JPH0624978B2 - 電気光学特性を有するセラミツクスの原料粉末の製造法 - Google Patents
電気光学特性を有するセラミツクスの原料粉末の製造法Info
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- JPH0624978B2 JPH0624978B2 JP60228432A JP22843285A JPH0624978B2 JP H0624978 B2 JPH0624978 B2 JP H0624978B2 JP 60228432 A JP60228432 A JP 60228432A JP 22843285 A JP22843285 A JP 22843285A JP H0624978 B2 JPH0624978 B2 JP H0624978B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧電体、オプトエレクトロニクス材、誘電
体、半導体、センサー等の素材として利用される、電気
光学特性を有するセラミツクスの原料粉末の製造法に関
する。
体、半導体、センサー等の素材として利用される、電気
光学特性を有するセラミツクスの原料粉末の製造法に関
する。
従来の技術的背景 近年、鉛(Pb)、ランタン(La)、ジルコニウム(Zr)および
チタン(Ti)の酸化物粉末を緻密に焼結して得られる多結
晶体（通常、(Pb1-xLax)(Zr1-yTiy)O3の組成を有する
（以下ＰＬＺＴという）は、単結晶に比べて電気光学係
数が大きく、また比較的大きな基板が作製し易い特長を
有することから、圧電体、オプトエレクトロニクス材、
誘電体、半導体、センサー等のセラミツクス素材として
広範囲に利用されている。
チタン(Ti)の酸化物粉末を緻密に焼結して得られる多結
晶体（通常、(Pb1-xLax)(Zr1-yTiy)O3の組成を有する
（以下ＰＬＺＴという）は、単結晶に比べて電気光学係
数が大きく、また比較的大きな基板が作製し易い特長を
有することから、圧電体、オプトエレクトロニクス材、
誘電体、半導体、センサー等のセラミツクス素材として
広範囲に利用されている。
而して、最近、上記各分野での機能上の高度化が進展す
るに伴ない、その要請に対応できる一そうの易焼結性、
好ましくは常圧下での焼結可能性、高密度性ならびに高
透過率を示し、かつ低コストで調製し得る素材としての
セラミツクス用粉末に対する要望が高まつてきている。
るに伴ない、その要請に対応できる一そうの易焼結性、
好ましくは常圧下での焼結可能性、高密度性ならびに高
透過率を示し、かつ低コストで調製し得る素材としての
セラミツクス用粉末に対する要望が高まつてきている。
従来、ＰＬＺＴと称せられる上記多結晶体の製造法とし
ては、上述したように、Pb、La、ZrおよびTiの各成分の
酸化物などの化合物を乾式で混合し、該混合物を仮焼す
る方法が行なわれている。しかし、この方法では均一な
組成の粉末が得難く、かつその焼結性も十分でないた
め、上述したような要請に対応し得るＰＬＺＴセラミツ
クス用粉末を得ることは実際上不可能である。
ては、上述したように、Pb、La、ZrおよびTiの各成分の
酸化物などの化合物を乾式で混合し、該混合物を仮焼す
る方法が行なわれている。しかし、この方法では均一な
組成の粉末が得難く、かつその焼結性も十分でないた
め、上述したような要請に対応し得るＰＬＺＴセラミツ
クス用粉末を得ることは実際上不可能である。
一方、近年、ＰＬＺＴセラミツクス用粉末の製造法とし
て湿式法が注目されており、この方法はPb、La、Zrおよ
びTiの各成分の種々の化合物形態での混合溶液を調製
し、この混合溶液にアルカリ等の沈澱形成液を添加して
共同沈澱（以下共沈と称する）させ、得られた共沈物を
乾燥し、次いで仮焼させることから成る方法（以下共沈
法と称する）である。
て湿式法が注目されており、この方法はPb、La、Zrおよ
びTiの各成分の種々の化合物形態での混合溶液を調製
し、この混合溶液にアルカリ等の沈澱形成液を添加して
共同沈澱（以下共沈と称する）させ、得られた共沈物を
乾燥し、次いで仮焼させることから成る方法（以下共沈
法と称する）である。
しかし、この共沈法によると均一性の優れた粉末が得易
いが、その反面、均一性なるが故に沈澱生成時、乾燥時
又は仮焼時に粒子が凝結して二次粒子を形成し、その結
果、易焼結性のものが得難いという欠点がみられる。更
に、この共沈法では沈澱形成液の添加時の濃度が一定で
あるため、混合溶液中の各成分の沈澱形成能が一定でな
く、例えば或る成分は 100％沈澱するが、他の成分は全
部沈澱を生成し得ない場合等があり、したがつて、所望
組成の粉末が得難いという問題点もみられる。
いが、その反面、均一性なるが故に沈澱生成時、乾燥時
又は仮焼時に粒子が凝結して二次粒子を形成し、その結
果、易焼結性のものが得難いという欠点がみられる。更
に、この共沈法では沈澱形成液の添加時の濃度が一定で
あるため、混合溶液中の各成分の沈澱形成能が一定でな
く、例えば或る成分は 100％沈澱するが、他の成分は全
部沈澱を生成し得ない場合等があり、したがつて、所望
組成の粉末が得難いという問題点もみられる。
なお、上記共沈法における混合溶液の調製に当つては、
Pb、La、ZrおよびTiを主として酸化物の形態で用いてい
るが、近年、アルコキシドの形態でベンゼン溶液として
用いることも提案されている。
Pb、La、ZrおよびTiを主として酸化物の形態で用いてい
るが、近年、アルコキシドの形態でベンゼン溶液として
用いることも提案されている。
発明が解決しようとする問題点 本発明者は、上述した状況に鑑み、優れた電気光学特性
を有するとともに、易焼結性であり、更に均一性と嵩密
度の点で特に優れたセラミツクス用粉末の製造法につい
て検討した結果、硝酸カルシウムと硝酸ランタンおよび
硝酸鉛の混合溶液からこれら成分を含む共沈物を生成さ
せ、該共沈物の分散液と、オキシ塩化ジルコニウムとオ
キシ塩化チタンとの混合溶液を混合してこれら各成分の
共沈物を生成させ、更にこの共沈物の分散液と、Nb2O5
もしくはニオブアルコキシドの溶液を混合させて、上記
全成分の共沈物を生成させることから成る三段階の共沈
を順次行なうことにより得られる沈澱物を乾燥した後、
仮焼することにより、上記特性を有するセラミツクス用
粉末が得られることの知見を得て、本発明をなすに至つ
た。
を有するとともに、易焼結性であり、更に均一性と嵩密
度の点で特に優れたセラミツクス用粉末の製造法につい
て検討した結果、硝酸カルシウムと硝酸ランタンおよび
硝酸鉛の混合溶液からこれら成分を含む共沈物を生成さ
せ、該共沈物の分散液と、オキシ塩化ジルコニウムとオ
キシ塩化チタンとの混合溶液を混合してこれら各成分の
共沈物を生成させ、更にこの共沈物の分散液と、Nb2O5
もしくはニオブアルコキシドの溶液を混合させて、上記
全成分の共沈物を生成させることから成る三段階の共沈
を順次行なうことにより得られる沈澱物を乾燥した後、
仮焼することにより、上記特性を有するセラミツクス用
粉末が得られることの知見を得て、本発明をなすに至つ
た。
すなわち、本発明は、上述したような優れた特性を有す
るセラミツクスの原料粉末として好適なセラミツクス用
粉末を製造するための方法を提供することを目的とす
る。以下本発明を詳しく説明する。
るセラミツクスの原料粉末として好適なセラミツクス用
粉末を製造するための方法を提供することを目的とす
る。以下本発明を詳しく説明する。
発明の構成 本発明の特徴は、硝酸カルシウムと硝酸ランタンおよび
硝酸鉛の混合溶液に、沈澱形成液を混合することによ
り、これらの成分を共同沈澱させ、得られた沈澱物の分
散液に、オキシ塩化ジルコニウムとオキシ塩化チタンの
混合溶液を混合することにより、上記各成分を含む沈澱
物を共同沈澱させ、次いで、得られた沈澱物の分散液
に、ニオブのNb2O5もしくはアルコキシドの溶液を混合
することにより、これら全成分を含む沈澱物を共同沈澱
させ、得られた沈澱物を分離して乾燥後、 400乃至1200
℃で仮焼することにある。
硝酸鉛の混合溶液に、沈澱形成液を混合することによ
り、これらの成分を共同沈澱させ、得られた沈澱物の分
散液に、オキシ塩化ジルコニウムとオキシ塩化チタンの
混合溶液を混合することにより、上記各成分を含む沈澱
物を共同沈澱させ、次いで、得られた沈澱物の分散液
に、ニオブのNb2O5もしくはアルコキシドの溶液を混合
することにより、これら全成分を含む沈澱物を共同沈澱
させ、得られた沈澱物を分離して乾燥後、 400乃至1200
℃で仮焼することにある。
このようにすることによって、一般式 X(CaO・1/4La2O3・1/4Nb2O5)・(1-X)〔Pb(ZryTi1-y)
O3〕 で示され、電気光学特性を有するセラミツクス原料粉末
が得られる。
O3〕 で示され、電気光学特性を有するセラミツクス原料粉末
が得られる。
問題点を解決するための手段 本発明では、まず、硝酸カルシウムと硝酸ランタンおよ
び硝酸鉛の混合溶液、例えばこれらを水に溶解した水溶
液に、沈澱形成液としてのアルカリ溶液、例えば炭酸ア
ンモニウム、アンモニヤ、苛性アルカリ等の水溶液を撹
拌下に混合することにより、Ca、LaおよびPbの成分を含
む沈澱物を共沈させる。
び硝酸鉛の混合溶液、例えばこれらを水に溶解した水溶
液に、沈澱形成液としてのアルカリ溶液、例えば炭酸ア
ンモニウム、アンモニヤ、苛性アルカリ等の水溶液を撹
拌下に混合することにより、Ca、LaおよびPbの成分を含
む沈澱物を共沈させる。
次に、上述のようにして得られた共沈物の分散液に、オ
キシ塩化ジルコニウムとオキシ塩化チタンの混合溶液、
例えばこれらの両成分を稀硝酸水溶液に溶解した混合溶
液を混合して、Ca、La、Pb、ZrおよびTiを含む沈澱物を
共沈させ、次いで、更にこのようにして得られた共沈物
の分散液に、Nb2O5もしくはニオブアルコキシドの溶
液、例えばフツ化水素酸に溶解した溶液を混合して上記
各成分とNbを含む全成分の沈澱物を共沈させる。
キシ塩化ジルコニウムとオキシ塩化チタンの混合溶液、
例えばこれらの両成分を稀硝酸水溶液に溶解した混合溶
液を混合して、Ca、La、Pb、ZrおよびTiを含む沈澱物を
共沈させ、次いで、更にこのようにして得られた共沈物
の分散液に、Nb2O5もしくはニオブアルコキシドの溶
液、例えばフツ化水素酸に溶解した溶液を混合して上記
各成分とNbを含む全成分の沈澱物を共沈させる。
すなわち、本発明では、上述のように３段階の共沈操作
を行なうことにより、Ca、La、Pb、ZrおよびTiおよびNb
を含む共沈物を生成させるものである。
を行なうことにより、Ca、La、Pb、ZrおよびTiおよびNb
を含む共沈物を生成させるものである。
このようにして３段階で共沈させて得られた上記共沈物
を分離し、水洗した後、乾燥して 400〜1200℃の温度で
仮焼すると、均一かつ易焼結性のセラミツクスの原料粉
末が得られる。この仮焼に当つて、温度が 400℃未満で
は得られる粉末の固相反応が不十分であり、一方1200℃
を越えると粉末が粗大化するので好ましくない。
を分離し、水洗した後、乾燥して 400〜1200℃の温度で
仮焼すると、均一かつ易焼結性のセラミツクスの原料粉
末が得られる。この仮焼に当つて、温度が 400℃未満で
は得られる粉末の固相反応が不十分であり、一方1200℃
を越えると粉末が粗大化するので好ましくない。
叙上のように、本発明に従つて、セラミツクスの原料粉
末の目的成分である上記各成分を３段階で順次的に共沈
させることにより、一段階の共沈では完全に共沈させ難
い成分を全部実質上完全に共沈させることが可能となる
ので、得られた全成分の共沈物を仮焼すると、上述のよ
うに目的とするセラミツクスを均一にかつ易焼結性にす
るのに適した原料粉末が得られるようになる。
末の目的成分である上記各成分を３段階で順次的に共沈
させることにより、一段階の共沈では完全に共沈させ難
い成分を全部実質上完全に共沈させることが可能となる
ので、得られた全成分の共沈物を仮焼すると、上述のよ
うに目的とするセラミツクスを均一にかつ易焼結性にす
るのに適した原料粉末が得られるようになる。
発明の実施例 以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。
実施例 硝酸カルシウム 2.146モル／水溶液７ml、硝酸ランタ
ン 0.932モル／水溶液８mlおよび硝酸鉛 0.852モル／
水溶液 481mlに４Ｎアンモニア水1000mlを加え、水酸
化物の沈澱を形成し、ついでアンモニア過剰にした前記
沈澱を含む液にオキシ塩化ジルコニウム 1.976モル／
水溶液 129mlおよびオキシ塩化チタニウム1.257モル／
水溶液 109mlを加え沈澱を形成した。ついで、Nb(OB
u)5 0.875モル／水溶液９mlを前記アンモニア過剰の
沈澱液に加え、沈澱形成後、濾過し、200 ℃で 1時間乾
燥した。
ン 0.932モル／水溶液８mlおよび硝酸鉛 0.852モル／
水溶液 481mlに４Ｎアンモニア水1000mlを加え、水酸
化物の沈澱を形成し、ついでアンモニア過剰にした前記
沈澱を含む液にオキシ塩化ジルコニウム 1.976モル／
水溶液 129mlおよびオキシ塩化チタニウム1.257モル／
水溶液 109mlを加え沈澱を形成した。ついで、Nb(OB
u)5 0.875モル／水溶液９mlを前記アンモニア過剰の
沈澱液に加え、沈澱形成後、濾過し、200 ℃で 1時間乾
燥した。
尚、前記した鉛の添加量は、目的の化合物X(CaO・1/4La
2O3・1/4Nb2O5)・(1-X)〔Pb(ZryTi1-y)O3〕 のPb品位に対し４％過剰となるように添加した。
2O3・1/4Nb2O5)・(1-X)〔Pb(ZryTi1-y)O3〕 のPb品位に対し４％過剰となるように添加した。
乾燥した後、 925℃で１時間仮焼し、結晶水を分解揮発
させた。その後粉砕し、アセトン溶液中に粉を入れ、こ
れをボールミルで粉砕し、その後 200℃で乾燥した。そ
の後、 700℃で 1時間仮焼し、金型0.5t／cm2で成型
し、CIP 処理（冷間均等圧プレス）1.5t／cm2で処理
後、常圧焼結により1200℃で 2時間処理後、スライス
し、研磨後光透過率を調べた。
させた。その後粉砕し、アセトン溶液中に粉を入れ、こ
れをボールミルで粉砕し、その後 200℃で乾燥した。そ
の後、 700℃で 1時間仮焼し、金型0.5t／cm2で成型
し、CIP 処理（冷間均等圧プレス）1.5t／cm2で処理
後、常圧焼結により1200℃で 2時間処理後、スライス
し、研磨後光透過率を調べた。
分極処理前では、λ＝6000ｎｍで65％、分極処理後にお
いてはλ＝6000ｎｍで61％であり、分極処理後も光透過
率の低下は少く良好であった。
いてはλ＝6000ｎｍで61％であり、分極処理後も光透過
率の低下は少く良好であった。
発明の効果 上記実施例にみられるとおり、本発明は下記の効果を有
する。
する。
(1)X(CaO・1/4La2O3・1/4Nb2O5)・(1-X)〔Pb(ZryTi1-y)
O3〕（ＣＬＮ−ＰＺＴ）用粉末の製造法として極めて有
利である。
O3〕（ＣＬＮ−ＰＺＴ）用粉末の製造法として極めて有
利である。
(2)ＰＬＺＴに比べ、ＣＬＮ−ＰＺＴは、ポーリング後
の光の透過度を低下が少ないが、本発明により得られる
粉末を用いると、焼結性が一そう良好なＣＬＮ−ＰＺＴ
の製造が可能となり、したがつて、ポーリング後の光の
透過度の低下もより少ないものが得られる。
の光の透過度を低下が少ないが、本発明により得られる
粉末を用いると、焼結性が一そう良好なＣＬＮ−ＰＺＴ
の製造が可能となり、したがつて、ポーリング後の光の
透過度の低下もより少ないものが得られる。
Claims (2)
- 【請求項１】硝酸カルシウムと硝酸ランタンおよび硝酸
鉛の混合溶液に、沈澱形成液を混合することにより、こ
れらの成分を共同沈澱させ、得られた沈澱物の分散液
に、オキシ塩化ジルコニウムとオキシ塩化チタンの混合
溶液を混合することにより、上記各成分を含む沈澱物を
共同沈澱させ、次いで、得られた沈澱物の分散液に、ニ
オブのNb2O5もしくはアルコキシド溶液を混合すること
により、これら全成分を含む沈澱物を共同沈澱させ、得
られた沈澱物を分離して乾燥後、400乃至1200℃で仮焼
することを特徴とする一般式X(CaO・1/4 La2O3・1/4Nb2
O5)・(1-X)〔Pb(ZryTi1-y)O3〕で表される、電気光学特
性を有するセラミツクスの原料粉末の製造法。 - 【請求項２】上記沈澱形成液が炭酸アンモニウムの溶液
である特許請求の範囲第(1)項記載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228432A JPH0624978B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 電気光学特性を有するセラミツクスの原料粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228432A JPH0624978B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 電気光学特性を有するセラミツクスの原料粉末の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62105926A JPS62105926A (ja) | 1987-05-16 |
| JPH0624978B2 true JPH0624978B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=16876392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60228432A Expired - Lifetime JPH0624978B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 電気光学特性を有するセラミツクスの原料粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624978B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI747360B (zh) * | 2020-07-03 | 2021-11-21 | 馗鼎奈米科技股份有限公司 | 壓電薄膜之極化品質的監控方法 |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60228432A patent/JPH0624978B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62105926A (ja) | 1987-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |