JPH0818871B2 - ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 - Google Patents
ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法Info
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- JPH0818871B2 JPH0818871B2 JP61298905A JP29890586A JPH0818871B2 JP H0818871 B2 JPH0818871 B2 JP H0818871B2 JP 61298905 A JP61298905 A JP 61298905A JP 29890586 A JP29890586 A JP 29890586A JP H0818871 B2 JPH0818871 B2 JP H0818871B2
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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、一般式がPbZrO3−PbTiO3で表わされるジル
コン酸チタン酸鉛（以下これをPZTと略す）及び一般式
がPbZrO3−PbTiO3−Pb（Ｍ1/3Nb2/3）O3（但し、ＭはM
g,Zn,Niの少なくとも１種、Pbの一部はBa,Sr,Caの少な
くとも１種で置換可能）３成分系ジルコン酸チタン酸鉛
（以下これを三成分系PZTと略す）圧電磁器の製造方法
に関するものである。
コン酸チタン酸鉛（以下これをPZTと略す）及び一般式
がPbZrO3−PbTiO3−Pb（Ｍ1/3Nb2/3）O3（但し、ＭはM
g,Zn,Niの少なくとも１種、Pbの一部はBa,Sr,Caの少な
くとも１種で置換可能）３成分系ジルコン酸チタン酸鉛
（以下これを三成分系PZTと略す）圧電磁器の製造方法
に関するものである。
PZT及び３成分系PZTは、圧電特性に優れ、アクチュエ
ータ，センサとして広範囲の分野で利用されている。
ータ，センサとして広範囲の分野で利用されている。
鉛の一部をランタニド元素で置換したPZT及び３成分
系PZT磁器の構成成分である酸化物（酸化鉛、酸化ジル
コニウム、酸化チタン等）の構成成分の原料粉末の中
で、ジルコニア原料粉末は極めて凝集しやすい。その
為、この様なジルコニア原料粉末を使用し、混合して、
乾式法でPZT磁器粉末を作製すると、平均粒径は１〜２
μｍ以上のものとなる。この程度の粒度の粉末を使用し
ても、高密度且つ高度な機能を有するPZT磁器及び３成
分系磁器を得ることは難しい。
系PZT磁器の構成成分である酸化物（酸化鉛、酸化ジル
コニウム、酸化チタン等）の構成成分の原料粉末の中
で、ジルコニア原料粉末は極めて凝集しやすい。その
為、この様なジルコニア原料粉末を使用し、混合して、
乾式法でPZT磁器粉末を作製すると、平均粒径は１〜２
μｍ以上のものとなる。この程度の粒度の粉末を使用し
ても、高密度且つ高度な機能を有するPZT磁器及び３成
分系磁器を得ることは難しい。
本発明は、前記のランタニド元素で鉛の一部を置換し
たPZT及び３成分系PZT磁器の乾式法による合成における
欠点を解決すべくなされたものであり、その目的は、分
散性の良いサブミクロン級の変成ジルコニア原料粉末を
作製し、該粉末を用いて単なる乾式法によって易焼結性
且つ高嵩密度のPZT及び３成分系磁器粉末を合成し、更
にこれら粉末を焼結して高性能且つ高密度のPZT及び３
成分系PZT磁器を製造する方法を提供するものである。
たPZT及び３成分系PZT磁器の乾式法による合成における
欠点を解決すべくなされたものであり、その目的は、分
散性の良いサブミクロン級の変成ジルコニア原料粉末を
作製し、該粉末を用いて単なる乾式法によって易焼結性
且つ高嵩密度のPZT及び３成分系磁器粉末を合成し、更
にこれら粉末を焼結して高性能且つ高密度のPZT及び３
成分系PZT磁器を製造する方法を提供するものである。
本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、
ランタニド元素で鉛の一部を置換したPZT及び３成分系P
ZT磁器の乾式法による製造過程に於いて、ランタニド元
素で鉛の一部を置換したPZT磁器粉末を構成するジルコ
ニウム以外の少なくとも一金属成分の適量とジルコニウ
ム溶液とを含有する溶液において加水分解反応を行なっ
てゾルを生成すると系の不均一のためZr含有粒子の凝集
が起こりにくくなり、その後乾燥を行ない、700〜1300
℃で仮焼すると、凝集の極めて少ないサブミクロン級の
粉末（変成ジルコニア粉末）となし得ることが分った。
これを原料とし、目的とするランタニド元素で鉛の一部
を置換したPZTまたは３成分系PZT磁器の残りの構成成分
の化合物を乾式法によって混合すれば、サブミクロン級
の粉末特性の優れた原料粉末が容易に得られ、これを成
型して焼結すると、焼結助剤なしに極めて高密度のPZT
または３成分系磁器が容易に得られることを究明し得
た。この知見に基いて本発明を完成した。
ランタニド元素で鉛の一部を置換したPZT及び３成分系P
ZT磁器の乾式法による製造過程に於いて、ランタニド元
素で鉛の一部を置換したPZT磁器粉末を構成するジルコ
ニウム以外の少なくとも一金属成分の適量とジルコニウ
ム溶液とを含有する溶液において加水分解反応を行なっ
てゾルを生成すると系の不均一のためZr含有粒子の凝集
が起こりにくくなり、その後乾燥を行ない、700〜1300
℃で仮焼すると、凝集の極めて少ないサブミクロン級の
粉末（変成ジルコニア粉末）となし得ることが分った。
これを原料とし、目的とするランタニド元素で鉛の一部
を置換したPZTまたは３成分系PZT磁器の残りの構成成分
の化合物を乾式法によって混合すれば、サブミクロン級
の粉末特性の優れた原料粉末が容易に得られ、これを成
型して焼結すると、焼結助剤なしに極めて高密度のPZT
または３成分系磁器が容易に得られることを究明し得
た。この知見に基いて本発明を完成した。
本発明の要旨は次の三つの工程の組み合わせにある。
（１）ランタニド元素で鉛の一部を置換したPZTまたは
３成分系磁器を構成するジルコニウム以外の少なくとも
一成分を、ゾルの凝集を抑制するに足る適量を選び、ジ
ルコニウムを含有する溶液を作り、加水分解反応を行な
ってゾルを生成し、乾燥後700〜1300℃で仮焼する工
程。この工程では、ゾル生成中の凝集が避けられ、また
PLZT,PZTなどの製造にも使用することができる変成ジル
コニアが製造される。
３成分系磁器を構成するジルコニウム以外の少なくとも
一成分を、ゾルの凝集を抑制するに足る適量を選び、ジ
ルコニウムを含有する溶液を作り、加水分解反応を行な
ってゾルを生成し、乾燥後700〜1300℃で仮焼する工
程。この工程では、ゾル生成中の凝集が避けられ、また
PLZT,PZTなどの製造にも使用することができる変成ジル
コニアが製造される。
（２）（１）の工程で得られた仮焼物と、この仮焼物を
構成する成分の内、所定配合比に対して不足する成分の
化合物粉末の必要量と、目的とするランタニド元素で鉛
の一部を置換したPZTまたは３成分系PZT磁器の残りの構
成成分の化合物を混合して500〜1300℃で仮焼する工
程。この工程では、残りの成分の添加によって所望の化
合物組成が得られる。
構成する成分の内、所定配合比に対して不足する成分の
化合物粉末の必要量と、目的とするランタニド元素で鉛
の一部を置換したPZTまたは３成分系PZT磁器の残りの構
成成分の化合物を混合して500〜1300℃で仮焼する工
程。この工程では、残りの成分の添加によって所望の化
合物組成が得られる。
（３）得られた仮焼粉末を成型して700〜1500℃で焼結
する工程。ジルコニウム溶液を作製するための化合物と
しては、オキシ塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニ
ウム、塩化ジルコニウム、及び硝酸ジルコニウムが挙げ
られる。ジルコニウム溶液の溶媒としては上記化合物を
溶解させる水またはアルコールを用いる。上記化合物は
すべて水に可溶であり、オキシ塩化ジルコニウム，塩化
ジルコニウムおよび四塩化チタンはエタノールに可溶で
ある。さらに、ジルコニウム溶液の加水分解反応は加熱
状態（100℃前後）で行なうことができる。ゾル体はろ
過およ洗浄により回収する。
する工程。ジルコニウム溶液を作製するための化合物と
しては、オキシ塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニ
ウム、塩化ジルコニウム、及び硝酸ジルコニウムが挙げ
られる。ジルコニウム溶液の溶媒としては上記化合物を
溶解させる水またはアルコールを用いる。上記化合物は
すべて水に可溶であり、オキシ塩化ジルコニウム，塩化
ジルコニウムおよび四塩化チタンはエタノールに可溶で
ある。さらに、ジルコニウム溶液の加水分解反応は加熱
状態（100℃前後）で行なうことができる。ゾル体はろ
過およ洗浄により回収する。
ジルコニウム含有溶液に溶解されるランタニド元素で
鉛の一部を置換したPZT磁器または３成分系PZTの構成成
分の種類とその量は、ジルコニア粉末の凝集を有効に抑
制し得るものが好ましい。
鉛の一部を置換したPZT磁器または３成分系PZTの構成成
分の種類とその量は、ジルコニア粉末の凝集を有効に抑
制し得るものが好ましい。
本発明の方法においては、ゾル成分の組合せに於いて
種々の変形が可能である。例えば、（Pb,Sm）（Zr,Ti）
O3、で表わされるPZT磁器に於いて、オキシ硝酸ジルコ
ニウム水溶液と硝酸サマリウム（Sm（NO3）３）の水溶
液を混合したものからZr4+とSm3+を含むゾルを得ても良
い。また、オキシ塩化ジルコニウム水溶液と四塩化チタ
ン水溶液との混合液からZr4+とTi4+を含むゾルを得、こ
れと別個に、硝酸鉛（Pb（NO3）２）水溶液と硝酸サマ
リウムの水溶液から、Zr以外の少なくとも２種の成分で
あるPb2+とSm3+を含むゾルを得、これら２つのゾルをそ
れぞれ乾燥仮焼して得た酸化物粉末と、目的とするPZT
の構成成分の不足分を加えて、磁器を作製しても良い。
またオキシ塩化ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水溶
液との混合液からZr4+とTi4+のゾルを得、これと別個に
オキシ塩化ジルコニウム水溶液と硝酸サマリウム水溶液
との混合液からZr4+とSm3+のゾルを得、これら二つのゾ
ルをそれぞれ仮焼して得た酸化物粉末と、目的とするPZ
Tの構成成分の不足分を加えて、磁器を作製してもよ
い。
種々の変形が可能である。例えば、（Pb,Sm）（Zr,Ti）
O3、で表わされるPZT磁器に於いて、オキシ硝酸ジルコ
ニウム水溶液と硝酸サマリウム（Sm（NO3）３）の水溶
液を混合したものからZr4+とSm3+を含むゾルを得ても良
い。また、オキシ塩化ジルコニウム水溶液と四塩化チタ
ン水溶液との混合液からZr4+とTi4+を含むゾルを得、こ
れと別個に、硝酸鉛（Pb（NO3）２）水溶液と硝酸サマ
リウムの水溶液から、Zr以外の少なくとも２種の成分で
あるPb2+とSm3+を含むゾルを得、これら２つのゾルをそ
れぞれ乾燥仮焼して得た酸化物粉末と、目的とするPZT
の構成成分の不足分を加えて、磁器を作製しても良い。
またオキシ塩化ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水溶
液との混合液からZr4+とTi4+のゾルを得、これと別個に
オキシ塩化ジルコニウム水溶液と硝酸サマリウム水溶液
との混合液からZr4+とSm3+のゾルを得、これら二つのゾ
ルをそれぞれ仮焼して得た酸化物粉末と、目的とするPZ
Tの構成成分の不足分を加えて、磁器を作製してもよ
い。
また、オキシ塩化ジルコニウム水溶液と四塩化チタン
水溶液との混合液からZr4+とTi4+を含むゾルを得、これ
と別個にZr以外の１種の成分であるSmを含有する硝酸サ
マリウムの水溶液からSm3+を含むゾルを得て、このゾル
と沈殿体をそれぞれ仮焼して得た酸化物粉末と、目的と
するPZTの構成成分の不足分を加えて磁器を作製しても
良い。
水溶液との混合液からZr4+とTi4+を含むゾルを得、これ
と別個にZr以外の１種の成分であるSmを含有する硝酸サ
マリウムの水溶液からSm3+を含むゾルを得て、このゾル
と沈殿体をそれぞれ仮焼して得た酸化物粉末と、目的と
するPZTの構成成分の不足分を加えて磁器を作製しても
良い。
さらに、本発明における３成分PZTの作製法において
も、ゾルの組合せに於いて種々の変形が可能である。例
えば、PbZrO3−PbTiO3−Pb（Ｍ1/3Nb2/3）O3、（ＭはM
g,Zn,Ni,の内１種）で表わされる３成分系PZT磁器に於
いて、オキシ硝酸ジルコニウム水溶液と硝酸鉛の水溶液
を混合したものからZr4+とPb2+のゾルを得ても良い。ま
た、オキシ塩化ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水溶
液との混合液から、Zr4+とTi4+のゾルを得、これと別個
に、五塩化ニオビウム水溶液と硝酸鉛の水溶液から、Zr
以外の少なくとも２種の成分であるNb5+とPb2+のゾルを
得、これら２つのゾルをそれぞれ仮焼して得た酸化物粉
末と、目的とする３成分系PZTの構成成分の不足分を加
えて、磁器を作製しても良い。またオキシ塩化ジルコニ
ウム水溶液と四塩化チタン水溶液との混合液からZr4+と
Ti4+のゾルを得、これと別個にオキシ塩化ジルコニウム
水溶液と五塩化ニオビウム水溶液との混合液からZr4+と
Nb5+のゾルを得、これら二つのゾルをそれぞれ仮焼して
得た酸化物粉末と、目的とするPZTの構成成分の不足分
を加えて、磁器を作製してもよい。
も、ゾルの組合せに於いて種々の変形が可能である。例
えば、PbZrO3−PbTiO3−Pb（Ｍ1/3Nb2/3）O3、（ＭはM
g,Zn,Ni,の内１種）で表わされる３成分系PZT磁器に於
いて、オキシ硝酸ジルコニウム水溶液と硝酸鉛の水溶液
を混合したものからZr4+とPb2+のゾルを得ても良い。ま
た、オキシ塩化ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水溶
液との混合液から、Zr4+とTi4+のゾルを得、これと別個
に、五塩化ニオビウム水溶液と硝酸鉛の水溶液から、Zr
以外の少なくとも２種の成分であるNb5+とPb2+のゾルを
得、これら２つのゾルをそれぞれ仮焼して得た酸化物粉
末と、目的とする３成分系PZTの構成成分の不足分を加
えて、磁器を作製しても良い。またオキシ塩化ジルコニ
ウム水溶液と四塩化チタン水溶液との混合液からZr4+と
Ti4+のゾルを得、これと別個にオキシ塩化ジルコニウム
水溶液と五塩化ニオビウム水溶液との混合液からZr4+と
Nb5+のゾルを得、これら二つのゾルをそれぞれ仮焼して
得た酸化物粉末と、目的とするPZTの構成成分の不足分
を加えて、磁器を作製してもよい。
また、オキシ硝酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン
水溶液との混合液から、Zr4+とTi4+のゾルを得、これと
別個に、Ｍの硝酸化合物（Ｍ（NO3）２）の水溶液からM
2+のゾルを得る。Zr4+とTi4+のゾルと、M2+の沈殿体を
それぞれ仮焼して得た酸化物粉末と目的とする３成分系
PZTの構成成分の不足分を加えて磁器を作製しても良
い。得られたゾルの仮焼温度は、700〜1300℃である。
仮焼温度が700℃より低いと凝集が顕著に起り、1300℃
を越えると粒子が粗大化する傾向がある。この様にして
得られた粉末に、目的とするランタニド元素で鉛の一部
を置換したPZT及び３成分系PZTの構成成分の不足分を加
えて混合する。もちろん、ジルコニア及びジルコニアに
添加した成分の不足分も補充する必要がある。この場
合、いずれの化合物粉末（主として酸化物）の粒度はサ
ブミクロン級のものを使用する。ただ、酸化鉛粉末は粗
大粒径のものを使用しても得られるPZT及び３成分系PZT
粉末の特性に殆んど影響を与えない。
水溶液との混合液から、Zr4+とTi4+のゾルを得、これと
別個に、Ｍの硝酸化合物（Ｍ（NO3）２）の水溶液からM
2+のゾルを得る。Zr4+とTi4+のゾルと、M2+の沈殿体を
それぞれ仮焼して得た酸化物粉末と目的とする３成分系
PZTの構成成分の不足分を加えて磁器を作製しても良
い。得られたゾルの仮焼温度は、700〜1300℃である。
仮焼温度が700℃より低いと凝集が顕著に起り、1300℃
を越えると粒子が粗大化する傾向がある。この様にして
得られた粉末に、目的とするランタニド元素で鉛の一部
を置換したPZT及び３成分系PZTの構成成分の不足分を加
えて混合する。もちろん、ジルコニア及びジルコニアに
添加した成分の不足分も補充する必要がある。この場
合、いずれの化合物粉末（主として酸化物）の粒度はサ
ブミクロン級のものを使用する。ただ、酸化鉛粉末は粗
大粒径のものを使用しても得られるPZT及び３成分系PZT
粉末の特性に殆んど影響を与えない。
これら混合物の仮焼温度は、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があり、500〜130
0℃がよい。
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があり、500〜130
0℃がよい。
このようにして得られた粉末を成型して焼結する。焼
結温度は、その構成成分の種類によって異なるが、一般
的に700〜1500℃の範囲である。
結温度は、その構成成分の種類によって異なるが、一般
的に700〜1500℃の範囲である。
700℃より低いと焼結が不充分であり、1500℃を越え
ると粒子が粗大化したり、あるいは構成成分の揮発が起
る。
ると粒子が粗大化したり、あるいは構成成分の揮発が起
る。
実施例１ 四塩化チタン水溶液（0.751mol/濃度）43.57ccとオ
キシ塩化ジルコニウム水溶液（0.873mol/濃度）150cc
とを混合した。この混合水溶液を100℃で100時間保持す
ることによって加水分解を行い、Ti4+とZr4+を含むゾル
を得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で仮焼して（Ti
0.2Zr0.8）O2粉末を作製した。この粉末サブミクロン級
であった。
キシ塩化ジルコニウム水溶液（0.873mol/濃度）150cc
とを混合した。この混合水溶液を100℃で100時間保持す
ることによって加水分解を行い、Ti4+とZr4+を含むゾル
を得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で仮焼して（Ti
0.2Zr0.8）O2粉末を作製した。この粉末サブミクロン級
であった。
該粉末4.1981g,市販のTiO2微粉末1.2549g,PbO粉末11.
16g,Sm2O3微粒子0.2739gをボールミルで一昼夜混合した
後、750℃で１時間仮焼して、Pb0.955Sm0.03（Zr0.56Ti
0.44）O3PZT粉末を得た。この平均粒径は約0.42μｍで
あった。この粉末を1t/cm2で成型した後、1200℃で１時
間鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下で焼結した。得られた
磁器の密度は、理論密度にかなり近いものであった。
16g,Sm2O3微粒子0.2739gをボールミルで一昼夜混合した
後、750℃で１時間仮焼して、Pb0.955Sm0.03（Zr0.56Ti
0.44）O3PZT粉末を得た。この平均粒径は約0.42μｍで
あった。この粉末を1t/cm2で成型した後、1200℃で１時
間鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下で焼結した。得られた
磁器の密度は、理論密度にかなり近いものであった。
また、Sm2O3の代わりに、Nd2O3,Gd2O3等のランタニド
元素の酸化物を用いて同様の工程でPZTを各々作製した
結果Sm2O3の場合とほぼ同様の結果を得た。
元素の酸化物を用いて同様の工程でPZTを各々作製した
結果Sm2O3の場合とほぼ同様の結果を得た。
比較例１ 市販のPbO,Sm2O3,TiO2,ZrO2,粉末をPb0.955Sm0.03（Z
r0.56Ti0.44）O3の組成になるように混合した。この混
合物をボールミルで一昼夜混合した後、850℃で２時間
仮焼した。得られた粉末を1t/cm2で成型した後、1200℃
で１時間鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下で焼結した。得
られた磁器の密度は7.2程度であった。
r0.56Ti0.44）O3の組成になるように混合した。この混
合物をボールミルで一昼夜混合した後、850℃で２時間
仮焼した。得られた粉末を1t/cm2で成型した後、1200℃
で１時間鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下で焼結した。得
られた磁器の密度は7.2程度であった。
尚、仮焼して得られた粉末は、大きな凝集体からな
り、平均粒径は特定できなかった。
り、平均粒径は特定できなかった。
実施例２ 四塩化チタン水溶液（0.751mol/濃度）43.57ccとオ
キシ塩化ジルコニウム水溶液（0.873mol/濃度）150cc
とを混合した。この混合水溶液を100℃で100時間保持す
ることによって加水分解反応を行い、Ti4+とZr4+を含む
ゾルを得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で仮焼して
（Ti0.2Zr0.8）O2粉末を作製した。この粉末はサブミク
ロン級であった。
キシ塩化ジルコニウム水溶液（0.873mol/濃度）150cc
とを混合した。この混合水溶液を100℃で100時間保持す
ることによって加水分解反応を行い、Ti4+とZr4+を含む
ゾルを得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で仮焼して
（Ti0.2Zr0.8）O2粉末を作製した。この粉末はサブミク
ロン級であった。
該粉末2.8639g,市販のTiO2微粉末1.1985g,PbO粉末11.
16g,Nb2O5微粒子0.8861g,MgO微粒子0.1344gをボールミ
ルで一昼夜混合した後、750℃で１時間仮焼して0.2Pb
（Mg1/3Nb2/3）O3−0.4PbZrO3−0.4PbTiO3 3成分系PZT
粉末を得た。この平均粒径は約0.39μｍであった。この
粉末を1t/cm2で成型した後、1200℃で１時間鉛蒸気、酸
素ガス共存雰囲気下で焼結した。得られた磁器の密度
は、理論密度に極めて近かった。
16g,Nb2O5微粒子0.8861g,MgO微粒子0.1344gをボールミ
ルで一昼夜混合した後、750℃で１時間仮焼して0.2Pb
（Mg1/3Nb2/3）O3−0.4PbZrO3−0.4PbTiO3 3成分系PZT
粉末を得た。この平均粒径は約0.39μｍであった。この
粉末を1t/cm2で成型した後、1200℃で１時間鉛蒸気、酸
素ガス共存雰囲気下で焼結した。得られた磁器の密度
は、理論密度に極めて近かった。
また、MgOの代わりにZnO,NiOを用いて同様の工程で、
３成分系PZTを各々作製した結果、MgOの場合とほぼ同様
の結果を得た。
３成分系PZTを各々作製した結果、MgOの場合とほぼ同様
の結果を得た。
比較例２ 市販のPbO,Nb2O5,TiO2,ZrO2,MgO粉末を0.2Pb（Mg
−1/3Nb2/3）O3−0.4PbTiO3−0.4PbZrO3の組成になるよ
うに混合した。この混合物をボールミルで一昼夜混合し
た後、800℃で２時間仮焼した。得られた粉末を1t/cm2
で成型し、鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下、1200℃で１
時間焼結した。得られた磁器の密度は7.2程度であっ
た。
−1/3Nb2/3）O3−0.4PbTiO3−0.4PbZrO3の組成になるよ
うに混合した。この混合物をボールミルで一昼夜混合し
た後、800℃で２時間仮焼した。得られた粉末を1t/cm2
で成型し、鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下、1200℃で１
時間焼結した。得られた磁器の密度は7.2程度であっ
た。
尚、仮焼して得られた粉末は大きな凝集体からなり、
平均粒系は特定できなかった。
平均粒系は特定できなかった。
実施例３ オキシ塩化ジルコニウム水溶液（0.873mol/濃度）3
00ccと５塩化ニオビウム水溶液（0.751mol/濃度）38.
75ccとを混合した。この混合水溶液を100℃で100時間保
持することによって加水分解反応を行い、Nb5+とZr4+を
含むゾルを得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で仮焼
して（Nb0.1Zr0.9）Ｏ2.05粉末を作製した。この粉末は
サブミクロン級の粒子であった。
00ccと５塩化ニオビウム水溶液（0.751mol/濃度）38.
75ccとを混合した。この混合水溶液を100℃で100時間保
持することによって加水分解反応を行い、Nb5+とZr4+を
含むゾルを得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で仮焼
して（Nb0.1Zr0.9）Ｏ2.05粉末を作製した。この粉末は
サブミクロン級の粒子であった。
該粉末2.760g、市販のTiO2微粉末1.598g PbO粉末11.
16g、Nb2O5微粒子0.5907,MgO微粒子0.1344gを実施例１
と同様の方法で0.2Pb（Mg1/3Nb2/3）O3−0.4PbZrO3−0.
4PbTiO3 3成分系PZT磁器を作製した結果、得られた磁器
の密度は、理論密度に極めて近かった。
16g、Nb2O5微粒子0.5907,MgO微粒子0.1344gを実施例１
と同様の方法で0.2Pb（Mg1/3Nb2/3）O3−0.4PbZrO3−0.
4PbTiO3 3成分系PZT磁器を作製した結果、得られた磁器
の密度は、理論密度に極めて近かった。
本発明の方法によると、第１工程によりランタニド元
素で鉛の一部を置換したPZT磁器の構成成分の一種以上
を含むジルコニア粉末（変成ジルコニア粉末）は、二次
粒子の極めて少ないサブミクロン粒子となし得、これを
使用することによって、以後通常の圧粉と焼結工程によ
る単なる乾式法によって、容易にサブミクロン級のPZT
または３成分系PZT磁器粉末が得られ、更にこれを原料
として理論密度に極めて近い高密度の磁器が得られる、
優れた効果を奏し得られる。そのほか次のような効果も
奏し得られる。
素で鉛の一部を置換したPZT磁器の構成成分の一種以上
を含むジルコニア粉末（変成ジルコニア粉末）は、二次
粒子の極めて少ないサブミクロン粒子となし得、これを
使用することによって、以後通常の圧粉と焼結工程によ
る単なる乾式法によって、容易にサブミクロン級のPZT
または３成分系PZT磁器粉末が得られ、更にこれを原料
として理論密度に極めて近い高密度の磁器が得られる、
優れた効果を奏し得られる。そのほか次のような効果も
奏し得られる。
（１）仮焼によって得られる変成ジルコニア粉末が十分
分散されたものが得られるため、仮焼物の粉砕工程を特
に必要としないで、原料粉末として供結し得られる。
分散されたものが得られるため、仮焼物の粉砕工程を特
に必要としないで、原料粉末として供結し得られる。
（２）該仮焼変成ジルコニア粉末から乾式法で得られる
ランタニド元素で鉛の一部を置換したPZTおよび３成分
系PZT磁器粉末も単分散状態で得られ、従って粉砕工程
を除いても、十分易焼結性且つ高嵩密度の特性を有す
る。
ランタニド元素で鉛の一部を置換したPZTおよび３成分
系PZT磁器粉末も単分散状態で得られ、従って粉砕工程
を除いても、十分易焼結性且つ高嵩密度の特性を有す
る。
（３）極めて高密度のものを要求されるランタニド元素
で鉛の一部を置換したPZTおよび３成分系磁器をホット
プレスやHIP（熱間ガス圧焼結）などの操作を省略して
単なる固相焼結によってかつ焼結助剤を必ずしも必要と
せずして、理論密度に極めて近い高密度のものが得られ
る。
で鉛の一部を置換したPZTおよび３成分系磁器をホット
プレスやHIP（熱間ガス圧焼結）などの操作を省略して
単なる固相焼結によってかつ焼結助剤を必ずしも必要と
せずして、理論密度に極めて近い高密度のものが得られ
る。
（４）優れた粉末特性を有する変成ジルコニア粉末を大
量生産することにより、高性能PZTおよび３成分系磁器
を極めて安価に供給し得る。
量生産することにより、高性能PZTおよび３成分系磁器
を極めて安価に供給し得る。
Claims (6)
- 【請求項１】（１）PbZrO3−PbTiO3で表わされ、鉛の一
部をランタニド元素（但し、Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,
Py,Ho,Er,Tm,Yb,Luのうち少なくとも一種）で置換し
た、ジルコン酸チタン酸鉛磁器を構成するジルコニウム
以外の少なくとも一金属成分の適量とジルコニウムとを
含有する溶液を作り、加水分解反応を行なってゾルを生
成し、ゾル体を乾燥後700〜1300℃で仮焼する工程、 （２）この仮焼物と、この仮焼物を構成する成分の内、
所定配合比に対し不足する成分の化合物粉末の必要量
と、目的とするジルコン酸チタン酸鉛組成の残りの構成
成分の化合物を混合して500〜1300℃で仮焼する工程、 （３）得られた仮焼粉末を成型して700〜1500℃で焼結
する工程とからなることを特徴とするジルコン酸チタン
酸鉛磁器の製造方法。 - 【請求項２】前記工程（１）において、ジルコニウム
と、ランタニド元素で鉛の一部を置換したジルコン酸チ
タン酸鉛を構成するジルコニウム以外の少なくとも一成
分からなるゾルと、前記ゾルとは組成が異なりかつ少な
くとも２成分を含むゾルとを作製する特許請求の範囲第
１項記載の方法。 - 【請求項３】前記のランタニド元素で鉛の一部を置換し
たジルコン酸チタン酸鉛磁器を構成する一金属成分を含
む溶液を作製し、加水分解を行なって生成したゾルを、
前記（２）工程において、残りの構成成分として用いる
特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項４】（１）PbZrO3−PbTiO3−PbMO3（但し、Ｍ
はMg,Zn,Ni,Nbの少なくとも１種）で表わされる３成分
系ジルコン酸チタン酸鉛磁器を構成するジルコニウム以
外の少なくとも一金属成分の適量と、ジルコニウムとを
含有する溶液を作り、加水分解反応を行なってゾルを生
成し、乾燥後ゾルを700〜1300℃で仮焼する工程、 （２）この仮焼物と、この仮焼物を構成する成分の内、
所定配合比に対し不足する成分の化合物粉末の必要量
と、目的とする３成分系ジルコン酸チタン酸鉛組成の残
りの構成成分の化合物を混合して500〜1300℃で仮焼す
る工程、 （３）得られた仮焼粉末を成型して700〜1500℃で焼結
する工程とからなることを特徴とする３成分系ジルコン
酸チタン酸鉛磁器の製造方法。 - 【請求項５】前記（１）工程において、ジルコニウムと
３成分系ジルコン酸チタン酸鉛を構成するジルコニウム
以外の少なくとも一成分からなるゾルと、前記ゾルとは
組成が異なりかつ少なくとも２成分を含むゾルとを、加
水分解により、作製する特許請求の範囲第４項記載の方
法。 - 【請求項６】前記３成分系ジルコン酸チタン酸鉛系磁器
を構成するジルコニウム以外の一成分を含む溶液を作製
し、加水分解を行なって生成したゾルを前記（２）工程
において、残りの構成成分として用いる特許請求の範囲
第４項または第５項の何れか１項に記載の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298905A JPH0818871B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 |
| US07/418,740 US4990324A (en) | 1986-12-17 | 1989-10-04 | Method for producing two-component or three-component lead zirconate-titanate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298905A JPH0818871B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151672A JPS63151672A (ja) | 1988-06-24 |
| JPH0818871B2 true JPH0818871B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=17865683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61298905A Expired - Lifetime JPH0818871B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818871B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01164734A (ja) * | 1987-12-22 | 1989-06-28 | Nippon Denso Co Ltd | 圧電磁器組成物 |
| ES2023565A6 (es) * | 1990-07-30 | 1992-01-16 | Ercros Sa | Procedimiento para la reparacion de materiales ceramicos piezoelectricos de pztn. |
| JPH0773732A (ja) * | 1993-06-23 | 1995-03-17 | Sharp Corp | 誘電体薄膜素子及びその製造方法 |
| JP3007795B2 (ja) * | 1994-06-16 | 2000-02-07 | シャープ株式会社 | 複合金属酸化物誘電体薄膜の製造方法 |
| JP2006265071A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nec Tokin Corp | 圧電材料とその製造方法およびそれを用いた圧電素子 |
| CN115254610B (zh) * | 2022-08-02 | 2023-09-15 | 浙江元集新材料有限公司 | 一种用于加工覆铜板用陶瓷粉料的微细分级机叶轮及其制作方法 |
| CN115894020B (zh) * | 2022-12-23 | 2023-12-19 | 佛山仙湖实验室 | 一种高压电系数的pmnzt基压电陶瓷及其制备方法和应用 |
-
1986
- 1986-12-17 JP JP61298905A patent/JPH0818871B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63151672A (ja) | 1988-06-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |