JPH01183474A - 圧電セラミックス薄板の製造方法 - Google Patents
圧電セラミックス薄板の製造方法Info
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- JPH01183474A JPH01183474A JP63008954A JP895488A JPH01183474A JP H01183474 A JPH01183474 A JP H01183474A JP 63008954 A JP63008954 A JP 63008954A JP 895488 A JP895488 A JP 895488A JP H01183474 A JPH01183474 A JP H01183474A
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- piezoelectric ceramic
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- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は圧電セラミックス薄板の製造方法に係り、特
にその焼成方法に関する。
にその焼成方法に関する。
（従来の技術〕
圧電セラミックス薄板は圧電振動子、アクチエエータま
たはインクジェットプリンタヘッドなどマイクロエレク
トロニクスで使用されるデバイスに多用される構成部材
であり通常厚さが０．５閤乃至１．５−で巾２０ａｍ、
長さ２００閣程度の長尺品が要求されることが多い、こ
のような圧電セラミックス薄板は粉体を金型を用いて成
型して粉末成型体とし、これを焼成する工程を経て製造
される。
たはインクジェットプリンタヘッドなどマイクロエレク
トロニクスで使用されるデバイスに多用される構成部材
であり通常厚さが０．５閤乃至１．５−で巾２０ａｍ、
長さ２００閣程度の長尺品が要求されることが多い、こ
のような圧電セラミックス薄板は粉体を金型を用いて成
型して粉末成型体とし、これを焼成する工程を経て製造
される。
このような圧電セラミックス薄板の焼成においては、焼
成体に反りや変形が発生しやすくその防止のために従来
焼成過程の初期過程において緩慢な昇温速度を採用する
方法、圧電セラミックス粉末成型体をこれと反応しにく
い敷粉を介して重ね焼きする方法または粉末成型体を２
〜５ｍ厚めに成型焼成し、これを研磨して所定の厚さに
する方法などにより所定の厚さの圧電セラミックス薄板
〔発明が解決しようとする俳番キ〕 しかしながら上述のような方法のうち第１の方法では焼
成に極めて長時間を要し、量産性に劣る。
成体に反りや変形が発生しやすくその防止のために従来
焼成過程の初期過程において緩慢な昇温速度を採用する
方法、圧電セラミックス粉末成型体をこれと反応しにく
い敷粉を介して重ね焼きする方法または粉末成型体を２
〜５ｍ厚めに成型焼成し、これを研磨して所定の厚さに
する方法などにより所定の厚さの圧電セラミックス薄板
〔発明が解決しようとする俳番キ〕 しかしながら上述のような方法のうち第１の方法では焼
成に極めて長時間を要し、量産性に劣る。
第２の方法では割れが発生したり焼成密度が低くて圧電
特性が悪い、第３の方法では研磨に長時間を要し゛材料
ロスが多いなどの問題点があった。
特性が悪い、第３の方法では研磨に長時間を要し゛材料
ロスが多いなどの問題点があった。
この発明は上述の点に鑑みてなされその目的は、粉末成
型体を最適の負荷荷重下において焼成することにより焼
成欠陥のない圧電セラミックスの長尺薄板の効率の良い
製造方法を提供することにあ上記の目的はこの発明によ
れば圧電セラミックスの粉末成型体上に敷粉２．４を介
して荷重物７を載置し粉末成型体を焼成する圧電セラミ
ックス薄板の製造方法において、荷重物７の重量が粉末
成型体３の重量の０．５乃至２倍の範囲内にあるように
して粉末成型体を焼成することにより達成される。
型体を最適の負荷荷重下において焼成することにより焼
成欠陥のない圧電セラミックスの長尺薄板の効率の良い
製造方法を提供することにあ上記の目的はこの発明によ
れば圧電セラミックスの粉末成型体上に敷粉２．４を介
して荷重物７を載置し粉末成型体を焼成する圧電セラミ
ックス薄板の製造方法において、荷重物７の重量が粉末
成型体３の重量の０．５乃至２倍の範囲内にあるように
して粉末成型体を焼成することにより達成される。
圧電セラミックス薄板は厚さが０．５ｍ乃至２．０謡で
長さ１００■乃至３００ ｍ程度の長尺物が用いられる
。圧電セラミックスとしては圧電歪定数（ｄｓｓ）の大
きなＰｂＴｉＯｓ ＰｂＺｒＯ３Ｐｂ（Ｎｉ、Ｎｂ）
Ｏｓ系セラミックスまたはＰｂＴｉＯｓ ＰｂＺｒＯ
ｓ Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎ１）Ｏｘ系セラミックス等が用い
られる。
長さ１００■乃至３００ ｍ程度の長尺物が用いられる
。圧電セラミックスとしては圧電歪定数（ｄｓｓ）の大
きなＰｂＴｉＯｓ ＰｂＺｒＯ３Ｐｂ（Ｎｉ、Ｎｂ）
Ｏｓ系セラミックスまたはＰｂＴｉＯｓ ＰｂＺｒＯ
ｓ Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎ１）Ｏｘ系セラミックス等が用い
られる。
敷粉としてはアルミナ、ジルコニアまたはマグネシアの
粉体が用いられる０粒度は８０乃至２５０メツシユのも
のが用いられる。このような敷粉を用いるときに圧電セ
ラミックスと敷粉が接着せず、良好な圧電セラミックス
の長尺薄板が形成される。
粉体が用いられる０粒度は８０乃至２５０メツシユのも
のが用いられる。このような敷粉を用いるときに圧電セ
ラミックスと敷粉が接着せず、良好な圧電セラミックス
の長尺薄板が形成される。
荷重物の重量が粉末成型体の重量の２倍以上において、
圧電セラミックス薄板の巾方向と長さ方向の収縮率が異
なり不均一な焼成収縮が起こるようになる。巾方向の収
縮も一様でなくなる。荷重物の重量が粉末成型体の重量
の０．５倍以下において焼成時の反りが大きくなる。
圧電セラミックス薄板の巾方向と長さ方向の収縮率が異
なり不均一な焼成収縮が起こるようになる。巾方向の収
縮も一様でなくなる。荷重物の重量が粉末成型体の重量
の０．５倍以下において焼成時の反りが大きくなる。
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
圧電セラミックス材料としてはチタン酸鉛−ジルコン酸
鉛−ニッケルニオブ酸鉛（ＰｂＴｉＯａ ＰｂＺｒ０
ｓ−Ｐｂ （Ｎｉ ’へ、Ｎｂ ”／５）Ｏｓ）系の組
成につき検討した。この組成の一般的な焼成条件におけ
る収縮率は１５乃至２０％であることが知られている。
鉛−ニッケルニオブ酸鉛（ＰｂＴｉＯａ ＰｂＺｒ０
ｓ−Ｐｂ （Ｎｉ ’へ、Ｎｂ ”／５）Ｏｓ）系の組
成につき検討した。この組成の一般的な焼成条件におけ
る収縮率は１５乃至２０％であることが知られている。
上記の粉体に成形用バインダーとしてのポリビニルアル
コール（ＰＶ＾）の溶液を数％添加混合して成形用の原
料粉体とした０次に成形圧力１ｔｏｎ／ｄの条件で幅５
Ｑｍ、長さ１５０閤、厚さ１．２閣の粉末成型体を得た
。この粉末成型体を第１図に示すようにセットし以下の
条件で焼成して粉末成型体の反り発生量、形状変化など
を測定した。
コール（ＰＶ＾）の溶液を数％添加混合して成形用の原
料粉体とした０次に成形圧力１ｔｏｎ／ｄの条件で幅５
Ｑｍ、長さ１５０閤、厚さ１．２閣の粉末成型体を得た
。この粉末成型体を第１図に示すようにセットし以下の
条件で焼成して粉末成型体の反り発生量、形状変化など
を測定した。
昇温速度 ２００℃／時間
焼成温度 １２００″Ｃ
保持時間 ２時間
降温速度 ２００’Ｃ／時間
第１図は粉末成型体の焼成方法を示す模式断面図である
。圧電セラミックスと反応し難いジルコニアからなる敷
板１の上にジルコニアからなる敷粉２を散布し、その上
に圧電セラミックスの粉末成型体３を載置する。この粉
末成型体３の上にジルコニアからなる敷粉４を散布し、
ジルコニア製敷板５を積み重ねる。この敷板５が粉末成
型体３に対する負荷荷重となるが、この敷板５で荷重不
足のときはさらに重ね板６を積み増しする。敷板５と重
ね板６の両方で荷重物７を構成する。これらをアルミナ
製台８に設置しさらにアルミナ製フタ９によって密閉状
態として焼成する。
。圧電セラミックスと反応し難いジルコニアからなる敷
板１の上にジルコニアからなる敷粉２を散布し、その上
に圧電セラミックスの粉末成型体３を載置する。この粉
末成型体３の上にジルコニアからなる敷粉４を散布し、
ジルコニア製敷板５を積み重ねる。この敷板５が粉末成
型体３に対する負荷荷重となるが、この敷板５で荷重不
足のときはさらに重ね板６を積み増しする。敷板５と重
ね板６の両方で荷重物７を構成する。これらをアルミナ
製台８に設置しさらにアルミナ製フタ９によって密閉状
態として焼成する。
以上の条件で焼成した圧電セラミックス薄板焼成体の巾
方向収縮率と長さ方向収縮率の比（Ｙ）と粉末成型体重
量を基準とする荷重物の重量比（Ｘ）との関係を第２図
に示す、この図から明らかなようにＸがＯ〜２の範囲で
はＹはほぼ１で巾方向と長さ方向の収縮率とが同一であ
る°が、Ｘが２をこえるとＹが１より大きくなり長さ方
向の収縮が阻害され巾方向の収縮が大きくなる傾向を示
す。
方向収縮率と長さ方向収縮率の比（Ｙ）と粉末成型体重
量を基準とする荷重物の重量比（Ｘ）との関係を第２図
に示す、この図から明らかなようにＸがＯ〜２の範囲で
はＹはほぼ１で巾方向と長さ方向の収縮率とが同一であ
る°が、Ｘが２をこえるとＹが１より大きくなり長さ方
向の収縮が阻害され巾方向の収縮が大きくなる傾向を示
す。
第３図は圧電セラミックス薄板焼成体の反りとＸとの関
係を示す、薄板の反りは荷重物の重量がゼロの状態では
非常に大きくなるが、Ｘの増大と共に急激に減少し、Ｘ
が０．５以上ではほぼ一定値となっている。
係を示す、薄板の反りは荷重物の重量がゼロの状態では
非常に大きくなるが、Ｘの増大と共に急激に減少し、Ｘ
が０．５以上ではほぼ一定値となっている。
第４図は薄板焼成体の外観上の形状変化とＸとの関係を
示す、Ｘが０．５〜２．０の範囲では均一な長方形とし
て焼き上がるけれども、Ｘが２をこえると巾方向の収縮
が場所によって不均一になることがわかる。
示す、Ｘが０．５〜２．０の範囲では均一な長方形とし
て焼き上がるけれども、Ｘが２をこえると巾方向の収縮
が場所によって不均一になることがわかる。
以上の結果から圧電セラミックス粉末成型体に対する荷
重物の重量比が０．５〜２倍の範囲であるならば長尺で
薄板の圧電セラミックスにおいても反りの発生が少なく
かつ形状変化も少なくなるように焼成することができる
ということを確認できる。
重物の重量比が０．５〜２倍の範囲であるならば長尺で
薄板の圧電セラミックスにおいても反りの発生が少なく
かつ形状変化も少なくなるように焼成することができる
ということを確認できる。
なお以上の実施例では長さ１５０−について説明したが
、長さがこれ以上例えば３００■で厚さが０．５−の場
合でも第２図から第４図と同様の結果が得られ本発明の
有効性が確認される。
、長さがこれ以上例えば３００■で厚さが０．５−の場
合でも第２図から第４図と同様の結果が得られ本発明の
有効性が確認される。
この発明によれば圧電セラミックスの粉末成型体上に敷
粉を介して荷重物を載置し粉末成型体を焼成する圧電セ
ラミックス薄板の製造方法において、荷重物の重量が粉
末成型体の重量の０．５乃至２倍の範囲内にあるように
して粉末成型体焼成するので焼成の最適条件が得られ、
その結果圧電セラミックスの長尺薄板につき反りや変形
などの焼成欠陥の少ない焼結体を単一の焼成で得ること
ができ研磨工程が簡素化されるとともに、製造歩留りが
向上する。
粉を介して荷重物を載置し粉末成型体を焼成する圧電セ
ラミックス薄板の製造方法において、荷重物の重量が粉
末成型体の重量の０．５乃至２倍の範囲内にあるように
して粉末成型体焼成するので焼成の最適条件が得られ、
その結果圧電セラミックスの長尺薄板につき反りや変形
などの焼成欠陥の少ない焼結体を単一の焼成で得ること
ができ研磨工程が簡素化されるとともに、製造歩留りが
向上する。
第１図はこの発明の実施例に係る圧電セラミックス薄板
の焼成方法を示す模式断面図、第２閏はこの発明の実施
例に係る圧電セラミックス薄板の粉末成型体重量を基準
とした荷重物の重量比と長さ方向収縮率を基準とした巾
方向収縮率比の関係を示す特性図、第３図はこの発明の
実施例に係る圧電セラミックス薄板の反りと粉末成型体
重量を基準とした荷重物の重量比との関係を示す特性図
、第４図はこの発明の実施例に係る圧電セラミックス薄
板の形状変化と粉末成型体重量を基準とした荷重物の重
量比との関係を示す特性図である。 ２．４・・・敷粉、３・・・粉末成型体、７・・・荷重
物。 ζ＼
１ｎｆ８秩克仄イ本の形［ｔ４ヒ
の焼成方法を示す模式断面図、第２閏はこの発明の実施
例に係る圧電セラミックス薄板の粉末成型体重量を基準
とした荷重物の重量比と長さ方向収縮率を基準とした巾
方向収縮率比の関係を示す特性図、第３図はこの発明の
実施例に係る圧電セラミックス薄板の反りと粉末成型体
重量を基準とした荷重物の重量比との関係を示す特性図
、第４図はこの発明の実施例に係る圧電セラミックス薄
板の形状変化と粉末成型体重量を基準とした荷重物の重
量比との関係を示す特性図である。 ２．４・・・敷粉、３・・・粉末成型体、７・・・荷重
物。 ζ＼
１ｎｆ８秩克仄イ本の形［ｔ４ヒ
Claims (1)
- １）圧電セラミックスの粉末成型体上に敷粉を介して荷
重物を載置し粉末成型体を焼成する圧電セラミックス薄
板の製造方法において、荷重物の重量が粉末成型体の重
量の０．５乃至２倍の範囲内にあるようにして粉末成型
体を焼成することを特徴とする圧電セラミックス薄板の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63008954A JPH01183474A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 圧電セラミックス薄板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63008954A JPH01183474A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 圧電セラミックス薄板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01183474A true JPH01183474A (ja) | 1989-07-21 |
Family
ID=11707064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63008954A Pending JPH01183474A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 圧電セラミックス薄板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01183474A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03141164A (ja) * | 1989-10-25 | 1991-06-17 | Nippon Steel Corp | 平板状粉末成形体の焼結方法 |
| CN103090661A (zh) * | 2013-01-06 | 2013-05-08 | 肇庆捷成电子科技有限公司 | 一种压电陶瓷坯片烧结装置及其工艺方法 |
-
1988
- 1988-01-19 JP JP63008954A patent/JPH01183474A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03141164A (ja) * | 1989-10-25 | 1991-06-17 | Nippon Steel Corp | 平板状粉末成形体の焼結方法 |
| CN103090661A (zh) * | 2013-01-06 | 2013-05-08 | 肇庆捷成电子科技有限公司 | 一种压电陶瓷坯片烧结装置及其工艺方法 |
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