JP4663495B2 - Anti-reaction material for lead-containing compounds - Google Patents

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

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、圧電素子への電極の焼付け、鉛含有化合物のアニール等の各種熱処理する場合に好適に用いられる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, ceramic capacitors, ceramic filters, ceramic resonators, fuel injection injector actuators, and inkjet printer head actuators. Various heat treatments such as firing of piezoelectric elements such as piezoelectric resonators, oscillators, ultrasonic motors, acceleration sensors, knocking sensors, piezoelectric sensors such as AE sensors, baking of electrodes on piezoelectric elements, annealing of lead-containing compounds, etc. It can be applied to jigs that are preferably used in the above.

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。このような鉛含有化合物においては、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、焼結体の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-containing compound, since the volatility of lead is high, there is a problem that the composition evaporates from the molded body during firing and causes a composition variation of the sintered body, resulting in a non-uniform composition. In particular, the composition variation on the surface of the sintered body was large compared to the inside.

そこで、鉛のような揮発成分を含む成形体の焼成には、成形体と同一または類似で、成形体に含まれる揮発成分を含む組成物を、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抑制し、焼結体の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1参照。)。   Therefore, for firing a molded body containing a volatile component such as lead, the composition containing the volatile component contained in the molded body is the same as or similar to that of the molded body. It has been proposed to suppress the evaporation of the components, suppress the composition fluctuation of the molded body, particularly the composition fluctuation and the structure change near the surface, and make the characteristics of the sintered body uniform (for example, Patent Documents). 1).

ところが、特許文献1あるいは特許文献2記載の方法で焼成を行ない、焼結体から鉛のような揮発成分が焼成中の雰囲気へ蒸発することを抑制しても、焼成時に焼結体が接触している焼成治具と焼結体とが反応して、焼成治具と接触している焼結体の表面が組成変動や組織変化してしまっていた。特に厚みが数百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、焼結体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, even if firing is performed by the method described in Patent Document 1 or Patent Document 2 and volatile components such as lead are prevented from evaporating from the sintered body to the atmosphere during firing, the sintered body contacts during firing. As a result, the surface of the sintered body in contact with the firing jig was changed in composition or changed in structure. In particular, when firing a multilayer body of ceramic green sheets having a thickness of several hundred μm or less, there is a problem that machining is difficult because the thickness is thin even if an altered phase on the surface of the sintered body is to be removed.

また、焼結時の焼成治具との反応による組成変動により、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、あるいはまた、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, because the shrinkage varies depending on the site due to compositional variation due to reaction with the firing jig during sintering, deformation such as undulation and warpage occurs, or unevenness is locally generated to obtain a smooth piezoelectric ceramic. There was a problem that was difficult.

さらに、焼結時の焼成治具との反応による組成変動により、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 compositional variation due to reaction with the firing jig during sintering, and when used in a print head of an ink jet printer, ink discharge variation becomes large, and the image quality is high. There was a problem of lowering.

このため、例えば、圧電セラミックスとの反応性の低いCaOあるいはYにより安定化した立方晶ジルコニア(ZrO)を焼成治具として用いることが開示されている(例えば、特許文献3参照。)。 For this reason, for example, the use of cubic zirconia (ZrO 2 ) stabilized by CaO or Y 2 O 3 having low reactivity with piezoelectric ceramics as a firing jig is disclosed (for example, see Patent Document 3). ).

また、焼成治具は焼成の処理能力を高くするため、多段積みで使用されることが求められ、薄層化が検討されている。薄層化に対応するため焼結体の強度が高い必要があり、ジルコニア焼結体の焼結性を向上させ、強度を高くするためにAlが添加されていることがあった。
特開平10−29872号公報図1 特開2004−338977号公報図1 特開2004−315293号公報
In addition, the firing jig is required to be used in a multi-stage stack in order to increase the processing capacity of firing, and thinning is being studied. In order to cope with the thinning, the sintered body needs to have high strength, and Al 2 O 3 is sometimes added to improve the sinterability of the zirconia sintered body and increase the strength.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-29872 FIG. Japanese Patent Laid-Open No. 2004-338777 FIG. JP 2004-315293 A

しかしながら、PZT等の鉛含有化合物を含む成形体を焼成する際にCaOあるいはYにより安定化した立方晶ジルコニアを焼成治具として用いても、焼成治具とPZT等の鉛含有化合物を含む成形体の表面の鉛とがわずかに反応するという問題があった。特に、焼結性を向上し焼成治具の強度を高くする為に添加されたAlの結晶がジルコニア結晶の粒界に偏在することにより、焼成治具と鉛が部分的に反応し、焼結体の焼成治具と接する表面の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という問題があった。 However, even when cubic zirconia stabilized with CaO or Y 2 O 3 is used as a firing jig when firing a molded body containing a lead-containing compound such as PZT, the firing jig and the lead-containing compound such as PZT are used. There was a problem of slight reaction with lead on the surface of the molded body. In particular, the Al 2 O 3 crystals added to improve the sinterability and increase the strength of the firing jig are unevenly distributed at the grain boundaries of the zirconia crystals, so that the firing jig and lead partially react. There is a problem that the composition of the surface of the sintered body in contact with the firing jig becomes non-uniform, and the characteristics of the sintered PZT sintered body vary.

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。   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.

さらに、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が次第に進み、焼成治具の鉛含有量が徐々に増加し、焼成治具から蒸発する鉛や、焼成温度域によっては焼成治具から成形体に移る鉛などが生じ、焼結体の圧電特性の変動は大きくなってしまうという問題があった。   Furthermore, when a molded body containing lead is repeatedly fired using the same firing jig, the reaction with lead on the firing jig surface gradually proceeds, and the lead content of the firing jig gradually increases and evaporates from the firing jig. Depending on the firing temperature and the firing temperature range, lead moved from the firing jig to the molded body, and the like, there is a problem that the piezoelectric characteristics of the sintered body vary greatly.

したがって、本発明の目的は、PZTとの反応性が非常に低く、かつ強度の高い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 having a very low reactivity with PZT and a high strength.

本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材は、立方晶ジルコニアを主結晶相とし、20〜43mol%の安定化剤を含有するジルコニア焼結体からなり、前記ジルコニア焼結体のジルコニア結晶の粒界にスピネルが存在するとともに、実質的にAl結晶が存在しないことを特徴とする。
前記ジルコニア焼結体が実質的にSiを含有しないことが好ましい。
The reaction preventing member for lead-containing compounds of the present invention, cubic crystallized zirconia as the main crystalline phase consists distearate zirconia sintered body to contain 20~43Mol% stabilizing agent, the zirconia crystals of the zirconia sintered body The spinel is present at the grain boundary and substantially no Al 2 O 3 crystal is present.
It is preferable that the zirconia sintered body does not substantially contain Si.

本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材は、スピネルを0.1〜1質量%含有し、抗折強度が200MPa以上であることが好ましい。   The reaction preventing member for the lead-containing compound of the present invention preferably contains 0.1 to 1% by mass of spinel and has a bending strength of 200 MPa or more.

下記式1および式2で表されるジルコニア焼結体の立方晶比率Xが0.97以上であることが好ましい。
It is preferable that the cubic ratio Xc of the zirconia sintered body represented by the following formulas 1 and 2 is 0.97 or more.

前記ジルコニア結晶中に、前記安定化剤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, it is preferable that the stabilizer is dissolved in the solid solution limit.

前記ジルコニア焼結体に添加する安定化剤の総量が20〜43mol%であり、焼結体の平均結晶粒子径が10〜40μmであることが好ましい   The total amount of the stabilizer added to the zirconia sintered body is preferably 20 to 43 mol%, and the average crystal particle diameter of the sintered body is preferably 10 to 40 μm.

本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材によれば、立方晶ジルコニアを主結晶相とし、20〜43mol%の安定化剤を含有するジルコニア焼結体で、前記ジルコニア焼結体のジルコニア結晶の粒界にスピネルが存在するとともに、ジルコニア結晶の粒界に実質的にAl結晶を存在させないことにより、鉛との反応性が低く、抗折強度が高くなる。すなわち、立方晶ジルコニアの粒界にスピネルを存在させることにより鉛と反応するAl結晶の粒界への析出を抑制し、鉛との反応性を低くできるとともに、スピネルにより粒界が充填されるため、抗折強度が高くなる。そして、安定化剤の量を20mol%以上にすることにより、立方晶ジルコニアが相変態して、鉛成分と反応し易い正方晶ジルコニア、単斜晶ジルコニアが発生されることがより効果的に抑制でき、PZTとの反応をより少なくできる。また、安定化剤の総量が43mol%以下にすることにより、立方晶ジルコニア、MgO・Al 以外の結晶が析出することを抑制でき、立方晶ジルコニア、およびMgO・Al 以外の結晶がPZTと反応することを抑制できる。 According to the reaction preventing member for a lead-containing compound of the present invention, a zirconia sintered body containing cubic zirconia as a main crystal phase and containing 20 to 43 mol% of a stabilizer, the zirconia crystal grains of the zirconia sintered body Spinel exists in the boundary, and Al 2 O 3 crystal does not substantially exist in the grain boundary of the zirconia crystal, so that the reactivity with lead is low and the bending strength is high. In other words, the presence of spinel at the grain boundaries of cubic zirconia suppresses precipitation at the grain boundaries of Al 2 O 3 crystals that react with lead, reducing the reactivity with lead, and filling the grain boundaries with spinel. Therefore, the bending strength is increased. Further, by making the amount of the stabilizer 20 mol% or more, cubic zirconia undergoes phase transformation, and it is possible to more effectively suppress the generation of tetragonal zirconia and monoclinic zirconia that easily react with the lead component. And the reaction with PZT can be reduced. Further, since the total amount of stabilizer is below 43 mol%, cubic zirconia, can prevent the crystals other than MgO · Al 2 O 3 is deposited, cubic zirconia, and MgO · Al 2 O 3 other than It can suppress that a crystal reacts with PZT.

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本発明を添付図に基づいて説明する。   The reaction preventing member for the lead-containing compound of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, taking as an example a firing jig for firing lead zirconate titanate (hereinafter referred to as PZT).

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.

図1は、本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材を焼成治具として用いた一実施形態を示すものである。図1(a)は焼成治具の縦断面図であり、図1(b)は焼成治具の
斜視図である。
FIG. 1 shows an embodiment in which a reaction preventing member for a lead-containing compound of the present invention is used as a firing jig. FIG. 1A is a longitudinal sectional view of the firing jig, and FIG. 1B is a perspective view of the firing jig.

本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材を用いた焼成治具は、内部に挿入した鉛を含んだ金属、合金またはセラミックス等の粉末成形体を焼成するために用いるものであって、図1(a)、図1(b)に示すように、支持板101、貫通孔107の空いたスペーサ102および天板103を組み合わせて内部に空間104を形成し、支持板101の主面に当接するように、空間104に成形体105を載置し、その焼成治具を成形体105と共に焼成炉の内部に入れて焼成を行うためのものである。   The firing jig using the reaction-preventing member for the lead-containing compound of the present invention is used for firing a powder molded body such as a metal, alloy, or ceramic containing lead inserted therein, as shown in FIG. 1) As shown in FIG. 1B, the support plate 101, the spacer 102 having the through-hole 107 and the top plate 103 are combined to form a space 104 inside, and come into contact with the main surface of the support plate 101. In addition, the molded body 105 is placed in the space 104, and the firing jig is placed in the firing furnace together with the molded body 105 for firing.

空間104が外部空間と区切られているため、成形体105から揮発した鉛が焼成治具の外部に出て行くことを抑制でき、成形体105から揮発する鉛の量を少なくできる。支持板101、スペーサ102、天板103の各焼成治具間の空隙を少なくすることにより、さらに揮発する鉛の量を少なくすることができる。なお、成形体105の主面に当接するように、成形体105の上に重量体106を載置するようにしてもかまわない。以下、成形体105として鉛含有化合物としてジルコン酸チタン酸鉛(以下PZTと言う)を焼成する場合を例示して説明する。   Since the space 104 is separated from the external space, lead volatilized from the molded body 105 can be prevented from going out of the firing jig, and the amount of lead volatilized from the molded body 105 can be reduced. By reducing the gaps between the firing jigs of the support plate 101, the spacer 102, and the top plate 103, the amount of lead that volatilizes can be further reduced. Note that the weight body 106 may be placed on the molded body 105 so as to contact the main surface of the molded body 105. Hereinafter, a case where lead zirconate titanate (hereinafter referred to as PZT) is fired as the lead-containing compound as the molded body 105 will be described as an example.

本発明のPZTに対する反応防止部材は、立方晶ジルコニアを主結晶相としたジルコニア焼結体からなり、ジルコニア結晶の粒界にスピネルが存在するとともに、実質的にAl結晶が存在しないことが重要である。ジルコニア焼結体とPZTとの主な反応は、ジルコニア焼結体に添加されている添加剤の一部が粒界に析出してPZTと反応しているものであり、特に、焼結性を高くして強度を向上させるためにジルコニア焼結体に添加しているAl結晶が粒界に析出して鉛成分と反応しているものである。したがって、ジルコニア結晶の粒界にスピネルを存在させることにより、PZTと反応するAl結晶が粒界への析出することを抑制し、PZTとの反応性を低くできるとともに、MgO・Alにより粒界の結合強度が向上し、ジルコニア焼結体の抗折強度が高くなる。 The anti-reaction member for PZT of the present invention is composed of a zirconia sintered body having cubic zirconia as the main crystal phase, spinel is present at the grain boundaries of the zirconia crystal, and substantially no Al 2 O 3 crystal is present. is important. The main reaction between the zirconia sintered body and PZT is that a part of the additive added to the zirconia sintered body is precipitated at the grain boundary and reacts with PZT. The Al 2 O 3 crystal added to the zirconia sintered body to increase the strength and improve the strength is precipitated at the grain boundary and reacts with the lead component. Therefore, the presence of spinel at the grain boundaries of the zirconia crystal suppresses the precipitation of Al 2 O 3 crystals that react with PZT into the grain boundaries, lowers the reactivity with PZT, and reduces MgO · Al 2. O 3 improves the bond strength at the grain boundaries and increases the bending strength of the zirconia sintered body.

なお、スピネルは、ジルコニア焼結体をFIBで0.1μmの薄片試料に加工し、その試料のジルコニア結晶の粒界部分(特に3重点部分)をTEMで観察し、電子線回折で結晶相を同定することにより確認できる。また、粒界に実質的にAl結晶が存在しないとは、同様にTEMで観察し、電子線回折で回折像がでないということである。 Spinel is a zirconia sintered body processed into a 0.1 μm thin sample by FIB, the grain boundary part (particularly the triple point part) of the sample is observed by TEM, and the crystal phase is obtained by electron diffraction. This can be confirmed by identification. Also, the fact that Al 2 O 3 crystals are not substantially present at the grain boundaries means that the diffraction images are not observed by electron diffraction as observed with TEM.

なお、MgOはジルコニアの安定化剤として働くため、Mg成分が粒界のスピネルから分離しても、ジルコニア結晶中に固溶し立方晶ジルコニアの安定化度が向上する。また、スピネルはAl過剰組成側に広い固溶領域があり、Mg成分が粒界のスピネルから分離しても、Al成分はスピネル中に残り、粒界にAl結晶が析出することはないので、PZTに対する低反応性は低く保たれる。 In addition, since MgO works as a stabilizer for zirconia, even if the Mg component is separated from the spinel at the grain boundaries, the solid solute is dissolved in the zirconia crystal and the degree of stabilization of cubic zirconia is improved. In addition, spinel has a wide solid solution region on the Al 2 O 3 excess composition side, and even if the Mg component is separated from the spinel at the grain boundary, the Al component remains in the spinel, and Al 2 O 3 crystals are precipitated at the grain boundary. The low reactivity to PZT is kept low.

本発明のPZTに対する反応防止部材は、スピネルの量は反応防止材の0.1〜1.0質量%、特に0.1〜0.5質量%であることが好ましい。スピネルを0.1質量%より多くすることにより、スピネルの粒界で立方晶ジルコニアを結合させる量が多くなり、反応防止部材の抗折強度を200MPa以上にできる。これにより反応防止部材を0.5mm厚程度の多段焼成用焼成セッターとして使用できる。また、スピネルの量を1.0質量%より少なくすることにより、PZTとの反応性をより低くすることがきる。   In the reaction preventing member for PZT of the present invention, the amount of spinel is preferably 0.1 to 1.0% by mass, particularly 0.1 to 0.5% by mass of the reaction preventing material. By increasing the spinel to more than 0.1% by mass, the amount of cubic zirconia bound at the grain boundary of the spinel increases, and the bending strength of the reaction preventing member can be increased to 200 MPa or more. Thereby, the reaction preventing member can be used as a firing setter for multistage firing having a thickness of about 0.5 mm. Moreover, the reactivity with PZT can be made lower by making the quantity of spinel less than 1.0 mass%.

スピネルの量は反応防止材の0.1〜1.0質量%とするAl添加量は、約0.1〜1mol%である。 The amount of spinel is 0.1 to 1.0% by mass of the reaction inhibitor, and the amount of Al 2 O 3 added is about 0.1 to 1 mol%.

なお、スピネルの量は、ジルコニア結晶にはAlが固溶しないため、TEMの電子線回折でジルコニア結晶の粒界部にスピネル以外のAlを含む結晶の回折像がでないことを確認し、ジルコニア焼結体に含まれるAlの量を蛍光X線分析で測定し、スピネルの量に換算すればよい。   As for the amount of spinel, since Al does not form a solid solution in the zirconia crystal, it is confirmed by TEM electron diffraction that there is no diffraction image of a crystal containing Al other than spinel at the grain boundary of the zirconia crystal. What is necessary is just to measure the amount of Al contained in the aggregate by fluorescent X-ray analysis and convert it to the amount of spinel.

さらに、本発明における抗折強度は、JIS R1601に準拠した3点曲測定したものであるが、測定対象物からJIS R1601に定められた寸法の試験片が作製できない場合は、長さを測定する部分の寸法と定められた寸法との差が小さくなるように直方体、または、円柱を測定対象物から切り出して試験片とすればよい。   Furthermore, the bending strength in the present invention is a three-point bending measurement according to JIS R1601, but when a test piece having the dimensions defined in JIS R1601 cannot be produced from the measurement object, the length is measured. What is necessary is just to cut out a rectangular parallelepiped or a cylinder from a measuring object so that the difference between the dimension of a part and the defined dimension may become a test piece.

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X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 it is contained in the reaction preventing member for the lead-containing compound, and it is necessary to be contained as the main crystal phase. In particular, the zirconia sintered body having the following cubic ratio Xc represented by diffraction intensity by X-ray diffraction of 0.97 or more can further reduce the reactivity with lead, and the reaction to lead-containing compounds. It is suitable as a prevention 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X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、正方晶およ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XはX線回折分析によるスペクトル解析から、下記式1および式2を用いて算出することができる。
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.

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2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X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. 2 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 is used as a firing jig. In this case, the piezoelectric characteristic variation on the surface of the fired sintered body can be reduced, and furthermore, the piezoelectric characteristic variation can be reduced between the firing lots even when used repeatedly.

また、図3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X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. 3 shows the 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. As described above, when the cubic 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2および図3は、2θが10〜80°の範囲で測定を行なっているが、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なって、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。 2 and 3 are measured in the range of 2θ of 10 to 80 °, but 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.

またさらに、本発明の焼成治具は、ジルコニア結晶およびスピネル以外の析出がないことが好ましい。ここで結晶の析出がないとは、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、かつ、FE−SEMを用いて倍率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。   Furthermore, the firing jig of the present invention preferably has no precipitation other than zirconia crystals and spinel. Here, the absence of crystal precipitation means that the diffraction peak intensity is 0.1 or less when the cubic zirconia main peak intensity is 100 by XRD analysis, and the magnification is 3000 times using FE-SEM. This means that no precipitated phase is observed when scanning with.

また、Siも実質的に含まないことが好ましい。その理由は、SiO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 SiO 2 easily reacts with PbO and generates a liquid phase at an extremely low temperature of 1000 ° C. or less.

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 ).

ジルコニア焼結体に添加する安定化剤は、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。   The stabilizer added to the zirconia sintered body is preferably 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な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をとる状態をいう。   The solid solution ratio in the zirconia crystal can be confirmed by measurement called lead belt crystal structure analysis. That is, 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 the solid solution reaches the solid solution limit, the amount of additional elements is further increased. Even so, the lattice constant is constant. Therefore, “near the solid solution limit” means a state having a value slightly smaller than the maximum value of the lattice constant.

また、この場合、安定化剤は一種類でなくてもよく、例えばCaOとYを複合添加してもよく、またCaOとYの比率を変えてもよい。安定化剤はCaO、Yの他にLa以外の希土類元素、例えば、Er、Sm、Dy、Nd、Yb、LuおよびTbを使用してもよい。 In this case, the stabilizer does not have to be one kind. For example, CaO and Y 2 O 3 may be added in combination, and the ratio of CaO and Y 2 O 3 may be changed. As the stabilizer, in addition to CaO and Y 2 O 3 , rare earth elements other than La, such as Er, Sm, Dy, Nd, Yb, Lu, and Tb may be used.

ジルコニア焼結体に添加する安定化剤の総量は20〜43mol%、特に25〜40mol%であることが好ましい。これは単独の安定化剤を添加する場合でも、複数安定化剤を添加する複合添加の場合でも同じである。安定化剤の総量を20mol%以上にすることにより、立方晶ジルコニアが相変態して、鉛成分と反応し易い正方晶ジルコニア、単斜晶ジルコニアが発生されることがより効果的に抑制でき、PZTとの反応をより少なくできる。また、安定化剤の総量が43mol%以下にすることにより、立方晶ジルコニア、MgO・Al以外の結晶が析出することを抑制でき、立方晶ジルコニア、およびMgO・Al以外の結晶がPZTと反応することを抑制できる。 The total amount of stabilizer added to the zirconia sintered body is preferably 20 to 43 mol%, particularly 25 to 40 mol%. This is the same whether a single stabilizer is added or a composite addition in which multiple stabilizers are added. By making the total amount of the stabilizer 20 mol% or more, cubic zirconia undergoes phase transformation, and tetragonal zirconia that easily reacts with the lead component and monoclinic zirconia can be more effectively suppressed, The reaction with PZT can be reduced. Further, since the total amount of stabilizer is below 43 mol%, cubic zirconia, can prevent the crystals other than MgO · Al 2 O 3 is deposited, cubic zirconia, and MgO · Al 2 O 3 other than It can suppress that a crystal reacts with PZT.

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。また、平均結晶粒子径を40μm以下にすることにより、強度をさらに高くすることができる。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. Further, the strength can be further increased by setting the average crystal particle diameter to 40 μm or less. 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な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, and particularly when a 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なっても成形体と焼成治具との反応が実質的にないため、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およ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なっても、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、複数回の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 vibration plate, 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. In addition, it is possible to suppress variation in displacement between heat treatment lots of a plurality of times.

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。   First, raw material powder is prepared. As the zirconia powder, it is preferable to use zirconia powder made of cubic zirconia.

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.

CaO成分の添加は、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。 For the addition of the CaO component, CaO powder may be used directly, but 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.

MgO成分の添加は、MgO粉末を直接用いても良いが、Mgの水酸化物、炭酸塩または硝酸塩などを熱処理してMgOを形成しても良い。MgO粉末は0.5〜2μm程度のものが好ましい。また、Al粉末は平均粒径が0.2〜2μm程度のものを使用するのが好ましい。さらに、MgO成分およびAl成分の添加はスピネルを添加してもよい。この場合でも、ジルコニア原料等に不純物として含まれているAl成分は、スピネルAl過剰組成側に広い固溶領域があるため、添加したスピネルにとりこまれるので、ジルコニア結晶の粒界におけるAl結晶析出抑制できる。
For the addition of the MgO component, MgO powder may be used directly, but MgO may be formed by heat treatment of Mg hydroxide, carbonate or nitrate. The MgO powder is preferably about 0.5 to 2 μm. In addition, it is preferable to use Al 2 O 3 powder having an average particle size of about 0.2 to 2 μm. Further, spinel may be added to add the MgO component and the Al 2 O 3 component. In this case, Al component contained as an impurity in the zirconia material or the like, because the spinel is a wide solid solution region Al 2 O 3 excessive composition side, taken in added pressure spinel Runode grain zirconia crystals precipitation of Al 2 O 3 crystals in the field can be suppressed.

上記のジルコニア粉末と、添加物粉末と、イソプロピルアルコール等の有機溶媒と、ジルコニア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ジルコニア、MgO、Al、CaOおよびY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, additive powder, an organic solvent such as isopropyl alcohol, 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 zirconia, MgO, Al 2 O 3 , CaO and Y 2 O 3 . 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、有機バインダー、溶媒を混合してスラリーを作製し、得られたスラリーからテープ成形、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 a green sheet is produced from the obtained slurry 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記載の安定化剤と、表1記載の添加剤と、イソプロピルアルコールと、直径2mmのジルコニアボールとを樹脂製ポットに投入し、16時間の混合・粉砕を行なった。その後、粉末を純度99.9%のアルミナ坩堝に入れ、1200℃×2時間の熱処理をして合成粉末を作製した。合成粉末を直径2mmのジルコニアボールを用いて20時間粉砕し、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×0.6mmにプレス成型した。成形体は、400℃×2時間の脱バインダーを行い、その後、大気中、表1に記載の焼成温度×2時間で焼成し、厚さ0.5mmのジルコニア焼結体からなる反応防止部材を得た。 As starting materials, ZrO 2 having a crystallization rate of 0.95 or more, stabilizers shown in Table 1, additives shown in Table 1, isopropyl alcohol, and zirconia balls having a diameter of 2 mm are put into a resin pot. And mixing and grinding for 16 hours. Thereafter, the powder was put in an alumina crucible having a purity of 99.9%, and subjected to heat treatment at 1200 ° C. for 2 hours to produce a synthetic powder. The synthetic powder was pulverized for 20 hours using a zirconia ball having a diameter of 2 mm, and 5 wt% of paraffin wax was mixed with the obtained powder, followed by granulation through a # 40 nylon mesh. After granulation, it was press-molded to 30 mm × 20 mm × 0.6 mm. The molded body was debindered at 400 ° C. for 2 hours, and then fired in the atmosphere at the firing temperature shown in Table 1 for 2 hours to form a reaction preventing member made of a zirconia sintered body having a thickness of 0.5 mm. Obtained.

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なった。定量分析には、予めZrO、MgO、Al、CaOおよびY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 ZrO 2 , MgO, Al 2 O 3 , CaO, and Y 2 O 3 was prepared in advance, and 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なった。   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なった。   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に官能基を付加して水溶性にしたもの、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩、溶剤としてイソプロピルアルコールと純水、を各々添加して混合してスラリーを作製し、このスラリーをドクターブ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して作製した。   The green sheet is a piezoelectric ceramic material powder mainly composed of lead zirconate titanate, water-soluble by adding a functional group to butyl methacrylate as an aqueous binder, polycarboxylic acid ammonium salt as a dispersant, Isopropyl alcohol and pure water were added and mixed as solvents to prepare a slurry, and this slurry was formed into 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。さらに、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枚ずつ積層し、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. Furthermore, 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.

この反応テスト用積層成形体を大気中400℃で2時間保持して脱バインダーを行なった後に、図1に示すように、反応テスト用積層成形体を表1に示される組成の焼成治具に載置した。具体的には、支持板101と、スペーサ102と、天板103とを組み合わせて内部に空間104を形成し、支持板101の主面に当接するように、密封空間104に反応テスト用積層成形体105を載置し、さらにその反応テスト用積層成形体の上に重量体107を載置した。   After debinding by holding the reaction test laminate molded body at 400 ° C. in the atmosphere for 2 hours, as shown in FIG. 1, the reaction test laminate compact is placed on a firing jig having the composition shown in Table 1. Placed. Specifically, the support plate 101, the spacer 102, and the top plate 103 are combined to form a space 104 therein, and the reaction test laminate molding is performed in the sealed space 104 so as to contact the main surface of the support plate 101. The body 105 was placed, and the weight body 107 was placed on the reaction test laminated molded body.

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。   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および式2を用いてX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線回折スペクトルおよびFE−SEMによって確認した。   The presence or absence of a grain boundary precipitated phase was also confirmed by X-ray diffraction spectrum and FE-SEM.

さらに、TEMの電子線回折でジルコニア結晶の粒界部にスピネル以外のAlを含む結晶相がないものについては、ジルコニア焼結体に含まれるAlの量を蛍光X線分析で測定し、スピネル(MgO・Al結晶)の量に換算して算出した。 Further, in the case where there is no crystal phase containing Al other than spinel in the grain boundary part of the zirconia crystal by electron beam diffraction of TEM, the amount of Al contained in the zirconia sintered body is measured by fluorescent X-ray analysis, and spinel ( It was calculated in terms of the amount of (MgO.Al 2 O 3 crystal).

次いで、焼成1回、5回、10回、50回、100回および500回行な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)およびEDSによる表面分析を行なって鉛を検出し、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。
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, and if detected, ×, not detected When it was, it was displayed as ○. The results are shown in Table 1.

本発明の試料No.1〜27、30および31は、ジルコニア結晶の粒界にMgO・Al結晶が析出し、Al結晶が実質的に析出していないため、少なくとも50回の焼成を行な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。また、MgO・Al結晶の含有が0.1〜1質量%となった試料No.2〜27、30および31は、抗折強度が200MPa以上となった。 Sample No. of the present invention. In Nos. 1 to 27, 30 and 31, MgO.Al 2 O 3 crystals are precipitated at the grain boundaries of the zirconia crystals, and Al 2 O 3 crystals are not substantially precipitated. The reaction phase could not be observed, and the reaction with the laminated molded body was suppressed. Sample No. 1 containing 0.1 to 1% by mass of MgO.Al 2 O 3 crystals was obtained. 2 to 27, 30 and 31 had a bending strength of 200 MPa or more.

一方、ジルコニア結晶の粒界にAl結晶が析出した本発明の範囲外の試料No.28および29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 No. 5 outside the scope of the present invention in which Al 2 O 3 crystals were precipitated at the grain boundaries of the zirconia crystals. In Nos. 28 and 29, a reaction phase was observed on a part of the setter surface in the first firing.

本発明の鉛含有化合物に対する反応防止部材を用いた焼成治具で、(a)は縦断面図、(b)は斜視図である。It is a baking jig | tool using the reaction prevention member with respect to the lead containing compound of this invention, (a) is a longitudinal cross-sectional view, (b) is a perspective view. 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.

符号の説明Explanation of symbols

101・・・支持板
102・・・スペーサ
103・・・天板
104・・・空間
105・・・成形体
106・・・重量体
107・・・貫通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Support plate 102 ... Spacer 103 ... Top plate 104 ... Space 105 ... Molded body 106 ... Weight body 107 ... Through-hole

Claims (5)

立方晶ジルコニアを主結晶相とし、20〜43mol%の安定化剤を含有するジルコニア焼結体からなり、前記ジルコニア焼結体のジルコニア結晶の粒界にスピネルが存在するとともに、実質的にAl結晶が存在しないことを特徴とする鉛含有化合物に対する反応防止部材。 Cubic zirconia as a main crystal phase, consist distearate zirconia sintered body to contain 20~43Mol% of stabilizer, with the spinel is present in grain boundaries of the zirconia crystals of the zirconia sintered body, substantially A reaction preventing member for a lead-containing compound, characterized in that no Al 2 O 3 crystal is present. 前記ジルコニア焼結体が実質的にSiを含有しない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。The reaction preventing member for a lead-containing compound according to claim 1, wherein the zirconia sintered body does not substantially contain Si. スピネルを0.1〜1質量%含有し、抗折強度が200MPa以上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。 The reaction preventing member for a lead-containing compound according to claim 1 or 2, wherein the spinel is contained in an amount of 0.1 to 1% by mass and the bending strength is 200 MPa or more. 下記式1および式2で表されるジルコニア焼結体の立方晶比率Xが0.97以上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 cubic structure ratio Xc of the zirconia sintered body represented by the following formulas 1 and 2 is 0.97 or more, and the reaction preventing member for a lead-containing compound according to any one of claims 1 to 3 .
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〜のいずれかに記載の鉛含有化合物に対する反応防止材。 The reaction preventing material for a lead-containing compound according to any one of claims 1 to 4 , wherein the zirconia sintered body has an average crystal particle diameter of 10 to 40 µm.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63222070A (en) * 1987-03-10 1988-09-14 株式会社東芝 Ceramic sintered body
JPH107470A (en) * 1996-06-26 1998-01-13 Ngk Insulators Ltd Member for baking ceramic
JP2004137127A (en) * 2002-10-18 2004-05-13 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Tool for firing electronic parts
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63222070A (en) * 1987-03-10 1988-09-14 株式会社東芝 Ceramic sintered body
JPH107470A (en) * 1996-06-26 1998-01-13 Ngk Insulators Ltd Member for baking ceramic
JP2004137127A (en) * 2002-10-18 2004-05-13 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Tool for firing electronic parts
JP2004338977A (en) * 2003-05-13 2004-12-02 Kyocera Corp Firing tool

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