KR20020085800A - 세라믹의 제조방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은 소성에 있어서 통상의 소성로(燒成爐)를 사용할 수 있으며, 동일한 재료를 사용하면 TGG법으로 제조되는 배향 세라믹의 배향도보다 배향도가 높은 배향 세라믹을 제조할 수 있는 세라믹의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 구성에 따르면, 판 형상의 세라믹 분말과 세라믹 원료의 하소 분말을 혼합하여 혼합 분말이 얻어진다. 그리고, 혼합 분말, 용매 및 바인더를 포함하는 세라믹 슬러리가 얻어진다. 세라믹 슬러리를 성형하여 시트가 형성된다. 복수의 시트를 적층한 적층물(L)을 금형(10)으로 1축 방향으로 가압하여, 적층물(L)의 가압축과 평행한 방향의 길이를 가압 이전보다 작게 하고, 적층물(L)의 가압축과 수직인 면의 면적을 가압 이전보다 크게 하여 배향 성형체가 형성된다. 배향 성형체는 소성되어 소결된다.

Description

세라믹의 제조방법{Method of manufacturing ceramics}
본 발명은 세라믹의 제조방법에 관한 것으로, 특히 예를 들면 압전체 재료 등의 전자 재료로서 사용되는 배향 세라믹의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 종래의 세라믹의 제조방법에는 세라믹 그린시트를 적층해서 압착하여 소성하는 방법이 있다. 이 방법에서는 세라믹 그린시트를 가압축과 수직인 방향의 면적이 커지지 않도록 프레스(press)하고 있다. 이 방법으로 얻어지는 세라믹은 결정 입자가 배향되어 있지 않다. 배향이란, 형상 이방성이 큰 결정 입자의 방향이 전체적으로 가지런히 되어 있는 상태를 나타낸다.
한편, 종래, 특히 예를 들면 압전체 재료 등의 전자 재료로서 사용되는 세라믹으로서, 결정 입자가 배향된 배향 세라믹이 유용하다는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 압전체 재료에서는, Na0.5Bi4.5Ti4O15등의 층 형상 페로브스카이트(perovskite) 화합물 세라믹을 배향화함으로써, 원주 형상 진동자의 두께 종 기본 진동에 있어서 전기기계 결합계수가 통상의 무배향 세라믹의 약 2.2배로 향상하는 것이 T.TAKENAKA 등의 보고에 의해 명백해지고 있다(Sensor and materials, Vo1. 1, 35(1998)). 또한, 초전도 재료에서는, YBa2Cu3O7-δ의 배향 세라믹을 제작함으로써, 무배향 세라믹과 비교하여 임계 전류 밀도가 약 12배로 상승하는 것이 S.Jin 등에 의해 보고되어 있다(Physical Review B, vol. 37, No. 13, 7850(1988)).
종래, 배향 세라믹의 제조방법으로서는 열간단조(hot forging)법 및 Templated Grain Growth(TGG)법 등이 있다.
T.TAKENAKA 등은 열간단조법을 사용하여 Na0.5Bi4.5Ti4O15의 배향 세라믹을 제작하고 있다. 열간단조법이란, 성형체를 가압하면서 열처리(소성)하는 방법이다. 이 방법에서는 배향도가 높은 배향 세라믹을 얻을 수 있다. 이 때 배향 세라믹의배향도는 로트거링법(lotgering method)으로 측정하면 98%에 달하고 있다.
또한, Seong-Hyeon Hong 등은 TGG법을 사용하여 Bi4(Ti3.96Nb0.04)O12의 배향 세라믹을 제작하고 있다. TGG법이란, 미리 성형전에 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자를 혼합하여 두는 방법이다. 이 방법에서는, 얻어진 배향 세라믹의 배향도는 로트거링법으로 측정하면 96%이고, 압전상수(d33)는 무배향 세라믹의 약 1.5배로 향상하고 있다(J. Am. Ceram. Soc., vol. 83, 113(2000)).
상술과 같이, 종래의 세라믹의 제조방법에서는 얻어지는 세라믹의 결정 입자가 배향되어 있지 않다.
한편, 상술한 열간단조법 및 TGG법에서는 얻어지는 세라믹의 결정 입자가 배향되어 있다.
그러나, 열간단조법은 가압 소성할 수 있는 특수한 열처리 장치를 사용할 필요가 있으며, 배치(batch) 처리에 의한 열처리를 사용한 제조방법이기 때문에, 비용이 높아지며, 대량 생산에는 적합하지 않다.
그에 반하여, TGG법은 배치 처리에 의한 가압 소성이 필요없기 때문에 대량 생산에 적합하다.
그러나, TGG법에서는 열간단조법과 비교하여 얻어지는 세라믹의 결정 입자의 배향도가 낮다.
배향화에 따른 특성의 향상, 예를 들면 전기기계 결합계수의 향상을 위해서는, 보다 높은 배향도를 실현하는 것이 필요하다. 배향도에 대해서는 배향화하는 세라믹의 종류, 제작 조건, 평가의 방법 등에 따라서도 다르기 때문에 단순한 비교는 어렵지만, 일반적으로 TGG법에서는 열간단조법에 비하여 고배향의 세라믹을 얻는 것이 어렵다.
표 1에는 우리들이 행한 CaBi4Ti4O15＋0.5중량% MnCO3를 사용한 종래의 세라믹의 제조방법과 열간단조법과 TGG법과의 비교 결과를 나타낸다.
종래의 세라믹의 제조방법 열간단조법 TGG법
배향도 0% 98% 91%
두께 미끄럼 진동의전기기계 결합계수 15% 35.1% 30.5%
TGG법은 압연율＝1인 종래의 방법
표 1로부터, 종래의 세라믹의 제조방법에 비하여 열간단조법 및 TGG법에서는 제작한 세라믹의 결정 입자가 배향되어 있는 것을 알 수 있으나, TGG법으로 제작한 세라믹은 열간단조법으로 제작한 세라믹에 비하여 배향도가 낮으며, 특성의 향상도 열간단조법에 비하여 작다는 것을 알 수 있다.
그러므로, 본 발명의 주된 목적은 소성에 있어서 통상의 소성로(燒成爐)를 사용할 수 있으며, 동일한 재료를 사용하면 TGG법으로 제조되는 배향 세라믹의 배향도보다 배향도가 높은 배향 세라믹을 제조할 수 있는 세라믹의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 소성에 있어서 통상의 소성로를 사용할 수 있으며, 동일한 재료를 사용하면 TGG법으로 제조되는 배향 세라믹의 배향도보다 배향도가높으며 또한 열간단조법으로 제조되는 배향 세라믹의 배향도와 동일한 정도의 배향 세라믹을 제조할 수 있는 세라믹의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소성에 있어서 통상의 소성로를 사용할 수 있으며, 동일한 재료를 사용하면 TGG법으로 제조되는 배향 세라믹의 배향도보다 배향도가 높으며, 소결 밀도가 높은 배향 세라믹을 제조할 수 있는 세라믹의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹의 제조방법의 일례의 한공정을 나타내는 도해도이다.
도 2는 종래의 세라믹의 제조방법의 일례의 한공정을 나타내는 도해도이다.
도 3은 실시예 및 TGG법으로 제작된 시료에 있어서 판 형상의 세라믹 분말의 함유량과 배향도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시예 및 TGG법으로 제작된 시료에 있어서 판 형상의 세라믹 분말의 함유량과 밀도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실시예 및 TGG법으로 제작된 시료에 있어서 애스펙트(aspect)비와 배향도의 관계를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
10 : 금형L : 적층물
본 발명에 따른 세라믹의 제조방법은 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자와 세라믹 원료의 분말, 세라믹 원료의 하소 분말 중 어느 한쪽 또는 양자를 혼합하여 이루어지는 혼합 분말을 포함하는 세라믹 슬러리를 얻는 공정; 세라믹 슬러리를 성형하여 성형체를 형성하는 공정; 성형체를 1축 방향으로 가압하여, 성형체의 가압축과 평행한 방향의 길이를 가압 이전보다 작게 하고, 성형체의 가압축과 수직인 면의 면적을 가압 이전보다 크게 하여 배향 성형체를 형성하는 공정; 및 배향 성형체를 소결시키는 소성 공정을 포함하는 세라믹의 제조방법이다.
본 발명에 따른 세라믹의 제조방법에서는, 가압축과 평행한 방향의 길이에 있어서, 배향 성형체의 길이가 성형체의 길이의 1/2이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹의 제조방법에서는, 혼합 분말 100중량%에 대하여 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자가 25∼52중량%인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹의 제조방법에서는, 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자는 편평 형상이며, 그 최대 직경과 높이의 비인 애스펙트(aspect)비가 5∼10인 것이 바람직하다. 또한, 이 애스펙트비는 세라믹 결정 입자의 장축 칫수와 단축 칫수의 비이기도 하다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹의 제조방법에서는, 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자는 층 형상 페로브스카이트(perovskite)형 결정 구조를 갖고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 세라믹의 제조방법에서는, 소성에 있어서 통상의 소성로를 사용할 수 있으며, 동일한 재료를 사용하면 TGG법으로 제조되는 배향 세라믹의 배향도보다 배향도가 높은 배향 세라믹을 제조할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 세라믹의 제조방법에서는, 세라믹의 생산 비용을 낮출 수 있음과 동시에, 제조되는 세라믹의 배향도를 TGG법에 비하여 높게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹의 제조방법에서는, 가압축과 평행한 방향의 길이에 있어서, 배향 성형체의 길이가 성형체의 길이의 1/2이하이면, 보다 배향도가 높은 세라믹, 예를 들면 열간단조법으로 얻어지는 세라믹의 배향도와 동일한 정도의 세라믹을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹의 제조방법에서는, 혼합 분말 100중량%에 대하여 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자가 25∼52중량%이면, 배향도가 높고, 소결 밀도도 높은 세라믹을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹의 제조방법에서는, 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자는 편평 형상이며, 그 최대 직경과 높이의 애스펙트비가 5∼10이면, 보다 배향도가 높은 세라믹을 얻을 수 있다. 또한, 그 애스펙트비가 10보다 크면, 세라믹의 밀도가 저하된다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹의 제조방법에서는, 형상 이방성을 갖는 세라믹의 결정 입자가 층 형상 페로브스카이트형 결정 구조를 갖고 있으면, 배향 세라믹의 배향도가 높아진다는 효과가 현저하게 되어 양호한 압전 특성을 갖는 세라믹을 얻을 수 있다. 이와 같이 층 형상 페로브스카이드형 결정 구조를 갖는 물질로서는, 예를 들면 BiWO6, CaBi2Nb2O9, SrBi2Nb2O9, BaBi2Nb2O9, PbBi2Nb2O9, CaBi2Ta2O9, SrBi2Ta2O9, BaBi2Ta2O9, PbBi2Ta2O9, Bi3TiNbO9, Bi3TiTaO9, Bi4Ti3O12, SrBi3Ti2NbO12, BaBi3Ti2NbO12, PbBi3Ti2NbO12, CaBi4Ti4O15, SrBi4Ti4O15, BaBi4Ti4O15, PbBi4Ti4O15, Na0.5Bi4.5Ti4O15, K0.5Bi4.5Ti4O15, Ca2Bi4Ti5O18, Sr2Bi4Ti5O18, Ba2Bi4Ti5O18, Pb2Bi4Ti5O18, Bi6Ti3WO18, Bi7Ti4NbO21, Bi10Ti3W3O30, 또는 이들 물질을 복수 종류 조합한 것 등을 들 수 있다.
본 발명의 상술의 목적, 그 외의 목적, 특징 및 이점은 도면을 참조하여 행하는 이하의 발명의 실시형태의 상세한 설명으로부터 한층 명백해질 것이다.
<발명의 실시형태>
(실시예)
출발원료로서 Bi2O3, TiO2, CaCO3및 MnCO3을 준비하여 이들을 조성 CaBi4Ti4O15＋0.5중량% MnCO3가 되도록 칭량하고, 볼 밀을 사용해서 약 16시간 습식 혼합하여 혼합물을 얻었다. 얻어진 혼합물을 건조한 후, 900℃에서 2시간 하소하여 세라믹원료의 하소 분말을 얻었다. 그 후, 하소 분말을 NaCl과 중량으로 1:1이 되도록 혼합하고, 950℃∼1050℃에서 10시간 열처리(소성)하였다. 그 소성한 것으로부터 NaCl을 제거하여 CaBi4Ti4O15의 세라믹 분말을 얻었다. 이 세라믹 분말은 형상에 이방성을 가지며 판 형상으로 되어 있는 것을 주사형 전자현미경으로 확인하였다. 또한, 이 판 형상의 세라믹 분말은 그 높이와 최대 직경의 비인 애스펙트비가 10정도였다. 그리고, 이 판 형상의 세라믹 분말 50중량부 및 상술한 하소 분말 50중량부의 혼합 분말과, 적당량의 유기 바인더, 분산제, 소포제(antifoaming agent) 및 표면 활성제를 혼합하여 세라믹 슬러리를 얻었다. 이 세라믹 슬러리를 닥터 블레이드(doctor blade)법으로 시트 성형하여 성형체로서의 시트를 얻었다. 이 시트의 두께는 40∼100㎛였다. 이 시트를 두께가 1.25㎜, 1.7㎜, 2㎜, 3.3㎜가 되도록 서로 포개고, 1축 방향의 가압을 행하면서 서로 고착시켜 배향 성형체로서의 시료를 제작하였다. 1축 방향의 가압을 행할 때, 도 1에 나타내는 바와 같이, 서로 포갠 시트의 적층물(l)을 금형(10)에 수납한 후에 가압을 행하여 시료를 제작하였다. 이 때, 금형(10)의 사이즈를 조절함으로써, 두께를 1.25㎜, 1.7㎜, 2㎜, 3.3㎜로 한 적층물(L)의 압연율이 각각 0.8, 0.6, 0.5, 0.3이 되도록 조정하여 압착후의 두께가 약 1㎜가 되도록 하였다. 압연율은 시트를 서로 포갠 적층물(L)에 있어서 가압전의 두께(H0)에 대한 가압후의 두께(H1)로서 다음식으로 정의한다.
압연율＝H1/H0
비교를 위하여, 종래의 기술인 TGG법으로서, 도 2에 나타내는 바와 같이 시트와 동일한 사이즈의 금형(1)을 사용하여 상술한 서로 포갠 시트의 적층물(L)에 있어서, 가압축과 평행한 방향의 길이 및 가압 방향과 수직인 면의 면적을 가압 이전과 변화시키지 않고, 즉 압연율을 1.0으로 하여 시트를 서로 고착시켜 시료를 제작하였다.
그 후, 그들 시료를 1150℃에서 2시간 열처리(소성)하여 소결시키고, 로트거링법에 의해 시료의 표면의 배향도를 측정하였다.
로트거링법이란, 시료의 배향도를 측정하는 한 방법이다. 즉, 무배향 시료의 각 결정면(hkl)으로부터의 반사 강도를 I(hkl)이라고 하고, 그들의 합계를 ∑I(hkl)이라고 한다. 그 중 (001)면으로부터의 반사 강도 I(001)의 합계를 ∑I(001)이라고 하고, 그들의 비(PO)를 다음식으로 구한다.
P0＝{∑I(001)/∑I(hkl)}
마찬가지로 하여, 배향 시료에 대해서도 반사 강도에 대하여 ∑I(hkl) 및 ∑I(001)을 구하고, 그들의 비를 P라고 하여 다음식으로 구한다.
P＝{∑I(001)/∑I(hkl)}
그리고, P0및 P를 사용하여 배향도(F)는 다음식으로 구해진다.
F＝{(P-P0)/(1-P0)}×100(%)
또한, 비교를 위하여, 열간단조법에 의해 상술한 실시예의 시료와 동일한 조성의 시료를 제작하였다. 열간단조법이란, 소성중에 시료에 1축 가압을 가하는 방법이다. 이 경우, 상술한 실시예에서 사용한 하소 분말과 동일한 하소 분말에 유기바인더를 혼합하여 직경 17㎜, 높이 8㎜정도의 원주의 시료를 프레스 성형으로 제작하였다. 이 시료를 1150℃에서 2시간 열처리(소성)하고, 열처리 중에 시료에 전체 압력으로 500㎏정도의 1축 가압을 행하였다.
상술과 같이 하여 제작한 시료의 압연율과 배향도의 관계를 표 2에 나타낸다. 또한, 상술한 열간단조법으로 제작한 시료의 배향도는 98%였다.
압연율 배향도(%)
1.0* 91
0.8 95
0.6 96
0.5 98
0.3 98
*표시는 본 발명의 범위외
표 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 모든 시료에 있어서, 배향도가 95%이상이었다.
그에 반하여, 가압축과 평행한 방향의 길이 및 가압 방향과 수직인 면의 면적을 가압 이전과 변화시키지 않은 즉 압연율을 1.0으로 한 TGG법에서는, 제작한 시료의 배향도가 91%였다.
또한, 표 2 등으로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 시료에 있어서, 압연율이 0.5이하인 경우, 즉 가압축과 평행한 방향의 길이에 있어서, 배향 성형체의 길이가 성형체의 길이의 1/2이하인 경우, 열간단조법으로 얻어지는 배향 세라믹의 배향도와 동일한 정도의 배향 세라믹이 얻어진다는 것을 알 수 있다.
또한, 참고로서 배향 세라믹 CaBi4Ti4O15의 배향도와 두께 미끄럼 진동의 전기기계 결합계수의 관계를 표 3에 나타낸다.
배향도(%) 두께 미끄럼 진동의전기기계 결합계수(%)
91 30.5
93 31.1
95 31.9
96 32.7
98 33.8
표 3으로부터, 배향 세라믹 CaBi4Ti4O15에서는, 배향도의 향상에 따라 두께 미끄럼 진동의 전기기계 결합계수가 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
상술한 실시예의 시료에 있어서, 판 형상의 세라믹 분말의 함유량을 10중량%, 25중량%, 45중량%, 50중량%, 52중량%, 60중량%로 하여 시료의 배향도와 밀도를 측정하였다. 이 경우, 판 형상의 세라믹 분말의 애스펙트비를 10으로 하고, 시료의 압연율을 0.5로 하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
판 형상의 세라믹분말의 함유량(중량%) 배향도(%) 밀도(g/㎤)
10 60 6.9
25 85 7.1
45 95 7.2
50 98 7.2
52 98 7.15
60 98 6.7
애스펙트비＝10, 압연율＝0.5
또한, TGG법에 의한 결과로서, 표 4에 결과를 나타내는 시료에 있어서, 압연율을 1.0으로 하여 시료를 제작하고, 그 시료의 배향도와 밀도를 측정하였다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.
판 형상의 세라믹분말의 함유량(중량%) 배향도(%) 밀도(g/㎤)
10 47 6.8
25 74 6.8
45 85 7.0
50 91 7.0
52 91 6.95
60 91 6.5
애스펙트비＝10, 압연율＝1.0
또한, 표 4 및 표 5에 나타내는 결과에 있어서, 판 형상의 세라믹 분말의 함유량과 시료의 배향도의 관계를 도 3의 그래프에 나타낸다.
표 4, 표 5 및 도 3에 나타내는 그래프로부터 알 수 있듯이, 실시예에서는 TGG법과 비교하여 시료의 배향도가 높다는 것을 알 수 있다.
또한, 표 4 및 도 3에 나타내는 그래프로부터, 실시예에서는 판 형상의 세라믹 분말의 함유량을 25중량%이상으로 하면 85%이상의 배향도가 얻어지고, 판 형상의 세라믹 분말의 함유량을 45중량%이상으로 하면 95%이상의 배향도가 얻어지며, 판형상의 세라믹 분말의 함유량을 50중량%이상으로 하면 98%이상의 배향도가 얻어진다는 것을 알 수 있다.
또한, 표 4 및 표 5에 나타내는 결과에 있어서, 판 형상의 세라믹 분말의 함유량과 시료의 밀도의 관계를 도 4의 그래프에 나타낸다.
표 4, 표 5 및 도 4에 나타내는 그래프로부터 알 수 있듯이, 실시예에서는 TGG법과 비교하여 시료의 밀도가 높다는 것을 알 수 있다.
또한, 표 4 및 도 4에 나타내는 그래프로부터, 실시예에서는 판 형상의 세라믹 분말의 함유량을 25∼52중량%로 하면 시료의 밀도가 7.1(g/㎤)이상으로 커지고,판 형상의 세라믹 분말의 함유량을 45∼50중량%로 하면 시료의 밀도가 더 커진다. 그 때문에, 판 형상의 세라믹 분말과 세라믹 원료의 하소 분말을 혼합한 혼합 분말 100중량%에 대하여 판 형상의 세라믹 분말이 25∼52중량%인 것이 바람직하며, 판 형상의 세라믹 분말이 45∼50중량%인 것이 더 바람직하다.
상술한 실시예의 시료에 있어서, 판 형상의 세라믹 분말의 애스펙트비를 2, 4, 5, 10으로 하여 시료의 배향도를 측정하였다. 이 경우, 판 형상의 세라믹 분말 및 세라믹 원료의 하소 분말의 혼합 분말 100중량%에 대하여 판 형상의 세라믹 분말의 함유량을 50중량%로 하고, 시료의 압연율을 0.5로 하였다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.
애스펙트비 배향도(%)
2 70
4 91
5 98
10 98
판 형상의 세라믹 분말의 함유량＝50중량%, 압연율＝0.5
또한, TGG법에 의한 결과로서, 표 6에 결과를 나타내는 시료에 있어서, 압연율을 1.0으로 하여 시료를 제작하고, 그 시료의 배향도를 측정하였다. 그 결과를 표 7에 나타낸다.
애스펙트비 배향도(%)
2 62
4 83
5 91
10 91
판 형상의 세라믹 분말의 함유량＝50중량%, 압연율＝1.0
또한, 표 6 및 표 7에 나타내는 결과에 있어서, 판 형상의 세라믹 분말의 애스펙트비와 시료의 배향도의 관계를 도 5의 그래프에 나타낸다.
표 6, 표 7 및 도 5에 나타내는 그래프로부터 알 수 있듯이, 실시예에서는 TGG법과 비교하여 시료의 배향도가 높다는 것을 알 수 있다.
또한, 표 6 및 도 5에 나타내는 그래프로부터, 실시예에서는 판 형상의 세라믹 분말의 애스펙트비를 4이상으로 하면 91%이상의 배향도가 얻어지고, 판 형상의 세라믹 분말의 애스펙트비를 5이상으로 하면 98%이상의 배향도가 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 그 애스펙트비가 10보다 크면, 세라믹의 밀도가 저하된다. 그 때문에, 판 형상의 세라믹 분말의 애스펙트비가 4∼10인 것이 바람직하며, 판 형상의 세라믹 분말의 애스펙트비가 5∼10인 것이 더 바람직하다.
또한, 상술한 실시예에서는 혼합 분말중에 판 형상의 세라믹 분말이 사용되고 있으나, 본 발명에서는 판 형상의 세라믹 분말 대신에 다른 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자가 사용되어도 된다.
또한, 상술의 실시예에서는 혼합 분말중에 세라믹 원료의 하소 분말이 사용되고 있으나, 본 발명에서는 세라믹 원료의 하소 분말 대신에 세라믹 원료의 분말이 사용되어도 되며, 또한 세라믹 원료의 하소 분말과 함께 세라믹 원료의 분말이 사용되어도 된다.
또한, 상술한 실시예에서는 압전체 재료가 사용되고 있으나, 본 발명에서는 압전체 재료에 한정되는 것이 아니며 다른 재료가 사용되어도 된다.
또한, 상술한 실시예에서는 닥터 블레이드법으로 성형체가 형성되고 있으나, 본 발명에서는 압출(extruding), 비등방(非等方) 가압, 압연 등의 다른 성형법으로성형체가 형성되어도 된다.
본 발명에 따르면, 소성에 있어서 통상의 소성로를 사용할 수 있으며, 동일한 재료를 사용하면 TGG법으로 제조되는 배향 세라믹의 배향도보다 배향도가 높은 배향 세라믹을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 소성에 있어서 통상의 소성로를 사용할 수 있으며, 동일한 재료를 사용하면 TGG법으로 제조되는 배향 세라믹의 배향도보다 배향도가 높으며 또한 열간단조법으로 제조되는 배향 세라믹의 배향도와 동일한 정도의 배향 세라믹을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 소성에 있어서 통상의 소성로를 사용할 수 있으며, 동일한 재료를 사용하면 TGG법으로 제조되는 배향 세라믹의 배향도보다 배향도가 높으며, 소결 밀도가 높은 배향 세라믹을 제조할 수 있다.

Claims (5)

  1. 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자와, 세라믹 원료의 분말, 세라믹 원료의 하소 분말 중 어느 한쪽 또는 양자를 혼합하여 이루어지는 혼합 분말을 포함하는 세라믹 슬러리를 얻는 공정;
    상기 세라믹 슬러리를 성형하여 성형체를 형성하는 공정;
    상기 성형체를 1축 방향으로 가압하여, 상기 성형체의 가압축과 평행한 방향의 길이를 가압 이전보다 작게 하고, 상기 성형체의 가압축과 수직인 면의 면적을 가압 이전보다 크게 하여 배향 성형체를 형성하는 공정; 및
    상기 배향 성형체를 소결시키는 소성 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가압축과 평행한 방향의 길이에 있어서, 상기 배향 성형체의 길이가 상기 성형체의 길이의 1/2이하인 것을 특징으로 하는 세라믹의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 혼합 분말 100중량%에 대하여 상기 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자가 25∼52중량%인 것을 특징으로 하는 세라믹의 제조방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자는 편평 형상이며, 그 최대 직경과 높이의 비인 애스펙트(aspect)비가 5∼10인 것을 특징으로 하는 세라믹의 제조방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 이방성을 갖는 세라믹 결정 입자는 층 형상 페로브스카이트(perovskite)형 결정 구조를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 세라믹의 제조방법.
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