JPS61224205A - 強誘電性複合材料の製造方法 - Google Patents
強誘電性複合材料の製造方法Info
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- JPS61224205A JPS61224205A JP60063484A JP6348485A JPS61224205A JP S61224205 A JPS61224205 A JP S61224205A JP 60063484 A JP60063484 A JP 60063484A JP 6348485 A JP6348485 A JP 6348485A JP S61224205 A JPS61224205 A JP S61224205A
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Landscapes
- Inorganic Insulating Materials (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
A・ 産業上の利用分野
この発明は誘電率の大きい合成樹脂のマトリックス中に
誘電率の大きいセラミックス粒子を分散させてなる強、
誘電性複合材料の製造方法に関するものである。
誘電率の大きいセラミックス粒子を分散させてなる強、
誘電性複合材料の製造方法に関するものである。
B1発明の概要
この発明は、噴霧乾燥(二より誘電率の大きいセ・ラミ
ックス粒子を誘電率の大きい合成樹脂で肢・覆した複合
粒子を得、これを成形して強誘電性複合材料を得るので
、セラミックス粒子の充填率を高め、この複合材料の誘
電率を高めるものである。
ックス粒子を誘電率の大きい合成樹脂で肢・覆した複合
粒子を得、これを成形して強誘電性複合材料を得るので
、セラミックス粒子の充填率を高め、この複合材料の誘
電率を高めるものである。
C0従来の技術
強誘電性材料は、圧電特性、焦電特性がすぐれているの
で、圧電材料、焦電材料として用いられている。この強
誘電性材料(二は、セラミックス系。
で、圧電材料、焦電材料として用いられている。この強
誘電性材料(二は、セラミックス系。
高分子(合成樹脂)系の他にセラミックス系と高分子系
の両者の性質を兼ね備えた複合系のものが知られている
。複合系の強誘電性材料、すなわち強誘電性複合材料は
誘電率の大きいセラミックス粒子を誘電率の大きい合成
樹脂中に分散させてなるものである。ここで、誘磁率の
大きいセラミックスとしては、PZT(チタン酸ジルコ
ン酸鉛)。
の両者の性質を兼ね備えた複合系のものが知られている
。複合系の強誘電性材料、すなわち強誘電性複合材料は
誘電率の大きいセラミックス粒子を誘電率の大きい合成
樹脂中に分散させてなるものである。ここで、誘磁率の
大きいセラミックスとしては、PZT(チタン酸ジルコ
ン酸鉛)。
PLZT (PZTにLaを添加)、pb’rio3(
チタン酸鉛)、HaTiOs(チタン酸パリクム)など
が主として使用されている。また、誘電率の大きい合成
樹脂としては、PVDF (ポリフッ化ビニリデン)、
フッ化ビニリデン共重合体などが主としてイ吏用されて
いる。
チタン酸鉛)、HaTiOs(チタン酸パリクム)など
が主として使用されている。また、誘電率の大きい合成
樹脂としては、PVDF (ポリフッ化ビニリデン)、
フッ化ビニリデン共重合体などが主としてイ吏用されて
いる。
ところで、上記のセラミックスは上記の合成樹脂と比べ
て誘電率が大きく、従って圧電(焦電)特性がすぐれて
いるので、上記の強誘電性複合材料の持つ圧電(焦電)
特性はほとんど上記セラミックスに依存している。一方
、誘磁率の大きい合成樹脂として上記の合成樹脂が使わ
れる理由は。
て誘電率が大きく、従って圧電(焦電)特性がすぐれて
いるので、上記の強誘電性複合材料の持つ圧電(焦電)
特性はほとんど上記セラミックスに依存している。一方
、誘磁率の大きい合成樹脂として上記の合成樹脂が使わ
れる理由は。
これらの合成樹脂の誘電率=/−,−10〜15と高い
ためである。誘電率の高い合成樹脂を使う理由は、誘電
率の高い合成樹脂はセラミックスに発生した電荷をロス
なく伝達でき、また分極処理のため直流電圧を印加した
際1ニセラミツクスに高い電圧を分担させることができ
るためである。
ためである。誘電率の高い合成樹脂を使う理由は、誘電
率の高い合成樹脂はセラミックスに発生した電荷をロス
なく伝達でき、また分極処理のため直流電圧を印加した
際1ニセラミツクスに高い電圧を分担させることができ
るためである。
このような強誘電性複合材料は、従来から、■加圧ニー
ダー混練カレンダー成膜法、■溶液混線ドクターブレー
ド成膜法、の2IJlりの方法にょって製造されている
。
ダー混練カレンダー成膜法、■溶液混線ドクターブレー
ド成膜法、の2IJlりの方法にょって製造されている
。
D0発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記0の方法はポリマーの融点以上の温
度でセラミックスを混線、成形するため ゛に、
粘性が高く、セラミックスとポリマーとが均一に分散せ
ず、高充填ができない。また、上記■の方法はポリマー
を溶媒に溶解させて、その中にセラミックスを分散させ
、ドクターブレード法で成膜してから溶媒を蒸発させる
為に、セラミックス粒子が沈降したり、溶媒を蒸発させ
るときに空孔ができる。すなわち、上記従来の方法では
セラミックス微粒子が高分子中に均一に分散しないため
に、得られた材料(二高電圧を印加すると絶縁破壊を生
じる。また、高分子中のセラミックスの充填率は、PZ
Tの場合で90 wt%程度が上限で、それ以上の高充
填化をすると材料の柔軟性が著しく減少する。このよう
に、従来の方法は種々の問題点を有している。
度でセラミックスを混線、成形するため ゛に、
粘性が高く、セラミックスとポリマーとが均一に分散せ
ず、高充填ができない。また、上記■の方法はポリマー
を溶媒に溶解させて、その中にセラミックスを分散させ
、ドクターブレード法で成膜してから溶媒を蒸発させる
為に、セラミックス粒子が沈降したり、溶媒を蒸発させ
るときに空孔ができる。すなわち、上記従来の方法では
セラミックス微粒子が高分子中に均一に分散しないため
に、得られた材料(二高電圧を印加すると絶縁破壊を生
じる。また、高分子中のセラミックスの充填率は、PZ
Tの場合で90 wt%程度が上限で、それ以上の高充
填化をすると材料の柔軟性が著しく減少する。このよう
に、従来の方法は種々の問題点を有している。
E0問題点を解決するための手段
この発明(−係る強誘電性複合材料の製造方法は。
有機溶媒中に誘電率の大きい合成樹脂と誘電率の大きい
セラミックス粒子とを混合して混合溶液を得、該混合溶
液を噴霧乾燥させて該セラミックス粒子を該合成樹脂で
′I&iした複合粒子を得、該複合粒子を成形して強誘
電性複合材料を得るものである。
セラミックス粒子とを混合して混合溶液を得、該混合溶
液を噴霧乾燥させて該セラミックス粒子を該合成樹脂で
′I&iした複合粒子を得、該複合粒子を成形して強誘
電性複合材料を得るものである。
F9作用
この発明においては、有機溶媒中に誘電率の大きい合成
樹脂と誘電率の大きいセラミックス粒子とを混合して得
た混合溶液を噴霧乾燥させるので。
樹脂と誘電率の大きいセラミックス粒子とを混合して得
た混合溶液を噴霧乾燥させるので。
該セラミックス粒子を最小量の該合成樹脂で被覆した複
合粒子が得られる。そして、該複合粒子を成形するので
、該セラミックス粒子の充填率の高い複合材料が得られ
る。
合粒子が得られる。そして、該複合粒子を成形するので
、該セラミックス粒子の充填率の高い複合材料が得られ
る。
G、実施例
まず1合成樹脂に有機溶媒を加えて合成樹脂溶液を作る
。この合成樹脂としては1例えばPVDF’フッ化ビニ
リデン共重合体を用いることができる。
。この合成樹脂としては1例えばPVDF’フッ化ビニ
リデン共重合体を用いることができる。
上記有機溶媒としては、溶解させている合成樹脂の融点
以下の沸点を持つものとする。必要があればこの溶媒の
中に、活性剤1分散剤、安定剤、乳化剤等を添加しても
よい。
以下の沸点を持つものとする。必要があればこの溶媒の
中に、活性剤1分散剤、安定剤、乳化剤等を添加しても
よい。
次に、上記合成樹脂溶液中(ニセラミックス粒子を加え
、充分に混合してセラミックス粒子が良く分散した混合
溶液を作る。このセラミックス粒子1:、t、−cはp
z’r、PbTiO3,PLZT frど’l使用fる
セラミックス粒子の粒径は0.5μm〜1mm(7)範
囲のものを用いる。合成樹脂に対するセラミックス粒子
の重置比は1例えばPVDF’:PZT−5:95まで
可能である。
、充分に混合してセラミックス粒子が良く分散した混合
溶液を作る。このセラミックス粒子1:、t、−cはp
z’r、PbTiO3,PLZT frど’l使用fる
セラミックス粒子の粒径は0.5μm〜1mm(7)範
囲のものを用いる。合成樹脂に対するセラミックス粒子
の重置比は1例えばPVDF’:PZT−5:95まで
可能である。
次に、上記混合溶液を、十分攪拌させながら。
噴霧乾燥機を用いて、有機溶媒の沸点以上の温度の気流
中(二噴霧させて、瞬間的(=乾燥させる。噴霧乾燥機
としては1例えば第1図に示すようなものを用いる。図
において(1)は送液ポンプ、(2)は噴霧ノズル、(
3)はニードル弁、(4)は電磁弁、(5)はヒータ、
(6)は分配器、(7)は乾燥チャンバ、(8)はサイ
クロン、(9)は生成物容器、叫はアスピレータ、Hは
キャップである。
中(二噴霧させて、瞬間的(=乾燥させる。噴霧乾燥機
としては1例えば第1図に示すようなものを用いる。図
において(1)は送液ポンプ、(2)は噴霧ノズル、(
3)はニードル弁、(4)は電磁弁、(5)はヒータ、
(6)は分配器、(7)は乾燥チャンバ、(8)はサイ
クロン、(9)は生成物容器、叫はアスピレータ、Hは
キャップである。
噴霧乾燥によって得られた生成物はセラミックス粒子を
芯にして、その周囲を合成樹脂が肢覆した複合粒子であ
る。この複合粒子はカレンダーロールなどで混線延伸す
るか、プレス処理してシート化する。このときのセラミ
ックス粒子の充填率は95wt1まで可能であった。最
後に、シートの両面6二電極を設け、60〜150°C
で直流高′峨圧を一定時間印加して分極処理する。
芯にして、その周囲を合成樹脂が肢覆した複合粒子であ
る。この複合粒子はカレンダーロールなどで混線延伸す
るか、プレス処理してシート化する。このときのセラミ
ックス粒子の充填率は95wt1まで可能であった。最
後に、シートの両面6二電極を設け、60〜150°C
で直流高′峨圧を一定時間印加して分極処理する。
次に実際の実験例を示す。
PZT扮末は、 P b (Z ro、p4.+ T
i。、46)On +1wt%Nb、0.の組成で、1
200°C焼成後、平均粒径5μmに微粉したものを使
用した。
i。、46)On +1wt%Nb、0.の組成で、1
200°C焼成後、平均粒径5μmに微粉したものを使
用した。
PVDFは、DMF (デイメテルホ/Pムアミド)の
5wt係溶液。
5wt係溶液。
PZTとPVDFのff1i比は、90 : 10.!
l:I、、た。
l:I、、た。
PZTとPVDF溶液をボールミルで10時間混合して
噴霧用サンプルとした。
噴霧用サンプルとした。
この混合溶液をマグネットスタラーで攪拌しながら、噴
霧乾燥eを次の条件で行なった。
霧乾燥eを次の条件で行なった。
乾燥テ゛ヤンパ一温度 1500C
乾燥空気流置 0.4♂/min試料送液置
7g/m1n できたρブセル粉末のシート化は、200°Cでプレス
で行なった。
7g/m1n できたρブセル粉末のシート化は、200°Cでプレス
で行なった。
電極は、金蒸着で行なった。
下(=、従来法との特性比較データーを示す。
ポリマーはPVDF、溶媒はDMFを使用した。
従来方法では、95wt%PZTのものは分極処理が不
可能であった。
可能であった。
比誘電率の向上は、空孔などが少ないためで、耐圧の向
上は、PZTとPVDFが均一(二分散しているためで
ある。
上は、PZTとPVDFが均一(二分散しているためで
ある。
H1発明の効果
この発明は以上説明したとおり、セラミックス粒子を最
小量の合成樹脂で複覆した複合粒子な成形tルj、 5
E Lfノテ、PZT−PVDF系テ95wtチまで
の高充愼化しても、柔軟性のあるシートを゛。
小量の合成樹脂で複覆した複合粒子な成形tルj、 5
E Lfノテ、PZT−PVDF系テ95wtチまで
の高充愼化しても、柔軟性のあるシートを゛。
得ることができた。また、セラミックスと合成樹脂とが
均一に分散しているために、絶縁破壊磁圧が高く、安定
した特性が得られた、また、高い電圧で分極できるため
に、圧電特性が向上した。
均一に分散しているために、絶縁破壊磁圧が高く、安定
した特性が得られた、また、高い電圧で分極できるため
に、圧電特性が向上した。
第1図はこの発明を実施するためシニ用いた噴霧乾燥機
の説明図である。 図において、(1)は送液ポンプ、(2)は噴霧ノズル
。 (3)はニードル弁、(4)は電磁弁、(5)はヒータ
、(6)は分配器、(7)は乾燥チャンバ、(8)はサ
イクロン、(9)は生成物容器、叫はアスピレータ、0
やはキャップである。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 2 ・ 1lIl廟ノス′ル 3:ニード1ル斗 4 誌プ劇 11:キで・・/デ
の説明図である。 図において、(1)は送液ポンプ、(2)は噴霧ノズル
。 (3)はニードル弁、(4)は電磁弁、(5)はヒータ
、(6)は分配器、(7)は乾燥チャンバ、(8)はサ
イクロン、(9)は生成物容器、叫はアスピレータ、0
やはキャップである。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 2 ・ 1lIl廟ノス′ル 3:ニード1ル斗 4 誌プ劇 11:キで・・/デ
Claims (8)
- (1)有機溶媒中に誘電率の大きい合成樹脂と誘電率の
大きいセラミックス粒子とを混合して混合溶液を得、該
混合溶液を噴霧乾燥させて該セラミックス粒子を該合成
樹脂で被覆した複合粒子を得、該複合粒子を成形して誘
電率の大きい複合材料を得る強誘電性複合材料の製造方
法。 - (2)合成樹脂がポリフッ化ビニリデン樹脂である特許
請求の範囲第1項に記載の強誘電性複合材料の製造方法
。 - (3)合成樹脂がフッ化ビニリデン共重合体樹脂である
特許請求の範囲第1項に記載の強誘電性複合材料の製造
方法。 - (4)セラミックス粒子が圧電性セラミックス粒子であ
る特許請求の範囲第1項に記載の強誘電性複合材料の製
造方法。 - (5)圧電性セラミックス粒子がPZT(チタン酸ジル
コン酸鉛)である特許請求の範囲第4項に記載の強誘電
性複合材料の製造方法。 - (6)圧電性セラミックス粒子がPbTiO_3(チタ
ン酸鉛)粒子である特許請求の範囲第4項に記載の強誘
電性複合材料の製造方法。 - (7)セラミックス粒子が焦電性セラミックス粒子であ
る特許請求の範囲第1項に記載の強誘電性複合材料の製
造方法。 - (8)焦電性セラミックス粒子がPLZT(PZTにL
a添加)粒子である特許請求の範囲第7項記載の強誘電
性複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60063484A JPS61224205A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 強誘電性複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60063484A JPS61224205A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 強誘電性複合材料の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61224205A true JPS61224205A (ja) | 1986-10-04 |
Family
ID=13230561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60063484A Pending JPS61224205A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 強誘電性複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61224205A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102265362A (zh) * | 2008-12-22 | 2011-11-30 | 大金工业株式会社 | 膜电容器用高介电性膜形成组合物 |
JP2013514670A (ja) * | 2009-12-15 | 2013-04-25 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 電気泳動法による複合誘電体のコンフォーマルな堆積 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60063484A patent/JPS61224205A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102265362A (zh) * | 2008-12-22 | 2011-11-30 | 大金工业株式会社 | 膜电容器用高介电性膜形成组合物 |
US8934216B2 (en) | 2008-12-22 | 2015-01-13 | Daikin Industries, Ltd. | Composition for forming high dielectric film for film capacitor |
JP2013514670A (ja) * | 2009-12-15 | 2013-04-25 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 電気泳動法による複合誘電体のコンフォーマルな堆積 |
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