JPH0132186B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0132186B2 JPH0132186B2 JP59227690A JP22769084A JPH0132186B2 JP H0132186 B2 JPH0132186 B2 JP H0132186B2 JP 59227690 A JP59227690 A JP 59227690A JP 22769084 A JP22769084 A JP 22769084A JP H0132186 B2 JPH0132186 B2 JP H0132186B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- ceramic material
- ceramics according
- ceramics
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 49
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 23
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 12
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010974 bronze Substances 0.000 claims description 6
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- 238000007716 flux method Methods 0.000 claims description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
〔発明の属する技術分野〕
本発明はセラミツクスの製造方法に関するもの
で、特に異なる方向から複数回熱間加圧すること
によつて、セラミツクスを構成する形状異方性を
有する粒子を一軸方向に揃え、配向性の良いセラ
ミツクスを製造する方法に関する。 〔発明の背景〕 圧電材料の中には、本来比較的良好な誘電特
性、圧電特性および電気光学効果を有する材料が
ある。一例として、タングステンブロンズ型の結
晶構造を有する強誘電体材料が挙げられるが、こ
の材料の結晶系では、結晶粒子が針状等の大きい
寸法異方性を有しており、分極容易な方向が限定
される。したがつて、この材料を圧電セラミツク
スに用いようとしても、セラミツクスではその粒
子の結晶軸が任意の方向を向いているため、外部
から電界を印加しても効率の良い分極処理を行な
うことができず、この材料が本来有している良好
な圧電特性および電気光学効果を利用することが
不可能であつた。このため、この結晶系に対する
研究は、主として単結晶材料としての応用研究に
向けられている。 一方、ビスマス層状化合物よりなる強誘電体材
料では、その粒子が板状をなしており、したがつ
て一軸加圧のホツトプレス法等によつて結晶粒子
が配向されたセラミツクス、したがつて効率の良
い分極処理が可能なセラミツクスを製造すること
ができ、良好な圧電特性を示すものが得られてい
る。しかしながら、上述の針状結晶粒子よりなる
タングステンブロンズ型構造の材料においては、
一軸加圧のホツドプレス法を行なつたのみでは、
加圧面内に針状粒子がランダムに配向するのみ
で、特定の方向に粒子を揃えることは不可能であ
るため、良好な圧電特性を示すものが得られなか
つた。 〔発明の目的〕 そこで本発明では、寸法異方性を有する粒子よ
りなるセラミツクス材料から、前記粒子を一軸方
向に配向させたセラミツクスを得るための製造方
法を提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は、予め成長させた寸法異方性を有する
粒子よりなるセラミツクス材料に成形用バインダ
を加えて所定の形状に予備成形し、この成形体に
対し、異なる方向から熱間での加圧（ホツトプレ
ース）を行なうことによつて上記目的を達成して
いる。 上記の寸法異方性を有する粒子としては、例え
ばフラツクス法によつて形成されたタングステン
ブロンズ型の結晶構造を有する例えばPbNb2O6
等の針状または棒状結晶粒子が用いられる。 〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例について詳細に説明する。
結晶粒子が針状または棒状等の寸法異方性を有す
る材料として種々のものが考えられるが、ここで
は、粒子を一軸方向に配向させた場合、その粒子
の一軸配向性が確認し易く、また粒子を一軸方向
に配向させることにより、その優れた誘電特性、
圧電特性および電気光学特性を活用することが期
待されるタングステンブロンズ型の結晶構造を有
する強誘電体材料を選び、本発明の有効性を実証
することにする。 上記のタングステンブロンズ型の結晶構造を有
する強誘電体材料としては、PbNb2O6、
Sr2NaNb5O15、Sr2KNb5O15、PbXBa1-XNb2O6、
SrXBa1-XNb2O6、（Pb、Ｋ）Nb2O6、
K3Li2Nb5O15、Ba2NaNb5O15、Ba2LiNb5O15、
K3Li2Nb5-XTaXO15、（Pb、Ba、La）Nb2O6等が
その主成分として挙げられるが、ここでは
PbNb2O6を用いた実施例について述べる。 まず、PbNb2O6の針状結晶粒子をフラツクス
法で合成した。ここで用いる試薬はすべて純度
99.5％以上の高純度の試薬である。PbOとNb2O5
をPbNb2O6の組成となるように調合し、900℃の
温度で２時間仮焼成したものに、等重量のKClを
加え、電動乳鉢で15分間混合した混合物約100グ
ラムをアルミナ製るつぼに入れ、900゜〜1200℃の
温度で１〜８時間加熱して反応させた。 上記の熱処理後、混合物を熱湯を入れた２リツ
トルのガラスビーカー内に入れて洗浄を行ない、
KCl部分を除去した。その際、イオン交換した水
の熱湯を用い、撹拌しながら洗浄し、熱湯を取り
替えて反復洗浄した。この熱湯を10回以上取り替
えて洗浄を行なつたところ、得られたPbNb2O6
の針状粒子末に残存するCl-イオンは、AgNO3溶
液を用いた検出によつては検出不能であつた。 かくて得られた針状および柱状の粒子を電子顕
微鏡で観察した結果を第１図ａ，ｂに示す。第１
図ａの粒子は、KClフラツクス中で温度1050℃で
５時間熱処理して得られたものであり、第１図ｂ
の粒子は、温度1200℃で５時間熱処理して得られ
たものである。合成温度が900℃未満では針状粒
子の発達が不良で短いものしか得られなかつた。
また1200℃を超える温度では、粒子が太く成長
し、粒子の寸法異方性が少なくなるため、この材
料では熱処理温度は900゜〜1200℃の範囲が適当で
あつた。特に1000゜〜1100℃の温度で合成したも
のの針状比（長さ／太さまたは直径）が大きく、
20〜40であつた。また合成時間が短か過ぎると粒
子の成長が進行せず、長過ぎると粒子の成長が進
み過ぎて太くなり、針状比が１に近くなるため、
本実施例では１〜８時間の熱処理によつて、粒子
の長さ2μm以上、針状比が1.2以上で100以下の寸
法異方性を有する粒子を得た。特に1050゜〜1100
℃の範囲内で３〜６時間反応させたものの針状比
は大きく、５時間反応させたものでは直径1.5〜
2μmで針状比が20〜40と大きい良好な針状粒子を
得た。 次にこの針状粒子よりなる粉末をイオン交換水
の中に投入し、更に分散剤を加えて十分に分散さ
せた後、沈降分級によつて、大きな粒子と超微粉
とを除き、針状粒子のみを取り出した。この分散
液を過し、かつ過しながらよく洗浄して乾燥
した。 この針状粒子よりなるセラミツクス材料に７重
量％のPVA溶液を８重量％加えながら造粒し、
さらに整粒したものを、第２図ａに示すように、
直径15mm、高さ約20mmの円柱状成形体に予備成形
した。この円柱状成形体の底面上で互いに直交す
る２方向をそれぞれＸ軸およびＹ軸とし、円柱の
高さ方向をＺ軸とする。 次にこの成形体を、内径40mmの高純度アルミナ
製のダイスに入れ、上下方向すなわちＺ軸方向の
第１回目のホツトプレス（熱間加圧）を行なつ
た。この場合の圧力P1と加圧の方向、ホツトプ
レス後の試料の形状を第２図ｂに示す。この場
合、アルミナ製ダイスと試料を150℃／時で昇温
し、1200℃の温度において100Kg／cm2の圧力を印
加し、３時間のホツトプレスを行なつた。 上記第１回目のホツトプレス後、一旦降温して
試料を取出し、この試料に対し、第１回目の加圧
方向と直角の方向から加圧しうるように試料の方
向を変えて再びアルミナ製のダイス中にセツト
し、昇温して、第２図ｃに示すように、第２回目
のホツトプレスを、Ｚ軸と直角なＹ軸の方向から
圧力P2をもつて行なつた。この第２回目のホツ
トプレスは、温度1250℃において100Kg／cm2の圧
力を３時間加えて行ない、試料を第２図ｃに示す
形状にした。 なお、ここでは一軸方向のみから加圧できるホ
ツトプレス装置を用いたため、上記のように第１
回目のホツトプレスを行なつた試料を一旦降温し
てダイス内から取り出したが、互いに直交する２
軸方向から加圧できるホツトプレス装置を用いれ
ば、Ｚ軸方向からの第１回目の加圧に引続き、Ｙ
軸方向からの第２回目の加圧を連続して行なうこ
とができ、これにより、同様の効果が得られるこ
とはいうまでもない。また、本実施例では、第２
図ａに示すように試料を円柱状に予備成形した
が、この成形体の形状は直方体あるいは立方体で
あつてもよく、また第１回目の加圧をＹ軸方向か
ら行ない、第２回目の加圧をＺ軸方向から行なつ
ても得られる効果に変りはない。 第２回目のホツトプレス後、取り出された試料
は、第３図ａに示すように、円柱が径方向に押し
つぶされた形状をしている。また第３図ｂに示す
ように、この試料のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に垂直な面
をそれぞれSX、SY、SZとして、各面における粒
子の配向状態を電子顕微鏡で観察した。 まずＺ軸からの第１回目のホツトプレスを行な
つた試料のSX面およびSZ面をそれぞれ鏡面研磨
した後、温度1150℃で熱エツチングしてから観察
した結果を第４図ａ，ｂに示す。この第４図から
明らかなように、加圧方向に垂直なSZ面では針状
の粒子がランダムに配向している。一方加圧方向
と平行なSX面では、加圧方向に配向した粒子は
見られない。このことから、粒子は加圧方向に垂
直な方向に配向することが理解される。 次に第３図ｂのように、互いに直交る２方向か
ら２回のホツトプレスを行なつた試料における
SX面、SY面、SZ面の電子顕微鏡写真を第５図ａ，
ｂ，ｃに示す。この図から明らかなように、寸法
異方性を有する粒子は、２回のホツトプレスのそ
れぞれの圧力の方向に対して直交するＸ軸方向に
配向している。 第６図はＸ線回折パターンを示し、第６図ａは
合成した針状粒子粉末、第６図ｂはSY面、第６図
ｃはSX面である。第６図ａはPbNb2O6がランダ
ムな方向を向いているときの回折パターンであ
り、第６図ｂでは、第６図ａに比較して（ｈ、
ｋ、ｏ）の面指数を持つ回折線の相対強度が強
く、第６図ｃにおいては、（ｏ、ｏ、ｌ）の面指
数を持つ回折線の相対強度が強く、（ｈ、ｋ、ｏ）
の指数を持つ面からの回折ピークはほとんど観察
されなかつた。 この事実は、針状結晶粒子の長軸方向が一方向
に配向している場合は、結晶学的な結晶軸もまた
特定の一軸方向に配向していることを示してい
る。 次に第７図に示すような板サンプルを切出して
誘電特性および圧電特性を測定した。ここで、試
料()は、SY面に対向する一対の電極を備え、電
極と平行な方向に粒子の長軸が配向している。試
料()は、SX面に対向する一対の電極を備え、電
極と垂直な方向に粒子の長軸が配向している。 測定用サンプルの形状は、厚さ１mm、短辺５
mm、長辺７mmの長方形の角板であり、誘電率は
1kHzにおける静電容量から求めた。圧電諸定数
は、共振、反共振を生じる周波数、およびインピ
ーダンスより求めた。分極処理は、温度110℃に
おいて、厚さ１mm当り2kVの電圧を10分間印加し
て行なつた。測定結果を下記の第１表に示す。な
お、第１表には、比較のために、第１回目のＺ軸
の方向からのみのホツトプレスを行なつた試料に
おいて、加圧方向に対し垂直なSZ面に対向する一
対の電極を備えた試料(′)の特性と、加圧方向に
平行なSX面に対向するる一対の電極を備えた試
料(′)の特性とを併せて示してある。
で、特に異なる方向から複数回熱間加圧すること
によつて、セラミツクスを構成する形状異方性を
有する粒子を一軸方向に揃え、配向性の良いセラ
ミツクスを製造する方法に関する。 〔発明の背景〕 圧電材料の中には、本来比較的良好な誘電特
性、圧電特性および電気光学効果を有する材料が
ある。一例として、タングステンブロンズ型の結
晶構造を有する強誘電体材料が挙げられるが、こ
の材料の結晶系では、結晶粒子が針状等の大きい
寸法異方性を有しており、分極容易な方向が限定
される。したがつて、この材料を圧電セラミツク
スに用いようとしても、セラミツクスではその粒
子の結晶軸が任意の方向を向いているため、外部
から電界を印加しても効率の良い分極処理を行な
うことができず、この材料が本来有している良好
な圧電特性および電気光学効果を利用することが
不可能であつた。このため、この結晶系に対する
研究は、主として単結晶材料としての応用研究に
向けられている。 一方、ビスマス層状化合物よりなる強誘電体材
料では、その粒子が板状をなしており、したがつ
て一軸加圧のホツトプレス法等によつて結晶粒子
が配向されたセラミツクス、したがつて効率の良
い分極処理が可能なセラミツクスを製造すること
ができ、良好な圧電特性を示すものが得られてい
る。しかしながら、上述の針状結晶粒子よりなる
タングステンブロンズ型構造の材料においては、
一軸加圧のホツドプレス法を行なつたのみでは、
加圧面内に針状粒子がランダムに配向するのみ
で、特定の方向に粒子を揃えることは不可能であ
るため、良好な圧電特性を示すものが得られなか
つた。 〔発明の目的〕 そこで本発明では、寸法異方性を有する粒子よ
りなるセラミツクス材料から、前記粒子を一軸方
向に配向させたセラミツクスを得るための製造方
法を提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は、予め成長させた寸法異方性を有する
粒子よりなるセラミツクス材料に成形用バインダ
を加えて所定の形状に予備成形し、この成形体に
対し、異なる方向から熱間での加圧（ホツトプレ
ース）を行なうことによつて上記目的を達成して
いる。 上記の寸法異方性を有する粒子としては、例え
ばフラツクス法によつて形成されたタングステン
ブロンズ型の結晶構造を有する例えばPbNb2O6
等の針状または棒状結晶粒子が用いられる。 〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例について詳細に説明する。
結晶粒子が針状または棒状等の寸法異方性を有す
る材料として種々のものが考えられるが、ここで
は、粒子を一軸方向に配向させた場合、その粒子
の一軸配向性が確認し易く、また粒子を一軸方向
に配向させることにより、その優れた誘電特性、
圧電特性および電気光学特性を活用することが期
待されるタングステンブロンズ型の結晶構造を有
する強誘電体材料を選び、本発明の有効性を実証
することにする。 上記のタングステンブロンズ型の結晶構造を有
する強誘電体材料としては、PbNb2O6、
Sr2NaNb5O15、Sr2KNb5O15、PbXBa1-XNb2O6、
SrXBa1-XNb2O6、（Pb、Ｋ）Nb2O6、
K3Li2Nb5O15、Ba2NaNb5O15、Ba2LiNb5O15、
K3Li2Nb5-XTaXO15、（Pb、Ba、La）Nb2O6等が
その主成分として挙げられるが、ここでは
PbNb2O6を用いた実施例について述べる。 まず、PbNb2O6の針状結晶粒子をフラツクス
法で合成した。ここで用いる試薬はすべて純度
99.5％以上の高純度の試薬である。PbOとNb2O5
をPbNb2O6の組成となるように調合し、900℃の
温度で２時間仮焼成したものに、等重量のKClを
加え、電動乳鉢で15分間混合した混合物約100グ
ラムをアルミナ製るつぼに入れ、900゜〜1200℃の
温度で１〜８時間加熱して反応させた。 上記の熱処理後、混合物を熱湯を入れた２リツ
トルのガラスビーカー内に入れて洗浄を行ない、
KCl部分を除去した。その際、イオン交換した水
の熱湯を用い、撹拌しながら洗浄し、熱湯を取り
替えて反復洗浄した。この熱湯を10回以上取り替
えて洗浄を行なつたところ、得られたPbNb2O6
の針状粒子末に残存するCl-イオンは、AgNO3溶
液を用いた検出によつては検出不能であつた。 かくて得られた針状および柱状の粒子を電子顕
微鏡で観察した結果を第１図ａ，ｂに示す。第１
図ａの粒子は、KClフラツクス中で温度1050℃で
５時間熱処理して得られたものであり、第１図ｂ
の粒子は、温度1200℃で５時間熱処理して得られ
たものである。合成温度が900℃未満では針状粒
子の発達が不良で短いものしか得られなかつた。
また1200℃を超える温度では、粒子が太く成長
し、粒子の寸法異方性が少なくなるため、この材
料では熱処理温度は900゜〜1200℃の範囲が適当で
あつた。特に1000゜〜1100℃の温度で合成したも
のの針状比（長さ／太さまたは直径）が大きく、
20〜40であつた。また合成時間が短か過ぎると粒
子の成長が進行せず、長過ぎると粒子の成長が進
み過ぎて太くなり、針状比が１に近くなるため、
本実施例では１〜８時間の熱処理によつて、粒子
の長さ2μm以上、針状比が1.2以上で100以下の寸
法異方性を有する粒子を得た。特に1050゜〜1100
℃の範囲内で３〜６時間反応させたものの針状比
は大きく、５時間反応させたものでは直径1.5〜
2μmで針状比が20〜40と大きい良好な針状粒子を
得た。 次にこの針状粒子よりなる粉末をイオン交換水
の中に投入し、更に分散剤を加えて十分に分散さ
せた後、沈降分級によつて、大きな粒子と超微粉
とを除き、針状粒子のみを取り出した。この分散
液を過し、かつ過しながらよく洗浄して乾燥
した。 この針状粒子よりなるセラミツクス材料に７重
量％のPVA溶液を８重量％加えながら造粒し、
さらに整粒したものを、第２図ａに示すように、
直径15mm、高さ約20mmの円柱状成形体に予備成形
した。この円柱状成形体の底面上で互いに直交す
る２方向をそれぞれＸ軸およびＹ軸とし、円柱の
高さ方向をＺ軸とする。 次にこの成形体を、内径40mmの高純度アルミナ
製のダイスに入れ、上下方向すなわちＺ軸方向の
第１回目のホツトプレス（熱間加圧）を行なつ
た。この場合の圧力P1と加圧の方向、ホツトプ
レス後の試料の形状を第２図ｂに示す。この場
合、アルミナ製ダイスと試料を150℃／時で昇温
し、1200℃の温度において100Kg／cm2の圧力を印
加し、３時間のホツトプレスを行なつた。 上記第１回目のホツトプレス後、一旦降温して
試料を取出し、この試料に対し、第１回目の加圧
方向と直角の方向から加圧しうるように試料の方
向を変えて再びアルミナ製のダイス中にセツト
し、昇温して、第２図ｃに示すように、第２回目
のホツトプレスを、Ｚ軸と直角なＹ軸の方向から
圧力P2をもつて行なつた。この第２回目のホツ
トプレスは、温度1250℃において100Kg／cm2の圧
力を３時間加えて行ない、試料を第２図ｃに示す
形状にした。 なお、ここでは一軸方向のみから加圧できるホ
ツトプレス装置を用いたため、上記のように第１
回目のホツトプレスを行なつた試料を一旦降温し
てダイス内から取り出したが、互いに直交する２
軸方向から加圧できるホツトプレス装置を用いれ
ば、Ｚ軸方向からの第１回目の加圧に引続き、Ｙ
軸方向からの第２回目の加圧を連続して行なうこ
とができ、これにより、同様の効果が得られるこ
とはいうまでもない。また、本実施例では、第２
図ａに示すように試料を円柱状に予備成形した
が、この成形体の形状は直方体あるいは立方体で
あつてもよく、また第１回目の加圧をＹ軸方向か
ら行ない、第２回目の加圧をＺ軸方向から行なつ
ても得られる効果に変りはない。 第２回目のホツトプレス後、取り出された試料
は、第３図ａに示すように、円柱が径方向に押し
つぶされた形状をしている。また第３図ｂに示す
ように、この試料のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に垂直な面
をそれぞれSX、SY、SZとして、各面における粒
子の配向状態を電子顕微鏡で観察した。 まずＺ軸からの第１回目のホツトプレスを行な
つた試料のSX面およびSZ面をそれぞれ鏡面研磨
した後、温度1150℃で熱エツチングしてから観察
した結果を第４図ａ，ｂに示す。この第４図から
明らかなように、加圧方向に垂直なSZ面では針状
の粒子がランダムに配向している。一方加圧方向
と平行なSX面では、加圧方向に配向した粒子は
見られない。このことから、粒子は加圧方向に垂
直な方向に配向することが理解される。 次に第３図ｂのように、互いに直交る２方向か
ら２回のホツトプレスを行なつた試料における
SX面、SY面、SZ面の電子顕微鏡写真を第５図ａ，
ｂ，ｃに示す。この図から明らかなように、寸法
異方性を有する粒子は、２回のホツトプレスのそ
れぞれの圧力の方向に対して直交するＸ軸方向に
配向している。 第６図はＸ線回折パターンを示し、第６図ａは
合成した針状粒子粉末、第６図ｂはSY面、第６図
ｃはSX面である。第６図ａはPbNb2O6がランダ
ムな方向を向いているときの回折パターンであ
り、第６図ｂでは、第６図ａに比較して（ｈ、
ｋ、ｏ）の面指数を持つ回折線の相対強度が強
く、第６図ｃにおいては、（ｏ、ｏ、ｌ）の面指
数を持つ回折線の相対強度が強く、（ｈ、ｋ、ｏ）
の指数を持つ面からの回折ピークはほとんど観察
されなかつた。 この事実は、針状結晶粒子の長軸方向が一方向
に配向している場合は、結晶学的な結晶軸もまた
特定の一軸方向に配向していることを示してい
る。 次に第７図に示すような板サンプルを切出して
誘電特性および圧電特性を測定した。ここで、試
料()は、SY面に対向する一対の電極を備え、電
極と平行な方向に粒子の長軸が配向している。試
料()は、SX面に対向する一対の電極を備え、電
極と垂直な方向に粒子の長軸が配向している。 測定用サンプルの形状は、厚さ１mm、短辺５
mm、長辺７mmの長方形の角板であり、誘電率は
1kHzにおける静電容量から求めた。圧電諸定数
は、共振、反共振を生じる周波数、およびインピ
ーダンスより求めた。分極処理は、温度110℃に
おいて、厚さ１mm当り2kVの電圧を10分間印加し
て行なつた。測定結果を下記の第１表に示す。な
お、第１表には、比較のために、第１回目のＺ軸
の方向からのみのホツトプレスを行なつた試料に
おいて、加圧方向に対し垂直なSZ面に対向する一
対の電極を備えた試料(′)の特性と、加圧方向に
平行なSX面に対向するる一対の電極を備えた試
料(′)の特性とを併せて示してある。
以上の説明で明らかなように、本発明によれ
ば、結晶学的に異方性を有する材料の単結晶を製
作しなくても、単結晶と同様の所望の特性を有す
るセラミツクス材料を製造することができる。 単結晶の育成には材料の融点よりも高い温度を
必要とするが、本発明の方法によれば、焼結温度
で目的とするセラミツクスを得ることができるた
め、加熱源、加熱方法の選択の幅が広く、また、
耐火物、るつぼ等も、より低温で使用できるた
め、より安価で経済的な材料を得ることも可能で
ある。 また本発明によれば、単結晶の育成の困難な材
料でも、比較的容易に焼成でき、異方性を利用す
る材料を提供することが可能となつた。
ば、結晶学的に異方性を有する材料の単結晶を製
作しなくても、単結晶と同様の所望の特性を有す
るセラミツクス材料を製造することができる。 単結晶の育成には材料の融点よりも高い温度を
必要とするが、本発明の方法によれば、焼結温度
で目的とするセラミツクスを得ることができるた
め、加熱源、加熱方法の選択の幅が広く、また、
耐火物、るつぼ等も、より低温で使用できるた
め、より安価で経済的な材料を得ることも可能で
ある。 また本発明によれば、単結晶の育成の困難な材
料でも、比較的容易に焼成でき、異方性を利用す
る材料を提供することが可能となつた。
第１図ａ，ｂはフラツクス法で合成した
PbNb2O6系粒子の電子顕微鏡写真、第２図ａ〜
ｃは本発明の方法における成形体とホツトプレス
の方向との関係を示す説明図、第３図ａ，ｂは第
２回目のホツトプレスの方向と電子顕微鏡で観察
した試料の面の方向とを示す説明図、第４図ａ，
ｂは第１回目のホツトプレスによる粒子配向状態
を示す電子顕微鏡写真、第５図ａ〜ｃは第２回目
のホツトプレスによる粒子配向状態を示す電子顕
微鏡写真、第６図ａ〜ｃはＸ線回折図、第７図は
第２回目のホツトプレスを行なつた試料から切り
出した板状サンプルの方向を示す説明図である。
PbNb2O6系粒子の電子顕微鏡写真、第２図ａ〜
ｃは本発明の方法における成形体とホツトプレス
の方向との関係を示す説明図、第３図ａ，ｂは第
２回目のホツトプレスの方向と電子顕微鏡で観察
した試料の面の方向とを示す説明図、第４図ａ，
ｂは第１回目のホツトプレスによる粒子配向状態
を示す電子顕微鏡写真、第５図ａ〜ｃは第２回目
のホツトプレスによる粒子配向状態を示す電子顕
微鏡写真、第６図ａ〜ｃはＸ線回折図、第７図は
第２回目のホツトプレスを行なつた試料から切り
出した板状サンプルの方向を示す説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 予め成長させた寸法異方性を有する粒子より
なるセラミツクス材料に成形用バインダを加えて
所定の形状に予備成形し、この成形体に対し第１
の方向から第１回目の熱間加圧を行ない、次に前
記第１の方向とは異なるそれに垂直な第２の方向
から第２回目の熱間加圧を行ない、これにより前
記粒子を一軸方向に配向させたセラミツクスを得
ることを特徴とするセラミツクスの製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のセラミツクスの
製造方法において、前記粒子が結晶粒子および非
結晶粒子の少なくとも一方よりなる前記方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載のセ
ラミツクスの製造方法において、前記寸法異方性
を有する粒子が針状および棒状の粒子の少なくと
も一方よりなる前記方法。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載されたセラミツ
クスの製造方法において、前記粒子がフラツクス
法により合成され、かつその針状比が１を越え
100以下の範囲にある前記方法。 ５ 特許請求の範囲第１項〜第４項のうちの何か
れ１つに記載されたセラミツクスの製造方法にお
いて、前記粒子が異方性結晶構造を有する結晶粒
子よりなる前記方法。 ６ 特許請求の範囲第５項記載のセラミツクスの
製造方法において、前記セラミツクス材料が圧電
材料よりなる前記方法。 ７ 特許請求の範囲第５項記載のセラミツクスの
製造方法において、前記セラミツクス材料が強誘
電体材料よりなる前記方法。 ８ 特許請求の範囲第１項記載のセラミツクスの
製造方法において、前記セラミツクス材料が、タ
ングステンブロンズ型の結晶構造を有する結晶粒
子よりなる前記方法。 ９ 特許請求の範囲第８項記載のセラミツクスの
製造方法において、前記セラミツクス材料が、 PbNb2O6、（Pb、Ｋ）Nb2O6、Sr2NaNb5O15、
Sr2KNb5O15、PbXBa1-XNb2O6、SrXBa1-X
Nb2O6、K3Li2Nb5O15、Ba2NaNb5O15、
Ba2LiNb5O15、K3Li2Nb5-XTaXO15、（Pb、Ba、
La）Nb2O6 のうちの少なくとも１つを含むものである前記方
法。 １０ 特許請求の範囲第１項〜第９項のうちの何
れか１つに記載されたセラミツクスの製造方法に
おいて、前記第１回目および第２回目の熱間加圧
が連続して行なわれる前記方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59227690A JPS61106463A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | セラミツクスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59227690A JPS61106463A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | セラミツクスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61106463A JPS61106463A (ja) | 1986-05-24 |
| JPH0132186B2 true JPH0132186B2 (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=16864812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59227690A Granted JPS61106463A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | セラミツクスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61106463A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2644779A1 (fr) * | 1989-03-22 | 1990-09-28 | Centre Nat Rech Scient | Composition ceramique a constante dielectrique elevee |
| US6620237B2 (en) * | 2001-11-15 | 2003-09-16 | Spectra, Inc. | Oriented piezoelectric film |
| CN102863024B (zh) * | 2012-10-10 | 2014-02-05 | 西北工业大学 | 一种柱状铌酸锶钠微晶粉体的制备方法 |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP59227690A patent/JPS61106463A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61106463A (ja) | 1986-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kim et al. | Preparation of undoped lead titanate ceramics via sol‐gel processing | |
| Pardo et al. | (Bi3TiNbO9) x (SrBi2Nb2O9) 1− x aurivillius type structure piezoelectric ceramics obtained from mechanochemically activated oxides | |
| DE60224748T2 (de) | Kornorientierte Keramik und Verfahren zu ihrer Herstellung, sowie anisotrop geformtes Pulver und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| Zheng et al. | Crystal structure and dielectric properties of ferroelectric ceramics in the BaO-Sm2O3-TiO2-Nb2O5 system | |
| EP1972606A1 (en) | Crystallographically-oriented ceramic | |
| DE102017211348B3 (de) | Verfahren zum Herstellen einer texturierten Perowskit-Keramik sowie in dieser Weise hergestellte Perowskit-Keramiken und Verwendungen | |
| Jiten et al. | (Na0. 5K0. 5) NbO3 nanocrystalline powders produced by high energy ball milling and corresponding ceramics | |
| KR20010021275A (ko) | 압전 세라믹 제조 방법 | |
| Wang et al. | Strong piezoelectric anisotropy in CaBi4Ti4O15 textured ceramics prepared by templated grain growth method | |
| JPH062614B2 (ja) | セラミックス材料 | |
| JPH0132186B2 (ja) | ||
| Varaprasad et al. | Structural and dielectric studies of some perovskite-type titanates | |
| CN102644114A (zh) | 一种铁电单晶铌镥酸铅-钛酸铅及其制备方法 | |
| JP3650872B2 (ja) | 結晶配向ビスマス層状ペロブスカイト型化合物及びその製造方法 | |
| Kazi et al. | Sintering temperature dependent structural and mechanical studies of BaxPb1− xTiO3 ferroelectrics | |
| Wang et al. | Microstructure and properties of KSr2Nb5O15 ceramics with excess K+ | |
| De Villiers et al. | Piezoelectricity and microstructures of modified lead titanate ceramics | |
| Spann et al. | Development of textured antimony sulphoiodide | |
| Rao et al. | New dielectric materials based on pyrochlore-type oxides-Ca3RE3Ti7Ta2O26. 5 (RE= Pr, Sm, Gd, Dy or Y): Structure, FT-IR spectra, microstructure and dielectric properties | |
| Cornejo et al. | Ferroelectric and crystallization behavior in the Pb5Ge3O11-PbTiO3-PbZro3 glass-ceramic system | |
| Sabolsky et al. | Dielectric and electromechanical properties of< 001>-textured (0.68) Pb (Mg/sub 1/3/Nb/sub 2/3/) O/sub 3/-(0.32) PbTiO/sub 3 | |
| KR102704454B1 (ko) | 투명 knn 계열 페로브스카이트 시드 및 이의 제조방법 | |
| JP2002121069A (ja) | ビスマス層状化合物焼結体およびその製造方法 | |
| Doley et al. | Ferroelectric Properties of Terbium-doped Multiferroics | |
| Vemuri et al. | The effect of Gd3+ doped in lead barium niobate ceramics |