JP5523167B2 - セラミックス及び圧電／電歪素子 - Google Patents
セラミックス及び圧電／電歪素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5523167B2 JP5523167B2 JP2010076900A JP2010076900A JP5523167B2 JP 5523167 B2 JP5523167 B2 JP 5523167B2 JP 2010076900 A JP2010076900 A JP 2010076900A JP 2010076900 A JP2010076900 A JP 2010076900A JP 5523167 B2 JP5523167 B2 JP 5523167B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- template
- layer
- substrate
- ceramic
- electrode
- 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.)
- Active
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 115
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 50
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 44
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 42
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 28
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 18
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 5
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 100
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 93
- 238000000034 method Methods 0.000 description 90
- 230000008569 process Effects 0.000 description 55
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 55
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 43
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 36
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 35
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 27
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 25
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 25
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 20
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 16
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 16
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 11
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 11
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 alkylpyrrole Chemical compound 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 3
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013184 LiBO Inorganic materials 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 2
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000001336 glow discharge atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- QLSWIGRIBOSFMV-UHFFFAOYSA-N 1h-pyrrol-2-amine Chemical compound NC1=CC=CN1 QLSWIGRIBOSFMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N Butyraldehyde Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 238000012695 Interfacial polymerization Methods 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KQNKJJBFUFKYFX-UHFFFAOYSA-N acetic acid;trihydrate Chemical compound O.O.O.CC(O)=O KQNKJJBFUFKYFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- LGRDPUAPARTXMG-UHFFFAOYSA-N bismuth nickel Chemical compound [Ni].[Bi] LGRDPUAPARTXMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010344 co-firing Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001867 inorganic solvent Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003049 inorganic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940046892 lead acetate Drugs 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- KKFHAJHLJHVUDM-UHFFFAOYSA-N n-vinylcarbazole Chemical compound C1=CC=C2N(C=C)C3=CC=CC=C3C2=C1 KKFHAJHLJHVUDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000005838 radical anions Chemical class 0.000 description 1
- 150000005839 radical cations Chemical class 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- UXDOVWDLXFKBOV-UHFFFAOYSA-M sodium;2-ethylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].CCC1=CC=CC=C1S([O-])(=O)=O UXDOVWDLXFKBOV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KVCGISUBCHHTDD-UHFFFAOYSA-M sodium;4-methylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 KVCGISUBCHHTDD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 1
- 150000003577 thiophenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000003606 tin compounds Chemical class 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- LJQSESUEJXAKBR-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+) tetrachloride octahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Zr+4] LJQSESUEJXAKBR-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/49—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates
- C04B35/491—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62222—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining ceramic coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/04—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
- H10N30/074—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
- H10N30/8548—Lead-based oxides
- H10N30/8554—Lead-zirconium titanate [PZT] based
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3203—Lithium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3251—Niobium oxides, niobates, tantalum oxides, tantalates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3279—Nickel oxides, nickalates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3298—Bismuth oxides, bismuthates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc bismuthate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
- C04B2235/445—Fluoride containing anions, e.g. fluosilicate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/661—Multi-step sintering
- C04B2235/662—Annealing after sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
- C04B2235/768—Perovskite structure ABO3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
- C04B2235/787—Oriented grains
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は、新たなセラミックス及びそれを備える圧電又は電歪素子に関する。
特許文献１には、ＢＮＴ系の圧電体の製造方法として、板状のＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12粉末と、この板状粉末と反応して、ｘ（Ｂｉ0.5Ｎａ0.5ＴｉＯ3）−（１−ｘ）ＡＢＯ3（ただしし、０．１≦ｘ≦１）で表されるペロブスカイト型化合物を生成するペロブスカイト生成原料と、ペロブスカイト型化合物に含まれる化学量論比のＢｉより少なくとも０．５％過剰のＢｉを含むＢｉ含有原料と、を混合する混合工程を備える製造方法が記載されている。この製造方法は、混合工程で得られた混合物を板状粉末が配向するように成形する成形工程と、成形工程で得られた成形体を加熱する熱処理工程と、をさらに備える。特許文献１には、この方法によって、ＲＴＧＧ法（Reactive Templated Grain Growth法）を用いながら、高い密度を有するＢＮＴ圧電体を製造することができる旨記載されている。
また、特許文献２では、予め方位がそろえられたＰＺＴのシートをテンプレートとして用いて、結晶配向セラミックスを製造することが記載されている。
しかし、ＰＺＴ等の鉛系のセラミックスに対しては、特許文献１において用いられているＢＮＴ系圧電体に対するＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12（ＢＩＴと呼ばれる）のように、組成が近く、かつアスペクト比の大きい板状の粒子を得ることができない。よって、鉛系のセラミックスの製造において、ＲＴＧＧ法を適用することで高い配向度を有するセラミックスを得ることは難しい。
また、近年、電界強度を高めるため、また素子の小型化の要求に応えるため、圧電体の薄層化と共に、電極の薄層化が求められている。しかし、電極と圧電体とで耐熱性に差がある場合、特に電極の耐熱性が低い場合、薄層化された電極と圧電体とが同時に焼成されると、電極において断線が生じることにより、電気的な導通が得られなくなることがある。そこで、より低い温度で焼成可能な圧電体が求められている。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、鉛を含むセラミックスであって、低い温度で焼成可能なセラミックスを提供することを目的とする。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、鉛を含むセラミックスであって、低い温度で焼成可能なセラミックスを提供することを目的とする。
本発明の第１観点に係るセラミックスは、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、Ｐｂ（Ｙｂ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｐｂ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｐｂ，Ｂａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｍｇ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｚｎ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｐｂ，Ｓｒ，Ｌａ）（Ｍｇ，Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、ＰｂＴｉＯ 3 、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ 3 、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）ＴｉＯ 3 、及びＰｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）ＴｉＯ 3 からなる群より選択された少なくとも１の物質を７０重量％以上含み、リチウム及びホウ素を含有し、平面方向に並べられ、かつ厚み方向の結晶方位が同一である複数の結晶粒を備える。
上記セラミックスの少なくとも一部において、厚み方向に配置された結晶粒の数が１であってもよい。
上記セラミックスの少なくとも一部において、厚み方向に配置された結晶粒の数が１であってもよい。
これらのセラミックスは、そのセラミックスと、セラミックスと電気的に接続された一対の電極と、を備える圧電又は電歪素子に好適に用いられる。電極の厚みは１μｍ以下であってもよい。電極は、銀若しくは金を主成分として含むか、または白金若しくはパラジウムのめっき膜若しくはスパッタリング膜でもよい。
本発明のセラミックスは、比較的低い温度で焼成可能なので、小型の圧電又は電歪素子に好適に用いられる。
＜１．セラミックス＞
本実施形態のセラミックスは、鉛、リチウム及びホウ素を含有し、平面方向に並べられ、かつ厚み方向（平面方向に垂直な方向）の結晶方位が同一である複数の結晶粒を備える。すなわち、本実施形態のセラミックスは結晶配向セラミックスであって、より具体的には、複数の結晶粒は面内厚み方向において同一の結晶方位を有する。結晶粒は結晶粒界を介して隣接している。
本実施形態のセラミックスは、鉛、リチウム及びホウ素を含有し、平面方向に並べられ、かつ厚み方向（平面方向に垂直な方向）の結晶方位が同一である複数の結晶粒を備える。すなわち、本実施形態のセラミックスは結晶配向セラミックスであって、より具体的には、複数の結晶粒は面内厚み方向において同一の結晶方位を有する。結晶粒は結晶粒界を介して隣接している。
ただし、セラミックスは、結晶方位の異なる結晶粒を含んでいてもよい。具体的には、セラミックスにおいて同一の結晶方位を有する結晶粒が占める割合は、８０体積％以上が好ましく、９０体積％以上がより好ましい。
セラミックスは、結晶粒で構成された層を備える、と表現されてもよい。１つの層においては、平面方向に複数の結晶粒が並べられ、厚み方向には１個の結晶粒が配置される。薄層化の要求に応えるには、セラミックス１の少なくとも一部が単層構造であることが好ましく、全体が単層構造であることがより好ましい。ただし、セラミックスの厚み方向において、２つ以上の層が重なっていてもよい。つまり、セラミックスにおいて、２個以上の結晶粒が、厚み方向に重なるように配置されていてもよい。なお、セラミックス全体において、厚み方向における結晶粒の数は均一であることが好ましいが、セラミックス内の異なる位置間で、厚み方向における結晶粒の数が異なっていてもよい。
セラミックスを構成する材料としては、圧電体、電歪体、又は結晶配向セラミックスを構成する材料として知られている様々な材料が挙げられる。具体的には、セラミックスは、鉛の他に、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、ナトリウム（Ｎａ）及び／又はバリウム（Ｂａ）を含んでいてもよい。より具体的には、セラミックスは、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｙｂ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｂａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｍｇ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｚｎ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｓｒ，Ｌａ）（Ｍｇ，Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、ＰｂＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ3 、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）ＴｉＯ3、及びＰｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）ＴｉＯ3からなる群より選択される少なくとも１の物質を主成分として含む。
本明細書において、「主成分として含む」とは、ある組成物が、特定の物質を好ましくは７０重量％以上、より好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上含むことを意味する。
なお、ホウ素の存在は、ＥＰＭＡ（Electron Probe MicroAnalyser）により確認可能である。また、リチウムの存在は、化学分析又はＳＩＭＳ（Secondary Ionization Mass Spectrometer）、ＧＤ−ＯＥＳ（Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy）により確認可能である。ホウ素及びリチウムの濃度は特に限定されるものではなく、製造工程及び製造時の初期濃度等によって異なる。
＜２．圧電素子＞
図１を参照して、本実施形態の圧電素子について説明する。
図１に示されるように、圧電素子１００は、圧電体１０１、並びに圧電体１０１の両側に設けられた上部電極１０２及び下部電極１０３を備える。圧電体１０１としては、上記１．欄で説明されたセラミックスが好適である。上部電極１０２及び下部電極１０３と圧電体１０１とが電気的に接続されていることで、図示しない電源から上部電極１０２と下部電極１０３間に印加された電圧によって、圧電体１０１に歪が生じる。また、圧電体１０１は、圧電体１０１に加えられた圧力を電圧に変換することもできる。なお、圧電素子１００は電歪素子としても用いられる。つまり、上述のセラミックスは電歪体として利用可能である。
図１を参照して、本実施形態の圧電素子について説明する。
図１に示されるように、圧電素子１００は、圧電体１０１、並びに圧電体１０１の両側に設けられた上部電極１０２及び下部電極１０３を備える。圧電体１０１としては、上記１．欄で説明されたセラミックスが好適である。上部電極１０２及び下部電極１０３と圧電体１０１とが電気的に接続されていることで、図示しない電源から上部電極１０２と下部電極１０３間に印加された電圧によって、圧電体１０１に歪が生じる。また、圧電体１０１は、圧電体１０１に加えられた圧力を電圧に変換することもできる。なお、圧電素子１００は電歪素子としても用いられる。つまり、上述のセラミックスは電歪体として利用可能である。
上部電極１０２及び下部電極１０３としては、公知の導電材料が用いられる。特に、上述のセラミックスは比較的低温で焼成可能なので、上部電極１０２及び／又は下部電極１０３において、下記１）及び２）
１）耐熱性の低い材料の主成分としての採用
２）電極の薄膜化（例えば厚さ１μｍ以下）
の少なくとも一方の適用が可能である。
耐熱性の低い材料としては、融点の低い材料、例えば銀又は金が挙げられる。
また、白金及びパラジウムは融点が高いが、これらの材料は、熱処理によって粒成長して被覆率が低下するので、これらの材料の高温に対する耐性は高くない。しかし、上述のセラミックスは、比較的低温での焼成によって配向性を示すことができるので、これらの材料のめっき膜又はスパッタリング膜を圧電素子の電極として採用することができる。
１）耐熱性の低い材料の主成分としての採用
２）電極の薄膜化（例えば厚さ１μｍ以下）
の少なくとも一方の適用が可能である。
耐熱性の低い材料としては、融点の低い材料、例えば銀又は金が挙げられる。
また、白金及びパラジウムは融点が高いが、これらの材料は、熱処理によって粒成長して被覆率が低下するので、これらの材料の高温に対する耐性は高くない。しかし、上述のセラミックスは、比較的低温での焼成によって配向性を示すことができるので、これらの材料のめっき膜又はスパッタリング膜を圧電素子の電極として採用することができる。
圧電素子１００は、例えば、インクジェットヘッド、スピーカ、圧力センサ等の装置に利用可能である。
＜３．セラミックスの製造方法＞
図２〜図４を参照して、セラミックスの製造方法の実施形態を説明する。以下の製造方法は、上述のセラミックスの製造に適用可能である。ただし、上述のセラミックスは本製造方法には限定されず、本製造方法の製造対象も上述のセラミックスに限定されない。
本方法は、下記工程（１）〜（３）を含む。
（１）結晶方位が所定方向に揃ったテンプレート層を準備するテンプレート層準備工程
（２）リチウム及びホウ素を含む添加材料と鉛を含む材料とを混合した混合材料をテンプレート層上に配置することでマトリックスを形成するマトリックス形成工程
（３）マトリックス及びテンプレート層を所定の焼成温度で焼成する焼成工程
以下、各工程について説明する。
図２〜図４を参照して、セラミックスの製造方法の実施形態を説明する。以下の製造方法は、上述のセラミックスの製造に適用可能である。ただし、上述のセラミックスは本製造方法には限定されず、本製造方法の製造対象も上述のセラミックスに限定されない。
本方法は、下記工程（１）〜（３）を含む。
（１）結晶方位が所定方向に揃ったテンプレート層を準備するテンプレート層準備工程
（２）リチウム及びホウ素を含む添加材料と鉛を含む材料とを混合した混合材料をテンプレート層上に配置することでマトリックスを形成するマトリックス形成工程
（３）マトリックス及びテンプレート層を所定の焼成温度で焼成する焼成工程
以下、各工程について説明する。
（１）テンプレート層準備工程
この工程は、結晶方位が所定方向に揃ったテンプレート層を準備する工程である。なお、「結晶方位が所定方向に揃えられた」とは、ある結晶方位（例えば（１００）面など）のすべてが所定方向に揃えられた状態、及び、ある程度の割合の、例えば全体のうち６０％以上や８０％以上などの結晶方位が所定方向に揃えられた状態なども含むものとする。
この工程は、結晶方位が所定方向に揃ったテンプレート層を準備する工程である。なお、「結晶方位が所定方向に揃えられた」とは、ある結晶方位（例えば（１００）面など）のすべてが所定方向に揃えられた状態、及び、ある程度の割合の、例えば全体のうち６０％以上や８０％以上などの結晶方位が所定方向に揃えられた状態なども含むものとする。
テンプレート層１９には、熱又は電位差によって基材１２上に固着する固着化合物が含まれる。テンプレート層１９を形成する方法としては、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示す方法、図３（ａ）〜図３（ｃ）、及び図４（ａ）〜図４（ｄ）に示される方法が挙げられる。
（１−１）テンプレート層準備工程の第１形態
図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して、テンプレート層準備工程の実施の一形態について説明する。本形態では、鉛を含む材料によって構成されるテンプレート粒子１４を基材１２上に固着させることにより、テンプレート層１９が準備される。具体的には、この方法は、粒子層形成処理、固着処理、及び洗浄処理を含む。
図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して、テンプレート層準備工程の実施の一形態について説明する。本形態では、鉛を含む材料によって構成されるテンプレート粒子１４を基材１２上に固着させることにより、テンプレート層１９が準備される。具体的には、この方法は、粒子層形成処理、固着処理、及び洗浄処理を含む。
図２（ａ）に示されるように、粒子層形成処理で、基材１２上にテンプレート粒子１４で構成される層が形成される。
基材１２は、その表面上にテンプレート粒子１４が配置可能であればよい。基材１２としては、例えば、ガラス、単結晶、セラミックス、樹脂、及び金属のうち１以上が挙げられる。ガラス基材としては、例えば、石英、無アルカリガラスが挙げられる。単結晶基材としては、例えば、シリコン、ガリウムヒ素、炭化珪素、アルミナ、チタン酸ストロンチウムが挙げられる。セラミックス基材としては、例えば、安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ムライト、窒化アルミニウム及び窒化珪素が挙げられる。樹脂基材としては、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂が挙げられる。金属基材としては、ステンレスやアルミニウム、白金が挙げられる。また、この金属上に絶縁性樹脂が塗布されていてもよい。なお、以下では、基材１２は白金により形成されているものとして説明する。
テンプレート粒子１４は、鉛を含む材料によって構成されていてもよい。このテンプレート粒子１４は、例えば、予め多面体形状に作製されていてもよい。好ましくは、テンプレート粒子１４は、立方体形状である。鉛を含む材料の立方体形状の結晶は、例えば、水熱合成によって作製することができる。鉛を含む材料としては、例えば、下記［１］及び［２］に挙げられた物質からなる群のうちの少なくとも１の物質を用いることができる。
［１］Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｙｂ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｂａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｍｇ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｚｎ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｓｒ，Ｌａ）（Ｍｇ，Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、ＰｂＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）ＴｉＯ3、及びＰｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）ＴｉＯ3
［２］焼成後にこれらの組成になる原料（例えば、これらの物質の水酸化物又は酸化物など）
［１］Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｙｂ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｂａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｍｇ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｚｎ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｓｒ，Ｌａ）（Ｍｇ，Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、ＰｂＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）ＴｉＯ3、及びＰｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）ＴｉＯ3
［２］焼成後にこれらの組成になる原料（例えば、これらの物質の水酸化物又は酸化物など）
テンプレート粒子１４の大きさは、具体的な数値に限定されるものではないが、例えば１００ｎｍ以上の大きさであってもよい。
（粒子層形成処理）
粒子層形成処理は、基材上にテンプレート粒子を並べる処理である。粒子層形成処理は、形成された粒子層がその後の固着処理に供せられる方法であれば、具体的な内容については特に限定されない。例えば、図２（ａ）では、基材１２が溶液へ浸漬されることなく、粒子層が形成される。また、図２（ａ）では、粒子層が基材１２上に直接形成される。このような形成方法として、例えば、スプレーにより塗布する方法、スピンコート法、ドクターブレイド法のうち１以上の方法が用いられる。
粒子層形成処理は、基材上にテンプレート粒子を並べる処理である。粒子層形成処理は、形成された粒子層がその後の固着処理に供せられる方法であれば、具体的な内容については特に限定されない。例えば、図２（ａ）では、基材１２が溶液へ浸漬されることなく、粒子層が形成される。また、図２（ａ）では、粒子層が基材１２上に直接形成される。このような形成方法として、例えば、スプレーにより塗布する方法、スピンコート法、ドクターブレイド法のうち１以上の方法が用いられる。
（固着処理）
図２（ｂ）に示されるように、固着処理は、対向電極１５が基材１２に対向した状態で、基材１２が、電解重合する化学物質（モノマー）を含むモノマー溶液１６に浸漬される。電源２８によって基材１２と対向電極１５との間に電位差が発生することで、モノマーが基材１２で電解重合し、重合体が生成される。重合体は、図中で樹脂１８として示される。
図２（ｂ）に示されるように、固着処理は、対向電極１５が基材１２に対向した状態で、基材１２が、電解重合する化学物質（モノマー）を含むモノマー溶液１６に浸漬される。電源２８によって基材１２と対向電極１５との間に電位差が発生することで、モノマーが基材１２で電解重合し、重合体が生成される。重合体は、図中で樹脂１８として示される。
こうして、図２（ｃ）に示されるように、テンプレート粒子１４と樹脂１８とを含むテンプレート層１９が、基材１２上に形成される。樹脂１８は、テンプレート粒子１４の間に入り込んで、テンプレート粒子１４を機械的に固着する。よって、単にテンプレート粒子１４が基材１２上に並べられるだけの方法よりも、テンプレート粒子１４が基材１２上に強固に固着される。こうして、基材１２及びテンプレート層１９を備える粒子固着体２０が得られる。
モノマー溶液１６は、電解重合により重合可能なモノマーが、溶媒中に溶解および／または分散媒中に分散したものである。
モノマーとしては、例えば、
・スチレン、Ｎ−ビニルカルバゾールなどのビニルモノマー類、
・アニリン、フェノールなどの芳香環化合物、
・ピロール、チオフェン、フランなどの複素環式化合物
等が挙げられる。
モノマーの種類によるが、電解重合の機構としては、例えば、
・ラジカルカチオンあるいはラジカルアニオンを経由する重合反応、
・共存する支持電解質あるいは添加剤が酸化あるいは還元されカチオンやアニオン、遊離基などの反応活性種が生成されて起きる重合反応
・連鎖重合
・逐次重合
等が挙げられる。
モノマーとしては、例えば、
・スチレン、Ｎ−ビニルカルバゾールなどのビニルモノマー類、
・アニリン、フェノールなどの芳香環化合物、
・ピロール、チオフェン、フランなどの複素環式化合物
等が挙げられる。
モノマーの種類によるが、電解重合の機構としては、例えば、
・ラジカルカチオンあるいはラジカルアニオンを経由する重合反応、
・共存する支持電解質あるいは添加剤が酸化あるいは還元されカチオンやアニオン、遊離基などの反応活性種が生成されて起きる重合反応
・連鎖重合
・逐次重合
等が挙げられる。
重合後の樹脂１８は、上述のモノマーの重合体である。具体的には、樹脂１８としては、ピロール、アルキルピロール、アミノピロール等のピロール系モノマーの重合体；アニリンの重合体；チオフェン、アルキルチオフェン、チオフェン誘導体等のチオフェン系モノマーの重合体；等が挙げられる。
上述のモノマーを含む溶液のうち、特にピロール水溶液は、取り扱いが容易であるので好適に用いられる。
上述のモノマーを含む溶液のうち、特にピロール水溶液は、取り扱いが容易であるので好適に用いられる。
また、電解重合を誘起するために、モノマー溶液１６は、オキシダント（oxidant）として、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム、エチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩を含んでいてもよい。
電解重合において、電圧及び電流等の電気的条件、並びに処理時間は、固着させたいテンプレート粒子の大きさ、目的とする粒子層の厚み及びサイズ等に応じて、変更される。
（洗浄処理）
基材１２上の余分なテンプレート粒子１４、つまり電解重合により生成した樹脂１８によって固着されていないテンプレート粒子１４は、洗浄処理によって除去される。洗浄処理では、流水洗浄又は超音波洗浄等が行われる。
基材１２上の余分なテンプレート粒子１４、つまり電解重合により生成した樹脂１８によって固着されていないテンプレート粒子１４は、洗浄処理によって除去される。洗浄処理では、流水洗浄又は超音波洗浄等が行われる。
（１−２）テンプレート層準備工程の第２形態
以下では、第１形態と重複する内容については、説明が省略される。すなわち、以下で説明されない材料及び処理としては、上述の第１形態と同様の構成が採用される。
以下では、第１形態と重複する内容については、説明が省略される。すなわち、以下で説明されない材料及び処理としては、上述の第１形態と同様の構成が採用される。
（粒子層形成処理及び固着処理）
粒子層は、テンプレート粒子１４を含む溶液（スラリー）に基材１２が浸漬されることで形成されてもよい。このような方法としては、例えば、
・テンプレート粒子１４が分散したスラリーに基材１２を浸漬及び静置することで、テンプレート粒子１４をスラリー内で沈降させる方法、
・テンプレート粒子１４を液相界面に整列させて、下相に浸漬された基材１２を引き上げるＬＢ法、
・電気泳動法、
・ディップ法
のうち１つの方法又は２以上の方法の組み合わせが挙げられる。
粒子層は、テンプレート粒子１４を含む溶液（スラリー）に基材１２が浸漬されることで形成されてもよい。このような方法としては、例えば、
・テンプレート粒子１４が分散したスラリーに基材１２を浸漬及び静置することで、テンプレート粒子１４をスラリー内で沈降させる方法、
・テンプレート粒子１４を液相界面に整列させて、下相に浸漬された基材１２を引き上げるＬＢ法、
・電気泳動法、
・ディップ法
のうち１つの方法又は２以上の方法の組み合わせが挙げられる。
スラリーは、上述の電界重合するモノマーを含んでいてもよい。
また、粒子層の形成の際に、機械振動、音波、熱、光、又は磁場などを付加することで、粒子を基材１２上により緻密に配置することもできる。
また、固着処理で粒子層が溶液に浸漬されるので、粒子層を形成したのち乾燥や加熱を行い、粒子層に強度を付与するものとしてもよい。
図３（ａ）には、スラリーに基材１２を浸漬してテンプレート粒子１４を沈降させる方法が示されている。この方法は、固着処理（固着化合物モノマーの電解重合）と同時に行うこともできるし、固着処理を後で行う場合にも、処理の移行をスムーズに行うことができるという利点を有する。
図３（ａ）では、反応槽中で、テンプレート粒子１４と電解重合するモノマーとを含むスラリー１７に、基材１２が浸漬されている。反応槽中では、対向電極１５が基材１２に対向するように配置されている。
基材１２上に粒子層が形成された後、基材１２がスラリー１７に浸漬されたままで、モノマーが電解重合される。こうして、重合した樹脂１８により、テンプレート粒子１４が基材１２上に固着される。その結果、テンプレート層１９が形成される。
また、図３（ａ）において、対向電極１５が基材１２に対向している状態で、液の表面にテンプレート粒子１４が膜状に浮いたスラリー１７に、基材１２が浸漬され、引き上げられることによっても、基材１２上に粒子層が形成可能である。この場合、基材１２を引き上げるときに、基材１２と対向電極１５とに電位差を設けることでモノマーを電解重合させ、重合した樹脂１８により粒子層を固着してもよい。この処理によれば、粒子層の形成とテンプレート粒子１４の固着とをほぼ同時に行うことができる。その結果、比較的薄い粒子層を得ることができる。
（再重合処理）
テンプレート層準備工程は、さらに、再重合処理を含んでいてもよい。
図３（ｂ）に示されるように、再重合処理では、粒子層形成処理及び固着処理を経た基材１２が、テンプレート粒子１４を含まずモノマーを含む上述のモノマー溶液１６に、浸漬される。基材１２と対向電極１５との間に電位差が設けられることで、モノマーが再び電解重合される。
テンプレート層準備工程は、さらに、再重合処理を含んでいてもよい。
図３（ｂ）に示されるように、再重合処理では、粒子層形成処理及び固着処理を経た基材１２が、テンプレート粒子１４を含まずモノマーを含む上述のモノマー溶液１６に、浸漬される。基材１２と対向電極１５との間に電位差が設けられることで、モノマーが再び電解重合される。
この処理を経ることで、テンプレート層１９はさらなる重合体を含む。それゆえ、テンプレート粒子１４の上位層の除去が容易となり、テンプレート粒子１４の単層、つまり厚み方向におけるテンプレート粒子１４の数が１であるテンプレート層１９が得られる（図３（ｃ））。
例えば、固着処理（図３（ａ））において、サブミクロンから数ミクロンサイズのテンプレート粒子１４が導電性ポリマーで固着された場合、モノマー溶液１６として導電性モノマー溶液を用いた再重合処理（図３（ｂ））が行われることで、テンプレート粒子１４の単層が容易に得られる。
なお、上述の洗浄処理は、再重合処理後に行われてもよいし、この再重合処理の前及び後で行われてもよい。
（１−３）テンプレート層準備工程の第３形態
以下では、第１形態または第２形態と重複する内容については、説明が省略される。すなわち、特に説明されない材料及び処理としては、上述の第１形態または第２形態と同様の構成が採用される。
以下では、第１形態または第２形態と重複する内容については、説明が省略される。すなわち、特に説明されない材料及び処理としては、上述の第１形態または第２形態と同様の構成が採用される。
図４（ａ）〜図４（ｅ）に示される方法によると、固着処理における固着化合物として、電解重合する化学物質に代えて、熱可塑性電着材を用いることで、基材１２と基材１２に固着されたテンプレート粒子１４とを有する粒子固着体６０が作製される。この方法は、電着材層形成処理、固着処理、及び洗浄処理を含む。
（電着材層形成処理）
図４（ａ）に示されるように、電着材層形成処理は、熱可塑性電着材の層である電着材層５２を基材１２上に形成する処理である。電着材層形成処理では、基材１２に対向電極１５が対向している状態で、基材１２が熱可塑性電着材を含む熱可塑性電着材液５１に浸漬される。このとき、電源２９によって、基材１２と対向電極１５との間に電位差が生じることで、熱可塑性電着材の層である電着材層５２が形成される（図４（ｂ））。
図４（ａ）に示されるように、電着材層形成処理は、熱可塑性電着材の層である電着材層５２を基材１２上に形成する処理である。電着材層形成処理では、基材１２に対向電極１５が対向している状態で、基材１２が熱可塑性電着材を含む熱可塑性電着材液５１に浸漬される。このとき、電源２９によって、基材１２と対向電極１５との間に電位差が生じることで、熱可塑性電着材の層である電着材層５２が形成される（図４（ｂ））。
熱可塑性電着材としては、例えば、
・エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びアクリル樹脂等の炭素系高分子化合物、
・シリコーン樹脂等のケイ素系高分子化合物、及び
・表面に分散剤を吸着すると共に帯電したアルミナ等の酸化物のナノ粒子
が挙げられる。また、熱可塑性電着材は、被膜材料成分が正に帯電しているカチオン型又は被膜材料成分が負に帯電しているアニオン型のいずれであってもよい。熱可塑性電着材がカチオン型かアニオン型かにより、基材１２側の電位が定められる。
・エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びアクリル樹脂等の炭素系高分子化合物、
・シリコーン樹脂等のケイ素系高分子化合物、及び
・表面に分散剤を吸着すると共に帯電したアルミナ等の酸化物のナノ粒子
が挙げられる。また、熱可塑性電着材は、被膜材料成分が正に帯電しているカチオン型又は被膜材料成分が負に帯電しているアニオン型のいずれであってもよい。熱可塑性電着材がカチオン型かアニオン型かにより、基材１２側の電位が定められる。
熱可塑性電着材液５１の溶媒又は分散媒としては、例えば、水等の無機溶媒、又はアルコール等の有機溶媒が挙げられる。より具体的には、熱可塑性電着材液５１は、水系電着塗料であってもよい。水系電着塗料は取り扱いが簡便であるため好適に用いられる。
また、熱可塑性電着材液５１は、ブロック化イソシアネート等の硬化剤やスズ化合物等の触媒を含んでいてもよい。
図４（ｂ）に示されるように、ヒーター５４などを用いて電着材層５２を乾燥させてもよい。
（粒子層形成処理）
図４（ｃ）に示されるように、粒子層形成処理は、テンプレート粒子１４を電着材層５２の上に配置する処理である。テンプレート粒子１４の配置方法については既に説明されているので、詳細な説明を省略する。
図４（ｃ）に示されるように、粒子層形成処理は、テンプレート粒子１４を電着材層５２の上に配置する処理である。テンプレート粒子１４の配置方法については既に説明されているので、詳細な説明を省略する。
（固着処理）
次に、電着材層５２を加熱することによって、テンプレート粒子１４を基材１２上に電着材層５２で固着する。こうして、テンプレート層５９が形成される。図４（ｄ）では、電着材層５２が、ヒーター５４によって、電着材層５２内の熱可塑性電着材が溶ける程度の温度まで加熱される。図４（ｄ）では、ヒーター５４は、電着材層５２とヒーター５４との間に基材１２が介するように配置されている。
次に、電着材層５２を加熱することによって、テンプレート粒子１４を基材１２上に電着材層５２で固着する。こうして、テンプレート層５９が形成される。図４（ｄ）では、電着材層５２が、ヒーター５４によって、電着材層５２内の熱可塑性電着材が溶ける程度の温度まで加熱される。図４（ｄ）では、ヒーター５４は、電着材層５２とヒーター５４との間に基材１２が介するように配置されている。
ただし、固着処理は、基材１２をオーブンなどに入れて加熱することによって行われてもよいし、電着材層５２へ電磁波を照射することによって行われてもよい。
熱可塑性電着材を加熱することにより、熱可塑性電着材がテンプレート粒子１４の間に入り込む。こうして、テンプレート層５９において、テンプレート粒子１４は、テンプレート粒子１４の間に入り込んだ熱可塑性電着材によって、基材１２上に機械的に固着される。
なお、本形態においても、洗浄処理が行われてもよいことは言うまでもない。
なお、本形態においても、洗浄処理が行われてもよいことは言うまでもない。
（１−４）組み合わせ
上述の通り、第１〜第３形態のテンプレート層準備工程は、複数の処理を含む。異なる形態に含まれる処理又は要素として説明された事項は、互いに組み合わせられてもよい。
上述の通り、第１〜第３形態のテンプレート層準備工程は、複数の処理を含む。異なる形態に含まれる処理又は要素として説明された事項は、互いに組み合わせられてもよい。
（２）マトリックス形成工程
マトリックス形成工程は、マトリックス材料をテンプレート層上に配置する工程である。これによって、例えば図２（ｃ）の粒子固着体２０では、図２（ｄ）に示されるように、テンプレート層１９上にマトリックス２２が形成される。こうして、成形体３０が作製される。なお、上述した全てのテンプレート層準備工程はそれぞれ、マトリックス形成工程及びそれ以降の工程と組み合わせ可能である。
マトリックス形成工程は、マトリックス材料をテンプレート層上に配置する工程である。これによって、例えば図２（ｃ）の粒子固着体２０では、図２（ｄ）に示されるように、テンプレート層１９上にマトリックス２２が形成される。こうして、成形体３０が作製される。なお、上述した全てのテンプレート層準備工程はそれぞれ、マトリックス形成工程及びそれ以降の工程と組み合わせ可能である。
マトリックス材料は、リチウムとホウ素とを含む添加材料と鉛を含む材料との混合物であってもよい。
添加材料は特定の組成に限定されるものではなく、マトリックスにリチウム及びホウ素を与えるものであればよい。リチウムとホウ素とを含む添加材料としては、例えば、ＬｉＢＯ2、Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7、ＬｉＢ（ＯＨ）4、Ｌｉ3ＢＯ3、Ｌｉ6Ｂ4Ｏ9、ＬｉＢ3Ｏ5及びＬｉ2Ｂ8Ｏ13からなる群から選択される１以上の化合物が用いられる。また、リチウムとして、Ｌｉ2ＣＯ3及びＬｉＦの少なくとも一方が添加材料に含まれていてもよい。
添加材料の添加量は、マトリックス全体の０．０５重量％以上１０重量％以下の範囲であることが好ましい。添加量が０．０５重量％以上であると、より大きな配向効果が得られる。添加量が１０重量％以下であると、焼成後の残存量が大きくなりすぎないという効果が得られる。
鉛を含む材料としては、テンプレート粒子の材料として説明された材料が使用されてもよい。鉛を含む材料としては、目的の組成及び上述したテンプレート粒子１４の組成等に応じて、適当な材料が選択される。
マトリックス材料の配置方法としては、例えば、
・スプレーにより塗布する方法、
・スピンコート法、
・ドクターブレイド法、及び
・ディップ法
のうちの１つの方法または２以上の方法の組み合わせが挙げられる。
・スプレーにより塗布する方法、
・スピンコート法、
・ドクターブレイド法、及び
・ディップ法
のうちの１つの方法または２以上の方法の組み合わせが挙げられる。
（３）焼成工程
焼成工程は、得られた成形体を所定の焼成温度で焼成し、樹脂１８を除去すると共にテンプレート層１９及びマトリックス２２を圧電体とする工程である。すなわち、この工程によって、結晶配向セラミックスが生成される。
焼成工程は、得られた成形体を所定の焼成温度で焼成し、樹脂１８を除去すると共にテンプレート層１９及びマトリックス２２を圧電体とする工程である。すなわち、この工程によって、結晶配向セラミックスが生成される。
焼成温度は、目的とされるセラミックスの組成に応じて設定される。焼成温度は、例えば１１００℃以下、好ましくは１０００℃以下に設定される。焼成温度は９００℃以上であることが好ましい。リチウムとホウ素とを含む添加材料により、結晶の配向に要する温度がより低く抑えられる。
焼成雰囲気は、特定の気体には限定されず、大気雰囲気であってもよい。
焼成工程によって、添加材料の働きにより、テンプレート層１９の所定方向に揃えた結晶方位に倣って、マトリックス２２において結晶が成長する。こうして、テンプレート層１９とマトリックス２２とを表面に形成した基材１２を焼成することにより、結晶方位を所定の方向に揃えた配向性の高いセラミックスを製造することができる。このような効果が得られる理由は、おそらく、リチウムとホウ素とを含む添加材料が、鉛を含む材料を多面体形状に成長させやすい働きを有するからであると推察される。
焼成によってリチウム及びホウ素が揮発するので、焼成体では焼成前の成形体よりも、含有されるリチウム及びホウ素量（濃度）は少なくてもよい。
（４）ポストアニール工程
セラミックスの製造方法は、ポストアニール工程を含んでもよい。ポストアニール工程は、焼成工程後で得られた焼成体（セラミックス）を加熱する工程である。この工程によって、セラミックスに含有される添加材料の量が低減される。
セラミックスの製造方法は、ポストアニール工程を含んでもよい。ポストアニール工程は、焼成工程後で得られた焼成体（セラミックス）を加熱する工程である。この工程によって、セラミックスに含有される添加材料の量が低減される。
ポストアニール工程は、例えば、焼成工程の条件と同じ温度、保持時間、雰囲気条件で行われてもよい。また、ポストアニール工程は、
・焼成工程の条件よりも低い温度、例えば７００℃以上１０００℃以下の温度で長時間保持すること、又は
・酸素分圧を調整して添加材料が揮発しやすい雰囲気で加熱を行うこと
のいずれかであってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
・焼成工程の条件よりも低い温度、例えば７００℃以上１０００℃以下の温度で長時間保持すること、又は
・酸素分圧を調整して添加材料が揮発しやすい雰囲気で加熱を行うこと
のいずれかであってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
（５）他の実施形態
本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の変更が加えられてもよい。例えば、上述の実施形態は、以下のように変更可能である。
本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の変更が加えられてもよい。例えば、上述の実施形態は、以下のように変更可能である。
（５−１）
上述の実施形態では、基材１２として導電性を有する材料を用いている。よって、基材１２を固着処理における電極として利用することができる。それゆえ、基材１２上へテンプレート粒子１４を直接配置することができる。また、基材１２は、圧電体の駆動電極としても用いられる。
上述の実施形態では、基材１２として導電性を有する材料を用いている。よって、基材１２を固着処理における電極として利用することができる。それゆえ、基材１２上へテンプレート粒子１４を直接配置することができる。また、基材１２は、圧電体の駆動電極としても用いられる。
表面が絶縁性である基材１２を用い、この基材１２上に導電性を有する電極を設け、この電極上にテンプレート粒子１４を配置してもよい。これによって、テンプレート粒子１４の固着に用いる電極を、そのまま圧電体の駆動電極として用いることができる。電極の材質としては、例えば、
・白金、パラジウム、ルテニウム、金、及び銀
・これらの合金、並びに
・導電性高分子
からなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。また、電極のパターニングの方法は、例えば、蒸着、スパッタリング、スクリーン印刷、無電界めっき、又はモノマーの界面重合のいずれかである。このとき、電極上で、テンプレート粒子１４が配置されない領域は、マスキングされてもよい。
・白金、パラジウム、ルテニウム、金、及び銀
・これらの合金、並びに
・導電性高分子
からなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。また、電極のパターニングの方法は、例えば、蒸着、スパッタリング、スクリーン印刷、無電界めっき、又はモノマーの界面重合のいずれかである。このとき、電極上で、テンプレート粒子１４が配置されない領域は、マスキングされてもよい。
（５−２）
テンプレート層準備工程として、結晶方位を所定方向に揃えたテンプレート層を準備するために、基材１２上にテンプレート粒子１４を配置する工程については既に説明した。
テンプレート層準備工程として、結晶方位を所定方向に揃えたテンプレート層を準備するために、基材１２上にテンプレート粒子１４を配置する工程については既に説明した。
これ以外に、テンプレート層準備工程は、結晶方位が所定方向に揃えられた基材を準備することであってもよい。この基材を用いる場合、テンプレート粒子を基材上に設ける必要がない。つまり、基材自体がテンプレートとして機能する。
結晶方位が所定方向に揃えられた基材としては、例えば、結晶方位を所定方向に揃えた単結晶基材が用いられる。単結晶基材としては、例えば、シリコン、ガリウムヒ素、炭化珪素、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化カルシウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タンタル酸カリウム、酸化セリウムなどが挙げられる。
さらに、単結晶基材に、下部電極又は格子定数差を緩和するバッファ層として、白金、チタン、ルテニウム酸ストロンチウム、ニッケル酸ランタン、イットリウム安定化ジルコニア、酸化セリウムなどが成膜されていてもよい。
このように、基材自体がテンプレートである場合、マトリックス形成工程において、基材の表面にマトリックスが直接形成されてもよい。
また、テンプレート層及びマトリックスの少なくとも一方が、予めシート状に成形されていてもよい。例えば、結晶方位を所定方向に揃えたテンプレート粒子１４を並べてシート状に成形することで、テンプレートシートを作製し、鉛を含む材料とリチウム及びホウ素を含む添加材料とを混合した混合材料をシート状に成形することで、マトリックスシートを作製し、これらの層を交互に積層した積層体を作製し、この積層体を焼成することで、結晶配向セラミックスを製造してもよい。
また、テンプレート層とマトリックスとを共焼成した後に、これらを貼り合わせることで、セラミックスの積層体を製造してもよい。
以上で説明された製造方法では、ＲＧＴＴ法（Reactive Templated Grain Growth Method）が利用されているが、上述したように、セラミックスの製造方法は、これに限定されるものではない。
また、テンプレート層とマトリックスとを共焼成した後に、これらを貼り合わせることで、セラミックスの積層体を製造してもよい。
以上で説明された製造方法では、ＲＧＴＴ法（Reactive Templated Grain Growth Method）が利用されているが、上述したように、セラミックスの製造方法は、これに限定されるものではない。
以下、本発明について実施例を示してより具体的に説明する。ただし、下記実施例は、本発明を限定するものではない。
［実施例１〜２１］
１．試料の作製
１−１．テンプレート層準備工程
ｉ）テンプレート粒子の調製
サイズ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのジルコニア基板に、厚さ０．５μｍの白金めっきを施して、基材として用いた。
１．試料の作製
１−１．テンプレート層準備工程
ｉ）テンプレート粒子の調製
サイズ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのジルコニア基板に、厚さ０．５μｍの白金めっきを施して、基材として用いた。
テンプレート層の原料として、酢酸鉛三水和物（関東化学製）、エチレンジアミン四酢酸（関東化学製）、及び水酸化カリウム（関東化学製）を含む鉛水溶液；塩化酸化ジルコニウム八水和物（関東化学製）を含むジルコニウム水溶液；塩化チタン水溶液（和光純薬製）；水酸化カリウム（関東化学製）を含む水酸化カリウム水溶液を用いた。これらの原料を、モル比がＰｂ：Ｚｒ：Ｔｉ＝１．１：０．７：０．３となるように混合することで、原料溶液を調製した。
３０ｍｌの原料溶液を１００ｍｌの内壁がポリテトラフルオロエチレンであるＳＵＳ製の圧力容器に入れて、１６５℃、４時間の水熱合成処理を行うことで、粒径２μｍの立方体形状のチタン酸ジルコン酸鉛（以下ＰＺＴと称する）粒子を得た。なお、ＰＺＴ粒子の粒径は、スペクトリス社製動的散乱式粒度分布測定装置ゼータサイザーナノｎａｎｏ−ＺＳを用い、水を分散媒として測定したメディアン径（Ｄ５０）である。
このＰＺＴ粒子を以下の操作でテンプレート粒子として用いた。
このＰＺＴ粒子を以下の操作でテンプレート粒子として用いた。
ｉｉ）テンプレート層の形成
３０ｍｌの純水に、０．０１ｍｏｌ／Ｌ（リットル）となるようにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（関東化学製）とピロール（関東化学製）とを添加して、ピロール水溶液を調製した。このピロール水溶液をビーカーに入れ、このピロール水溶液にＰＺＴ粒子を１重量％投入し、さらにホモジナイザーで分散処理することで、懸濁液（スラリー）を調製した。
３０ｍｌの純水に、０．０１ｍｏｌ／Ｌ（リットル）となるようにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（関東化学製）とピロール（関東化学製）とを添加して、ピロール水溶液を調製した。このピロール水溶液をビーカーに入れ、このピロール水溶液にＰＺＴ粒子を１重量％投入し、さらにホモジナイザーで分散処理することで、懸濁液（スラリー）を調製した。
次に、このスラリーが入ったビーカーの底に上述の基板を置き、ＰＺＴ粒子が沈降堆積するまで１０分間静置した。
次に、基板に対して平行になるようにＳＵＳ製の対向電極を電極間隔１ｍｍで設置し、基板をマイナス極、対向電極をプラス極となるように電源に接続した。基板と対向電極との間に、ピーク電圧５Ｖで２Ｈｚの三角波を３０回印加することで、ポリピロールを基板上に合成した。
次に、基板に対して平行になるようにＳＵＳ製の対向電極を電極間隔１ｍｍで設置し、基板をマイナス極、対向電極をプラス極となるように電源に接続した。基板と対向電極との間に、ピーク電圧５Ｖで２Ｈｚの三角波を３０回印加することで、ポリピロールを基板上に合成した。
ポリピロールが成膜された基板を水溶液中で揺動することで、余分なＰＺＴ粒子を粗除去した。その後、純水中で超音波洗浄して、基板以外に付着したＰＺＴ粒子を除去した。超音波洗浄は、超音波洗浄機（シャープ製ＵＴ−１０６）を用い、４０ｋＨｚ、１分間の条件で行った。
以上の操作により、ＰＺＴ粒子が、その面方位が｛１００｝方向に揃うように白金めっき上に膜状に固着された基板が得られた。
１−２．マトリックス形成工程、焼成工程
マトリックスの原料（以下、圧電体材料と称する）として、酸化鉛（三井金属工業製）、酸化チタン（石原産業製）、酸化ジルコニウム（日本電工製）、酸化ニオブ（三井金属鉱業製）、酸化ビスマス（太陽鉱工製）、酸化ニッケル（正同化学工業製）を用いた。これらの原料を用いて、ニッケルニオブ酸ビスマス（Ｂｉ（Ｎｉ，Ｎｂ）Ｏ3）とジルコン酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）との組成比が２：８である組成物（以下、２０ＢＮＮ−８０ＰＺＴと称する）を公知の固相反応法で作製した。
マトリックスの原料（以下、圧電体材料と称する）として、酸化鉛（三井金属工業製）、酸化チタン（石原産業製）、酸化ジルコニウム（日本電工製）、酸化ニオブ（三井金属鉱業製）、酸化ビスマス（太陽鉱工製）、酸化ニッケル（正同化学工業製）を用いた。これらの原料を用いて、ニッケルニオブ酸ビスマス（Ｂｉ（Ｎｉ，Ｎｂ）Ｏ3）とジルコン酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）との組成比が２：８である組成物（以下、２０ＢＮＮ−８０ＰＺＴと称する）を公知の固相反応法で作製した。
２０ＢＮＮ−８０ＰＺＴに、添加材料として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）又は炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）及びホウ酸リチウム（ＬｉＢＯ2又はＬｉ2Ｂ4Ｏ7）を、表１に示す濃度で添加した。アセトンを溶媒として、２０ＢＮＮ−８０ＰＺＴ及び添加材料を、ポリエチレン容器中で２４時間混合した。
なお、表１の濃度は、マトリックス全体に対する、つまり２０ＢＮＮ−８０ＰＺＴと添加材料との合計に対する重量パーセントである。
なお、表１の濃度は、マトリックス全体に対する、つまり２０ＢＮＮ−８０ＰＺＴと添加材料との合計に対する重量パーセントである。
この混合溶液を乾燥して粉末を得た。得られた粉末にブチラール系バインダ（積水化学製ＢＬ−Ｓ）、分散剤（花王製ＳＰＯ−３０）、可塑剤（黒金化成製ＤＯＰ）、溶剤（片山化学製テルピネオール）を加え、トリロールにて混錬することでＰＺＴペーストを得た。
ＰＺＴ粒子を整列させた基板上に、ＰＺＴペーストをスピンコート方によって均一に塗布した。スピンコートにおける回転数は１０００ｒｐｍ、時間は３０ｓｅｃであった。塗布後の基板をホットプレート上で、９０℃で５分間乾燥し、成形体を得た（図２（ｄ））。この成形体を５００℃、２時間の条件で脱脂した。
２００℃／ｈで昇温し、１０００℃で３時間保持する条件で、脱脂後の成形体を焼成した。焼成中の雰囲気は大気であり、焼成終了後は２００℃／ｈで降温した。
以上の操作により、セラミックス試料が得られた。
以上の操作により、セラミックス試料が得られた。
２．ホウ素及びリチウムの存在の確認
電子プローブ微量分析（ＥＰＭＡ）装置によって、ホウ素の存在を確認した。
また、セラミックス試料を酸溶解し、ＩＣＰ（Inductively coupled plasma）発光分光分析によって、焼成体内におけるリチウムの存在を確認した。
電子プローブ微量分析（ＥＰＭＡ）装置によって、ホウ素の存在を確認した。
また、セラミックス試料を酸溶解し、ＩＣＰ（Inductively coupled plasma）発光分光分析によって、焼成体内におけるリチウムの存在を確認した。
３．ＸＲＤ
ＸＲＤ装置（スペクトリス製Ｘ線回折装置Ｘ'Ｐｅｒｔ ＭＰＤ Ｐｒｏ）を用い、セラミックス試料に対してＸ線回折（ＸＲＤ）を行った。
ＸＲＤ装置（スペクトリス製Ｘ線回折装置Ｘ'Ｐｅｒｔ ＭＰＤ Ｐｒｏ）を用い、セラミックス試料に対してＸ線回折（ＸＲＤ）を行った。
４．耐久性
セラミックス試料に１ｋＨｚの０〜３０Ｖの三角波を１０億パルス印加して、電気抵抗の変化率を測定した。変化率が２％未満のセラミックス試料を合格と判断した。表１では合格は"○"、不合格は"×"で表記されている。
セラミックス試料に１ｋＨｚの０〜３０Ｖの三角波を１０億パルス印加して、電気抵抗の変化率を測定した。変化率が２％未満のセラミックス試料を合格と判断した。表１では合格は"○"、不合格は"×"で表記されている。
５．誘電損失
実施例１及び後述の比較例１の試料について、インピーダンスアナライザを用いて誘電損失を測定した。誘電損失が１０％未満のセラミックス試料を合格と判断した。
実施例１及び後述の比較例１の試料について、インピーダンスアナライザを用いて誘電損失を測定した。誘電損失が１０％未満のセラミックス試料を合格と判断した。
［比較例１］
添加材料を用いない以外は、実施例１と同様の操作によって焼成体を得た。すなわち、２０ＢＮＮ‐８０ＰＺＴを実施例と同様の手順でペースト化し、テンプレート粒子が整列したＰｔ基板上に、ペーストをスピンコート法によって塗布した。その後、脱脂及び焼成（焼成温度１２００℃）を経て、セラミックス試料が作製された。
添加材料を用いない以外は、実施例１と同様の操作によって焼成体を得た。すなわち、２０ＢＮＮ‐８０ＰＺＴを実施例と同様の手順でペースト化し、テンプレート粒子が整列したＰｔ基板上に、ペーストをスピンコート法によって塗布した。その後、脱脂及び焼成（焼成温度１２００℃）を経て、セラミックス試料が作製された。
［比較例２］
添加材料としてガラスを使用して、比較例２のセラミックス試料を以下のように作製した。２０ＢＮＮ−８０ＰＺＴを実施例1と同様の手順でペースト化し、添加材料としてガラスを加え、テンプレート粒子が整列した基板上にスピンコートで塗布した。その後、脱脂し、さらに１０００℃で焼成した。添加材料が異なる以外の条件は実施例１と同様であった。
添加材料としてガラスを使用して、比較例２のセラミックス試料を以下のように作製した。２０ＢＮＮ−８０ＰＺＴを実施例1と同様の手順でペースト化し、添加材料としてガラスを加え、テンプレート粒子が整列した基板上にスピンコートで塗布した。その後、脱脂し、さらに１０００℃で焼成した。添加材料が異なる以外の条件は実施例１と同様であった。
［結果］
実施例１〜２１のセラミックス試料において、リチウム及びホウ素の存在が確認された。
また、ＸＲＤの結果、全ての実施例１〜２１において異相は見られなかった（表１）。
実施例１〜２１は良好な耐久性を示したが、比較例２では良好な耐久性が得られなかった。また、実施例１〜２１では異相が見られなかったのに対して、比較例２では異相が観察された。
誘電損失については、実施例１は合格であったが、比較例１は不合格であった。
実施例１〜２１のセラミックス試料において、リチウム及びホウ素の存在が確認された。
また、ＸＲＤの結果、全ての実施例１〜２１において異相は見られなかった（表１）。
実施例１〜２１は良好な耐久性を示したが、比較例２では良好な耐久性が得られなかった。また、実施例１〜２１では異相が見られなかったのに対して、比較例２では異相が観察された。
誘電損失については、実施例１は合格であったが、比較例１は不合格であった。
１２ 基材
１４ テンプレート粒子
１５ 対向電極
１６ モノマー溶液
１７ スラリー
１８ 樹脂
１９ テンプレート層
２０ 粒子固着体
２２ マトリックス
２８，２９ 電源
５１ 熱可塑性電着材液
５２ 電着材層
５４ ヒーター
５９ テンプレート層
３０ 成形体
６０ 粒子固着体
１００ 圧電素子
１０２ 上部電極
１０３ 下部電極
１０１ 圧電体
１４ テンプレート粒子
１５ 対向電極
１６ モノマー溶液
１７ スラリー
１８ 樹脂
１９ テンプレート層
２０ 粒子固着体
２２ マトリックス
２８，２９ 電源
５１ 熱可塑性電着材液
５２ 電着材層
５４ ヒーター
５９ テンプレート層
３０ 成形体
６０ 粒子固着体
１００ 圧電素子
１０２ 上部電極
１０３ 下部電極
１０１ 圧電体
Claims (5)
- Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、Ｐｂ（Ｙｂ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｐｂ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｐｂ，Ｂａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｍｇ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｂｉ，Ｐｂ）（Ｚｎ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、（Ｐｂ，Ｓｒ，Ｌａ）（Ｍｇ，Ｎｉ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ 3 、ＰｂＴｉＯ 3 、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ 3 、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）ＴｉＯ 3 、及びＰｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）ＴｉＯ 3 からなる群より選択された少なくとも１の物質を７０重量％以上含み、リチウム及びホウ素を含有し、平面方向に並べられ、かつ厚み方向の結晶方位が同一である複数の結晶粒を備えるセラミックス。
- 前記セラミックスの少なくとも一部において、前記厚み方向に配置された前記結晶粒の数が１である
請求項１に記載のセラミックス。 - 請求項１又は２に記載のセラミックスと、
前記セラミックスと電気的に接続された一対の電極と、
を備える圧電／電歪素子。 - 前記電極の厚みは１μｍ以下である
請求項３に記載の圧電／電歪素子。 - 前記電極は、銀若しくは金を主成分として含むか、または白金若しくはパラジウムのめっき膜若しくはスパッタリング膜である
請求項３又は４に記載の圧電／電歪素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010076900A JP5523167B2 (ja) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | セラミックス及び圧電／電歪素子 |
| US13/042,778 US9115031B2 (en) | 2010-03-30 | 2011-03-08 | Ceramic, and piezoelectric/electrostriction element |
| EP20110250344 EP2374772A1 (en) | 2010-03-30 | 2011-03-18 | Ceramic, and piezoelectri/electrostriction element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010076900A JP5523167B2 (ja) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | セラミックス及び圧電／電歪素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011207666A JP2011207666A (ja) | 2011-10-20 |
| JP5523167B2 true JP5523167B2 (ja) | 2014-06-18 |
Family
ID=43984076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010076900A Active JP5523167B2 (ja) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | セラミックス及び圧電／電歪素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9115031B2 (ja) |
| EP (1) | EP2374772A1 (ja) |
| JP (1) | JP5523167B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101449293A (zh) * | 2006-05-31 | 2009-06-03 | 汤姆森许可贸易公司 | 视频对象的多跟踪 |
| JP5615591B2 (ja) * | 2009-07-16 | 2014-10-29 | 日本碍子株式会社 | 結晶粒子の製造方法及び結晶配向セラミックスの製造方法 |
| JP5615590B2 (ja) * | 2009-07-16 | 2014-10-29 | 日本碍子株式会社 | 結晶配向セラミックスの製造方法 |
| JP6721856B2 (ja) * | 2015-08-07 | 2020-07-15 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電素子の製造方法 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS543298A (en) * | 1977-06-08 | 1979-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing process for piezoelectric ceramics |
| JP3890634B2 (ja) | 1995-09-19 | 2007-03-07 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電体薄膜素子及びインクジェット式記録ヘッド |
| JPH09221393A (ja) * | 1996-02-13 | 1997-08-26 | Tdk Corp | 鉛含有ペロブスカイト型強誘電体単結晶膜及びその製造方法 |
| TW404021B (en) * | 1998-04-09 | 2000-09-01 | Hitachi Ltd | Semiconductor memory device and manufacturing method thereof |
| JP4529219B2 (ja) | 2000-03-17 | 2010-08-25 | 株式会社豊田中央研究所 | 圧電セラミックス及びその製造方法 |
| US7312558B2 (en) * | 2004-04-02 | 2007-12-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric element, ink jet head, angular velocity sensor, and ink jet recording apparatus |
| JP2006199580A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | セラミックス体の製造方法、及び、液体吐出ヘッドの製造方法 |
| US7785659B2 (en) * | 2005-03-22 | 2010-08-31 | Fujifilm Corporation | Method of manufacturing an orientation film using aerosol deposition on a seed substrate |
| JP5166048B2 (ja) | 2008-01-21 | 2013-03-21 | 日本碍子株式会社 | 結晶配向セラミックス |
| EP1972606A1 (en) | 2007-02-26 | 2008-09-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Crystallographically-oriented ceramic |
| EP1972604B1 (en) | 2007-02-26 | 2011-10-26 | NGK Insulators, Ltd. | Plate-like polycrystalline particle, method for producing plate-like polycrystalline particles, and method for producing crystallographically-oriented ceramic |
| JP2010021512A (ja) * | 2008-01-30 | 2010-01-28 | Ngk Insulators Ltd | 圧電／電歪膜型素子及びその製造方法 |
| JP5490996B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2014-05-14 | 日本碍子株式会社 | セラミックス配向膜の製造方法 |
| JP5185224B2 (ja) | 2008-09-24 | 2013-04-17 | 日本碍子株式会社 | 結晶配向セラミックスの製造方法 |
| JP5615591B2 (ja) | 2009-07-16 | 2014-10-29 | 日本碍子株式会社 | 結晶粒子の製造方法及び結晶配向セラミックスの製造方法 |
| JP5615590B2 (ja) | 2009-07-16 | 2014-10-29 | 日本碍子株式会社 | 結晶配向セラミックスの製造方法 |
| JP5523166B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-06-18 | 日本碍子株式会社 | セラミックス及び圧電／電歪素子 |
-
2010
- 2010-03-30 JP JP2010076900A patent/JP5523167B2/ja active Active
-
2011
- 2011-03-08 US US13/042,778 patent/US9115031B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-03-18 EP EP20110250344 patent/EP2374772A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2374772A1 (en) | 2011-10-12 |
| US20110241493A1 (en) | 2011-10-06 |
| JP2011207666A (ja) | 2011-10-20 |
| US9115031B2 (en) | 2015-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5676148B2 (ja) | 結晶配向セラミックス複合体及び圧電／電歪素子 | |
| JP5185224B2 (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法 | |
| JP5615591B2 (ja) | 結晶粒子の製造方法及び結晶配向セラミックスの製造方法 | |
| JP5523167B2 (ja) | セラミックス及び圧電／電歪素子 | |
| US20050191518A1 (en) | Electronic device formed from a thin film with vertically oriented columns with an insulating filler material | |
| US9548439B2 (en) | Porosity control in piezoelectric films | |
| JP5523166B2 (ja) | セラミックス及び圧電／電歪素子 | |
| JP5615590B2 (ja) | 結晶配向セラミックスの製造方法 | |
| JP5676279B2 (ja) | 粒子の固着方法及び粒子固着体の製造方法 | |
| JP5330002B2 (ja) | 粒子の固着方法及び粒子固着体の製造方法 | |
| JP2012193047A (ja) | セラミックス前駆体薄膜の製造方法および前駆体溶液 | |
| KR101469170B1 (ko) | 상온진공분말분사 및 수열합성법을 이용한 다결정 티탄산납 후막의 제조방법 및 이를 통해 제조되는 다결정 티탄산납 후막 | |
| KR100352483B1 (ko) | 시딩층을 이용한 압전/전왜 후막의 형성방법 | |
| Fan et al. | Preparation and Characterization of Relaxor-Based Ferroelectric Thick Films with Single Perovskite Structure | |
| Pavlič | Optimization of the Processing of Potassium Sodium Niobate Thick Films and Their Electromechanical Behavior | |
| JP2023097430A (ja) | セラミックスコンポジット膜の形成方法 | |
| KR20000028974A (ko) | 전기영동증착법을 이용한 압전/전왜 막형소자의저온형성방법 및 그 압전/전왜 막형소자 | |
| Lin et al. | Fabrication of PZT thick film on platinum-coated silicon substrate by an improved sol-gel deposition method | |
| Zhao | Ferroelectric films for MEMS type devices using novel hybrid processing technology | |
| JPH10102293A (ja) | 金属酸化物膜及びその製造方法 | |
| TW201121112A (en) | High-power piezoelectric characteristics of flexible lead zirconate titanate SiO2 thin film and the manufacturing method thereof. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121119 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130925 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131008 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131202 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140318 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140408 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5523167 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |