JPH04321565A - 圧電セラミックス焼成用セッター - Google Patents
圧電セラミックス焼成用セッターInfo
- Publication number
- JPH04321565A JPH04321565A JP3119212A JP11921291A JPH04321565A JP H04321565 A JPH04321565 A JP H04321565A JP 3119212 A JP3119212 A JP 3119212A JP 11921291 A JP11921291 A JP 11921291A JP H04321565 A JPH04321565 A JP H04321565A
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- JP
- Japan
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- setter
- firing
- piezoelectric ceramics
- piezoelectric ceramic
- piezoelectric
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電セラミックスの焼成
用セッターに関し、更に詳しくはＰｂＯを含有する薄板
状の円板型、リング型或は角板型圧電セラミックス成形
体を焼成するに好適な焼成用セッターに関する。
用セッターに関し、更に詳しくはＰｂＯを含有する薄板
状の円板型、リング型或は角板型圧電セラミックス成形
体を焼成するに好適な焼成用セッターに関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電セラミックスは超音波振動子、アク
チュエータ、超音波モータ、セラミックフィルター、ブ
ザー等広範囲の用途に適用されている。近年に至っては
超音波モータ素子、アクチュエータ素子等に代表される
様に、薄板状の圧電セラミックスをベースとして利用す
る分野が増大しつつある。この種圧電セラミックスの製
法としては例えばシート成形技術、押し出し成形技術、
或は薄物用成形機等を利用し、所定形状の薄板状の圧電
セラミックス成形体を製作し、これを焼成用セッター上
に所定枚数並べて配置し焼成する方法が一般的である。 上記焼成用セッターに関して言えば当然の事ながら、被
焼成物成分との親和力が弱い事（反応し難い事）、焼成
後焼成物との剥離性が良好な事、不純物が少ない事等が
要求される。従って従来この種焼成用セッターの材質と
しては上記諸条件をある程度満たすとされるアルミナ（
Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、或はマグネシ
ア（ＭｇＯ）等を各々主成分とするセラミックス板が知
られている。しかしながら上記材質から成る焼成用セッ
ターを用い、薄板状圧電セラミックス成形体を直接焼成
用セッター上に配置し、焼成した場合、焼成用セッター
主成分の純度、緻密性によっても多少異なるが、前記圧
電セラミックス成形体と焼成用セッターとの接触面部に
於いて、一部反応を起こして溶着したり、圧電セラミッ
クス成形体の焼成過程での収縮が円滑で且つ均一に成さ
れずその結果、圧電セラミックス焼結体に変形、クラッ
ク等が生じたり、或は圧電セラミックス焼結体の外径寸
法のばらつき、諸特性のばらつきが大きくなる等、品質
上不都合が生じる恐れがあり、上記薄板状圧電セラミッ
クスの焼成に於いて、更に好適な焼成用セッターが望ま
れていた。
チュエータ、超音波モータ、セラミックフィルター、ブ
ザー等広範囲の用途に適用されている。近年に至っては
超音波モータ素子、アクチュエータ素子等に代表される
様に、薄板状の圧電セラミックスをベースとして利用す
る分野が増大しつつある。この種圧電セラミックスの製
法としては例えばシート成形技術、押し出し成形技術、
或は薄物用成形機等を利用し、所定形状の薄板状の圧電
セラミックス成形体を製作し、これを焼成用セッター上
に所定枚数並べて配置し焼成する方法が一般的である。 上記焼成用セッターに関して言えば当然の事ながら、被
焼成物成分との親和力が弱い事（反応し難い事）、焼成
後焼成物との剥離性が良好な事、不純物が少ない事等が
要求される。従って従来この種焼成用セッターの材質と
しては上記諸条件をある程度満たすとされるアルミナ（
Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、或はマグネシ
ア（ＭｇＯ）等を各々主成分とするセラミックス板が知
られている。しかしながら上記材質から成る焼成用セッ
ターを用い、薄板状圧電セラミックス成形体を直接焼成
用セッター上に配置し、焼成した場合、焼成用セッター
主成分の純度、緻密性によっても多少異なるが、前記圧
電セラミックス成形体と焼成用セッターとの接触面部に
於いて、一部反応を起こして溶着したり、圧電セラミッ
クス成形体の焼成過程での収縮が円滑で且つ均一に成さ
れずその結果、圧電セラミックス焼結体に変形、クラッ
ク等が生じたり、或は圧電セラミックス焼結体の外径寸
法のばらつき、諸特性のばらつきが大きくなる等、品質
上不都合が生じる恐れがあり、上記薄板状圧電セラミッ
クスの焼成に於いて、更に好適な焼成用セッターが望ま
れていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は種々検討を加
えた結果、かかる従来焼成用セッターの欠点を解消する
手段を見い出したものであり、焼成後の溶着も皆無であ
り、変形もほとんどなく、平滑性に優れ、更に収縮率の
ばらつきも極めて小さく、又焼結体の密度も良好な薄板
状圧電セラミックスを得るに好適な焼成用セッターを提
供する事を目的とする。
えた結果、かかる従来焼成用セッターの欠点を解消する
手段を見い出したものであり、焼成後の溶着も皆無であ
り、変形もほとんどなく、平滑性に優れ、更に収縮率の
ばらつきも極めて小さく、又焼結体の密度も良好な薄板
状圧電セラミックスを得るに好適な焼成用セッターを提
供する事を目的とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする手段】すなわち本発明の焼成
用セッターは薄板状圧電セラミックス成形体を焼成用セ
ッター上に配置し、焼成する方法に於いて、前記焼成用
セッターが前記圧電セラミックス成形体と同組成物であ
ると同時に、前記組成物に対し、ジルコニアセラミック
ス粉末が３〜１５重量％添加含有する圧電セラミックス
焼成用セッターである。
用セッターは薄板状圧電セラミックス成形体を焼成用セ
ッター上に配置し、焼成する方法に於いて、前記焼成用
セッターが前記圧電セラミックス成形体と同組成物であ
ると同時に、前記組成物に対し、ジルコニアセラミック
ス粉末が３〜１５重量％添加含有する圧電セラミックス
焼成用セッターである。
【０００５】
【作用】焼成用セッターは焼成する際に、圧電セラミッ
クス又はシート状敷板との反応しないことが望まれ、当
然ながら、圧電セラミックス、シート状敷板等と焼成時
に反応すると、焼成によって圧電セラミックス、シート
状敷板と焼成用セッターが溶着し、圧電セラミックス成
形体の焼成過程での収縮が円滑でかつ均一になされずに
、その結果、圧電セラミックスに変形、割れなどが発生
し、圧電セラミックスの収縮率、収縮率のばらつきなど
大きくなる。このため、前記溶着や変形や割れ等の不良
を防止するために、焼成用セッターが圧電セラミックス
成形体と同一組成物であると同時に、前記組成物に対し
、ジルコニアセラミックス粉末が３〜１５重量％添加含
有してなる圧電セラミックス焼成用セッターをつくり、
図１に示すように、圧電セラミックス成形体と間に、シ
ート状敷板２を積層して、焼成用セッター３上にこれら
を積載して、圧電セラミックス成形体１を焼成して、溶
着、変形、割れ等の不良を防止する。
クス又はシート状敷板との反応しないことが望まれ、当
然ながら、圧電セラミックス、シート状敷板等と焼成時
に反応すると、焼成によって圧電セラミックス、シート
状敷板と焼成用セッターが溶着し、圧電セラミックス成
形体の焼成過程での収縮が円滑でかつ均一になされずに
、その結果、圧電セラミックスに変形、割れなどが発生
し、圧電セラミックスの収縮率、収縮率のばらつきなど
大きくなる。このため、前記溶着や変形や割れ等の不良
を防止するために、焼成用セッターが圧電セラミックス
成形体と同一組成物であると同時に、前記組成物に対し
、ジルコニアセラミックス粉末が３〜１５重量％添加含
有してなる圧電セラミックス焼成用セッターをつくり、
図１に示すように、圧電セラミックス成形体と間に、シ
ート状敷板２を積層して、焼成用セッター３上にこれら
を積載して、圧電セラミックス成形体１を焼成して、溶
着、変形、割れ等の不良を防止する。
【０００６】
【実施例】以下本発明の実施例について、比較例と比較
しながら、詳細に説明する。薄板状圧電セラミックス組
成物としてＰｂ〔（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）０．０７Ｚ
ｒ０．４７Ｔｉ０．４６〕Ｏ３の三成分系を選定した。 科学的純度９９％以上の出発原料ＰｂＯ、ＺｒＯ２、Ｔ
ｉＯ２、ＭｎＯ、Ｓｂ２Ｏ３を所定の配合比になる様に
精秤して混合し、次いで８５０〜９００℃で仮焼成した
。仮焼成粉をボールミルによって粉砕して得られた粉末
に有機バインダ可塑剤等を適量加えて混練し、押し出し
成形工法を用いて、厚み０．６５ｍｍのグリーンシート
を製作した後、打ち抜いて外径φ４５ｍｍ、内径φ２５
ｍｍの薄板状リング型圧電セラミック成形体を得た。次
に焼成用セッターの製法について述べる。上記圧電セラ
ミック成形体と同配合比になる様に出発原料を精秤した
。尚出発原料は圧電セラミック成形体の場合と同様のも
のを使用した。これら原料を混合した後８５０〜９００
℃で仮焼成した。次いで仮焼成粉に対し、所定の組成に
なる様にジルコニアセラミックス粉末を所定量精秤して
添加し、ボールミルによって混合、粉砕した。尚ジルコ
ニアセラミックス粉末は、化学的純度９９％以上のＺｒ
Ｏ２原料に所定量のＹ２Ｏ３を加え混合後、１２５０〜
１３００℃で数時間仮焼成せしめ、粉砕機により粉砕分
級し粒径６０〜１００μｍ程度に調整したものを用いた
。上記の如く混合粉砕して得られた粉末に有機バインダ
を適量加えて造粒した後、１．５ｔ／ｃｍ２の圧力で加
圧成形し、１２３０〜１２６０℃の温度で数時間焼成し
た。得られた焼結体を外径φ５０ｍｍ、厚さ４ｍｍの形
状に切断研磨を施して仕上げ、焼成用セッターとした。 この焼成用セッターの上に、外径φ４５ｍｍ、内径φ２
５ｍｍの薄板状リング型圧電セラミック成形体を配置し
、１２００〜１２３０℃の温度で数時間焼成した。この
様にして得られた焼結体につき、アルキメデス法により
密度を測定した。又図２に示す様に圧電セラミックス焼
結体４のＡＡ、Ａ´Ａ´及びＢＢ、Ｂ´Ｂ´の寸法を個
々の試料につき測定した。尚測定は各々試料番号に於い
てｎ＝５０の試料について行なった。収縮率はＡＡ、Ａ
´Ａ´の平均値を外径寸法として所定の算出法により求
め、且つ平均値のばらつき（標準偏差値）をもって収縮
率のばらつきとして調べた。変形はＡＡ／Ａ´Ａ´、及
びＢＢ／Ｂ´Ｂ´（ＡＡ＞Ａ´Ａ´、ＢＢ／Ｂ´Ｂ´の
場合）或はＡ´Ａ´／ＡＡ、Ｂ´Ｂ´／ＢＢ（Ａ´Ａ´
／ＡＡ、Ｂ´Ｂ´＞ＢＢの場合）でのＭａｘ値、Ｃ−Ｃ
´部分（長さ２０ｍｍ）での反りを粗さ計にて測定し、
反りのＭａｘ値により比較評価した。材質アルミナ（Ａ
ｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）及びマグネシア（
ＭｇＯ）を各々主成分とし、各々実施例と同形状のセラ
ミック板を製作して焼成用セッターとし、以下実施例と
同方法で焼結し評価した。又焼成用セッターとしての耐
久性は、被焼成物との反応性（溶着）、変形、割れ等の
面で繰り返し使用可能回数で比較し、使用焼成回数１０
回以上を○印を付し、使用焼成回数１０回未満を×印を
付し、評価した。
しながら、詳細に説明する。薄板状圧電セラミックス組
成物としてＰｂ〔（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）０．０７Ｚ
ｒ０．４７Ｔｉ０．４６〕Ｏ３の三成分系を選定した。 科学的純度９９％以上の出発原料ＰｂＯ、ＺｒＯ２、Ｔ
ｉＯ２、ＭｎＯ、Ｓｂ２Ｏ３を所定の配合比になる様に
精秤して混合し、次いで８５０〜９００℃で仮焼成した
。仮焼成粉をボールミルによって粉砕して得られた粉末
に有機バインダ可塑剤等を適量加えて混練し、押し出し
成形工法を用いて、厚み０．６５ｍｍのグリーンシート
を製作した後、打ち抜いて外径φ４５ｍｍ、内径φ２５
ｍｍの薄板状リング型圧電セラミック成形体を得た。次
に焼成用セッターの製法について述べる。上記圧電セラ
ミック成形体と同配合比になる様に出発原料を精秤した
。尚出発原料は圧電セラミック成形体の場合と同様のも
のを使用した。これら原料を混合した後８５０〜９００
℃で仮焼成した。次いで仮焼成粉に対し、所定の組成に
なる様にジルコニアセラミックス粉末を所定量精秤して
添加し、ボールミルによって混合、粉砕した。尚ジルコ
ニアセラミックス粉末は、化学的純度９９％以上のＺｒ
Ｏ２原料に所定量のＹ２Ｏ３を加え混合後、１２５０〜
１３００℃で数時間仮焼成せしめ、粉砕機により粉砕分
級し粒径６０〜１００μｍ程度に調整したものを用いた
。上記の如く混合粉砕して得られた粉末に有機バインダ
を適量加えて造粒した後、１．５ｔ／ｃｍ２の圧力で加
圧成形し、１２３０〜１２６０℃の温度で数時間焼成し
た。得られた焼結体を外径φ５０ｍｍ、厚さ４ｍｍの形
状に切断研磨を施して仕上げ、焼成用セッターとした。 この焼成用セッターの上に、外径φ４５ｍｍ、内径φ２
５ｍｍの薄板状リング型圧電セラミック成形体を配置し
、１２００〜１２３０℃の温度で数時間焼成した。この
様にして得られた焼結体につき、アルキメデス法により
密度を測定した。又図２に示す様に圧電セラミックス焼
結体４のＡＡ、Ａ´Ａ´及びＢＢ、Ｂ´Ｂ´の寸法を個
々の試料につき測定した。尚測定は各々試料番号に於い
てｎ＝５０の試料について行なった。収縮率はＡＡ、Ａ
´Ａ´の平均値を外径寸法として所定の算出法により求
め、且つ平均値のばらつき（標準偏差値）をもって収縮
率のばらつきとして調べた。変形はＡＡ／Ａ´Ａ´、及
びＢＢ／Ｂ´Ｂ´（ＡＡ＞Ａ´Ａ´、ＢＢ／Ｂ´Ｂ´の
場合）或はＡ´Ａ´／ＡＡ、Ｂ´Ｂ´／ＢＢ（Ａ´Ａ´
／ＡＡ、Ｂ´Ｂ´＞ＢＢの場合）でのＭａｘ値、Ｃ−Ｃ
´部分（長さ２０ｍｍ）での反りを粗さ計にて測定し、
反りのＭａｘ値により比較評価した。材質アルミナ（Ａ
ｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）及びマグネシア（
ＭｇＯ）を各々主成分とし、各々実施例と同形状のセラ
ミック板を製作して焼成用セッターとし、以下実施例と
同方法で焼結し評価した。又焼成用セッターとしての耐
久性は、被焼成物との反応性（溶着）、変形、割れ等の
面で繰り返し使用可能回数で比較し、使用焼成回数１０
回以上を○印を付し、使用焼成回数１０回未満を×印を
付し、評価した。
【０００７】表１に結果の一例を示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】表１に於いて、焼成用セッターの基本組成
が圧電セラミックスの基本組成であり、かつ基本組成に
ジルコニアセラミックス粉末を０、２、３、５、１０、
１５、２０、３０重量％添加した場合の各々の試料に試
料番号１、２、３、４、５、６、７、８、９を付して表
わして、各々試料番号１、２、３、４、５、６、７、８
、９の諸特性に示し、＊印の試料番号は本発明の焼成用
セッターに該当する。その結果、焼成用セッターの組成
Ｐｂ［（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）０．０７Ｚｒ０．４７
Ｔｉ０．４６］Ｏ３にジルコニアセラミックス粉末を３
、５、１０、２０重量％添加したものが耐久性に合格し
た。ジルコニアセラミックス粉末の添加量が３重量％よ
り少ない組成の焼成用セッターとして使用した場合は、
反り、収縮率、収縮率のばらつき、密度、割れなどに合
格したもの、溶着が著しく、耐久性に不合格となって除
外した。 １５重要％より多くなると、圧電セラミックス焼成体の
密度の低下、収縮率の減少を招き、圧電セラミックス焼
成体の緻密性が失われ、収縮率のばらつき、反り等の変
形が大きくなって、焼成用セッター自体の機械的強度も
低下するので本発明の範囲から除外した。焼成用セッタ
ーの組成としてはＰｂ［（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）０．
０７Ｚｒ０．４７Ｔｉ０．４６］Ｏ３にジルコニアセラ
ミックス粉末を３〜１５重量％添加したものが目的にか
なうものと判明した。表１からも明らかな様に本発明の
焼成用セッターにて焼成された薄状圧電セラミックスは
密度が高く、収縮率及びそのばらつき、変形に関しても
非常に良好な結果をもたらしている事は明白である。
が圧電セラミックスの基本組成であり、かつ基本組成に
ジルコニアセラミックス粉末を０、２、３、５、１０、
１５、２０、３０重量％添加した場合の各々の試料に試
料番号１、２、３、４、５、６、７、８、９を付して表
わして、各々試料番号１、２、３、４、５、６、７、８
、９の諸特性に示し、＊印の試料番号は本発明の焼成用
セッターに該当する。その結果、焼成用セッターの組成
Ｐｂ［（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）０．０７Ｚｒ０．４７
Ｔｉ０．４６］Ｏ３にジルコニアセラミックス粉末を３
、５、１０、２０重量％添加したものが耐久性に合格し
た。ジルコニアセラミックス粉末の添加量が３重量％よ
り少ない組成の焼成用セッターとして使用した場合は、
反り、収縮率、収縮率のばらつき、密度、割れなどに合
格したもの、溶着が著しく、耐久性に不合格となって除
外した。 １５重要％より多くなると、圧電セラミックス焼成体の
密度の低下、収縮率の減少を招き、圧電セラミックス焼
成体の緻密性が失われ、収縮率のばらつき、反り等の変
形が大きくなって、焼成用セッター自体の機械的強度も
低下するので本発明の範囲から除外した。焼成用セッタ
ーの組成としてはＰｂ［（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）０．
０７Ｚｒ０．４７Ｔｉ０．４６］Ｏ３にジルコニアセラ
ミックス粉末を３〜１５重量％添加したものが目的にか
なうものと判明した。表１からも明らかな様に本発明の
焼成用セッターにて焼成された薄状圧電セラミックスは
密度が高く、収縮率及びそのばらつき、変形に関しても
非常に良好な結果をもたらしている事は明白である。
【０００１０】
【発明の効果】この様に本発明の焼成用セッターは、薄
板状圧電セラミックス成形体（被焼成物）と基本組成を
同じくし且つジルコニアセラミックス粉末を適度な範囲
に添加含有したものであり、特に薄板状圧電セラミック
スを焼成する際に焼成用セッターとして用いる事により
、従来焼成用セッターでは成し得なかった良好な薄板状
リング型圧電セラミックス焼結体を実現するに至ったも
のである。尚ジルコニアセラミックス粉末の添加量が３
重量％より少ない組成物を焼成用セッターとして用いた
場合、得られる薄板状リング型圧電セラミックス焼結体
が初期は良好なものの、繰り返して使用する際、焼成用
セッターと反応して溶着する等して好ましくなく、一方
１５重量％より多いと、得られる薄板状リング型圧電セ
ラミックス焼結体の密度の低下、収縮率の減少を招き、
圧電セラミックス焼結体本来の持つ緻密性が失われると
共に、収縮率のばらつき、変形が大きくなり、更に焼成
用セッター自体の機械的強度も低下する等不都合が生じ
るため、本発明の範囲から除外した。尚本発明の実施例
に於いては、薄板状リング型圧電セラミックスについて
、説明したが、本発明によれば薄板状の円板型、角板型
についても同時に調べ、その改善効果が確認されている
。以上詳述に様に、本発明の焼成用セッターは、特に薄
板状圧電セラミックスの焼成に於いて広範囲に適用でき
、産業上極めて価値大なるものである。
板状圧電セラミックス成形体（被焼成物）と基本組成を
同じくし且つジルコニアセラミックス粉末を適度な範囲
に添加含有したものであり、特に薄板状圧電セラミック
スを焼成する際に焼成用セッターとして用いる事により
、従来焼成用セッターでは成し得なかった良好な薄板状
リング型圧電セラミックス焼結体を実現するに至ったも
のである。尚ジルコニアセラミックス粉末の添加量が３
重量％より少ない組成物を焼成用セッターとして用いた
場合、得られる薄板状リング型圧電セラミックス焼結体
が初期は良好なものの、繰り返して使用する際、焼成用
セッターと反応して溶着する等して好ましくなく、一方
１５重量％より多いと、得られる薄板状リング型圧電セ
ラミックス焼結体の密度の低下、収縮率の減少を招き、
圧電セラミックス焼結体本来の持つ緻密性が失われると
共に、収縮率のばらつき、変形が大きくなり、更に焼成
用セッター自体の機械的強度も低下する等不都合が生じ
るため、本発明の範囲から除外した。尚本発明の実施例
に於いては、薄板状リング型圧電セラミックスについて
、説明したが、本発明によれば薄板状の円板型、角板型
についても同時に調べ、その改善効果が確認されている
。以上詳述に様に、本発明の焼成用セッターは、特に薄
板状圧電セラミックスの焼成に於いて広範囲に適用でき
、産業上極めて価値大なるものである。
【図１】図１は、本発明実施例に於いて、焼成用セッタ
ーの説明に供した一実施例の正面図。
ーの説明に供した一実施例の正面図。
【図２】図２は、測定評価の説明に供したリング型の薄
板状の圧電セラミックス焼結体の平面図。
板状の圧電セラミックス焼結体の平面図。
１ 圧電セラミックス成形体
２ シート上敷板
３ 焼成用セッター
４ 圧電セラミックス焼成体１
Claims (1)
- 【請求項１】 薄板状圧電セラミックス成形体を焼成
用セッター上に配置し、焼成する方法に於いて、前記焼
成用セッターが前記圧電セラミックス成形体と同組成物
であると同時に、前記組成物に対し、ジルコニアセラミ
ックス粉末が３〜１５重量％添加含有する事を特徴とす
る圧電セラミックス焼成用セッター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119212A JPH04321565A (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 圧電セラミックス焼成用セッター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119212A JPH04321565A (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 圧電セラミックス焼成用セッター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04321565A true JPH04321565A (ja) | 1992-11-11 |
Family
ID=14755719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3119212A Pending JPH04321565A (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 圧電セラミックス焼成用セッター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04321565A (ja) |
-
1991
- 1991-04-22 JP JP3119212A patent/JPH04321565A/ja active Pending
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