[发明专利]铅系压电材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铅系压电材料及其制造方法。

背景技术

锆钛酸铅(PZT)等铅系压电材料用于各种设备中。

专利文献1中，作为将PZT适用于设备的方法之一，举出了烧结PZT粒子的方法。而且，专利文献1中，关于作为PZT粒子的制造方法的通常的固相法的问题点，举出了由于所得的PZT粒子的粒径大，因此需要高烧结温度这一点。

专利文献1中，为了降低烧结温度，提出了制造具有小粒径的PZT粒子的方法。特别是专利文献1中记载了通过搅拌Pb(NO₃)₂水溶液、ZrOCl₂水溶液、TiCl₄水溶液以及KOH水溶液来形成前体粒子，进而通过对该前体粒子进行水热处理来得到PZT粉末。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-116395号公报

发明内容

发明要解决的课题

于是，本发明人等注目于通过将压电材料的粒子用作晶种，能够使取向度高的晶体取向陶瓷生长这一点。晶种也被称作模板。

本发明的目的在于实现在二维排列时被覆率大、能够适宜地用作晶种的铅系压电材料。

解决课题的方法

本发明人等实现了尺寸小、粒径的均匀性高的新的铅系压电材料来作为能够用作晶种的铅系压电材料。而且发现了为了得到这种铅系压电材料而优选使用的材料。

本发明的第1观点的粒子状的铅系压电材料的平均粒径在5～30nm的范围内，由[粒径算术偏差/平均粒径]所表示的粒度分布为10％以下。方便起见，有时将该铅系压电材料称作“纳米粉体”。纳米粉体优选用于得到下述第2观点的铅系压电材料。

本发明的第2观点的粒子状的铅系压电材料的中位径小于1μm，由[粒径算术偏差/平均粒径]所表示的粒度分布为15％以下，全部粒子中85％以上具有立方体形状。

本发明的第3观点的铅系压电材料的制造方法是包含将用以形成上述第2观点的粒子的纳米粒子为核、通过水热法使粒子生长的工序的上述第2观点的铅系压电材料的制造方法。

发明效果

中位径小于1μm、由[粒径算术偏差/平均粒径]所表示的粒度分布为15％以下、全部粒子中85％以上具有立方体形状的粒子状的铅系压电材料在二维排列时被覆率大，优选用于晶体取向陶瓷的制造。

附图说明

图1是实施例1中所得的亚微粒子(サズミクロン粒子)的SEM图像。

具体实施方式

1.纳米粉体

在本说明书中，“纳米粉体”是指具有5～30nm的范围内的平均粒径以及由[粒径算术偏差/平均粒径]所表示的10％以下的粒度分布的粒子状的铅系压电材料。也就是说，纳米粉体是纳米尺寸的铅系压电材料的粒子(即纳米粒子)的集合体。

在本说明书中，“铅系压电材料”是指至少含有铅(Pb)的压电材料。

在本说明书中，“压电材料”包含被施加压力时产生电荷的物质以及被施加电场时变形的物质。在本说明书中，“压电”的概念包含“电致伸缩”。

铅系压电材料可以具有由通式ABO₃所表示的钙钛矿型晶体结构。另外，铅系压电材料可以含有氧，也可以除了铅和氧以外还含有2种以上的元素。具体而言，铅系压电材料可以具有在A位置和B位置含有总计3种以上元素的钙钛矿型晶体结构。

更加具体而言，铅系压电材料可以是选自由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和Pb(Zn，Nb)TiO₃所组成的组中的至少一种氧化物。