JPS6126514A - 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
- Publication number
- JPS6126514A JPS6126514A JP59146427A JP14642784A JPS6126514A JP S6126514 A JPS6126514 A JP S6126514A JP 59146427 A JP59146427 A JP 59146427A JP 14642784 A JP14642784 A JP 14642784A JP S6126514 A JPS6126514 A JP S6126514A
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- aqueous solution
- ceramic powder
- piezoelectric ceramic
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、フィルタ、振動子９着火素子、遅延素子２、
ブザー等の各種電子部品に用いられる圧電セラミックス
粉末の製造方法に関するものである。
ブザー等の各種電子部品に用いられる圧電セラミックス
粉末の製造方法に関するものである。
、従来例の構成とその問題点
従来、圧電セラミックス粉末は、Ｐ ｂ Ｏ、Ｔ １０
２ ＋ｚｒＯ２の３種の主成分と、ＭｇＯ，Ｎｂ２Ｏ６
，ＺｎＯ。
２ ＋ｚｒＯ２の３種の主成分と、ＭｇＯ，Ｎｂ２Ｏ６
，ＺｎＯ。
Ｍｎ ０２等、の各種添加物を目標の特性に応じた組成
に配合し、湿式のボールミルで混合し、乾燥させ、仮焼
して固相反応させ、湿式のボールミルで粉砕し、乾燥さ
せて製造する。この工程のフローチャートを第１図に示
す。この方法は単純混合法と呼ばれる。この方法の欠点
は、組成の均一度合がミクロな観点からすると悪く、高
純度なセラミック粉末が得にくい。また微粒子が得られ
ない等があげられる。
に配合し、湿式のボールミルで混合し、乾燥させ、仮焼
して固相反応させ、湿式のボールミルで粉砕し、乾燥さ
せて製造する。この工程のフローチャートを第１図に示
す。この方法は単純混合法と呼ばれる。この方法の欠点
は、組成の均一度合がミクロな観点からすると悪く、高
純度なセラミック粉末が得にくい。また微粒子が得られ
ない等があげられる。
そこで、これらの欠点を補うセラミックス粉末の製造方
法に、液相法の一種である共沈法がある。
法に、液相法の一種である共沈法がある。
この方法は、溶液にとけている状態から沈でん剤を加え
て同時に沈でんさせるため、各元素の混合度合も均一で
、しかも高純度で微粒子が得られる。
て同時に沈でんさせるため、各元素の混合度合も均一で
、しかも高純度で微粒子が得られる。
しかし、この共沈法の欠点は、沈でんが生成するＰＨ領
領域各元素によって異なるため、実用上のセラミック粉
末のように多成分の構成元素を同時に沈でんさせること
が難しいことである。・チタン酸ジルコン酸鉛系の圧電
材料組成にＭ ｎＯ２を添加すると、焼結性の改善１機
械的品質係数（ＱＭ）の向上環の利点がある。しかし、
この組成を共沈法で作ろうとした場合、Ｐｂ２＋が沈で
んを生成するＰＨ領領域７〜１１．Ｚｒ４＋は４以上。
領域各元素によって異なるため、実用上のセラミック粉
末のように多成分の構成元素を同時に沈でんさせること
が難しいことである。・チタン酸ジルコン酸鉛系の圧電
材料組成にＭ ｎＯ２を添加すると、焼結性の改善１機
械的品質係数（ＱＭ）の向上環の利点がある。しかし、
この組成を共沈法で作ろうとした場合、Ｐｂ２＋が沈で
んを生成するＰＨ領領域７〜１１．Ｚｒ４＋は４以上。
Ｔｉ’＋は３以上、Ｍｎ２＋は１０以上であり、最初に
ＰＨ３以下の強酸ＶｃＰｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ（Ｄそれ
ぞれの出発原料をとかしておいて、沈でん剤として通常
アンモニア水を用いるが、このアンモニア水を滴下して
ＰＨを１０〜１１にしなければならず、大量のアンモニ
ア水が必要となり、反応容器も大型となり実用的でない
。
ＰＨ３以下の強酸ＶｃＰｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ（Ｄそれ
ぞれの出発原料をとかしておいて、沈でん剤として通常
アンモニア水を用いるが、このアンモニア水を滴下して
ＰＨを１０〜１１にしなければならず、大量のアンモニ
ア水が必要となり、反応容器も大型となり実用的でない
。
発明の目的
本発明はかかる問題点に鑑み、液相法で実用的にチタン
酸ジルコン酸鉛系にマンガンを添加した圧電セラミック
粉末の製造方法を提供することを目的とする。
酸ジルコン酸鉛系にマンガンを添加した圧電セラミック
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
この目的を達成するために本発明は、鉛、チタン、ジル
コニウムの各元素からなる複合物を共沈させ、これを仮
焼した後に、この粉末を水溶液に分散させ、硝酸マンガ
ン水溶液を添加して、沈でん剤にアンモニア水を用いて
沈でんさせることによりマンガンを添加することを特徴
とする圧電セラミックス粉末の製造方法である。また、
好適な実施態様としては、鉛、チタン、ジルコニウムの
各元素の出発原料に硝酸鉛、オルトチタン酸テトライソ
プロピル、オキシ硝酸ジルコニウムを用い、沈でん剤と
してアンモニア水溶液を用いて共沈させ、これを仮焼し
た後に、この粉末を水溶液に分散させ、硝酸マンガン水
溶液を添加して、沈でん剤にアンモニア水を用いて沈で
んさせることによりマンガンを添加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。このように
する理由は、共沈法で作製したチタン酸ジルコン酸鉛の
微細な一次粒子または一次粒子が集まった二次粒子に、
マンガンを均一に分散させるためである。
コニウムの各元素からなる複合物を共沈させ、これを仮
焼した後に、この粉末を水溶液に分散させ、硝酸マンガ
ン水溶液を添加して、沈でん剤にアンモニア水を用いて
沈でんさせることによりマンガンを添加することを特徴
とする圧電セラミックス粉末の製造方法である。また、
好適な実施態様としては、鉛、チタン、ジルコニウムの
各元素の出発原料に硝酸鉛、オルトチタン酸テトライソ
プロピル、オキシ硝酸ジルコニウムを用い、沈でん剤と
してアンモニア水溶液を用いて共沈させ、これを仮焼し
た後に、この粉末を水溶液に分散させ、硝酸マンガン水
溶液を添加して、沈でん剤にアンモニア水を用いて沈で
んさせることによりマンガンを添加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。このように
する理由は、共沈法で作製したチタン酸ジルコン酸鉛の
微細な一次粒子または一次粒子が集まった二次粒子に、
マンガンを均一に分散させるためである。
実施例の説明
共沈法によＶ） Ｐ ｂ Ｔ ｌ ｏ、４ａ Ｚ ｒ
ｏ、６’２０ｓ ＋ Ｏ−２５Ｗ ｔ％Ｍｎ Ｏ２の組
成の圧電セラミックス粉末を合成した。
ｏ、６’２０ｓ ＋ Ｏ−２５Ｗ ｔ％Ｍｎ Ｏ２の組
成の圧電セラミックス粉末を合成した。
出発原料として、関東化学（株）製の特級硝酸鉛（Ｐｂ
（Ｎｏ３）２）同じく、ＥＰオルトチタン酸テトライソ
プロピル（〔（ＣＨ３）２ＣＨＯ〕４Ｔｉ）、同じ（Ｇ
Ｒオキシ硝酸ジルコニウム（Ｚ ｒ Ｏ（ＮＯｓ ）２
・２Ｈ２０）を用い、硝酸鉛およびオキシ硝酸ジルコニ
ウムは水溶液とし、オルトチタン酸テトライソプロピル
は硝酸水溶液に溶かし、目的の組成になるように３材料
を秤量し、混合硝酸水溶液とした。
（Ｎｏ３）２）同じく、ＥＰオルトチタン酸テトライソ
プロピル（〔（ＣＨ３）２ＣＨＯ〕４Ｔｉ）、同じ（Ｇ
Ｒオキシ硝酸ジルコニウム（Ｚ ｒ Ｏ（ＮＯｓ ）２
・２Ｈ２０）を用い、硝酸鉛およびオキシ硝酸ジルコニ
ウムは水溶液とし、オルトチタン酸テトライソプロピル
は硝酸水溶液に溶かし、目的の組成になるように３材料
を秤量し、混合硝酸水溶液とした。
ミキサーを用いて、アンモニア水の中に、攪拌しながら
、前記混合硝酸液およびアンモニア水をＰＨが７〜８の
範囲に調整しながら添加する。この操作で得た沈でん物
を、濾過、洗浄した後、純水中に分散させ、噴霧乾燥さ
せた。この粉末を電気炉で６００℃で２時間仮焼し、チ
タン酸ジルコン酸鉛を作製した。次に、ミキサーを用い
て、アンモニア水溶液中に、この仮焼粉末を分散させ、
攪拌しながら、これに、関東化板＠）製の特級硝酸マン
ガン（Ｍｎ（Ｎｏ３）２・ｎＨ２Ｏ）水溶換をＭｎＯ２
としての添加量が０．２６ｗｔ％となる量だけ秤量し、
ＰＨがおよそ１１の条件で添加した。こうして作製した
沈でん物を瀘過、洗浄し、乾燥させた。本実施例の圧電
セラミックス粉末の製造工程のフローチャートを第２図
に示した。
、前記混合硝酸液およびアンモニア水をＰＨが７〜８の
範囲に調整しながら添加する。この操作で得た沈でん物
を、濾過、洗浄した後、純水中に分散させ、噴霧乾燥さ
せた。この粉末を電気炉で６００℃で２時間仮焼し、チ
タン酸ジルコン酸鉛を作製した。次に、ミキサーを用い
て、アンモニア水溶液中に、この仮焼粉末を分散させ、
攪拌しながら、これに、関東化板＠）製の特級硝酸マン
ガン（Ｍｎ（Ｎｏ３）２・ｎＨ２Ｏ）水溶換をＭｎＯ２
としての添加量が０．２６ｗｔ％となる量だけ秤量し、
ＰＨがおよそ１１の条件で添加した。こうして作製した
沈でん物を瀘過、洗浄し、乾燥させた。本実施例の圧電
セラミックス粉末の製造工程のフローチャートを第２図
に示した。
一方、比較のため、従来の圧電セラミックス粉末の製造
方法で粉末を作成した。出発原料として、−酸化鉛（Ｐ
ｂｏ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（
Ｚ ｒ Ｏ２）、二酸化マンガｙ （Ｍ ｎＯ２）を目
標の組成に秤量し、湿式でボールミル混合をし、乾燥さ
せ、電気炉で９００℃で２時間仮焼し、湿式でボールミ
ルで粉砕し、乾燥させた。組成は、ＰｂＴｉ１−ｘＺｒ
ｘＯ３＋０．２５ｗｔ％でｘ ＝ ０．５１ 。
方法で粉末を作成した。出発原料として、−酸化鉛（Ｐ
ｂｏ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（
Ｚ ｒ Ｏ２）、二酸化マンガｙ （Ｍ ｎＯ２）を目
標の組成に秤量し、湿式でボールミル混合をし、乾燥さ
せ、電気炉で９００℃で２時間仮焼し、湿式でボールミ
ルで粉砕し、乾燥させた。組成は、ＰｂＴｉ１−ｘＺｒ
ｘＯ３＋０．２５ｗｔ％でｘ ＝ ０．５１ 。
０．５２．０．５３で行った。また比較のために、本実
施例と同様に共沈法で作製した、鉛、チタン、ジルコニ
ウムの沈でん物を噴霧乾燥、ｅｏｏ℃仮焼後、二酸化マ
ンガンを０．２５ｗｔ％添加し、湿式のボールミルで混
合し、乾燥させた粉末も作製した。
施例と同様に共沈法で作製した、鉛、チタン、ジルコニ
ウムの沈でん物を噴霧乾燥、ｅｏｏ℃仮焼後、二酸化マ
ンガンを０．２５ｗｔ％添加し、湿式のボールミルで混
合し、乾燥させた粉末も作製した。
これらの粉末を造粒、成形、焼成し、１６冨鋸φ。
０．５罪ｔ、の円板に加工し、銀電極を塗布、７００ｔ
ｌ：で焼付けし、シリコンオイル中−ｆｉ１００℃で、
ｓ ＫＶ ／Ｉｚの直流電界をかけ３０分間分極処理し
た。
ｌ：で焼付けし、シリコンオイル中−ｆｉ１００℃で、
ｓ ＫＶ ／Ｉｚの直流電界をかけ３０分間分極処理し
た。
特性測定結果を下表に示す。特性は組成によって異なる
ものであるが、本発明の方法による圧電セラミックス粉
末は螢光Ｘ線による元素分析の結果、組成ずれはおこし
ていないことを確認した。また従来法において、Ｍ ｎ
Ｏ２の添加を仮焼後に行っても、混合前に添加した場
合と特性は同等であった。
ものであるが、本発明の方法による圧電セラミックス粉
末は螢光Ｘ線による元素分析の結果、組成ずれはおこし
ていないことを確認した。また従来法において、Ｍ ｎ
Ｏ２の添加を仮焼後に行っても、混合前に添加した場
合と特性は同等であった。
このように、本発明の方法によれば、従来法の同組成の
ものに比べ、結合係数Ｋｐがｏ、４４→０．６４と２３
％はど大きく向上した。
ものに比べ、結合係数Ｋｐがｏ、４４→０．６４と２３
％はど大きく向上した。
特性測定結果
また、比較例として行った、鉛とチタンとジルコニウム
を共沈し、仮焼した粉末に、従来法でＭｎＱ？を添加し
た方法では、このような結合係数の向上は見られなかっ
た。鉛とチタンとジルコニウムを共沈させ、仮焼してチ
タン酸ジルコン酸鉛の粉末を作製し、この粉末に液相法
でマンガンを添加することをによシはじめて、前記のよ
うに結合係数Ｋｐを著しく向上させることができた。共
沈法で得られる粉末は、仮焼温度がほぼ６６０℃以上で
チタン酸ジルコン酸鉛のペロプスカイ相が形成され、従
来法に粉末がほぼ８６０℃以上でチタン酸ジルコン酸鉛
のペロブスカイト相空形成されるのに比べ仮焼温度が低
くなる。共沈法の場合、仮焼温ｉ（ｌ″１６６０℃〜了
ＯＯ℃が適当である。鉛、チタン、ジルコニウムの出発
原料として、他にも考えられるが、例えばチタンの出発
原料として、四塩化チタン（Ｔ ｉ ＣＩＩ ４）水溶
液等も考えられるが、この場合ＰｂＣｌ２の沈でんが生
成し、共沈が不均一となり適当でない。硝酸鉛、オルト
チタン酸テトライソプロピル、オキシ硝酸ジルコニウム
を出発原料に用いるのが一番適当であった。
を共沈し、仮焼した粉末に、従来法でＭｎＱ？を添加し
た方法では、このような結合係数の向上は見られなかっ
た。鉛とチタンとジルコニウムを共沈させ、仮焼してチ
タン酸ジルコン酸鉛の粉末を作製し、この粉末に液相法
でマンガンを添加することをによシはじめて、前記のよ
うに結合係数Ｋｐを著しく向上させることができた。共
沈法で得られる粉末は、仮焼温度がほぼ６６０℃以上で
チタン酸ジルコン酸鉛のペロプスカイ相が形成され、従
来法に粉末がほぼ８６０℃以上でチタン酸ジルコン酸鉛
のペロブスカイト相空形成されるのに比べ仮焼温度が低
くなる。共沈法の場合、仮焼温ｉ（ｌ″１６６０℃〜了
ＯＯ℃が適当である。鉛、チタン、ジルコニウムの出発
原料として、他にも考えられるが、例えばチタンの出発
原料として、四塩化チタン（Ｔ ｉ ＣＩＩ ４）水溶
液等も考えられるが、この場合ＰｂＣｌ２の沈でんが生
成し、共沈が不均一となり適当でない。硝酸鉛、オルト
チタン酸テトライソプロピル、オキシ硝酸ジルコニウム
を出発原料に用いるのが一番適当であった。
発明の効果
以上のように、本発明の方法によれば、従来の方法に比
べ、結合係数が著しく向上した、高性能な圧電セラミッ
クス粉末が得られ、工業的価値が大である。
べ、結合係数が著しく向上した、高性能な圧電セラミッ
クス粉末が得られ、工業的価値が大である。
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図、第２図は本発明の一実施例の圧
電セラミックス粉末の製造方法を示すフローチャート図
である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第２図
示すフローチャート図、第２図は本発明の一実施例の圧
電セラミックス粉末の製造方法を示すフローチャート図
である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第２図
Claims (2)
- （１）鉛、チタン、ジルコニウムの各元素からなる複合
物を共沈させ、これを仮焼した後に、この粉末を水溶液
に分散させ、それに硝酸マンガン水溶液を添加して沈で
ん剤にアンモニア水を用いて沈でんさせ、マンガンを添
加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。 - （２）鉛、チタン、ジルコニウムの各元素の出発原料に
、硝酸鉛、オルトチタン酸テトライソプロピル、オキシ
硝酸ジルコニウムを用い、沈でん剤としてアンモニア水
溶液を用い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 |
|---|---|---|---|
| JP14642784A JPH0649575B2 (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP14642784A JPH0649575B2 (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 圧電セラミツクス粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126514A true JPS6126514A (ja) | 1986-02-05 |
| JPH0649575B2 JPH0649575B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15407430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14642784A Expired - Lifetime JPH0649575B2 (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 圧電セラミツクス粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649575B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112007650A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-01 | 石家庄铁道大学 | 一种化学腐蚀法制备多孔氧化铈-氧化铜复合材料的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57191232A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-25 | Mizusawa Ind Chem Ltd | Preparation of lead-containing perowskite-type composite oxide |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP14642784A patent/JPH0649575B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57191232A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-25 | Mizusawa Ind Chem Ltd | Preparation of lead-containing perowskite-type composite oxide |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112007650A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-01 | 石家庄铁道大学 | 一种化学腐蚀法制备多孔氧化铈-氧化铜复合材料的方法 |
| CN112007650B (zh) * | 2020-08-13 | 2023-02-03 | 石家庄铁道大学 | 一种化学腐蚀法制备多孔氧化铈-氧化铜复合材料的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0649575B2 (ja) | 1994-06-29 |
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