極処理を施した試料に、電界強度0から1000V/mm、周波数0.1Hz、三角波で高電圧を印加して、生じる電界誘起変位量を静電容量型変位計にて測定した。その結果を図17に示す。縦軸の歪は、下式で定義した測定量である。
歪=ΔL/L
ここで、Lは試料の厚み、ΔLは電界印加により生じた変位量である。単位はppm、つまり10−6で示してある。
0.90PbTiO3−0.10BaTiO3組成となるように、実施例1で得られたBaTiO3板状粉末(テンプレート粉末)と、固相法により合成した等方性PbTiO3粉末とを秤量した以外は、実施例3と同様の手順に従い、結晶配向セラミックスを作製した。
BaTiO3板状粉末に代えて、比較例1で得られた等方性BaTiO3粉末を用いた以外は、実施例7と同様の手順に従い、0.90PbTiO3−0.10BaTiO3組成を有する焼結体を作製した。
Claims (4)
- 層状結晶構造を有する層状化合物からなり、その最も広い面積を有する面である発達面が、少なくともBa及びTiを含む第2のペロブスカイト型化合物の擬立方{100}面と格子整合率20%以下の範囲内で格子整合性を有し、かつ、その厚さ(tb)に対する前記発達面の最大長さ(Wb)のアスペクト比(Wb/tb)が2以上である板状の第1異方形状粉末と、該第1異方形状粉末とのイオン交換反応により前記第2のペロブスカイト型化合物及び余剰成分を生成するイオン交換反応用原料とを、溶液又は融液中においてイオン交換反応を行わせるイオン交換工程と、
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板状の異方形状粉末の製造方法。 - 前記層状化合物は、少なくともBi及びTiを含むものである請求項1に記載の板状の異方形状粉末の製造方法。
- 前記層状化合物は、Bi4Ti3O12、BaBi4Ti4O15、及び、Ba2Bi4Ti5O18から選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2に記載の板状の異方形状粉末の製造方法。
- 前記第2のペロブスカイト型化合物は、BaTiO3である請求項1から3までのいずれか1項に記載の板状の異方形状粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004065809A JP4534531B2 (ja) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | 異方形状粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004065809A JP4534531B2 (ja) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | 異方形状粉末の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005255424A JP2005255424A (ja) | 2005-09-22 |
JP4534531B2 true JP4534531B2 (ja) | 2010-09-01 |
Family
ID=35081523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004065809A Expired - Fee Related JP4534531B2 (ja) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | 異方形状粉末の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4534531B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4912616B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2012-04-11 | 株式会社富士セラミックス | 誘電、圧電体の性質を持つナノサイズのチタン酸バリウム粉末を焼結した圧電セラミックス、その製造方法及びそれを用いた圧電振動子 |
JP4905645B2 (ja) * | 2006-02-03 | 2012-03-28 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電材料およびその製造方法、並びに液体噴射ヘッド |
US8557352B2 (en) | 2006-06-20 | 2013-10-15 | Tdk Corporation | Method of making a metal oxide film, laminates and electronic devices |
JP5126950B2 (ja) * | 2006-06-20 | 2013-01-23 | Tdk株式会社 | 金属酸化物膜の製造方法、積層体、及び、電子デバイス |
JP5309356B2 (ja) * | 2007-03-15 | 2013-10-09 | 国立大学法人山梨大学 | セラミックスの製造方法 |
JP4433214B2 (ja) | 2007-10-23 | 2010-03-17 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電素子の製造方法、および圧電素子 |
JP2010021512A (ja) * | 2008-01-30 | 2010-01-28 | Ngk Insulators Ltd | 圧電/電歪膜型素子及びその製造方法 |
JP5278894B2 (ja) * | 2008-04-10 | 2013-09-04 | 国立大学法人信州大学 | 金属酸化物多孔質膜の製造方法及び色素増感型太陽電池 |
JP2014172799A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Ricoh Co Ltd | 圧電材料、圧電材料の製造方法、圧電アクチュエータ、圧電アクチュエータの製造方法 |
CN108091760B (zh) * | 2016-11-23 | 2019-11-22 | 清华大学 | 调控含氢过渡金属氧化物相变的方法 |
EP4024036A4 (en) | 2019-08-30 | 2023-09-13 | National Institute Of Advanced Industrial Science and Technology | METHOD FOR COMPUTING THE ORIENTATION DISTRIBUTION, APPARATUS FOR ANALYZING THE ORIENTATION DISTRIBUTION AND PROGRAM FOR ANALYZING THE ORIENTATION DISTRIBUTION |
CN111072064B (zh) * | 2019-12-17 | 2021-09-07 | 西安交通大学 | 一种用于提高片状钛酸钡模板品质与产量的方法 |
CN116768618A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-09-19 | 大富科技(安徽)股份有限公司 | 织构化微波介质陶瓷材料及其制备方法、通信器件 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002321974A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-11-08 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 結晶配向セラミックスの製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6221799A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-30 | Tohoku Kaihatsu Kk | チタン酸金属繊維状物の製造法 |
JPS63218512A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-12 | Sekisui Plastics Co Ltd | チタン酸金属塩の板状粒子の製造法 |
JPS6483515A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-29 | Tohoku Kaihatsu Kk | Production of flat fibrous material of metal titanate |
JP3666182B2 (ja) * | 1996-06-07 | 2005-06-29 | 株式会社豊田中央研究所 | 結晶配向セラミックスの製造方法 |
JP3975518B2 (ja) * | 1997-08-21 | 2007-09-12 | 株式会社豊田中央研究所 | 圧電セラミックス |
-
2004
- 2004-03-09 JP JP2004065809A patent/JP4534531B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002321974A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-11-08 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 結晶配向セラミックスの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005255424A (ja) | 2005-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5012528B2 (ja) | 結晶配向セラミックス及びその製造方法 | |
JP4135389B2 (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法、並びに、異方形状粉末及びその製造方法 | |
JP4926389B2 (ja) | 結晶配向セラミックス、及びその製造方法 | |
JP4541985B2 (ja) | 多結晶体の製造方法 | |
CN100443441C (zh) | 结晶取向陶瓷及其制造方法 | |
JP4930671B2 (ja) | 異方形状粉末の製造方法 | |
JP4326374B2 (ja) | 結晶配向セラミックス及びその製造方法 | |
US20090121374A1 (en) | Method of manufacturing crystal oriented ceramics | |
JP4563957B2 (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法 | |
JP4534531B2 (ja) | 異方形状粉末の製造方法 | |
JP4756312B2 (ja) | 異方形状粉末及びその製造方法、並びに、結晶配向セラミックスの製造方法 | |
JP2009114037A (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法 | |
JP4915041B2 (ja) | 異方形状粉末の製造方法 | |
JP5423708B2 (ja) | 異方形状粉末の製造方法 | |
JP2010163313A (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法 | |
JP5119573B2 (ja) | 異方形状粉末の製造方法 | |
JP4474882B2 (ja) | 結晶配向セラミックス及びその製造方法、並びに、異方形状粉末及びその製造方法 | |
JP2006124251A (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法 | |
JP2009256147A (ja) | 異方形状粉末及び結晶配向セラミックスの製造方法 | |
JP2008013395A (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法 | |
JP2010222193A (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法 | |
JP2007302494A (ja) | 結晶配向セラミックス及びその製造方法 | |
JP2007302495A (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法 | |
JP2009114038A (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法 | |
JP2001151567A (ja) | 結晶配向ビスマス層状ペロブスカイト型磁器組成物及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100506 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100525 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100607 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4534531 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625 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: 20130625 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140625 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |