JPH0427166B2

JPH0427166B2 -

Info

Publication number: JPH0427166B2
Application number: JP62081291A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Shirasaki; Toichi Takagi; Kohei Ametani; Koichi Shimizu; Seiichiro Watanabe
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1987-04-03
Publication date: 1992-05-11
Also published as: JPS63248704A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は多成分セラミツクス原料粉末の製造法
に関するものである。多成分セラミツクスは圧電
体、オプトエレクトロニツクス材料、誘電体、半
導体、センサーなどの機能性セラミツクスとして
広範囲の分野で利用されている。

（従来の技術）従来、多成分セラミツクスは、各構成成分の単
独の粉末を混合し、仮焼して得られる多成分粉末
を焼結する方法によつて製造されている。

しかしながら各構成成分単独の粉末は凝集し易
いために、各成分の均一な混合がむずかしく、ま
た、仮焼による固相反応が完結し難いという問題
があつた。

また、このようにして得られる仮焼体は粉砕を
行なつても平均粒径は１〜2μｍ以下にはならず、
その程度の粒度の多成分セラミツクス原料粉末を
使用しても、高密度且つ高度な機能の機能性セラ
ミツクスを得ることは難しい。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は前記の多成分セラミツクスの合成にお
ける欠点を解消すべくなされたもので、その目的
は、分散性の良いサブミクロン級の変成原料粉末
を作成し、該粉末を用いて単なる仮焼によつて易
焼結性且つ高嵩密度の各種多成分セラミツクス原
料粉末を合成する方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結
果、多成分セラミツクスの乾式法による製造過程
で、とくにその配合原料粉末として、過酸化水素
処理をした共沈体粉末と、一般の粉末とを混合し
たものを用いることにより、凝集性の極めて少な
いサブミクロン級の粉末となり、この粉末は焼結
性に優れていることを究明した。この発明はこれ
らの知見に基づいて完成したものである。

すなわち、この発明の要旨は、 (a)：多成分セラミツクスを構成する成分のうち、
少なくとも２成分を含む溶液を調製する工程、 (b)：(a)工程で得られた溶液と過酸化水素と沈殿形
成剤を混合して、前記成分を共沈体とする工
程、 (c)：(b)工程で得られた共沈体を乾燥後500〜1300
℃の温度で仮焼する工程 (d)：(c)工程で得られた第１次仮焼粉末に、多成分
セラミツクスを構成すべき残りの成分を混合し
て、500〜1300℃の温度で仮焼する工程、の各工程からなることを特徴とする多成分セラミ
ツクス原料粉末の製造法である。

本発明において、多成分セラミツクスを構成す
る成分とは、金属元素であり、金属の種類はとく
に限定はなく、Cdなど亜鉛族金属、Alなどアル
ミニウム族金属、Mg，Ca，Sr，Baなどアルカ
リ土金属、Sc，La，Thなど希土類金属、Sn，
Pbなど炭素族金属、Ti，Zr，Hfなどチタン族金
属、As，Bi，など窒素族金属、Nb，Taなどバ
ナジウム族金属、Cr，Mo，Ｗなどクロム族金
属、Mnなどマンガン族金属、又はFe，Co，Ni
の鉄族金属が用いられる。

これらの金属は溶液にする分については塩化
物、硝酸塩などの無機塩類またはアルコキシドな
どの有機金属化合物が用いられる。

ここに溶液とは水溶液またはアルコール溶液で
ある。

前記溶液に過酸化水素と沈殿形成剤を混合し
て、前記成分を共沈体とする。過酸化水素の添加
は、沈殿形成剤を混合する前または後のいずれで
行つてもよい。過酸化水素は水溶液を用いればよ
く、あらかじめ沈殿形成物と過酸化水素を混合し
ておいてもよい。

何れにせよ共沈体の金属1molに対して過酸化
水素（H₂O₂）が0.05〜10molが好ましく、0.2〜
2molがとくに好ましい。0.05mol未満では得られ
る多成分セラミツクス原料粉末の分散性、焼結性
が改善されない。10molを越えて加えても原料粉
末の特性改善には限度があり、過酸化水素が無駄
になる。

沈殿形成剤はアンモニア、炭酸アンモニウム、
苛性アルカリなど無機物やしゆう酸、しゆう酸ア
ンモニウム、アミン、オキシンなどの有機物が挙
げられる。

つぎに共沈体を乾燥し、ついで仮焼する。仮焼
の前後に解砕を行うと粉末の均一性が向上するの
で解砕することが望ましい。

仮焼温度は、組成により異なるが、500〜1300
℃の範囲内でなければならない。500℃より低い
と凝集が顕著に起こり、1300℃を超えると粒子が
粗大化する傾向がある。

最後に、上記のようにして得られた第１次仮焼
粉末に、目的とする多成分セラミツクスを構成す
る上で不足分として残りの成分を加えて混合す
る。

ここに残りの成分は(c)工程で得られる第１次仮
焼粉末の成分と異なるものよりも、共通している
成分が含まれている方が焼結性が良く、高密度の
セラミツクスが得られるので好ましい。また、上
記残りの成分は鉛成分の粉末を例外として粒度が
サブミクロン級の細かい粉末が好ましい。

これらの混合物の望ましい仮焼温度は、Pbを
含む場合、BaやSrを含む場合、またNbやTaを
含む場合とて、500〜1300℃の範囲で大幅に変化
する。要は固相反応がほぼまたは完全に完了する
最低温度以上で、顕著な粒子成長が生じない最高
温度範囲内であることが必要であり、適切な仮焼
温度の設定の下に第２次仮焼粉末を得る。

得られた仮焼粉末は解砕してからセラミツクス
焼結原料として使うと粉末の粒径の均一性が向上
するので解砕することが望ましい。

実施例濃度2.23mol／のオキシ硝酸ジルコニウム水
溶液574ml（Zrとして1.28molに相当）と濃度
1.35mol／の硝酸鉛水溶液237ml（Pbとして
0.32molに相当）を2390mlの希釈用水中に攪拌し
ながら滴下し、全金属濃度が0.5mol／の水溶
液3200mlを調製した。

この水溶液の全量を濃度0.35wt％の過酸化水素
水を生成する共沈体中の金属１モル当たり0.5モ
ルとなる割合で予め添加した1N−アンモニア水
10中に攪拌しながら徐々に添加してチタンと鉛
の水酸化物沈殿物を得た。これを温度80℃で乾燥
したのち解砕を行つた。得られた共沈体粉末を温
度1100℃で仮焼して、ジルコニアと鉛からなる共
沈体仮焼粉末、すなわち変性ジルコニア粉末
（Zr_0.8Pb_0.2）O₂を得た。

この粉末を解砕してからこの粉末と市販の
TiO₂，MgO，Nb₂O₅，PbOを用いてPb（Mg1/3
Nb2/3）_0.3Zr_0.5Ti_0.2O₃の組成となるようにボール
ミルにて10時間混合したのち温度800〜850℃で１
時間仮焼した。

この粉末を解砕してから成形圧力1000Kg／cm²で
直径20mm、厚さ３mmのデイスク状に成形し温度
1250℃で１時間焼結した。このようにして得られ
た５個の焼結体の焼結密度を水中置換法（アルキ
メデス法）で測定した結果、その値は7.89，
7.88，7.92，7.92，7.89、平均値7.90（単位ｇ／cm³）
で高密度であつた。

比較例実施例において過酸化水素を添加しなかつた以
外は、同様に行い、５個の焼結体を製作して評価
した結果、焼結密度はそれぞれ7.83，7.80，7.84，
7.81，7.82、平均値7.82ｇ／cm²であり、実施例よ
り低かつた。

（発明の効果）本発明のように、とくに(a)工程における共沈体
製造時に過酸化水素を添加することにより、分散
性などの粉末特性の優れた変成原料粉末が得ら
れ、さらにこれを原料として単なる乾式法により
高密度の多成分セラミツクスが得られる。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a)：多成分セラミツクスを構成する成分のう
ち、少なくとも２成分を含む溶液を調製する工
程、 (b)：(a)工程で得られた溶液と過酸化水素と沈殿形
成剤を混合して、前記成分を共沈体とする工
程、 (c)：(b)工程で得られた共沈体を乾燥後500〜1300
℃の温度で仮焼する工程 (b)：(c)工程で得られた第１次仮焼粉末に、多成分
セラミツクスを構成すべき残りの成分を混合し
て、500〜1300℃の温度で仮焼する工程、の各工程からなることを特徴とする多成分セラミ
ツクス原料粉末の製造法。