JPH0457617B2 - - Google Patents
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- JPH0457617B2 JPH0457617B2 JP62018534A JP1853487A JPH0457617B2 JP H0457617 B2 JPH0457617 B2 JP H0457617B2 JP 62018534 A JP62018534 A JP 62018534A JP 1853487 A JP1853487 A JP 1853487A JP H0457617 B2 JPH0457617 B2 JP H0457617B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- precipitate
- component
- solution
- powder
- containing liquid
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、圧電性の複合ペロブスカイト型構造
化合物およびその固溶体（以下ペロブスカイトと
いう）の原料粉末の製造方法に関するものであ
る。 圧電性のペロブスカイトはセラミツクフイルタ
ー、圧電音響素子、アクチユエーター、超音波素
子等の機能性セラミツクスとして広範囲に利用さ
れている。最近はこの機能性をより高度にするこ
とが望まれており、その要請に対応できる易焼結
性、均一性、高嵩密度で、且つ低コストのペロブ
スカイトの原料粉末が多量に効率的に製造できる
技術の開発が要望されている。 （従来技術およびその問題点） 従来、ペロブスカイトの原料粉末の製造方法と
しては、乾式法、共沈法および多段湿式法が知ら
れている。 乾式法は構成原料成分の化合物を乾式で混合
し、これを仮焼する方法である。しかし、この方
法では、均一組成の原料粉末が得難いため、優れ
た機能性を持つペロブスカイトを得難いし、また
焼結性も十分ではない。 共沈法はその構成成分のすべてを一緒にした混
合溶液を作り、これにアルカリ等の沈澱形成液を
添加して共沈させ、共沈物を乾燥、仮焼させる方
法である。 この共沈法によると、均一性の優れた粉末が得
易いが、その均一性なるが故に、沈澱生成時、乾
燥時または仮焼時に粒子が凝結して二次粒子を形
成し、易焼結性になりにくい欠点があつた。 また、共沈法では各成分の該沈澱形成液に対す
る沈澱形成能が同じでない場合は、例えば或成分
は実質的に100％沈澱を生成するが、他の成分は
実質的に全部沈澱を生成し得ないことが起り、所
望組成となし難いことがあり、特に、Mg成分、
Zn成分、Ni成分、Mn成分を実質的に100％沈澱
させるのは困難であつた。 多段湿式法は特開昭61−53113号公報、特開昭
61−53115号公報等に記載されているように、各
成分を段階的に沈澱させることにより、共沈法に
おける前記欠点を解決したものである。しかしな
がら、この製法により得られるペロブスカイトは
圧電特性が十分でないという難点があつた。 （発明の目的） 本発明の目的は、前記多段湿式法を改良し、圧
電特性が優れたペロブスカイトを製造する方法を
提供することである。 本発明の他の目的は、易焼結性、均一性、低コ
スト、高嵩密度の四つの要件を満足した圧電性ペ
ロブスカイトおよびその固溶体原料粉末を効率よ
く製造することができる方法を提供することであ
る。 （問題点を解決するための技術的手段） 本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の
結果、本発明に到つた。 本発明は一般式ｘ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］−ｙ
（PbTiO3）−ｚ（PbZrO3）−ａ（MnO2）−ｂ（Al2
O3）（ただし、ｘ、ｙおよびｚはモル％を示し、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝100であり、ａおよびｂはｘ＋ｙ＋
ｚ＝100に対するモル比であり、ａ＝0.05〜５、
ｂ＝０〜５である。）で表される圧電性の複合ペ
ロブスカイト原料粉末の製造に際し、Pb、Nb、
Ti、AlおよびZrの各成分溶液を沈澱形成液と接
触させて各成分の沈澱を段階的に生成させた後、
沈澱含有液中の沈澱形成剤から生成したイオンの
濃度が0.2モル／以下となるように調整し、次
いで、沈澱形成液で沈澱含有液のPHを11.5以下と
した後、MnおよびZnの各成分溶液を添加し、そ
れぞれの成分の沈澱を生成させ、得られた沈澱物
を仮焼することを特徴とする易焼結性の圧電性ペ
ロブスカイト原料粉末の製造方法に関するもので
ある。 本発明において、「溶液」とは可溶物を溶解さ
せた溶液または不溶物を分散させた懸濁液を意味
する。 前記一般式中のｘ，ｙおよびｚの値は圧電材料
の用途に応じ種々の数値をとりうるが、通常、ｘ
は５〜90、ｙは５〜80、ｚは５〜80モル％の範囲
から選択するのが好適である。この範囲をはずれ
ると圧電特性が悪くなるので好ましくない。ａお
よびｂはｘ＋ｙ＋ｚ＝100に対するモル比であり、
ａは0.05〜５、ｂは０〜５の範囲である。Mnお
よびAlはいずれも機械的品質係数Qmを向上させ
る効果があるが、過度の添加は誘電率を低下させ
るので好ましくない。 ペロブスカイトの構成成分であるPb成分、Nb
成分、Ti成分、Al成分およびZr成分の化合物の
溶液を調整するための各成分化合物としては、特
に限定されないが、それらの水酸化物、炭酸塩、
オキシ塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物等の無機塩、
酢酸塩、しゅう酸塩等の有機酸塩、酸化物等から
適宣選択される。またMnおよびZn成分の化合物
としては、それらの硝酸塩、塩化物、水酸化物等
が用いられる。これらは一般に水溶液として使用
されるが水に可溶でない場合には酸を添加して可
溶させればよく、不溶原料については懸濁溶液と
して使用してもよい。 沈澱形成液としては、アンモニア、炭酸アンモ
ニウム、苛性アルカリ、アミン、しゅう酸、アル
キルアミン等の溶液が挙げられる。アルキルアミ
ンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロ
ピルアミン、ブチルアミンなどの低級アルキル基
を有する第一アミン、シクロヘキシルアミンの如
き第一アミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン
などの低級アルキル基を有する第二アミン、トリ
エチルアミンの如き低級アルキル基を有する第三
アミンを挙げることができる。 構成成分の沈澱を生成するには沈澱形成液を攪
拌しながら、沈澱形成液に、各構成成分の水溶液
を添加してもよく、その反対に添加してもよい。
添加に際しては液を十分に攪拌しながら行うこと
が好ましい。 Pb、Nb、Ti、AlおよびZrの各成分溶液を沈
澱形成液と接触させて各成分の沈澱を逐次段階的
に生成させる具体的な方法としては、(1)Zr、Al
およびPbの化合物を溶解または分散させた溶液
と、TiおよびNbの化合物の各溶液とから、沈澱
形成液を使用して各成分の沈澱を生成させる方
法、または(2)Nbの化合物を溶解または分散させ
た溶液およびPbの化合物、Zrの化合物、Alの化
合物の溶液とから、沈澱形成液を使用してNb成
分、Pb成分、Zr成分およびAl成分の沈澱を生成
させ、次いでTiの化合物の溶液を添加してTi成
分の沈澱を生成させる方法等を好適に挙げること
ができる。前記(1)または(2)の方法における、Pb
成分、Nb成分、Ti成分、Al成分およびZr成分の
沈澱を生成させるにあたつては、沈澱形成液を攪
拌しながら、沈澱形成液に各成分溶液を添加して
もよく、その反対に添加してもよい。また各成分
溶液を必要に応じて多段に、あるいは交互に沈澱
形成液と接触させてもよい。 前記方法により得られた沈澱物は、傾瀉法の如
き通常の洗浄方法により水等で洗浄して、沈澱含
有液中の沈澱形成剤から生成したイオンの濃度が
0.2モル／以下となるように調整する。沈澱形
成剤から生成したイオンの濃度を0.2モル／以
下とすることにより、好ましくない不純物である
溶液中のCl-，NO- 3イオンを除去することができ
る。 次いで沈澱形成液で沈澱含有液のPHを11.5以
上、好ましくは12.0〜12.5とし、MnおよびZnの
各成分溶液を添加し、それらの成分の沈澱を生成
させる。 前記方法により得られた沈澱物は、何ら洗浄す
ることなく、ろ別、乾燥した後、仮焼することが
できる。この方法によれば、従来問題になつてい
た洗浄によるMnおよびZn成分の沈澱物の溶出を
防止することができ、所望組成のペロブスカイト
の原料粉末を得ることができる。沈澱物の乾燥
は、大気圧下で行つても減圧下で行つてもよい。 仮焼温度としては、過度に低いと沈澱物の脱
水、熱分解が不十分であり、また過度に高いと粉
末が粗大化するので、通常、仮焼温度は500〜900
℃の範囲が好適である。 （実施例） 以下に実施例および比較例を示し、さらに詳し
く本発明について説明する。 実施例 １ 25［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］−40（PbTiO3）−35
（PbZrO3）−２（MnO2）−0.5（Al2O3） 4.5N−アンモニア水溶液500mlに五酸化ニオブ
（Nb2O5）粉末4.34ｇを分散させた。 次にこの懸濁液に硝酸鉛［Pb（NO3）2］64.92ｇ
と硝酸ジルコニル［ZrO（NO3）2・2H2Ｏ］18.34
ｇと硝酸アルミニウム［Al（NO3）3・9H2Ｏ］
3.75ｇを水１に溶解した溶液を滴下した後、さ
らに四塩化チタン（TiCl4）14.87ｇを水300mlに
溶解した溶液を滴下した。 次いで、生成した沈澱物を水で傾瀉を繰返し、
洗浄し、アンモニウムイオン濃度を0.1モル／
とした後、ジエチルアミン20mlを含む水溶液200
mlを加え、PHを12.0とした。この液に硝酸亜鉛
［Zn（NO3）2・6H2Ｏ］4.84ｇと硝酸マンガン
［Mn（NO3）2・6H2Ｏ］1.15ｇを水300mlに溶解し
た溶液を徐々に加えて沈澱を生成させた。この沈
澱物を洗浄することなくろ別、乾燥した後、組成
分析したところ、仕込みの元素組成と同一であつ
た。さらにこの沈澱を750℃で２時間仮焼した。 得られた仮焼粉の粒子径はTEM写真の観察に
よると0.21μm以下で均一であつた。 この仮焼粉にポリビニルアルコールを0.2％添
加して１mmｔ×16mmφの円板に成型した後、1050
℃で２時間焼成した。得られた焼結体の密度をア
ルキメデス法で測定したところ、7.93ｇ／cm3と理
論密度に近いものであつた。この焼結体の円板の
両面にAg電極を焼付け140℃で10kV／cmの電界
で分極処理した後、圧電特性を測定したところ、
以下の結果が得られた。 比誘電率ε33／ε0 752 電気機械結合係数Kp 38％ 機械的品質係数Qm 3250 実施例 ２ 実施例１において、ニオブ源として五酸化ニオ
ブに代えて五塩化ニオブ（NbCl5）を用い、仮焼
温度を750℃から700℃に代えたほかは実施例１と
同様の方法により、ペロブスカイト粉末を製造し
た。得られた仮焼粉末は粒子径が約0.1μmで均一
な粉末であつた。また焼結体の密度は7.96ｇ／cm3
であり、圧電特性は、 比誘電率ε33／ε0 823 電気機械結合係数Kp 40％ 機械的品質係数Qm 3380 であつた。 実施例 ３〜６ 実施例１の製造方法において、構成成分元素の
比率を第１表に示すように代えて、ペロブスカイ
ト粉末を製造した。仮焼粉末の平均粒子径および
焼結体の密度、圧電特性を第２表に示す。
化合物およびその固溶体（以下ペロブスカイトと
いう）の原料粉末の製造方法に関するものであ
る。 圧電性のペロブスカイトはセラミツクフイルタ
ー、圧電音響素子、アクチユエーター、超音波素
子等の機能性セラミツクスとして広範囲に利用さ
れている。最近はこの機能性をより高度にするこ
とが望まれており、その要請に対応できる易焼結
性、均一性、高嵩密度で、且つ低コストのペロブ
スカイトの原料粉末が多量に効率的に製造できる
技術の開発が要望されている。 （従来技術およびその問題点） 従来、ペロブスカイトの原料粉末の製造方法と
しては、乾式法、共沈法および多段湿式法が知ら
れている。 乾式法は構成原料成分の化合物を乾式で混合
し、これを仮焼する方法である。しかし、この方
法では、均一組成の原料粉末が得難いため、優れ
た機能性を持つペロブスカイトを得難いし、また
焼結性も十分ではない。 共沈法はその構成成分のすべてを一緒にした混
合溶液を作り、これにアルカリ等の沈澱形成液を
添加して共沈させ、共沈物を乾燥、仮焼させる方
法である。 この共沈法によると、均一性の優れた粉末が得
易いが、その均一性なるが故に、沈澱生成時、乾
燥時または仮焼時に粒子が凝結して二次粒子を形
成し、易焼結性になりにくい欠点があつた。 また、共沈法では各成分の該沈澱形成液に対す
る沈澱形成能が同じでない場合は、例えば或成分
は実質的に100％沈澱を生成するが、他の成分は
実質的に全部沈澱を生成し得ないことが起り、所
望組成となし難いことがあり、特に、Mg成分、
Zn成分、Ni成分、Mn成分を実質的に100％沈澱
させるのは困難であつた。 多段湿式法は特開昭61−53113号公報、特開昭
61−53115号公報等に記載されているように、各
成分を段階的に沈澱させることにより、共沈法に
おける前記欠点を解決したものである。しかしな
がら、この製法により得られるペロブスカイトは
圧電特性が十分でないという難点があつた。 （発明の目的） 本発明の目的は、前記多段湿式法を改良し、圧
電特性が優れたペロブスカイトを製造する方法を
提供することである。 本発明の他の目的は、易焼結性、均一性、低コ
スト、高嵩密度の四つの要件を満足した圧電性ペ
ロブスカイトおよびその固溶体原料粉末を効率よ
く製造することができる方法を提供することであ
る。 （問題点を解決するための技術的手段） 本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の
結果、本発明に到つた。 本発明は一般式ｘ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］−ｙ
（PbTiO3）−ｚ（PbZrO3）−ａ（MnO2）−ｂ（Al2
O3）（ただし、ｘ、ｙおよびｚはモル％を示し、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝100であり、ａおよびｂはｘ＋ｙ＋
ｚ＝100に対するモル比であり、ａ＝0.05〜５、
ｂ＝０〜５である。）で表される圧電性の複合ペ
ロブスカイト原料粉末の製造に際し、Pb、Nb、
Ti、AlおよびZrの各成分溶液を沈澱形成液と接
触させて各成分の沈澱を段階的に生成させた後、
沈澱含有液中の沈澱形成剤から生成したイオンの
濃度が0.2モル／以下となるように調整し、次
いで、沈澱形成液で沈澱含有液のPHを11.5以下と
した後、MnおよびZnの各成分溶液を添加し、そ
れぞれの成分の沈澱を生成させ、得られた沈澱物
を仮焼することを特徴とする易焼結性の圧電性ペ
ロブスカイト原料粉末の製造方法に関するもので
ある。 本発明において、「溶液」とは可溶物を溶解さ
せた溶液または不溶物を分散させた懸濁液を意味
する。 前記一般式中のｘ，ｙおよびｚの値は圧電材料
の用途に応じ種々の数値をとりうるが、通常、ｘ
は５〜90、ｙは５〜80、ｚは５〜80モル％の範囲
から選択するのが好適である。この範囲をはずれ
ると圧電特性が悪くなるので好ましくない。ａお
よびｂはｘ＋ｙ＋ｚ＝100に対するモル比であり、
ａは0.05〜５、ｂは０〜５の範囲である。Mnお
よびAlはいずれも機械的品質係数Qmを向上させ
る効果があるが、過度の添加は誘電率を低下させ
るので好ましくない。 ペロブスカイトの構成成分であるPb成分、Nb
成分、Ti成分、Al成分およびZr成分の化合物の
溶液を調整するための各成分化合物としては、特
に限定されないが、それらの水酸化物、炭酸塩、
オキシ塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物等の無機塩、
酢酸塩、しゅう酸塩等の有機酸塩、酸化物等から
適宣選択される。またMnおよびZn成分の化合物
としては、それらの硝酸塩、塩化物、水酸化物等
が用いられる。これらは一般に水溶液として使用
されるが水に可溶でない場合には酸を添加して可
溶させればよく、不溶原料については懸濁溶液と
して使用してもよい。 沈澱形成液としては、アンモニア、炭酸アンモ
ニウム、苛性アルカリ、アミン、しゅう酸、アル
キルアミン等の溶液が挙げられる。アルキルアミ
ンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロ
ピルアミン、ブチルアミンなどの低級アルキル基
を有する第一アミン、シクロヘキシルアミンの如
き第一アミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン
などの低級アルキル基を有する第二アミン、トリ
エチルアミンの如き低級アルキル基を有する第三
アミンを挙げることができる。 構成成分の沈澱を生成するには沈澱形成液を攪
拌しながら、沈澱形成液に、各構成成分の水溶液
を添加してもよく、その反対に添加してもよい。
添加に際しては液を十分に攪拌しながら行うこと
が好ましい。 Pb、Nb、Ti、AlおよびZrの各成分溶液を沈
澱形成液と接触させて各成分の沈澱を逐次段階的
に生成させる具体的な方法としては、(1)Zr、Al
およびPbの化合物を溶解または分散させた溶液
と、TiおよびNbの化合物の各溶液とから、沈澱
形成液を使用して各成分の沈澱を生成させる方
法、または(2)Nbの化合物を溶解または分散させ
た溶液およびPbの化合物、Zrの化合物、Alの化
合物の溶液とから、沈澱形成液を使用してNb成
分、Pb成分、Zr成分およびAl成分の沈澱を生成
させ、次いでTiの化合物の溶液を添加してTi成
分の沈澱を生成させる方法等を好適に挙げること
ができる。前記(1)または(2)の方法における、Pb
成分、Nb成分、Ti成分、Al成分およびZr成分の
沈澱を生成させるにあたつては、沈澱形成液を攪
拌しながら、沈澱形成液に各成分溶液を添加して
もよく、その反対に添加してもよい。また各成分
溶液を必要に応じて多段に、あるいは交互に沈澱
形成液と接触させてもよい。 前記方法により得られた沈澱物は、傾瀉法の如
き通常の洗浄方法により水等で洗浄して、沈澱含
有液中の沈澱形成剤から生成したイオンの濃度が
0.2モル／以下となるように調整する。沈澱形
成剤から生成したイオンの濃度を0.2モル／以
下とすることにより、好ましくない不純物である
溶液中のCl-，NO- 3イオンを除去することができ
る。 次いで沈澱形成液で沈澱含有液のPHを11.5以
上、好ましくは12.0〜12.5とし、MnおよびZnの
各成分溶液を添加し、それらの成分の沈澱を生成
させる。 前記方法により得られた沈澱物は、何ら洗浄す
ることなく、ろ別、乾燥した後、仮焼することが
できる。この方法によれば、従来問題になつてい
た洗浄によるMnおよびZn成分の沈澱物の溶出を
防止することができ、所望組成のペロブスカイト
の原料粉末を得ることができる。沈澱物の乾燥
は、大気圧下で行つても減圧下で行つてもよい。 仮焼温度としては、過度に低いと沈澱物の脱
水、熱分解が不十分であり、また過度に高いと粉
末が粗大化するので、通常、仮焼温度は500〜900
℃の範囲が好適である。 （実施例） 以下に実施例および比較例を示し、さらに詳し
く本発明について説明する。 実施例 １ 25［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］−40（PbTiO3）−35
（PbZrO3）−２（MnO2）−0.5（Al2O3） 4.5N−アンモニア水溶液500mlに五酸化ニオブ
（Nb2O5）粉末4.34ｇを分散させた。 次にこの懸濁液に硝酸鉛［Pb（NO3）2］64.92ｇ
と硝酸ジルコニル［ZrO（NO3）2・2H2Ｏ］18.34
ｇと硝酸アルミニウム［Al（NO3）3・9H2Ｏ］
3.75ｇを水１に溶解した溶液を滴下した後、さ
らに四塩化チタン（TiCl4）14.87ｇを水300mlに
溶解した溶液を滴下した。 次いで、生成した沈澱物を水で傾瀉を繰返し、
洗浄し、アンモニウムイオン濃度を0.1モル／
とした後、ジエチルアミン20mlを含む水溶液200
mlを加え、PHを12.0とした。この液に硝酸亜鉛
［Zn（NO3）2・6H2Ｏ］4.84ｇと硝酸マンガン
［Mn（NO3）2・6H2Ｏ］1.15ｇを水300mlに溶解し
た溶液を徐々に加えて沈澱を生成させた。この沈
澱物を洗浄することなくろ別、乾燥した後、組成
分析したところ、仕込みの元素組成と同一であつ
た。さらにこの沈澱を750℃で２時間仮焼した。 得られた仮焼粉の粒子径はTEM写真の観察に
よると0.21μm以下で均一であつた。 この仮焼粉にポリビニルアルコールを0.2％添
加して１mmｔ×16mmφの円板に成型した後、1050
℃で２時間焼成した。得られた焼結体の密度をア
ルキメデス法で測定したところ、7.93ｇ／cm3と理
論密度に近いものであつた。この焼結体の円板の
両面にAg電極を焼付け140℃で10kV／cmの電界
で分極処理した後、圧電特性を測定したところ、
以下の結果が得られた。 比誘電率ε33／ε0 752 電気機械結合係数Kp 38％ 機械的品質係数Qm 3250 実施例 ２ 実施例１において、ニオブ源として五酸化ニオ
ブに代えて五塩化ニオブ（NbCl5）を用い、仮焼
温度を750℃から700℃に代えたほかは実施例１と
同様の方法により、ペロブスカイト粉末を製造し
た。得られた仮焼粉末は粒子径が約0.1μmで均一
な粉末であつた。また焼結体の密度は7.96ｇ／cm3
であり、圧電特性は、 比誘電率ε33／ε0 823 電気機械結合係数Kp 40％ 機械的品質係数Qm 3380 であつた。 実施例 ３〜６ 実施例１の製造方法において、構成成分元素の
比率を第１表に示すように代えて、ペロブスカイ
ト粉末を製造した。仮焼粉末の平均粒子径および
焼結体の密度、圧電特性を第２表に示す。
【表】
【表】
比較例 １
25［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］−40（PbTiO3）−35
（PbZrO3）−２（MnO2）−0.5（Al2O3） 五酸化ニオブ（Nb2O5）22.2ｇ、酸化鉛
（PbO）223.2ｇ、酸化チタン（TiO2）32.0ｇ、酸
化ジルコニウム（ZrO2）43.1ｇ、酸化亜鉛
（ZnO）3.4ｇ、酸化アルミニウム（Al2O3）0.51
ｇおよび酸化マンガン（MnO2）1.7ｇと少量の水
を添加して十分に擂潰混合した後、乾燥した。こ
れを750℃で２時間仮焼した。得られた仮焼粉末
の組成比は実施例１と同じであつたが、粒子の
TEM写真では１〜2μmの粒子径で不均一であつ
た。この仮焼粉末にポリビニルアルコールを0.2
％添加して成型した後、1100℃で２時間焼成した
ところ、焼結体の密度は7.46ｇ／cm3であつた。実
施例１と同様な方法で分極処理をしたが、分極で
きなかつた。 比較例 ２ 比較例１において得られた仮焼粉末を同様な処
理により、成型後、1300℃で２時間焼成した。 焼結体の密度は7.71ｇ／cm3であつた。分極処理後
の圧電特性を測定したところ、電気機械結合係数
Kpが31％であつた。機械的品質係数Qmは2380
であつた。 （発明の効果） 一般式ｘ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］−ｙ（PbTiO3）−
ｚ（PbZrO3）−ａ（MnO2）−ｂ（Al2O3）（ただし、
ｘ、ｙおよびｚはモル％を示し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝
100であり、ａおよびｂはｘ＋ｙ＋ｚ＝100に対す
るモル比であり、ａ＝0.05〜５、ｂ＝０〜５であ
る。）で表される圧電性の複合ペロブスカイトの
原料粉末の製造するに際し、公知の共沈法におけ
る全成分を同時に共沈させる方法とは異なり、
Pb、Nb、Ti、AlおよびZr成分の沈澱を逐次段
階的に生成させ、次いで前記沈澱物含有液中の沈
澱形成剤から生成したイオンの濃度およびPHを規
制した後、MnおよびZn成分を沈澱させるため、
共沈法では100％沈澱させることが困難であつた
成分を完全に沈澱させることができ、また二相以
上の相が高度に相互分散した状態の沈澱物が得ら
れる結果、沈澱生成時に凝集、もしくは乾燥、仮
焼時に凝結を起こしにくく、高嵩密度の易焼結性
の圧電粉末を再現性よく製造することができる。
また広く行われている乾式法による粉末と比べる
と焼結温度が150〜250℃も低下し、工業的には非
常に有利なものである。さらに圧電特性も良好で
ある。 また本プロセスでは各相が高度に相互分散して
おり、従つてこのものを仮焼したものは十分な均
一性が達成される。さらにプロセスが簡単である
ことに由来して、再現性良く低コストで易焼結性
の粉末が得られる等の優れた効果を有する。
（PbZrO3）−２（MnO2）−0.5（Al2O3） 五酸化ニオブ（Nb2O5）22.2ｇ、酸化鉛
（PbO）223.2ｇ、酸化チタン（TiO2）32.0ｇ、酸
化ジルコニウム（ZrO2）43.1ｇ、酸化亜鉛
（ZnO）3.4ｇ、酸化アルミニウム（Al2O3）0.51
ｇおよび酸化マンガン（MnO2）1.7ｇと少量の水
を添加して十分に擂潰混合した後、乾燥した。こ
れを750℃で２時間仮焼した。得られた仮焼粉末
の組成比は実施例１と同じであつたが、粒子の
TEM写真では１〜2μmの粒子径で不均一であつ
た。この仮焼粉末にポリビニルアルコールを0.2
％添加して成型した後、1100℃で２時間焼成した
ところ、焼結体の密度は7.46ｇ／cm3であつた。実
施例１と同様な方法で分極処理をしたが、分極で
きなかつた。 比較例 ２ 比較例１において得られた仮焼粉末を同様な処
理により、成型後、1300℃で２時間焼成した。 焼結体の密度は7.71ｇ／cm3であつた。分極処理後
の圧電特性を測定したところ、電気機械結合係数
Kpが31％であつた。機械的品質係数Qmは2380
であつた。 （発明の効果） 一般式ｘ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］−ｙ（PbTiO3）−
ｚ（PbZrO3）−ａ（MnO2）−ｂ（Al2O3）（ただし、
ｘ、ｙおよびｚはモル％を示し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝
100であり、ａおよびｂはｘ＋ｙ＋ｚ＝100に対す
るモル比であり、ａ＝0.05〜５、ｂ＝０〜５であ
る。）で表される圧電性の複合ペロブスカイトの
原料粉末の製造するに際し、公知の共沈法におけ
る全成分を同時に共沈させる方法とは異なり、
Pb、Nb、Ti、AlおよびZr成分の沈澱を逐次段
階的に生成させ、次いで前記沈澱物含有液中の沈
澱形成剤から生成したイオンの濃度およびPHを規
制した後、MnおよびZn成分を沈澱させるため、
共沈法では100％沈澱させることが困難であつた
成分を完全に沈澱させることができ、また二相以
上の相が高度に相互分散した状態の沈澱物が得ら
れる結果、沈澱生成時に凝集、もしくは乾燥、仮
焼時に凝結を起こしにくく、高嵩密度の易焼結性
の圧電粉末を再現性よく製造することができる。
また広く行われている乾式法による粉末と比べる
と焼結温度が150〜250℃も低下し、工業的には非
常に有利なものである。さらに圧電特性も良好で
ある。 また本プロセスでは各相が高度に相互分散して
おり、従つてこのものを仮焼したものは十分な均
一性が達成される。さらにプロセスが簡単である
ことに由来して、再現性良く低コストで易焼結性
の粉末が得られる等の優れた効果を有する。
Claims (1)
- １ 一般式ｘ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］−ｙ（PbTiO3）
−ｚ（PbZrO3）−ａ（MnO2）−ｂ（Al2O3）（ただ
し、ｘ、ｙおよびｚはモル％を示し、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝100であり、ａおよびｂはｘ＋ｙ＋ｚ＝100に対
するモル比であり、ａ＝0.05〜５、ｂ＝０〜５で
ある。）で表される圧電性の複合ペロブスカイト
型構造化合物およびその固溶体の原料粉末の製造
に際し、Pb、Nb、Ti、AlおよびZrの各成分溶
液を沈澱形成液と接触させて各成分の沈澱を段階
的に生成させた後、沈澱含有液中の沈澱形成剤か
ら生成したイオンの濃度が0.2モル／以下とな
るように調整し、次いで、沈澱形成液で沈澱含有
液のPHを11.5以下とした後、MnおよびZnの各成
分溶液を添加し、それらの成分の沈澱を生成さ
せ、得られた沈澱物を仮焼することを特徴とする
易焼結性の圧電性ペロブスカイト粉末の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62018534A JPS63190720A (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | 易焼結性の圧電性ペロブスカイト粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62018534A JPS63190720A (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | 易焼結性の圧電性ペロブスカイト粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190720A JPS63190720A (ja) | 1988-08-08 |
| JPH0457617B2 true JPH0457617B2 (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=11974292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62018534A Granted JPS63190720A (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | 易焼結性の圧電性ペロブスカイト粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63190720A (ja) |
-
1987
- 1987-01-30 JP JP62018534A patent/JPS63190720A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63190720A (ja) | 1988-08-08 |
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