JP3148434B2 - 酸化物圧電材料のキューリー点温度測定法 - Google Patents
酸化物圧電材料のキューリー点温度測定法Info
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規な酸化物圧電材料の
キューリー点温度測定法に関するものである。
キューリー点温度測定法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と解決しようとする課題】従来、リチウム
ナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）のような酸化物圧電材料
は、音響機器、ＯＡ機、光デバイス等、世の中の広い産
業に大量に使われており、特に光デバイス等の用途に対
しては、その物性、組成を厳しくコントロールする事が
要されており、その簡便な測定法に物質のキューリー点
温度を測定する方法がある。ここにキューリー点温度は
強誘電体の常誘電体への転移温度のことである。その測
定精度が上がることによって物性、組成を精度よく評価
でき、その結果デバイス等の生産における製造技術が向
上し、産業に大きく貢献することができる。
ナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）のような酸化物圧電材料
は、音響機器、ＯＡ機、光デバイス等、世の中の広い産
業に大量に使われており、特に光デバイス等の用途に対
しては、その物性、組成を厳しくコントロールする事が
要されており、その簡便な測定法に物質のキューリー点
温度を測定する方法がある。ここにキューリー点温度は
強誘電体の常誘電体への転移温度のことである。その測
定精度が上がることによって物性、組成を精度よく評価
でき、その結果デバイス等の生産における製造技術が向
上し、産業に大きく貢献することができる。
【０００３】多数ある熱分析の一つに示差走査熱量測定
（differential scanning calorimeter ）法があり、通
常単にＤＳＣ法と略称されるが、これにより物質の相変
化、融点、凝固点など熱のやりとりの評価ができる。
（differential scanning calorimeter ）法があり、通
常単にＤＳＣ法と略称されるが、これにより物質の相変
化、融点、凝固点など熱のやりとりの評価ができる。
【０００４】このＤＳＣ法によって上記キューリー点温
度を測定することができるが、この測定法は試料および
基準物質を加熱または冷却によって調節しながら等しい
条件下におき、この二つの間の温度差をゼロに保つに必
要なエネルギーを時間または温度に対して記録する方法
であり、通常図１のような装置を用いてＤＳＣ法による
キューリー点温度測定が行なわれる。図１について説明
すれば、周囲にヒーター１を設けたセラミック製の加熱
ブロック２からなる炉３の略中央高さに感熱板４をわた
す。今評価したい物質（サンプル）を乳鉢等で粉末状に
し、目的にかなう材質の容器５、たとえば石英パン、白
金パン、アルミナパンなどに均一に入れ、更にたとえば
アルミナ等の基準物質（リファレンス）を同様に粉末状
にしてさきと同一材質、大きさの容器５′に均一に入れ
る。
度を測定することができるが、この測定法は試料および
基準物質を加熱または冷却によって調節しながら等しい
条件下におき、この二つの間の温度差をゼロに保つに必
要なエネルギーを時間または温度に対して記録する方法
であり、通常図１のような装置を用いてＤＳＣ法による
キューリー点温度測定が行なわれる。図１について説明
すれば、周囲にヒーター１を設けたセラミック製の加熱
ブロック２からなる炉３の略中央高さに感熱板４をわた
す。今評価したい物質（サンプル）を乳鉢等で粉末状に
し、目的にかなう材質の容器５、たとえば石英パン、白
金パン、アルミナパンなどに均一に入れ、更にたとえば
アルミナ等の基準物質（リファレンス）を同様に粉末状
にしてさきと同一材質、大きさの容器５′に均一に入れ
る。
【０００５】かかる二つの容器５，５′を前記感熱板４
上に置く。夫々の容器５，５′を置く場所二箇所は互に
或る距離離れており、しかも感熱板４のその箇所は少し
高めにつくられており、夫々の容器の下方に温度測定用
に熱電対６，６′が設けられている。その後炉３の上部
をセラミック製のふた７で密閉してからヒーター１に電
流を流して徐々に温度を上げていき、リファレンスとサ
ンプルの温度上昇の違いを測定する。サンプルの物質が
ある温度でキューリー点を越える時吸熱の反応を示すこ
とからその吸熱のピーク位置の温度をキューリー点温度
とする。
上に置く。夫々の容器５，５′を置く場所二箇所は互に
或る距離離れており、しかも感熱板４のその箇所は少し
高めにつくられており、夫々の容器の下方に温度測定用
に熱電対６，６′が設けられている。その後炉３の上部
をセラミック製のふた７で密閉してからヒーター１に電
流を流して徐々に温度を上げていき、リファレンスとサ
ンプルの温度上昇の違いを測定する。サンプルの物質が
ある温度でキューリー点を越える時吸熱の反応を示すこ
とからその吸熱のピーク位置の温度をキューリー点温度
とする。
【０００６】このような方法でキューリー点温度を測定
することができるがその場合従来は同一試料であっても
再現性の良い結果を得ることは困難であった。
することができるがその場合従来は同一試料であっても
再現性の良い結果を得ることは困難であった。
【０００７】このようなＤＳＣ測定によりえられるピー
クの形、位置、面積が影響を受ける因子としては種々あ
り、例えば粉末試料の粒度や重量等があげられるが、た
だサンプルを粉末状に粉砕してもそれだけでは再現性の
よい結果はえられず、重量に注意してもデータのばらつ
きが生ずる。従来のこの種の分析の手引書には粉末試料
の粒度は１００〜３００メッシュ程度、即ち５０〜１５
０ミクロン程度に粒径をそろえるよう教示されているが
それのみを順守しても再現性のよい結果はえにくい。
クの形、位置、面積が影響を受ける因子としては種々あ
り、例えば粉末試料の粒度や重量等があげられるが、た
だサンプルを粉末状に粉砕してもそれだけでは再現性の
よい結果はえられず、重量に注意してもデータのばらつ
きが生ずる。従来のこの種の分析の手引書には粉末試料
の粒度は１００〜３００メッシュ程度、即ち５０〜１５
０ミクロン程度に粒径をそろえるよう教示されているが
それのみを順守しても再現性のよい結果はえにくい。
【０００８】例えばリチウムナイオベートの粉末試料を
１８０ミクロン以下の粒度で粒度分別せずにキューリー
点温度を数回測定したところ図３のような結果がえられ
た。この場合は、標準偏差σn-1 ＝０．５０となり、同
一試料であるのに測定値のバラツキが大きくなって、２
つ以上の試料の測定値を比較する際など正確な判断がで
きなくなってしまう。
１８０ミクロン以下の粒度で粒度分別せずにキューリー
点温度を数回測定したところ図３のような結果がえられ
た。この場合は、標準偏差σn-1 ＝０．５０となり、同
一試料であるのに測定値のバラツキが大きくなって、２
つ以上の試料の測定値を比較する際など正確な判断がで
きなくなってしまう。
【０００９】本発明者はかかる事情に鑑みキューリー点
温度を標準偏差σn-1 を０．１程度にまで向上させて常
に再現性よく測定し得て、測定値の比較を正確に判断す
ることができる方法を提供することを目的として研究、
実験した結果、粉末試料の粒度を６０〜１５０ミクロン
の範囲において、粒径ｄを±１０ミクロンの範囲にそろ
えることによってかかる目的を達成しうることが見出さ
れたのである。
温度を標準偏差σn-1 を０．１程度にまで向上させて常
に再現性よく測定し得て、測定値の比較を正確に判断す
ることができる方法を提供することを目的として研究、
実験した結果、粉末試料の粒度を６０〜１５０ミクロン
の範囲において、粒径ｄを±１０ミクロンの範囲にそろ
えることによってかかる目的を達成しうることが見出さ
れたのである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】よって本発明は酸化物圧
電材料のキューリー点温度測定において、粉末の粒度を
６０ミクロンから１５０ミクロンの範囲において、粒径
ｄ±１０ミクロンにそろえることを特徴とする酸化物圧
電材料のキューリー点温度測定法に関するものである。
電材料のキューリー点温度測定において、粉末の粒度を
６０ミクロンから１５０ミクロンの範囲において、粒径
ｄ±１０ミクロンにそろえることを特徴とする酸化物圧
電材料のキューリー点温度測定法に関するものである。
【００１１】かくして本発明では酸化物圧電材料のキュ
ーリー点温度を測定するに当ってはその粉末材料を乳鉢
等で粉砕してまず６０〜１５０ミクロンの範囲の粒度と
するのである。これ以上こまかくても又これ以上粗くて
も不可である。そして更に重要なことは粒度分別を行な
って粒径の分布をこまかく規定し粒径ｄを±１０ミクロ
ンの狭い範囲に揃えるのである。
ーリー点温度を測定するに当ってはその粉末材料を乳鉢
等で粉砕してまず６０〜１５０ミクロンの範囲の粒度と
するのである。これ以上こまかくても又これ以上粗くて
も不可である。そして更に重要なことは粒度分別を行な
って粒径の分布をこまかく規定し粒径ｄを±１０ミクロ
ンの狭い範囲に揃えるのである。
【００１２】このように一定粒度範囲の粉末試料を一定
粒径に分別して揃えれば、標準偏差σn-1 を０．１程度
まで向上させて再現性のよい結果を得ることができ二つ
以上の試料の測定値の比較を正確に行なうことができ
る。
粒径に分別して揃えれば、標準偏差σn-1 を０．１程度
まで向上させて再現性のよい結果を得ることができ二つ
以上の試料の測定値の比較を正確に行なうことができ
る。
【００１３】
【実施例】今リチウムナイオベート結晶を乳鉢によって
粉砕しふるいによって粒度を約６３〜１５０ミクロンの
間で３段に分別してそれぞれのキューリー点温度を図１
の装置を用いて測定した。
粉砕しふるいによって粒度を約６３〜１５０ミクロンの
間で３段に分別してそれぞれのキューリー点温度を図１
の装置を用いて測定した。
【００１４】まず上記結晶の試料粉末を乳鉢で粉砕して
６３ミクロンと９０ミクロンの呼び寸法をもつふるい間
の試料をつくる。この試料１７０mgを直径５mm、高さ５
mm、厚み０．１mmの白金パン容器に入れる。一方基準物
質として１００mgのα‐アルミナ粉末を同様な材質、大
きさの容器にとり、夫々の容器に白金製のふた（直径
４．９mm、厚み０．１mm）をして図１の炉の感熱板に載
置する。この炉の内径は約３０mm、感熱板からふたまで
の高さは約１０mmである。加熱ブロックとふたはアルミ
ナセラミックでつくられ、ヒーターは白金‐ロジウム合
金でつくられている。
６３ミクロンと９０ミクロンの呼び寸法をもつふるい間
の試料をつくる。この試料１７０mgを直径５mm、高さ５
mm、厚み０．１mmの白金パン容器に入れる。一方基準物
質として１００mgのα‐アルミナ粉末を同様な材質、大
きさの容器にとり、夫々の容器に白金製のふた（直径
４．９mm、厚み０．１mm）をして図１の炉の感熱板に載
置する。この炉の内径は約３０mm、感熱板からふたまで
の高さは約１０mmである。加熱ブロックとふたはアルミ
ナセラミックでつくられ、ヒーターは白金‐ロジウム合
金でつくられている。
【００１５】ヒーターに通電して漸次温度を上げる。室
温から８００℃までは毎分２０℃、８００℃から１２３
０℃までは毎分１０℃の昇温速度で１２３０℃まで測定
する。サンプリング間隔は２秒である。測定後１１４０
℃から１１５０℃付近のキューリー点の吸熱ピークのピ
ークトップ温度を読み取り、これをキューリー点温度と
する。同一試料につき繰返し５回測定した結果を図２の
グラフに黒丸で示す。標準偏差σn-1 ＝０．１３であっ
た。
温から８００℃までは毎分２０℃、８００℃から１２３
０℃までは毎分１０℃の昇温速度で１２３０℃まで測定
する。サンプリング間隔は２秒である。測定後１１４０
℃から１１５０℃付近のキューリー点の吸熱ピークのピ
ークトップ温度を読み取り、これをキューリー点温度と
する。同一試料につき繰返し５回測定した結果を図２の
グラフに黒丸で示す。標準偏差σn-1 ＝０．１３であっ
た。
【００１６】次に粒径ｄを±１０ミクロンの範囲に揃え
るべく上記結晶粉末を粉砕し６３ミクロンと７５ミクロ
ンの呼び寸法をもつふるい間の試料をつくり、さきと同
様にキューリー点温度を５回測定した結果は図２の白丸
で示すとおりであった。その標準偏差σn-1 ＝０．１１
となった。
るべく上記結晶粉末を粉砕し６３ミクロンと７５ミクロ
ンの呼び寸法をもつふるい間の試料をつくり、さきと同
様にキューリー点温度を５回測定した結果は図２の白丸
で示すとおりであった。その標準偏差σn-1 ＝０．１１
となった。
【００１７】尚図２のグラフにおいてプロットされてい
る三角の印はサンプルとリファレンスとは別に、ふるい
による分粒を行い、キューリー点温度の試料粒度による
影響をみるために測定したものである。粒度が小さい方
から順に６３ミクロンから９０ミクロンのふるい間が２
点、９０ミクロンから１２５ミクロンのふるい間が２
点、１２５ミクロンから１５０ミクロンのふるい間が４
点となっている。グラフ中の各点は分粒した範囲の中心
値を粒度として示されている。
る三角の印はサンプルとリファレンスとは別に、ふるい
による分粒を行い、キューリー点温度の試料粒度による
影響をみるために測定したものである。粒度が小さい方
から順に６３ミクロンから９０ミクロンのふるい間が２
点、９０ミクロンから１２５ミクロンのふるい間が２
点、１２５ミクロンから１５０ミクロンのふるい間が４
点となっている。グラフ中の各点は分粒した範囲の中心
値を粒度として示されている。
【００１８】
【発明の効果】以上のように酸化物圧電材料の試料の粒
度を６０〜１５０ミクロンの範囲内である粒径ｄ±１０
ミクロンの狭い範囲に揃えてその試料のキューリー点温
度を測定することにより標準偏差σn-1 ＝０．１程度に
まで測定再現性を向上することができて良好である。
度を６０〜１５０ミクロンの範囲内である粒径ｄ±１０
ミクロンの狭い範囲に揃えてその試料のキューリー点温
度を測定することにより標準偏差σn-1 ＝０．１程度に
まで測定再現性を向上することができて良好である。
【００１９】本発明はキューリー点温度測定に関するも
のであるが、ＤＳＣではこの外比熱反応熱、転移熱など
の測定ができるため本発明方法はこれらの測定にも適用
することができる。
のであるが、ＤＳＣではこの外比熱反応熱、転移熱など
の測定ができるため本発明方法はこれらの測定にも適用
することができる。
【図１】本発明方法を実施する際用いるのに適当な装置
の一例を示す説明図。
の一例を示す説明図。
【図２】実施例に従って種々の粒度範囲のリチウムナイ
オベート粉末試料につきえられたキューリー点温度と粒
度範囲の関係を示すグラフ。
オベート粉末試料につきえられたキューリー点温度と粒
度範囲の関係を示すグラフ。
【図３】従来法に従って１８０ミクロン以下の粒度のリ
ウチムナイオベート粉末を分粒することなく実施してえ
られたキューリー点温度の測定値を示すグラフ。
ウチムナイオベート粉末を分粒することなく実施してえ
られたキューリー点温度の測定値を示すグラフ。
１ ヒーター ２ 加熱ブロック ３ 炉 ４ 感熱板 ５，５′ 容器 ６，６′ 熱電対 ７ ふた
Claims (1)
- 【請求項１】酸化物圧電材料のキューリー点温度測定に
おいて、粉末の粒度を６０ミクロンから１５０ミクロン
の範囲において、粒径ｄ±１０ミクロンにそろえること
を特徴とする酸化物圧電材料のキューリー点温度測定
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP107093A JP3148434B2 (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 酸化物圧電材料のキューリー点温度測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP107093A JP3148434B2 (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 酸化物圧電材料のキューリー点温度測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201618A JPH06201618A (ja) | 1994-07-22 |
| JP3148434B2 true JP3148434B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=11491268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP107093A Expired - Fee Related JP3148434B2 (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 酸化物圧電材料のキューリー点温度測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148434B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106370691A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-02-01 | 宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司) | 一种多功能着火点检测装置 |
-
1993
- 1993-01-07 JP JP107093A patent/JP3148434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06201618A (ja) | 1994-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |