[發明專利]形狀各向異性陶瓷粒子及其制造方法

有效

• 申請號: 200680050983.3
• 申請日: 2006-10-17
• 公開（公告）號: CN101360695A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: 木村雅彥;白露幸祐
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: C04B35/626
• 分類號: C04B35/626;C01G33/00;C30B29/30
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 馮雅

技術領域

本發明涉及形狀各向異性陶瓷粒子及其制造方法，更具體涉及用于制作結晶取向陶瓷的形狀各向異性陶瓷粒子及其制造方法。?

背景技術

一直以來，作為壓電陶瓷材料，廣泛采用鋯鈦酸鉛等具有高壓電性的鉛類鈣鈦礦型化合物。?

然而，近年來，因為考慮到環境方面的問題，所以開始傾向于不使用鉛的非鉛類壓電陶瓷材料，大量地進行著例如以堿金屬鈮酸鹽類為代表的非鉛類的鈣鈦礦型5價金屬酸堿金屬化合物的研究和開發。?

各向異性鈣鈦礦型化合物已知壓電特性根據晶軸的方向而不同，可以通過使晶軸取向來獲得高壓電特性。因此，對于堿金屬鈮酸鹽類的壓電材料，也期待可通過使晶軸取向來獲得高壓電特性。?

另外，作為使各向同性鈣鈦礦型化合物以高取向度取向的方法，已知專利文獻1中所記載的方法。?

該專利文獻1中提出了具備如下的工序的結晶取向陶瓷的制造方法：將發達面(占最大面積的面)具有規定的第1鈣鈦礦型5價金屬酸堿金屬化合物的特定的晶面和晶格匹配性的第1形狀各向異性粉末以及與該第1形狀各向異性粉末反應而至少生成所示第1鈣鈦礦型5價金屬酸堿金屬化合物的第1反應原料混合的混合工序；將該混合工序中得到的混合物成形而使所述第1形狀各向異性粉末取向的成形工序；加熱該成形工序中得到的成形體，使所述第1形狀各向異性粉末與所述第1反應原料反應的熱處理工序。?

此外，專利文獻1中，所述第1形狀各向異性粉末通過以下的方法制造。?

將由以{001}面作為發達面且以通式：(Bi₂O₂)²⁺(Bi_0.5AM_m-1.5Nb_mO_3m+1)^2-(其中，m為2以上的整數，AM為選自Na、K和Li的至少1種堿金屬元素)表示的鉍層狀鈣鈦礦型化合物形成的第2形狀各向異性粉末以及與該第2形狀各向異性粉末反應而至少生成所示第2鈣鈦礦型5價金屬酸堿金屬化合物的第2反應原料在熔劑(flux)中加熱，由此制成所述第1形狀各向異性粉末。?

即，層狀鈣鈦礦型化合物的板狀粉末起到用于生成各向異性鈣鈦礦型化合物的反應性模板的作用。將鉍層狀鈣鈦礦型化合物作為反應性模板來制造堿金屬鈮酸鹽等鈣鈦礦型5價金屬酸堿金屬化合物的情況下，得到的鈣鈦礦型5價金屬酸堿金屬化合物中不可避免地殘留所述反應性模板所含的Bi等A位成分作為雜質，因此難以獲得所期望的良好的壓電特性。?

然而，如果將鉍層狀鈣鈦礦型化合物(第2形狀各向異性粉末)和第2反應原料的組成最適化并在熔劑中加熱至共晶點或熔點，則可以將鉍層狀鈣鈦礦型化合物所含的A位成分(剩余A位成分)作為剩余成分排出。?

于是，專利文獻1中，首先將鉍層狀鈣鈦礦型化合物作為反應性模板來制造除去了所述剩余A位成分的第1形狀各向異性粉末，將該第1形狀各向異性粉末作為反應性模板來獲得具有取向性的鈣鈦礦型5價金屬酸堿金屬化合物。?

此外，所述鉍層狀鈣鈦礦型化合物通過熔劑法或水熱合成法等包含熱處理的方法制成，由此獲得組成最適化了的鉍層狀鈣鈦礦型化合物。?

專利文獻1：日本專利特開2003-12373號公報(權利要求2、3，段落編號[0064]、[0070]-[0075]等)?

發明的揭示?

然而，專利文獻1中，如上所述為了除去剩余A位成分，將鉍層狀鈣鈦礦型化合物和第2反應原料的組成最適化，但不容易找到這樣的最適化組成。即，所要求的壓電性能根據用途等而不同，所以作為最終生成物的結晶取向陶瓷的最適組成有多種，對應于這樣的多種結晶取向陶瓷，不容易找出鉍層狀鈣鈦礦型化合物和第2反應原料的最適組成。?

此外，專利文獻1中，為了制造鉍層狀鈣鈦礦型化合物而在熔劑法或水熱合成法等中進行熱處理，還為了將鉍層狀鈣鈦礦型化合物作為反應性模板來獲得第1形狀各向異性粉末而進行熱處理。因此，為了獲得作為結晶取?向陶瓷的反應性模板的第1形狀各向異性粉末，需要至少2次的熱處理工序，制造成本也升高。?

本發明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供作為用于制造非鉛類的結晶取向陶瓷的形狀各向異性陶瓷粒子，不需要煩雜的制造工序，以較低的制造成本就可獲得的形狀各向異性陶瓷粒子及其制造方法。?