JPS6246579A - 圧電セラミツク膜の製造方法および装置 - Google Patents
圧電セラミツク膜の製造方法および装置Info
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- JPS6246579A JPS6246579A JP61193883A JP19388386A JPS6246579A JP S6246579 A JPS6246579 A JP S6246579A JP 61193883 A JP61193883 A JP 61193883A JP 19388386 A JP19388386 A JP 19388386A JP S6246579 A JPS6246579 A JP S6246579A
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-
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- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Diaphragms For Electromechanical Transducers (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、膜原片の焼結により圧電セラミック膜を製造
するための方法に関する。また本発明は、この方法を実
施するための装置に関する。
するための方法に関する。また本発明は、この方法を実
施するための装置に関する。
たとえば電話設備などで圧電セラミック膜が必要とされ
る。このような膜は一般に２００μｍ以下、たとえば８
０μｍと１６０μｍとの間の厚みを有し、また特に代謝
焼きにより圧電特性を得る酸化鉛、酸化チタンおよび酸
化ジルコンの混合物から成っている。
る。このような膜は一般に２００μｍ以下、たとえば８
０μｍと１６０μｍとの間の厚みを有し、また特に代謝
焼きにより圧電特性を得る酸化鉛、酸化チタンおよび酸
化ジルコンの混合物から成っている。
これまで上記用途の圧電セラミックスから成る膜は懸濁
状態の水性の溶液、いわゆるペーストから箔として鋳造
された。これらの箔は炉内で乾燥され、続いて個々の膜
に対する相応の直径に打ち抜かれる。所要の箔厚および
その平行性を守るためには、それらがペーストの粘性お
よび搬送ベルトの平坦性に関係するので、問題がある。
状態の水性の溶液、いわゆるペーストから箔として鋳造
された。これらの箔は炉内で乾燥され、続いて個々の膜
に対する相応の直径に打ち抜かれる。所要の箔厚および
その平行性を守るためには、それらがペーストの粘性お
よび搬送ベルトの平坦性に関係するので、問題がある。
これらの問題は、高い制御技術費用をかけても、克服困
難であり、現在まで解決されていない。
難であり、現在まで解決されていない。
さらに、いわゆるペースト法では箔全体が追加的な酸化
ジルコンで被覆され、その結果、打ち抜き屑および不良
品を再び原材料として利用することが可能でない、従っ
て、これまでの製造技術では原材料は部分的に１７３し
か利用され得なかった。
ジルコンで被覆され、その結果、打ち抜き屑および不良
品を再び原材料として利用することが可能でない、従っ
て、これまでの製造技術では原材料は部分的に１７３し
か利用され得なかった。
本発明の目的は、圧電セラミック膜を一層良好に製造し
得る新しい製造方法およびそのための装置を提供するこ
とである。
得る新しい製造方法およびそのための装置を提供するこ
とである。
この目的は、本発明によれば、膜原片が圧縮型ならびに
それに対して相対的に移動可能な下側ダイおよび上側ダ
イから成る圧縮装置内で粉末状の出発材料の圧縮により
製造され、そのために出発粉末の所与の厚みのそれぞれ
１つの層が所与の圧力のもとに圧縮され、その際に ａ）所定の体積の出発材料の装入が下側ダイか沈下しま
た粉末が一定の高さに平準した状態で行われ、また ｂ）膜原片を離型させるために、下側ダイおよび上側ダ
イが圧縮された状態で同期して圧縮型に対して相対的に
移動され、それに続いて初めて上側ダイおよび下側ダイ
か互いに離れるように動かされる ことを特徴とする圧電セラミンク膜の製造方法により達
成される。
それに対して相対的に移動可能な下側ダイおよび上側ダ
イから成る圧縮装置内で粉末状の出発材料の圧縮により
製造され、そのために出発粉末の所与の厚みのそれぞれ
１つの層が所与の圧力のもとに圧縮され、その際に ａ）所定の体積の出発材料の装入が下側ダイか沈下しま
た粉末が一定の高さに平準した状態で行われ、また ｂ）膜原片を離型させるために、下側ダイおよび上側ダ
イが圧縮された状態で同期して圧縮型に対して相対的に
移動され、それに続いて初めて上側ダイおよび下側ダイ
か互いに離れるように動かされる ことを特徴とする圧電セラミンク膜の製造方法により達
成される。
本発明によれば、先ず薄い圧電セラミック膜の製造のた
めに圧縮法を成功裡に応用することができる。その際に
、出発材料の装入が既に一定の装入高さで行われ得る。
めに圧縮法を成功裡に応用することができる。その際に
、出発材料の装入が既に一定の装入高さで行われ得る。
しかし特に、出発材料の平準化が反対方向に少な（とも
２回のストリップオフにより行われる。所定の体積の粉
末の装入の前に滑り手段が上側ダイおよび下側ダイの圧
縮面に装着されることは好ましい０本来の圧縮過程で部
分過程ａ）とｂ）との間に、装入された圧縮型が沈下さ
せられ、上側ダイが先ず型縁まで動かされ、またその後
の移動が減ぜられた速度で圧縮位置まで行われる。圧縮
過程で圧縮圧力が０，５ｔ／ｃｄと２ｔ７ｃｄとの間で
あり、また圧縮時間が０．５秒と３秒との間であること
は有利である。詳細には、圧縮圧力および圧縮時間は互
いに調和される。
２回のストリップオフにより行われる。所定の体積の粉
末の装入の前に滑り手段が上側ダイおよび下側ダイの圧
縮面に装着されることは好ましい０本来の圧縮過程で部
分過程ａ）とｂ）との間に、装入された圧縮型が沈下さ
せられ、上側ダイが先ず型縁まで動かされ、またその後
の移動が減ぜられた速度で圧縮位置まで行われる。圧縮
過程で圧縮圧力が０，５ｔ／ｃｄと２ｔ７ｃｄとの間で
あり、また圧縮時間が０．５秒と３秒との間であること
は有利である。詳細には、圧縮圧力および圧縮時間は互
いに調和される。
本方法を実施するための装置は、互いに相対的に運動す
る下側ダイおよび上側ダイを有する圧縮型から成りそれ
自体は粉末冶金技術から公知の粉末圧縮機を使用する。
る下側ダイおよび上側ダイを有する圧縮型から成りそれ
自体は粉末冶金技術から公知の粉末圧縮機を使用する。
詳細には、この粉末圧縮機はリング型と、所定の体積の
粉末をリング型に装入するための装入装置と、場合によ
っては装入された粉末を平準化するためのストリップオ
フ・ルーラーとを有する。圧縮面が４μｍＲｔと９μｍ
Ｒｔとの間の表面粗さを有することは膜の圧縮品質にと
って決定的に重要である。その際、上側および下側ダイ
の圧縮面が粉末を滑らすための滑り手段を着装されてい
ることは有利である。滑り手段が、それぞれ圧縮過程の
前に着装されるいわゆる菜種油であることは有利である
。しかし、滑り手段は永久的に圧縮面上に存在する硬質
物質層であってもよい、ストリップオフ・ルーラーは特
にヘア・ルーラーにより形成されており、このヘア・ル
ーラーは本質的に、円形ルーラ−縁を有する１つの管か
ら成り、この管が型開口の回りで回転運動を行う、ヘア
・ルーラーが直径にくらべて小さい管壁間隔を有する同
心の二重管から成っていることも非常に通している。
粉末をリング型に装入するための装入装置と、場合によ
っては装入された粉末を平準化するためのストリップオ
フ・ルーラーとを有する。圧縮面が４μｍＲｔと９μｍ
Ｒｔとの間の表面粗さを有することは膜の圧縮品質にと
って決定的に重要である。その際、上側および下側ダイ
の圧縮面が粉末を滑らすための滑り手段を着装されてい
ることは有利である。滑り手段が、それぞれ圧縮過程の
前に着装されるいわゆる菜種油であることは有利である
。しかし、滑り手段は永久的に圧縮面上に存在する硬質
物質層であってもよい、ストリップオフ・ルーラーは特
にヘア・ルーラーにより形成されており、このヘア・ル
ーラーは本質的に、円形ルーラ−縁を有する１つの管か
ら成り、この管が型開口の回りで回転運動を行う、ヘア
・ルーラーが直径にくらべて小さい管壁間隔を有する同
心の二重管から成っていることも非常に通している。
以下図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図ならびに第３図ないし第５図に、単に水平線によ
り示されている台４の上の支え２および３の上に正確に
水平に置かれているリング型１が示されている。符号５
を付されているのは上側ダイ、符号６を付されているの
は下側ダイであり、これらは垂直方向に自由に運動可能
である。第１図中に符号７を付されているのは膜の装入
高さ決定のための装入高さブロックとしての研磨された
ブロックである。第４図および第５図中で符号８を付さ
れているのは離型ブロックとしての相応の研磨されたブ
ロックである。
り示されている台４の上の支え２および３の上に正確に
水平に置かれているリング型１が示されている。符号５
を付されているのは上側ダイ、符号６を付されているの
は下側ダイであり、これらは垂直方向に自由に運動可能
である。第１図中に符号７を付されているのは膜の装入
高さ決定のための装入高さブロックとしての研磨された
ブロックである。第４図および第５図中で符号８を付さ
れているのは離型ブロックとしての相応の研磨されたブ
ロックである。
電話用の膜の製造のためには、たとえば５３ｍの直径の
孔を有するリング型１が実際に使用されており、その際
に支えブロック２および３は８０鶴の高さを、また装入
高さブロックは２４．５ Ｍの高さを有するのが目的に
かなっている。それによって０．６ｆｌの装入空間が生
じ、圧縮により仕上げられた膜の１７０μｍの厚みに相
当する。より薄い膜またはより厚い膜に対しては装入高
さブロック３が拡大または縮小されなければならない。
孔を有するリング型１が実際に使用されており、その際
に支えブロック２および３は８０鶴の高さを、また装入
高さブロックは２４．５ Ｍの高さを有するのが目的に
かなっている。それによって０．６ｆｌの装入空間が生
じ、圧縮により仕上げられた膜の１７０μｍの厚みに相
当する。より薄い膜またはより厚い膜に対しては装入高
さブロック３が拡大または縮小されなければならない。
第２図による平面図には追加的にストリップオフ・ルー
ラーとしてヘア・ルーラーとしての管９が示されており
、これは円運動を行って、粉末の平準化を反対方向の複
数回のストリップオフにより可能にする。管９は型の装
入空間よりも大きい直径を有し、その際に回転運動の際
の中心点は装入空間の外側に位置していなければならな
い。
ラーとしてヘア・ルーラーとしての管９が示されており
、これは円運動を行って、粉末の平準化を反対方向の複
数回のストリップオフにより可能にする。管９は型の装
入空間よりも大きい直径を有し、その際に回転運動の際
の中心点は装入空間の外側に位置していなければならな
い。
単一の管の代わりに、同心の個別管から成り管壁の間隔
が直径にくらべて小さい二重管が使用され得る。その際
に内側の管は溢れた粉末に対する貯蔵容器としての役割
をし、また外側の管はヘア・ルーラーのストリップオフ
機能を受は持つ。
が直径にくらべて小さい二重管が使用され得る。その際
に内側の管は溢れた粉末に対する貯蔵容器としての役割
をし、また外側の管はヘア・ルーラーのストリップオフ
機能を受は持つ。
それとならんで、粉末冶金技術から公知の装入装置を、
場合によっては単一の作業工程で装入およびストリップ
オフが保証されるように変形することも可能である。
場合によっては単一の作業工程で装入およびストリップ
オフが保証されるように変形することも可能である。
セラミックス粉末の圧縮による膜の製造は下記の過程で
進められる。
進められる。
出発材料として１２μｍの平均粒子寸法のスプレィ乾燥
された圧電セラミックス粉末が使用された。たとえば原
材料としては、代謝境きにより圧電特性を得る構造式（
Ｐｂ （Ｚｒ）＜Ｔｉｘ−１）０３）を有する酸化鉛、
酸化チタンおよび酸化ジルコンの混合物が使用され得る
。圧縮の前に上側ダイ５の端面１５および下側ダイ６の
端面１６は、すなわち有効圧縮面は滑り手段を着装され
る。そのために、公知の有機組成物から成るいわゆる菜
種油が使用されることは有利である。各圧縮過程で菜種
油を別々に着装する代わりに、圧縮面１５および１６は
場合によっては適当な硬質物質の層を設けられていてよ
い。
された圧電セラミックス粉末が使用された。たとえば原
材料としては、代謝境きにより圧電特性を得る構造式（
Ｐｂ （Ｚｒ）＜Ｔｉｘ−１）０３）を有する酸化鉛、
酸化チタンおよび酸化ジルコンの混合物が使用され得る
。圧縮の前に上側ダイ５の端面１５および下側ダイ６の
端面１６は、すなわち有効圧縮面は滑り手段を着装され
る。そのために、公知の有機組成物から成るいわゆる菜
種油が使用されることは有利である。各圧縮過程で菜種
油を別々に着装する代わりに、圧縮面１５および１６は
場合によっては適当な硬質物質の層を設けられていてよ
い。
装入のためには、研磨されたブロック７により所定の体
積の装入高さが設定される。圧縮キャビティ１０を満た
すためにはセラミックス粉末１１が１つのダイにより型
の装入空間内へ与えられ、また続いてへ了・ルーラ−９
により分配かつ平準化される。その際にストリップオフ
は反対方向に少なくとも２回行われる。それに対して代
替的に、適当な装入装置により既にセラミックス粉末の
所定の体積の装入が一定の装入高さで行われ得る。
積の装入高さが設定される。圧縮キャビティ１０を満た
すためにはセラミックス粉末１１が１つのダイにより型
の装入空間内へ与えられ、また続いてへ了・ルーラ−９
により分配かつ平準化される。その際にストリップオフ
は反対方向に少なくとも２回行われる。それに対して代
替的に、適当な装入装置により既にセラミックス粉末の
所定の体積の装入が一定の装入高さで行われ得る。
続いて、下側ダイ６がセラミックス粉末と共に型１の中
央の圧縮位置まで沈下させられる。それによって、上側
ダイ５が型Ｉ内へ沈む際の粉末の飛散が防止される。上
側ダイ５は明らかに減ぜられた速度で型１内へ入れられ
、また圧縮位置に到達した際に粉末が設定された圧力、
たとえば１．２ｔ／ｃｄで約２秒間にわたり圧縮される
。
央の圧縮位置まで沈下させられる。それによって、上側
ダイ５が型Ｉ内へ沈む際の粉末の飛散が防止される。上
側ダイ５は明らかに減ぜられた速度で型１内へ入れられ
、また圧縮位置に到達した際に粉末が設定された圧力、
たとえば１．２ｔ／ｃｄで約２秒間にわたり圧縮される
。
本来の圧縮過程の後に圧縮圧力の印加は終了され、その
際に上側ダイ５はさしあたり型１内にとどまる０次に下
側ダイ６および上側ダイ５が圧縮されたＰｉ！１１０と
同期して、下側ダイの上縁が型１の上縁の上側約２１１
に位置するまで型１から動かされる。次いで上側ダイ５
が１ｆｉ／３の速度で引き上げられ、その後に圧縮され
た膜が下側ダイから取り除かれ得る。
際に上側ダイ５はさしあたり型１内にとどまる０次に下
側ダイ６および上側ダイ５が圧縮されたＰｉ！１１０と
同期して、下側ダイの上縁が型１の上縁の上側約２１１
に位置するまで型１から動かされる。次いで上側ダイ５
が１ｆｉ／３の速度で引き上げられ、その後に圧縮され
た膜が下側ダイから取り除かれ得る。
このような製造過程により所与の厚みおよび良好な平行
性を有する膜が得られることが実証されている。膜は圧
縮された状態で取扱い可能であり、またこうしてダイ内
で仕上げ焼きに供給され得る。
性を有する膜が得られることが実証されている。膜は圧
縮された状態で取扱い可能であり、またこうしてダイ内
で仕上げ焼きに供給され得る。
第１図は本発明方法を実施するために使用される圧縮装
置の側面図、第２図は平準化の過程を示す平面図、第３
ＦＩ！Ｊないし第５図は第１図に示されている圧縮装置
における圧縮過程および離型の２つの過程を示す図であ
る。 １・・・リング型、２．３・・・支え、４・・・台、５
・・・上側ダイ、６・・・下側ダイ、７・・・装入装置
（装入高さ）゛ロック）、８・・・離型ブロック、９・
・・ストリップオフ・ルーラー（ヘア・ルーラー１管）
、１０・・・圧縮キャビティ、１５．１６・・・圧縮面
。 ＩＧ４ ヒ１６ｂ
置の側面図、第２図は平準化の過程を示す平面図、第３
ＦＩ！Ｊないし第５図は第１図に示されている圧縮装置
における圧縮過程および離型の２つの過程を示す図であ
る。 １・・・リング型、２．３・・・支え、４・・・台、５
・・・上側ダイ、６・・・下側ダイ、７・・・装入装置
（装入高さ）゛ロック）、８・・・離型ブロック、９・
・・ストリップオフ・ルーラー（ヘア・ルーラー１管）
、１０・・・圧縮キャビティ、１５．１６・・・圧縮面
。 ＩＧ４ ヒ１６ｂ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）膜原片の焼結により圧電セラミック膜を製造するた
めの方法において、膜原片が圧縮型ならびにそれに対し
て相対的に移動可能な下側ダイおよび上側ダイから成る
圧縮装置内で粉末状の出発材料の圧縮により製造され、
そのために出発粉末の所与の厚みのそれぞれ１つの層が
所与の圧力のもとに圧縮され、その際に ａ）所定の体積の出発材料の装入が下側ダイが沈下しま
た粉末が一定の高さに平準した状 態で行われ、また ｂ）膜原片を離型させるために、下側ダイおよび上側ダ
イが圧縮された状態で同期して圧 縮型に対して相対的に移動され、それに続 いて初めて上側ダイおよび下側ダイが互い に離れるように動かされる ことを特徴とする圧電セラミック膜の製造方法。 ２）出発材料の平準化が反対方向に少なくとも２回のス
トリップオフにより行われることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の方法。 ３）出発材料の装入が既に一定の装入高さで行われるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４）所定の体積の粉末の装入の前に滑り手段が上側ダイ
および下側ダイの圧縮面に装着されることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５）圧縮過程で、装入された圧縮型が沈下させられ、上
側ダイが先ず型縁まで動かされ、またその後の移動が減
ぜられた速度で圧縮位置まで行われることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６）圧縮過程で圧縮圧力が０．５ｔ／ｃｍ＾２と２ｔ／
ｃｍ＾２との間であり、また圧縮時間が０．５秒と３秒
との間であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の方法。 ７）圧縮圧力および圧縮時間が互いに調和されることを
特徴とする特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８）ｂ）の過程で膜からの上側ダイの上昇が１ｍｍ／з
以下の速度で行われることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の方法。 ９）膜原片の焼結により圧電セラミック膜を製造するた
めの方法において、膜原片が圧縮型ならびにそれに対し
て相対的に移動可能な下側ダイおよび上側ダイから成る
圧縮装置内で粉末状の出発材料の圧縮により製造され、
そのために出発粉末の所与の厚みのそれぞれ１つの層が
所与の圧力のもとに圧縮され、その際に ａ）所定の体積の出発材料の装入が下側ダイが沈下しま
た粉末が一定の高さに平準した状 態で行われ、また ｂ）膜原片を離型させるために、下側ダイおよび上側ダ
イが圧縮された状態で同期して圧 縮型に対して相対的に移動され、それに続 いて初めて上側ダイおよび下側ダイが互い に離れるように動かされる ようにした方法を実施するための装置において、互いに
相対的に運動する下側ダイおよび上側ダイを有する圧縮
型から成りそれ自体は粉末冶金技術から公知の粉末圧縮
機が使用されており、この粉末圧縮機がリング型（１）
と、所定の体積の粉末をリング型（１）に装入するため
の装入装置（７）と、場合によっては装入された粉末を
平準化するためのストリップオフ・ルーラー（９）とを
有することを特徴とする圧電セラミック膜の製造装置。 １０）圧縮面（１５、１６）が４μｍＲｔと９μｍＲｔ
との間の表面粗さを有することを特徴とする特許請求の
範囲第９項記載の装置。 １１）上側および下側ダイ（５、６）の圧縮面（１５、
１６）が粉末を滑らすための滑り手段を装着されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の装置。 １２）滑り手段が菜種油であることを特徴とする特許請
求の範囲第１１項記載の装置。 １３）滑り手段が硬質物質層であることを特徴とする特
許請求の範囲第１１項記載の装置。 １４）ストリップオフ・ルーラー（９）がヘア・ルーラ
ーであることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載
の装置。 １５）ヘア・ルーラー（９）が円形ルーラー縁を有する
１つの管から成り、この管が型開口の回りで回転運動を
行うことを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の装
置。 １６）ヘア・ルーラー（９）が直径にくらべて小さい管
壁間隔を有する同心の二重管から成っていることを特徴
とする特許請求の範囲第１４項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3529922.3 | 1985-08-21 | ||
| DE19853529922 DE3529922A1 (de) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | Verfahren und vorrichtung zum fertigen von piezokeramischen membranen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6246579A true JPS6246579A (ja) | 1987-02-28 |
Family
ID=6279027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61193883A Pending JPS6246579A (ja) | 1985-08-21 | 1986-08-19 | 圧電セラミツク膜の製造方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0213470B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6246579A (ja) |
| AT (1) | ATE48789T1 (ja) |
| DE (2) | DE3529922A1 (ja) |
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| DE19728767C1 (de) * | 1997-07-07 | 1999-01-07 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Preßwerkzeug zum uniaxialen Kaltpressen von Pulverproben |
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-
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- 1986-08-11 DE DE8686111091T patent/DE3667628D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-08-11 AT AT86111091T patent/ATE48789T1/de active
- 1986-08-19 JP JP61193883A patent/JPS6246579A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| ATE48789T1 (de) | 1990-01-15 |
| EP0213470A1 (de) | 1987-03-11 |
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