JPS62182114A - 易焼結性鉛含有酸化物粉末の製造方法 - Google Patents

易焼結性鉛含有酸化物粉末の製造方法

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JPS62182114A
JPS62182114A JP61023917A JP2391786A JPS62182114A JP S62182114 A JPS62182114 A JP S62182114A JP 61023917 A JP61023917 A JP 61023917A JP 2391786 A JP2391786 A JP 2391786A JP S62182114 A JPS62182114 A JP S62182114A
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JP
Japan
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lead
powder
oxide powder
blended
containing oxide
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JP61023917A
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English (en)
Inventor
Toichi Takagi
東一 高城
Kouhei Ametani
飴谷 公兵
Koichi Shimizu
晃一 清水
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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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】 〔産業上の利用分野」 本発明は易焼結性鉛含有酸化物粉末及びその製造方法に
1するものである。
し従来の技術とその問題点〕 鉛含有酸化物の焼結体、特にペロプスカイト相(構造)
をもつ鉛含有酸化物の焼結体は、圧電材料、焦電材料な
どとして有用なものが多い。従って、これら有用材料の
工業的製造の立場から低温焼結で、かつ高密度の焼結体
を得ることができる易焼結性の鉛含有酸化物粉末原料及
びその製造方法が強く要望されている。
従来、鉛含有酸化物粉末の製造方法としては、鉛含有酸
化物f、構成すべき各種金属を含有する酸化物、炭酸塩
などの化合物粉末を目的組成となる工うに秤量混合後、
仮焼し、さらに粉砕仮焼による固相反応を何度も繰り返
して製造するいわゆる固相法がある。
しかしながら、該粉末は反応性が低く高密度焼結体が得
られにくい欠点があった。
いっぽう、本発明者らが先に発明した方法(特願昭59
−172425号明細薔)がある。その内容は、 [(a)  少なくとも2種の金&i4k m酸成分と
して含有してなる酸化物又はその前駆体の粉末を製造す
る工程、 (b)  前記(IL)工程で得られた粉末に鉛化合@
を配合して混合粉末とする工程、 (c)  前記(b)工程で得られた混合粉末を温度4
00〜1200℃で仮焼する工程、 の各工程を結合してなることを特徴とする、鉛の他に少
なくとも2棺の金属を構成成分として含有してなる酸化
粉末であって、しかも鉛成分が内部よりも外部に多く存
在している、易焼結性鉛含有酸化物粉末の製法。」 に閃するものであった。
この方法によれば、鉛含有塩が化学量−繊に近い組成で
、かつ、かなり高い焼結密度の焼結体とすることができ
る鉛含有酸化物粉末を製造することができる。しかしな
がら、この方法によっても焼結性が充分とはいえず、よ
りいっそう高い焼結密度の焼結体とすることができる鉛
含有酸化物粉末を製造することができる方法の出現が望
まれていた。
本発明にとくに品い焼結密度の焼結体とすることができ
る 易焼結性鉛含有酸化物粉末の製造方法を提供することを
目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明らは前記目的を達成するために鋭意検討した結果
、鉛成分の配合方法に独特の工夫を凝らすことにより、
とくに高い焼結密度の焼結体とすることができる鉛含有
酸化物粉末をθ造することができることを見出し、本発
明に至った。
すなわち、本発明は (a)  鉛及び少なくとも2種の金属を構成成分とし
て含有してなる陣化物又はその前駆体の粉末を製造する
工程、 (b)  前記(a)工程で得られた粉末に鉛化合物を
配合して混合粉末とする工程、 (c)  前記(b)工程で得られた混合粉末を温度4
00〜1200℃で仮焼する工程、 の各工程を結合して易焼結性鉛含有酸化物粉末を製造す
るにあたり、配合する鉛成分全量の50原子チ以下を(
a)工程で配合し、残りの鉛成分子r:(b)工程で配
合することを特徴とする易焼結性鉛含有酸化物粉末の製
造方法である。
以下、本発明を各工程順に説明する。
(a)工程について 本発明の(a)工程にいう、鉛及び少なくとも2種の金
1!!4’tw成成分として含有してなる酸化物の粉末
(該酸化物の前駆体の粉末については後述する)とは、
これら金属構成成分の単なる混合物でなく、構成成分の
一部あるいは全部が金属酸化物の固溶体及び/又は化合
物を形成しているものを意味する。例えばPb(Mg1
/3 Nb2/3)O−4Ti0.3  Zr□、3 
o3なるペロブスカイト固溶体を製造する場合、pb。
Mg、 Nb、Ti、 Zrの金属成分のうち、少なく
ともMgとNb成分が酸化物固溶体又は化合物(MgN
b20.などの化合物)全形成していなければならず、
他のPbXTi、Zr成分は必ずしも固溶体又は化合物
を形成する必要がないことを意味する。このように、本
発明の(a)工程における少なくとも2種の金属を構成
成分とする酸化物の粉末とは、各種金属酸化物の固溶体
及び/又を工化合物、又はこれらと金属酸化物の混合物
であり、各種金属成分が均一に分布したものが好ましく
、粒径分布の狭いものが好ましい。
なお金属の具体例としては、Zr、 Ti、 Mg、 
Nb。
Mu、 Sn、 Zn、 Sb、 At、 Fe、 T
a、 Oo、 Ni、 Bi、 W。
Li、 Sr、Ba、 Oa、 Od、工n、 L&、
 So、 Ou、 Y、 Yb。
Te、 Reなどがあげられる。
また、前記前駆体とは、仮焼時に酸化物となるものであ
り13例えば水酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、ギ酸塩等
およびこれらの混合物が挙げられ、酸化物となった除に
前記したように各種金属が均一に分布したものを形成す
るものが好ましく、粒径分布のせまいものが好ましい。
(a)工程における酸化物又はその前駆体の粉末の製法
としては、特に限定されるもので(工なく、公知の方法
が用いられるが、少なくとも2種の金属成分は均一に分
布し、かつ粒径分布のせまいものが得られる方法が好ま
しい。これらの製法とじては気相法、液相法及び固相法
に大別される。まず気相法から順に説明すると、蒸発−
凝縮法と気相化学反応法がある。前者は、アークあるい
はプラズマジェットなどを用いて原料を高温に加熱して
気化させ、次いでアーク?プラズマフレームの大きな温
度勾配によって急冷し粒子状に凝集させる方法である。
後者の気相化学反応法は揮発性金属化合物蒸気の化学反
応によるもので、単−化学種の熱分解や2種以上の化学
種間の反応などがある。
また、液相法としては、例えば溶湯噴霧法やプラズマジ
ェット法などの融液から製造する方法、沈殿生成や溶媒
除去による溶液から製造する方法がある。
さらに説明すると、沈殿生成による方法としては共沈法
、均−沈殿法、アルコキシド法、電解法などがあり、溶
媒除去による方法には噴霧乾燥法、凍結乾燥法、熱ケロ
セン法、液体乾燥法、エマルジョン法などがあり、沈殿
生成と溶媒除去法との中間的な方法としてはいわゆるゾ
ルデル法がある。
これらの溶液としては、鉛含有酸化物粉末を構成する各
種金属を含有する溶液、たとえば哉溶液(硝酸溶液、塩
酸溶液)、アルコキシr溶液などが挙げられ、また沈殿
剤としてはアルカリ溶液、水、アルコール水溶液、各種
塩及びその溶液たとえば炭酸塩、シュウ酸塩、ギ酸塩な
どが挙げられる。
また固相法としては構成成分金属の酸化物や、炭酸塩な
どの各種塩類を混合粉砕及び仮焼による固相反i’t<
り返し行なう方法がある。
さらに、本発明においては上述した各種方法を組合せて
もよい。
本発明で(工前記固相法を例にすると配合する鉛化合物
粉末の一部を前記(a)工程で配合することがポイント
であり、これによって(a)工程における仮焼時の固相
反応を促進し、得られる仮焼粉末の粒径や凝集状態など
の粉末特性の制御に寄与することになる。
(励工程で配合する鉛成分の量は、(a)工程及び(b
)は25原子チ以下である。前記のように限定した理由
は50原子チを越えると(b)工程で配合する鉛成分量
が相対的に少なくなるために、(0)工程で得られる粉
末の反応性が低下して易焼結性を達成できないためであ
る。
(b)工程について 次に、特に(b)工程で用いられる鉛化合物について説
明する。
本発明で用いる鉛化合物としては酸化鉛、炭酸鉛、塩基
性炭酸鉛、水酸化鉛、硝酸鉛、シュウ酸鉛、ギ酸鉛、塩
化鉛、フッ化銀、等が挙げられる。
鉛化合物が粉末形態であるものにおいて、その粒径は、
(a)工程で得られた粉末の粒径によってもjAなるが
、細かいものが好ましく、具体的には15μm以下、好
ましくは5μm以下、さらに好ましくは1μm以下のも
のである。
(a)工程で得られた粉末と、鉛化合物との配合は乾式
、湿式などいずれの方法によっても行うことができる。
乾式とは粉末同志を乳鉢、f−ルミル等の通常の混合方
法で混合することを意味する。
混合はできるだけ均一となるように充分性なうことが好
ましいが、混合時に混入する不純物の問題があるので、
ボールミルの場合であれば0.5〜12時間程度が適当
である。また、湿式とは(a)工程で得られた粉末と鉛
を含む溶液、たとえば鉛イオンを含む酸性水溶液や鉛ア
ルコキシド溶液とを混合後、沈殿剤、たとえばアンモニ
ア水、炭酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、アル
コール水溶液又は水と反応させることにより両者の混合
物沈殿を得ることを意味する。
(b)工程において、粉末組成における鉛含有量の管理
は極めて重要である。すなわち、(a)工程及び(b)
工程で配合する鉛成分量が、粉体組成の化学斂論iit
ないしは、好ましくは化学量論量の8原子チ以下の過剰
量にすることである。その理由は、(C)工程をへて得
られる粉末の反応性を高め焼結性を高めるためである。
8原子チより過剰にすると最終焼結密度が向上しない。
また、焼結体の電気特性などを考慮すると鉛成分全量は
好ましくは化学世論量ないし3.5原子%までの過装置
さらに好ましくに化学量−量ないし1.5原子%までの
過剰量である。
(c)工程について (c)工程の高温処理、即ち仮焼の方法は、具体的には
通常の電気炉等で仮焼することが挙げられる。
この際一般に鉛含有酸化物を仮焼するときに行なわれる
ように、鉛の蒸発を防止するため、密封状態とするか、
鉛雰囲気下で行なうことが好ましい。
(c)工程における仮焼温度は400〜1200°C1
好ましくは600〜1000℃である。このように限定
した理由を工温度400℃未満では混合粉末の固相反応
が不十分であり、また1200°Cをこえると粉末が粗
大化するからである。
〔実施例〕
以下、さらに実施例を挙げて詳しく説明する。
実施例1〜15 末ヲ製造するにあたり、前記組成となるようにMgO,
Nb2O5,TiO2およびZrO2の各粉末を秤fi
tAさらにこれにpbo粉末を配合すべき全量に対し表
に示す比率の分量を添加して混合した。この混合物を9
00〜1000℃の温度で2時間仮焼した(以上が(a
)工程)。なお、pbMi成(Xの値)は表に示す通り
である。これらの仮焼粉末ヲ′電子顕微鏡で観察したと
ころ、表に示す通り比較的粒径がそろっていた。この仮
焼粉末に対し、鉛成分全型が前記組成となるように残り
のpbo粉末を添加混合した(以上が(b)工程〕。つ
いで750〜850℃の温度で1時間仮焼した(以上が
(c)工程)。
得られた粉末の反応性を調べるために1000Kv’c
w’の成形圧力で20IOのディスク状に成形し120
0°Cで1時間焼結した。得られた焼結体の密度は表に
示す通り全体的に比較的に高い櫃であった。
比較例1 pbo粉末の添加は(a)工程では行なわず、(b)工
程のみで行なった外は実施例1〜5と同じ条件で焼結体
f!:製造した。(a)工程で得られた仮焼粉末を電子
顕微鏡で観察したところ、表に示す通り、粒径が不ぞろ
いで粒径0.1μm以下の微粒子も見られた。得られた
焼結体の密度は表に示す通り、比較的低い値であった。
比較例2 (a)工程におけるpbo粉末の添加比率を60%にし
た外を工実施例1〜5と同じ条件で焼結体を製造した。
(&)工程で得られた仮焼粉末を電子顕微鏡で観察した
ところ、表に示す通り、粒径が不ぞろいで粒径2μm以
上の粗大な粒子も見られた。得られた焼結体の密度は表
に示す通り、比較的低い値であった。
(発明の効果〕 不発明になる易焼結性鉛含有酸化物粉末は、鉛成分の独
特の配合方法により、粉末の%注が改良されて比較的粒
径のそろったものになるので、焼結性が向上し、高密度
の焼結体が得られるという効果を奏する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (a)鉛及び少なくとも2種の金属を構成成分として含
    有してなる酸化物又はその前駆体の粉末を製造する工程
    、 (b)前記(a)工程で得られた粉末に鉛化合物を配合
    して混合粉末とする工程、 (c)前記(b)工程で得られた混合粉末を温度400
    〜1200℃で仮焼する工程、 の各工程を結合して易焼結性鉛含有酸化物粉末を製造す
    るにあたり、 配合する鉛成分全量の50原子%以下を(a)工程で配
    合し、残りの鉛成分を(b)工程で配合することを特徴
    とする易焼結性鉛含有酸化物粉末の製造方法。
JP61023917A 1986-02-07 1986-02-07 易焼結性鉛含有酸化物粉末の製造方法 Pending JPS62182114A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63156057A (ja) * 1986-12-19 1988-06-29 科学技術庁無機材質研究所長 高密度ペロブスカイトセラミックスの製造法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63156057A (ja) * 1986-12-19 1988-06-29 科学技術庁無機材質研究所長 高密度ペロブスカイトセラミックスの製造法
JPH0345025B2 (ja) * 1986-12-19 1991-07-09 Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho

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