[发明专利]陶瓷的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷的制造方法，特别涉及作为例如压电体材料等电子材料使用的取向陶瓷的制造方法。

背景技术

在作为本发明背景的现有陶瓷的制造方法中，有层压陶瓷未烧结片，压接并烧结的方法。在该方法中，以不增大与加压轴垂直方向的面积的方式压制陶瓷未烧结片。采用该方法得到的陶瓷，结晶粒子不发生取向。所谓取向，表示形状异向性大的结晶粒子的方向全部一致的状态。

另一方面，目前，特别是例如作为压电体材料等电子材料使用的陶瓷，已知结晶粒子发生取向的取向陶瓷是有用的。例如，在压电体材料中，通过使Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅等层状钙钛矿化合物陶瓷发生取向，在圆柱状振子的厚度方向的基本振动中，机电耦合系数增大到通常的无取向陶瓷的约2.2倍，这可由T.TAKENAKA等的报告知道(Sensor andMaterials，Vol，1，35(1988))。而且，通过采用超导材料制造YBa₂Cu₃O_7-δ的取向陶瓷，与无取向陶瓷相比，临界电流密度提高到约12倍，这是由S.Jin等报告的(Physical Review B，vol.37，No.13，7850(1988))。

目前，作为取向陶瓷的制造方法，有热铸造法和模板颗粒生长法(Templated Grain Growth)(TGG)等。

T.TAKENAKA等采用热铸造法制造Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅取向陶瓷。所谓热铸造法是对成形体加压的同时进行热处理(烧结)的方法。采用该方法，可以得到取向度高的取向陶瓷。这时，取向陶瓷的取向度采用Rottgering法测定，达到了98％。

另外，Seong-Hyeon Hong等采用TGG法制造Bi₄(Ti_3.06Nb_0.04)O₁₂的取向陶瓷。所谓TGG法，是在成形之前预先混入具有形状异向性的陶瓷结晶粒子的方法。采用这种方法，用Rottgering法测定得到的取向陶瓷的取向度为96％，压电常数d33上升到无取向陶瓷的约1.5倍(J.Am.Ceram.Soc.，vol.83，113(2000))。

如上所述，采用现有的陶瓷制造方法，得到的陶瓷的结晶粒子不发生取向。

另一方面，采用上述热铸造法和TGG法，得到的陶瓷的结晶粒子发生取向。

但是，热铸造法除了需要采用可加压烧结的特殊热处理装置之外，还是采用间歇处理的热处理的制造方法，因此，成本变高，不适合大量生产。

与此相对，TGG法由于不需要采用间歇处理的加压烧结，因此适合于大量生产。

但是，采用TGG法，与热铸造法相比，得到的陶瓷的结晶粒子的取向度低。

为了提高取向化的特性，例如提高机电耦合系数，必须实现更高的取向度。对于取向度来说，因取向化陶瓷的种类、制造条件和评价方法等的不同而不同，因此难以进行单纯的比较，但是，通常，采用TGG法与热铸造法相比，难以获得高取向的陶瓷。

在表1中，表示我们进行的采用CaBi₄Ti₄O₁₅+0.5重量％MnCO₃的现有的陶瓷制造方法与热铸造法、TGG法的比较结果。

                      表1