Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4135701B2 - Ceramic powder and its precursor - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4135701B2 - Ceramic powder and its precursor - Google Patents

Ceramic powder and its precursor Download PDF

Info

Publication number
JP4135701B2
JP4135701B2 JP2004336289A JP2004336289A JP4135701B2 JP 4135701 B2 JP4135701 B2 JP 4135701B2 JP 2004336289 A JP2004336289 A JP 2004336289A JP 2004336289 A JP2004336289 A JP 2004336289A JP 4135701 B2 JP4135701 B2 JP 4135701B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
feo
ceramic powder
powder
babi
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004336289A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005112720A (en
Inventor
俊彦 谷
康善 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2004336289A priority Critical patent/JP4135701B2/en
Publication of JP2005112720A publication Critical patent/JP2005112720A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4135701B2 publication Critical patent/JP4135701B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

本発明は、配向セラミックスを作成する際の原料等として利用することができる、チタン酸ビスマス(Bi4Ti312)等のビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスの板状粒子よりなるセラミックス粉末及びその前駆体に関する。 The present invention is based on ceramic plate-like particles having a layered perovskite crystal structure containing bismuth such as bismuth titanate (Bi 4 Ti 3 O 12 ), which can be used as a raw material for producing oriented ceramics. The ceramic powder and its precursor.

高い平均アスペクト比を有する板状粒子よりなるセラミックス粉末を用いて、配向セラミックスを作成することが従来より知られている(実施形態例1参照)。
ここに配向セラミックスとは、多結晶セラミックスであって、これを構成する結晶粒子の結晶が一軸配向した状態にあるセラミックスである。
このようなセラミックスは多結晶ではあるが単結晶に近い特性を有しており、特に結晶配向性を有する各種電気的、磁気的性質等に優れている。
なお、上記各種電気的、磁気的性質としては、誘電性、焦電性、圧電性、強誘電性、磁性、イオン伝導性、電子伝導性、熱電性等を挙げることができる。
It has been conventionally known to produce oriented ceramics using ceramic powder made of plate-like particles having a high average aspect ratio (see Embodiment 1).
Here, the oriented ceramic is a polycrystalline ceramic, which is a ceramic in which crystals of crystal grains constituting the same are uniaxially oriented.
Such ceramics are polycrystalline but have characteristics close to single crystals, and are particularly excellent in various electrical and magnetic properties having crystal orientation.
Examples of the various electrical and magnetic properties include dielectricity, pyroelectricity, piezoelectricity, ferroelectricity, magnetism, ionic conductivity, electronic conductivity, and thermoelectricity.

このため、各種電気的、磁気的性質を利用した各種センサ、デバイスを上記配向セラミックスにて作成した場合には、優れた性能を有するこれらのセンサ、デバイスを得ることができる。
なお、上記各種センサ、デバイスとしては、加速度センサ、焦電センサ、超音波センサ、磁性センサ、電解センサ、温度センサ、ガスセンサなどのセンサ類、熱電変換、圧電トランスなどのエネルギー変換素子、圧電アクチュエータ、超音波モータ、レゾネータなどの低損失アクチュエータ、低損失レゾネータ、キャパシタ、イオン伝導体等を挙げることができる。
For this reason, when various sensors and devices using various electrical and magnetic properties are made of the above-mentioned oriented ceramics, these sensors and devices having excellent performance can be obtained.
The various sensors and devices include sensors such as acceleration sensors, pyroelectric sensors, ultrasonic sensors, magnetic sensors, electrolytic sensors, temperature sensors, gas sensors, energy conversion elements such as thermoelectric conversion and piezoelectric transformers, piezoelectric actuators, Examples thereof include a low-loss actuator such as an ultrasonic motor and a resonator, a low-loss resonator, a capacitor, and an ion conductor.

また、高い平均アスペクト比を有する板状粒子よりなるセラミックス粉末の利用方法としては、例えばその表面に各種電気的、磁気的性質に優れた機能材料層を設け複合材料とすることが挙げられる。
このような複合材料は、上記セラミックス粉末が高表面積、形状異方性を有することから、各種電気的、磁気的性質に優れ、かつその機能持性に異方性が現れる。よって、上記複合材料により、優れた化学センサ、電気粘性流体用分散粒子、蓄電デバイス、エネルギー変換デバイス等を作成することができる。
In addition, as a method for using ceramic powder composed of plate-like particles having a high average aspect ratio, for example, a composite material may be provided by providing various functional material layers having excellent electrical and magnetic properties on the surface thereof.
In such a composite material, since the ceramic powder has a high surface area and shape anisotropy, it is excellent in various electrical and magnetic properties and exhibits anisotropy in its functional properties. Therefore, an excellent chemical sensor, dispersed particles for electrorheological fluid, an electricity storage device, an energy conversion device, and the like can be produced using the composite material.

また、上記高い平均アスペクト比を有する板状粒子よりなるセラミックス粉末は、後述の実施形態例1及び3に示すごとく、通常の合成方法では配向セラミックスを得難いセラミックスを合成する際のホスト材料として使用することもできる。   In addition, the ceramic powder composed of plate-like particles having a high average aspect ratio is used as a host material when synthesizing ceramics that are difficult to obtain oriented ceramics by ordinary synthesis methods, as shown in Examples 1 and 3 described later. You can also.

なお、特に上記セラミックス粉末であって、その組成がチタン酸ビスマス(Bi4Ti312)等のビスマスを含有するものについては、配向圧電セラミックスの原料、配向熱電セラミックスの原料、電気粘性流体用分散粒子等に利用できる優れた性質を有している。 In particular, the above-mentioned ceramic powder having a composition containing bismuth such as bismuth titanate (Bi 4 Ti 3 O 12 ) is used as a raw material for oriented piezoelectric ceramics, a raw material for oriented thermoelectric ceramics, and an electrorheological fluid It has excellent properties that can be used for dispersed particles.

そして、このような板状粒子よりなるセラミックス粉末の製造方法としては、ビスマスやチタンよりなる塩化物、硫酸塩のフラックスを利用して合成する方法が知られている(非特許文献1参照)。   And as a manufacturing method of the ceramic powder which consists of such a plate-like particle | grain, the method of synthesize | combining using the flux of chloride and sulfate which consists of bismuth and titanium is known (refer nonpatent literature 1).

しかしながら、上記フラックスを利用した合成により得られたセラミックス粉末には塩素イオンや硫酸イオンのような不純物アニオンが残留する。そして、これら不純物アニオンを上記セラミックス粉末より洗浄・除去することは困難である。
そして、酸素を除くCl-1、NO3 -1、SO4 -2等の電界によって移動し易い不純物アニオンの量が多いほど、誘電体・強誘電体材料の絶縁性が低下することが知られている。
However, impurity anions such as chloride ions and sulfate ions remain in the ceramic powder obtained by the synthesis using the flux. It is difficult to clean and remove these impurity anions from the ceramic powder.
In addition, it is known that as the amount of impurity anions that easily move by an electric field such as Cl −1 , NO 3 −1 , and SO 4 −2 excluding oxygen increases, the insulating property of the dielectric / ferroelectric material decreases. ing.

従って、上記セラミックス粉末を用いて作成した配向セラミックスの絶縁性は低く、よって、これを用いて作成したコンデンサ、圧電セラミックス等は高電界下では性能が低かった。
また、上記セラミックス粉末をオイルに分散させ、電気粘性流体として利用することが知られている。しかし、この電気粘性流体の絶縁性が低いことから、これを用いて作成した電気クラッチは電気的損失が大きかった。
また、上記セラミックス粉末を用いてキャパシタなどを作成した場合にも、損失が高くなる。
Therefore, the insulating ceramic produced using the above ceramic powder has low insulation, and thus the capacitor, piezoelectric ceramic, etc. produced using this ceramic have low performance under a high electric field.
It is also known that the ceramic powder is dispersed in oil and used as an electrorheological fluid. However, since the insulating property of the electrorheological fluid is low, the electric clutch produced using the electrorheological fluid has a large electric loss.
Further, when a capacitor or the like is produced using the ceramic powder, the loss is increased.

更に、上記セラミックス粉末を焼成し、焼結体として利用することがある。しかしながら、焼結後もこれらの不純物アニオンが残留することから、上記焼結体の絶縁性も低かった(非特許文献2参照)。このため、この焼結体により作成した、誘電セラミックス等は性能が低かった。   Furthermore, the ceramic powder may be fired and used as a sintered body. However, since these impurity anions remain after sintering, the insulating property of the sintered body was also low (see Non-Patent Document 2). For this reason, the dielectric ceramics and the like prepared from this sintered body have low performance.

ところで、セラミックスの製造方法として、下記の非特許文献3に、以下の方法が示されている。
上記製造方法にかかるセラミックス原料は、Bi23粉末及びTiO2粉末よりなり、これらはモル比Bi23:TiO2=45:55の割合で含有されてなる。なお、このモル比は、この製造方法にて作成されるBi4Ti312を形成する必要な量よりもBi23が23モル%過剰である。
By the way, the following method is shown by the following nonpatent literature 3 as a manufacturing method of ceramics.
Ceramic material according to the manufacturing method described above, Bi 2 O 3 becomes from powder and TiO 2 powder, which is the molar ratio Bi 2 O 3: TiO 2 = 45: formed by a proportion of 55. In this molar ratio, Bi 2 O 3 is 23 mol% in excess of the necessary amount for forming Bi 4 Ti 3 O 12 produced by this production method.

まず、上記セラミックス原料をペレット状に成形、その後、該ペレットを750℃、48時間、次いで850℃、48時間にて仮焼、仮焼体となす。
その後、上記仮焼体を粉砕、粉砕セラミックスとなす。
次いで、上記粉砕セラミックスを再成形した後、1100℃、48時間にて本焼成、セラミックスを得た。
First, the ceramic raw material is formed into pellets, and then the pellets are calcined and calcined at 750 ° C. for 48 hours and then at 850 ° C. for 48 hours.
Thereafter, the calcined body is pulverized to obtain a pulverized ceramic.
Subsequently, after re-molding the pulverized ceramic, main firing was performed at 1100 ° C. for 48 hours to obtain a ceramic.

しかしながら、このセラミックスの配向度は低く、通常のセラミックスと殆どかわらない。
これは、仮に上記仮焼の際にBi4Ti312の平均アスペクト比の大きな板状の結晶粒子が生成したとしても、この板状の結晶粒子は仮焼体を粉砕する際に破壊されてしまうためである。
However, the degree of orientation of this ceramic is low and it is hardly different from ordinary ceramics.
Even if plate-like crystal particles having a large average aspect ratio of Bi 4 Ti 3 O 12 are produced during the calcination, the plate-like crystal particles are destroyed when the calcined body is pulverized. It is because it ends up.

一方、上記仮焼体は、Bi4Ti312の結晶粒子が過剰のBi23により強固に結合されたものである。このため、粉砕は長時間行う必要がある。よって、工程が高コストになる。
また、上記仮焼体が緻密になるにつれて、過剰のBi23を蒸発除去することは極めて困難となる。そのため、本焼成においても過剰Bi23の一部は残留し、得られたセラミックスの純度を低下させ、特性を害することもある。
On the other hand, in the calcined body, crystal grains of Bi 4 Ti 3 O 12 are firmly bonded with an excess of Bi 2 O 3 . For this reason, it is necessary to pulverize for a long time. Therefore, the process becomes expensive.
Further, as the calcined body becomes denser, it becomes extremely difficult to evaporate and remove excess Bi 2 O 3 . Therefore, even in the main firing, a part of the excess Bi 2 O 3 remains, and the purity of the obtained ceramic may be lowered and the characteristics may be impaired.

なお、セラミックス原料を過剰なBi23が発生しないような組成とした場合には、Bi4Ti312は固相反応により合成されることとなり、結晶粒子の平均アスペクト比が小さくなる。従って、これより配向セラミックスを得ることはホットフォージなどと組み合わせない限り、できない。さらに、これにより得られた配向セラミックスの配向度は低く、無配向のセラミックスとくらべて格別優れた性能を有してはいなかった(後述の比較試料C2、C3参照。)。 When the ceramic raw material has a composition that does not generate excessive Bi 2 O 3 , Bi 4 Ti 3 O 12 is synthesized by a solid-phase reaction, and the average aspect ratio of crystal grains is reduced. Therefore, it is not possible to obtain oriented ceramics from this unless it is combined with a hot forge or the like. Furthermore, the degree of orientation of the oriented ceramics obtained in this way was low, and it did not have exceptional performance compared with non-oriented ceramics (see comparative samples C2 and C3 described later).

Inoue,et al.,Ceramic Bull.,pp.704−708,1983年Inoue, et al. , Ceramic Bull. , Pp. 704-708, 1983 Inoue,et al.,窯業協会誌,Vol.92,pp416−419,1984年Inoue, et al. , Ceramic Association, Vol. 92, pp 416-419, 1984 日本セラミックス協会,96年会講演予稿集,P378(1996)The Ceramic Society of Japan, 1996 Proceedings, P378 (1996)

本発明は、かかる問題点に鑑み、配向度の高い配向セラミックスを作成可能で、高い絶縁性を有する、セラミックス粉末及びその前駆体を提供しようとするものである。   In view of such problems, the present invention is intended to provide a ceramic powder and a precursor thereof capable of producing oriented ceramics with a high degree of orientation and having high insulating properties.

本発明のセラミックス粉末は、各種センサ又はデバイスに用いる配向セラミックスを作製するためのセラミックス粉末であって、
該セラミックス粉末は、ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスの板状粒子よりなり、
該板状粒子の平均アスペクト比が3以上であり、
かつ上記セラミックス粉末における不純物アニオンの含有量が1000ppm以下であり
上記板状粉末の上記ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有する上記セラミックスは、Bi 4 Ti 3 12 (チタン酸ビスマス)、Bi 2 VO 5.5 、Bi 2 WO 6 、Bi 3 TiNbO 9 、Bi 3 TiTaO 9 、SrBi 2 Nb 2 9 、SrBi 2 Ta 2 9 、BaBi 2 Nb 2 9 、BaBi 2 Ta 2 9 、BaBi 3 Ti 2 NbO 12 、PbBi 2 Nb 2 9 、PbBi 2 Ta 2 9 、PrBi 3 Ti 3 12 、HoBi 3 Ti 3 12 、LaBi 3 Ti 3 12 、CaBi 4 Ti 4 15 、BaBi 4 Ti 4 15 、SrBi 4 Ti 4 15 、LaBi 4 Ti 3 FeO 15 、PrBi 4 Ti 3 FeO 15 、Ba 2 Bi 4 Ti 5 18 、Sr 2 Bi 4 Ti 5 18 、Pb 2 Bi 4 Ti 5 18 、Bi 5 Ti 3 FeO 15 、Bi 6 Ti 3 Fe 2 18 、Bi 9 Ti 3 Fe 5 27 、CaBi 5 Ti 4 FeO 18 、SrBi 5 Ti 4 FeO 18 、PbBi 5 Ti 4 FeO 18 、及びBaBi 5 Ti 4 FeO 18 から選ばれる1種の化合物からなるか、これらの化合物の2つ以上が組み合わさってなることを特徴とするセラミックス粉末にある。
The ceramic powder of the present invention is a ceramic powder for producing oriented ceramics used for various sensors or devices,
The ceramic powder is composed of ceramic plate-like particles having a layered perovskite crystal structure containing bismuth,
The average aspect ratio of the plate-like particles is 3 or more,
And the content of impurity anions in the ceramic powder is 1000 ppm or less ,
The ceramics having a layered perovskite crystal structure containing the bismuth of the plate-like powder are Bi 4 Ti 3 O 12 (bismuth titanate), Bi 2 VO 5.5 , Bi 2 WO 6 , Bi 3 TiNbO 9 , Bi 3. TiTaO 9 , SrBi 2 Nb 2 O 9 , SrBi 2 Ta 2 O 9 , BaBi 2 Nb 2 O 9 , BaBi 2 Ta 2 O 9 , BaBi 3 Ti 2 NbO 12 , PbBi 2 Nb 2 O 9 , PbBi 2 Ta 2 O 9 , PrBi 3 Ti 3 O 12 , HoBi 3 Ti 3 O 12 , LaBi 3 Ti 3 O 12 , CaBi 4 Ti 4 O 15 , BaBi 4 Ti 4 O 15 , SrBi 4 Ti 4 O 15 , LaBi 4 Ti 3 FeO 15 , PrBi 4 Ti 3 FeO 15, Ba 2 Bi 4 Ti 5 O 18, Sr 2 Bi 4 Ti 5 O 18, Pb 2 Bi 4 Ti 5 O 18, Bi 5 Ti 3 FeO 15, Bi 6 Ti 3 Fe 2 O 18 , Bi 9 Ti 3 Fe 5 O 27, CaBi 5 Ti 4 FeO 18, SrBi 5 Ti 4 FeO 18, PbBi 5 Ti 4 FeO 18, and BaBi 5 Ti 4 or consisting of a compound selected from FeO 18, these A ceramic powder comprising a combination of two or more compounds .

本発明にかかるビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスとしては、Bi4Ti312(チタン酸ビスマス)、Bi2VO5.5、Bi2WO6、Bi3TiNbO9、Bi3TiTaO9、SrBi2Nb29、SrBi2Ta29、BaBi2Nb29、BaBi2Ta29、BaBi3Ti2NbO12、PbBi2Nb29、PbBi2Ta29、PrBi3Ti312、HoBi3Ti312、LaBi3Ti312、CaBi4Ti415、BaBi4Ti415、SrBi4Ti415、LaBi4Ti3FeO15、PrBi4Ti3FeO15、Ba2Bi4Ti518、Sr2Bi4Ti518、Pb2Bi4Ti518、Bi5Ti3FeO15、Bi6Ti3Fe218、Bi9Ti3Fe527、CaBi5Ti4FeO18、SrBi5Ti4FeO18、PbBi5Ti4FeO18、BaBi5Ti4FeO18等を挙げることができる。また、これらの化合物の2つ以上が組み合わさった、混合層状ビスアス層状ペロブスカイトでもよい(例;J.Am.Ceram.Soc.78巻11号3142−44頁、1995年)。 Examples of ceramics having a layered perovskite crystal structure containing bismuth according to the present invention include Bi 4 Ti 3 O 12 (bismuth titanate), Bi 2 VO 5.5 , Bi 2 WO 6 , Bi 3 TiNbO 9 , Bi 3 TiTaO 9. , SrBi 2 Nb 2 O 9 , SrBi 2 Ta 2 O 9 , BaBi 2 Nb 2 O 9 , BaBi 2 Ta 2 O 9 , BaBi 3 Ti 2 NbO 12 , PbBi 2 Nb 2 O 9 , PbBi 2 Ta 2 O 9 , PrBi 3 Ti 3 O 12 , HoBi 3 Ti 3 O 12 , LaBi 3 Ti 3 O 12 , CaBi 4 Ti 4 O 15 , BaBi 4 Ti 4 O 15 , SrBi 4 Ti 4 O 15 , LaBi 4 Ti 3 FeO 15 , PrBi 4 Ti 3 FeO 15, Ba 2 Bi 4 Ti 5 O 18, Sr 2 Bi 4 Ti 5 O 18, Pb 2 Bi 4 Ti 5 O 18, Bi 5 Ti 3 FeO 15, Bi 6 Ti 3 Fe 2 O 18 Bi 9 Ti 3 Fe 5 O 27 , CaBi 5 Ti 4 FeO 18, SrBi 5 Ti 4 FeO 18, PbBi 5 Ti 4 FeO 18, can be mentioned BaBi 5 Ti 4 FeO 18 or the like. Further, a mixed layered bis-ass layered perovskite in which two or more of these compounds are combined may be used (for example, J. Am. Ceram. Soc. 78, 11: 3142-44, 1995).

上記板状粒子は平均アスペクト比が3以上である。このため、上記セラミックス粉末に対し、ドクターブレード成形、押出、圧延、一軸加圧、遠心成形、湿式加圧、非等方的加圧等の配向成形を施すことにより、板状粒子の長軸方向が揃った配向度の高い成形体を得ることができる。   The plate-like particles have an average aspect ratio of 3 or more. For this reason, by subjecting the ceramic powder to orientation molding such as doctor blade molding, extrusion, rolling, uniaxial pressing, centrifugal molding, wet pressing, and anisotropic pressing, the long axis direction of the plate-like particles It is possible to obtain a molded article with a high degree of orientation.

また、例えば、上記セラミックス粉末を電気絶縁性液体に懸濁させて電気粘性流体となし、該電気粘性流体を利用して電気クラッチなどのデバイスを作成した場合、電界印加時に大きな降伏応力を生じるという優れた性能を発揮することができる。   In addition, for example, when the ceramic powder is suspended in an electrically insulating liquid to form an electrorheological fluid, and a device such as an electric clutch is produced using the electrorheological fluid, a large yield stress is generated when an electric field is applied. Excellent performance can be demonstrated.

上記平均アスペクト比が3未満である場合には、無配向のものと同程度の性能のセラミックスしか作成することができないおそれがある。
なお、上記平均アスペクト比が10以上となった場合には、得られる効果が更に顕著となるため、好ましい。
また、上記平均アスペクト比の上限は特にないが、200を超えるような粒子は混合の際に取り扱いにくい。そのため、200以下とするのが好ましい。
When the average aspect ratio is less than 3, there is a possibility that only ceramics having the same performance as non-oriented ones can be produced.
In addition, since the effect acquired will become more remarkable when the said average aspect ratio becomes 10 or more, it is preferable.
There is no particular upper limit on the average aspect ratio, but particles exceeding 200 are difficult to handle during mixing. Therefore, it is preferably 200 or less.

上記セラミックス粉末における不純物アニオンの含有量は1000ppm以下である。
上記セラミックス粉末における不純物アニオンの含有量が1000ppmを超える場合には、上記セラミックス粉末を用いて作成した配向セラミックス、電気粘性流体の絶縁性が低下するおそれがある。
そのため、例えば、この電気粘性流体を用いてキャパシタを作成した場合には、損失が高くなるため、性能がおおいに低下するおそれがある。
The content of impurity anions in the ceramic powder is 1000 ppm or less.
When the content of impurity anions in the ceramic powder exceeds 1000 ppm, the insulating properties of the oriented ceramics and the electrorheological fluid produced using the ceramic powder may be lowered.
For this reason, for example, when a capacitor is formed using this electrorheological fluid, the loss increases, and thus the performance may be greatly reduced.

また、このような絶縁性の低下、損失の高さの度合いは、残留する不純物アニオンの種類、作成したデバイスの種類によって異なる。しかし、一般的には1000ppmを超える不純物アニオンが存在する場合に、無視できない性能低下が発生する。
なお、上記不純物アニオンとは、電界によって移動し易い、酸素を除くCl-1、NO3 -1、SO4 -2等のイオンを示している。
Further, the degree of such a decrease in insulation and the height of loss varies depending on the type of remaining impurity anions and the type of device produced. However, in general, when impurity anions exceeding 1000 ppm are present, performance degradation that cannot be ignored occurs.
Note that the impurity anion refers to ions such as Cl −1 , NO 3 −1 , and SO 4 −2 excluding oxygen that are easily moved by an electric field.

また、上記平均アスペクト比は走査型電子顕微鏡により上記板状粒子を撮影し、その長軸方向と短軸方向の寸法を計測、これらの寸法比より求めることができる。また、上記不純物アニオン量は化学分析にて求めることができる。   The average aspect ratio can be obtained from the dimensional ratio by photographing the plate-like particles with a scanning electron microscope and measuring the dimensions in the major axis direction and the minor axis direction. The amount of impurity anions can be determined by chemical analysis.

本発明の作用につき、以下に説明する。
本発明にかかるセラミックス粉末は、平均アスペクト比が3以上である板状粒子より構成され、不純物アニオンの含有量が1000ppm以下である板状粒子より構成されている。
このため、本発明にかかるセラミックス粉末は形状異方性が大きい。
The operation of the present invention will be described below.
The ceramic powder according to the present invention is composed of plate-like particles having an average aspect ratio of 3 or more, and is composed of plate-like particles having an impurity anion content of 1000 ppm or less.
For this reason, the ceramic powder according to the present invention has a large shape anisotropy.

従って、本発明にセラミックス粉末に対し、上述したドクターブレード成形等の配向成形を施すことにより、配向度の高い配向セラミックスを作成することができる。
なお、上記配向セラミックスは、上記セラミックス粉末を構成するビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造の結晶における擬正方晶のc軸、または上記層状ペロブスカイト型結晶構造の結晶をホスト材料として作成されたペロブスカイト型結晶構造の結晶における擬立方晶のa軸が一軸配向した状態にある。
Therefore, oriented ceramics having a high degree of orientation can be produced by subjecting the ceramic powder to orientation molding such as doctor blade molding as described above.
The oriented ceramics is a perovskite type produced using a pseudo-tetragonal c-axis in a layered perovskite crystal structure crystal containing bismuth constituting the ceramic powder, or a crystal of the layered perovskite crystal structure as a host material. The a-axis of the pseudo cubic crystal in the crystal having a crystal structure is in a uniaxially oriented state.

そして、上記配向セラミックスは、上述したごとく、結晶配向性を有する各種電気的、磁気的性質に優れており、これを用いて各種センサ、デバイスを作成することにより、優れた性能を有するこれらのセンサ、デバイスを得ることができる。
例えば、本発明にかかるBi4Ti312よりなるセラミックス粉末より、優れた圧電セラミックスを作成することができる。
And as above-mentioned, the above-mentioned oriented ceramics are excellent in various electrical and magnetic properties having crystal orientation, and these sensors have excellent performance by making various sensors and devices using this. Can get the device.
For example, an excellent piezoelectric ceramic can be produced from the ceramic powder made of Bi 4 Ti 3 O 12 according to the present invention.

また、本発明にかかるセラミックス粉末は絶縁性を低下させる原因となる不純物アニオンの量が少ない。
このため、本発明のセラミックス粉末は絶縁性に優れ、これより作成した誘電体、圧電体等は優れた性能を発揮する。そのため、優れたコンデンサ、圧電アクチュエータ等を作成することができる。
In addition, the ceramic powder according to the present invention has a small amount of impurity anions that cause a decrease in insulation.
For this reason, the ceramic powder of this invention is excellent in insulation, and the dielectric material, piezoelectric material, etc. which were created from this show the outstanding performance. Therefore, an excellent capacitor, piezoelectric actuator, etc. can be created.

以上のように、本発明によれば、配向度の高い配向セラミックスを作成可能で、高い絶縁性を有する、セラミックス粉末を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide oriented ceramics having a high degree of orientation and to provide ceramic powder having high insulation.

次に、上記セラミックス粉末の製造方法においては、得ようとするビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスを構成するBi以外の元素の酸化物または熱分解により酸化物となる化合物とBi23とよりなり、
かつ上記ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスを形成するのに必要な量よりもBi23が5モル%以上過剰であるセラミックス原料を準備し、
次いでこれらをBi23の融点以上に加熱することにより、ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスを形成する第一工程を行い、
得られたビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスを粉砕すると共に酸処理することにより、上記セラミックスの板状粒子よりなる粉末を形成する第二工程を行う。
Next, in the above method for producing a ceramic powder, an oxide of an element other than Bi constituting the ceramic having a layered perovskite crystal structure containing bismuth to be obtained, or a compound that becomes an oxide by thermal decomposition and Bi 2. O 3 and
And preparing a ceramic raw material in which Bi 2 O 3 is 5 mol% or more in excess of an amount necessary to form a ceramic having a layered perovskite crystal structure containing bismuth,
Next, the first step of forming ceramics having a layered perovskite crystal structure containing bismuth by heating them to the melting point of Bi 2 O 3 or more is performed.
The obtained ceramics having a layered perovskite crystal structure containing bismuth is pulverized and treated with an acid to perform a second step of forming a powder composed of the ceramic plate-like particles.

上記Bi以外の元素の酸化物の具体例としては、SrO、BaO、PbO、CaO、Pr23、Ho23、La23、TiO2、Nb25、Ta25、Fe23、V25、WO3などの酸化物を挙げることができる。 Specific examples of oxides of elements other than Bi include SrO, BaO, PbO, CaO, Pr 2 O 3 , Ho 2 O 3 , La 2 O 3 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Examples thereof include oxides such as Fe 2 O 3 , V 2 O 5 , and WO 3 .

また、アルカリ土類金属のように二酸化炭素を含む大気中では酸化物が安定でない元素については上記酸化物に代えて熱分解により酸化物となる化合物を用いてもよい。
上記化合物としては、炭酸塩、水酸化物、有機金属化合物等が挙げられる。上記水酸化物としては、水酸化チタン、水酸化鉄等が挙げられ、上記有機金属化合物としては、金属アルコキシド(チタンイソプロオキシド、ナトリウムエトキシド等)、酢酸鉛、酢酸ランタン等が挙げられる。その中でも、炭酸塩、水酸化物、有機金属化合物のように熱分解によって酸化物となり、かつ不純物アニオンの源とならない化合物を用いるのがよい。
しかし、酸化物を利用できるものについては、酸化物を利用するほうがより好ましい。
また、上記セラミックス原料の一部として炭酸塩を用いた場合は、炭酸塩の分解を促進するために、第一工程における加熱は減圧下で行うことがより好ましい。
Further, for an element whose oxide is not stable in the atmosphere containing carbon dioxide such as an alkaline earth metal, a compound that becomes an oxide by thermal decomposition may be used instead of the oxide.
Examples of the compound include carbonates, hydroxides, and organometallic compounds. Examples of the hydroxide include titanium hydroxide and iron hydroxide, and examples of the organometallic compound include metal alkoxide (titanium isoprooxide, sodium ethoxide, etc.), lead acetate, lanthanum acetate, and the like. Among them, it is preferable to use a compound that becomes an oxide by thermal decomposition and does not become a source of impurity anions, such as carbonate, hydroxide, and organometallic compound.
However, it is more preferable to use oxides that can use oxides.
In addition, when carbonate is used as a part of the ceramic raw material, it is more preferable to perform heating in the first step under reduced pressure in order to promote decomposition of the carbonate.

上記セラミックス原料において、Bi23の過剰量が5モル%未満である場合には、平均アスペクト比の高いセラミックス粉末を得ることができなくなるおそれがある。
また、過剰量の上限は特にないが、過剰量が100モル%を超えても効果は飽和するため、増量することが無意味となる。その上、第二工程においてBi23を完全に除去することが困難となり、純度の低いセラミックス粉末しか得られないおそれがある。
When the excess amount of Bi 2 O 3 in the ceramic raw material is less than 5 mol%, there is a possibility that a ceramic powder having a high average aspect ratio cannot be obtained.
Moreover, although there is no upper limit in particular of excess amount, even if an excess amount exceeds 100 mol%, since an effect will be saturated, it will become meaningless to increase the amount. In addition, it is difficult to completely remove Bi 2 O 3 in the second step, and there is a possibility that only ceramic powder with low purity can be obtained.

また、上記第一工程における加熱は、酸素を含む雰囲気中、温度824〜1100℃、少なくとも30分保持することにより行うことが好ましい。
また、上記雰囲気は大気でも良いが、酸素雰囲気がより好ましい。
これにより、より板状結晶の生成を促進することができる。これは、後述するごとく、ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造におけるBi22層の中央には酸素の並ぶ面がc面と平行に存在し、上記第一工程を酸素雰囲気中で行うことにより、気相との界面エネルギーをより小さくすることができるからである。
Moreover, it is preferable to perform the heating in said 1st process by hold | maintaining at a temperature of 824-1100 degreeC for at least 30 minutes in the atmosphere containing oxygen.
The atmosphere may be air, but an oxygen atmosphere is more preferable.
Thereby, the production | generation of a plate-shaped crystal can be accelerated | stimulated more. This is because, as will be described later, in the center of the Bi 2 O 2 layer in the layered perovskite crystal structure containing bismuth, there is an oxygen-aligned plane parallel to the c-plane, and the first step is performed in an oxygen atmosphere. This is because the interfacial energy with the gas phase can be further reduced.

また、第一工程の終了後の上記温度からの降温速度は、毎時50℃以上、より好ましくは毎時100℃以上の速度が好ましい。上記降温速度が遅い場合には、大きな少数の単結晶が生成し、多数の板状粉末を得ることができなくなるおそれがある。   Moreover, the rate of temperature decrease from the above temperature after the end of the first step is preferably 50 ° C. or more, more preferably 100 ° C. or more per hour. When the temperature lowering rate is slow, a large number of single crystals may be formed, and a large number of plate-like powders may not be obtained.

次に、上記第二工程における粉砕は、湿式ボールミル粉砕により行うことが好ましい。これにより、酸処理において酸を隅々にまで行き渡らせ、過剰Bi23を完全に除去することができる。また、大きさの均一な板状粒子よりなるセラミックス粉末を作成することができる。 Next, the pulverization in the second step is preferably performed by wet ball milling. Thereby, acid can be spread to every corner in the acid treatment, and excess Bi 2 O 3 can be completely removed. Moreover, the ceramic powder which consists of plate-shaped particle | grains with a uniform magnitude | size can be created.

また、上記湿式ボールミル粉砕に際しては、直径3mm以上のボールを用いるのが好ましい。ボールの大きさが直径3mm未満である場合には、形成された板状粒子が更に微粉砕され、平均アスペクト比が小さくなってしまうおそれがある。
また、上記湿式ボールミル粉砕に際しては、毎分30回から200回程度の回転速度にて行うことが好ましい。
In the wet ball milling, balls having a diameter of 3 mm or more are preferably used. When the size of the ball is less than 3 mm in diameter, the formed plate-like particles may be further pulverized and the average aspect ratio may be reduced.
The wet ball milling is preferably performed at a rotational speed of about 30 to 200 times per minute.

次に、上記第二工程における酸処理にはいかなる無機酸をも用いることができる。その中でも特に塩酸と硝酸とが好ましい。更には、Bi23との反応物が水溶性であり、除去が容易な硝酸を使用することがより好ましい。
上記酸処理における酸の量としては、過剰Bi23と反応する化学当量よりも多い量、できれば20モル%以上過剰な量である事が好ましい。酸の濃度としては0.01〜10規定の範囲である事が好ましい。ただし、硝酸の処理時間が長すぎると、Biを含む層状ペロブスカイト型結晶構造からもBiが抽出されてしまうため、処理時間が長すぎないようにする必要がある。通常は1時間以内の処理で充分過剰Biが除去できる。
Next, any inorganic acid can be used for the acid treatment in the second step. Of these, hydrochloric acid and nitric acid are particularly preferred. Furthermore, it is more preferable to use nitric acid, which is a water-soluble reactant with Bi 2 O 3 and can be easily removed.
The amount of acid in the acid treatment is preferably larger than the chemical equivalent that reacts with excess Bi 2 O 3 , preferably 20 mol% or more. The acid concentration is preferably in the range of 0.01 to 10 N. However, if the treatment time of nitric acid is too long, Bi is also extracted from the layered perovskite crystal structure containing Bi, so the treatment time must not be too long. Usually, excessive Bi can be removed by treatment within 1 hour.

次に、上記第二工程の終了後の後処理として、得られたセラミックス粉末の表面に付着した酸中の不純物アニオン、あるいは不純物アニオンとビスマスとの化合物を速やかに洗浄除去する事が好ましい。
このためには、酸を除去した後の粉末をアンモニア水のような弱アルカリ水溶液で洗浄するのが望ましい。また、上記洗浄後に更に数回のイオン交換水、望ましくは蒸留水により、洗浄することが好ましい。
Next, as post-treatment after the completion of the second step, it is preferable that the impurity anions in the acid adhering to the surface of the obtained ceramic powder or the compound of the impurity anions and bismuth be quickly washed away.
For this purpose, it is desirable to wash the powder after removing the acid with a weak alkaline aqueous solution such as aqueous ammonia. Moreover, it is preferable to wash with ion exchange water several times after the washing, preferably with distilled water.

次に、上記セラミックス粉末の製造方法の作用につき以下説明する。
上記製造方法においては、セラミックス原料中のBi23の量が過剰であり、また第一工程にてセラミックス原料をBi23の融点以上の温度に保持する。
これにより、第一工程においては液相のBi23が生じ、Bi23の分量が過剰であることから、液相Bi23存在下でビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスの合成、粒成長が進行する。
Next, the operation of the ceramic powder manufacturing method will be described below.
In the above production method, the amount of Bi 2 O 3 in the ceramic raw material is excessive, and the ceramic raw material is maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of Bi 2 O 3 in the first step.
Thereby, in the first step, Bi 2 O 3 in the liquid phase is generated, and the amount of Bi 2 O 3 is excessive, so that a layered perovskite crystal structure containing bismuth in the presence of the liquid phase Bi 2 O 3 is formed. The synthesis and grain growth of the ceramics it has proceeded.

このため、固相反応に比べて原子の拡散が容易となり、結晶構造における表面エネルギーの低い面を長軸方向に垂直な広がり面とした板状結晶を容易に生成することができる。
また、上記第一工程における板状結晶の生成は短時間で終了するため、製造工程が短時間となり、製造コストを安価とすることができる。
For this reason, atom diffusion is facilitated as compared with the solid phase reaction, and a plate-like crystal having a surface with a low surface energy in the crystal structure and a spreading surface perpendicular to the major axis direction can be easily generated.
Moreover, since the production | generation of the plate-shaped crystal | crystallization in said 1st process is complete | finished in a short time, a manufacturing process can be shortened and manufacturing cost can be made cheap.

ところで、一般に、ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造では、連結したペロブスカイト単位セルの間にBi22層が存在する。このため、液相Bi23との間の界面エネルギーが低くなる。よって、ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造が液相Bi23に覆われた場合、c面を界面とする板状粒子はエネルギー的な利得が大きくなる。
即ち、c面が結晶構造における表面エネルギーの低い面となる。
By the way, in general, in a layered perovskite crystal structure containing bismuth, a Bi 2 O 2 layer exists between connected perovskite unit cells. For this reason, the interface energy between the liquid phase Bi 2 O 3 is lowered. Therefore, when the layered perovskite crystal structure containing bismuth is covered with the liquid phase Bi 2 O 3 , the plate-like particles having the c-plane interface have a high energy gain.
That is, the c-plane is a surface having a low surface energy in the crystal structure.

従って、第一工程においては、ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造におけるc面を長軸方向に垂直な広がり面とした板状結晶を容易に生成することができる。
以上により、上記第一工程により、上記板状結晶が過剰に存在するBi23により結合したセラミックス(前駆体)を得ることができる。
Therefore, in the first step, a plate-like crystal having a c-plane in the layered perovskite crystal structure containing bismuth and having a spreading plane perpendicular to the major axis direction can be easily generated.
As described above, the ceramic (precursor) bonded with Bi 2 O 3 in which the plate crystals are excessively present can be obtained by the first step.

そして、上記第二工程においては、第一工程において得られたセラミックス(前駆体)を粉砕すると共に酸処理する。
上記酸処理により、上記過剰のBi23が溶解・除去されるため、上記第一工程にて得られた板状結晶の形状を壊すことなくBi23を除去することができる。
In the second step, the ceramic (precursor) obtained in the first step is pulverized and acid-treated.
Since the excess Bi 2 O 3 is dissolved and removed by the acid treatment, Bi 2 O 3 can be removed without destroying the shape of the plate crystal obtained in the first step.

そして、上記第一工程及び第二工程を経て得られたセラミックス粉末を構成する板状粒子とは、第一工程において生成したビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造におけるc面を長軸方向に垂直な広がり面とした板状結晶である。
そのため、本発明によれば、平均アスペクト比の高い板状粉末よりなるセラミックス粉末を得ることができる。
The plate-like particles constituting the ceramic powder obtained through the first step and the second step are perpendicular to the major axis in the c-plane of the layered perovskite crystal structure containing bismuth produced in the first step. It is a plate-like crystal with a broad surface.
Therefore, according to the present invention, a ceramic powder made of a plate-like powder having a high average aspect ratio can be obtained.

更に、上記製造方法においては、セラミックス原料として上述した酸化物または熱分解により酸化物となる化合物とBi23とを用いてなり、このセラミックス原料中には不純物アニオンが含まれていない。従って、この製造方法において、不純物アニオンが混入する可能性があるのは第二工程における酸処理だけである。
従って、従来の塩化物、硫酸塩を原料とする合成方法と比較して不純物アニオンの含有量の少ないセラミックス粉末を得ることができる。
Further, in the above manufacturing method, the above-described oxide or a compound that becomes an oxide by thermal decomposition and Bi 2 O 3 are used as the ceramic raw material, and no impurity anion is contained in the ceramic raw material. Therefore, in this production method, the impurity anion may be mixed only in the acid treatment in the second step.
Therefore, a ceramic powder having a low content of impurity anions can be obtained as compared with conventional synthesis methods using chlorides and sulfates as raw materials.

以上により、上記製造方法によれば、上記の優れたセラミックス粉末を得ることができる。   As mentioned above, according to the said manufacturing method, said outstanding ceramic powder can be obtained.

実施形態例1
本発明の実施形態例にかかるセラミックス粉末とその製造方法、またこれを用いて作成した配向セラミックスにつき説明する。
本例のセラミックス粉末はビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスであるBi4Ti312の板状粒子よりなるセラミックス粉末である。
上記板状粒子の平均アスペクト比は3以上であり、かつ上記セラミックス粉末における不純物アニオンの含有量が1000ppm以下である。
Embodiment 1
A ceramic powder according to an embodiment of the present invention, a method for producing the same, and an oriented ceramic produced using the ceramic powder will be described.
The ceramic powder of this example is a ceramic powder made of plate-like particles of Bi 4 Ti 3 O 12 which is a ceramic having a layered perovskite crystal structure containing bismuth.
The average aspect ratio of the plate-like particles is 3 or more, and the content of impurity anions in the ceramic powder is 1000 ppm or less.

また、上記セラミックス粉末の製造方法につき説明する。
得ようとするビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックス、即ちBi4Ti312を構成するBi以外の元素、即ちTiの酸化物であるTiO2とBi23とよりなり、かつ上記セラミックスを形成するのに必要な量よりもBi23が10モル%過剰であるセラミックス原料を準備する。
The method for producing the ceramic powder will be described.
A ceramic having a layered perovskite crystal structure containing bismuth to be obtained, that is, an element other than Bi constituting Bi 4 Ti 3 O 12, that is, Ti oxides of TiO 2 and Bi 2 O 3 , In addition, a ceramic raw material in which Bi 2 O 3 is 10 mol% in excess of the amount necessary to form the ceramic is prepared.

次いで、これらをBi23の融点以上の温度、即ち900℃に加熱することにより、Bi4Ti312よりなるセラミックスを形成する第一工程を行い、得られたセラミックス(前駆体)を粉砕すると共に酸処理することにより、上記セラミックスの板状粒子よりなる粉末を形成する第二工程を行う。 Next, by heating them to a temperature equal to or higher than the melting point of Bi 2 O 3 , that is, 900 ° C., a first step of forming ceramics made of Bi 4 Ti 3 O 12 is performed, and the obtained ceramics (precursor) is obtained. The 2nd process of forming the powder which consists of said ceramic plate-shaped particle | grains by grind | pulverizing and acid-treating is performed.

次に、上記セラミックス粉末の製造方法につき詳細に説明する。
本例の製造方法にて使用するセラミックス原料はBi23粉末及びTiO2粉末よりなり、これらはモル比Bi23:TiO2=2.2:3の割合で含有されてなる。即ち、このセラミックス原料においては、Biが10モル%過剰である。
上記セラミックス原料を水と共にボールミルで混合し、これを大気中または酸素中、900℃で4時間加熱し、第一工程を行い、反応生成物としてセラミックス(前駆体)を得た。
Next, the manufacturing method of the ceramic powder will be described in detail.
The ceramic raw material used in the production method of this example is composed of Bi 2 O 3 powder and TiO 2 powder, and these are contained in a molar ratio Bi 2 O 3 : TiO 2 = 2.2: 3. That is, in this ceramic raw material, Bi is excessive by 10 mol%.
The ceramic raw material was mixed with water by a ball mill, and this was heated in the air or in oxygen at 900 ° C. for 4 hours, and the first step was performed to obtain a ceramic (precursor) as a reaction product.

上記セラミックス(前駆体)を1規定の硝酸中、ジルコニアボールを用いた湿式ボールミルにて1時間混合し、第二工程を行い、スラリー状の物質を得た。
その後、上記スラリーを吸引濾過し、得られた物質をアンモニア水及びイオン交換水にて充分に洗浄した。
その後、上記洗浄物を乾燥し、セラミックス粉末を得た。
そして、第一工程を大気中で行うことにより得られたセラミックス粉末を試料1、酸素中で行うことにより得られたセラミックス粉末を試料2とする。
The ceramics (precursor) was mixed in 1N nitric acid with a wet ball mill using zirconia balls for 1 hour, and the second step was performed to obtain a slurry-like substance.
Thereafter, the slurry was subjected to suction filtration, and the obtained substance was sufficiently washed with ammonia water and ion exchange water.
Thereafter, the washed product was dried to obtain a ceramic powder.
The ceramic powder obtained by performing the first step in the atmosphere is designated as sample 1, and the ceramic powder obtained by carrying out in oxygen is designated as sample 2.

試料1及び試料2にかかるセラミックス粉末をX線回折にて調べたところ、これらはBi4Ti312であることが確認できた。
また、試料1及び試料2に残留した不純物アニオン(硝酸イオン及び塩素イオン)を還元蒸留/インドフェノール青吸光度法及び電位差滴定法を用いて調べたところ、これらの不純物アニオンは検出されなかった。即ち、上記試料1及び試料2に含まれる不純物アニオンは500ppm未満であることが分かった。
When the ceramic powder concerning Sample 1 and Sample 2 was examined by X-ray diffraction, it was confirmed that these were Bi 4 Ti 3 O 12 .
Further, when impurity anions (nitrate ions and chloride ions) remaining in Sample 1 and Sample 2 were examined using a reductive distillation / indophenol blue absorbance method and potentiometric titration method, these impurity anions were not detected. That is, it was found that the impurity anions contained in Sample 1 and Sample 2 were less than 500 ppm.

次に、上記試料1を走査型電子顕微鏡にて観察、その長軸方向と短軸方向の寸法の計測により平均アスペクト比を求めたところ約4.6であった。また、上記試料2が約6.3であった。   Next, when the sample 1 was observed with a scanning electron microscope and the average aspect ratio was determined by measuring the dimensions in the major axis direction and the minor axis direction, it was about 4.6. Sample 2 was about 6.3.

次に、上記試料1にかかるセラミックス粉末をホスト材料として、Bi0.5Na0.5TiO3よりなる配向セラミックスを製造する方法及びこれにより得られた配向セラミックスについて説明する。
ホスト材料である上記試料1にゲスト材料であるNa2CO3、TiO2、Bi23を混合する。この混合物をドクターブレード成形し、成形体とする。得られた成形体を圧延、圧延体となす。
Next, a method for producing oriented ceramics made of Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3 using the ceramic powder according to Sample 1 as a host material and the oriented ceramics obtained thereby will be described.
The sample 1 which is a host material is mixed with Na 2 CO 3 , TiO 2 and Bi 2 O 3 which are guest materials. This mixture is subjected to doctor blade molding to obtain a molded body. The obtained molded body is rolled to obtain a rolled body.

次に、上記圧延体を静水圧加圧する。その後、酸素中、1150℃で10時間でこれを焼結、焼結体とした。
得られた焼結体中のBi0.5Na0.5TiO3よりなるペロブスカイト相は擬立方晶表示の(100)面が一軸優先配向しており、Lotgering法による配向度は30%であった。
即ち、試料1より配向セラミックスを製造することができた。
Next, hydrostatic pressure is applied to the rolled body. Thereafter, this was sintered at 1150 ° C. for 10 hours in oxygen to obtain a sintered body.
The perovskite phase composed of Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3 in the obtained sintered body had a (100) plane uniaxially preferentially expressed in pseudo cubic crystal, and the degree of orientation by the Lottgering method was 30%.
That is, oriented ceramics could be produced from Sample 1.

次に、比較試料C1について説明する。
これは、上記試料1及び試料2と同様のセラミックス原料を用いたが、第一工程における焼成の条件を違えたため、平均アスペクト比の小さいセラミックス粉末が生成した例である。
まず、上記試料1及び試料2を製造した際に用いたセラミックス原料を準備する。上記セラミックス原料を大気中、温度800℃で4時間加熱、セラミックスを得た。
Next, the comparative sample C1 will be described.
This is an example in which ceramic raw materials similar to those of Sample 1 and Sample 2 were used, but ceramic powder having a small average aspect ratio was generated because the firing conditions in the first step were different.
First, the ceramic raw material used when manufacturing the sample 1 and the sample 2 is prepared. The ceramic raw material was heated in the atmosphere at a temperature of 800 ° C. for 4 hours to obtain a ceramic.

得られたセラミックスを上述の試料1及び試料2と同様のプロセスを利用し、1規定の硝酸中、ジルコニアボールを用いた湿式ボールミルにて1時間混合、第二工程を行い、スラリー状の物質を得た。
その後、上記スラリーを吸引濾過し、得られた物質をアンモニア水及びイオン交換水にて充分に洗浄した。その後、上記洗浄物を乾燥し、比較試料C1にかかるセラミックス粉末を得た。
The obtained ceramics were mixed in 1N nitric acid in a wet ball mill using zirconia balls for 1 hour using the same process as Sample 1 and Sample 2 described above, and the second step was performed. Obtained.
Thereafter, the slurry was subjected to suction filtration, and the obtained substance was sufficiently washed with ammonia water and ion exchange water. Thereafter, the washed product was dried to obtain a ceramic powder according to comparative sample C1.

上記比較試料C1はX線回折によればBi4Ti312であったが、粉末の形状は球形状に近く、大半は平均アスペクト比が1.5以下であった。
また、上記比較試料C1を、試料1と同様に、これをホスト材料として、Bi0.5Na0.5TiO3よりなる焼結体を作成した。
しかし、この焼結体の配向度は7%であり、優れた配向セラミックスとは言い難いかった。また、各種特性も無配向のセラミックスと変わらなかった。
The comparative sample C1 was Bi 4 Ti 3 O 12 according to X-ray diffraction, but the shape of the powder was close to a spherical shape and most had an average aspect ratio of 1.5 or less.
Further, in the same manner as the sample 1, the above-described comparative sample C1 was used as a host material to prepare a sintered body made of Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3 .
However, the degree of orientation of this sintered body was 7%, and it was difficult to say that it was an excellent oriented ceramic. Moreover, various characteristics were not different from non-oriented ceramics.

次に、比較試料C2、C3について説明する。
これらは、Bi4Ti312を形成するに必要十分な分量のBi23とTiO2とよりなるセラミックス原料を使用した例である。
まず、Bi23粉末及びTiO2粉末がモル比Bi23:TiO2=2:3の割合で含有されてなるセラミックス原料を準備する。
Next, comparative samples C2 and C3 will be described.
These are examples in which a ceramic raw material composed of Bi 2 O 3 and TiO 2 in an amount necessary and sufficient to form Bi 4 Ti 3 O 12 is used.
First, a ceramic raw material containing Bi 2 O 3 powder and TiO 2 powder in a molar ratio Bi 2 O 3 : TiO 2 = 2: 3 is prepared.

上記セラミックス原料を水と共にボールミルで混合し、これを大気中または酸素中、900℃で4時間加熱し、反応生成物としてセラミックスを得た。
次に、得られたセラミックスを1規定の硝酸中、ジルコニアボールを用いた湿式ボールミルにて1時間混合し、スラリー状の物質を得た。
その後、上記スラリーを吸引濾過し、得られた物質をアンモニア水及びイオン交換水にて充分に洗浄、得られた洗浄物を乾燥し、セラミックス粉末を得た。
そして、加熱を大気中で行うことにより得られたセラミックス粉末を比較試料C2、酸素中で行うことにより得られたセラミックス粉末を比較試料C3とする。
The ceramic raw material was mixed with water by a ball mill, and this was heated in the atmosphere or oxygen at 900 ° C. for 4 hours to obtain a ceramic as a reaction product.
Next, the obtained ceramic was mixed in 1N nitric acid with a wet ball mill using zirconia balls for 1 hour to obtain a slurry-like substance.
Thereafter, the slurry was subjected to suction filtration, the obtained substance was sufficiently washed with ammonia water and ion exchange water, and the obtained washed product was dried to obtain a ceramic powder.
The ceramic powder obtained by heating in the atmosphere is referred to as a comparative sample C2, and the ceramic powder obtained by performing in oxygen is referred to as a comparative sample C3.

上記比較試料C2及びC3にかかるセラミックス粉末をX線回折にて調べたところ、これらはBi4Ti312であることが確認できた。
また、比較試料C2及びC3の形状はいずれも球形状に近く、殆どの粉末は平均アスペクト比が1.5以下であった。
また、上記比較試料C2を試料1と同様に、これをホスト材料として、Bi0.5Na0.5TiO3焼結体を作成したところ、その配向度は8%であり、優れた配向セラミックスとは言い難いかった。また、各種特性も無配向のセラミックスと変わらなかった。
When the ceramic powder according to the comparative samples C2 and C3 was examined by X-ray diffraction, it was confirmed that these were Bi 4 Ti 3 O 12 .
Further, the shapes of the comparative samples C2 and C3 were both close to a spherical shape, and most of the powders had an average aspect ratio of 1.5 or less.
Further, a Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3 sintered body was prepared by using the comparative sample C2 as a host material in the same manner as the sample 1, and the degree of orientation was 8%, which is not an excellent oriented ceramic. won. Moreover, various characteristics were not different from non-oriented ceramics.

以上により、本例にかかるセラミックス粉末からは配向度の高い優れた配向セラミックスを作成することができることが分かった。また、本例にかかる製造方法からは、平均アスペクト比が大きく、不純物アニオンの含有量が少ないセラミックス粉末を得ることができることが分かった。   From the above, it has been found that an excellent oriented ceramic with a high degree of orientation can be produced from the ceramic powder according to this example. Moreover, it turned out that the ceramic powder with a large average aspect-ratio and few content of impurity anions can be obtained from the manufacturing method concerning this example.

実施形態例2
本例は第二工程の酸処理に当たって塩酸を用いた、セラミックス粉末の製造方法である。
本例の製造方法において使用したセラミックス原料は、実施形態例1の試料1を作成した場合と同様のセラミックス原料である。そして、上記セラミックス原料に対し、実施形態例1の試料1を作成した場合と同様の第一工程を施し、反応生成物としてセラミックス(前駆体)を得た。
次に、上記セラミックスを1規定の塩酸中、ジルコニアボールを用いた湿式ボールミルにて1時間混合し、第二工程を行い、スラリー状の物質を得た。
Embodiment 2
This example is a method for producing a ceramic powder using hydrochloric acid for the acid treatment in the second step.
The ceramic raw material used in the manufacturing method of this example is the same ceramic raw material as that in the case of preparing the sample 1 of the first embodiment. And the same 1st process as the case where the sample 1 of Embodiment 1 was created was given with respect to the said ceramic raw material, and ceramics (precursor) was obtained as a reaction product.
Next, the ceramics were mixed in 1N hydrochloric acid in a wet ball mill using zirconia balls for 1 hour, and the second step was performed to obtain a slurry-like substance.

次に、上記スラリーを吸引濾過し、得られた物質をアンモニア水及びイオン交換水にて充分に洗浄、この洗浄物を乾燥しセラミックス粉末を得た。
そして、第一工程を大気中で行うことにより得られたセラミックス粉末を試料3、酸素中で行うことにより得られたセラミックス粉末を試料4とする。
Next, the slurry was subjected to suction filtration, the obtained substance was sufficiently washed with ammonia water and ion exchange water, and the washed product was dried to obtain a ceramic powder.
The ceramic powder obtained by performing the first step in the atmosphere is designated as sample 3, and the ceramic powder obtained by carrying out in oxygen is designated as sample 4.

試料3及び試料4にかかるセラミックス粉末をX線回折にて調べたところ、これらはBi4Ti312であることが確認できた。
また、試料3及び試料4に残留した不純物アニオン(塩素イオン)を実施形態例1と同様にして調べたところ、900ppmの残留塩素が検出された。また、実施形態例1と同様にして調べたところ、上記試料3の平均アスペクト比は約3.9、試料4は約6.0であった。
即ち、第二工程の酸処理に塩酸を用いた場合であっても、本発明にかかるセラミックス粉末を得られたことが分かった。
When the ceramic powder concerning Sample 3 and Sample 4 was examined by X-ray diffraction, it was confirmed that these were Bi 4 Ti 3 O 12 .
Further, when impurity anions (chlorine ions) remaining in Sample 3 and Sample 4 were examined in the same manner as in Example 1, 900 ppm of residual chlorine was detected. When examined in the same manner as in Example 1, the average aspect ratio of Sample 3 was about 3.9, and Sample 4 was about 6.0.
That is, it was found that the ceramic powder according to the present invention was obtained even when hydrochloric acid was used for the acid treatment in the second step.

実施形態例3
本例はBi23がより過剰に含まれたセラミックス原料を用いたセラミックス粉末の製造方法、得られたセラミックス粉末の性能、またこのセラミックス粉末より作成した配向セラミックスにつき説明するものである。
Embodiment 3
In this example, a ceramic powder manufacturing method using a ceramic raw material containing Bi 2 O 3 in excess will be described, the performance of the obtained ceramic powder, and oriented ceramics prepared from this ceramic powder.

本例にて使用するセラミックス原料はBi23粉末及びTiO2粉末よりなり、これらはモル比Bi23:TiO2=1:1の割合で含有されてなる。即ち、このセラミックス原料においては、Biが50モル%過剰である。
上記セラミックス原料を水と共にボールミルで混合し、これを酸素中、900℃で4時間加熱し、第一工程を行い、反応生成物としてセラミックス(前駆体)を得た。
The ceramic raw material used in this example consists of Bi 2 O 3 powder and TiO 2 powder, and these are contained in a molar ratio of Bi 2 O 3 : TiO 2 = 1: 1. That is, in this ceramic raw material, Bi is in excess of 50 mol%.
The ceramic raw material was mixed with water by a ball mill, heated in oxygen at 900 ° C. for 4 hours, and the first step was performed to obtain a ceramic (precursor) as a reaction product.

上記セラミックスを1規定の硝酸中、ジルコニアボールを用いた湿式ボールミルにて1時間混合し、第二工程を行い、スラリー状の物質を得た。
その後、上記スラリーを吸引濾過し、得られた物質をアンモニア水及びイオン交換水にて充分に洗浄した。
その後、上記洗浄物を乾燥し、試料5にかかるセラミックス粉末を得た。
The ceramics were mixed in 1N nitric acid with a wet ball mill using zirconia balls for 1 hour, and the second step was performed to obtain a slurry-like substance.
Thereafter, the slurry was subjected to suction filtration, and the obtained substance was sufficiently washed with ammonia water and ion exchange water.
Thereafter, the washed product was dried to obtain a ceramic powder according to Sample 5.

上記試料5にかかるセラミックス粉末をX線回折にて調べたところ、これらはBi4Ti312であることが確認できた。
また、試料5に残留した不純物アニオン(硝酸イオン及び塩素イオン)を実施形態例1と同様の方法で調べたところ、これらの不純物アニオンは検出されなかった。即ち、上記試料5に含まれる不純物アニオンは500ppm未満であることが分かった。また、上記試料5を実施形態例1と同様に平均アスペクト比を求めたところ、平均アスペクト比は約20であった。
When the ceramic powder according to Sample 5 was examined by X-ray diffraction, it was confirmed that these were Bi 4 Ti 3 O 12 .
Further, when impurity anions (nitrate ions and chlorine ions) remaining in the sample 5 were examined by the same method as in Embodiment 1, these impurity anions were not detected. That is, it was found that the impurity anion contained in the sample 5 was less than 500 ppm. Further, when the average aspect ratio of Sample 5 was determined in the same manner as in Example 1, the average aspect ratio was about 20.

次に、上記試料5をホスト材料とし、ゲスト材料としてNiO、TiO2、PbO、Bi23を用い、実施形態例1と同様にしてBi0.5Na0.5TiO3よりなる焼結体を作成した。
この焼結体の配向度を実施形態例1と同様に測定したところ配向度は56%であった。即ち、試料5より優れた配向セラミックスを製造することができることが分かった。
Next, using the sample 5 as a host material and NiO, TiO 2 , PbO, Bi 2 O 3 as guest materials, a sintered body made of Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3 was prepared in the same manner as in Example 1. .
When the degree of orientation of this sintered body was measured in the same manner as in Example 1, the degree of orientation was 56%. That is, it was found that an oriented ceramic superior to the sample 5 can be produced.

また、上記試料5をホスト材料、NiO、TiO2、PbO、Bi23をゲスト材料、更にNiO、PbO、TiO2を転換材料としてBi0.5Pb0.5Ni0.25Ti0.753よりなる焼結体を作成した。
なお、上記転換材料とは、上記ホスト材料である試料5、即ちBi4Ti312と反応してBi0.5Pb0.5Ni0.25Ti0.753を生成させるための物質である。
Further, the sample 5 to the host material, NiO, TiO 2, PbO, Bi 2 O 3 with a guest material, further NiO, PbO, consisting Bi 0.5 Pb 0.5 Ni 0.25 Ti 0.75 O 3 TiO 2 as conversion material sintered body It was created.
The conversion material is a substance for reacting with the sample 5 as the host material, that is, Bi 4 Ti 3 O 12 to generate Bi 0.5 Pb 0.5 Ni 0.25 Ti 0.75 O 3 .

上記ホスト材料、ゲスト材料、転換材料を混合する。この混合物より実施形態例1と同様の方法にてBi0.5Pb0.5Ni0.25Ti0.753よりなる焼結体を作成した。
この焼結体の配向度を実施形態例1と同様に測定したところ配向度は78%であった。即ち、試料5より優れた配向セラミックスを製造することができることが分かった。
The host material, guest material, and conversion material are mixed. From this mixture, a sintered body made of Bi 0.5 Pb 0.5 Ni 0.25 Ti 0.75 O 3 was prepared in the same manner as in Embodiment 1.
When the degree of orientation of this sintered body was measured in the same manner as in Example 1, the degree of orientation was 78%. That is, it was found that an oriented ceramic superior to the sample 5 can be produced.

実施形態例4
本例は、セラミックス粉末より作成された誘電体の性能が、セラミックス粉末に含まれる不純物アニオンの含有量によってどのように異なるかについて説明するものである。
実施形態例3と同様の製造方法にて、不純物アニオンの含有量が500ppm未満であるセラミックス粉末を準備する。
このセラミックス粉末を用いて誘電体を作成する。
Embodiment 4
This example explains how the performance of a dielectric made of ceramic powder varies depending on the content of impurity anions contained in the ceramic powder.
A ceramic powder having an impurity anion content of less than 500 ppm is prepared by the same production method as in Embodiment 3.
A dielectric is produced using this ceramic powder.

まず、上記セラミックス粉末に温度1050℃、1時間にてホットプレス(圧力:20MPa)を行い、ホットプレス体(誘電体)とした。次に、上記ホットプレス体を研磨、その後これに金電極を設け、100℃のシリコンオイル中で40kV/cmの電界を印加した。
この時のリーク電流を測定したところ、1mA/cm3未満であった。
First, the ceramic powder was hot pressed (pressure: 20 MPa) at a temperature of 1050 ° C. for 1 hour to obtain a hot pressed body (dielectric). Next, the hot press body was polished, and then a gold electrode was provided thereon, and an electric field of 40 kV / cm was applied in 100 ° C. silicon oil.
When the leakage current at this time was measured, it was less than 1 mA / cm 3 .

ところで、以下に示すごとく、不純物アニオンの含有量の高いセラミックス粉末を作成し、誘電体を得た。
即ち、Bi23:TiO3=2:3(モル比、化学量論比にあたる)の割合で混合した粉末と、NaCl:KCl=1:1(モル比)で混合した粉末とを同重量秤量して、混合した。
これにより得られた粉末を白金るつぼ中で温度1050℃、1時間で加熱した。
上記加熱により得られた塊を温水中で洗い、吸引濾過を施し、粉末とした。
By the way, as shown below, a ceramic powder having a high content of impurity anions was prepared to obtain a dielectric.
That is, the same weight of powder mixed at a ratio of Bi 2 O 3 : TiO 3 = 2: 3 (molar ratio, corresponding to stoichiometric ratio) and powder mixed at NaCl: KCl = 1: 1 (molar ratio). Weigh and mix.
The powder thus obtained was heated in a platinum crucible at a temperature of 1050 ° C. for 1 hour.
The lump obtained by the heating was washed in warm water and subjected to suction filtration to obtain a powder.

上記粉末を調べたところ、その組成はBi4Ti312であり、温水で20回洗浄し、更にアンモニア水で洗浄した。
洗浄後、粉末を乾燥させ、成分を分析したところ、0.24重量%(2400ppm)の塩素イオンを含有していた。
最後に、上記粉末に対し、上述と同様の方法にてホットプレスを施し、ホットプレス体(誘電体)とした。次に、上記ホットプレス体を研磨、その後これに金電極を設け、100℃のシリコンオイル中で15kV/cmの電界を印加した。
When the above powder was examined, the composition was Bi 4 Ti 3 O 12 , which was washed 20 times with warm water and further washed with aqueous ammonia.
After washing, the powder was dried and the components were analyzed. As a result, it contained 0.24% by weight (2400 ppm) of chlorine ions.
Finally, the powder was hot pressed by the same method as described above to obtain a hot pressed body (dielectric). Next, the hot press body was polished, and then a gold electrode was provided thereon, and an electric field of 15 kV / cm was applied in 100 ° C. silicon oil.

この時のリーク電流を測定したところ、2mmA/cm3を超える電流が観察された。即ち、このホットプレス体におけるリーク電流は、上述の不純物アニオンの含有量が少ないものと比較して、より低い電圧で、より高いリーク電流が流れてしまうことが分かった。 When the leakage current at this time was measured, a current exceeding 2 mmA / cm 3 was observed. That is, it was found that the leakage current in this hot press body was higher than that of the above-described impurity anion content, and a higher leakage current flowed at a lower voltage.

以上により、不純物アニオンの含有量が少ないほど、リーク電流が小さくなり、よって絶縁性に優れることが分かった。   From the above, it was found that the smaller the content of impurity anions, the smaller the leakage current, and thus the better the insulation.

上記のごとく、本発明によれば、配向度の高い配向セラミックスを作成可能で、高い絶縁性を有する、セラミックス粉末及びその前駆体を提供することができる。   As described above, according to the present invention, an oriented ceramic with a high degree of orientation can be produced, and a ceramic powder and a precursor thereof having high insulation can be provided.

Claims (4)

不純物アニオンの含有量が1000ppm以下であるセラミックス粉末を得るための前駆体であって、
ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスの板状粉末と、Bi23とからなり、
上記前駆体中のBi 2 3 の量は、5モル%以上であり、
上記板状粉末の上記ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有する上記セラミックスは、Bi 4 Ti 3 12 (チタン酸ビスマス)、Bi 2 VO 5.5 、Bi 2 WO 6 、Bi 3 TiNbO 9 、Bi 3 TiTaO 9 、SrBi 2 Nb 2 9 、SrBi 2 Ta 2 9 、BaBi 2 Nb 2 9 、BaBi 2 Ta 2 9 、BaBi 3 Ti 2 NbO 12 、PbBi 2 Nb 2 9 、PbBi 2 Ta 2 9 、PrBi 3 Ti 3 12 、HoBi 3 Ti 3 12 、LaBi 3 Ti 3 12 、CaBi 4 Ti 4 15 、BaBi 4 Ti 4 15 、SrBi 4 Ti 4 15 、LaBi 4 Ti 3 FeO 15 、PrBi 4 Ti 3 FeO 15 、Ba 2 Bi 4 Ti 5 18 、Sr 2 Bi 4 Ti 5 18 、Pb 2 Bi 4 Ti 5 18 、Bi 5 Ti 3 FeO 15 、Bi 6 Ti 3 Fe 2 18 、Bi 9 Ti 3 Fe 5 27 、CaBi 5 Ti 4 FeO 18 、SrBi 5 Ti 4 FeO 18 、PbBi 5 Ti 4 FeO 18 、及びBaBi 5 Ti 4 FeO 18 から選ばれる1種の化合物からなるか、これらの化合物の2つ以上が組み合わさってなり、
上記板状粉末は上記Bi 2 3 によって結合していることを特徴とするセラミックス粉末の前駆体。
A precursor for obtaining a ceramic powder having an impurity anion content of 1000 ppm or less,
A plate-like ceramic powder having a layered perovskite type crystal structure containing bismuth, Ri Do from the Bi 2 O 3,
The amount of Bi 2 O 3 in the precursor is 5 mol% or more,
The ceramics having a layered perovskite crystal structure containing the bismuth of the plate-like powder are Bi 4 Ti 3 O 12 (bismuth titanate), Bi 2 VO 5.5 , Bi 2 WO 6 , Bi 3 TiNbO 9 , Bi 3. TiTaO 9 , SrBi 2 Nb 2 O 9 , SrBi 2 Ta 2 O 9 , BaBi 2 Nb 2 O 9 , BaBi 2 Ta 2 O 9 , BaBi 3 Ti 2 NbO 12 , PbBi 2 Nb 2 O 9 , PbBi 2 Ta 2 O 9, PrBi 3 Ti 3 O 12 , HoBi 3 Ti 3 O 12, LaBi 3 Ti 3 O 12, CaBi 4 Ti 4 O 15, BaBi 4 Ti 4 O 15, SrBi 4 Ti 4 O 15, LaBi 4 Ti 3 FeO 15 PrBi 4 Ti 3 FeO 15 , Ba 2 Bi 4 Ti 5 O 18 , Sr 2 Bi 4 Ti 5 O 18 , Pb 2 Bi 4 Ti 5 O 18 , Bi 5 Ti 3 FeO 15 , Bi 6 Ti 3 Fe 2 O 18 , Bi 9 Ti 3 Fe 5 O 27, CaBi 5 Ti 4 FeO 18, SrBi 5 Ti 4 FeO 18, PbBi 5 Ti 4 FeO 18, and BaBi 5 Ti 4 or consisting of a compound selected from FeO 18, these A combination of two or more of the compounds
A precursor of a ceramic powder, wherein the plate-like powder is bonded by the Bi 2 O 3 .
請求項1において、ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスを構成するBi以外の元素の酸化物又は熱分解により酸化物となる化合物とBi 2 3 とからなり、かつ上記ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスを形成するのに必要な量よりもBi 2 3 が5モル以上過剰であるセラミックス原料を準備し、次いでこれらをBi 2 3 の融点以上に加熱することによって得られることを特徴とするセラミックス粉末の前駆体 2. The composition according to claim 1, comprising an oxide of an element other than Bi constituting the ceramic having a layered perovskite crystal structure containing bismuth or a compound that becomes an oxide by thermal decomposition and Bi 2 O 3 , and contains the bismuth. Preparing a ceramic raw material in which Bi 2 O 3 is in excess of 5 moles more than the amount necessary for forming a ceramic having a layered perovskite crystal structure , and then heating them to the melting point of Bi 2 O 3 precursor of ceramic powder characterized in that it is obtained by. 請求項1又は2に記載の上記前駆体を粉砕すると共に酸処理することにより、上記セラミックスの板状粒子よりなる粉末を形成して得られることを特徴とするセラミックス粉末。A ceramic powder obtained by pulverizing and acid-treating the precursor according to claim 1 or 2 to form a powder comprising the ceramic plate-like particles. 各種センサ又はデバイスに用いる配向セラミックスを作製するためのセラミックス粉末であって、
該セラミックス粉末は、ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有するセラミックスの板状粒子よりなり、
該板状粒子の平均アスペクト比が3以上であり、
かつ上記セラミックス粉末における不純物アニオンの含有量が1000ppm以下であり、
上記板状粉末の上記ビスマスを含有する層状ペロブスカイト型結晶構造を有する上記セラミックスは、Bi 4 Ti 3 12 (チタン酸ビスマス)、Bi 2 VO 5.5 、Bi 2 WO 6 、Bi 3 TiNbO 9 、Bi 3 TiTaO 9 、SrBi 2 Nb 2 9 、SrBi 2 Ta 2 9 、BaBi 2 Nb 2 9 、BaBi 2 Ta 2 9 、BaBi 3 Ti 2 NbO 12 、PbBi 2 Nb 2 9 、PbBi 2 Ta 2 9 、PrBi 3 Ti 3 12 、HoBi 3 Ti 3 12 、LaBi 3 Ti 3 12 、CaBi 4 Ti 4 15 、BaBi 4 Ti 4 15 、SrBi 4 Ti 4 15 、LaBi 4 Ti 3 FeO 15 、PrBi 4 Ti 3 FeO 15 、Ba 2 Bi 4 Ti 5 18 、Sr 2 Bi 4 Ti 5 18 、Pb 2 Bi 4 Ti 5 18 、Bi 5 Ti 3 FeO 15 、Bi 6 Ti 3 Fe 2 18 、Bi 9 Ti 3 Fe 5 27 、CaBi 5 Ti 4 FeO 18 、SrBi 5 Ti 4 FeO 18 、PbBi 5 Ti 4 FeO 18 、及びBaBi 5 Ti 4 FeO 18 から選ばれる1種の化合物からなるか、これらの化合物の2つ以上が組み合わさってなることを特徴とするセラミックス粉末。
A ceramic powder for producing oriented ceramics for use in various sensors or devices,
The ceramic powder is composed of ceramic plate-like particles having a layered perovskite crystal structure containing bismuth,
The average aspect ratio of the plate-like particles is 3 or more,
And the content of impurity anions in the ceramic powder is 1000 ppm or less,
The ceramics having a layered perovskite crystal structure containing the bismuth of the plate-like powder are Bi 4 Ti 3 O 12 (bismuth titanate), Bi 2 VO 5.5 , Bi 2 WO 6 , Bi 3 TiNbO 9 , Bi 3. TiTaO 9 , SrBi 2 Nb 2 O 9 , SrBi 2 Ta 2 O 9 , BaBi 2 Nb 2 O 9 , BaBi 2 Ta 2 O 9 , BaBi 3 Ti 2 NbO 12 , PbBi 2 Nb 2 O 9 , PbBi 2 Ta 2 O 9, PrBi 3 Ti 3 O 12 , HoBi 3 Ti 3 O 12, LaBi 3 Ti 3 O 12, CaBi 4 Ti 4 O 15, BaBi 4 Ti 4 O 15, SrBi 4 Ti 4 O 15, LaBi 4 Ti 3 FeO 15 PrBi 4 Ti 3 FeO 15 , Ba 2 Bi 4 Ti 5 O 18 , Sr 2 Bi 4 Ti 5 O 18 , Pb 2 Bi 4 Ti 5 O 18 , Bi 5 Ti 3 FeO 15 , Bi 6 Ti 3 Fe 2 O 18 , Bi 9 Ti 3 Fe 5 O 27, CaBi 5 Ti 4 FeO 18, SrBi 5 Ti 4 FeO 18, PbBi 5 Ti 4 FeO 18, and BaBi 5 Ti 4 or consisting of a compound selected from FeO 18, these A ceramic powder comprising a combination of two or more compounds .
JP2004336289A 2004-11-19 2004-11-19 Ceramic powder and its precursor Expired - Fee Related JP4135701B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004336289A JP4135701B2 (en) 2004-11-19 2004-11-19 Ceramic powder and its precursor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004336289A JP4135701B2 (en) 2004-11-19 2004-11-19 Ceramic powder and its precursor

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33152296A Division JP3640115B2 (en) 1996-11-26 1996-11-26 Manufacturing method of ceramic powder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005112720A JP2005112720A (en) 2005-04-28
JP4135701B2 true JP4135701B2 (en) 2008-08-20

Family

ID=34545284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004336289A Expired - Fee Related JP4135701B2 (en) 2004-11-19 2004-11-19 Ceramic powder and its precursor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4135701B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6204252B2 (en) * 2014-04-02 2017-09-27 日本特殊陶業株式会社 Ammonia gas sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005112720A (en) 2005-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1860079B9 (en) Anisotropically-shaped powder
JP4541985B2 (en) Method for producing polycrystal
JP4135389B2 (en) Method for producing crystal-oriented ceramics, anisotropic shaped powder and method for producing the same
Gu et al. Single‐Calcination Synthesis of Pyrochlore‐Free 0.9 Pb (Mg1/3Nb2/3) O3–0.1 PbTiO3 and Pb (Mg1/3Nb2/3) O3 Ceramics Using a Coating Method
KR20090023180A (en) Composite oxide powder and its manufacturing method, ceramic composition using composite oxide powder and ceramic electronic component using same
US20090121374A1 (en) Method of manufacturing crystal oriented ceramics
JP2009114037A (en) Method for producing crystal-oriented ceramics
JP2004300019A (en) Crystal oriented ceramics and method for producing the same
JP4534531B2 (en) Method for producing anisotropic shaped powder
JP4756312B2 (en) Anisotropic shaped powder, method for producing the same, and method for producing crystal-oriented ceramics
JP3640115B2 (en) Manufacturing method of ceramic powder
JP4563957B2 (en) Method for producing crystal-oriented ceramics
JP4135701B2 (en) Ceramic powder and its precursor
JP5423708B2 (en) Method for producing anisotropic shaped powder
JP2006124251A (en) Method for producing crystal-oriented ceramics
JP4474882B2 (en) CRYSTAL-ORIENTED CERAMIC AND ITS MANUFACTURING METHOD, AND ANISOTROPIC POWDER AND ITS MANUFACTURING METHOD
JP2009256147A (en) Anisotropically formed powder and method for manufacturing crystal oriented ceramic
CN119707484B (en) A high polarization lead-free perovskite ceramic material and preparation method
JP2010222193A (en) Method for producing crystal-oriented ceramics
JP5119573B2 (en) Method for producing anisotropic shaped powder
JP4720004B2 (en) Method for producing crystal-oriented ceramics
JP2010159196A (en) Method for producing crystal oriented ceramic, and method for producing lamination type piezoelectric element
JP2009114038A (en) Method for producing crystal-oriented ceramics
JP2001151567A (en) Crystal oriented bismuth layered perovskite porcelain composition and method for producing the same
JP2007302495A (en) Method for producing crystal-oriented ceramics

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080212

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080411

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: 20080513

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080526

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140613

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees