JPH032821B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミクス材料の焼成に関する。

（従来技術） チタン酸ジルコン酸鉛系（PZT）圧電体等の
複数個の薄板状焼成体を製造するために、上記の
焼成体の原料を調製した生素地を所定の形状に成
形し、この生素地の成形体を複数個積み重ね、所
定の温度に昇温して、焼成する。従来は、焼結に
よる上記の薄板間の付着を防ぐため、ジルコニ
ア、アルミナ等の付着防止用粉末を上記の成形し
た生素地薄板の段間にはさんで、焼成していた。
第１図に、成形した４個の生素地薄板１を、段間
に付着防止用粉末２をはさんで、敷板３の上に載
せた状態を示す。

第２図に従来の方法で製造した薄板状セラミク
スの焼成後の状態を示すが、従来の製造方法の欠
点は次の通りである。焼成したセラミクス表面に
は、第２図に点で示すように、付着防止用粉末の
跡がつき、セラミクスの平滑性を悪くしている。
また、上記の粉末を上記の生素地原板の段間に均
一に挿入することが難しく、焼成体のそりを大き
くしてきた。そりが大きいと、焼成後に行う焼成
体の研磨の前に、再昇温してそりを除く必要が生
じる。

（発明の目的） 本発明の目的は、平滑な表面を備え、且つそり
の小さいセラミクスを焼成する方法を提供するこ
とである。

（発明の構成） 生素地を成形し、この成形した生素地を複数個
積み重ね、次いで所定の温度で焼成する、という
手順で複数個のセラミクスを同時に焼成する方法
において、組成がこのセラミクスと同じであり、
且つ、粒子径が上記の生素地を構成する原料の平
均粒子径より十分大きい、粗粒子を前もつて作製
しておき、この粗粒子を上記の原料に所定の割合
で混合し、こうして調製した原料を所定の形状に
成形し、この成形体を紛数個積み重ねて焼成す
る。

（実施例） 本発明による実施例を、添付した図を参照して
以下に説明する。本発明によるセラミクスの焼成
方法の特徴は、生素地を作成・成形する段階にあ
る。前もつて、焼成したいPZTセラミクスと同
一組成のセラミクスを作成し、これを粗粉砕し
て、平均粒子径が8μｍから16μｍである粗粒子を
作製しておく。PZT系セラミクスの焼成前の原
料の平均粒子径は2μｍである。この原料に、上
記の粗粒子を一定の割合で、混合する。こうして
調整した原料を、押出し成形法またはドクターブ
レード法を用いて、板状に成形する。上記の混合
比は1wt％から4wt％までの範囲が最適である。
この混合比が4wt％を越えると、作製したセラミ
クスの表面は粗くなり、平滑性がなくなる。ま
た、焼成後の密度は低下したり、成形時にメツシ
ユづまりを生じたりする。一方、混合比が1wt％
より小さいと、下に述べる付着防止の効果が劣つ
てくる。

第３図に、上記の粗粒子を混合して成形した生
素地の表面の粗さの測定値を示し、また、第４図
に、粗粒子を含まない生素地の成形体の表面の粗
さの測定例を示す。この両図において、縦軸は、
表面の粗さの測定値を示し、一方横軸は、試料表
面の測定した線に沿つての位置を示す。粗粒子を
含まない成形体表面の粗さは2μｍ未満であるが
（第４図）、一方粗粒子を混合した成形体表面の粗
さは2μｍ以上に増している（第３図）。

上記のように成形した複数個の板４，４…を、
第５図に示すように、敷板３の上に積み重ねる。
この際、成形板４，４…の段間にも、成形板４と
敷板３との間にも、付着防止用の粉末を挿入しな
い。上記の積み重ねた板４，４…を、1200℃から
1250℃までの範囲内の所定温度で焼成する。

焼成後の板の特徴の一つは、従来の方法により
作製した板と異なり、付着防止用の粉末の跡がな
いので、平滑な表面を備えていることである。第
６図に、この実施例により焼成した板の表面の粗
さの測定例を示し、また、第７図に、付着防止用
粉末を用いて焼成した板の表面の粗さの測定例を
示す。この両図において、縦軸と横軸とは、それ
ぞれ、表面粗さの測定値と、試料表面での測定し
た線に沿つての位置を示す。従来の焼成方法を用
いた場合は、表面が平滑でない。第７図にみられ
る多くのピークは、付着防止用粉末により生じ
る。一方、第６図に示すように、本実施例による
焼成板の表面は平滑である。

焼成後の板のもう一つの特徴は、焼成より生じ
るそりが小さいことである。そり値は、第８図に
示すように定義する。最大厚み寸法Ｔは、第８図
の上に凸な試料の場合、下側の面の両端S1とS2
とを通る線を基準に測定し、一方、最小厚み寸法
ｔは、厚みの最小な部分での寸法である。そり値
はＴとｔの差として求める。15mm×15mm×１mmの
薄板を７枚積み重ねて焼成した場合を比較する
と、そり値は、本実施例においては、16μｍであ
つたが、他方、従来の焼成方法を用いた場合は、
104μｍであつた。本実施例により、そり値はか
なり小さくできた。

本発明による焼成方法を用いると、付着防止用
の粉末を用いなくても、焼成した複数個の板は、
互に容易に分離できる。このことは、次のように
理解できる。第３図に示した、焼成前の成形体の
表面の突起は、第４図と比較するとわかるよう
に、混合した粗粒子によるものである。したがつ
て、積み重ねた成形体間の接触は、粗粒子を介し
ていて、且つ、接触面積も小さい。また、粗粒子
は既に焼成してあるので、成形体を焼成する際も
反応性はかなり低いであろう。以上の理由で、焼
成による成形体間の結合が弱くなるのであろう。

なお、本発明による焼成方法は、PZT以外の
圧電体材料・誘電体材料・半導体材料・絶縁体材
料等の焼成にも使用できる。

（発明の効果） 複数個の成形板を積み重ねて焼成するセラミク
ス製造法において、(1)従来必要であつたジルコニ
ア等の付着防止用粉末を上記の成形体の段間に挿
入する必要がない。(2)焼成したセラミクスのそり
が小さくなる。(3)焼成したセラミクスの表面が平
滑になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の焼成方法を示す図式的な斜視
図である。第２図は、従来の焼成方法を用いて作
製した板を示す図式的な斜視図である。第３図
は、粗粒子を含む生素地の表面粗さの測定例の図
である。第４図は、従来の焼成方法による生素地
の表面粗さの測定例である。第５図は、本発明に
よる実施例を示す図式的な測定例である。第６図
は、本発明の実施例により焼成した板の表面粗さ
の測定例を示す。第７図は、従来の焼成方法によ
り焼成した板の表面粗さの測定例である。第８図
は、そり値の定義を示す図である。 ４……成形した生素地。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 生素地を成形し、この成形した生素地を複数
   個積み重ね、次いで所定の温度で焼成する、セラ
   ミクスの焼成方法において、組成がこのセラミク
   スと同じであり、且つ粒子径が上記の生素地を構
   成する原料の平均粒子径より十分大きい、粗粒子
   を前もつて作製しておき、この粗粒子を上記の原
   料に所定の割合で混合し、こうして調整した原料
   を所定の形状に成形し、この成形体を複数個積み
   重ねて焼成することを特徴とする焼成方法。