JPS62197351A - 圧電性磁器の製造方法 - Google Patents
圧電性磁器の製造方法Info
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- JPS62197351A JPS62197351A JP61038618A JP3861886A JPS62197351A JP S62197351 A JPS62197351 A JP S62197351A JP 61038618 A JP61038618 A JP 61038618A JP 3861886 A JP3861886 A JP 3861886A JP S62197351 A JPS62197351 A JP S62197351A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (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。
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、仮焼工程を改良したチタン酸ジルコン酸鉛を
主成分とする圧電性磁器の製造方法に関する。
主成分とする圧電性磁器の製造方法に関する。
本発明は、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電性
磁器の製造方法において、その原料粉末゛を静水圧プレ
スしたのち仮焼することにより、焼結性、電気機械結合
定数、圧電定数、機械的強度に優れた圧電性磁器を得る
ことに成功したものである。
磁器の製造方法において、その原料粉末゛を静水圧プレ
スしたのち仮焼することにより、焼結性、電気機械結合
定数、圧電定数、機械的強度に優れた圧電性磁器を得る
ことに成功したものである。
近時、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電性磁器
が電気機械変換子として超音波振動子材料、電気濾波器
材料、超音波遅延線材料、ピックアップ材料など多岐に
わたって利用されるようになった。それに伴い、特開昭
６０−１０５０７９、特公昭６０−２２５１６等に示さ
れているように、多くの人々により研究あるいは工業化
されている＠〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電性磁器は主
成分にｐｂｏを含有しているため周知のごとく焼結が困
難であり、そのため電気機械結合定数、圧電定数などの
圧電特性に十分に満足できない問題点を有する・ また、前述の様に多くの人々により研究されているのに
もかかわらず、圧電特性に大きな影響を及ぼす仮焼工程
に関する発明は皆無であり、製造工程から圧電特性を向
上させる発明が強く望まれていた◎ そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは機械的強度や電気機械結合定数馬
圧電定数などすぐれた圧電特性を持つ圧電性磁器の製造
方法を提供するところにあるＯ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の圧電性磁器の製造方法は・チタン酸ジルコン酸
鉛を主成分とする圧電性磁器の原料粉末を静水圧プレス
したのち仮焼することを特徴とする。
が電気機械変換子として超音波振動子材料、電気濾波器
材料、超音波遅延線材料、ピックアップ材料など多岐に
わたって利用されるようになった。それに伴い、特開昭
６０−１０５０７９、特公昭６０−２２５１６等に示さ
れているように、多くの人々により研究あるいは工業化
されている＠〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電性磁器は主
成分にｐｂｏを含有しているため周知のごとく焼結が困
難であり、そのため電気機械結合定数、圧電定数などの
圧電特性に十分に満足できない問題点を有する・ また、前述の様に多くの人々により研究されているのに
もかかわらず、圧電特性に大きな影響を及ぼす仮焼工程
に関する発明は皆無であり、製造工程から圧電特性を向
上させる発明が強く望まれていた◎ そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは機械的強度や電気機械結合定数馬
圧電定数などすぐれた圧電特性を持つ圧電性磁器の製造
方法を提供するところにあるＯ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の圧電性磁器の製造方法は・チタン酸ジルコン酸
鉛を主成分とする圧電性磁器の原料粉末を静水圧プレス
したのち仮焼することを特徴とする。
一般に圧電性磁器は次のような工程を経て製造されてい
る。
る。
原料調合−湿式混合一説水一乾燥一仮焼一湿式粉砕一説
水一整粒一成型一焼成 製造工程中の仮焼とは、本焼成前にあらかじめ固相反応
を終結させる工程であるが、この仮焼において反応が進
行している程圧電特性はすぐれた値をとる。本発明では
、静水圧プレスしたのち仮焼することにより、粉体中の
空孔が減少し粒子間の接触面積がふえる＠接触面におい
て粒子の変形が起き、この変形により歪エネルギーが増
大する等の理由から面相反応が促進してすぐれた圧電性
を示すと考えられる。
水一整粒一成型一焼成 製造工程中の仮焼とは、本焼成前にあらかじめ固相反応
を終結させる工程であるが、この仮焼において反応が進
行している程圧電特性はすぐれた値をとる。本発明では
、静水圧プレスしたのち仮焼することにより、粉体中の
空孔が減少し粒子間の接触面積がふえる＠接触面におい
て粒子の変形が起き、この変形により歪エネルギーが増
大する等の理由から面相反応が促進してすぐれた圧電性
を示すと考えられる。
また、本発明のように静水圧プレスを施すと仮焼温度が
従来の１０〜５０℃低くても十分反応が進行し、しかも
均一な仮焼体を得ることができる。
従来の１０〜５０℃低くても十分反応が進行し、しかも
均一な仮焼体を得ることができる。
この仮焼体を粉砕すると、粉砕時間が短くても大きな径
の粒子は少なく、粒度分布の幅も狭くなり粒度がそろう
＠したがって、密度や圧電定数などの圧電特性が向上す
ることになる。
の粒子は少なく、粒度分布の幅も狭くなり粒度がそろう
＠したがって、密度や圧電定数などの圧電特性が向上す
ることになる。
しかし、一般的な加圧プレスを用いた場合には試料に対
して一軸性の加圧となるため圧力が均一にならず内部に
応力を残してしまい、その結果として、反応が不均一に
進行してしまう。したがって、加圧には静水圧プレスを
用いなくてはならない。
して一軸性の加圧となるため圧力が均一にならず内部に
応力を残してしまい、その結果として、反応が不均一に
進行してしまう。したがって、加圧には静水圧プレスを
用いなくてはならない。
静水圧プレスの圧力は、２ｔｏｎ／−以下が望ましい。
圧力が２ｔｏｎ／−以上になると反応後、仮焼体が固く
なり過ぎてしまい次工程の粉砕を慎重に行なわないと特
性低下の原因になるからである◎すなわち、粉砕時にお
ける不純物混入の可能性が大きくなる、粒径のコントロ
ールが困難になるなどの理由から２ｔｏｎ／−以下の圧
力が望ましく、より望ましくはα５〜ｔ ５ ｔｏｎ／
Ｉｘｉの範囲である。
なり過ぎてしまい次工程の粉砕を慎重に行なわないと特
性低下の原因になるからである◎すなわち、粉砕時にお
ける不純物混入の可能性が大きくなる、粒径のコントロ
ールが困難になるなどの理由から２ｔｏｎ／−以下の圧
力が望ましく、より望ましくはα５〜ｔ ５ ｔｏｎ／
Ｉｘｉの範囲である。
この静水圧プレスは・試料を所望の形状に成形できる。
すなわち、・試料を高純度のアルミナ質、マグネシア質
などのルツボに入れて仮焼する場合、ルツボとの接触面
が最小になるように成形することでルツボからの不純物
混入を最小にする効果も持ち、特性上好ましい。さらに
、接触面が最小になることから、ルツボが原料（主とし
てｐｂｏ ）により浸されることも抑制でき、ルツボが
長寿命化する。
などのルツボに入れて仮焼する場合、ルツボとの接触面
が最小になるように成形することでルツボからの不純物
混入を最小にする効果も持ち、特性上好ましい。さらに
、接触面が最小になることから、ルツボが原料（主とし
てｐｂｏ ）により浸されることも抑制でき、ルツボが
長寿命化する。
以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
〔実施例１〕
Ａ ’ Ｐ ｂＯ，ＴＴ５ＫＯ，Ｏ２０Ｂ ｉｏ、
＋２！ （Ｎ ｉＯ，１３Ｚ ｎｏ、ｌＧＮ ｂＱ、
６？ ）０．２ Ｔ’０．４４ ｚｒＯ，！６０３上記
八組成の組成比で出発原料の調整を行なった。試料は通
常の粉末冶金的手法に従って作成し、使用原料には酸化
物粉末原料を使用し、ボールミルにて湿式混合した。脱
水、乾燥後、表１に示した条件で静水圧プレスし、７５
０℃で２時間仮焼した。その後、再度ボールミルで湿式
粉砕し、この粉砕粉を角板状に加圧成形して１１００℃
で保持して焼結した。
＋２！ （Ｎ ｉＯ，１３Ｚ ｎｏ、ｌＧＮ ｂＱ、
６？ ）０．２ Ｔ’０．４４ ｚｒＯ，！６０３上記
八組成の組成比で出発原料の調整を行なった。試料は通
常の粉末冶金的手法に従って作成し、使用原料には酸化
物粉末原料を使用し、ボールミルにて湿式混合した。脱
水、乾燥後、表１に示した条件で静水圧プレスし、７５
０℃で２時間仮焼した。その後、再度ボールミルで湿式
粉砕し、この粉砕粉を角板状に加圧成形して１１００℃
で保持して焼結した。
得られた焼結体を厚さα２〜ｔに研摩した後、両面にＨ
１電極を付け１００℃のシリコンオイル中で４ＫＶ／Ｉ
ＩＩの印加電圧で４０分間分極処理を行なった０そして
、径方向電気機械結合定数Ｋｐ、圧電定数ｄ３１などを
測定した＠その結果を第１表に示す。
１電極を付け１００℃のシリコンオイル中で４ＫＶ／Ｉ
ＩＩの印加電圧で４０分間分極処理を行なった０そして
、径方向電気機械結合定数Ｋｐ、圧電定数ｄ３１などを
測定した＠その結果を第１表に示す。
また、比較例として、静水圧プレスをせずに仮焼し作製
した試料の密度、圧電特性等測定結果を第１表に示す。
した試料の密度、圧電特性等測定結果を第１表に示す。
第 １ 表
第１慶から明らかな如く、本発明の製造方法によるもの
は、Ｋｐ％ｄ３１が著しく向上している。
は、Ｋｐ％ｄ３１が著しく向上している。
さらＫ、本実験結果より密度および抗折強度の値も改善
され、好適な圧電性磁器が得られることがわかる。なお
曳比較例１はＫｐＳｄ□とも低く実用的でない。
され、好適な圧電性磁器が得られることがわかる。なお
曳比較例１はＫｐＳｄ□とも低く実用的でない。
〔実施例２〕
実施例１におけるへ組成とは化学的組成の異なる多成分
系の下記Ｂ −Ｋ組成について、実施例１と同様の実験
を行なった。
系の下記Ｂ −Ｋ組成について、実施例１と同様の実験
を行なった。
Ｂ： ｐ ｂ６．ｇｌ （ｚ ｎ÷Ｎｂ÷）ｏ、ｓ（Ｍ
ｇｅＮｂ÷）。、１Ｔ１０，３！！ Ｚ ｒＯ，１？！
ＯｓＱ ： Ｐｂ０１．、Ｂｉｏ、。２ （Ｎ １−
５ ｚ ｎ＋Ｎ ｂ ）ｏ、４Ｔ ｉ、３． Ｚ ｒｅ
、！６ ｏ、 ＋ １ ｗｔ％ＩＦ ｅ、 Ｏ８Ｄ
： ｐｂｏ、９７９ Ｂ１１１，０１４ （Ｚｎ、
’、Ｎｉ７Ｎｂ３ ）０４’ｒ ｉｏ、ｓｓ ｚ ｒ
ｏ、ｓｔ ｏ、 ＋ １ ｗｔ％Ｍ ｎ ｏ２Ｎ ：
ｐｂｏＪｔ＊ （ＳｒＯ，、ＢｉＯ，、、、）（
Ｎｉ÷Ｚ ｎ Ｈ’２ Ｎ ｂ÷）０．３Ｔ １０．１
ａ ｚ”０３！０３ この場合、組成が異なると最適静水圧プレス圧力および
最適焼結条件が異なるものであるが、最適の焼結密度が
得られる近傍に条件を選ぶのが好ましい。
ｇｅＮｂ÷）。、１Ｔ１０，３！！ Ｚ ｒＯ，１？！
ＯｓＱ ： Ｐｂ０１．、Ｂｉｏ、。２ （Ｎ １−
５ ｚ ｎ＋Ｎ ｂ ）ｏ、４Ｔ ｉ、３． Ｚ ｒｅ
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’、Ｎｉ７Ｎｂ３ ）０４’ｒ ｉｏ、ｓｓ ｚ ｒ
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ａ ｚ”０３！０３ この場合、組成が異なると最適静水圧プレス圧力および
最適焼結条件が異なるものであるが、最適の焼結密度が
得られる近傍に条件を選ぶのが好ましい。
この実験の結果を次の第２表に示すＯ仮焼は７００〜９
００℃で２時間、焼結は１０５０〜１２００℃で保持し
て行なったＯ測定は実施例１と同様とした。
００℃で２時間、焼結は１０５０〜１２００℃で保持し
て行なったＯ測定は実施例１と同様とした。
第 ２ 表
＊試料隘９〜１２は比較例である０
第２表の結果より、チタン酸ジルコン酸鉛、４多酸分磁
器、においても同様に良好な結果が得られることがわか
る。
器、においても同様に良好な結果が得られることがわか
る。
以上述べたように本発明によれば、チ・クン酸ジルコン
醗鉛を主成分とする圧電性磁器の原料粉末を静水圧プレ
スしたのち仮焼することにより・焼結性・電気機械結合
定数、圧電定数、機械的強度が大巾に向上するという効
果を有する。さらに、仮焼工程で成形できるため仮焼に
用いるルツボが長寿命化する、反応が均一に進行するた
め粉砕工程での整粒が容易になるなど生産性も大巾に向
上する０本発明の製造方法による圧電性磁器は、超音波
振動子材料、電気濾波器材料、超音波遅延線材料、ピッ
クアップ材料、各種圧電子クチユニーター等すぐれた特
性を生かして広く応用できるものであり、圧電性磁器の
製造方法として極めて有意義である。
醗鉛を主成分とする圧電性磁器の原料粉末を静水圧プレ
スしたのち仮焼することにより・焼結性・電気機械結合
定数、圧電定数、機械的強度が大巾に向上するという効
果を有する。さらに、仮焼工程で成形できるため仮焼に
用いるルツボが長寿命化する、反応が均一に進行するた
め粉砕工程での整粒が容易になるなど生産性も大巾に向
上する０本発明の製造方法による圧電性磁器は、超音波
振動子材料、電気濾波器材料、超音波遅延線材料、ピッ
クアップ材料、各種圧電子クチユニーター等すぐれた特
性を生かして広く応用できるものであり、圧電性磁器の
製造方法として極めて有意義である。
以 上
Claims (1)
- チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電性磁器の原
料粉末を静水圧プレスしたのち仮焼することを特徴とす
る圧電性磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61038618A JPS62197351A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 圧電性磁器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61038618A JPS62197351A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 圧電性磁器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197351A true JPS62197351A (ja) | 1987-09-01 |
Family
ID=12530232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61038618A Pending JPS62197351A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 圧電性磁器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62197351A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002053514A1 (fr) * | 2000-12-28 | 2002-07-11 | Bosch Automotive Systems Corporation | Matériau céramique et élément piézo-électrique ainsi constitué |
-
1986
- 1986-02-24 JP JP61038618A patent/JPS62197351A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002053514A1 (fr) * | 2000-12-28 | 2002-07-11 | Bosch Automotive Systems Corporation | Matériau céramique et élément piézo-électrique ainsi constitué |
| US7045075B2 (en) * | 2000-12-28 | 2006-05-16 | Bosch Automotive Systems Corporation | Ceramic material and piezoelectric element using the same |
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