[发明专利]形状各向异性粉末及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及由在特定的结晶面取向的取向粒子构成的形状各向异性粉末及其制造方法。

背景技术

最近，因人们对环境保护的意识的提高，排除Pb、Hg、Cd、Cr⁶⁺等重金属有害元素的倾向增强，以欧州为中心颁布并实施了使用禁止令（RoHS指令）。在电子材料的高功能化中起到重要作用的原材料的氧化铅（PbO），因涉及废弃处理问题而令人担心其环境问题，所以成为使用禁止令的对象。广泛在电子学、机电一体化、汽车等领域实用化的构成压电器件的压电材料以陶瓷为中心，正在开发单晶或厚膜、薄膜等多种多样的材料。占其大部分的压电陶瓷为Pb系钙钛矿型铁电体陶瓷，其主流为PbZrO₃-PbTiO₃（PZT），作为主成分含有大量的氧化铅，所以涉及废弃处理而存在同样的问题。

鉴于这样的状况，可以认为考虑到环境的无铅压电材料的研究成为当务之急且是必不可少的，与现在的PZT系压电陶瓷的性能匹敌的高性能非铅系压电陶瓷的研究开发正在成为世界关注的焦点。

其中近年来，对于铌酸盐系KNbO₃-NaNbO₃-LiNbO₃系陶瓷，研究出了具有比较高的压电特性的组成和制造方法，得到了居里温度大约为250℃、压电常数d33为400pm/V左右、性能接近可实用的陶瓷（非专利文献1）。

专利文献1中公开了一种结晶取向陶瓷及其制造方法，其中，所述结晶取向陶瓷是通过将在特定的结晶面取向的NaNbO₃等板状粉末和反应原料混合，并对该混合得到的混合物进行片材成形，将多片这样得到的片材进行层叠以制作层叠体，然后进行层叠体的压延、脱脂及静水压（CIP）处理，进而在氧中进行加热而得到的用通式：ABO₃表示的各向同性钙钛矿型化合物；由以A位点元素的主成分为K和/或Na，B位点元素的主成分为Nb、Sb和/或Ta的第1钙钛矿型碱金属5价金属酸盐化合物为主相的多晶构成，且构成该多晶的各晶粒的特定的结晶面有取向。

此外，专利文献2中也公开了通过对专利文献1进行改进，省略CIP处理，并考虑到批量生产率的制造方法。

另一方面，根据专利文献3，作为得到板状的钛酸金属化合物的方法，公开了如下的制造方法：在水性介质中，于120～300℃的反应温度下，利用水热合成法调配氧化钛、和A元素（选自Na、K、Rb、Cs之中的至少一种元素）的氧化物、氢氧化物或盐、和M元素（选自Li、Mg、Co、Ni、Zn、Mn（III）、Fe（III）之中的至少一种元素）的氧化物、氢氧化物或盐，然后使得到的层状钛酸盐与酸反应而转换成板状钛酸水合物，进而在加热下，于水性介质中，使板状钛酸水合物与选自Mg、Ca、Sr、Ba、Pb之中的至少一种元素的氧化物、氢氧化物或盐发生反应。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-12373号公报

专利文献2：日本特开2008-74693号公报

专利文献3：日本特开2007-22857号公报

非专利文献

非专利文献1：Y.Saito,H.Takao,T.Tani,T.Nonoyama,K.Takatori,T.Homma,T.Nagaya,and M.Nakamura,“Lead-free piezoceramics”,Nature,432,Nov.4,84-87（2004）

发明内容

发明所要解决的课题