JPH04324090A - 圧電セラミックス焼成用敷板 - Google Patents
圧電セラミックス焼成用敷板Info
- Publication number
- JPH04324090A JPH04324090A JP3119210A JP11921091A JPH04324090A JP H04324090 A JPH04324090 A JP H04324090A JP 3119210 A JP3119210 A JP 3119210A JP 11921091 A JP11921091 A JP 11921091A JP H04324090 A JPH04324090 A JP H04324090A
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- JP
- Japan
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- firing
- piezoelectric ceramic
- base plate
- plate
- thin
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- Pending
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- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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】本発明は磁器組成物に係り、薄板
状の圧電セラミックスを焼成する際の敷板として用いら
れる圧電セラミックス焼成用敷板に関係する。
状の圧電セラミックスを焼成する際の敷板として用いら
れる圧電セラミックス焼成用敷板に関係する。
【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、超音波モ
ータ素子、アクチュエータ素子等に代表されるように圧
電セラミックスは薄板状で利用する分野が増大しつつあ
る。この種の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、押し出し成形技術あるいは薄物用成形
機等を用い、薄板状の圧電セラミックス成形体を製作し
、敷板上に配置して焼成する方法が一般的である。
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、超音波モ
ータ素子、アクチュエータ素子等に代表されるように圧
電セラミックスは薄板状で利用する分野が増大しつつあ
る。この種の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、押し出し成形技術あるいは薄物用成形
機等を用い、薄板状の圧電セラミックス成形体を製作し
、敷板上に配置して焼成する方法が一般的である。
【０００３】上記敷板に要求される性質は、当然のこと
ながら被焼成物との親和力が弱く、反応し難いこと、焼
成後焼成物との剥離性が良好なこと、被焼成物の成分に
対して不純物が少ないこと等が要求される。従って、従
来この種の敷板の材質としては上記諸条件をある程度満
たすＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯ等を各々を主成分と
するセラミックス材料等が知られている。しかしながら
、上記材質から成る敷板を用い、薄板状圧電セラミック
ス成形体を直接敷板上に配置し、焼成した場合、敷板の
主成分の純度、緻密性によっても多少異なるが前記成形
体と敷板との接触面部において反応を起こして溶着した
り、成形体の焼成課程での収縮が円滑に進まず、変形ク
ラック等を生じたり、あるいは焼成後の寸法のばらつき
、諸特性のばらつきが大きい等、品質上不都合が生じる
という問題があった。従って、薄板状圧電セラミックス
の焼成において、更に好適な焼成用敷板の出現が望まれ
ていた。
ながら被焼成物との親和力が弱く、反応し難いこと、焼
成後焼成物との剥離性が良好なこと、被焼成物の成分に
対して不純物が少ないこと等が要求される。従って、従
来この種の敷板の材質としては上記諸条件をある程度満
たすＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯ等を各々を主成分と
するセラミックス材料等が知られている。しかしながら
、上記材質から成る敷板を用い、薄板状圧電セラミック
ス成形体を直接敷板上に配置し、焼成した場合、敷板の
主成分の純度、緻密性によっても多少異なるが前記成形
体と敷板との接触面部において反応を起こして溶着した
り、成形体の焼成課程での収縮が円滑に進まず、変形ク
ラック等を生じたり、あるいは焼成後の寸法のばらつき
、諸特性のばらつきが大きい等、品質上不都合が生じる
という問題があった。従って、薄板状圧電セラミックス
の焼成において、更に好適な焼成用敷板の出現が望まれ
ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、係る
従来敷板の欠点を解消して、圧電セラミックスの薄板の
焼成に際し、焼成後の溶着は発生せず、しかも、変形も
なく平滑性に優れ、更に収縮率のばらつきが極めて小さ
い圧電セラミックス焼成用敷板を提供することにある。
従来敷板の欠点を解消して、圧電セラミックスの薄板の
焼成に際し、焼成後の溶着は発生せず、しかも、変形も
なく平滑性に優れ、更に収縮率のばらつきが極めて小さ
い圧電セラミックス焼成用敷板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明はＰｂ（Ｚ
ｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（但し０．６≦ｘ≦０．８）で示
される基本組成に、ジルコニアセラミックス粉末を３な
いし２０重量％添加した原料を焼成して成ることを特徴
とする磁器組成物である。即ち、鉛、ジルコニウム、チ
タン又はこれらを複合して含む酸化物の割合がＰｂ（Ｚ
ｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（但し０．６≦ｘ≦０．８）とな
るよう配合した出発原料に前記出発原料に対し３重量％
から２０重量％の範囲でジルコニアセラミックス粉末を
添加して焼成したことを特徴とする圧電セラミックス焼
成用敷板である。
ｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（但し０．６≦ｘ≦０．８）で示
される基本組成に、ジルコニアセラミックス粉末を３な
いし２０重量％添加した原料を焼成して成ることを特徴
とする磁器組成物である。即ち、鉛、ジルコニウム、チ
タン又はこれらを複合して含む酸化物の割合がＰｂ（Ｚ
ｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（但し０．６≦ｘ≦０．８）とな
るよう配合した出発原料に前記出発原料に対し３重量％
から２０重量％の範囲でジルコニアセラミックス粉末を
添加して焼成したことを特徴とする圧電セラミックス焼
成用敷板である。
【０００６】
【作用】Ｙ等の焼成助材を微量含有するジルコニアセラ
ミックスの微粉末を含有するＰｂ−Ｚｒ−Ｔｉ−Ｏ系の
原料より成る成形体を焼成して得られる磁器組成物敷板
を用いて、薄板状圧電セラミックス成形体を焼成するこ
とにより、被焼成体は、敷板との反応はほとんどなく、
敷板との剥離性がよく、特性の劣化もなく、又変形もな
いものが得られる。
ミックスの微粉末を含有するＰｂ−Ｚｒ−Ｔｉ−Ｏ系の
原料より成る成形体を焼成して得られる磁器組成物敷板
を用いて、薄板状圧電セラミックス成形体を焼成するこ
とにより、被焼成体は、敷板との反応はほとんどなく、
敷板との剥離性がよく、特性の劣化もなく、又変形もな
いものが得られる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。実施
例１から実施例１１及び比較例１から比較例１６の圧電
セラミックス焼成用敷板は、出発原料として化学的純度
９９％以上のＰｂＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２及びジルコニ
アセラミックス粉末を表１及び表２に示す組成になるよ
うに各々の原料を精秤した。尚ジルコニアセラミックス
粉末は、化学的純度９９％以上のＺｒＯ２原料に微量の
Ｙ２Ｏ３を加え、混合後１２５０℃から１３００℃の温
度で数時間仮焼成せしめ、粉砕機により粉砕分級し粒径
６０μｍから１００μｍ程度に調整したものを用いた。
例１から実施例１１及び比較例１から比較例１６の圧電
セラミックス焼成用敷板は、出発原料として化学的純度
９９％以上のＰｂＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２及びジルコニ
アセラミックス粉末を表１及び表２に示す組成になるよ
うに各々の原料を精秤した。尚ジルコニアセラミックス
粉末は、化学的純度９９％以上のＺｒＯ２原料に微量の
Ｙ２Ｏ３を加え、混合後１２５０℃から１３００℃の温
度で数時間仮焼成せしめ、粉砕機により粉砕分級し粒径
６０μｍから１００μｍ程度に調整したものを用いた。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】次にこれら原料とジルコニアセラミックス
粉末を乾式混合法にて混合した後、８５０℃から９００
℃の温度で仮焼成し、粉砕機を用いて微粉化した粉末に
有機バインダを適量加えて造粒した後約１．５ｔｏｎ／
ｃｍ２の圧力で加圧成形し、１２５０℃から１３００℃
の温度で数時間焼成した。得られた焼結体を外径約５０
ｍｍ、厚さ４ｍｍの形状に切断、研磨加工を施して仕上
げこれを焼成用敷板として用いた。又、比較例１７から
比較例１９の敷板は、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯの
各々を主原料とし、実施例１と同じ方法で円板状の焼成
用敷板を作成した。
粉末を乾式混合法にて混合した後、８５０℃から９００
℃の温度で仮焼成し、粉砕機を用いて微粉化した粉末に
有機バインダを適量加えて造粒した後約１．５ｔｏｎ／
ｃｍ２の圧力で加圧成形し、１２５０℃から１３００℃
の温度で数時間焼成した。得られた焼結体を外径約５０
ｍｍ、厚さ４ｍｍの形状に切断、研磨加工を施して仕上
げこれを焼成用敷板として用いた。又、比較例１７から
比較例１９の敷板は、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯの
各々を主原料とし、実施例１と同じ方法で円板状の焼成
用敷板を作成した。
【００１１】次に焼成用敷板の評価に供した薄板状圧電
セラミックス焼結体は、以下の方法により製作した。出
発原料として化学的９９％以上のＰｂＯ、ＺｒＯ２、Ｍ
ｎＯ、Ｓｂ２Ｏ３を用い、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３
）Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３の組成になるよう
に各々を精秤した後、混合、乾燥し８５０℃から９００
℃の温度で仮焼成した。次いで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得られた厚み０．
６５ｍｍのグリーンシートを打ち抜き、図１に示す形状
の外径４５ｍｍ、内径２５ｍｍのリング形圧電セラミッ
クス焼成体１を製作した。
セラミックス焼結体は、以下の方法により製作した。出
発原料として化学的９９％以上のＰｂＯ、ＺｒＯ２、Ｍ
ｎＯ、Ｓｂ２Ｏ３を用い、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３
）Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３の組成になるよう
に各々を精秤した後、混合、乾燥し８５０℃から９００
℃の温度で仮焼成した。次いで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得られた厚み０．
６５ｍｍのグリーンシートを打ち抜き、図１に示す形状
の外径４５ｍｍ、内径２５ｍｍのリング形圧電セラミッ
クス焼成体１を製作した。
【００１２】次に、表１及び表２に示すＺｒ及びＴｉの
組成（ｘ及び１−ｘの値）、及びジルコニアセラミック
スの微粉末の添加量の実施例１から実施例１１及び比較
例１から比較例１９の圧電セラミックス焼成用敷板を用
いて、上述の圧電セラミックス成形体を、１２００℃か
ら１２３０℃の温度で数時間焼成したものを試料とした
。各敷板の組成条件に対応した薄板状リング形圧電セラ
ミックス焼結体１の試料を各々１０個用意し、この１０
個について、密度、収縮率、変形としての収縮の方向ば
らつき、及び反り、及び敷板の耐久性について測定した
。密度はアルキメデス法により測った。収縮率は外径Ａ
、Ａ’の平均値を用いて算出したものの平均値を示す。 又収縮率のばらつきは同一条件の試料１０個の外径の平
均値の標準偏差値で示した。変形としての方向による収
縮率のばらつきは各試料のほぼ直交する２方向の外径Ａ
、Ａ’及び内径Ｂ、Ｂ’の各々の比（Ａ／Ａ’又はＡ’
／Ａ及びＢ／Ｂ’又はＢ’／Ｂ）の最大値を示した。反
りの測定は、２０ｍｍの間隔で設けた反り測定点Ｃ、Ｃ
’の間の直線からのずれの最大値を粗さ計により求めた
。焼成用敷板の耐久性は、繰返し使用において表面状態
の変化や変形の状態により１０回以上使用可能なものを
○、それ以下の場合を×とした。以上実施例及び比較例
の評価用薄板状圧電セラミックス焼結体の測定結果と敷
板の耐久性について表３及び表４にまとめて示した。
組成（ｘ及び１−ｘの値）、及びジルコニアセラミック
スの微粉末の添加量の実施例１から実施例１１及び比較
例１から比較例１９の圧電セラミックス焼成用敷板を用
いて、上述の圧電セラミックス成形体を、１２００℃か
ら１２３０℃の温度で数時間焼成したものを試料とした
。各敷板の組成条件に対応した薄板状リング形圧電セラ
ミックス焼結体１の試料を各々１０個用意し、この１０
個について、密度、収縮率、変形としての収縮の方向ば
らつき、及び反り、及び敷板の耐久性について測定した
。密度はアルキメデス法により測った。収縮率は外径Ａ
、Ａ’の平均値を用いて算出したものの平均値を示す。 又収縮率のばらつきは同一条件の試料１０個の外径の平
均値の標準偏差値で示した。変形としての方向による収
縮率のばらつきは各試料のほぼ直交する２方向の外径Ａ
、Ａ’及び内径Ｂ、Ｂ’の各々の比（Ａ／Ａ’又はＡ’
／Ａ及びＢ／Ｂ’又はＢ’／Ｂ）の最大値を示した。反
りの測定は、２０ｍｍの間隔で設けた反り測定点Ｃ、Ｃ
’の間の直線からのずれの最大値を粗さ計により求めた
。焼成用敷板の耐久性は、繰返し使用において表面状態
の変化や変形の状態により１０回以上使用可能なものを
○、それ以下の場合を×とした。以上実施例及び比較例
の評価用薄板状圧電セラミックス焼結体の測定結果と敷
板の耐久性について表３及び表４にまとめて示した。
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】表３および表４からも明らかなように、実
施例で用いた本発明の圧電セラミックス焼成用敷板を、
焼成用敷板として使用される場合、密度が高く、収縮率
及びばらつき変形に関しても非常に良好な圧電セラミッ
クス焼結体をもたらし、又、繰返し使用に耐え薄板状圧
電セラミックスの焼成用敷板として好都合な条件を備え
ていることは明白である。
施例で用いた本発明の圧電セラミックス焼成用敷板を、
焼成用敷板として使用される場合、密度が高く、収縮率
及びばらつき変形に関しても非常に良好な圧電セラミッ
クス焼結体をもたらし、又、繰返し使用に耐え薄板状圧
電セラミックスの焼成用敷板として好都合な条件を備え
ていることは明白である。
【００１６】このように本発明の圧電セラミックス焼成
用敷板はＰｂ（ＺｒｘＴｉ１ーｘ）Ｏ３を基本組成とし
、Ｚｒ、Ｔｉの量を適切な範囲に設定し、かつジルコニ
アセラミックス粉末の添加量を適切な範囲で添加したの
ものであり、特に薄板状圧電セラミックスを焼成する際
に焼成用敷板として用いることにより従来焼成用敷板で
は成し得なかった良好な薄板状圧電セラミックス焼結体
を実現することができた。尚、０．６＞ｘの基本組成物
及び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敷板として使用した場合得られる
薄板状圧電セラミックス焼結体は初期は良好なものの、
繰返し使用の際、圧電セラミックス焼結体１が溶着した
り、あるいは焼成用敷板自体がＰｂ成分の蒸発等により
組成ずれを起こし、その結果割れを発生したり、脆くな
る等して耐久性に欠き好ましくなく、又ｘ＞０．８の基
本組成物及びジルコニアセラミックス粉末の添加量が２
０重量％より多い組成物の場合、得られる薄板状圧電セ
ラミックス焼結体の密度の低下、収縮率の減少により圧
電セラミックス焼結体の本来の緻密性が得られず、収縮
率のばらつき、変形が大きくなり、又焼成用敷板として
の機械的強度も低下し脆くなるため、本発明の範囲から
除外した。尚、本発明の実施例においては、薄板状リン
グ形圧電セラミックスについて説明したが薄板状の円板
形、角板形についても調べ、その改善効果が確認されて
いる。
用敷板はＰｂ（ＺｒｘＴｉ１ーｘ）Ｏ３を基本組成とし
、Ｚｒ、Ｔｉの量を適切な範囲に設定し、かつジルコニ
アセラミックス粉末の添加量を適切な範囲で添加したの
ものであり、特に薄板状圧電セラミックスを焼成する際
に焼成用敷板として用いることにより従来焼成用敷板で
は成し得なかった良好な薄板状圧電セラミックス焼結体
を実現することができた。尚、０．６＞ｘの基本組成物
及び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敷板として使用した場合得られる
薄板状圧電セラミックス焼結体は初期は良好なものの、
繰返し使用の際、圧電セラミックス焼結体１が溶着した
り、あるいは焼成用敷板自体がＰｂ成分の蒸発等により
組成ずれを起こし、その結果割れを発生したり、脆くな
る等して耐久性に欠き好ましくなく、又ｘ＞０．８の基
本組成物及びジルコニアセラミックス粉末の添加量が２
０重量％より多い組成物の場合、得られる薄板状圧電セ
ラミックス焼結体の密度の低下、収縮率の減少により圧
電セラミックス焼結体の本来の緻密性が得られず、収縮
率のばらつき、変形が大きくなり、又焼成用敷板として
の機械的強度も低下し脆くなるため、本発明の範囲から
除外した。尚、本発明の実施例においては、薄板状リン
グ形圧電セラミックスについて説明したが薄板状の円板
形、角板形についても調べ、その改善効果が確認されて
いる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電セラ
ミックス焼成用敷板を用いることにより、特に薄板状圧
電セラミックスの焼成用敷板として広範囲に適用でき、
焼結体の特性及び歩留が向上し、繰返し使用が可能な、
信頼性の高いしかも経済的な圧電セラミックス焼成用敷
板を供給できる。
ミックス焼成用敷板を用いることにより、特に薄板状圧
電セラミックスの焼成用敷板として広範囲に適用でき、
焼結体の特性及び歩留が向上し、繰返し使用が可能な、
信頼性の高いしかも経済的な圧電セラミックス焼成用敷
板を供給できる。
【図１】本発明実施例において、試料として用いた薄板
状リング形圧電セラミックス焼結体の平面図。
状リング形圧電セラミックス焼結体の平面図。
１ 圧電セラミックス焼結体Ａ、Ａ’
外径 Ｂ、Ｂ’ 内径 Ｃ、Ｃ’ 反り測定点
外径 Ｂ、Ｂ’ 内径 Ｃ、Ｃ’ 反り測定点
Claims (1)
- 【請求項１】 鉛、ジルコニウム、チタン又はこれら
を複合して含む酸化物の割合がＰｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ
）Ｏ３（但し０．６≦ｘ≦０．８）となるよう配合した
出発原料に前記出発原料に対し３重量％から２０重量％
の範囲でジルコニアセラミックス粉末を添加して焼成し
たことを特徴とする圧電セラミックス焼成用敷板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119210A JPH04324090A (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 圧電セラミックス焼成用敷板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119210A JPH04324090A (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 圧電セラミックス焼成用敷板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04324090A true JPH04324090A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14755666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3119210A Pending JPH04324090A (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 圧電セラミックス焼成用敷板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04324090A (ja) |
-
1991
- 1991-04-22 JP JP3119210A patent/JPH04324090A/ja active Pending
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