JPH04298085A - 圧電性磁器の製造方法 - Google Patents

圧電性磁器の製造方法

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JPH04298085A
JPH04298085A JP3087945A JP8794591A JPH04298085A JP H04298085 A JPH04298085 A JP H04298085A JP 3087945 A JP3087945 A JP 3087945A JP 8794591 A JP8794591 A JP 8794591A JP H04298085 A JPH04298085 A JP H04298085A
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JP
Japan
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piezoelectric
porcelain
green sheet
surface area
specific surface
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Application number
JP3087945A
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English (en)
Inventor
Yoshio Yokoe
横江 宣雄
Tatsuaki Horiuchi
堀内 達章
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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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】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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
【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。
【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。
【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。
【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。
【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
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
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