陶瓷粉末及陶瓷粉末的制造方法技术

本发明专利技术提供一种陶瓷粉末，其将以通式ＡＮｂＯ↓［３］（Ａ是选自碱金属元素中的一种以上的元素，含有至少为１０摩尔％以上的Ｋ。）表示的钙钛矿型复合氧化物作为主成分，相对于１摩尔所述主成分，含有０．０００１摩尔以上的选自Ｙｂ、Ｙ、Ｉｎ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ及Ｌｕ中的至少一种元素。这样就可以实现合成度高、不具有潮解性的铌酸碱系的陶瓷粉末。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，更具体来说，涉及以铌 酸化合物作为主成分的陶瓷粉末及其制造方法。
技术介绍
作为压电部件等电子部件用陶瓷材料，近年来，基于对环境方面等的 考虑，正在积极地进行不含Pb的无铅系的陶瓷材料的研究 开发。这些无铅系的陶瓷材料当中，铌酸化合物、特别是铌酸碱由于居里点 高，另外机电耦合系数也大，因此被看作有望用作压电部件用陶瓷材料。但是，该铌酸碱由于通常来说具有潮解性，因此有难以保存管理的缺点。所以，以往提出过以铌酸碱作为主成分而含有Bi的压电陶瓷组合物 (专利文献1)。专利文献l中，通过向铌酸碱中添加Bi，而可以抑制压电陶瓷组合物 的潮解性，由此来提高压电陶瓷组合物的保存性。 专利文献l:日本特开2005—281013号公报但是，专利文献l中，'虽然通过向铌酸碱中添加Bi，可以在作为最终 产物的压电瓷器组合物的状态下消除潮解性，但是本专利技术人等进行了实 验，结果发现，在作为A点位成分含有K的情况下，在作为中间产物的 陶瓷粉末(焙烧粉)的阶段仍然具有潮解性，由此会对批量生产造成妨碍。艮P，压电陶瓷组合物是通过如下操作而得到的，即，在称量了陶瓷原 材料，将其混合、粉碎后，进行焙烧(热处理)而制作陶瓷粉末，其后向 陶瓷粉末中添加粘合剂等而在有机溶剂中料浆化，实施了成形加工后，进 行烧成处理而得到。但是，在压电陶瓷组合物的制造过程中，通常的做法是，在制造了作 为中间产物的陶瓷粉末后，不是立即转移到下一工序，而是经过一定时间后再前进到下一工序。然而，专利文献1中，由于所述陶瓷粉末具有潮解性，因此其保存管 理很困难，在批量生产之时会产生妨碍。另外， 一般来说，在A点位成分中含有K的铌酸碱难以获得高合成 度，容易残存不参与合成反应的未反应的碱金属。而且，由于这些未反应 的碱金属显示出水溶性，因此在合成后还需要在有机溶剂中粉碎，在成形 加工时还需要使用有机粘合剂。另外，在进行烧成处理而批量生产陶瓷烧 结体的情况下，也需要防爆设施，从而有制造成本升高的问题。另外，由于如上所述，铌酸碱的合成度低，因此在烧成时未反应的碱 金属容易蒸发，由此就有可能在组成中产生偏离而无法获得所需的组合
技术实现思路
本专利技术是鉴于此种情况而完成的，其目的在于，提供合成度高、不具 有潮解性的铌酸碱系的陶瓷粉末以及该陶瓷粉末的制造方法。铌酸化合物、特别是铌酸碱由于居里点高，机电耦合系数也高，因此有望用作无铅系的压电陶瓷材料。其中己知铌酸钾(KNb03)具有尤为良 好的压电特性。所以，本专利技术人等对至少含有K的铌酸碱系的钙钛矿型复合氧化物 (通式ANb03)进行了深入研究，结果得到如下的见解，即，通过使A 点位中的K的摩尔比在10摩尔％以上，并且添加规定量的特定的3价的 金属元素，就可以提高合成度，并且可以获得不具有潮解性的陶瓷粉末。本专利技术是基于此种见解而完成的，本专利技术的陶瓷粉末的特征在于，将 以通式ANb03 (A是选自碱金属元素中的一种以上的元素，含有至少为 10摩尔X以上的K)表示的钙钛矿型复合氧化物作为主成分，相对于1摩 尔所述主成分，含有0.0001摩尔以上的选自Yb、 Y、 In、 Nd、 Eu、 Gd、 Dy、 Sm、 Ho、 Er、 Tb及Lu中的至少一种元素。另外，本专利技术人等的进一步深入研究的结果表明，在含有特定的4价 的金属元素，具体来说，在含有Ti、 Zr及Sn的情况下，也可以获得相同 的效果。艮P，本专利技术的陶瓷粉末的特征在于，还含有选自Ti、 Zr及Sn中的至少一种元素。另外，本专利技术的陶瓷粉末的制造方法的特征在于，包括 混合工序，将含有下述碱金属A的A化合物、Nb化合物、下述第一 化合物按照使A: Nb: Ml以摩尔比计为1: 1: X (其中，X为0.0001以 上)的方式称量而混合，所述碱金属包含至少10摩尔X以上的K，所述 第一化合物含有选自In、 Yb、 Y、 Nd、 Eu、 Gd、 Dy、 Sm、 Ho、 Er、 Tb 及Lu中的至少一种元素M1;陶瓷粉末制作工序，对在所述混合工序中混合了的混合物实施热处 理，制作陶瓷粉末。另外，本专利技术的陶瓷粉末的制造方法的特征在于，所述混合工序中还将含有选自Ti、 Zr及Sn中的至少一种元素M2的第二化合物与所述A化 合物、所述第一化合物一起称量而混合。根据本专利技术的陶瓷粉末，由于将以通式ANb03 (A是选自碱金属元素 中的一种以上的元素，含有至少为10摩尔^以上的K。)表示的钙钛矿型 复合氧化物作为主成分，相对于1摩尔所述主成分，含有0.0001摩尔以上 的3价的特定元素(Yb、 Y、 In、 Nd、 Eu、 Gd、 Dy、 Sm、 Ho、 Er、 Tb 及Lu)，因此可以提高陶瓷粉末的合成度。所以在合成后基本上不会残存 水溶性的碱金属，在作为焙烧粉的陶瓷粉末的状态下可以使之不具有潮解 性，可以获得容易保存管理的铌酸碱系的陶瓷粉末。而且，由于上述陶瓷粉末在合成后基本上不残存水溶性的碱，因此在 陶瓷粉末的合成后就不需要在陶瓷组合物的制造过程中使用有机溶剂。从 而可以使用水系工艺过程，可以压縮制造成本。另外，在陶瓷组合物的制 造过程的烧成处理中也不会产生由碱金属的蒸发引起的组成的偏离。另外，由于在上述陶瓷粉末中，含有4价的特定元素(Ti、 Zr、 Sn)，因此与上述相同，可以提高合成度，并且可以使之不具有潮解性，可以获 得具有与用途对应的各种组成的铌酸碱系的陶瓷粉末。根据本专利技术的陶瓷粉末的制造方法，由于包括混合工序，将含有下 述碱金属A的A化合物、Nb化合物、下述第一化合物按照使A: Nb: Ml以摩尔比计为h 1: x (其中，x为0.0001以上)的方式称量而混合，所述碱金属包含至少10摩尔％以上的K，所述第一化合物含有选自In、 Yb、 Y、 Nd、 Eu、 Gd、 Dy、 Sm、 Ho、 Er、 Tb及Lu中的至少一种元素 Ml;陶瓷粉末制作工序，对在所述混合工序中混合了的混合物实施热处 理，制作陶瓷粉末。另外，根据上述陶瓷粉末的制造方法，由于所述混合工序中还将含有 特定的4价的元素M2 (Ti、 Zr及Sn)的第二化合物与所述A化合物、所 述第一化合物一起称量而混合，因此在所述陶瓷原材料混合工序中称量的 陶瓷原材料中，包含含有选自Ti、 Zr及Sn中的至少一种金属元素M2的 第二金属化合物，所以就可以用低成本来制造具有与上述相同的效果的铌 酸碱系的陶瓷粉末。如此所述，根据本专利技术的陶瓷粉末及其制造方法，由于不具有潮解性， 因此容易保存管理，另外由于合成度高、不残存未反应的碱金属，因此能 够用低成本获得即使在后续工序中进行烧成处理也不会产生组成的偏离 的铌酸碱系的陶瓷粉末。附图说明图1是示意性地表示了钙钛矿的氧八面体结构的立体图。 图2是表示成为合成度的指标的X射线衍射谱图的图。 图3是将试样编号3的X射线衍射谱图用与试样编号15的对比来表 示的图。具体实施例方式下面，对本专利技术的实施方式进行说明。作为本专利技术的一个实施方式的陶瓷粉末将以通式ANb03表示的钙钛 矿型复合氧化物作为主成分，相对于1摩尔主成分，含有0.0001摩尔以上 的3价的特定元素M1。这里，A由至少含有10摩尔X以上的K (钾)的碱金属构成。即，A 必须含有10摩尔X以上的K，根据需要，还含有选自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷粉末，其特征在于，将以通式ＡＮｂＯ↓［３］（Ａ是选自碱金属元素中的一种以上的元素，含有至少为１０摩尔％以上的Ｋ）表示的钙钛矿型复合氧化物作为主成分，相对于１摩尔所述主成分，含有０．０００１摩尔以上的选自Ｙｂ、Ｙ、Ｉｎ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ及Ｌｕ中的至少一种元素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：片山良子，川田慎一郎，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]