JPH06652B2 - 圧電セラミツクス粉末の製造方法 - Google Patents
圧電セラミツクス粉末の製造方法Info
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- JPH06652B2 JPH06652B2 JP59245101A JP24510184A JPH06652B2 JP H06652 B2 JPH06652 B2 JP H06652B2 JP 59245101 A JP59245101 A JP 59245101A JP 24510184 A JP24510184 A JP 24510184A JP H06652 B2 JPH06652 B2 JP H06652B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフイルタや点火栓等に用いられる、スズアンチ
モン酸チタン酸ジルコン酸鉛よりなる圧電セラミックス
粉末の製造方法に関する。
モン酸チタン酸ジルコン酸鉛よりなる圧電セラミックス
粉末の製造方法に関する。
従来の構成とその問題点 従来のスズアンチモン酸チタン酸ジルコン酸鉛よりなる
圧電セラミックス粉末は、第１にフロチャートを示すよ
うに、１でPbO，TiO2，ZrO2，SnO2，Sb2O3の各種酸化物
粉末を目的組成に応じて配合し、湿式ボールミルで混合
し、２で乾燥させ、３で仮焼して固相反応させ、４で湿
式のボールミルで粉砕し、５で乾燥させて製造する。こ
の方法の欠点は、組成の均質度合がミクロな観点からす
ると悪く、粉末径も比較的大きく、１μｍ以下にするこ
とは困難なことである。このため、焼結体を薄板に加工
したとき、薄板の強度が不十分であった。
圧電セラミックス粉末は、第１にフロチャートを示すよ
うに、１でPbO，TiO2，ZrO2，SnO2，Sb2O3の各種酸化物
粉末を目的組成に応じて配合し、湿式ボールミルで混合
し、２で乾燥させ、３で仮焼して固相反応させ、４で湿
式のボールミルで粉砕し、５で乾燥させて製造する。こ
の方法の欠点は、組成の均質度合がミクロな観点からす
ると悪く、粉末径も比較的大きく、１μｍ以下にするこ
とは困難なことである。このため、焼結体を薄板に加工
したとき、薄板の強度が不十分であった。
ところがフイルタとして用い場合、共振周波数がMHz帯
になると厚みたて振動や厚みすべり振動を用いる。この
場合、共振周波数は材料定数と素子の厚みで決まり、共
振周波数が高周波となればなるほど素子の厚みを薄くす
ることが要求される。例えば周波数定数が９５０Hz・ｍ
の材料では、4.5MHzの共振周波数を得るのに素子厚みは
約２１０μｍとなる。
になると厚みたて振動や厚みすべり振動を用いる。この
場合、共振周波数は材料定数と素子の厚みで決まり、共
振周波数が高周波となればなるほど素子の厚みを薄くす
ることが要求される。例えば周波数定数が９５０Hz・ｍ
の材料では、4.5MHzの共振周波数を得るのに素子厚みは
約２１０μｍとなる。
このため、均質で微粒子の圧電セラミックス粉末が要求
されている。均質で微粒子を作る方法として、共沈法と
アルコキシド法が知られている。共沈法ではPZTやPLZT
の合成については、すでに文献などで公知であるが、成
分が多くなるほど合成が困難となる。またアルコキシド
法では、一度各成分の金属アルコキシドを合成しなけれ
ばならないので、製法が煩雑となり実用的でない。
されている。均質で微粒子を作る方法として、共沈法と
アルコキシド法が知られている。共沈法ではPZTやPLZT
の合成については、すでに文献などで公知であるが、成
分が多くなるほど合成が困難となる。またアルコキシド
法では、一度各成分の金属アルコキシドを合成しなけれ
ばならないので、製法が煩雑となり実用的でない。
発明の目的 本発明は共沈法により、均質で粉末粒径の小さいスズア
ンチモン酸チタン酸ジルコン酸鉛よりなる圧電セラミッ
クス粉末の製造方法を提供することを目的とする。
ンチモン酸チタン酸ジルコン酸鉛よりなる圧電セラミッ
クス粉末の製造方法を提供することを目的とする。
発明の構成 上記目的を達成するため本発明は、酢酸鉛，オキシ硝酸
チタニウム，オキシ硝酸ジルコニウム，酢酸第１スズの
混合硝酸水溶液から、沈殿剤としてアンモニア水溶液を
用いて、Pb、Ti，Zr，Snの各元素からなる複合物を共沈
させる過程で、酸化アンチモンを添加混合し、沈殿物を
生成させた後、沈殿物を過，洗浄し、乾燥させ、５５
０℃〜８００℃で仮焼することを特徴とする圧電セラミ
ックス粉末の製造方法である。ここでオキシ硝酸チタニ
ウムは、チタンテトラプロポキシドまたはチタンテトラ
ブトキシドに硝酸水溶液を加えて作るか、または四塩化
チタンをアンモニア水で水酸化チタンとし、これに硝酸
水溶液を加えて作る。
チタニウム，オキシ硝酸ジルコニウム，酢酸第１スズの
混合硝酸水溶液から、沈殿剤としてアンモニア水溶液を
用いて、Pb、Ti，Zr，Snの各元素からなる複合物を共沈
させる過程で、酸化アンチモンを添加混合し、沈殿物を
生成させた後、沈殿物を過，洗浄し、乾燥させ、５５
０℃〜８００℃で仮焼することを特徴とする圧電セラミ
ックス粉末の製造方法である。ここでオキシ硝酸チタニ
ウムは、チタンテトラプロポキシドまたはチタンテトラ
ブトキシドに硝酸水溶液を加えて作るか、または四塩化
チタンをアンモニア水で水酸化チタンとし、これに硝酸
水溶液を加えて作る。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第２図のフローチャートを用
いて説明する。
いて説明する。
出発原料は目的の組成になるように秤量して、下記の処
理を行う。６で酢酸鉛Pb(CH3COO)2・3H2Oおよびオキシ
硝酸ジルコニウムZrO(NO3)2・2H2Oは純水に溶かし、チ
タンテトラプロポキシドTi(OC3H7)4を５倍に希釈した硝
酸水溶液に混合し、オキシ硝酸チタニウムTiO(NO3)2溶
液とし、酢酸第１スズを５倍に希釈した硝酸水溶液に溶
かす。これらを硝酸水溶液中に加えて撹拌し、共沈用混
合硝酸水溶液とする。この水溶液のPHはおよそ１であ
る。また７で酸化アンチモンSb2O3を目的の組成分秤量
しておく。反応槽にミキサーを用いて、希釈したアンモ
ニア水８を入れて強く撹拌しながら、酸化アンチモンの
粉末を添加し、９で共沈用混合硝酸水溶液および沈殿剤
のアンモニア水溶液を、反応槽中の液のPHが７〜８の範
囲になるように調節しながら添加する。この操作で得た
沈殿物を１０で過，洗浄した後、純水中に分散させ１
１で噴霧乾燥させた。この粉末を12で６００℃の温度で
２時間仮焼し、１３で湿式ボールミルで粉砕し１４で乾
燥させてスズアンチモン酸チタン酸ジルコン酸鉛よりな
る圧電セラミックス粉末を作製した。この方法による沈
殿物の粒子は、粉末で添加している酸化アンチモン以外
の部分では１００Åオーダーで非常に微粒子となってい
る。このため反応性が良く、５５０℃付近の仮焼温度で
ペロブスカイトの単一相の結晶構造となることがＸ線解
析により確認された。従来法ではペロブスカイトの単一
相の結晶構造となる仮焼温度はおよそ８５０℃であっ
た。また粉末の平均粒径も０．８μｍと従来法の場合の
１．６μｍに較べて小さくなっている。
理を行う。６で酢酸鉛Pb(CH3COO)2・3H2Oおよびオキシ
硝酸ジルコニウムZrO(NO3)2・2H2Oは純水に溶かし、チ
タンテトラプロポキシドTi(OC3H7)4を５倍に希釈した硝
酸水溶液に混合し、オキシ硝酸チタニウムTiO(NO3)2溶
液とし、酢酸第１スズを５倍に希釈した硝酸水溶液に溶
かす。これらを硝酸水溶液中に加えて撹拌し、共沈用混
合硝酸水溶液とする。この水溶液のPHはおよそ１であ
る。また７で酸化アンチモンSb2O3を目的の組成分秤量
しておく。反応槽にミキサーを用いて、希釈したアンモ
ニア水８を入れて強く撹拌しながら、酸化アンチモンの
粉末を添加し、９で共沈用混合硝酸水溶液および沈殿剤
のアンモニア水溶液を、反応槽中の液のPHが７〜８の範
囲になるように調節しながら添加する。この操作で得た
沈殿物を１０で過，洗浄した後、純水中に分散させ１
１で噴霧乾燥させた。この粉末を12で６００℃の温度で
２時間仮焼し、１３で湿式ボールミルで粉砕し１４で乾
燥させてスズアンチモン酸チタン酸ジルコン酸鉛よりな
る圧電セラミックス粉末を作製した。この方法による沈
殿物の粒子は、粉末で添加している酸化アンチモン以外
の部分では１００Åオーダーで非常に微粒子となってい
る。このため反応性が良く、５５０℃付近の仮焼温度で
ペロブスカイトの単一相の結晶構造となることがＸ線解
析により確認された。従来法ではペロブスカイトの単一
相の結晶構造となる仮焼温度はおよそ８５０℃であっ
た。また粉末の平均粒径も０．８μｍと従来法の場合の
１．６μｍに較べて小さくなっている。
次に本発明の方法および従来法で、組成を変えてスズア
ンチモン酸チタン酸ジルコン酸鉛の粉末をつくり、これ
らの焼結体より厚み２００μｍにスライスした薄板を作
り、三点曲げによる抗折強度を比較した。この結果を下
表に示す。本発明の方法による粉末を用いた場合、焼結
体の抗折強度が向上する。
ンチモン酸チタン酸ジルコン酸鉛の粉末をつくり、これ
らの焼結体より厚み２００μｍにスライスした薄板を作
り、三点曲げによる抗折強度を比較した。この結果を下
表に示す。本発明の方法による粉末を用いた場合、焼結
体の抗折強度が向上する。
本発明の方法で、アンチモンは酸化物の粉末で添加して
いるが、酸化アンチモンの融点が６５６℃と低いため、
仮焼の比較的低い温度でも反応し易いことに着目し酸化
物で添加した。
いるが、酸化アンチモンの融点が６５６℃と低いため、
仮焼の比較的低い温度でも反応し易いことに着目し酸化
物で添加した。
本実施例ではオキシ硝酸チタニウムTiO(NO3)2をチタン
テトラプロポキシドから作ったが、チタンテトラブトキ
シドに硝酸水溶液を加えて作るか、または四塩化チタン
をアンモニア水で水酸化チタンとし、これに硝酸水溶液
を加えて作っても同様な結果が得られる。また仮焼温度
は、５５０℃より低い場合には仮焼による反応が十分で
はなく、８００℃より高い場合には粒子径の成長が大き
く、反応性が低下し共沈法より微粒子を作るという目的
にそぐわなくなる。
テトラプロポキシドから作ったが、チタンテトラブトキ
シドに硝酸水溶液を加えて作るか、または四塩化チタン
をアンモニア水で水酸化チタンとし、これに硝酸水溶液
を加えて作っても同様な結果が得られる。また仮焼温度
は、５５０℃より低い場合には仮焼による反応が十分で
はなく、８００℃より高い場合には粒子径の成長が大き
く、反応性が低下し共沈法より微粒子を作るという目的
にそぐわなくなる。
発明の効果 以上述べたように、本発明の方法により作成したスズア
ンチモン酸チタン酸ジルコン酸鉛の粉末は微粒子であ
り、これより得られる焼結体は、従来法のものに比べ抗
折強度が強く、高周波用フィルタのように薄板として用
いる用途には効果が大きい。
ンチモン酸チタン酸ジルコン酸鉛の粉末は微粒子であ
り、これより得られる焼結体は、従来法のものに比べ抗
折強度が強く、高周波用フィルタのように薄板として用
いる用途には効果が大きい。
第１図は従来法の圧電セラミックス粉末の製造工程を示
すフローチャート、第２図は本発明の実施例の圧電セラ
ミックス粉末の製造工程を示すフローチャートである。
すフローチャート、第２図は本発明の実施例の圧電セラ
ミックス粉末の製造工程を示すフローチャートである。
Claims (2)
- 【請求項１】酢酸鉛，オキシ硝酸チタニウム，オキシ硝
酸ジルコニウム，酢酸第１スズの混合硝酸水溶液から、
沈殿剤としてアンモニア水溶液を用いて、Pb、Ti，Zr，
Snの各元素からなる複合物を共沈させる過程で、酸化ア
ンチモンを添加混合し、沈殿物を生成させた後、沈殿物
を過，洗浄し、乾燥させ、５５０℃〜８００℃で仮焼
することを特徴とする圧電セラミックス粉末の製造方
法。 - 【請求項２】オキシ硝酸チタニウムをチタンテトラプロ
ポキシドまたはチタンテトラブトキシドに硝酸水溶液を
加えて作るか、または四塩化チタンをアンモニア水で水
酸化チタンとし、これに硝酸水溶液を加えて作ることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の圧電セラミ
ックス粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245101A JPH06652B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 圧電セラミツクス粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245101A JPH06652B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 圧電セラミツクス粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61122125A JPS61122125A (ja) | 1986-06-10 |
| JPH06652B2 true JPH06652B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=17128625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59245101A Expired - Lifetime JPH06652B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 圧電セラミツクス粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06652B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU676299B2 (en) | 1993-06-28 | 1997-03-06 | Akira Fujishima | Photocatalyst composite and process for producing the same |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59245101A patent/JPH06652B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61122125A (ja) | 1986-06-10 |
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