JPH02296764A - 磁器製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、同−素体内に異なった粒径を有する部位をも
つ複合化された磁器の製造方法に関し、特に当該部位の
粒成長を粒成長抑制物質を、塗布及び／又は印刷するこ
とで実現する磁器の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、酸化アルミニウムや酸化ジルコニウム等のような
酸化物系セラミックスや、炭化ケイ素。

窒化ケイ素、サイアロン等のケイ化系セラミックスを用
いた磁器構造物が実用化されている。

特にケイ化系セラミックスには、高温強度が大きいこと
、高温での耐酸化性が優れていること利点があり、高温
ガスタービン部品や自動車エンジン部品等の高温雰囲気
でも使用され得る構造物として幅広い応用が期待されて
いる。

しかしながら、これら従来のセラミックス構造物には、
加工上及び取扱上不可避な表面傷を生ずると、外部応力
が集中してこわれやすく、信頼性に欠ける点があった。

これらの欠点を解消するための方法としては、従来から
種々の方法が提案されている。

例えば、セラミックスの表面に、石英ガラスのような熱
膨張係数の小さな層を設け、常温でこの層に圧縮応力が
加わることを利用して、表面傷の影響を軽減し、高強度
化、高信頼化を図ることが提案されている。

また特開昭６１−１８６２５７号公報には、第３図のセ
ラミックス構造物の組織構造説明図に示すように、 ■使用時に外部応力を受ける構造物の表面層１１を構成
するセラミックス粒子の粒径が構造物内部１２を構成す
るセラミックス粒子という限定された領域について、か
つ ０粒径が構造物内部を構成するセラミックス粒子の粒径
よりも大きいという限定された条件で、任意の部位を任
意の程度粒成長を促進させたセラミックス構造物が開示
されている。

また原料組成あるいは粒径が異なるセラミックスを任意
の部位に埋め込むことにより、異なる粒構造を同一素体
に実現する方法も知られている。

一方、電子セラミックスでは、磁器素体の任意の部位に
対して、素体粒径を積極的に制御するというより、むし
ろ均一な粒構造を持たせるべく、原料組成・焼成温度・
焼成雰囲気等の変動に鈍感な組成系を見出すこと、或い
は、高純度な原料を用い不均一化を防ぐ等に努力が払わ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の前記の特開昭６１−１８８２５７
号公報に開示されるような赤外線イメージ炉による方法
では、任意の部位に粒成長させることは困難である。

またレーザ光による方法では、コスト増となるとともに
、処理能力が小さいため量産化には不向きである。

また、埋め込みによる方法は、工程が複雑となってしま
うという問題点がある。例えば、乾粉成形においては、
−度合型にて埋め込む部位を凹とした成形体を作成した
後、その部位に、組成あるいは粒径が異なる他の原料を
いれ再成型しなければならない。

さらに上記の特開昭１３１−１８６２５７号公報に開示
されるようなセラミック構造体では、構造物表面１１が
構造物内部１２より粒径が大きいことのみに限定してい
るので、構造物表面において、各部位ごとに構造物内部
に比較して任意の程度成長させることによる複合化につ
いては提案されていない。

またそれに伴う収縮、伸長を積極的に利用することによ
る成型についても示されていない。

即ち本発明の目的は、鋳込み、射出成型、金型成型、押
出し、ドクターブレード等の従来法で作られたセラミッ
クス構造体の成形体に、簡単な工程により任意の当該部
位の粒成長を粒成長抑制物質を塗布又は／及び印刷する
こにより、同−素体内に異なった粒径を有する部位にを
もつ複合化された磁器の製造方法を提供することにある
。

また、電子デバイスに係る磁器素体に粒成長抑制部分を
積極的に導入する磁器製造法を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、セラミックスの製造法において、焼成前に、
磁器成形体の任意の部位に、セラミックス粒の成長抑制
物質を該セラミックス表面に塗布又は／及び印刷し、焼
結することにより、該セラミックス母相に比べ粒径の小
さい領域を生じさせることを特徴とする磁器製造法であ
る。

そして前記磁器製造法において、 セラミックス粒の成長抑制物質として、Ｃａｂ。

ＳｉＯ％ＴｉＯ、Ｂ　　Ｏ、ＭｎＯ５Ｙ２０　、ＡΩ　
Ｏ、Ｓ　ｒ　ＣＯａから選ばれた１種又は２８以上を用
いることを特徴とし、さらに、磁器としては、Ａ　（１
０、Ｓ　ｒ　Ｔ　１０　　、Ｚ　ｒ　Ｏ、Ｍ　ｇ　Ｏ１
Ｓ　ｔ　Ｃ１Ｓ　ｔ　ａ　Ｎ　４、サイアロンから選ば
れた１種又は２種以上を用いることを特徴とする磁器製
造法である。

［作用］ 本発明の磁器製造法は、焼成前の磁器成形体の任意の部
位に粒成長抑制物質を、表面に塗布又は／及び印刷する
ことで、該粒成長抑制物質が昇温過程において、一部拡
散し母相とは異なる化学組成をもつ部位を見掛は上、生
じさせることにより、粒径の小さい領域を生じさせるも
のである。

特に塗布印刷する粒成長抑制物質を選択したり、またそ
の量を濃度又は回数を選択することにより、塗布又は／
及び印刷する部位での粒径をコントロールすることを可
能とする。

またセラミックス粒の成長抑制物質として、Ｃａ　ＯＳ
Ｓ　ｉＯＳＴ　ｔ　Ｏ、Ｂ　　Ｏ、Ｍ　ｎ０　　、Ｙ　
　Ｏ、ＡΩ　０　−　Ｓ　ｒ　ＣＯｓから選ばれた１種
又は２種以上を塗布又は／及び印刷という手段を用いる
ことにより印刷物質、その濃度、印刷回数等を適宜選択
することにより、任意の部位を任意の程度上記物質を付
着させることが可能である。

次に本発明の実施例について述べる。

［実施例］ ［実施例１］ 第１図は、本発明を適用した場合の磁器構造体の組織を
模式図である。

まずＳｒ／ＴＩ比（化学量論比）が０．９４９０である
チタン酸ストロンチウム系粒界型半導体コンデンサー磁
器成形体の表面に、Ｓ　１０２を１０重量％、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ）を１０重量％を純水に分散した
ペーストを２１１１１間隔に約１　ｍｍ角に印刷し、１
４５０℃、５時間、不活性雰囲気下で焼成することによ
り、第１図に示すように、１辺が約１．２５ｍｍ角の粒
径が、■の母相５０〜１５０−の粒径に対し、２０μｍ
以下の粒成長が抑制された領域Ｉを得た。

この後、粒界絶縁物を拡散後、粒成長が抑制されていな
い領域上に、２１１１１１間隔に１辺が約０．５關の正
方形に電極を印刷した。

この方法により、 交流ピーク間電位差ＩＫＩＩＺ、１Ｖｐ−１）にて、通
常は−３ｄＢ程度あるのがこの実施例では、−２０ｄＢ
以下となる。

即ちこの方法により、隣接するキャパシター間のクロス
トークがないアレイ型コンデンサーを得た。

［実施例２］ 実施例１と同様に、セラミックス粒界型半導体コンデン
サー磁器成形体の表面に、ペーストとして、ＳＩＯ、Ｐ
ＶＡと純水からなるペースト濃度を、実施例１の１１５
としたものを使い、印刷回数による粒径のコントロール
を行い第２図に示すような結果を得た。

なお印刷１回での印刷厚さは、ペースト乾燥後、約１０
〜５０　ＩＪｍ程度である。

第２図に示す如く、印刷回数を増加するに従って粒径は
減少するが、印刷回数が３〜４回で２０四程度で最低と
なる。

この飽和値はペースト濃度如何で変動する。

尚、本発明に係る磁器製造法によれば、粒径均一な磁器
素体の適当位置に、この素体の粒径より小さな粒径の領
域を設けることができるので、表面波フィルターの実現
も可能であり、次に本発明を表面波フィルターに適用し
た場合の実施例について述べる。

［実施例３コ 第３図は、本発明の実施態様例である表面波フィルター
の模式図、第４図は、本実施態様例における群遅延特性
を示す周波数（Ｍｌｌｚ）と群遅延時間（ｌμｓ／ｄｌ
ｖ）の関係グラフである。

第３図において、１は基板であるＰＺＴ圧電セラミック
ス素体、２は櫛形電極、■は粒制御を行なった領域であ
る。

ＰＺＴ圧電セラミックス素体（３７，５ｘ　Ｇ、２５ｘ
２．５關）１の表面上の中心（１２，５Ｘ　６．２５關
）領域■に、ＭｎＯ２を５重量％、ポリビニルアルコー
ルＰＶＡを５重ｆｆｌ　９６を含むペーストを、ＯＪ５
ｍ＋ｓ間隙に０．３５＋ｍ幅で印刷した。

これを、１２５０℃、３時間焼成し、セラミックス素体
１の表面上の中心’ｌＯ１０Ｘ５の領域に平均粒径３０
−の領域と、平均粒径５μｍの領域が約２８０．おきに
ある３０Ｘ５Ｘ２ｍｍのＰＺＴ圧電セラミックス素体を
得た。

このセラミックス素体１を両面ラッピングし、アセトン
により、超音波洗浄を行った後、スパッタリング法によ
り、第３図に示すように、金（Ａｕ）電極２を２８−間
隙、４本歯の櫛形に成形した。

この結果、従来の中心周波数１０．７ＭＨｚの狭帯域用
表面波フィルターに対して、第４図に示すような、中心
周波数付近で平坦な領域が広くかつ群遅延特性が良いＦ
Ｍ中間周波数用表面波フィルターを得た。

尚、以上の実施例では、ｓ　ｌＯ２ペースト並びにＭｎ
Ｏ２ペーストをセラミックス粒の成長抑制物質として用
いたが、Ｃａ０ＳＴｉＯ、Ｂ　　ｏ、ＭｎＯ２、Ｙ　　
Ｏ、Ａｎ　　Ｏ１ＳｒＣＯ３から選ばれた１種又は２種
以上を用いてもよい。

また、本発明の適用されるセラミックスとしては、前記
実施例の５ｒＴ１０　ｇに限定されず、酸化ジルコニウ
ムＺ「０、酸化マグネシウムＭｇＯ等の酸化物系セラミ
ックスや、炭化ケイ素ＳＩＣ窒化ケイ素５１３Ｎ４やサ
イアロン等のようなケイ化物系セラミックスがある。

［発明の効果］ 本発明の磁器製造法によれば、粒成長抑制物質をセラミ
ックス構造体の表面に塗布及び／又は印刷するという簡
単な手段を用いることにより、赤外線イメージ炉、レー
ザ光といった特別な加熱方法を利用しないため、また埋
め込みをするということに伴う複雑な工程が不要である
ため、安価かつ大量に粒成長を抑制された部位をもつ磁
器作成することが実現出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した場合の磁器構造体の組織を
模式図、第２図は、ペースト印刷回数と粒径との関係グ
ラフ、第３図は、本発明の実施態様例である表面波フィ
ルターの模式図、第４図は、本実施態様例における群遅
延特性を示す周波数（ＭＨｚ）と群遅延時間（１ｕ　ｓ
／ｄＩｖ）の関係グラフ、第５図は、従来のセラミック
ス構造物の組織構造説明図である。 図において、に基板であるＰＺＴ圧電セラミックス素体
、２：櫛形電極、１１：表面層、１２：内部、Ｉ：粒成
長が抑制された領域、■：母相、■二粒制御を行なった
領域。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼成前に、磁器成形体の適当部位に、セラミック
   ス粒の成長抑制物質を該セラミックス表面に塗布及び／
   又は印刷し、焼成することにより該セラミックス母相に
   比べ粒径の小さい領域を生じさせることを特徴とする磁
   器製造法。
2. （２）前記セラミックス粒の成長抑制物質として、Ｃａ
   Ｏ、ＳｉＯ＿２、ＴｉＯ＿２、Ｂ＿２Ｏ、ＭｎＯ＿２、
   Ｙ＿２Ｏ＿３、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｒＣＯ＿３から選ば
   れた１種又は２種以上を用いることを特徴とする請求項
   １項記載の磁器製造法。
3. （３）セラミックスとして、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｒＴｉ
   Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｓｉ＿３Ｎ＿４
   、サイアロンから選ばれた１種又は２種以上を用いるこ
   とを特徴とする請求項１項又は２項記載の磁器製造法。