(57)【要約】【課題】焼結助剤を用いながらも、良好な圧電特性を有するセラミックスの製造方法および、その製造方法により製造されたセラミックスを有する圧電アクチュエーターを提供する。【解決手段】本発明に係るセラミックスの製造方法は、チタン酸バリウム粒子を準備する工程と、前記チタン酸バリウム粒子に有機成分を含む第１溶液を混合し、混合物を得る工程と、前記混合物から第１成形体を得る工程と、前記第１成形体を熱処理し、第２成形体を得る工程と、有機金属化合物を含む第２溶液を準備する工程と、前記第２成形体を、前記第２溶液に浸し、第３成形体を得る工程と、前記第３成形体を焼成する工程と、を含む。【選択図】図１
2010275146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン酸バリウム粒子を準備する工程と、
前記チタン酸バリウム粒子に有機成分を含む第１溶液を混合し、混合物を得る工程と、
前記混合物から第１成形体を得る工程と、
前記第１成形体を熱処理し、第２成形体を得る工程と、
有機金属化合物を含む第２溶液を準備する工程と、
前記第２成形体を、前記第２溶液に浸し、第３成形体を得る工程と、
前記第３成形体を焼成する工程と、
を含むセラミックスの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記有機金属化合物は、バリウムおよびビスマスの少なくとも１つと、銅と、を含む、セラミックスの製造方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記有機金属化合物は、銅、マグネシウムおよび亜鉛の少なくとも１つと、ビスマスと、を含む、セラミックスの製造方法。
【請求項４】
請求項１において、
前記有機金属化合物は、ホウ素およびバリウムを含む、セラミックスの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記第２成形体は、多孔質体である、セラミックスの製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記第３成形体を得る工程は、減圧状態において、前記多孔質体に前記第２溶液を含浸させることを含む、セラミックスの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載されるセラミックスの製造方法によって製造された圧電体を含む、圧電アクチュエーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックスの製造方法及び圧電アクチュエーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス（「ＰＺＴ」と略称されるセラミックス）と同等の圧電特性を発現し得る非鉛系のセラミックスとして、例えばチタン酸バリウムが挙げられる。また、チタン酸バリウム等のセラミックスの製造方法において、焼成工程における焼成温度を低温化し、焼成温度を例えば１０００℃以下とするために、酸化バリウム銅（ＢａＣｕＯ２）等の混成金属酸化物の固相粒子を焼結助剤として用いることが知られている（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、上記の固相粒子である焼結助剤を用いた場合、焼成温度は下げられるものの、得られるセラミックスの圧電特性が低下してしまう問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−５８７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的の１つは、焼結助剤を用いながらも、良好な圧電特性を有するセラミックスの製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の目的の１つは、上記セラミックスの製造方法により製造されたセラミックスを有する圧電アクチュエーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係るセラミックスの製造方法は、
チタン酸バリウム粒子を準備する工程と、
前記チタン酸バリウム粒子に有機成分を含む第１溶液を混合し、混合物を得る工程と、
前記混合物から第１成形体を得る工程と、
前記第１成形体を熱処理し、第２成形体を得る工程と、
有機金属化合物を含む第２溶液を準備する工程と、
前記第２成形体を、前記第２溶液に浸し、第３成形体を得る工程と、
前記第３成形体を焼成する工程と、
を含む。
【０００８】
これによれば、焼結助剤を用いながらも、良好な圧電特性を有するセラミックスの製造方法を提供することができる。
【０００９】
（２）本発明に係るセラミックスの製造方法において、
前記有機金属化合物は、バリウムおよびビスマスの少なくとも１つと、銅と、を含んでもよい。
【００１０】
（３）本発明に係るセラミックスの製造方法において、
前記有機金属化合物は、銅、マグネシウムおよび亜鉛の少なくとも１つと、ビスマスと、を含んでもよい。
【００１１】
（４）本発明に係るセラミックスの製造方法において、
前記有機金属化合物は、ホウ素およびバリウムを含んでもよい。
【００１２】
（５）本発明に係るセラミックスの製造方法において、
前記第２成形体は、多孔質体であってもよい。
【００１３】
（６）本発明に係るセラミックスの製造方法において、
前記第３成形体を得る工程は、減圧状態において、前記多孔質体に前記第２溶液を含浸させることを含んでもよい。
【００１４】
（７）本発明に係る圧電アクチュエーターは、
上記いずれかに記載されるセラミックスの製造方法によって製造された圧電体を含む。
【００１５】
これによれば、上記セラミックスの製造方法により製造されたセラミックスを有する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るセラミックスの製造方法を示すフローチャート図。
【図２】本実施形態に係るセラミックスの製造方法を模式的に説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明を適用した実施形態の一例について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施形態およびその変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【００１８】
１．  セラミックスの製造方法
以下、図面を参照して、本実施形態に係るセラミックスの製造方法について説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るセラミックスの製造方法を示すフローチャート図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係るセラミックスの製造方法は、チタン酸バリウム粒子を準備する工程（Ｓ１）と、混合物を得る工程（Ｓ２）と、第１成形体を得る工程（Ｓ３）と、第２成形体を得る工程（Ｓ４）と、第２溶液を準備する工程（Ｓ５）と、第３成形体を得る工程（Ｓ６）と、第３成形体を焼成する工程（Ｓ７）と、を含む。なお、各工程の順番は、上記順序に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。例えば、第２溶液を準備する工程（Ｓ５）を行った後に、チタン酸バリウム粒子を準備する工程（Ｓ１）を行ってもよい。
【００２１】
まず、図１に示すように、本実施形態に係るセラミックスの製造方法の出発原料であるチタン酸バリウム粒子（ＢａＴｉＯ３）を準備する（Ｓ１）。チタン酸バリウム粒子は、所望の粒径まで粒度調整されていてもよいし、所定の粒径を有するチタン酸バリウム粒子に対して粒度調整を行ってもよい。粒度調整の手段は特に限定されず、例えば公知の物理的粉砕を用いることができる。具体的には、乾式粉砕法や、ビーズミル、サンドミル、アトライター、ボールミル、およびジェットミル等の湿式粉砕が適宜利用できる。好適には、酸化を防ぎ、微粒化が可能な湿式粉砕を使用することができる。分散媒としては、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アセトン、ベンゼン、シクロヘキサン、またはトルエン等が使用できる。さらに粉砕装置に、ジルコニアボール等の粉砕メディアを加えて、チタン酸バリウム粒子の粒度が微細で、均一となるまで混合粉砕を行うことができる。これによって、チタン酸バリウム粒子を例えば、ナノメーターレベルの微細構造で、均一な組成にすることができる。具体的には、チタン酸バリウム粒子の平均粒径である体積基準のメジアン径ｄ５０が２０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下となるように、粒度調整を行ってもよい。また、粒度調整を行った後、ジルコニアボール等の粉砕メディアを取り除き、熱処理を行うことによって、粒度調整のために加えられた分散媒を乾燥除去してもよい。
【００２２】
次に、図１に示すように、チタン酸バリウム粒子に有機成分を含む第１溶液を混合し、混合物を得る（Ｓ２）。本工程においては、所定の量の第１溶液を加えることにより、所望の粘性を有する混合物を得ることができる。本工程においては、第１溶液に含まれる有機成分の濃度を、準備されたチタン酸バリウム粒子に対し、７質量パーセント以上、２０質量パーセント以下の割合となるように混合することができる。好適には、第１溶液に含まれる有機成分が、準備されたチタン酸バリウム粒子に対し、９質量パーセント以上、１５質量パーセント以下の割合となるように混合される。第１溶液に含まれる有機成分は、特に限定されないが、例えば、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）や、ポリビニールブチラール（ＰＶＢ）などが好適に用いられる。また、第１溶液は、例えば、公知の可塑剤、分散剤等を含んでいてもよい。可塑剤や分散剤等を含む場合、加えられる有機成分は、準備されたチタン酸バリウム粒子に対し、７質量パーセント以上、２０質量パーセント以下の割合となるように調整される。混合する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。チタン酸バリウム粒子に有機成分を、公知の方法で混合し、混錬することにより、造粒を行い、混合物を得ることができる。ここで得られる混合物は、所望の粘性を有するスラリーであってよい。
【００２３】
次に、図１に示すように、混合物から第１成形体を得る（Ｓ３）。本工程においては、所定の量の圧力を混合物に加えることにより、所望の密度の第１成形体を得ることができる。混合物を第１成形体へ成形する手段は、所望の圧力を加えるプレス処理を行うことができ得る限り限定されない。本工程においては、混合物を、例えば、４ＭＰａ以上、１６ＭＰａ以下の圧力でプレス処理することができる。具体的には、混合物を所望の形状の成形金型に入れ、公知のプレス機器を用いて６ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以下の圧力で混合物をプレス処理し、第１成形体を得ることができる。第１成形体の形状については、特に限定はなく、作製する圧電セラミックスの用途に合わせて適宜決定すればよい。
【００２４】
次に、図１に示すように、第１成形体を熱処理し、第２成形体を得る（Ｓ４）。本実施形態に係るセラミックスの製造方法によれば、チタン酸バリウム粒子に上記の割合に調整された有機成分を含む第１溶液を加えることにより混合物を得て（Ｓ２）、混合物を上記の圧力でもってプレス処理することにより第１成形体を得て（Ｓ３）、本工程において後述される温度範囲で第１成形体を熱処理することにより、多孔質な構造を有する第２成形体を得ることができる。本工程における熱処理手段は特に限定されず、例えば電気炉、赤外炉、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）炉等を用いて行うことができる。本工程における熱処理は、５５０℃以上、７００℃以下において行うことができる。これによれば、成形体内に含まれる有機成分が除去され（成形体が、乾燥および脱脂され）、第１成形体から未焼結の多孔質体である第２成形体を得ることができる。
【００２５】
図２（Ａ）に第２成形体の構造を模式的に示す。図２（Ａ）に示すように、第２成形体は、焼結することによってチタン酸バリウムの結晶粒子同士が、粒子間で粒界層を形成したものではなく、各チタン酸バリウム粒子間に、多数の間隙（孔領域）が形成された状態を有する多孔質体である。
【００２６】
次に、図１に示すように、有機金属化合物を含む第２溶液を準備する（Ｓ５）。第２溶液に含まれる有機金属化合物は、所望の焼結助剤の原料となる金属元素を含んでいる限り特に限定されるものではない。言い換えれば、第２溶液は、セラミックスの焼成温度を低温化させる効果を発現する焼結助剤の原料液であることができる。以下に焼結助剤の原料液である第２溶液を例示する。しかしながら、第２溶液は以下の構成に限定されず、第２溶液は、チタン酸バリウムセラミックス焼成時に用いられるの公知の焼結助剤の原料液であればよい。
【００２７】
例えば、酸化バリウム銅（ＢａＣｕＯ２）および酸化ビスマス銅（Ｂｉ２ＣｕＯ４）の少なくとも一方からなる焼結助剤の原料を含む第２溶液を準備する場合、第２溶液に含まれる有機金属化合物は、バリウム（Ｂａ）、およびビスマス（Ｂｉ）の少なくとも１つと、銅（Ｃｕ）と、を含んでいればよい。
【００２８】
また、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化銅（ＣｕＯ）、および酸化亜鉛（ＺｎＯ）の少なくとも一方と、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）とからなる焼結助剤の原料を含む第２溶液を準備する場合、第２溶液に含まれる有機金属化合物は、銅、マグネシウム、および亜鉛の少なくとも１つと、ビスマスと、を含んでいればよい。
【００２９】
また、例えば、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）および酸化バリウム（ＢａＯ）からなる焼結助剤の原料を含む第２溶液を準備する場合、第２溶液に含まれる有機金属化合物は、ホウ素、およびバリウムを含んでいればよい。
【００３０】
第２溶液を準備するために用いられる有機金属化合物は、加水分解または酸化されることにより、その有機金属化合物に由来する金属酸化物を生成し得るものであれば、限定されず、例えば、上記金属を含む金属アルコキシド、有機金属錯体、および有機酸塩などから選択されてもよい。以下に上記金属を含む有機金属化合物を例示するが、以下の例示に限定されるのもではない。
【００３１】
バリウム（Ｂａ）を含む金属化合物としては、例えば、ジメトキシバリウム、ジエトキシバリウム、ジ−ｉ−プロポキシバリウム、ジ−ｎ−プロポキシバリウム、ジ−ｉ−ブトキシバリウム、ジ−ｎ−ブトキシバリウム、アセチルアセトナートバリウム、硝酸バリウム、酢酸バリウム、クエン酸バリウム、シュウ酸バリウム、酒石酸バリウム、２−エチルヘキサン酸バリウムなどを用いることができる。
【００３２】
銅（Ｃｕ）を含む金属化合物としては、ビス（ジピバロイルメタナト）銅、ビス（ジイソブチリルメタナト）銅、アセチルアセトナート銅、硝酸銅、酢酸銅、クエン酸銅、シュウ酸銅、酒石酸銅、２−エチルヘキサン酸銅などを用いることができる。
【００３３】
ビスマス（Ｂｉ）を含む金属化合物としては、トリエトキシビスマス、トリ−ｉ−プロポキシビスマス、アセチルアセトナートビスマス、硝酸ビスマス、酢酸ビスマス、クエン酸ビスマス、シュウ酸ビスマス、酒石酸ビスマス、２−エチルヘキサン酸ビスマスなどを用いることができる。
【００３４】
マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属化合物としては、例えば、ジメトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジ−ｉ−プロポキシマグネシウム、ジ−ｎ−プロポキシマグネシウム、ジ−ｉ−ブトキシマグネシウム、ジ−ｎ−ブトキシマグネシウム、ビス（ジピバロイルメタナト）マグネシウム、アセチルアセトナートマグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム、酒石酸マグネシウム、２−エチルヘキサン酸マグネシウムなどを用いることができる。
【００３５】
亜鉛（Ｚｎ）を含む金属化合物としては、ジエトキシ亜鉛、ビス（ジピバロイルメタナト）亜鉛、アセチルアセトナート亜鉛、硝酸亜鉛、酢酸亜鉛、クエン酸亜鉛、シュウ酸亜鉛、酒石酸亜鉛、２−エチルヘキサン酸亜鉛などを用いることができる。
【００３６】
ホウ素（Ｂ）を含む金属化合物としては、トリメトキシボロン、トリエトキシボロン、トリ−ｉ−プロポキシボロン、トリ−ｎ−プロポキシボロンなどを用いることができる。
【００３７】
第２溶液は、所望の焼結助剤の構成に応じて、上記有機金属化合物から適宜選択された有機金属化合物をキシレン、ブタノール、メタノール、エタノール、プロパノール等の有機溶媒に混合することにより準備される。つまりは、第２溶液は、所望の焼結助剤を作製するためのゾル−ゲル溶液であってもよい。また、第２溶液は、所望の焼結助剤を作製するためのＭＯＤ（Ｍｅｔａｌｌｏ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｅａｔｈｏｄ）溶液であってもよい。また、第２溶液は、所望の焼結助剤を作製するためのゾル−ゲル溶液とＭＯＤ溶液の混合溶液であってもよい。なお、第２溶液に含まれるゾル−ゲル溶液は、例えば、上記有機金属化合物から形成された金属アルコキシド溶液に水を加え、酸性またはアルカリ性の条件下で、加水分解し、縮重合を起こさせた前駆体溶液（プレカーサ）であってもよい。
【００３８】
次に、図１に示すように、第２成形体を第２溶液に浸し、第３成形体を得る（Ｓ６）。本工程においては、多孔質体である第２成形体に第２溶液を含浸させることにより、第２成形体を構成するチタン酸バリウム粒子の各粒子が焼結助剤により覆われた第３成形体を得ることができる。本工程における液体の含浸手段は、第２溶液を第２成形体に含まれるチタン酸バリウム粒子の間隙に含浸させることができ得る限り、その手段は特に限定されるものではない。例えば、１０−４Ｐａ以下の減圧状態下において第２成形体を第２溶液に浸すことによって、第２成形体に第２溶液を含浸させてもよい。具体的には、デシケータ等の密閉空間に第２成形体を収容し、デシケータ内を減圧状態（真空状態であってもよい）にする。その後、減圧空間の吸引効果により、第２溶液をデシケータ内に吸引し、第２成形体を第２溶液に浸してもよい。第２成形体を第２溶液に浸す時間は、第２成形体の間隙が第２溶液により充填されるまでであれば特に限定されない。例えば、１０分間、減圧状態下において第２成形体を第２溶液に浸すことにより、第２溶液を第２成形体に含浸させてもよい。これによって、図２（Ｂ）に示すように、第２溶液がチタン酸バリウム粒子の間隙（孔領域）に充填した第３成形体を得ることができる。ここで、第２溶液が含浸した第３成形体を、例えば１５０℃以上、３００℃以下にて熱処理し、第２溶液の有機成分を除去してもよい。これによって、図２（Ｃ）に示すように、第２成形体を構成するチタン酸バリウム粒子が、焼結助剤によって均一に覆われた第３成形体を得ることが出来る。なお、有機成分の除去は、本実施形態の必須事項ではなく、後述される焼成工程（Ｓ７）において同時に行われてもよい。
【００３９】
次に、図１に示すように、第３成形体を焼成する（Ｓ７）。本工程によって、第３成形体が焼結し、緻密化したセラミックスを得ることができる。本工程における熱処理手段は特に限定されず、例えば電気炉、赤外炉、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）炉等を用いて行うことができる。本工程における熱処理は、１０００℃以下において行うことができる。好適には、本工程における熱処理は、９００℃以上、９６０℃以下にて行ってもよい。
【００４０】
以上の工程により、本実施形態に係るセラミックスの製造方法より製造されたセラミックスを得ることができる。
【００４１】
本実施形態に係るセラミックスの製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００４２】
本実施形態に係るセラミックスの製造方法は、上述のように、多孔質体である第２成形体を得る工程と、第２溶液を準備する工程と、第２溶液を第２成形体に含浸させ、第３成形体を得る工程と、を含む。これによれば、チタン酸バリウム粒子間に、所望の焼結助剤を、均一に介在させることができる。
【００４３】
また、本実施形態に係るセラミックスの製造方法によれば、焼結助剤からなる膜によって、各チタン酸バリウム粒子を焼結前に均一にコーティングすることができる。
【００４４】
以上により、本実施形態にかかるセラミックスの製造方法におけるセラミックス焼成温度を、例えば１０００℃以下、より具体的には、９００℃以上、９６０℃以下に低下させることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係るセラミックスの製造方法によれば、上記の低温化された焼成温度でありながら、相対密度９５％以上の緻密化されたチタン酸バリウムセラミックスを得ることができる。
【００４６】
また、本実施形態に係るセラミックスの製造方法によれば、上記の低温化された焼成温度でありながら、２００ｐＣ／Ｎ以上の良好な圧電特性を有するチタン酸バリウムセラミックスを得ることができる。
【００４７】
以上により、焼結助剤を用いながらも、良好な圧電特性を有するセラミックスの製造方法を提供することができる。
【００４８】
なお、本実施形態に係るセラミックスの製造方法により得られたセラミックスの圧電特性に関しては、以下に後述される。
【００４９】
２．  実施例及び比較例
以下、本発明に係るセラミックスの製造方法の実施例１、２および比較例を、表１を参照しながら説明する。
【００５０】
【表１】
2010275146.tif 000003
【００５１】
表１は、実施例１、実施例２および比較例のセラミックスの焼成温度条件、相対密度、圧電特性をそれぞれ示すものである。以下に各実施例および比較例の条件を説明する。
【００５２】
実施例１においては、チタン酸バリウムセラミックスを本実施形態に係るセラミックス製造方法を用いて作製し、その特性を評価した。
【００５３】
具体的には、平均粒径の指標である体積基準のメジアン径ｄ５０が、１００ｎｍであるチタン酸バリウム粒子を準備した（Ｓ１）。次に、チタン酸バリウム粒子に、ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）からなる有機成分である第１溶液を、準備されたチタン酸バリウム粒子に対して、１０質量パーセントとなるような割合で混合し、乳鉢で混錬することで造粒し、混合物を得た（Ｓ２）。次に、混合物を成形用金型に入れ、プレス機を用いて、６ＭＰａの条件でプレス処理し、ペレット形状の第１成形体を得た（Ｓ３）。次に、第１成形体を６００℃の温度で熱処理し、第２成形体を得た（Ｓ４）。
【００５４】
次に、第２溶液を準備する工程においては、焼結助剤である酸化ビスマス銅（Ｂｉ２ＣｕＯ４）のゾル−ゲル溶液を準備した。本実施例においては、ビスマスを含む有機金属化合物として、トリエトキシビスマスを用い、銅を含む有機金属化合物として、ビス（ジイソブチリルメタナト）銅を用いた。以上の有機金属化合物をメタノールからなる有機溶媒に混入し、水、酢酸を所定量加えて酸性条件下で加水分解と縮重合を起こさせ、酸化ビスマス銅（Ｂｉ２ＣｕＯ４）のゾル−ゲル溶液（前駆体溶液）からなる第２溶液を準備した（Ｓ５）。
【００５５】
次に、デシケータ内に第２成形体を収容し、真空ポンプによって、デシケータ内部を減圧状態（真空状態でもよい）にした。減圧状態のデシケータ内に、上記の第２溶液を流し込み、第２成形体に上記の第２溶液を１０分間に亘り含浸させ、第３成形体を得た（Ｓ６）。次に、第３成形体を９００℃の温度で２時間に亘り焼成し、本実施例に係るセラミックスを得た（Ｓ７）。
【００５６】
なお特性の評価を目的として、焼成工程（Ｓ７）後得られたペレット形状のセラミックスを、例えば０．５〜０．８ｍｍの厚さに研磨した後、公知の手法、例えばスパッタ法またはスクリーン印刷によって電極を塗布した。電極の材料には銀（Ａｇ）を用いた。銀を塗布した後、７００℃の温度にて電極を焼付けた。分極処理は、シリコンオイルの中で、３ｋＶｍｍ−１の電界を３分間程度印加して行った。
【００５７】
実施例２は、焼成工程（Ｓ７）における焼成温度以外、実施例１と同様の条件により実施された。実施例２の第３成形体の焼成温度は、９６０℃であった。
【００５８】
比較例は、実施例１および実施例２と同様のチタン酸バリウム粒子からなるチタン酸バリウム粒子を準備した後、焼結助剤である酸化ビスマス銅（Ｂｉ２ＣｕＯ４）の粉末を準備した。なお、酸化ビスマス銅の粉末の平均粒径は、１００ｎｍであった。チタン酸バリウム粒子と、酸化ビスマス銅（Ｂｉ２ＣｕＯ４）の粉末と、ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）と、を共に固相法によって混錬して、造粒を行い、スラリーを得た。ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）は、チタン酸バリウム粒子に対し、５質量パーセントの割合となるように加えられた。その後、実施例１および２と同様の方法により、成形体を得た。成形体は、１０５０℃の温度で２時間に亘り熱処理され、焼成された。なお特性の評価を目的として、実施例１および２と同様の処理を行った。
【００５９】
表１に示すように、実施例１および２に係るセラミックスは、焼成温度が１０００℃以下でありながら、相対密度が９５％以上を達成した。それに対して、比較例係るセラミックスにおいては、相対密度９５％を達成するために、１０００℃以上の焼成温度を必要とした。また、実施例１および２に係るセラミックスは、比較例と同様の相対密度にもかかわらず、２００ｐＣ／Ｎ以上の高い圧電特性を有した。実施例１および２に係るセラミックスは、固体の焼結助剤を固相法により用いた比較例のセラミックスの圧電特性と比べて２倍以上の圧電特性を有した。
【００６０】
以上により、本実施形態に係るセラミックスの製造方法によれば、焼結助剤を均一に多孔質体からなる第２成形体のチタン酸バリウム粒子間に介在させ、かつ、各チタン酸バリウム粒子を焼結助剤によりコーティングすることができる。これによって、焼結助剤を用いながらも、良好な圧電特性を有するセラミックスの製造方法を提供することができる。
【００６１】
本実施形態に係るセラミックスの製造方法により製造されたセラミックスは、例えば、圧電アクチュエーターに用いることができる。本実施形態に係る圧電アクチュエーターは、例えば、液体噴射ヘッド、超音波モーター、超音波洗浄器、超音波センサーに用いられる圧電アクチュエーターであってもよい。例えば、プレート状のセラミックス部材を本実施形態に係るセラミックスの製造方法より製造し、該セラミックス部材の所定の領域に金属膜を形成することにより、例えば、駆動電極と接地電極を形成し、圧電アクチュエーターとすることができる。
【００６２】
以上により、焼結助剤を用いながらも、良好な圧電特性を有するセラミックスを有する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００６３】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【図１】
2010275146.tif 000004
【図２】
2010275146.tif 000005