JPH05306122A - 圧電体磁器材料粉末の製造方法 - Google Patents
圧電体磁器材料粉末の製造方法Info
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- JPH05306122A JPH05306122A JP4111019A JP11101992A JPH05306122A JP H05306122 A JPH05306122 A JP H05306122A JP 4111019 A JP4111019 A JP 4111019A JP 11101992 A JP11101992 A JP 11101992A JP H05306122 A JPH05306122 A JP H05306122A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 組成が均一で特性のバラツキの少ない圧電体
磁器材料粉末をより低い温度で安全に製造すること。 【構成】 チタン酸ジルコン酸鉛系圧電体磁器を組成す
る鉛以外の構成元素のアルコキシドを加水分解し、得ら
れた単分散状複合酸化物の微粉末に鉛酸化物の粉末を添
加混合して６５０℃以下の温度で熱処理する。
磁器材料粉末をより低い温度で安全に製造すること。 【構成】 チタン酸ジルコン酸鉛系圧電体磁器を組成す
る鉛以外の構成元素のアルコキシドを加水分解し、得ら
れた単分散状複合酸化物の微粉末に鉛酸化物の粉末を添
加混合して６５０℃以下の温度で熱処理する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電体磁器材料粉末の製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＰＺＴを代表とするチタン酸ジル
コン酸鉛系圧電体磁器材料粉末の製造方法としては、
（１）チタン、ジルコニウム、鉛その他の構成元素の炭
酸塩や酸化物を所定比率で混合した後、仮焼して粉砕す
る粉末法、あるいは（２）チタンアルコキシド、ジルコ
ニウムアルコキシド及び鉛アルコキシドを所定比率で混
合し、水を加えて加水分解した後、８００℃以上の温度
で熱処理する方法等が知られている。
コン酸鉛系圧電体磁器材料粉末の製造方法としては、
（１）チタン、ジルコニウム、鉛その他の構成元素の炭
酸塩や酸化物を所定比率で混合した後、仮焼して粉砕す
る粉末法、あるいは（２）チタンアルコキシド、ジルコ
ニウムアルコキシド及び鉛アルコキシドを所定比率で混
合し、水を加えて加水分解した後、８００℃以上の温度
で熱処理する方法等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固相反
応により磁器材料粉末を製造する（１）の方法では、二
酸化チタンと鉛酸化物との固相反応によるチタン酸鉛の
生成は約５５０℃で開始するのに対して、二酸化ジルコ
ニウムと鉛酸化物との固相反応によるジルコン酸鉛の生
成が約６００〜７００℃と高い温度で開始されるため、
均一で単相の固溶体を得るためには、それ以上の温度で
仮焼する必要があった。即ち、反応の初期段階では、チ
タン酸鉛生成反応によりテトラゴナル相の固溶体を生
じ、その後、ジルコン酸鉛の生成、固溶によりロンボヘ
ドラル相が生成し、反応の進行と共に調合組成の結晶相
（テトラゴナル相）が漸増し、その間、相互に組成の異
なるロンボヘドラル相とテトラゴナル相が生成共存し、
固溶が完了した時点で初めて均一な目的組成単相（即
ち、テトラゴナル相）の固溶体が生成されるため、目的
とする組成の固溶体を得るためには、８５０〜１０００
℃という高温で仮焼する必要があった。しかも、原料粉
末を分子レベルで均一に分散させることは不可能であ
り、ミクロ的に均一な粉末を得ることができないだけで
なく、製造過程での凝集や粒子成長のため微細な粉末を
得ることができないという問題があった。
応により磁器材料粉末を製造する（１）の方法では、二
酸化チタンと鉛酸化物との固相反応によるチタン酸鉛の
生成は約５５０℃で開始するのに対して、二酸化ジルコ
ニウムと鉛酸化物との固相反応によるジルコン酸鉛の生
成が約６００〜７００℃と高い温度で開始されるため、
均一で単相の固溶体を得るためには、それ以上の温度で
仮焼する必要があった。即ち、反応の初期段階では、チ
タン酸鉛生成反応によりテトラゴナル相の固溶体を生
じ、その後、ジルコン酸鉛の生成、固溶によりロンボヘ
ドラル相が生成し、反応の進行と共に調合組成の結晶相
（テトラゴナル相）が漸増し、その間、相互に組成の異
なるロンボヘドラル相とテトラゴナル相が生成共存し、
固溶が完了した時点で初めて均一な目的組成単相（即
ち、テトラゴナル相）の固溶体が生成されるため、目的
とする組成の固溶体を得るためには、８５０〜１０００
℃という高温で仮焼する必要があった。しかも、原料粉
末を分子レベルで均一に分散させることは不可能であ
り、ミクロ的に均一な粉末を得ることができないだけで
なく、製造過程での凝集や粒子成長のため微細な粉末を
得ることができないという問題があった。
【０００４】他方、(２)の方法では、サブミクロンオー
ダーの微粉末を製造できるが、原料である鉛アルコキシ
ドが易揮発性であるため、複合アルコキシドを生成させ
る反応過程で鉛成分が減少し、組成にずれを生じるとい
う問題がある。また、鉛アルコキシドは、高価で入手が
困難であるというだけでなく、有毒で人体に対する危険
性が大きいという問題もある。
ダーの微粉末を製造できるが、原料である鉛アルコキシ
ドが易揮発性であるため、複合アルコキシドを生成させ
る反応過程で鉛成分が減少し、組成にずれを生じるとい
う問題がある。また、鉛アルコキシドは、高価で入手が
困難であるというだけでなく、有毒で人体に対する危険
性が大きいという問題もある。
【０００５】従って、本発明は、組成が均一で特性のバ
ラツキの少ない圧電体磁器材料粉末をより低い温度で安
全に製造することを目的とするものである。
ラツキの少ない圧電体磁器材料粉末をより低い温度で安
全に製造することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電
体磁器を組成する鉛以外の構成元素のアルコキシドを加
水分解し、得られた単分散状複合酸化物の微粉末に鉛酸
化物の粉末を添加混合して６５０℃以下の温度で熱処理
するようにしたものである。
決するための手段として、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電
体磁器を組成する鉛以外の構成元素のアルコキシドを加
水分解し、得られた単分散状複合酸化物の微粉末に鉛酸
化物の粉末を添加混合して６５０℃以下の温度で熱処理
するようにしたものである。
【０００７】前記チタン酸ジルコン酸鉛系圧電体磁器を
組成する鉛以外の構成元素（例えば、チタン及びジルコ
ニウム）のアルコキシドとしては、任意のものを使用で
きるが、アルコキシ基の炭素数が１５以下、好ましく
は、８以下のものが望ましい。代表的なものとしては、
チタンアルコキシドを例にすると、チタンイソブトキシ
ド(Ｔｉ(ＯＣ4Ｈ9)4)、チタンイソプロポキシド(Ｔi(Ｏ
Ｃ3Ｈ7)4)、ジブトキシ−ジトリエタノール−アミネー
トチタン、ジブトキシ−ジ(２-(ヒドロキシエチルアミ
ノ)エトキシ)チタン(Ｔi(Ｃ4Ｈ9Ｏ)2・〔Ｎ(Ｃ2Ｈ4ＯＨ)
2(Ｃ2Ｈ4Ｏ)〕２）などが挙げられるが、これらに限定
されるものではない。
組成する鉛以外の構成元素（例えば、チタン及びジルコ
ニウム）のアルコキシドとしては、任意のものを使用で
きるが、アルコキシ基の炭素数が１５以下、好ましく
は、８以下のものが望ましい。代表的なものとしては、
チタンアルコキシドを例にすると、チタンイソブトキシ
ド(Ｔｉ(ＯＣ4Ｈ9)4)、チタンイソプロポキシド(Ｔi(Ｏ
Ｃ3Ｈ7)4)、ジブトキシ−ジトリエタノール−アミネー
トチタン、ジブトキシ−ジ(２-(ヒドロキシエチルアミ
ノ)エトキシ)チタン(Ｔi(Ｃ4Ｈ9Ｏ)2・〔Ｎ(Ｃ2Ｈ4ＯＨ)
2(Ｃ2Ｈ4Ｏ)〕２）などが挙げられるが、これらに限定
されるものではない。
【０００８】また、前記鉛酸化物としては、亜酸化鉛
（Ｐｂ２Ｏ）、一酸化鉛（ＰbＯ）、二酸化鉛（Ｐb
Ｏ2）、四三酸化鉛（Ｐｂ3Ｏ4）など任意のものを使用
できる。この鉛酸化物を前記複合酸化物の微粉末に添加
混合する場合、加水分解した反応系に複合酸化物を単分
散状態に維持させたまま鉛酸化物粉末を添加して、撹拌
混合するのが好ましい。
（Ｐｂ２Ｏ）、一酸化鉛（ＰbＯ）、二酸化鉛（Ｐb
Ｏ2）、四三酸化鉛（Ｐｂ3Ｏ4）など任意のものを使用
できる。この鉛酸化物を前記複合酸化物の微粉末に添加
混合する場合、加水分解した反応系に複合酸化物を単分
散状態に維持させたまま鉛酸化物粉末を添加して、撹拌
混合するのが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明方法においては、チタン酸ジルコン酸鉛
系圧電体磁器を組成する鉛以外の構成元素のアルコキシ
ド（主としてチタンアルコキシドとジルコニウムアルコ
キシド）のアルコール溶液を混合し、これを所定の条件
下（温度８０〜８５℃、圧力１気圧）で還流すると、複
合アルコキシド（Ｚr−Ｔiアルコキシド）が生成し、こ
れを加水分解し、アルカリを加えると、Ｚr−Ｔi複合酸
化物が単分散状態の超微粒子となって析出する。この
時、鉛以外の圧電体磁器構成元素のアルコキシドは、還
流過程で鉛アルコキシドのように揮発しないため、配合
比にずれを生じるのが防止される。次いで、前記単分散
状となった複合酸化物超微粒子を含む反応液に所定量の
鉛酸化物粉末を添加混合して分散させ、乾燥した後、６
００℃以下の温度で熱処理すると、中間化合物を生じる
ことなく直接チタン酸ジルコン酸鉛が生成し、圧電体磁
器材料粉末が得られる。
系圧電体磁器を組成する鉛以外の構成元素のアルコキシ
ド（主としてチタンアルコキシドとジルコニウムアルコ
キシド）のアルコール溶液を混合し、これを所定の条件
下（温度８０〜８５℃、圧力１気圧）で還流すると、複
合アルコキシド（Ｚr−Ｔiアルコキシド）が生成し、こ
れを加水分解し、アルカリを加えると、Ｚr−Ｔi複合酸
化物が単分散状態の超微粒子となって析出する。この
時、鉛以外の圧電体磁器構成元素のアルコキシドは、還
流過程で鉛アルコキシドのように揮発しないため、配合
比にずれを生じるのが防止される。次いで、前記単分散
状となった複合酸化物超微粒子を含む反応液に所定量の
鉛酸化物粉末を添加混合して分散させ、乾燥した後、６
００℃以下の温度で熱処理すると、中間化合物を生じる
ことなく直接チタン酸ジルコン酸鉛が生成し、圧電体磁
器材料粉末が得られる。
【００１０】以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて
本発明について説明する。
本発明について説明する。
【００１１】
【実施例】モレキュラーシーブで脱水処理したエタノー
ル５００mlに、テトライソプロポキシチタン０.０４４
３モル、テトラｎ−プロポキシジルコニウム０.０４０
９モルを投入し、混合、溶解した後、温度８０〜８５
℃、圧力１気圧の条件下で還流して８時間反応させた。
次いで、生成された複合アルコキシドのアルコール溶液
をマグネティックスターラーで撹拌しながら、水とエチ
ルアルコールとを容積比１：９で混合した混合溶液２０
０mlを１ml/分の速さで滴下して、室温で加水分解させ
る。次いで、前記反応液にアンモニア水を加えてｐＨを
９に調整し、生成された複合酸化物を適度に分散させ
る。この分散液に、鉛酸化物０.０８５２モルを加えて
ボールミルで混合、粉砕した後、噴霧乾燥させて溶剤を
除去する。得られた乾燥粉末を６００〜８５０℃で熱処
理し、圧電体磁器材料粉末を得る。この圧電体磁器材料
粉末についてＸ線回析分析を行い、その相分析の結果を
熱処理温度の関数として図１に示す。
ル５００mlに、テトライソプロポキシチタン０.０４４
３モル、テトラｎ−プロポキシジルコニウム０.０４０
９モルを投入し、混合、溶解した後、温度８０〜８５
℃、圧力１気圧の条件下で還流して８時間反応させた。
次いで、生成された複合アルコキシドのアルコール溶液
をマグネティックスターラーで撹拌しながら、水とエチ
ルアルコールとを容積比１：９で混合した混合溶液２０
０mlを１ml/分の速さで滴下して、室温で加水分解させ
る。次いで、前記反応液にアンモニア水を加えてｐＨを
９に調整し、生成された複合酸化物を適度に分散させ
る。この分散液に、鉛酸化物０.０８５２モルを加えて
ボールミルで混合、粉砕した後、噴霧乾燥させて溶剤を
除去する。得られた乾燥粉末を６００〜８５０℃で熱処
理し、圧電体磁器材料粉末を得る。この圧電体磁器材料
粉末についてＸ線回析分析を行い、その相分析の結果を
熱処理温度の関数として図１に示す。
【００１２】
【比較例】酸化鉛(II)０.２００モル、酸化ジルコニウ
ム０.０９６０モル、及び酸化チタン(IV)０.１０４モル
を秤量し、これに水１３０ｍｌを加えてボールミルで２
０時間粉砕する。粉砕終了後、吸引濾過して脱水し、得
られたケーキをオーブン中、１００℃で完全に乾燥させ
る。この乾燥粉末をメッシュ通しによって整粒した後、
６００〜８５０℃で２時間仮焼し、圧電体磁器材料粉末
を得る。Ｘ線回析分析による相分析の結果を熱処理温度
の関数として図２に示す。
ム０.０９６０モル、及び酸化チタン(IV)０.１０４モル
を秤量し、これに水１３０ｍｌを加えてボールミルで２
０時間粉砕する。粉砕終了後、吸引濾過して脱水し、得
られたケーキをオーブン中、１００℃で完全に乾燥させ
る。この乾燥粉末をメッシュ通しによって整粒した後、
６００〜８５０℃で２時間仮焼し、圧電体磁器材料粉末
を得る。Ｘ線回析分析による相分析の結果を熱処理温度
の関数として図２に示す。
【００１３】図１及び図２から明らかなように、従来の
粉末法では８５０℃以上で仮焼することによって初めて
単一相のチタン酸ジルコン酸鉛を得ることできないのに
対して、本発明の方法によれば、６００℃程度で単一相
のチタン酸ジルコン酸鉛を得ることができる。また、Ｘ
線回折分析により、従来の粉末法では、ロンボヘドラル
相とテトラゴナル相の共存状態から反応の進行と共にテ
トラゴナル相が増加してゆき、８５０℃でテトラゴナル
相のみになるが、本発明方法では、生成の初期段階から
テトラゴナル相のみであることが確認された。
粉末法では８５０℃以上で仮焼することによって初めて
単一相のチタン酸ジルコン酸鉛を得ることできないのに
対して、本発明の方法によれば、６００℃程度で単一相
のチタン酸ジルコン酸鉛を得ることができる。また、Ｘ
線回折分析により、従来の粉末法では、ロンボヘドラル
相とテトラゴナル相の共存状態から反応の進行と共にテ
トラゴナル相が増加してゆき、８５０℃でテトラゴナル
相のみになるが、本発明方法では、生成の初期段階から
テトラゴナル相のみであることが確認された。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、最初にチタン酸ジルコン酸鉛系圧電体磁器を
組成する鉛以外の構成元素のアルコキシドを含む溶液か
ら加水分解により複合酸化物を生成させ、その反応液に
鉛酸化物粉末を加えて混合分散させた後、それらの混合
粉末を熱処理するようにしているため、鉛酸化物が均一
に分散されたチタン・ジルコニウム複合酸化物と反応し
ていくため、反応過程で組成の異なる固溶体を生成する
ことなく、組成の均一な単一相のチタン酸ジルコニウム
鉛固溶体を従来よりも１００〜２００℃も低い６００〜
６５０℃の熱処理温度で容易に得ることができる。ま
た、熱処理温度が低いため、表面活性が高く、反応性の
高いチタン酸ジルコン酸鉛系圧電体磁器材料粉末を得る
ことができる。更に、有毒で高価な鉛アルコキシドを使
用しないので、製造コストの上昇を抑制することがで
き、また、組成のずれを生じることもないなど優れた効
果が得られる。
によれば、最初にチタン酸ジルコン酸鉛系圧電体磁器を
組成する鉛以外の構成元素のアルコキシドを含む溶液か
ら加水分解により複合酸化物を生成させ、その反応液に
鉛酸化物粉末を加えて混合分散させた後、それらの混合
粉末を熱処理するようにしているため、鉛酸化物が均一
に分散されたチタン・ジルコニウム複合酸化物と反応し
ていくため、反応過程で組成の異なる固溶体を生成する
ことなく、組成の均一な単一相のチタン酸ジルコニウム
鉛固溶体を従来よりも１００〜２００℃も低い６００〜
６５０℃の熱処理温度で容易に得ることができる。ま
た、熱処理温度が低いため、表面活性が高く、反応性の
高いチタン酸ジルコン酸鉛系圧電体磁器材料粉末を得る
ことができる。更に、有毒で高価な鉛アルコキシドを使
用しないので、製造コストの上昇を抑制することがで
き、また、組成のずれを生じることもないなど優れた効
果が得られる。
【図１】 本発明方法に於ける熱処理温度と反応系の相
変化との関係を示す図である。
変化との関係を示す図である。
【図２】 従来法に於ける熱処理温度と反応系の相変化
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 チタン酸ジルコン酸鉛系圧電体磁器を組
成する鉛以外の構成元素のアルコキシドを加水分解し、
得られた単分散状複合酸化物の微粉末に鉛酸化物の粉末
を添加混合して６５０℃以下の温度で熱処理することを
特徴とする圧電体磁器材料粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4111019A JPH05306122A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 圧電体磁器材料粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4111019A JPH05306122A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 圧電体磁器材料粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306122A true JPH05306122A (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=14550339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4111019A Pending JPH05306122A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 圧電体磁器材料粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05306122A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6120750A (en) * | 1998-03-26 | 2000-09-19 | Honda Giken Kobyo Kabushiki Kaisa | Method of producing lead-containing complex oxides |
-
1992
- 1992-04-30 JP JP4111019A patent/JPH05306122A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6120750A (en) * | 1998-03-26 | 2000-09-19 | Honda Giken Kobyo Kabushiki Kaisa | Method of producing lead-containing complex oxides |
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