JPH04298085A - 圧電性磁器の製造方法 - Google Patents
圧電性磁器の製造方法Info
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- 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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電フィルタ素子や圧
電受話器などに用いられる圧電性磁器の製造方法に関す
るものである。
電受話器などに用いられる圧電性磁器の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、圧電フィルタ素子においては、
近年、映像信号や音声信号など通信情報量の大容量化に
伴い伝播周波数が広帯域化している。このように伝播周
波数広帯域化により、遅延時間が少なく、入力出力の位
相差が少ない郡遅延時間平坦型広帯域フィルタが求めら
れ、該フィルタに適した圧電性磁器組成物の開発が強く
要求されている。
近年、映像信号や音声信号など通信情報量の大容量化に
伴い伝播周波数が広帯域化している。このように伝播周
波数広帯域化により、遅延時間が少なく、入力出力の位
相差が少ない郡遅延時間平坦型広帯域フィルタが求めら
れ、該フィルタに適した圧電性磁器組成物の開発が強く
要求されている。
【0003】また、圧電受話器などに用いられる発音体
においては、磁器厚みが70μm程度で、耐湿信頼に優
れ、音圧レベルが良好な圧電性磁器組成物の開発が強く
要求されている。
においては、磁器厚みが70μm程度で、耐湿信頼に優
れ、音圧レベルが良好な圧電性磁器組成物の開発が強く
要求されている。
【0004】本発明者らは、圧電フィルタ素子や圧電発
音体用の圧電性磁器組成物として、複合酸化物PbZr
O3 、PbTiO3 、Pb(SnNbSb)O3
から成る圧電性磁器組成物において、xPbZrO3
+yPbTiO3 +zPb(Sn1/3、Nb2a/
3Sb2(1−a)/3)O3 で表した時、0.2≦
a≦0.8、0.450≦x≦0.520、0.430
≦y≦0.510、0.02≦z≦0.08(ただし、
x+y+z=1)の組成組成物を提案した。
音体用の圧電性磁器組成物として、複合酸化物PbZr
O3 、PbTiO3 、Pb(SnNbSb)O3
から成る圧電性磁器組成物において、xPbZrO3
+yPbTiO3 +zPb(Sn1/3、Nb2a/
3Sb2(1−a)/3)O3 で表した時、0.2≦
a≦0.8、0.450≦x≦0.520、0.430
≦y≦0.510、0.02≦z≦0.08(ただし、
x+y+z=1)の組成組成物を提案した。
【0005】
【従来技術の課題】上述の圧電磁器組成物から成る仮焼
粉体をグリーンシートに作成して、焼成するにあたり、
仮焼粉体の製造やグリーンシートの製造によって、焼結
後の圧電磁器に反りが発生してしまい、さらには磁器に
クラックが発生してしまうという問題点があった。
粉体をグリーンシートに作成して、焼成するにあたり、
仮焼粉体の製造やグリーンシートの製造によって、焼結
後の圧電磁器に反りが発生してしまい、さらには磁器に
クラックが発生してしまうという問題点があった。
【0006】そこで、本発明者らは、鋭意研究を重ね、
圧電磁器の仮焼粉体の比表面積を特定し、また仮焼粉体
をグリーンシートに作成した時の嵩密度を特定すること
により、焼成後の圧電磁器に反りが発生しない良好な圧
電磁器が得られることを知見した。
圧電磁器の仮焼粉体の比表面積を特定し、また仮焼粉体
をグリーンシートに作成した時の嵩密度を特定すること
により、焼成後の圧電磁器に反りが発生しない良好な圧
電磁器が得られることを知見した。
【0007】本発明は、上述の知見に基づくものであり
、その目的は焼成後の圧電磁器に反り、クラックが発生
しない圧電磁器の製造方法を提供することにある。
、その目的は焼成後の圧電磁器に反り、クラックが発生
しない圧電磁器の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための技術的な手段】上述の課題を解
決するために、本発明は、PZT系に鉛複合酸化物を加
えた圧電性磁器組成物から成る圧電性磁器の製造方法で
あって、合成された仮焼粉末からグリーンシートに加工
する工程において、仮焼粉末の比表面積を2〜4m2
/gとし、且つグリーンシートの嵩密度を4.8g/c
m3 以上とすることを特徴とする圧電性磁器の製造方
法である。特に、上述の圧電性磁器組成物として、複合
酸化物PbZrO3 、PbTiO3 、Pb(SnN
bSb)から成り、一般式xPbZrO3 +yPbT
iO3 +zPb(Sn1/3、Nb2a/3Sb2(
1−a)/3)O3 で表した時、0.2≦a≦0.8
、0.450≦x≦0.520、0.430≦y≦0.
510、0.02≦z≦0.08(ただし、x+y+z
=1)の圧電性磁器組成物である。
決するために、本発明は、PZT系に鉛複合酸化物を加
えた圧電性磁器組成物から成る圧電性磁器の製造方法で
あって、合成された仮焼粉末からグリーンシートに加工
する工程において、仮焼粉末の比表面積を2〜4m2
/gとし、且つグリーンシートの嵩密度を4.8g/c
m3 以上とすることを特徴とする圧電性磁器の製造方
法である。特に、上述の圧電性磁器組成物として、複合
酸化物PbZrO3 、PbTiO3 、Pb(SnN
bSb)から成り、一般式xPbZrO3 +yPbT
iO3 +zPb(Sn1/3、Nb2a/3Sb2(
1−a)/3)O3 で表した時、0.2≦a≦0.8
、0.450≦x≦0.520、0.430≦y≦0.
510、0.02≦z≦0.08(ただし、x+y+z
=1)の圧電性磁器組成物である。
【0009】
【作用】以上のように本発明によれば、前記圧電性磁器
粉体の比表面積を2〜4m2 /gとすることにより、
焼成温度である900〜1200℃において反り量が0
.1〜0.2mmとすることができる。
粉体の比表面積を2〜4m2 /gとすることにより、
焼成温度である900〜1200℃において反り量が0
.1〜0.2mmとすることができる。
【0010】比表面積を2m2 /g未満であると磁器
の焼結反応が充分に達成できず、磁器を破断した時に、
粒界で破断してしまい、機械的な強度が低下してしまう
。
の焼結反応が充分に達成できず、磁器を破断した時に、
粒界で破断してしまい、機械的な強度が低下してしまう
。
【0011】また、比表面積を4m2 /gを越えると
、磁器収縮の起こらない温度領域(900〜1100℃
)焼成過程であっても焼成条件に関係しない反りが最大
1〜1.5mmも生じてしまう。
、磁器収縮の起こらない温度領域(900〜1100℃
)焼成過程であっても焼成条件に関係しない反りが最大
1〜1.5mmも生じてしまう。
【0012】このように反りが発生すると、例えば圧電
磁器の表面に電極を形成するために、電極印刷を施した
時、そのスキージなどの押圧力により圧電磁器にクラッ
クが発生してしまい、製造歩留を大きく低下する。
磁器の表面に電極を形成するために、電極印刷を施した
時、そのスキージなどの押圧力により圧電磁器にクラッ
クが発生してしまい、製造歩留を大きく低下する。
【0013】また、前記圧電性磁器組成物からなるグリ
ーンシートの嵩密度を4.8g/cm3 以上にとする
ことにより、反り量が0.1〜0.2mmとすることが
できる。
ーンシートの嵩密度を4.8g/cm3 以上にとする
ことにより、反り量が0.1〜0.2mmとすることが
できる。
【0014】嵩密度を4.8g/cm3 未満では、圧
電性磁器粉体の比表面積にも関係するが、圧電性磁器組
成物粉体からグリーンシートを形成したとしても、反り
量を小さくすることが困難となってしまう。
電性磁器粉体の比表面積にも関係するが、圧電性磁器組
成物粉体からグリーンシートを形成したとしても、反り
量を小さくすることが困難となってしまう。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0016】出発材料として純度99.0%以上のPb
3 O4 、ZrO2 、TiO2 、SnO2 、N
b2 O5 、Sb2 O3 の各粉末をxPbZrO
3 +yPbTiO3 +zPb(Sn1/3、Nb2
a/3Sb2(1−a)/3)O3 のx、y、z、a
の値が0.2≦a≦0.8、0.450≦x≦0.52
0、0.430≦y≦0.510、0.02≦z≦0.
08(ただし、x+y+z=1)になるように秤量し、
ボールミルにて湿式混合後乾燥して、これを900〜1
000℃で3時間仮焼した。得られた仮焼焼結体をボー
ルミルにて24時間湿式粉砕して、仮焼粉末を形成する
。
3 O4 、ZrO2 、TiO2 、SnO2 、N
b2 O5 、Sb2 O3 の各粉末をxPbZrO
3 +yPbTiO3 +zPb(Sn1/3、Nb2
a/3Sb2(1−a)/3)O3 のx、y、z、a
の値が0.2≦a≦0.8、0.450≦x≦0.52
0、0.430≦y≦0.510、0.02≦z≦0.
08(ただし、x+y+z=1)になるように秤量し、
ボールミルにて湿式混合後乾燥して、これを900〜1
000℃で3時間仮焼した。得られた仮焼焼結体をボー
ルミルにて24時間湿式粉砕して、仮焼粉末を形成する
。
【0017】次に、仮焼粉末に有機系粘結剤を添加して
スラリー状にし、引き上げ法による成型機によりグリー
ンシートを作製する。
スラリー状にし、引き上げ法による成型機によりグリー
ンシートを作製する。
【0018】しかる後、グリーンシートを2枚圧着して
、厚み90μm、直径30.7mmに成型した。この成
型体を脱バイして、酸素雰囲気でピーク温度900〜1
340℃、6時間焼成した。その結果、厚み70μm、
直径25.7mmの圧電性磁器焼結体が得られた。
、厚み90μm、直径30.7mmに成型した。この成
型体を脱バイして、酸素雰囲気でピーク温度900〜1
340℃、6時間焼成した。その結果、厚み70μm、
直径25.7mmの圧電性磁器焼結体が得られた。
【0019】ここで、仮焼粉末の比表面積は、ボールミ
ルによる粉砕により制御でき、その比表面積を1.5〜
7.5m2 /gとして、焼結後の圧電磁器の反り量を
測定した。その結果が図1である。
ルによる粉砕により制御でき、その比表面積を1.5〜
7.5m2 /gとして、焼結後の圧電磁器の反り量を
測定した。その結果が図1である。
【0020】図1から理解できるように、比表面積が4
m2 /gを越えると、反り量が0.2mm以上となっ
てしまう。
m2 /gを越えると、反り量が0.2mm以上となっ
てしまう。
【0021】また、比表面積が2m2 /g未満では反
り量が小さくなるものの、圧電磁器焼結体の強度が低下
してしまう。即ち、圧電性磁器焼結体を破断したときに
、その破断が焼結体の粒界で発生してしまう。
り量が小さくなるものの、圧電磁器焼結体の強度が低下
してしまう。即ち、圧電性磁器焼結体を破断したときに
、その破断が焼結体の粒界で発生してしまう。
【0022】ここで、このような圧電磁器は、実際上に
は、表面の研磨加工、両面に銀ペーストによる電極を形
成して分極処理する必要があるが、反り量が0.2mm
以上となると、表面の研磨加工や電極形成工程において
、圧電磁器にクラックが発生してしまうことが極めて多
い。
は、表面の研磨加工、両面に銀ペーストによる電極を形
成して分極処理する必要があるが、反り量が0.2mm
以上となると、表面の研磨加工や電極形成工程において
、圧電磁器にクラックが発生してしまうことが極めて多
い。
【0023】また、破断モードが粒界である場合には、
圧電磁器の強度が大きく低下してしまうとともに、例え
ば圧電性発音体においては、耐湿性能が低下してしまう
ことがある。
圧電磁器の強度が大きく低下してしまうとともに、例え
ば圧電性発音体においては、耐湿性能が低下してしまう
ことがある。
【0024】即ち、反り量が小さく、クラックの発生を
低減でき、さらに強度が良好な圧電磁器を得るには、仮
焼粉末の比表面積を2.0〜4.0m2 /gに設定す
ることが重要である。
低減でき、さらに強度が良好な圧電磁器を得るには、仮
焼粉末の比表面積を2.0〜4.0m2 /gに設定す
ることが重要である。
【0025】さらに、この仮焼粉末をグリーンシートに
作成した時、その嵩密度を4.8g/cm3 以上とす
ることが、反りを低減させるためには有効な手段である
。 スラリー状の仮焼粉末をグリーンシートとするために、
押し出し成型による方法、引き上げによる方法があるが
、通常、押し出し成型によるグリーンシートの嵩密度は
4.8前後であり、引き上げによる方法によるグリーン
シートの嵩密度は3.6cm3 となる。
作成した時、その嵩密度を4.8g/cm3 以上とす
ることが、反りを低減させるためには有効な手段である
。 スラリー状の仮焼粉末をグリーンシートとするために、
押し出し成型による方法、引き上げによる方法があるが
、通常、押し出し成型によるグリーンシートの嵩密度は
4.8前後であり、引き上げによる方法によるグリーン
シートの嵩密度は3.6cm3 となる。
【0026】グリーンシートの嵩密度を4.8以上にす
るには、成型したグリーンシートを複数枚重ね圧着した
り、圧延ロールにより、グリーンシートを加圧すること
により達成できる。
るには、成型したグリーンシートを複数枚重ね圧着した
り、圧延ロールにより、グリーンシートを加圧すること
により達成できる。
【0027】図2は、グリーンシートの嵩密度と焼成後
の圧電磁器の反り量の関係を示す関係図である。図中、
線Aは仮焼粉末の比表面積が2.1m2 /gであり、
線Bは仮焼粉末の比表面積が3.8m2 /gであり、
線Cは仮焼粉末の比表面積が5.6m2 /gの特性図
である。
の圧電磁器の反り量の関係を示す関係図である。図中、
線Aは仮焼粉末の比表面積が2.1m2 /gであり、
線Bは仮焼粉末の比表面積が3.8m2 /gであり、
線Cは仮焼粉末の比表面積が5.6m2 /gの特性図
である。
【0028】図から明らかなように、特に比表面積が4
.0m2 /g以下の仮焼粉末でグリーンシートを作成
して、嵩密度を4.8g/cm3 以上にすれば、焼結
後の圧電磁器の反り量を0.2mm以下にすることがで
き、さらに、嵩密度を5.1g/cm3 以上すれば、
反り量が0.1mm以下の良好な圧電磁器が達成できる
。
.0m2 /g以下の仮焼粉末でグリーンシートを作成
して、嵩密度を4.8g/cm3 以上にすれば、焼結
後の圧電磁器の反り量を0.2mm以下にすることがで
き、さらに、嵩密度を5.1g/cm3 以上すれば、
反り量が0.1mm以下の良好な圧電磁器が達成できる
。
【0029】即ち、反りの発生を低減させる圧電磁器を
得るには、仮焼粉末の比表面積が4.0m2 /g以下
となるように粉砕し、さらにこの仮焼粉末から作成する
グリーンシートの嵩密度を4.8g/cm3 以上にす
ることが重要である。
得るには、仮焼粉末の比表面積が4.0m2 /g以下
となるように粉砕し、さらにこの仮焼粉末から作成する
グリーンシートの嵩密度を4.8g/cm3 以上にす
ることが重要である。
【0030】以上のように郡遅延時間の平坦な広帯域の
圧電フィルタに適した圧電性磁器組成物を得るために、
また、磁器厚みが70μm程度で、耐湿信頼に優れ、音
圧レベルが良好な圧電受話器の圧電発音体に適した圧電
性磁器組成物を得るためには、複合酸化物PbZrO3
、PbTiO3 、Pb(SnNbSb)から成る圧
電性磁器組成物において、一般式xPbZrO3 +y
PbTiO3 +zPb(Sn1/3、Nb2a/3S
b2(1−a)/3)O3 で表した時、x、y、x、
aの夫々の値を0.2≦a≦0.8、0.450≦x≦
0.520、0.430≦y≦0.510、0.02≦
z≦0.08(ただし、x+y+z=1)とし、さらに
、焼結後の磁器の反りを低減し、それに派生するクラッ
クの発生を防止する製造方法として、上述の組成物の仮
焼粉末の比表面積を0.4m2 /g以下として、さら
にこの仮焼粉末から作成されるグリーンシートの嵩密度
を4.8g/cm3 以上にすることで達成される。
圧電フィルタに適した圧電性磁器組成物を得るために、
また、磁器厚みが70μm程度で、耐湿信頼に優れ、音
圧レベルが良好な圧電受話器の圧電発音体に適した圧電
性磁器組成物を得るためには、複合酸化物PbZrO3
、PbTiO3 、Pb(SnNbSb)から成る圧
電性磁器組成物において、一般式xPbZrO3 +y
PbTiO3 +zPb(Sn1/3、Nb2a/3S
b2(1−a)/3)O3 で表した時、x、y、x、
aの夫々の値を0.2≦a≦0.8、0.450≦x≦
0.520、0.430≦y≦0.510、0.02≦
z≦0.08(ただし、x+y+z=1)とし、さらに
、焼結後の磁器の反りを低減し、それに派生するクラッ
クの発生を防止する製造方法として、上述の組成物の仮
焼粉末の比表面積を0.4m2 /g以下として、さら
にこの仮焼粉末から作成されるグリーンシートの嵩密度
を4.8g/cm3 以上にすることで達成される。
【0031】
【効果】以上詳述したように、本発明の製造方法では、
焼成後の圧電磁器に反り、クラックが発生せず、郡遅延
時間の平坦な広帯域の圧電フィルタや耐湿信頼に優れ、
音圧レベルが良好な圧電受話器の圧電発音体に適した圧
電性磁器が得られる。
焼成後の圧電磁器に反り、クラックが発生せず、郡遅延
時間の平坦な広帯域の圧電フィルタや耐湿信頼に優れ、
音圧レベルが良好な圧電受話器の圧電発音体に適した圧
電性磁器が得られる。
【図1】本発明による比表面積と磁器の反り量との関係
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図2】本発明による嵩密度と磁器の反り量との関係を
示す特性図である。
示す特性図である。
Claims (2)
- 【請求項1】PZT系に鉛複合酸化物を加えた圧電性磁
器組成物から成る圧電性磁器の製造方法であって、合成
された仮焼粉末からグリーンシートに加工する工程にお
いて、仮焼粉末の比表面積を2〜4m2 /gとし、且
つグリーンシートの嵩密度を4.8g/cm3 以上と
することを特徴とする圧電性磁器の製造方法。 - 【請求項2】請求項1の圧電性磁器組成物がPbZrO
3 、PbTiO3 、Pb(SnNbSb)から成り
、一般式xPbZrO3 +yPbTiO3 +zPb
(Sn1/3、Nb2a/3Sb2(1−a)/3)O
3 で表した時、0.2≦a≦0.8、0.450≦x
≦0.520、0.430≦y≦0.510、0.02
≦z≦0.08(ただし、x+y+z=1)であること
を特徴とする圧電性磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3087945A JPH04298085A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 圧電性磁器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3087945A JPH04298085A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 圧電性磁器の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04298085A true JPH04298085A (ja) | 1992-10-21 |
Family
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1991
- 1991-03-26 JP JP3087945A patent/JPH04298085A/ja active Pending
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