JP2652425B2 - 圧電セラミツクスの製造方法 - Google Patents
圧電セラミツクスの製造方法Info
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- JP2652425B2 JP2652425B2 JP22555688A JP22555688A JP2652425B2 JP 2652425 B2 JP2652425 B2 JP 2652425B2 JP 22555688 A JP22555688 A JP 22555688A JP 22555688 A JP22555688 A JP 22555688A JP 2652425 B2 JP2652425 B2 JP 2652425B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般に電気機械変換素子として用いられる
圧電セラミックスの製造方法に関するものである。
圧電セラミックスの製造方法に関するものである。
（従来の技術） 圧電セラミックスは表面波応用部品などに用いられ始
めるなど、高精度の加工性が要求されるようになり、そ
の緻密性の向上の要求は益々強くなってきている。
めるなど、高精度の加工性が要求されるようになり、そ
の緻密性の向上の要求は益々強くなってきている。
酸化物から構成される圧電セラミックスを緻密に得る
方法として、従来、酸素雰囲気での焼成が一般に用いら
れていた。この方法は、焼成時に炉内の雰囲気を酸素雰
囲気にすることによって、昇温時に形成される閉気孔の
中の酸素濃度を高める方法であった。すなわち、酸化物
で構成される圧電セラミックス中を拡散しやすい酸素の
濃度を高めることによって、閉気孔を小さくしやすくす
るものであった。
方法として、従来、酸素雰囲気での焼成が一般に用いら
れていた。この方法は、焼成時に炉内の雰囲気を酸素雰
囲気にすることによって、昇温時に形成される閉気孔の
中の酸素濃度を高める方法であった。すなわち、酸化物
で構成される圧電セラミックス中を拡散しやすい酸素の
濃度を高めることによって、閉気孔を小さくしやすくす
るものであった。
（発明が解決しようとする課題） 上記従来の単に酸素雰囲気で焼成する方法では、量産
性を高いが、高精度の加工に要求される緻密性が十分に
得られない欠点があった。
性を高いが、高精度の加工に要求される緻密性が十分に
得られない欠点があった。
本発明の目的は、従来の欠点を解消し、量産性がよ
く、高密度の圧電セラミックスが得られる製造方法を提
供することである。
く、高密度の圧電セラミックスが得られる製造方法を提
供することである。
（課題を解決するための手段） 本発明の圧電セラミックスの製造方法は、焼成温度よ
り200℃以上の低い温度から、焼成温度までの昇温時に
炉内雰囲気を酸素濃度50容量％以上に保ったのち、焼成
温度では炉内雰囲気を昇温時の酸素濃度の1/2ないし酸
素濃度10容量％にして焼成して酸化物を生成するもので
ある。
り200℃以上の低い温度から、焼成温度までの昇温時に
炉内雰囲気を酸素濃度50容量％以上に保ったのち、焼成
温度では炉内雰囲気を昇温時の酸素濃度の1/2ないし酸
素濃度10容量％にして焼成して酸化物を生成するもので
ある。
（作 用） 本発明によれば、酸素の拡散濃度が大きくなることに
より、酸化物で構成される圧電セラミックスを量産性良
く緻密に焼成することができる。
より、酸化物で構成される圧電セラミックスを量産性良
く緻密に焼成することができる。
（実施例） 本発明の一実施例を表に基づいて説明する。Pb（Mg1/
3 Nb2/3）O3−PbTiO3−PbZrO3系の電圧セラミックスを
用いて、昇温時あるいは焼成温度時の雰囲気を種々に変
化させて焼成した。その様子を表に示す。なお、昇温速
度は200℃/h,焼成条件は1250℃２時間である。ただし、
雰囲気中の酸素以外の成分は窒素である。
3 Nb2/3）O3−PbTiO3−PbZrO3系の電圧セラミックスを
用いて、昇温時あるいは焼成温度時の雰囲気を種々に変
化させて焼成した。その様子を表に示す。なお、昇温速
度は200℃/h,焼成条件は1250℃２時間である。ただし、
雰囲気中の酸素以外の成分は窒素である。
表に示されるように、従来の方法（No.2〜５）では空
気中での焼成（No.1）に比べ高い密度が得られ、しか
も、酸素濃度が高い程、密度が高くなり、酸素雰囲気焼
成の効果が示されているが、十分に緻密であるとはいえ
ない。
気中での焼成（No.1）に比べ高い密度が得られ、しか
も、酸素濃度が高い程、密度が高くなり、酸素雰囲気焼
成の効果が示されているが、十分に緻密であるとはいえ
ない。
一方、No.12に示されるように、本発明によれば著し
く緻密な焼成体を得ることがわかる。
く緻密な焼成体を得ることがわかる。
また、No.6〜No.11からわかるように、十分緻密な
（密度98％以上）焼結体を得るには昇温時の酸素濃度が
50容量％以上必要である。また、焼成温度時の酸素濃度
は小さい方がよい。これはフィックの第一法則に示され
るように、閉気孔と外気の酸素濃度差が大きい程、酸素
の拡散速度が大きいためである。この濃度差は表で示さ
れるように、閉気孔内の酸素濃度すなわち、昇温時の酸
素濃度の1/2以上あると有効的に働く。しかし、焼成温
度時の酸素濃度を小さくしすぎると、圧電セラミックス
の還元をまねくため、少なくとも10容量％は必要であ
る。
（密度98％以上）焼結体を得るには昇温時の酸素濃度が
50容量％以上必要である。また、焼成温度時の酸素濃度
は小さい方がよい。これはフィックの第一法則に示され
るように、閉気孔と外気の酸素濃度差が大きい程、酸素
の拡散速度が大きいためである。この濃度差は表で示さ
れるように、閉気孔内の酸素濃度すなわち、昇温時の酸
素濃度の1/2以上あると有効的に働く。しかし、焼成温
度時の酸素濃度を小さくしすぎると、圧電セラミックス
の還元をまねくため、少なくとも10容量％は必要であ
る。
なお、本発明による酸素の拡散を利用した圧電セラミ
ックスの緻密化は、酸素を圧電セラミックス中の酸素欠
陥を通して拡散させるため、酸化物で構成される圧電セ
ラミックスであれば有効な方法であるといえる。また、
昇温時に形成される閉気孔は焼成温度よりも200℃低い
温度よりも高い温度で形成されるため、それよりも低い
温度で雰囲気を変えることは有効ではない。
ックスの緻密化は、酸素を圧電セラミックス中の酸素欠
陥を通して拡散させるため、酸化物で構成される圧電セ
ラミックスであれば有効な方法であるといえる。また、
昇温時に形成される閉気孔は焼成温度よりも200℃低い
温度よりも高い温度で形成されるため、それよりも低い
温度で雰囲気を変えることは有効ではない。
一方、本実施例では酸素以外の雰囲気を構成する物質
として窒素を用いたが、他の中性ガスあるいは不活性ガ
スを用いてもよい。
として窒素を用いたが、他の中性ガスあるいは不活性ガ
スを用いてもよい。
（発明の効果） 本発明によれば、焼成工程において、昇温時の炉内雰
囲気を酸素濃度50容量％以上にして、この時期に形成さ
れる閉気孔内の酸素濃度を高め、さらに焼成温度に保っ
ているときの炉内雰囲気を昇温時の酸素濃度の1/2〜10
容量％にすることによって、閉気孔内と外気の酸素濃度
差が大きくなり、酸素の拡散速度が大きくなることによ
って、酸化物で構成される圧電セラミックスを量産性よ
く緻密に焼結させることができ、その実用上の効果は極
めて大である。
囲気を酸素濃度50容量％以上にして、この時期に形成さ
れる閉気孔内の酸素濃度を高め、さらに焼成温度に保っ
ているときの炉内雰囲気を昇温時の酸素濃度の1/2〜10
容量％にすることによって、閉気孔内と外気の酸素濃度
差が大きくなり、酸素の拡散速度が大きくなることによ
って、酸化物で構成される圧電セラミックスを量産性よ
く緻密に焼結させることができ、その実用上の効果は極
めて大である。
Claims (1)
- 【請求項１】焼成温度より200℃以上低い温度から、前
記焼成温度までの昇温時に炉内雰囲気を酸素濃度50容量
％以上保ったのち、前記焼成温度では炉内雰囲気を昇温
時の酸素濃度の1/2ないし酸素濃度10容量％にして焼成
して酸化物を生成することを特徴とする圧電セラミック
スの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22555688A JP2652425B2 (ja) | 1988-09-10 | 1988-09-10 | 圧電セラミツクスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22555688A JP2652425B2 (ja) | 1988-09-10 | 1988-09-10 | 圧電セラミツクスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274566A JPH0274566A (ja) | 1990-03-14 |
| JP2652425B2 true JP2652425B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=16831144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22555688A Expired - Fee Related JP2652425B2 (ja) | 1988-09-10 | 1988-09-10 | 圧電セラミツクスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652425B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6749706B2 (en) | 2001-12-26 | 2004-06-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing monolithic piezoelectric ceramic device |
| JP3982267B2 (ja) * | 2002-01-16 | 2007-09-26 | 株式会社村田製作所 | 積層型圧電セラミック素子の製造方法 |
| CN116477938B (zh) * | 2023-04-21 | 2024-05-14 | 广东奥迪威传感科技股份有限公司 | 钛酸钡基无铅压电陶瓷及其制备方法 |
-
1988
- 1988-09-10 JP JP22555688A patent/JP2652425B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0274566A (ja) | 1990-03-14 |
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Legal Events
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