JPH0818870B2 - ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 - Google Patents
ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法Info
- Publication number
- JPH0818870B2 JPH0818870B2 JP61298902A JP29890286A JPH0818870B2 JP H0818870 B2 JPH0818870 B2 JP H0818870B2 JP 61298902 A JP61298902 A JP 61298902A JP 29890286 A JP29890286 A JP 29890286A JP H0818870 B2 JPH0818870 B2 JP H0818870B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coprecipitate
- component
- zirconium
- zirconate titanate
- lead zirconate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般式がPbZrO3−PbTiO3で表わされるジル
コン酸チタン酸鉛（以下これをPZTと略す）及び一般式
がPbZrO3−PbTiO3−Pb（Ｍ1/3Nb2/3）O3（但し、ＭはM
g,Zn,Niの少なくとも１種、Pbの一部はBa,Sr,Caの少な
くとも１種で置換可能）３成分系ジルコン酸チタン酸鉛
（以下これを三成分系PZTと略す）圧電磁器の製造方法
に関するものである。
コン酸チタン酸鉛（以下これをPZTと略す）及び一般式
がPbZrO3−PbTiO3−Pb（Ｍ1/3Nb2/3）O3（但し、ＭはM
g,Zn,Niの少なくとも１種、Pbの一部はBa,Sr,Caの少な
くとも１種で置換可能）３成分系ジルコン酸チタン酸鉛
（以下これを三成分系PZTと略す）圧電磁器の製造方法
に関するものである。
PZT及び３成分系PZTは、圧電特性に優れ、アクチュエ
ータ、センサとして広範囲の分野で利用されている。
ータ、センサとして広範囲の分野で利用されている。
鉛の一部をランタニド元素で置換したPZT及び３成分
系PZT磁器の構成成分である酸化物（酸化鉛、酸化ジル
コニウム、酸化チタン等）の構成成分の原料粉末の中
で、ジルコニア原料粉末は極めて凝集しやすい。その
為、この様なジルコニア原料粉末を使用し、混合して、
乾式法でPZT磁器粉末を作製すると、平均粒径は１〜２
μｍ以上のものとなる。この程度の粒度の粉末を使用し
ても、高密度且つ高度な機能を有するPZT磁器及び３成
分系磁器を得ることは難しい。
系PZT磁器の構成成分である酸化物（酸化鉛、酸化ジル
コニウム、酸化チタン等）の構成成分の原料粉末の中
で、ジルコニア原料粉末は極めて凝集しやすい。その
為、この様なジルコニア原料粉末を使用し、混合して、
乾式法でPZT磁器粉末を作製すると、平均粒径は１〜２
μｍ以上のものとなる。この程度の粒度の粉末を使用し
ても、高密度且つ高度な機能を有するPZT磁器及び３成
分系磁器を得ることは難しい。
〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、前記のランタニド元素で鉛の一部を置換し
たPZT及び３成分系PZT磁器の乾式法による合成における
欠点を解決すべくなされたものであり、その目的は、分
散性の良いサブミクロン級の変成ジルコニア原料粉末を
作製し、該粉末を用いて単なる乾式法によって易焼結性
且つ高嵩密度のPZT及び３成分系磁器粉末を合成し、更
にこれら粉末を焼結して高性能且つ高密度のPZT及び３
成分系PZT磁器を製造する方法を提供するものである。
たPZT及び３成分系PZT磁器の乾式法による合成における
欠点を解決すべくなされたものであり、その目的は、分
散性の良いサブミクロン級の変成ジルコニア原料粉末を
作製し、該粉末を用いて単なる乾式法によって易焼結性
且つ高嵩密度のPZT及び３成分系磁器粉末を合成し、更
にこれら粉末を焼結して高性能且つ高密度のPZT及び３
成分系PZT磁器を製造する方法を提供するものである。
本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、
ランタニド元素で鉛の一部を置換したPZT及び３成分系P
ZT磁器の乾式法による製造過程に於いて、ランタニド元
素で鉛の一部を置換したPZT磁器粉末を構成するジルコ
ニウム以外の少なくとも一金属成分の適量とジルコニウ
ム溶液とを含有する溶液と沈殿形成液とを反応させて共
沈体を形成すると系の不均一のためZr含有粒子の凝集が
起こりにくくなり、その後乾燥を行ない、700〜1300℃
で仮焼すると、凝集の極めて少ないサブミクロン級の粉
末（変成ジルコニア粉末）となし得ることが分った。こ
れを原料とし、目的とするランタニド元素で鉛の一部を
置換したPZTまたは３成分系PZT磁器の残りの構成成分の
化合物を乾式法によって混合すれば、サブミクロン級の
粉末特性の優れた原料粉末が容易に得られ、これを成型
して焼結すると、焼結助剤なしに極めて高密度のPZTま
たは３成分系磁器が容易に得られることを究明し得た。
この知見に基いて本発明を完成した。
ランタニド元素で鉛の一部を置換したPZT及び３成分系P
ZT磁器の乾式法による製造過程に於いて、ランタニド元
素で鉛の一部を置換したPZT磁器粉末を構成するジルコ
ニウム以外の少なくとも一金属成分の適量とジルコニウ
ム溶液とを含有する溶液と沈殿形成液とを反応させて共
沈体を形成すると系の不均一のためZr含有粒子の凝集が
起こりにくくなり、その後乾燥を行ない、700〜1300℃
で仮焼すると、凝集の極めて少ないサブミクロン級の粉
末（変成ジルコニア粉末）となし得ることが分った。こ
れを原料とし、目的とするランタニド元素で鉛の一部を
置換したPZTまたは３成分系PZT磁器の残りの構成成分の
化合物を乾式法によって混合すれば、サブミクロン級の
粉末特性の優れた原料粉末が容易に得られ、これを成型
して焼結すると、焼結助剤なしに極めて高密度のPZTま
たは３成分系磁器が容易に得られることを究明し得た。
この知見に基いて本発明を完成した。
本発明の要旨は次の三つの工程の組み合わせにある。
（１）ランタニド元素で鉛の一部を置換したPZTまたは
３成分系磁器を構成するジルコニウム以外の少なくとも
一成分を、共沈体の凝集を抑制するに足る適量を選び、
ジルコニウムを含有する溶液を作り、これと沈殿形成液
と反応せしめて共沈体を形成し、乾燥後700〜1300℃で
仮焼する工程。
３成分系磁器を構成するジルコニウム以外の少なくとも
一成分を、共沈体の凝集を抑制するに足る適量を選び、
ジルコニウムを含有する溶液を作り、これと沈殿形成液
と反応せしめて共沈体を形成し、乾燥後700〜1300℃で
仮焼する工程。
この工程では、共沈体形成中の凝集が避けられ、また
PLZT,PZTなどの構造にも使用することができる変成ジル
コニアが製造される。
PLZT,PZTなどの構造にも使用することができる変成ジル
コニアが製造される。
（２）（１）の工程で得られた仮焼物と、この仮焼物を
構成する成分の内、所定配合比に対して不足する成分の
化合物粉末の必要量と、目的とするランタニド元素で鉛
の一部を置換したPZTまたは３成分系PZT磁器の残りの構
成成分の化合物を混合して500〜1300℃で仮焼する工
程。この工程では、残りの成分の添加によって所望の化
合物組成が得られる。
構成する成分の内、所定配合比に対して不足する成分の
化合物粉末の必要量と、目的とするランタニド元素で鉛
の一部を置換したPZTまたは３成分系PZT磁器の残りの構
成成分の化合物を混合して500〜1300℃で仮焼する工
程。この工程では、残りの成分の添加によって所望の化
合物組成が得られる。
（３）得られた仮焼粉末を成型して700〜1500℃で焼結
する工程。
する工程。
ジルコニウム溶液を作製するための化合物としては、
オキシ塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、塩
化ジルコニウム、及び硝酸ジルコニウムが挙げられる。
ジルコニウム溶液の溶媒としては上記化合物を溶解させ
る水またはアルコールを用いる。上記化合物はすべて水
に可溶であり、オキシ塩化ジルコニウム、塩化ジルコニ
ウムおよび四塩化チタンはエタノールに可溶である。さ
らに、ジルコニウム溶液を作製するために、金属ジルコ
ニウムを王水、HFで溶解して用いることもできる。ラン
タニド元素で鉛の一部を置換したPZTのジルコニウム以
外の少なくとも一成分の溶液を作製するための化合物と
しては、Pb（NO3）2,Ti（NO3）4,TiCl4,Ti（SO4）2,Mg
（NO3）2,MgCl2,MgSO4,Zn（NO3）2,ZnCl2,ZnSO4,Ni（NO
3）2,NiCl2,NiSO4,NbCl5、が挙げられる。この溶液の溶
媒としては水またはアルコールを用いる。ジルコニウム
溶液とジルコニウム以外の溶液は別々に調製してもよ
く、また同一の溶媒に各化合物を溶解させて調整しても
よい。
オキシ塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、塩
化ジルコニウム、及び硝酸ジルコニウムが挙げられる。
ジルコニウム溶液の溶媒としては上記化合物を溶解させ
る水またはアルコールを用いる。上記化合物はすべて水
に可溶であり、オキシ塩化ジルコニウム、塩化ジルコニ
ウムおよび四塩化チタンはエタノールに可溶である。さ
らに、ジルコニウム溶液を作製するために、金属ジルコ
ニウムを王水、HFで溶解して用いることもできる。ラン
タニド元素で鉛の一部を置換したPZTのジルコニウム以
外の少なくとも一成分の溶液を作製するための化合物と
しては、Pb（NO3）2,Ti（NO3）4,TiCl4,Ti（SO4）2,Mg
（NO3）2,MgCl2,MgSO4,Zn（NO3）2,ZnCl2,ZnSO4,Ni（NO
3）2,NiCl2,NiSO4,NbCl5、が挙げられる。この溶液の溶
媒としては水またはアルコールを用いる。ジルコニウム
溶液とジルコニウム以外の溶液は別々に調製してもよ
く、また同一の溶媒に各化合物を溶解させて調整しても
よい。
沈殿形成液作製のための試薬としては、例えばアンモ
ニア水、炭酸アンモニウム、苛性アルカリ、しゅう酸、
しゅう酸アンモニウムやアミン、オキシン等の有機試薬
が挙げられる。沈殿形成反応は常温で行なうことができ
る。共沈体の状態はゾル状ないしスラリー状である。共
沈体はろ過および洗浄により回収する。
ニア水、炭酸アンモニウム、苛性アルカリ、しゅう酸、
しゅう酸アンモニウムやアミン、オキシン等の有機試薬
が挙げられる。沈殿形成反応は常温で行なうことができ
る。共沈体の状態はゾル状ないしスラリー状である。共
沈体はろ過および洗浄により回収する。
ジルコニウム含有溶液に溶解されるランタニド元素で
鉛の一部を置換したPZT磁器または３成分系PZTの構成成
分の種類とその量は、ジルコニア粉末の凝集を有効に抑
制し得るものが好ましい。
鉛の一部を置換したPZT磁器または３成分系PZTの構成成
分の種類とその量は、ジルコニア粉末の凝集を有効に抑
制し得るものが好ましい。
本発明の方法においては、共沈体の組合せに於いて種
々の変形が可能である。例えば、（Pb,Sm）（Zr,Ti）O3
で表わされるPZT磁器に於いて、オキシ硝酸ジルコニウ
ム水溶液と硝酸サマリウム（Sm（NO）３）３の水溶液を
混合したものからZr4+とSm3+の共沈体を得ても良い。ま
た、オキシ硝酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水溶
液との混合液からZr4+とTi4+の共沈体を得これと別個
に、硝酸鉛（Pb（NO3）２）水溶液と硝酸サマリウムの
水溶液から、Zr以外の少なくとも２種の成分であるPb2+
とSm3+の共沈体を得、これら２つの共沈体をそれぞれ仮
焼して得た酸化物粉末と、目的とするPZTの構成成分の
不足分を加えて磁器を作製しても良い。また、オキシ硝
酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水溶液との混合液
からZr4+とTi4+の共沈体を得、これと別個にオキシ硝酸
ジルコニウム水溶液と硝酸サマリウム水溶液との混合液
からZr4+とSm3+の共沈体を得、これら二つの共沈体をそ
れぞれ仮焼して得た酸化物粉末と、目的とするPZTの構
成成分の不足分を加えて、磁器を作製してもよい。
々の変形が可能である。例えば、（Pb,Sm）（Zr,Ti）O3
で表わされるPZT磁器に於いて、オキシ硝酸ジルコニウ
ム水溶液と硝酸サマリウム（Sm（NO）３）３の水溶液を
混合したものからZr4+とSm3+の共沈体を得ても良い。ま
た、オキシ硝酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水溶
液との混合液からZr4+とTi4+の共沈体を得これと別個
に、硝酸鉛（Pb（NO3）２）水溶液と硝酸サマリウムの
水溶液から、Zr以外の少なくとも２種の成分であるPb2+
とSm3+の共沈体を得、これら２つの共沈体をそれぞれ仮
焼して得た酸化物粉末と、目的とするPZTの構成成分の
不足分を加えて磁器を作製しても良い。また、オキシ硝
酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水溶液との混合液
からZr4+とTi4+の共沈体を得、これと別個にオキシ硝酸
ジルコニウム水溶液と硝酸サマリウム水溶液との混合液
からZr4+とSm3+の共沈体を得、これら二つの共沈体をそ
れぞれ仮焼して得た酸化物粉末と、目的とするPZTの構
成成分の不足分を加えて、磁器を作製してもよい。
また、オキシ酢酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン
水溶液との混合液からZr4+とTi4+の共沈体を得、これと
別個にZr以外の１種の成分であるSmを含有する硝酸サマ
リウムの水溶液からSm3+を含む沈殿体を得て、この共沈
体と沈殿体をそれぞれ仮焼して得た酸化物粉末と、目的
とするPZTの構成成分の不足分を加えて磁器を作製して
も良い。
水溶液との混合液からZr4+とTi4+の共沈体を得、これと
別個にZr以外の１種の成分であるSmを含有する硝酸サマ
リウムの水溶液からSm3+を含む沈殿体を得て、この共沈
体と沈殿体をそれぞれ仮焼して得た酸化物粉末と、目的
とするPZTの構成成分の不足分を加えて磁器を作製して
も良い。
さらに、本発明における３成分PZTの作製法において
も、共沈体の組合せに於いて種々の変形が可能である。
例えば、PbZrO3−PbTiO3−Pb（Ｍ1/3Nb2/3）O3、（Ｍは
Mg,Zn,Niの内１種）で表わされる３成分系PZT磁器に於
いて、オキシ硝酸ジルコニウム水溶液と硝酸鉛の水溶液
を混合したものからZr4+とPb2+の共沈体を得ても良い。
また、オキシ酢酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水
溶液との混合液から、Zr4+とTi4+の共沈体を得、これと
別個に、五塩化ニオビウム水溶液と硝酸鉛の水溶液か
ら、Zr以外の少なくとも２種の成分であるNb5+とPb2+の
共沈体を得、これら２つの共沈体をそれぞれ仮焼して得
た酸化物粉末と、目的とする３成分系PZTの構成成分の
不足分を加えて、磁器を作製しても良い。また、オキシ
硝酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水溶液との混合
液からZr4+とTi4+の共沈体を得、これと別個にオキシ硝
酸ジルコニウム水溶液と五塩化ニオビウム水溶液との混
合液からZr4+とNb5+の共沈体を得、これら二つの共沈体
をそれぞれ仮焼して得た酸化物粉末と、目的とするPZT
の構成成分の不足分を加えて、磁器を作製してもよい。
も、共沈体の組合せに於いて種々の変形が可能である。
例えば、PbZrO3−PbTiO3−Pb（Ｍ1/3Nb2/3）O3、（Ｍは
Mg,Zn,Niの内１種）で表わされる３成分系PZT磁器に於
いて、オキシ硝酸ジルコニウム水溶液と硝酸鉛の水溶液
を混合したものからZr4+とPb2+の共沈体を得ても良い。
また、オキシ酢酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水
溶液との混合液から、Zr4+とTi4+の共沈体を得、これと
別個に、五塩化ニオビウム水溶液と硝酸鉛の水溶液か
ら、Zr以外の少なくとも２種の成分であるNb5+とPb2+の
共沈体を得、これら２つの共沈体をそれぞれ仮焼して得
た酸化物粉末と、目的とする３成分系PZTの構成成分の
不足分を加えて、磁器を作製しても良い。また、オキシ
硝酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン水溶液との混合
液からZr4+とTi4+の共沈体を得、これと別個にオキシ硝
酸ジルコニウム水溶液と五塩化ニオビウム水溶液との混
合液からZr4+とNb5+の共沈体を得、これら二つの共沈体
をそれぞれ仮焼して得た酸化物粉末と、目的とするPZT
の構成成分の不足分を加えて、磁器を作製してもよい。
また、オキシ硝酸ジルコニウム水溶液と四塩化チタン
水溶液との混合液から、Zr4+とTi4+の共沈体を得、これ
と別個に、Ｍの硝酸化合物（Ｍ（NO3）２）の水溶液か
らM2+を含む沈殿体を得る。Ｍの沈殿体を得るには、沈
殿形成液はNH4OHよりもジエチルアミンの方が良好な結
果が得られる。Zr4+とTi4+の共沈体とM2+の沈殿体をそ
れぞれ仮焼して得た酸化物粉末と目的とする３成分系PZ
Tの構成成分の不足分を加えて磁器を作製しても良い。
水溶液との混合液から、Zr4+とTi4+の共沈体を得、これ
と別個に、Ｍの硝酸化合物（Ｍ（NO3）２）の水溶液か
らM2+を含む沈殿体を得る。Ｍの沈殿体を得るには、沈
殿形成液はNH4OHよりもジエチルアミンの方が良好な結
果が得られる。Zr4+とTi4+の共沈体とM2+の沈殿体をそ
れぞれ仮焼して得た酸化物粉末と目的とする３成分系PZ
Tの構成成分の不足分を加えて磁器を作製しても良い。
得られた共沈体の仮焼温度は、700〜1300℃である。
仮焼温度が700℃より低いと凝集が顕著に起り、1300℃
を超えると粒子が粗大化する傾向がある。この様にして
得られた粉末に、目的とするランタニド元素で鉛の一部
を置換したPZT及び３成分系PZTの構成成分の不足分を加
えて混合する。もちろん、ジルコニア及びジルコニアに
添加した成分の不足分も補充する必要がある。この場
合、いずれの化合物粉末（主として酸化物）の粒度はサ
ブミクロン級のものを使用する。ただ、酸化鉛粉末は粗
大粒径のものを使用しても得られるPZT及び３成分系PZT
粉末の特性に殆んど影響を与えない。
仮焼温度が700℃より低いと凝集が顕著に起り、1300℃
を超えると粒子が粗大化する傾向がある。この様にして
得られた粉末に、目的とするランタニド元素で鉛の一部
を置換したPZT及び３成分系PZTの構成成分の不足分を加
えて混合する。もちろん、ジルコニア及びジルコニアに
添加した成分の不足分も補充する必要がある。この場
合、いずれの化合物粉末（主として酸化物）の粒度はサ
ブミクロン級のものを使用する。ただ、酸化鉛粉末は粗
大粒径のものを使用しても得られるPZT及び３成分系PZT
粉末の特性に殆んど影響を与えない。
これら混合物の仮焼温度は、固相反応が、ほぼまたは
完全に完了する最低温度以上で、顕著な粒子成長が生じ
ない最高温度範囲内であることが必要であり、500〜130
0℃がよい。
完全に完了する最低温度以上で、顕著な粒子成長が生じ
ない最高温度範囲内であることが必要であり、500〜130
0℃がよい。
このようにして得られた粉末を成型して焼結する。焼
結温度は、その構成成分の種類によって異なるが、一般
的に700〜1500℃の範囲である。700℃より低いと焼結が
不充分であり、1500℃を超えると粒子が粗大化したり、
あるいは構成成分の揮発が起る。
結温度は、その構成成分の種類によって異なるが、一般
的に700〜1500℃の範囲である。700℃より低いと焼結が
不充分であり、1500℃を超えると粒子が粗大化したり、
あるいは構成成分の揮発が起る。
実施例１ 四塩化チタン水溶液（0.751mol/濃度）43.57ccとオ
キシ硝酸ジルコニウム水溶液（0.873mol/濃度）150cc
とを混合した。この混合水溶液を撹拌している6N−アン
モニア水１中に徐々に添加して、Ti4+とZr4+の水酸化
物共沈体を得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で仮焼
して（Ti0.2Zr0.8）O2粉末を作製した。この粉末の平均
粒径は0.32μｍであった。
キシ硝酸ジルコニウム水溶液（0.873mol/濃度）150cc
とを混合した。この混合水溶液を撹拌している6N−アン
モニア水１中に徐々に添加して、Ti4+とZr4+の水酸化
物共沈体を得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で仮焼
して（Ti0.2Zr0.8）O2粉末を作製した。この粉末の平均
粒径は0.32μｍであった。
該粉末4.1981g、市販のTiO2微粉末1.2549g、PbO粉末1
1.16g、Sm2O3微粒子0.2739gをボールミルで一昼夜混合
した後、750℃で１時間仮焼して、Pb0.955Sm0.03（Zr
0.56Ti0.44）O3PZT粉末を得た。この平均粒径は約0.42
μｍであった。この粉末を1t/cm2で成型した後、1200℃
で１時間鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下で焼結した。得
られた磁器の密度は、7.82で理論密度にかなり近いもの
であった。
1.16g、Sm2O3微粒子0.2739gをボールミルで一昼夜混合
した後、750℃で１時間仮焼して、Pb0.955Sm0.03（Zr
0.56Ti0.44）O3PZT粉末を得た。この平均粒径は約0.42
μｍであった。この粉末を1t/cm2で成型した後、1200℃
で１時間鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下で焼結した。得
られた磁器の密度は、7.82で理論密度にかなり近いもの
であった。
また、Sm2O3の代わりに、La2O3,Nd2O3,Gd2O3等のラン
タニド元素の酸化物を用いて同様の工程でPZTを各々作
製した結果Sm2O3の場合とほぼ同様の効果を得た。
タニド元素の酸化物を用いて同様の工程でPZTを各々作
製した結果Sm2O3の場合とほぼ同様の効果を得た。
比較例１ 市販のPbO,Sm2O3,TiO2,ZrO2、粉末をPb0.955Sm
0.03（Zr0.56Ti0.44）O3の組成になるように混合した。
この混合物をボールミルで一昼夜混合した後、850℃で
２時間仮焼した。得られた粉末を1t/cm2で成型した後、
1200℃で１時間鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下で焼結し
た。得られた磁器の密度は7.2程度であった。
0.03（Zr0.56Ti0.44）O3の組成になるように混合した。
この混合物をボールミルで一昼夜混合した後、850℃で
２時間仮焼した。得られた粉末を1t/cm2で成型した後、
1200℃で１時間鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下で焼結し
た。得られた磁器の密度は7.2程度であった。
尚、仮焼して得られた粉末は、大きな凝集体からな
り、平均粒径は特定できなかった。
り、平均粒径は特定できなかった。
実施例２ 四塩化チタン水溶液（0.751mol/濃度）43.57ccとオ
キシ硝酸ジルコニウム水溶液（0.873mol/濃度）150cc
とを混合した。この混合水溶液を撹拌している6N−アン
モニア水１中に徐々に添加して、Ti4+とZr4+の水酸化
物共沈体を得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で仮焼
して（Ti0.2Zr0.8）O2粉末を作製した。この粉末の平均
粒径は0.32μｍであった。
キシ硝酸ジルコニウム水溶液（0.873mol/濃度）150cc
とを混合した。この混合水溶液を撹拌している6N−アン
モニア水１中に徐々に添加して、Ti4+とZr4+の水酸化
物共沈体を得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で仮焼
して（Ti0.2Zr0.8）O2粉末を作製した。この粉末の平均
粒径は0.32μｍであった。
該粉末2.8639g、市販のTiO2微粉末1.1985g、PbO粉末1
1.16g、Nb2O5微粒子0.8861g、MgO微粒子0.1344gをボー
ルミルで一昼夜混合した後、750℃で１時間仮焼して0.2
Pb（Mg1/3Nb2/3）O3−0.4PbZrO3−0.4PbTiO3成分系PZT
粉末を得た。この平均粒径は約0.39μｍであった。この
粉末を1t/cm2で成型した後、1200℃で１時間鉛蒸気、酸
素ガス共存雰囲気下で焼結した。得られた磁器の密度
は、理論密度に極めて近かった。
1.16g、Nb2O5微粒子0.8861g、MgO微粒子0.1344gをボー
ルミルで一昼夜混合した後、750℃で１時間仮焼して0.2
Pb（Mg1/3Nb2/3）O3−0.4PbZrO3−0.4PbTiO3成分系PZT
粉末を得た。この平均粒径は約0.39μｍであった。この
粉末を1t/cm2で成型した後、1200℃で１時間鉛蒸気、酸
素ガス共存雰囲気下で焼結した。得られた磁器の密度
は、理論密度に極めて近かった。
また、MgOの代わりにZnO,NiOを用いて同様の工程で、
３成分系PZTを各々作製した結果、MgOの場合とほぼ同様
の結果を得た。
３成分系PZTを各々作製した結果、MgOの場合とほぼ同様
の結果を得た。
比較例２ 市販のPbO,Nb2O5,TiO2,ZrO2,MgO粉末を0.2Pb（Mg1/3N
b2/3）O3−0.4PbTiO3−0.4PbZrO3の組成になるように混
合した。この混合物をボールミルで一昼夜混合した後、
800℃で２時間仮焼した。得られた粉末を1t/cm2で成型
し、鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下、1200℃で１時間焼
結した。得られた磁器の密度は7.2程度であった。
b2/3）O3−0.4PbTiO3−0.4PbZrO3の組成になるように混
合した。この混合物をボールミルで一昼夜混合した後、
800℃で２時間仮焼した。得られた粉末を1t/cm2で成型
し、鉛蒸気、酸素ガス共存雰囲気下、1200℃で１時間焼
結した。得られた磁器の密度は7.2程度であった。
尚、仮焼して得られた粉末は大きな凝集体からなり、
平均粒径は特定できなかった。
平均粒径は特定できなかった。
実施例３ オキシ硝酸ジルコニウム水溶液（0.873mol/濃度）3
00ccと５塩化ニオビウム水溶液（0.751mol/濃度）38.
75ccとを混合した。この混合水溶液を撹拌している6N−
アンモニア水１中に徐々に添加して、Nb5+とZr4+の水
酸化物共沈体を得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で
仮焼して（Nb0.1Zr0.9）Ｏ2.05粉末を作製した。この粉
末はサブミクロン級の粒子であった。
00ccと５塩化ニオビウム水溶液（0.751mol/濃度）38.
75ccとを混合した。この混合水溶液を撹拌している6N−
アンモニア水１中に徐々に添加して、Nb5+とZr4+の水
酸化物共沈体を得た。これを洗浄、乾燥した後1100℃で
仮焼して（Nb0.1Zr0.9）Ｏ2.05粉末を作製した。この粉
末はサブミクロン級の粒子であった。
該粉末2.760g、市販のTiO2微粉末1.598g、PbO粉末11.
16g、Nb2O5微粒子0.5907g、MgO微粒子0.1344gを実施例
１と同様の方法で0.2Pb（Mg1/3Nb2/3）O3−0.4PbZrO3−
0.4PbTiO3成分系PZT磁器を作製した結果、得られた磁器
の密度は、理論密度に極めて近かった。
16g、Nb2O5微粒子0.5907g、MgO微粒子0.1344gを実施例
１と同様の方法で0.2Pb（Mg1/3Nb2/3）O3−0.4PbZrO3−
0.4PbTiO3成分系PZT磁器を作製した結果、得られた磁器
の密度は、理論密度に極めて近かった。
本発明の方法によると、第１工程によりランタニド元
素で鉛の一部を置換したPZT磁器の構成成分の一種以上
を含むジルコニア粉末（変成ジルコニア粉末）は、二次
粒子の極めて少ないサブミクロン粒子となし得、これを
使用することによって、以後通常の圧粉と焼結工程によ
る単なる乾式法によって、容易にサブミクロン級のPZT
または３成分系PZT磁器粉末が得られ、更にこれを原料
として理論密度に極めて近い高密度の磁器が得られる、
優れた効果を奏し得られる。そのほか次のような効果も
奏し得られる。
素で鉛の一部を置換したPZT磁器の構成成分の一種以上
を含むジルコニア粉末（変成ジルコニア粉末）は、二次
粒子の極めて少ないサブミクロン粒子となし得、これを
使用することによって、以後通常の圧粉と焼結工程によ
る単なる乾式法によって、容易にサブミクロン級のPZT
または３成分系PZT磁器粉末が得られ、更にこれを原料
として理論密度に極めて近い高密度の磁器が得られる、
優れた効果を奏し得られる。そのほか次のような効果も
奏し得られる。
１）仮焼によって得られる変成ジルコニア粉末が十分分
散されたものが得られるため、仮焼物の粉砕工程を特に
必要としないで、原料粉末として供結し得られる。
散されたものが得られるため、仮焼物の粉砕工程を特に
必要としないで、原料粉末として供結し得られる。
２）該仮焼変成ジルコニア粉末から乾式法で得られるラ
ンタニド元素で鉛の一部を置換したPZTおよび３成分系P
ZT磁器粉末も単分散状態で得られ、従って粉砕工程を除
いても、十分易焼結性且つ高嵩密度の特性を有する。
ンタニド元素で鉛の一部を置換したPZTおよび３成分系P
ZT磁器粉末も単分散状態で得られ、従って粉砕工程を除
いても、十分易焼結性且つ高嵩密度の特性を有する。
３）極めて高密度のものを要求されるランタニド元素で
鉛の一部を置換したPZTおよび３成分系磁器をホットプ
レスやHIP（熱間ガス圧焼結）などの操作を省略して単
なる固相焼結によってかつ焼結助剤を必ずしも必要とせ
ずして、理論密度に極めて近い高密度のものが得られ
る。
鉛の一部を置換したPZTおよび３成分系磁器をホットプ
レスやHIP（熱間ガス圧焼結）などの操作を省略して単
なる固相焼結によってかつ焼結助剤を必ずしも必要とせ
ずして、理論密度に極めて近い高密度のものが得られ
る。
４）優れた粉末特性を有する変成ジルコニア粉末を大量
生産することにより、高性能PZTおよび３成分系磁器を
極めて安価に供給し得る。
生産することにより、高性能PZTおよび３成分系磁器を
極めて安価に供給し得る。
Claims (8)
- 【請求項１】（１）PbZrO3−PbTiO3で表わされ、鉛の一
部をランタニド元素（但し、La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,
Tb,Py,Ho,Er,Tm,Yb,Luのうち少なくとも一種）で置換し
た、ジルコン酸チタン酸鉛磁器を構成するジルコニウム
以外の少なくとも一金属成分の適量と、ジルコニウムと
を含有する溶液及び沈殿形成液を反応させて共沈体を形
成し、共沈体を乾燥後700〜1300℃で仮焼する工程、 （２）この仮焼物と、この仮焼物を構成する成分の内、
所定配合比に対し不足する成分の化合物粉末の必要量
と、目的とするジルコン酸チタン酸鉛組成の残りの構成
成分の化合物を混合して500〜1300℃で仮焼する工程、 （３）得られた仮焼粉末を成型して700〜1500℃で焼結
する工程とからなることを特徴とするジルコン酸チタン
酸鉛磁器の製造方法。 - 【請求項２】前記工程（１）において、ジルコニウム
と、ランタニド元素で鉛の一部を置換したジルコン酸チ
タン酸鉛を構成するジルコニウム以外の少なくとも一成
分からなる共沈体と、前記共沈体とは組成が異なりかつ
少なくとも２成分を含む共沈体とを作製する特許請求の
範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】前記のランタニド元素で鉛の一部を置換し
たジルコン酸チタン酸鉛磁器を構成する一金属成分を含
む溶液と沈殿形成液とを反応させて形成した沈殿体を、
前記（２）工程において、残りの構成成分として用いる
特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項４】（１）PbZrO3−PbTiO3−PbMO3（但し、Ｍ
はMg,Zn,Ni,Nbの少なくとも１種）で表わされる３成分
系ジルコン酸チタン酸鉛磁器を構成するジルコニウム以
外の少なくとも一金属成分の適量と、ジルコニウムとを
含有する溶液及び沈殿形成液を反応させて共沈体を形成
し、乾燥後共沈体を700〜1300℃で仮焼する工程、 （２）この仮焼物と、この仮焼物を構成する成分の内、
所定配合比に対し不足する成分の化合物粉末の必要量
と、目的とする３成分系ジルコン酸チタン酸鉛組成の残
りの構成成分の化合物を混合して500〜1300℃で仮焼す
る工程、 （３）得られた仮焼粉末を成型して700〜1500℃で焼結
する工程とからなることを特徴とする３成分系ジルコン
酸チタン酸鉛磁器の製造方法。 - 【請求項５】PbZrO3−PbTiO3−PbMO3のPbの一部をBa,S
r,Caの少なくとも一種で置換した３成分系ジルコン酸チ
タン酸鉛磁器を製造する特許請求の範囲第４項記載の方
法。 - 【請求項６】前記PbMO3のＭは1/3モルのMg,Zn,Niのいず
れか１種と2/3モルのNbより構成される特許請求の範囲
第４項または第５項記載の方法。 - 【請求項７】前記（１）工程において、ジルコニウムと
３成分系ジルコン酸チタン酸鉛を構成するジルコニウム
以外の少なくとも一成分からなる共沈体と、前記共沈体
とは組成が異なりかつ少なくとも２成分を含む共沈体と
を、作製する特許請求の範囲第４項から第６項までの何
れか１項記載の方法。 - 【請求項８】前記３成分系ジルコン酸チタン酸鉛系磁器
を構成するジルコニウム以外の一成分を含む溶液と沈殿
形成液とを反応させて形成した沈殿体を前記（２）工程
において、残りの構成成分として用いる特許請求の範囲
第４項ないし第６項の何れか１項に記載の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298902A JPH0818870B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 |
| US07/418,740 US4990324A (en) | 1986-12-17 | 1989-10-04 | Method for producing two-component or three-component lead zirconate-titanate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298902A JPH0818870B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151673A JPS63151673A (ja) | 1988-06-24 |
| JPH0818870B2 true JPH0818870B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=17865642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61298902A Expired - Lifetime JPH0818870B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818870B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5578839A (en) | 1992-11-20 | 1996-11-26 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Light-emitting gallium nitride-based compound semiconductor device |
| JPH0920558A (ja) * | 1995-06-29 | 1997-01-21 | Nec Corp | 磁器組成物 |
| JP3827915B2 (ja) * | 2000-05-11 | 2006-09-27 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 圧電材料およびその製造方法 |
| JP2006265071A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nec Tokin Corp | 圧電材料とその製造方法およびそれを用いた圧電素子 |
| DE102007045089A1 (de) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Epcos Ag | Keramikmaterial, Verfahren zur Herstellung desselben und elektrokeramisches Bauelement umfassend das Keramikmaterial |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6153115A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-17 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 多重湿式法による易焼結性ペロブスカイト固溶体の原料粉末の製造方法 |
| JPS6153114A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-17 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 易焼結性ペロブスカイト固溶体の原料粉末の製造方法 |
-
1986
- 1986-12-17 JP JP61298902A patent/JPH0818870B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63151673A (ja) | 1988-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63156057A (ja) | 高密度ペロブスカイトセラミックスの製造法 | |
| JPS6214489B2 (ja) | ||
| JP2598786B2 (ja) | ペロブストカイト系機能性セラミツクの製造方法 | |
| JPS6214490B2 (ja) | ||
| US4990324A (en) | Method for producing two-component or three-component lead zirconate-titanate | |
| JPH0818870B2 (ja) | ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 | |
| JPH0818871B2 (ja) | ジルコン酸チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 | |
| JPH0159967B2 (ja) | ||
| JPS6153113A (ja) | 湿式法による易焼結性ペロブスカイト及びその固溶体の原料粉末の製造方法 | |
| JPH027906B2 (ja) | ||
| JPH0159205B2 (ja) | ||
| JPS6363511B2 (ja) | ||
| JPH0769645A (ja) | 鉛含有複合酸化物の製造方法 | |
| JPH0784345B2 (ja) | ペロブスカイトセラミックスの製造方法 | |
| JPS6259529A (ja) | チタン含有易焼結性ペロブスカイトおよびその固溶体の原料粉末の製造方法 | |
| JPH0818867B2 (ja) | ジルコニウムを含むペロブスカイトセラミツクスの製造方法 | |
| JPH0331647B2 (ja) | ||
| JPS6284B2 (ja) | ||
| JPS6265907A (ja) | 易焼結性ペロプスカイト粉末の製造方法 | |
| JPH0784350B2 (ja) | ペロブスカイトセラミックスの製造方法 | |
| JPH01122907A (ja) | ペロブスカイト酸化物紛末の製造方法 | |
| JPH0678187B2 (ja) | ジルコン酸鉛の製造方法 | |
| JPH0427166B2 (ja) | ||
| JPH0678190B2 (ja) | チタン酸ジルコニウム系セラミツクスの製造方法 | |
| JPH0624978B2 (ja) | 電気光学特性を有するセラミツクスの原料粉末の製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |