(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料を用いて，
結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａを種結晶として，該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成させると共に，
上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸の配向を利用して，該ホスト材料Ａの表面に生成した上記ゲスト材料Ｂの結晶面または結晶軸を配向させ，Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により求めた配向度が１０％以上となるように配向させることを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法。
【請求項２】
結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａと，熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料とを混合して混合物とする混合工程を行い，
次いで，上記混合物中における上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させる配向工程を行い，
次いで，上記混合物を加熱することにより，上記ホスト材料Ａを種結晶として該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成する加熱工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法。
【請求項３】
請求項２において，上記加熱工程の後に，該加熱工程における加熱温度よりも高温の条件下において上記ゲスト材料Ｂを粒成長させる粒成長工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法。
【請求項４】
結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａと，熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料とを混合して混合物とする混合工程を行い，
次いで，上記混合物を加熱することにより，上記ホスト材料Ａを種結晶として該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成する加熱工程を行い，
次いで，上記混合物中における上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させる配向工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法。
【請求項５】
請求項４において，上記配向工程の後に，上記加熱工程における加熱温度よりも高温の条件下において上記ゲスト材料Ｂを粒成長させる粒成長工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法。
【請求項６】
熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料を用いて，
結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａを種結晶として，該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成させると共に，
上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸の配向を利用して，該ホスト材料Ａの表面に生成した上記ゲスト材料Ｂの結晶面または結晶軸を配向させ，Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により求めた配向度が１０％以上となるように配向させる生成配向工程を行い，
次いで，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたは該ゲスト材料Ｂと結晶系が同じであるゲスト材料Ｃに転換するための添加物を用いて，上記ゲスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃとする転換工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法。
【請求項７】
結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａと，熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料とを混合して混合物とする混合工程を行い，
次いで，上記混合物を加熱することにより，上記混合物中における上記ホスト材料Ａを種結晶として該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成する加熱工程を行い，
次いで，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたは該ゲスト材料Ｂと結晶系が同じであるゲスト材料Ｃに転換するための添加物を加える添加工程を行い，
次いで，上記混合物中における上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させる配向工程を行い，
次いで，上記混合物を加熱することにより，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃに転換する転換工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法。
【請求項８】
結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａと，熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料と，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたは該ゲスト材料Ｂと結晶系が同じであるゲスト材料Ｃに転換するための添加物とを混合して混合物とする混合工程を行い，
次いで，上記混合物中における上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させる配向工程を行い，
次いで，上記混合物を加熱することにより，上記混合物中における上記ホスト材料Ａを種結晶として該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成すると共に，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃに転換する加熱転換工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法。
【請求項９】
請求項７または８において，上記転換工程または上記加熱転換工程の後に，該加熱転換工程よりも高温の条件下において上記ゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃを粒成長させる粒成長工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，誘電体材料，焦電体材料，圧電体材料，強誘電体材料，磁性材料，イオン伝導性材料，電子伝導性材料，熱電材料，耐磨耗性材料等の機能や特性が結晶方位依存性を有する物質よりなる多結晶セラミックスであって，その結晶方位が配向した，結晶配向セラミックスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
多結晶セラミックスの結晶面または結晶軸を配向させる技術はこれまでいくつかの提案がなされてきた。多結晶セラミックスの特定の結晶面または結晶軸を配向させることにより，特定の結晶面または結晶軸に依存する特性を大きく向上させ，単結晶に近い特性を有する多結晶セラミックスを作成することができる。
【０００３】
特に極性を有する結晶軸に大きく特性が依存する強誘電体の多結晶セラミックスでは結晶を配向させることにより，結晶が配向していない無配向の多結晶セラミックスと比較して残留分極量等の極性に由来する特性が向上するとして，特許出願や技術報告がなされている。
また，磁性材料でも，結晶を配向させたフェライトセラミックスの使用により耐磨耗性が向上して磁気ヘッドの寿命が延びることが報告されている（粉体および粉末冶金，第２６巻第４号，ｐｐ．１２３−１３０，１９７９）。
【０００４】
多結晶セラミックスの結晶を配向させる手段，方法等としては，従来各種の方法が開示されている。そのいくつかを以下に例示する。
例えば，チタン酸ビスマス（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12）に代表される層状ペロブスカイト型構造のように，特定の結晶面の表面エネルギーが他の結晶面に比べて著しく小さい多結晶セラミックスは，加熱しながら一軸圧力を加えるホットフォージング法により結晶が一軸配向した緻密な結晶配向セラミックスを得ることができる（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１，ｐｐ３１−３９，１９８０）。
【０００５】
また，上述のチタン酸ビスマスのように結晶異方性の強い物質は板状や針状等の異方性形状を有する粉末の合成が可能である。かかる異方性形状を有する粉末をバインダーや液体と共にテープ成形や押出成形することにより，これら異方性形状の粉末を配向させた後，これを熱処理により焼結させて結晶配向セラミックスを作成する手法も知られている（Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．７２，Ｎｏ．２，ｐｐ２８９−９３，１９８９）。
【０００６】
また，スピネル構造のフェライトのように，骨格を形成する原料に板状粉末（代表的にはα型酸化鉄）を用いて，配向度（結晶の配向の程度）を高める成形方法を採用し，合成時に原料の配向軸を生成物が引き継ぐような，いわゆるトポキタシー法によって，結晶配向セラミックスを作製することは可能であった（エレクトロニク・セラミクス，’９１年７月号，ｐｐ．５６−６３，１９９１）。
ただし，この手法は原料としての酸化鉄，セラミックスとしてのフェライトのようなトポタキシー反応が可能である立体的な格子整合性を有する原料と生成物との組合わせが存在する時にのみ有効である。
【０００７】
【解決しようとする課題】
しかしながら，結晶型が等方性（立方晶系）あるいは擬等方性（僅かに歪んだ立方晶系）の材料であって，トポタキシー反応が可能な３次元的に格子整合性のある異方性原料を持たない物質よりなる結晶配向セラミックスは，高価で生産性の劣る単結晶育成に頼らない限り，作製が困難であった。
【０００８】
例えば，ＰＺＴ（化合物名：ジルコン・チタン酸鉛）やチタン酸バリウムに代表されるように工学的に重要な強誘電体の多くが取る結晶型であるペロブスカイト型構造は，立方構造あるいは僅かに歪んだ立方構造であり，その歪みの方向によって大きな特性の異方性を示す。
【０００９】
しかしこれらの物質における結晶の異方性は極めて小さく，従って，異方性形状の単結晶粉末を合成することが極めて困難である。また，骨格を構成するＴｉ，Ｚｒ，Ｎｂ等の酸化物に対して，ペロブスカイト型における骨格構造と長周期構造が類似かつ異方性形状を有する粉末を合成することができない。このため，トポタキシー法による配向制御もできなかった。
【００１０】
これまでに，チタン酸カリウム繊維あるいはその誘導体である繊維状酸化チタンまたは繊維状含水酸化チタンを原料として，チタン酸鉛やチタン酸バリウム等の配向セラミックスを作製する技術が特許公告されている（特公昭６３−２４９４９号，特公昭６３−２４９５０号，特公昭６３−４３３３９号，特公昭６３−４３３４０号，特公昭６３−４３３４１号）。
【００１１】
しかし，ペロブスカイト構造とは異なるＴｉ−Ｏ結合骨格を持つチタン酸カリウム繊維やその誘導体を用いて結晶配向セラミックスを作製することは原理的に極めて困難である。
なぜならば，仮にチタン酸カリウム繊維やその誘導体の粉末を配向させることができたとしても，反応によってペロブスカイト構造の化合物を生成する際にはＴｉ−Ｏ結合骨格の再配列が伴わざるをえず，このときに結晶配向を保持することが極めて困難である。
【００１２】
結晶が配向したペロブスカイト型構造をとる結晶配向セラミックスをえる別の方法は，スパッタリング，化学気相蒸着（ＣＶＤ），ゾルゲル等の方法で基板上に薄膜を作製することである。
この方法としては，ペロブスカイト型構造の特定の結晶面と格子整合性のよい基板表面を利用するエピタキシーと，基板の結晶方位とは無関係に表面エネルギーの差違や元素の供給量の差違等によって特定の結晶面が配向するセルフ・テクスチャーが知られている。
【００１３】
しかしながら，このような方法は厚い膜を作るためには製膜時間が長くなり，製造コストが高価になるばかりでなく，膜が基板に拘束されていることから以下に示す問題が生じる。
一つは，膜厚を厚くしようとすれば熱処理の際に結晶化や緻密化に伴う応力が発生することである。もう一つは，基板との熱膨張率の差によって膜において亀裂が生じることである。更に一つは膜が基板より剥離するという問題である。
以上により上記方法においては膜の破壊が起こりやすい。
従って，このような方法で５μｍを超えるような厚みを持った結晶配向セラミックスを得る事は極めて困難である。
よって，上述の方法はバルク材料を得るための方法としては不適当である。
【００１４】
本発明は，かかる問題点に鑑み，従来方法では製造が困難であったペロブスカイト型構造を有する化合物に代表される，等方性または擬等方性の構造を有する酸化物多結晶セラミックスからなる結晶配向セラミックスを容易かつ安価に製造することができ，また上述の等方性または擬等方性の構造を有する酸化物多結晶セラミックスよりなる厚みのあるバルク材料を得ることができる，結晶配向セラミックスの製造方法を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料を用いて，
結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａを種結晶として，該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成させると共に，
上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸の配向を利用して，該ホスト材料Ａの表面に生成した上記ゲスト材料Ｂの結晶面または結晶軸を配向させ，Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により求めた配向度が１０％以上となるように配向させることを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法にある。
【００１６】
上記ホスト材料Ａとしては，予め結晶面または結晶軸が配向したものを準備し，このものの配向をそのまま利用することができる。あるいは本発明にかかる結晶配向セラミックスの製造方法の工程中で，ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させることもできる。
なお，請求項における「ホスト材料Ａの表面および／または内部」という表現は，「ホスト材料Ａの表面と内部とのいずれか一方または双方において」ということを示している。
【００１７】
また，上記工程中でホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させる場合，ホスト材料Ａの表面および／または内部でゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成する前に，上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させることができる。あるいは上記ゲスト材料Ａの表面および／または内部でゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成した後に，上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させることもできる。
また，上記材料Ｐまたは材料Ｑを用いて上記ゲスト材料Ｂを生成する方法としては，後述するように，上記材料Ｐまたは材料Ｑを加熱する方法等がある。
【００１８】
請求項１に記載の発明では，材料Ｐまたは材料Ｑを用い，ホスト材料Ａを種結晶として，該ホスト材料Ａの表面および／または内部でゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成させると共に，該ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸の配向を利用して上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部の結晶面または結晶軸を配向させる。
従って，上記ホスト材料Ａの表面の結晶格子をテンプレートとする形で上記材料Ｐまたは材料Ｑより上記ゲスト材料Ｂの結晶の少なくとも一部が生成する。
また，上記ホスト材料Ａの表面近傍の内部，例えば表面近傍の層間で，ホスト材料Ａの結晶格子をテンプレートとする形で上記材料Ｐまたは材料Ｑよりの拡散により上記ゲスト材料Ｂの結晶の少なくとも一部が生成することもある。
即ち，上記ゲスト材料Ｂの結晶の少なくとも一部は上記ホスト材料Ａの結晶格子と整合性がある状態でエピタキシャル生成する。
【００１９】
なお，上記ホスト材料Ａの表面および／または内部で生成し，該ホスト材料Ａの結晶格子と方向が揃った状態にあるゲスト材料Ｂは全部であっても一部であってもよい。一部の場合には，上記ホスト材料Ａの表面および／または内部以外に無配向に生成したゲスト材料Ｂが存在する。
【００２０】
上記ゲスト材料Ｂが上記ホスト材料Ａの結晶格子と整合性がある状態で生成する理由を以下に記載する。
上記ホスト材料Ａの表面および／または内部の結晶格子において上記ゲスト材料Ｂが生成する際には，上記ホスト材料Ａの表面および／または内部の結晶格子と格子整合性を持つ上記ゲスト材料Ｂの結晶の方が，格子整合性を持たない結晶よりも安定に存在できる。
言い換えれば，格子整合性を持つゲスト材料Ｂの結晶の方が上記ホスト材料Ａの結晶格子に対する界面エネルギーが小さいため，格子整合性を持たない結晶よりもエネルギー利得が大きくなる。
【００２１】
以上により，ゲスト材料Ｂの結晶は配向したホスト材料Ａの表面および／または内部の結晶格子と格子整合性を持つようにエピタキシャル生成する。従って，ゲスト材料Ｂの結晶そのものが配向し易いか配向し難いかにかかわらず，ゲスト材料Ｂの少なくとも一部は配向した状態で結晶となる。
そして，本発明の製造方法においては，上記ホスト材料Ａとして形状異方性を有する物質を用いている。更に，形状異方性を有する物質は一般に配向し易い物質である。このためホスト材料Ａを配向した状態とすることは大変容易である。以上により，容易に配向したゲスト材料Ｂを含む結晶配向セラミックスを得ることができる。
【００２２】
以上のごとく，本発明によれば，従来方法では製造が困難であったペロブスカイト型構造を有する化合物に代表される，等方性または擬等方性の構造を有する酸化物多結晶セラミックスからなる結晶配向セラミックスを容易かつ安価に製造することができ，また上述の等方性または擬等方性の構造を有する酸化物多結晶セラミックスよりなる厚みのあるバルク材料を得ることができる，結晶配向セラミックスの製造方法を提供することができる。
【００２３】
また，請求項２の発明は，結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａと，熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料とを混合して混合物とする混合工程を行い，
次いで，上記混合物中における上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させる配向工程を行い，
次いで，上記混合物を加熱することにより，上記ホスト材料Ａを種結晶として該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成する加熱工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法にある。
【００２４】
上記ホスト材料Ａは形状異方性を有する物質であり，ゲスト材料Ｂが生成する際に種結晶となる物質である。上記ホスト材料Ａとしては，後述する条件を満たす板状または柱状等の各種形状異方性を有する金属酸化物，金属水酸化物，金属塩，金属等を使用することができる。
また，上記ホスト材料Ａの形状はどのような形状でもよいが，材料Ｐまたは材料Ｑとの混合のしやすさ等を考慮するとより粉末状の形状を持つことが好ましい。
【００２５】
上記ゲスト材料Ｂは本発明にて作製しようとする結晶配向セラミックスを構成する物質である。従って，特定の結晶面または結晶軸に依存する特性を有する物質であればいかなる物質でも用いることができる。
ただし，本発明の効果を活かすためには，特に従来方法において結晶配向セラミックスを作製し難かった等方性または擬等方性の結晶構造を有する物質とすることが好ましい。
【００２６】
上記材料Ｐまたは材料Ｑは熱分解等の加熱により生じる各種反応にてゲスト材料Ｂを生成可能な物質または前駆体であればいかなるものでもよい。
また，上記材料Ｐまたは材料Ｑは純物質であっても混合物であってもよい。
また，上記材料Ｐまたは材料Ｑの形状としてはどのような形状でもいが，ホスト材料Ａとの混合の容易性等を考慮すると粉末状または液状の形態を持つことが好ましい。
なお，上記ホスト材料Ａと上記ゲスト材料Ｂとの間に生じる詳細な条件等は後述する。また，混合工程，配向工程，加熱工程に関しても後述する。
【００２７】
請求項２に記載の発明にかかる混合工程において，上記材料Ｐまたは材料Ｑと上記ホスト材料Ａとが混合され混合物となる。
この混合物に対し後述する配向工程を施すことにより，上記混合物中のホスト材料Ａの結晶面を配向した状態とすることができる。
その後，上記加熱工程を上記材料Ｐまたは材料Ｑよりゲスト材料Ｂが生成する条件において行うことにより，上記ホスト材料Ａの表面および／または内部の結晶格子をテンプレートとする形で上記材料Ｐまたは材料Ｑよりゲスト材料Ｂの結晶の少なくとも一部がエピタキシャル生成する。
以上により，ゲスト材料Ｂの結晶の少なくとも一部はホスト材料Ａの結晶格子と方向を揃えた状態で生成する。
【００２８】
なお，上記ホスト材料Ａの表面および／または内部で生成しかつ該ホスト材料Ａの結晶格子と方向を揃えた状態とで生成したゲスト材料Ｂは全部であっても一部であってもよい。一部の場合には，上記ホスト材料Ａの表面および／または内部以外に無配向に生成したゲスト材料Ｂが存在する。
【００２９】
上記ゲスト材料Ｂが上記ホスト材料Ａの結晶格子と方向を揃えた状態で生成する理由を以下に記載する。
上記ホスト材料Ａの表面および／または内部の結晶格子において上記ゲスト材料Ｂがエピタキシャル生成する際には，上記ホスト材料Ａの表面および／または内部の結晶格子と格子整合性を持つゲスト材料Ｂの結晶の方が，格子整合性を持たない結晶よりも安定に存在できる。
言い換えれば，格子整合性を持つゲスト材料Ｂの結晶の方が上記ホスト材料Ａの結晶格子に対する界面エネルギーが小さいため，格子整合性を持たない結晶よりもエネルギー利得が大きくなる。
【００３０】
以上により，ゲスト材料Ｂの結晶は配向したホスト材料Ａの表面および／または内部の結晶格子に沿ってエピタキシャル生成する。従って，ゲスト材料Ｂの結晶そのものが配向し易いか配向し難いかにかかわらず，ゲスト材料Ｂの少なくとも一部は配向した状態で結晶となる。
【００３１】
そして，本請求項においてはホスト材料Ａとして形状異方性を有する物質を用いている。形状異方性を有する物質はより配向しやすい物質であるため，ホスト材料Ａを配向した状態とすることは大変容易である。
以上により，配向したゲスト材料Ｂを含む結晶配向セラミックスを容易に得ることができる。
【００３２】
また，請求項１，２に記載の発明の製造方法は共に特別な装置等を必要としないため，安価に上記結晶配向セラミックスを作製することができる。
また，配向した状態にあるバルク材料を得やすい物質をホスト材料Ａとして用いることにより，上述したごとく，ゲスト材料Ｂが配向し易いか配向し難いかにかかわらず，配向したゲスト材料Ｂを含むバルク材料を容易に得ることができる。
【００３３】
次に，上記ホスト材料Ａについて説明する。
上記ホスト材料Ａは形状異方性を有する材料である。つまり，結晶異方性を有する物質に対し異方性形状を付与して作製した材料である。
なお，上記形状異方性とは，例えば板状，柱状，針状，鱗状の粉末のように粒子の長軸寸法と短軸寸法との比が大きいことを意味する。この比が３以上ある材料，好ましくは５以上ある材料が本発明に適する。
【００３４】
また，上記結晶異方性とは，その結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造，層状岩塩構造，コランダム型構造，タングステンブロンズ型構造，マグネトプランバイト型構造等の異方性の強い構造であることを表している。なお，結晶異方性を有する物質は，例えば板状，柱状，針状，鱗状等の異方的な形状を有する粉末を容易に作製することができる。
また，このうち層状構造を持つ物質は，表面の他に表面近傍の層間にもゲスト材料Ｂをエピタキシャル生成することがあるためさらに好ましい。
【００３５】
そして，上記粉末における形状異方性の程度は大きいほど好ましい。特に，形状の長手方向の寸法を幅または厚みで割った値，いわゆるアスペクト比が５以上あることが好ましい。
これにより，上記ホスト材料Ａを，押出，遠心成形，ドクターブレード，非等方的加圧，圧延等の成形法を利用して容易に配向成形することができる。
なお，上記アスペクト比は１０以上であることが更に好ましい。
【００３６】
また，上記粉末の長手方向の長さは０．５μｍ以上であることが好ましい。
これにより，界面エネルギーの利得を大きくして，ゲスト材料Ｂのエピタキシー生成をより容易とすることができる。
また，上記ゲスト材料Ｂがエピタキシー生成することにより得られた結晶を大きくすることができる。エピタキシー生成したゲスト材料Ｂの結晶が大きい場合には，後述する粒成長工程においてオストワルド成長の原理により，上記ゲスト材料Ｂの結晶を更に大きく粒成長させることができる。
なお，上記粉末の長手方向の長さは５μｍ以上であることが更に好ましい。
【００３７】
また，上記形状異方性を有する粉末は，結晶異方性を有する物質を液相または気相中で合成することにより容易に得ることができる。
特にアスペクト比の大きな粉末を得るためには，高温の融液中で合成するフラックス法，水熱法，または過飽和溶液中で析出させる方法を採用することが好ましい。これらの場合，液相は合成時に微量存在するだけで十分効果を発揮する。
【００３８】
次に，上記ホスト材料Ａとして使用可能な物質について説明する。
まず，上記ホスト材料Ａとしては金属酸化物，金属水酸化物，金属塩，金属等を使用することができる。
そして，上記ホスト材料Ａは，該ホスト材料Ａの結晶における少なくとも一つの結晶面の二次元結晶格子が，ゲスト材料Ｂの結晶における少なくとも一つの結晶面の二次元結晶格子と格子整合性を有することが必要である。
【００３９】
上記ゲスト材料Ｂに対する好ましいホスト材料Ａとは，該ホスト材料Ａを構成する形状異方性を有する粉末において，該粉末中の最も面積の広い面を構成する結晶面（例えば，柱状の粉末であれば柱の側面を構成する結晶面）とゲスト材料Ｂの少なくとも一つの結晶面との間に格子整合性を有することである。
【００４０】
即ち，ホスト材料Ａにおける結晶格子をテンプレートとしてゲスト材料Ｂの結晶がエピタキシャル生成するためには，両者は少なくとも各々一つの結晶面の二次元格子が格子整合性を有していなくてはならない。
そして，最も面積の広い面において格子整合性を得ることができればゲスト材料Ｂを効率良くエピタキシャル生成させることができる。
【００４１】
なお，以下に格子整合性の例を挙げる。
例えば，上記ホスト材料Ａが金属酸化物である場合について説明する。
上記ホスト材料Ａの結晶格子において，酸素が存在する格子点の少なくともひとつ，または金属元素が存在する格子点の少なくともひとつが，上記ゲスト材料Ｂのある結晶面の二次元結晶格子における相似の格子点に当たる。
ホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとの間にこの関係が成立する場合，両者の間には格子整合性が存在する。
【００４２】
なお，格子整合性とはホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとの相似位置における格子寸法の差を，基準となるホスト材料Ａの格子寸法で割った値である。
そして，上記格子整合性の値が２０％以下となるようにホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとを選択することが好ましい。
これにより，ホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとの間に低い界面エネルギーが実現しやすくなる。従って，ゲスト材料Ｂのエピタキシャル生成を容易とすることができる。
なお，上記格子整合性の値は１０％以下であることがより好ましい。
【００４３】
そして，あるゲスト材料Ｂに対する最も好ましいホスト材料Ａとは，ゲスト材料Ｂの結晶構造において最も強い化学結合と相似の化学結合を有するホスト材料Ａである。
このようなホスト材料Ａを使用することにより，ホスト材料Ａの特定面とゲスト材料Ｂの特定面との間の界面エネルギーがより小さくなり，エピタキシー生成容易な組み合わせを得ることができる。
【００４４】
例えば，上記ゲスト材料Ｂがペロブスカイト型構造である場合について説明する。
上記ペロブスカイト型構造における最も強い化学結合は，一般的には，酸素八面体の中心に位置するＴｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｚｎ等の金属元素と酸素とが交互に結合した結合鎖である。
【００４５】
上記結合鎖は三方向に延びており，従って，三方向に連結する上記結合鎖のうち二方向を含む面，即ち，ペロブスカイト型構造を擬立方晶とみなした場合，｛１００｝面と相似の結晶面を有するホスト材料Ａを選択することが好ましい。
なお，擬立方晶とは，立方晶より僅かに歪んだ結晶格子を示している。ペロブスカイト型構造は正確には立方晶でない物質を多数含んでいるが，本明細書ではこれを立方晶と近似し，擬立方晶として議論を進める。
【００４６】
従って，上記ゲスト材料Ｂがペロブスカイト型構造を有する場合には，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｚｎ等の金属元素と酸素とが交互にならぶ結合鎖が直角または直角に近い角度で二本交差した結晶面を持つ物質をホスト材料Ａとして用いることが好ましい。
上述の条件に適合する金属酸化物としては，いわゆる層状ペロブスカイト型構造を有する物質が，層間の結合が比較的弱いために形状異方性のある（配向できる）粉末を合成しやすく，かつ，ペロブスカイト型構造と共通の金属元素−酸素結合骨格を有し，ペロブスカイト型物質のホスト材料Ａになり得るという点で最も好ましい。
【００４７】
上記層状ペロブスカイト型構造を有する物質の中で最も一般的な物質は，Ｂｉ2 Ｏ2 層が数層のペロブスカイト層を挿んだ構造を有する，いわゆるビスマス層状化合物である。
上記ビスマス層状化合物の具体例としては，Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12（チタン酸ビスマス），ＢｉＶＯ5.5 ，Ｂｉ2 ＷＯ6 等の化合物が挙げられる。
【００４８】
なお，一般的に（Ｂｉ2 Ｏ2 ）2+（Ａm-1 Ｂm Ｏ3m+1）2-で表される物質を挙げることもできる。この場合の，ＡはＮａ，Ｓｒ，Ｐｂ，希土類元素等１〜３価の金属元素，ＢはＴｉ，Ｎｂ，Ｔａ等の金属元素である。
また，上述のカテゴリーに含まれる物質としては，ＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 ，ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 ，ＢａＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 ，ＢａＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 ，ＢａＢｉ3 Ｔｉ2 ＮｂＯ12，ＰｂＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 ，ＰｂＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 ，ＳｒＢｉ4 Ｔｉ4 Ｏ15，ＢａＢｉ4 Ｔｉ4 Ｏ15，ＰｂＢｉ4 Ｔｉ4 Ｏ15，Ｓｒ2 Ｂｉ4 Ｔｉ5 Ｏ18，Ｐｂ2 Ｂｉ4 Ｔｉ5 Ｏ18等の多くの化合物を挙げることができる。
また，高温超伝導材料として知られる銅を含む一連の層状ぺロブスカイト型構造の化合物も上記カテゴリーに含まれる。
【００４９】
また，Ｂｉを含まない層状ペロブスカイト型構造を有する物質で，上記ホスト材料Ａとして使用できる物質は，Ｓｒ2 ＴｉＯ4 ，Ｓｒ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ，Ｓｒ4 Ｔｉ3 Ｏ10，Ｃａ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ，Ｃａ4 Ｔｉ3 Ｏ10，Ｓｒ2 ＲｕＯ4 ，（Ｌａ，Ｓｒ）2 ＭｎＯ4 ，（Ｌａ，Ｓｒ）2 ＣｒＯ4 ，Ｋ2 ＮｉＦ4 等の，いわゆるＲｕｄｄｌｅｓｄｅｎ−Ｐｏｐｐｅｒ型化合物が挙げられる。
【００５０】
なお，以上に示したホスト材料Ａは融液または溶液の存在下で合成することにより容易に板状形状を呈することができるため，より好ましい。
例えば，Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12の原料である酸化ビスマスと酸化チタンを溶融塩中で加熱することにより，本発明のホスト材料Ａとして使用することができる板状の粉末を得ることができる。
また，酸化ビスマスの量を化学量論比以上として酸化チタンと混合し，酸化ビスマスの融点以上の温度で熱処理してもよい。また，酸化ビスマスと酸化チタンを溶解した水溶液またはゾルをオートクレーブ中で加熱してもよい。
【００５１】
なお，これまでに挙げた物質以外であっても，ゲスト材料Ｂがペロブスカイト型構造である場合には，該ゲスト材料Ｂの｛１１０｝面または｛１１１｝面と相似の結晶面を持つ物質であればホスト材料Ａとして使用することができる。
例えば，ＬｉＮｉＯ2 ，ＬｉＦｅＯ2 ，ＬｉＴｉＯ2 ，ＬｉＩｎＯ2 を始めとする層状岩塩構造の物質はペロブスカイト型構造における｛１１１｝面と相似の結晶面（層状岩塩構造においては｛００１｝面に相当する）を有するホスト材料Ａとして使用することができる。
【００５２】
この他，ＺｎＯ等のウルツ鉱型構造の物質，Ｂａ5 Ｔａ4 Ｏ15型構造，ＢａＦｅ12Ｏ19等のマグネシウムプランバイト型構造の物質もペロブスカイト型構造の｛１１１｝面と相似の結晶面を有するホスト材料Ａとして使用することができる。
また，α−Ｆｅ2 Ｏ3 のようなコランダム型構造及びＦｅＴｉＯ3 のようなイルメナイト型構造の物質も，ペロブスカイト型構造の｛１１１｝面と相似の結晶面を有するホスト材料Ａとして使用することができる。
【００５３】
また，タングステンブロンズ型構造の化合物も，ペロブスカイト型構造の｛１１１｝面と相似の結晶面を有するホスト材料Ａとして使用することができる。
さらに，Ｓｒ2 Ｎｂ2 Ｏ7 型構造の化合物，即ち，Ｓｒ2 Ｎｂ2 Ｏ7 ，Ｌａ2 Ｔｉ2 Ｏ7 等は，ペロブスカイト型構造の｛１１０｝面と相似の結晶面を有するホスト材料Ａとして使用することができる。
また，これらの結晶異方性を有するホスト材料Ａは，ゲスト材料Ｂがペロブスカイト型構造以外の場合においても広く適用可能である。
【００５４】
次に，上記ゲスト材料Ｂとして使用可能な物質について説明する。
上記ゲスト材料Ｂは，特定の結晶面または結晶軸に依存する特性を有する物質であればいかなるものでもよい。ただし，本発明の効果を活かすためには，特に従来方法において結晶配向セラミックスを得難かった等方性または擬等方性の結晶構造を有する物質とすることが好ましい。
【００５５】
上記等方性または擬等方性の結晶構造の例としては，例えばペロブスカイト型構造，スピネル型構造，岩塩型構造，蛍石型構造，赤銅型構造，閃亜鉛鉱型構造，Ｃ−希土構造，パイロクロア型構造，ガーネット型構造，ＲｅＯ3 型構造等が挙げられる。
【００５６】
また，特にペロブスカイト型構造を有する物質では，ＳｒＴｉＯ3 等の誘電体，ＢａＴｉＯ3 ，ＰｂＴｉＯ3 ，Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 ，ＫＮｂＯ3 ，Ｂｉ0.5 Ｎａ0.5 ＴｉＯ3 ，Ｂｉ0.5 Ｋ0.5 ＴｉＯ3 等の強誘電体，ＰｂＺｒＯ3 ，ＮａＮｂＯ3 等の反強誘電体，ＰｂＭｇ1/3 Ｎｂ2/3 Ｏ3 ，ＰｂＺｎ1/3 Ｎｂ2/3 Ｏ3 ，（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 等の緩和型強誘電体，（Ｌａ，Ｃａ）ＭｎＯ3 等の磁性体，Ｂａ2 ＬｎＩｒＯ6 （Ｌｎ＝Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｌｕ）等の半導体を挙げることができる。
【００５７】
もちろんこれらの化学式で挙げた材料にとどまらず，殆ど全てのペロブスカイト型構造を有する物質に対し，本発明による製造方法を利用して結晶配向セラミックスを作製することができる。また，これらの物質間の固溶体にも適用することができる。
【００５８】
例えば，共にペロブスカイト型構造であるＰｂＴｉＯ3 とＢｉＦｅＯ3 の固溶体はキュリー温度での相転移に伴う歪みが大きいため，焼結後の冷却過程で破壊が生じやすく，従来方法においては，通常の多結晶セラミックスさえ得ることが困難であった。
しかしながら，本発明の製造方法によれば，ＰｂＴｉＯ3 とＢｉＦｅＯ3 の固溶体よりなる配向結晶セラミックスを得ることができる。
【００５９】
なお，以上の説明においては，ゲスト材料Ｂとしてペロブスカイト型構造を主として提示したが，他の構造の物質に対しても同様に本発明の適用が可能であることはいうまでもない。
例えば，ペロブスカイト型構造以外の重要な化合物としては，例えばスピネル型構造の化合物が挙げられる。
【００６０】
また，スピネル型構造の化合物がゲスト材料Ｂである場合においても，ホスト材料Ａの選択において最も重要なことは格子整合性がよいことである。また，結晶格子の骨格をなす金属元素が同じである，またはその化学特性が近いことが好ましい。なぜならば，こうした組み合わせではホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとの間の界面エネルギーが低く，ゲスト材料Ｂのエピタキシャル生成が容易となるためである。
【００６１】
なお，いずれの結晶構造を有するゲスト材料Ｂにおいても，上記結晶格子の骨格を構成する金属元素は，ホスト材料Ａ，ゲスト材料Ｂの双方共に，例えばＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉ等の遷移金属元素を挙げることができる。
また，Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ等の軽元素を挙げることもできる。
【００６２】
次に，上記材料Ｐまたは材料Ｑは，ゲスト材料Ｂが複合酸化物の場合にはその原料となる単純酸化物の他，水酸化物，炭酸塩，硝酸塩，硫酸塩，有機酸塩，アルコキシド等の後述の加熱工程においてゲスト材料Ｂを構成する酸化物等となり得る物質であればいかなるものでも使用することができる。
また，上記材料Ｐまたは材料Ｑは固体や液体として用いることも，水や有機溶媒に溶解または懸濁している状態で使用してもよく，これらの液体中で錯体を作製して使用してもよい。
【００６３】
また，気相の原料を用いてホスト材料Ａの表面および／または内部に付着させてもよい。
例えば，上記ゲスト材料Ｂとして，ＢａＴｉＯ3 ，ＰｂＴｉＯ3 ，Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 ，Ｂｉ0.5 Ｎａ0.5 ＴｉＯ3 等を選択した場合には，ＴｉＯ2 ，ＰｂＯ，ＺｒＯ2 ，Ｂｉ2 Ｏ3 等の酸化物，ＢａＣＯ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 等の炭酸塩を用いることができる。
また，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎａのアルコキシド，酢酸鉛，酢酸ビスマスを原料としてこれらの金属元素を含むゾルを用いてもよい。
【００６４】
次に，上記混合工程につき説明する。
まず，上記ホスト材料Ａと上記材料Ｐまたは材料Ｑの混合は乾式で行ってもよいが，望ましくは水または有機溶媒中でボールミルや攪拌機を用いて行う。
なお，Ｎａ2 ＣＯ3 のように水溶性のホスト材料Ａを用いる場合には，混合後にホスト材料Ａ及び材料Ｐまたは材料Ｑが偏析し難い条件にて液体成分の除去を行う必要がある。この場合の手段として，吸引濾過，蒸発乾燥を行う場合には，これをすみやかに行う必要がある。望ましくはこの手段としてスプレードライヤー等を用いる。ただし，次の配向工程でドクターブレードのような湿式成形を行なう場合は混合したスラリーをそのまま使用するので乾燥は必要ない。
【００６５】
また，上記混合工程において，上記ホスト材料Ａ及び上記材料Ｐまたは材料Ｑに対して，通常，分散剤の他，この混合物を後述する配向する際に必要となる結合材，可塑剤等も同時に添加，混合することができる。
【００６６】
また，上記ホスト材料Ａの体積は，最終的に作製しようとする結晶配向セラミックス１００％に対して５％以上とすることが好ましい。
これによれば，作製した結晶配向セラミックスにおいて，結晶面または結晶軸に依存する特性を実用上，意味ある程度にまで高めることができる。
【００６７】
なお，上記結晶配向セラミックスにおける配向度は，Ｘ線回折の強度から計算するＬｏｔｇｅｒｉｎｇ法にて求めるのが一般的である。
上記ホスト材料Ａの体積を５％以上とした場合にには，結晶配向セラミックスの配向度を１０％以上とすることができる。
更に，上記ホスト材料Ａの体積を２０％以上とした場合には，結晶配向セラミックスの配向度を３０％以上とすることができる。
また，後述するドクターブレード，押出成形等の成形手段により得られた成形体に対し，積層圧着，圧延等を組合せることにより，配向度が５０％を越えるような結晶配向セラミックスを得ることも可能である。
【００６８】
また，上記ホスト材料Ａの体積が多いほど，該ホスト材料Ａを構成する粉末間の距離が小さくなる。このため，後述のオストワルド粒成長が容易となり，ゲスト材料Ｂの配向度を高めることができる。しかしながら，ホスト材料Ａが増えた分ゲスト材料Ｂの体積が減少するため，上記ホスト材料Ａの体積の上限は８０％とすることが好ましい。
【００６９】
次に，上記配向工程につき説明する。
上記配向工程において上記混合物中のホスト材料Ａを各種手段により配向した状態となす。また，上記配向工程において上記混合物を同時に成形して成形体とするのが好ましい。
上記手段としては，湿式または乾式の一軸加圧，押出成形，ドクターブレード等を用いたテープ成形，圧延，遠心成形等を採用することができる。
また，水または有機溶媒を含む混合物より成形された成形体は，通常，次の加熱工程に先立って，水または有機溶媒を除去する乾燥工程を行う。
【００７０】
次に，上記加熱工程につき説明する。
上記配向工程において得られた成形体を加熱することにより，ホスト材料Ａを種結晶として，該ホスト材料Ａの表面および／または内部にてゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成する。
この加熱工程は，例えば熱分析等で見出すことができる材料Ｐまたは材料Ｑよりゲスト材料Ｂが合成される温度を越える温度であり，かつ可能な限り低い温度において，最低限必要な時間のみ行うことが好ましい。
これにより，ホスト材料Ａの表面および／または内部に対するゲスト材料Ｂのエピタキシー生成のみを優先的に進行させることができる。
【００７１】
上記加熱温度は具体的には得ようとする結晶配向セラミックスであるゲスト材料Ｂの種類によって異なる。
しかし，ゲスト材料Ｂが通常の酸化物である場合には，上述の理由から２００℃〜１２００℃の範囲で行うことが好ましい。また，この加熱工程における外部雰囲気としては大気または酸素を用いることが好ましい。
なお，上記温度が２００℃未満である場合にはゲスト材料Ｂの十分なエピタキシャル成長が困難となるおそれがある。一方，１２００℃を越えた場合には配向していないゲスト材料Ｂの粗大な粒子が生成し易くなるおそれがある。
【００７２】
しかしながら，上記加熱工程として水熱反応を利用する場合，溶液からの析出反応を利用する場合においては，上述の２００〜１２００℃以下の温度，ゲスト材料Ｂの種類にも依存するが例えば２０℃〜２５０℃といった低温において行うことができる。ただし，加熱工程の継続時間は１０分以上必要となる。
上記温度が２０℃未満である場合には，ゲスト材料Ｂの十分なエピタキシャル成長が困難となるおそれがある。また２５０℃を越えた場合には，ホスト材料Ａの表面および／または内部が腐食によって荒らされ，ゲスト材料Ｂのエピタキシャル成長が困難となるおそれがある。
また，継続時間が１０分より短い場合には十分なエピタキシャル成長が困難となるおそれがある。
【００７３】
また，上記加熱工程における加熱手段は特に問わず，電気炉，ガス炉，イメージ炉等の各種の炉が使用することができる。しかしながら，マイクロ波やミリ波等を用い，ホスト材料Ａを優先的に加熱するといった手法は，ホスト材料Ｂの表面上でのゲスト材料Ｂのエピタキシャル生成を促進することができるため，有効な手段である。
【００７４】
次に，請求項３の発明のように，上記加熱工程の後に，該加熱工程における加熱温度よりも高温の条件下において上記ゲスト材料Ｂを粒成長させる粒成長工程を行うことが好ましい。
【００７５】
これにより，ホスト材料Ａの表面および／または内部以外の部分において生成した無配向のゲスト材料Ｂをエピタキシー生成により配向した状態にあるゲスト材料Ｂが粒成長の過程において取り込むことができる（オストワルド粒成長）。
よって，結晶配向セラミックスの配向度をより高めることができる。
【００７６】
なお，上記粒成長工程は，通常，ゲスト材料Ｂの緻密化のために行なわれる焼結等の温度領域で行うことが好ましい。これにより，緻密化を達成する過程において同時に配向性を高めることができる。
なお，上記温度は，ゲスト材料Ｂの種類に依存するが，例えば８００℃〜１６００℃において行うことが好ましく，上記ゲスト材料Ｂがエピタキシャル生成する温度領域よりも更に高温で行なわれる。
【００７７】
なお，上記温度が８００℃未満である場合には，粒成長による配向度の向上が不十分であり，また１６００℃を越えた場合には，材料によっては熱分解が非常に激しくなるおそれがある。
また，粒成長工程の継続時間は３０分以上であることが好ましい。
工程の継続時間がこれより短い場合には，充分に粒成長が行なわれないおそれがある。
【００７８】
また，上記粒成長工程は，上記ゲスト材料Ｂが酸化物よりなる場合には，空気中または酸素中で行うことができるが，酸素雰囲気で行うことでより高密度となるため好ましい。
【００７９】
また，必要に応じて，さらに緻密化させるために上記粒成長中に機械的加圧または静水圧加圧処理を行うことも有効である。
また，上記加熱工程の後に得られた物質を静水圧加圧処理することにより，上記ゲスト材料Ｂの粒成長と緻密化とをより容易に行うことができる。
【００８０】
請求項３または請求項５の発明のように，上記粒成長工程において，ホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとの間には多少の揮発成分の蒸散や拡散が生じ，熱力学的により不安定な成分（例えば層状ペロブスカイト物質とペロブスカイト物質との組み合わせならば，層状ペロブスカイト物質）の側の一部に組成の変化及び結晶構造の変化が生じることがある。
【００８１】
ここで，ホスト材料Ａと混合する材料Ｐまたは材料Ｑの組成がゲスト材料Ｂを合成するために必要な化学量論比に一致していれば，上記熱処理後の焼結体中にも，ゲスト材料Ｂの他，ホスト材料Ａまたはこれに一部のゲスト材料Ｂの組成が拡散した材料が残留する。
例えば，ホスト材料Ａが層状ペロブスカイト型化合物であり，ゲスト材料Ｂがペロブスカイト型化合物である場合には，熱処理後の焼結体中に層状ペロブスカイト型化合物及びペロブスカイト型化合物がいずれも結晶配向して残留する。
【００８２】
次に，請求項４の発明は，結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａと，熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料とを混合して混合物とする混合工程を行い，
次いで，上記混合物を加熱することにより，上記ホスト材料Ａを種結晶として該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成する加熱工程を行い，
次いで，上記混合物中における上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させる配向工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法にある。
【００８３】
本請求項にかかる製造方法においては，混合工程の次に熱処理工程を行い，その後配向工程を行って結晶配向セラミックスを作製する。
なお詳細は請求項１及び請求項２と同様である。
【００８４】
次に，請求項５の発明のように，上記配向工程の後に上記ゲスト材料Ｂを粒成長させる粒成長工程を行うことが好ましい。
これにより，請求項３と同様に結晶配向セラミックスの配向度をより高めることができる。
【００８５】
次に，請求項６の発明は，熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料を用いて，
結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａを種結晶として，該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成させると共に，
上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸の配向を利用して，該ホスト材料Ａの表面に生成した上記ゲスト材料Ｂの結晶面または結晶軸を配向させ，Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により求めた配向度が１０％以上となるように配向させる生成配向工程を行い，
次いで，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたは該ゲスト材料Ｂと結晶系が同じであるゲスト材料Ｃに転換するための添加物を用いて，上記ゲスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃとする転換工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法にある。
【００８６】
上記ホスト材料Ａをゲスト材料Ｃに転換するための添加物は，上記生成配向工程で添加することができる。あるいは上記生成配向工程の終了後に添加することもできる。
上記生成配向工程で添加する場合としては，本発明にかかる製造方法の初めの段階で添加することができる。あるいはホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させる際に添加することもできる。またはゲスト材料Ｂを生成させる際に添加することもできる。即ち，生成配向工程のいずれの段階においても添加することができる。
【００８７】
本請求項６の発明における生成配向工程においては，上述した請求項１または他の請求項と同様なプロセスを経て，ホスト材料Ａを種結晶として，その表面および／または内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成させ，更に上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸の配向を利用して上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部の結晶面または結晶軸を配向させている。
そして，本請求項６において，転換工程に入る前（生成配向工程が終了した後）にはホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとの混合状態を呈している。そして，上記材料Ｐまたは材料Ｑの少なくとも一部は上記ホスト材料Ａに対してエピタキシャル生成されたゲスト材料Ｂとなっている。
また，上記ホスト材料Ａは配向した状態にある。
【００８８】
この混合状態に上記添加物が作用することにより，上記ホスト材料Ａは添加物と反応してゲスト材料Ｂとなる。あるいは上記ゲスト材料Ｂと結晶系が同じであるゲスト材料Ｃとなる。
即ち，上記ホスト材料Ａは，これが配向した後に転換されてゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃとなる。
以上により，本請求項６によれば，上記ホスト材料Ａが殆どあるいは全く残留していないゲスト材料Ｂよりなる結晶配向セラミックスを得ることができる。
その他，詳細は請求項１と同様である。
【００８９】
次に，請求項７の発明は，結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａと，熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料とを混合して混合物とする混合工程を行い，
次いで，上記混合物を加熱することにより，上記混合物中における上記ホスト材料Ａを種結晶として該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成する加熱工程を行い，
次いで，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたは該ゲスト材料Ｂと結晶系が同じであるゲスト材料Ｃに転換するための添加物を加える添加工程を行い，
次いで，上記混合物中における上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させる配向工程を行い，
次いで，上記混合物を加熱することにより，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃに転換する転換工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法にある。
【００９０】
本請求項７の混合工程および加熱工程は上述した請求項２と同様である。
そして，混合工程および加熱工程の終了後の混合物の状態は，ホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとの混合状態を呈している。そして，上記材料Ｐまたは材料Ｑの少なくとも一部は上記ホスト材料Ａに対してエピタキシャル生成されたゲスト材料Ｂとなっている。
【００９１】
この混合状態に対し上記添加工程において上記添加物が添加され，その後の配向工程において上記ホスト材料Ａは配向状態となる。
その後，転換工程にかかる加熱が行われるため，配向状態にあるホスト材料Ａは添加物との反応により消滅しゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃとなる。
即ち，上記ホスト材料Ａは，これが配向した後に転換されてゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃとなる。
以上により，本請求項７によれば，上記ホスト材料Ａが殆どあるいは全く残留していないゲスト材料Ｂよりなる結晶配向セラミックスを得ることができる。
【００９２】
更に，本請求項７によれば，ホスト材料Ａに対しゲスト材料Ｂをエピタキシャル生成させるための加熱（加熱工程）と，ホスト材料Ａを添加物を用いて転換させるための加熱（転換工程）とを分離することができる。
このため，より配向度の高い結晶配向セラミックスを作製することができる。
その他，詳細は請求項２と同様である。
【００９３】
次に，請求項８の発明は，結晶構造が層状ぺロブスカイト型構造であると共に板状形状を有する粉末よりなるホスト材料Ａと，熱分解等の加熱により生じる反応にてペロブスカイト型構造を有するゲスト材料Ｂを生成可能な原料と，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたは該ゲスト材料Ｂと結晶系が同じであるゲスト材料Ｃに転換するための添加物とを混合して混合物とする混合工程を行い，
次いで，上記混合物中における上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を配向させる配向工程を行い，
次いで，上記混合物を加熱することにより，上記混合物中における上記ホスト材料Ａを種結晶として該ホスト材料Ａの表面または表面および内部で上記ゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成すると共に，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃに転換する加熱転換工程を行うことを特徴とする結晶配向セラミックスの製造方法にある。
【００９４】
本請求項８においては，添加物を予めホスト材料Ａと材料Ｐまたは材料Ｑとに対し混合し，一度の加熱により（加熱転換工程），ゲスト材料Ｂのエピタキシャル生成と，ホスト材料Ａの転換とを行う。
これにより，結晶配向セラミックスの製造工程を短縮することができる。
【００９５】
なお，上記材料Ｐまたは材料Ｑを，上記ゲスト材料Ｂが生成する化学量論比と同じ組成とした場合について例示する。
例えば，ホスト材料Ａとしてチタン酸ビスマス，ゲスト材料Ｂとしてチタン酸ナトリウムビスマスを選び，材料Ｐまたは材料Ｑとして，モル比でＢｉ：Ｎａ：Ｔｉ＝１：１：２となるように元素を含んだ混合物（なお，この混合物はＢｉ2 Ｏ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 よりなる）を使用したと仮定する。
【００９６】
この場合には，加熱工程において層状ペロブスカイト型構造の物質であるチタン酸ビスマスまたはチタン酸ビスマスとチタン酸ナトリウムビスマスとが反応して生成した層状チタン酸ナトリウムビスマスと，ペロブスカイト化合物のチタン酸ナトリウムビスマスであるゲスト材料Ｂとの複合物質が生成してしまうおそれがある。
【００９７】
しかし，請求項６〜８に示すごとく，例えば，ホスト材料Ａのチタン酸ビスマスに対し，材料Ｐまたは材料Ｑとして上述の混合比を有する（Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 よりなる）混合物を用い，添加物としてＮａ2 ＣＯ3 とＴｉＯ2 との混合物を，Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12：Ｎａ2 ＣＯ3 ：ＴｉＯ2 ＝１：２：５となる比で添加する。
これにより上記添加物はホスト材料Ａのチタン酸ビスマスと反応して，ゲスト材料Ｂであるチタン酸ナトリウムビスマスを生成する。
以上により，単相の結晶配向セラミックスを得ることができる。
【００９８】
なお，上記ゲスト材料Ｂを生成する材料Ｐまたは材料Ｑは，前述するごとく種々の物質を使用することができる。
ただし，請求項６及び請求項７においては，ホスト材料Ａをゲスト材料Ｂに転換する都合上，相対的に材料Ｐまたは材料Ｑの混合量が少なくなる。
従って，上記材料Ｐまたは材料Ｑからゲスト材料Ｂを生成するためのホスト材料Ａの表面および／または内部におけるエピタキシャル生成を効果的に行うために，上記材料Ｐまたは材料Ｑを溶液等の液相状態またはコロイド状態としてホスト材料Ａに混合させることがより好ましい。
【００９９】
なお，ゲスト材料Ｂと結晶系を等しくするゲスト材料Ｃが生成された例を以下に説明する。
ホスト材料Ａとしてチタン酸ビスマス，ゲスト材料Ｂとしてチタン酸ナトリウムビスマスを選び，材料Ｐまたは材料Ｑとして，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 を選ぶ。また，添加剤としてＫ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 を用いる。
【０１００】
上述の組み合わせにおいては，ホスト材料Ａが添加剤との反応により消滅した。従って，得られた結晶配向セラミックスはペロブスカイト型構造であるゲスト材料Ｂ及びゲスト材料Ｃとよりなり，上記ゲスト材料ＣはＢｉ0.5 Ｎａ0.5 ＴｉＯ3 とＢｉ0.5 Ｋ0.5 ＴｉＯ3 との固溶体とよりなる，Ｂｉ0.5 （Ｎａ，Ｋ）0.5 ＴｉＯ3 である。
【０１０１】
次に，請求項９の発明のように，上記転換工程または上記加熱転換工程の後に，該加熱転換工程よりも高温の条件下において上記ゲスト材料Ｂまたはゲスト材料Ｃを粒成長させる粒成長工程を行うことが好ましい。
これにより，請求項３と同様に結晶配向セラミックスの配向度をより高めることができる。
【０１０２】
なお，本発明の製造方法の初期または途中でゲスト材料Ｂ自体をフィラーとして添加することもできる。
これにより，結晶配向セラミックスの密度をフィラーを添加しなかった場合よりも，より高くすることができる。
【０１０３】
なお，本発明により得られた結晶配向セラミックスは従来の無配向のセラミックスと比較して優れた特性を有している。
従って，本発明により得られた結晶配向セラミックスは，加速度センサ，焦電センサ，超音波センサ，磁性センサ，電界センサ，温度センサ，ガスセンサ等のセンサ類，熱電変換，圧電トランス等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，レゾネータ等の低損失アクチュエータ，低損失レゾネータ，キャパシタ，イオン伝導体等の広い範囲の機能性セラミックス材料に用いることができる。
【０１０４】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかる結晶配向セラミックスの製造方法及びこれにより得られた試料１，１−ａ，１−ｂ，１−ｃの性能につき，図１〜図５を用いて，比較試料Ｃ１−ａと共に説明する。
本例にかかる結晶配向セラミックスの製造方法においては，まず，形状異方性を有するホスト材料Ａと，反応により結晶異方性の少ないゲスト材料Ｂを生じる材料Ｐとを混合して混合物とする（混合工程）。
【０１０５】
次いで，上記混合物中における上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を特定の成形面または成形方向に配向させつつ成形し，成形体となす（配向工程）。
次いで，上記成形体を加熱することにより，上記ホスト材料Ａを種結晶として該ホスト材料Ａの表面および／または内部で上記ゲスト材料Ｂを生成する（加熱工程）。
以上により，ホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとよりなる結晶配向セラミックスを得た。
【０１０６】
本例においては，上記ホスト材料Ａとしてチタン酸ビスマス（Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12）を使用した。また，材料Ｐとして，Ｂｉ2Ｏ3，Ｎａ2ＣＯ3，ＴｉＯ2の３種類の物質を使用した。
上記ホスト材料Ａ及び上記材料Ｐは，両者が含む元素がモル比にてＢｉ：Ｎａ：Ｔｉ＝１：１：２となるよう混合した。
また，上記材料Ｐより生成するゲスト材料Ｂはチタン酸ナトリウムビスマス（Ｂｉ0.5Ｎａ0.5ＴｉＯ3）である。
【０１０７】
まず，試料１の製造方法につき説明する。
酸化ビスマス，酸化チタンの粉末を塩化ナトリウム，塩化カリウムの粉末と混合して，１０５０℃に加熱した。これにより，図１に示すごとく，チタン酸ビスマスの板状粉末が合成された。この板状粉末をホスト材料Ａとして使用する。
なお，上記図１は，走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により撮影された写真である。
【０１０８】
上記ホスト材料Ａと材料Ｐとを，上記ホスト材料Ａと上記ゲスト材料Ｂ（上記材料Ｐより生じると仮定される）との間においてＴｉの比が１：４となるように秤量した。
次に，上記ホスト材料Ａと材料Ｐとをエタノール中でボールミル混合し，混合工程を行った。
次に，上記混合工程において得られた混合物を乾燥し，粉末とした。上記粉末を一軸加圧成形により成形体とした。この成形体の中には配向した上記ホスト材料Ａが含まれている。
その後，上記成形体に対し静水圧変形を加えた。以上が配向工程である。
【０１０９】
次に，上記成形体を酸素雰囲気，８００℃で２時間加熱した。その後，更に１１００℃で２時間加熱した。これが加熱工程である。この加熱工程にて上記成形体は焼結体となった。この焼結体が試料１−ａである。
また，試料１−ａの表面を研削し，試料１とした。
【０１１０】
上記試料１をＸ線回折にて調べ，この結果につき図３に示した。なお，図中のＰｅｒ（      ）は擬立方晶として表記したペロブスカイト相のミラー指数である。例えばＰｅｒ（１００）とはペロブスカイト相の（１００）面を意味する。
また，比較対照のため，試料１と同成分であるが，無配向の状態にあるチタン酸ナトリウムビスマスをＸ線回折にて調べた。この結果を図４に示した。
【０１１１】
ここに（１００）面及び（２００）面における回折強度を示すピークをα，（１１０）面における回折強度を示すピークをβとする。
図３，図４によれば，試料１のα／βは上記無配向のチタン酸ナトリウムビスマスにおけるα／βと比較して大きいことが分かった。
なお，上記結晶面はチタン酸ナトリウムビスマスを擬立方晶とみなして記述した値である。
【０１１２】
これにより，本例にかかる製造方法によれば｛１００｝面の配向したペロブスカイト型結晶構造を有する結晶配向セラミックスを得られたことが分かった。
なお，上記焼結体中のホスト材料ＡのＸ線回折ピークは原料として用いたチタン酸ビスマスの回折ピークとは異なっているが，これはホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとの反応により層状ペロブスカイト化合物であるＮａ0.5 Ｂｉ4.5 Ｔｉ4 Ｏ15が生じたためである。
【０１１３】
また，試料１における｛１００｝面の配向度をＬｏｔｇｅｒｉｎｇ法に基づいて計算したところ３４％であった。
さらに，上記試料１−ａにおける｛１００｝面の配向度は４６％であった。
これにより，本例の製造方法によれば，焼結体の表面及び内部の双方に｛１００｝面の配向したペロブスカイト型構造を有する結晶配向セラミックスが得られたことが分かった。
【０１１４】
なお，上記試料１を作製する際に用いた成形体を８００℃で２時間加熱した。更に，加熱の済んだ上記成形体を酸化マグネシウムの粉末中に埋め，１１００℃で８時間ホットプレスした。
これにより得られた試料１−ｂは｛１００｝面の配向度が５０％であった。また，試料１−ｂの破面には，図２に示すごとく，緻密で配向した粒子が観察された。なお，図２は図１と同様にＳＥＭにより撮影したものである。
これにより，本例にかかる製造方法の最後にホットプレス等の処理を加えることにより，一層緻密な配向ペロブスカイト型化合物を主成分とする焼結体（結晶配向セラミックス）が得られたことが分かった。
【０１１５】
また，ホスト材料Ａと材料Ｐとを，上記ホスト材料Ａとゲスト材料Ｂ（上記材料Ｐより生じると仮定される）との間において体積比が８７．５：１２．５となるよう秤量した。
その後は上記試料１を作製した方法と同様にして焼結体とした。この焼結体が試料１−ｃである。
そして，試料１−ｃにおける｛１００｝面の配向度は２３％であった。
これにより，ホスト材料Ａの比率と得られた結晶配向セラミックスの配向度との間には正の相関があることが分かった。
【０１１６】
次に，比較試料Ｃ１−ａにつき説明する。
まず，試料１の作製において用いた材料Ｐを８５０℃，２時間で熱処理する。これによりチタン酸ナトリウムビスマスの粉末を合成した。なお，この粉末は等軸粒子形状を有していた。
この等軸粒子形状の粉末と試料１の作製にホスト材料Ａとして使用したチタン酸ビスマスの板状粉末とを，Ｔｉの比で４：１となるように秤量し，エタノール中でボールミル混合し，混合物とした。
上記混合物を試料１を作製した方法と同様にして，焼結体とした。得られた焼結体の表面を研削し，比較試料Ｃ１−ａを得た。
【０１１７】
上記比較試料Ｃ１−ａをＸ線回折にて調べたところ，図５に示す回折パターンを得た。
また，比較試料Ｃ１−ａにおける｛１００｝面の配向度は７％であった。
これにより，ホスト材料Ａとゲスト材料Ｂとを混合，配向成形して加熱しただけでは，高い配向度を有する結晶配向セラミックスが得られないことが分かった。
【０１１８】
実施形態例２
次に，本発明にかかる結晶配向セラミックスの製造方法及びこれにより得られた試料２，試料２−ａの性能につき，図６，図７を用いて比較試料Ｃ２−ａと共に説明する。
本例にかかる結晶配向セラミックスの製造方法では，ホスト材料Ａとしてチタン酸ビスマス（Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12），材料ＰとしてＢｉ2Ｏ3，Ｎａ2ＣＯ3，ＴｉＯ2の３種類の物質を用いた。また，両者はこれらに含有される元素がモル比にてＢｉ：Ｎａ：Ｔｉ＝１：１：２となるよう混合して使用した。
また，上記材料Ｐより生成するゲスト材料Ｂは，チタン酸ナトリウムビスマス（Ｂｉ0.5Ｎａ0.5ＴｉＯ3）である。
【０１１９】
次に，試料２につき詳細に説明する。
上記ホスト材料Ａと材料Ｐとを，上記ホスト材料Ａと上記ゲスト材料Ｂ（上記材料Ｐより生じると仮定される）との間においてＴｉの比が１：４となるように秤量した。
次に，上記ホスト材料Ａと材料Ｐとに対しエタノールとトルエンとを加えてボールミル混合し，更にバインダーとしてポリビニルブチラール，可塑剤としてジブチルフタレートを添加して混合し，混合物である均一なスラリーを得た（混合工程）。
【０１２０】
上記スラリーをドクターブレード装置によりテープ成形し，テープ成形体を得た。上記テープ成形体の乾燥後の厚さは約０．１ｍｍであった（配向工程）。
次に，上記テープ成形体を大気雰囲気，６００℃まで１２時間かけて昇温した。その後，温度６００℃で２時間保持した。更に酸素雰囲気で１１００℃，２時間加熱した。以上により試料２となる焼結体を得た（加熱工程）。
そして試料２をＸ線回折にて調べた。この結果につき図６に示した。
【０１２１】
同図によれば，試料２における（１００）面及び（２００）面のＸ線回折強度のピークは，実施形態例１において示した無配向のチタン酸ナトリウムビスマスと比較して著しく大きいことが分かった。
なお，上記試料２における｛１００｝面の配向度は６６％であった。
【０１２２】
また，試料２を作製するのに用いたテープ成形体を５枚積層し，これを８０℃，１００ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で圧着し，厚さ約０．４ｍｍの積層成形体とした。この積層成形体を上記試料２を作製するのと同様に加熱して，焼結体である試料２−ａを得た。
そして試料２−ａをＸ線回折にて調べた。この結果につき図７に示した。
また，試料２−ａにおける｛１００｝面の配向度は７３％であった。
これにより，ドクターブレード成形によってより高い配向度が得られること，更に積層圧着によって一層配向度が向上することが分かった。
【０１２３】
次に，比較試料Ｃ２−ａにつき説明する。
チタン酸カリウムウィスカーのイオン交換反応で得た含水繊維状酸化チタンとＢｉ2 Ｏ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 とを，Ｂｉ：Ｎａ：Ｔｉ＝１：１：２となる比に秤量した。これらに対しアセトン中でボールミル混合を行い，スラリーを得た。次に，上記スラリーを乾燥し，粉末とした。
【０１２４】
上記粉末を一軸成形して，成形体とした。上記成形体を酸素雰囲気，８００℃で２時間加熱した。その後，更に１１００℃で２時間加熱した。これにより比較試料Ｃ２−ａにかかる焼結体を得た。
上記比較試料Ｃ２−ａはＸ線回折による測定からはチタン酸ナトリウムビスマスであると同定された。しかし，特定の結晶面の配向は観察されなかった。
以上により，チタン酸カリウムウィスカーやその誘導体を原料に用いたトポタクティックな反応では，ペロブスカイト型物質の配向材料（結晶配向セラミックス）を作製できないことが分かった。
【０１２５】
実施形態例３
本例は，ホスト材料Ａとしてチタン酸ビスマス（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12，層状ペロブスカイト型）を用い，原料Ｐとしてフラックス法で合成した板状チタン酸ビスマス粉末，チタンイソプロポキシド，硝酸ストロンチウムを用いて作製した結晶配向セラミックスである。
なお，本例にかかるゲスト材料Ｂはチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ，ペロブスカイト型）である。
【０１２６】
まず，チタンイソプロポキシドのイソプロピルアルコール溶液に板状チタン酸ビスマス粉末を分散させ，攪拌しながら蒸留水を滴下して，チタンイソプロポキシドの加水分解を行なった。
【０１２７】
更に，大過剰の水を加えた後，加熱してイソプロピルアルコールを除いた。
次いで，水酸化カリウムと硝酸ストロンチウムとの水溶液を加え，密閉容器中で１８０℃に加熱したところ，水熱合成反応によってチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）の少なくとも一部がチタン酸ビスマスを被覆する形態で合成された。
この粉末をドクターブレード成形によって配向させ，１１００℃で焼成し，試料３にかかる焼結体を得た。
【０１２８】
上記試料３の焼結体をＸ線回折にて調べたところペロブスカイト相の｛１００｝面配向度が４２％であることが確認できた。
これにより，本例にかかる製造方法においても高い配向度を有する結晶配向セラミックスが作製できたことが分かった。
【０１２９】
実施形態例４
次に，本発明にかかる結晶配向セラミックスの製造方法及びこれにより得られた試料４の性能につき説明する。なお，本例の製造方法において得られた結晶配向セラミックスにおいてはホスト材料Ａが消失し殆ど残留していない。
【０１３０】
本例にかかる結晶配向セラミックスの製造方法について簡単に説明する。
まず，ホスト材料Ａとゲスト材料Ｂを生じる材料Ｐとを混合して混合物とする（混合工程）。
次いで，上記混合物を加熱することにより，ホスト材料Ａの表面および／または内部でゲスト材料Ｂの少なくとも一部を生成する（加熱工程）。
次いで，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたは該ゲスト材料Ｂと結晶系が同じであるゲスト材料Ｃに転換させるための添加物を加える（添加工程）。
【０１３１】
次いで，上記ホスト材料Ａの結晶面または結晶軸を特定の成形面または成形方向に配向させつつ成形し，成形体となす（配向工程）。
更に，上記成形体を加熱することにより，上記ホスト材料Ａを上記ゲスト材料Ｂまたは上記ゲスト材料Ｃとする（転換工程）。
以上により，結晶配向セラミックスを得た。
【０１３２】
本例においては，上記ホスト材料Ａとして，チタン酸ビスマス（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12）を使用した。また，材料Ｐとして，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 の３種類の物質を，モル比にてＢｉ：Ｎａ：Ｔｉ＝１：１：２となるよう混合した混合物を使用した。
また，上記材料Ｐより生成するゲスト材料Ｂは，チタン酸ナトリウムビスマス（Ｂｉ0.5 Ｎａ0.5 ＴｉＯ3 ）である。
【０１３３】
また，上記添加物は，２種類使用した。
一つの添加物ａは，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｋ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 の３種類の物質を，モル比にてＢｉ：Ｋ：Ｔｉ＝１：１：２となるよう混合した混合物である。
もう一つの添加物ｂは，Ｎａ2 ＣＯ3 とＴｉＯ2 との混合物である。
また，ゲスト材料Ｃは，Ｂｉ0.5 （Ｎａ，Ｋ）0.5 ＴｉＯ3 である。
【０１３４】
次に，試料４につき詳細に説明する。
上記ホスト材料Ａと材料Ｐとを，上記ホスト材料Ａと上記ゲスト材料Ｂ（上記材料Ｐより生じると仮定される）との間においてＴｉの比が１：１となるように秤量した。
次に，上記ホスト材料Ａと材料Ｐとに対しエタノールとトルエンとを加えてボールミル混合し，更にバインダーとしてポリビニルブチラール，可塑剤としてジブチルフタレートを添加して混合し，混合物である均一なスラリーを得た。
【０１３５】
上記スラリーをドクターブレード装置によりテープ成形し，テープ成形体を得た。次に，上記テープ成形体を大気雰囲気にて６００℃まで１２時間昇温した。その後，温度６００℃に２時間保持し，熱処理体を得た。次に，テープ形状をしている上記熱処理体を乳鉢で軽く粉砕した。
【０１３６】
次に，上記粉砕された熱処理体と上記添加物ａとを，上記熱処理体に対し最初に添加したホスト材料Ａと上記添加物ａとがＴｉに換算した比で１：１となるように秤量した。
更に，上記熱処理体を作製する際に最初に添加したチタン酸ビスマスが反応し，チタン酸ナトリウムビスマスを生じるに必要な量の添加物ｂを添加した。
即ち，Ｎａ2 ＣＯ3 とＴｉＯ2 とを，Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12：Ｎａ2 ＣＯ3 ：ＴｉＯ2 ＝１：２：５のモル比で添加した。
以上により添加物ａと添加物ｂと粉砕した熱処理体とよりなる粉末を得た。
【０１３７】
上記粉末に対しエタノールとトルエンとを加えてボールミル混合し，更にバインダとしてポリビニルブチラール，可塑剤としてジブチルフタレートを添加，混合し，混合物である均一なスラリーを得た。
【０１３８】
上記スラリーをドクターブレード装置によりテープ成形し，テープ成形体を得た。上記テープ成形体を乾燥し，これを２０枚重ねて圧着した。次に，この圧着したテープ成形体を大気雰囲気６００℃まで１２時間かけて昇温した。その後，これを６００℃，２時間にて加熱し，焼結体とした。
上記焼結体を酸化マグネシウムの粉末中に埋め，酸素雰囲気で１１００℃，２時間ホットプレスした。以上により試料４を得た。
【０１３９】
上記試料４をＸ線回折にて調べた。これにより試料４はチタン酸ビスマスに由来するＸ線回折強度のピークを持たない，ペロブスカイト相であるＢｉ0.5 （Ｎａ，Ｋ）0.5 ＴｉＯ3 のみより構成されていることが分かった。
また，上記試料４における｛１００｝面の配向度は２３％であった。
以上により本例にかかる製造方法によって，高い配向度を有しかつホスト材料Ａであるチタン酸ビスマスを殆ど含まない結晶配向セラミックスを作製できることが分かった。
【０１４０】
次に，Ｂｉ2 Ｏ3,Ｎａ2 ＣＯ3 ，Ｋ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 の４種類の物質をモル比にてＢｉ：Ｎａ：Ｋ：Ｔｉ＝１：１１／１４：３／１４：２となるよう混合した混合物を秤量し，エタノール中でボールミル混合した。
上記混合物を乾燥することにより得られた粉末を８５０℃で２時間加熱し，その後，再びエタノール中でボールミル粉砕した。
【０１４１】
上記粉砕物を乾燥し，得られた粉末を一軸加圧成形後，静水圧成形して成形体とした。
その後，上記成形体を酸化マグネシウムの粉末中に埋め，酸素雰囲気で１１００℃，２時間ホットプレスした。以上により，試料４と同じ組成を有するが無配向（配向度は０％であった。）のセラミックスである比較試料Ｃ４−ａを得た。
これにより，原料となる化合物を混合して配向成形し，焼成しても結晶配向セラミックスを得ることができないことが分かった。
【０１４２】
実施形態例５
本例も，ホスト材料Ａが殆ど残留していない結晶配向セラミックスにつき説明する。
ホスト材料Ａとして炭酸ストロンチウム，酸化チタンの粉末を塩化ナトリウム，塩化カリウムの粉末と混合して１３００℃に加熱することにより得られた層状チタン酸ストロンチウム（Ｓｒ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ）の板状粉末を用いた。
また，材料ＰとしてＳｒＣＯ3 とＴｉＯ2 との混合物を使用した。
上記材料Ｐより生成したゲスト材料ＢはＳｒＴｉＯ3 である。
【０１４３】
上記層状チタン酸ストロンチウムとＳｒＣＯ3 ，ＴｉＯ2 とをモル比でＳｒ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ：ＳｒＣＯ3 ：ＴｉＯ2 ＝１：１：２となるように秤量した。
これらをエタノール中でボールミル混合し，混合物とした。上記混合物を乾燥させて粉末とした。
【０１４４】
次に，上記粉末に対し一軸加圧成形，次いで静水圧成形を施し成形体とした。上記成形体を，酸素雰囲気，１０００℃で２時間加熱し，更に，１３００℃で２時間加熱し，焼結体とした。
上記焼結体の表面を研削除去し，試料５とした。
【０１４５】
上記試料５をＸ線回折で調べた。
これにより，上記試料５においてはホスト材料Ａにかかるパターンが観察されずＳｒＴｉＯ3 単層の回折パターンのみが観察された。
また，上記試料５の研削除去前の焼結体における｛１００｝面の配向度は１０％であった。
これにより，加熱工程と転換工程とを分離しなくても結晶配向セラミックスが得られることが分かった。ただし，その配向度は若干小さいということも分かった。
【０１４６】
実施形態例６
本例も，ホスト材料Ａが殆ど残留していない結晶配向セラミックスについて説明する。
まず，ホスト材料Ａとして，実施形態例５において示したものと同様の層状チタン酸ストロンチウム（Ｓｒ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ）の板状粉末を用いた。
また，材料Ｐとして，バリウムメトキシエトキシドとチタニウムメトキシエトキシドの溶液を使用した。
上記材料Ｐより生成したゲスト材料Ｂはチタン酸バリウムである。また，ゲスト材料Ｃはチタン酸バリウムストロンチウムである。
【０１４７】
バリウムメトキシエトキシド，チタニウムメトキシエトキシドをＢａ：Ｔｉ＝１：１の比で秤量し，メトキシエタノール中に溶解後，還流を行い，溶液を得た。上記溶液に対し，上記層状チタン酸ストロンチウムを浸して攪拌すると共に上記溶液中に存在するＢａの３倍のモル数に相当する蒸留水を溶液に対しゆっくりと滴下した。その後，これを乾燥させて，粉末とした。
この粉末は，Ｓｒ3 Ｔｉ2 Ｏ7 の表面にチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）の前駆体が付着した状態となっている。
【０１４８】
次に，上記粉末を酸素雰囲気，９００℃で一時間加熱した。
その後，上記粉末において，最初に添加したＳｒ3 Ｔｉ2 Ｏ7 に対するモル比にてＢａＣＯ3 ，ＴｉＯ2 をＳｒ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ：ＢａＣＯ3 ：ＴｉＯ2 ＝１：１：２となるように秤量した。
上記粉末と，ＢａＣＯ3 ，ＴｉＯ2 とをエタノール中でボールミル混合した。これにより得られた混合物を乾燥し，粉末を得た。
【０１４９】
上記粉末を一軸加圧成形して，静水圧成形を施し，成形体とした。
上記成形体を，酸素雰囲気，１３００℃で２時間加熱した。その後，更に１４５０℃で２時間加熱して焼結体とした。上記焼結体の表面を研削除去し，試料６とした。
【０１５０】
上記試料６をＸ線回折にて調べた。
上記試料６においては，ホスト材料Ａにかかるパターンが観察されず，（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 単相の回折パターンのみが観察された。
また，上記試料６の研削除去前の焼結体における｛１００｝面の配向度は３２％であった。
これにより，加熱工程と転換工程とを分離することによって，高い配向度を有する結晶配向セラミックスが得られることが分かった。
【０１５１】
実施形態例７
本例は，ホスト材料Ａと材料Ｐとを混合する際にホスト材料Ａをゲスト材料Ｂに転換するための添加物を加えて作製した結晶配向セラミックスについて，試料７，試料７−ａ〜ｄを用いて説明するものである。
【０１５２】
実施形態例１で作製したチタン酸ビスマス（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12）板状粉末（ホスト材料Ａ）とＢｉ2 Ｏ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 （材料Ｐ及び添加物）とを，Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12：Ｂｉ2 Ｏ3 ：Ｎａ2 ＣＯ3 ：ＴｉＯ2 ＝４：７：１５：４８のモル比となるように秤量した。
これは，元素のモル比ではＢｉ：Ｎａ：Ｔｉ＝１：１：２であり，この総てが反応すれば，ペロブスカイト化合物Ｂｉ0.5 Ｎ0.5 ＴｉＯ3 （ゲスト材料Ｂ）となる組成比にあたる。
【０１５３】
これら四種類の原料にエタノールとトルエンを加えてボールミル混合し，さらにバインダーとしてポリビニルブチラール，可塑剤としてジブチルフタレートを添加して混合し，得られた均一なスラリーをドクターブレード装置によりテープ成形し，テープ成形体を得た。
上記テープ成形体を酸素雰囲気で６００℃まで１２時間かけて昇温した。その後，６００℃で２時間保持した。得られた熱処理体を酸素雰囲気で１１００℃，２時間加熱した。以上により試料７にかかる常圧焼結体を得た。
【０１５４】
上記試料７をＸ線回折で調べたところ，チタン酸ビスマスからの回折ピークは消えてペロブスカイト相であるＢｉ0.5 Ｎａ0.5 ＴｉＯ3 の単相焼結体にかかるピークのみが観察できた。
上記試料７における｛１００｝面の配向度を計算したところ，表面で２３％，内部で１６％であった。
以上により，本例によれば，最初からホスト材料Ａ，材料Ｐに対し添加物を混合した場合でも，ホスト材料Ａを殆ど含まない結晶配向セラミックスが得られることが分かった。
【０１５５】
次に，上記テープ成形体を５枚重ねて１００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で８０℃×１０分の積層圧着を行い，圧着体を作製した。さらに，隙間を徐々に小さくした双ローラーを用いて上記圧着体の厚みが当初の２分の１になるまで１次圧延を行った。
【０１５６】
得られた１次圧延体を４枚積層して前と同じ条件で圧着し，１次圧延・積層圧着体とした。その後，この１次圧延・積層圧着体を酸素雰囲気６００℃まで１２時間かけて昇温後，６００℃で２時間保持した。
このようにして作製した熱処理体を酸素雰囲気，１１００℃，１０時間で加熱した。得られた常圧焼結体を試料７−ａとした。
【０１５７】
上記試料７−ａをＸ線回折で調べたところ，チタン酸ビスマスからの回折ピークは消えて，ペロブスカイト相であるＢｉ0.5 Ｎａ0.5 ＴｉＯ3 の単相焼結体にかかるピークのみが観察できた。
上記試料７−ａにおける｛１００｝面の配向度を計算したところ，表面で８０％，内部で６４％であった。
以上により，圧延，積層圧着等の操作を製造工程に加えることにより更に配向度の高い結晶配向セラミックスを作製できることが分かった。
【０１５８】
また，上記１次圧延体を酸素雰囲気６００℃で２時間保持することにより熱処理を行った。これにより得られた熱処理体に３０００ｋｇ／ｃｍ2 の静水圧加圧処理を行い，密度を約２５％増加させた。
この静水圧処理体を酸素雰囲気で１１００℃および１１５０℃で１０時間加熱した。以上により得られた常圧焼結体を試料７−ｂ（１１００℃で焼結したもの），試料７−ｃ（１１５０℃で焼結したもの）とした。
【０１５９】
上記試料７−ｂ及びｃをＸ線回折で調べたところ，チタン酸ビスマスからの回折ピークは消えてペロブスカイト相であるＢｉ0.5 Ｎａ0.5 ＴｉＯ3 の単相焼結体からのピークのみが観察できた。
上記試料７−ｂの｛１００｝面の配向度を計算したところセラミックスの内部で５６％であった。試料７−ｃは８０％であった。また，焼結体密度は試料７−ｂが理論値の９０％，試料７−ｃが９６％であった。
これにより，熱処理によって脱脂とゲスト材料Ｂの合成を済ませた試料に静水圧加圧処理を行うことにより配向度と焼結体密度を高めることができるということが分かった。
【０１６０】
また，上記１次圧延・積層圧着体を双ローラーで厚みが２分の１になるまで再度圧延した（２次圧延）。この２次圧延体を４枚積層して圧着した後，酸素雰囲気６００℃まで１２時間かけて昇温後，６００℃で２時間保持した。
得られた熱処理体を酸素雰囲気，１１００℃，１０時間加熱した。これにより試料７−ｄにかかる常圧焼結体を得た。
【０１６１】
上記試料７−ｄをＸ線回折で調べたところ，チタン酸ビスマスからの回折ピークは消えてペロブスカイト相であるＢｉ0.5 Ｎａ0.5 ＴｉＯ3 の単相焼結体のピークのみが観察された。
【０１６２】
そして，試料７−ｄの｛００ｌ｝面の配向度を計算したところ，表面で８０％，内部で６９％であった。
また，試料７−ｄの表面を研削した後の内部のＸ線回折パターンを図８に示した。
これにより，圧延を繰り返し行うことによって試料内部の配向度が高まることが分かった。
【０１６３】
以上の各試料７，７−ａ〜ｄより，本例にかかる製造方法によって一軸配向した擬等方ペロブスカイト型の結晶構造を有する結晶配向セラミックスを容易に作製できることが分かった。
【０１６４】
実施形態例８
本例は，ホスト材料Ａと材料Ｐとを混合する際にホスト材料Ａをゲスト材料Ｂに転換するための添加物を加えて作製した結晶配向セラミックスについて，試料８−ａ〜ｄ，比較試料Ｃ８−ａを用いて説明するものである。
【０１６５】
実施形態例１で合成したチタン酸ビスマスＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12の板状粉末と，後述するチタン酸ナトリウムカリウムビスマス（Ｂｉ0.5 （Ｎａ0.85Ｋ0.15）0.5 ＴｉＯ3 ）の等軸形状微粉末と，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，Ｋ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 とが，Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12：（Ｂｉ0.5 （Ｎａ0.85Ｋ0.15）0.5 ＴｉＯ3 ）：Ｂｉ2 Ｏ3 ：Ｎａ2 ＣＯ3 ：Ｋ2 ＣＯ3 ：ＴｉＯ2 ＝１：３：１：２．５５：０．４５：９のモル比となるように秤量した。
これは，元素のモル比ではＢｉ：Ｎａ：Ｋ：Ｔｉ＝１：０．８５：０．１５：２であり，これらの総てが反応すれば，ペロブスカイト化合物（Ｂｉ0.5 （Ｎａ0.85Ｋ0.15）0.5 ＴｉＯ3 ）となる組成比にあたる。
【０１６６】
即ち，チタン酸ナトリウムカリウムビスマス（Ｂｉ0.5 （Ｎａ0.85Ｋ0.15）0.5 ＴｉＯ3 ）の等軸形状微粉末がゲスト材料Ｂ，Ｂｉ2 Ｏ3 とＮａ2 ＣＯ3 とＫ2 ＣＯ3 とＴｉＯ2 とがゲスト材料Ｂの原料Ｐ，チタン酸ビスマス（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12）の板状粉末がホスト材料Ａ，Ｎａ2 ＣＯ3 とＫ2 ＣＯ3 とＴｉＯ2 とがホスト材料Ａをゲスト材料Ｂに転換する添加物にあたる。
【０１６７】
これらの原料粉末にエタノールとトルエンとを加えてボールミル混合し，さらにバインダーとしてポリビニルブチラール，可塑剤としてジブチルフタレートを添加して混合し，得られた均一なスラリーをドクターブレード装置によりテープ成形し，テープ成形体を得た。
【０１６８】
室温で乾燥後，厚さ約１００μｍとなった上記テープ成形体を２２枚重ねて８０℃，１００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で圧着し，二軸ロールで厚みが約２分の１になるまで圧延し，圧延成形体とした。
【０１６９】
上記圧延成形体を，酸素雰囲気６００℃または７００℃で２時間加熱し，脱脂を行った。その後，酸素雰囲気１１５０℃で１０時間常圧焼結した。これが試料８−ａ（６００℃で加熱したもの），８−ｂ（７００℃で加熱したもの）である。
【０１７０】
また，上記圧延成形体を酸素雰囲気で７００℃で２時間加熱し，脱脂を行った。その後，得られた脱脂体に３０００ｋｇ／ｃｍ2 または４０００ｋｇ／ｃｍ2 の静水圧成形処理を加えた。その後，酸素雰囲気１１５０℃で１０時間常圧焼結した。これが試料８−ｃ（３０００ｋｇ／ｃｍ2 静水圧成形処理），試料８−ｄ（４０００ｋｇ／ｃｍ2 の静水圧成形処理）である。
【０１７１】
以上の試料８−ａ〜ｄの表面をＸ線回折で調べたところ，いずれもペロブスカイト型の単相回折ピークが観察された。
そして，ペロブスカイト型であるチタン酸ナトリウムカリウムビスマス（Ｂｉ0.5（Ｎａ0.85Ｋ0.15）0.5ＴｉＯ3）の（１００）面および（２００）面の回折ピークをα，（１１０）面の回折ピークをβ（いずれも擬立方晶として結晶面を記述した）とすると，α／β（βに対するαの比）が，無配向のチタン酸ナトリウムカリウムビスマス（Ｂｉ0.5（Ｎａ0.85Ｋ0.15）0.5ＴｉＯ3）粉末のα／βに比べ，著しく大きな値となった。
【０１７２】
更に，試料８−ａ〜ｄの｛１００｝面の配向度をＬｏｔｇｅｒｉｎｇ法により計算したところ，その配向度はいずれも９０％以上であった。
更に，試料８−ａ〜ｄの表面層を研削により削除してＸ線回折で調べ，これに基づいてＬｏｔｇｅｒｉｎｇ法により計算した｛１００｝面の配向度も８０％以上であった。
【０１７３】
更に，表面の配向度が９３％である試料８−ｃ（相対密度９６．０％）を厚み０．５ｍｍ×直径１１ｍｍのペレットに加工し，共振反共振法にて圧電特性を測定した。
その結果は，Ｋｐ（面効果電気機械結合係数）＝０．４０４，Ｋｔ（厚み効果電気機械結合係数）＝０．４７２，ｄ３１（横効果圧電ｄ定数）＝５７．７ｐＣ／Ｎ，ｇ３１（横効果圧電ｇ定数）＝１１．４ｍＶｍ／Ｎとなった。
後述する同じ条件で焼結した無配向の比較試料Ｃ８−ａに比ベ，上記試料はＫｐで約４割，ｄ３１とｇ３１で約６割高い特性を示した。
また，誘電損失も，約４割低い値を示した。
【０１７４】
以上により，本例によれば，配向度が高く，ほぼゲスト材料Ｂのみよりなる結晶配向セラミックスを作製することができ，また得られた結晶配向セラミックスは各種圧電特性，誘電特性に優れ，優れた性能を有する，
の材料として好適であることが分かった。
【０１７５】
次に，比較試料Ｃ８−ａについて説明する。
Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，Ｋ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 を，Ｂｉ：Ｎａ：Ｋ：Ｔｉ＝１：０．８５：０．１５：２となる比に秤量し，エタノール中ボールミル混合した。
その後，これを乾燥させ，得られた乾燥粉末を，８５０℃×２時間で熱処理した。以上により，チタン酸ナトリウムカリウムビスマス（Ｂｉ0.5 （Ｎａ0.85Ｋ0.15）0.5 ＴｉＯ3 ）の粉末を合成した。そして，上記合成粉末を直径３ｍｍのジルコニアボールを用いてエタノール中で微粉砕した。
【０１７６】
以上により得られたチタン酸ナトリウムカリウムビスマス（Ｂｉ0.5 （Ｎａ0.85Ｋ0.15）0.5 ＴｉＯ3 ）の等軸形状微粉末を２００ＭＰａで一軸加圧した。その後，さらに４０００ｋｇ／ｃｍ2 の静水圧成形処理を加えた。
次に，得られた成形体を酸素雰囲気１１５０℃で１０時間常圧焼結した。これにより，比較試料Ｃ８−ａを得た。
【０１７７】
比較試料Ｃ８−ａの表面を研削し，Ｘ線回折で調べたところ，相対密度は９９．２％であったが，無配向焼結体である事が明らかとなった。
この無配向焼結体を厚み０．５ｍｍ×直径１１ｍｍのペレットに加工し，共振反共振法にて圧電特性を測定したところ，Ｋｐ＝０．２９５，Ｋｔ＝０．４２７，ｄ３１＝３６．７ｐＣ／Ｎ，ｇ３１＝７．０ｍＶｍ／Ｎであった。
【０１７８】
これにより，原料を混合し，配向成形を施したとしても，結晶配向セラミックスを得ることはできないことが分かった。そして，このようなセラミックスの圧電特性，誘電特性は結晶配向セラミックスと比較して劣っていることが分かった。
【０１７９】
実施形態例９
本例は，ホスト材料Ａと材料Ｐとを混合する際にホスト材料Ａをゲスト材料Ｂに転換するための添加物を加えて作製した結晶配向セラミックスについて，試料９を用いて説明するものである。
【０１８０】
実施形態例１で合成したチタン酸ビスマス（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12）の板状粉末と，ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＮｉＯ，ＴｉＯ2 とが，Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12：ＰｂＯ：Ｂｉ2 Ｏ3 ：ＮｉＯ：ＴｉＯ2 ＝４：３０：７：１５：３３のモル比となるように秤量した。
これは，元素のモル比ではＢｉ：Ｐｂ：Ｎｉ：Ｔｉ＝２：２：１：３であり，この総てが反応すれぱ，ペロブスカイト化合物（Ｐｂ0.5 Ｂｉ0.5 Ｎｉ0.25Ｔｉ0.75Ｏ3 ）となる組成比にあたる。
【０１８１】
即ち，Ｐｂ0.5 Ｂｉ0.5 Ｎｉ0.25Ｔｉ0.75Ｏ3 がゲスト材料Ｂであり，これをＰＢＮＴと呼ぶ事にする。
また，チタン酸ビスマス（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12）の板状粉末がホスト材料Ａ，ＰｂＯとＢｉ2 Ｏ3 とＮｉＯとＴｉＯ2 とがゲスト材料の原料となる材料Ｐ，ＰｂＯとＮｉＯとＴｉＯ2 とがホスト材料Ａをゲスト材料Ｂに転換する添加物にあたる。
また，この他に，最終的に得られるペロブスカイト化合物１モルに対し，０．０００５モルの炭酸マンガンを絶縁破壊防止剤として加えた。
【０１８２】
これらの原料粉末にエタノールとトルエンとを加えてボールミル混合し，さらにバインダーとしてポリビニルブチラール，可塑剤としてジブチルフタレートを添加して混合し，得られた均一なスラリーをドクターブレード装置によりテープ成形し，テープ成形体を得た。
【０１８３】
室温で乾燥後，厚さ約１００μｍとなった上記テープ成形体を２０枚重ねて８０℃，１００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で圧着し，二軸ロールで厚みが約２分の１になるまで圧延し，圧延成形体とした。
上記圧延成形体を酸素雰囲気６００℃で２時間加熱し，脱脂を行った。この脱脂体を酸素雰囲気１１００℃で５時間常圧焼結した。これが試料９である。
【０１８４】
上記試料９を研磨し，得られた研磨面をＸ線回折で調べた。その結果，正方晶ペロブスカイト型の単相回折ピークが観察された。
即ち，（１００）面，（００１）面および（２００）面，（００２）面の回折ピーク（いずれも擬立方晶表示の｛１００｝面に由来する回折である）が大きく，Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法による配向度は１４％であった。
以上により，本例にかかる製造方法によりほぼゲスト材料Ｂよりなる結晶配向セラミックスが得られたことが分かった。
【０１８５】
実施形態例１０
本例は，ホスト材料Ａと材料Ｐとを混合する際にホスト材料Ａをゲスト材料Ｂに転換するための添加物を加えて作製した結晶配向セラミックスについて，試料１０，比較試料１０を用いて説明するものである。
【０１８６】
水酸化ストロンチウム，酸化チタンの粉末を塩化ナトリウム，塩化カリウムの粉末と混合して１２００℃に加熱し，層状チタン酸ストロンチウム（Ｓｒ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ）の板状粉末を合成した。
また，炭酸ストロンチウム，酸化チタンの粉末をＳｒ：Ｔｉ＝１：１の比で秤量し，エタノール中でボールミル混合した。乾燥後の混合粉末を，１２００℃×２時間で熱処理し，チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）の粉末を合成した。合成粉末は直径３ｍｍのジルコニアボールを用いてエタノール中で微粉砕した。
【０１８７】
また，上記層状チタン酸ストロンチウム（Ｓｒ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ）板状粉末と，上記チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）微粉末と，ＳｒＣＯ3 と，ＴｉＯ2 を，モル比でＳｒ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ：ＳｒＴｉＯ3 ：ＳｒＣＯ3 ：ＴｉＯ2 ＝１：６：１：２となるように秤量した。
【０１８８】
これらの原料粉末にトルエンとエタノールを加えて２０時間ボールミル混合し，さらにバインダーとしてポリビニルブチラール，可塑剤としてジブチルフタレートを添加して混合した。得られた均一なスラリーをドクターブレード装置によりテープ成形し，テープ成形体を得た。
【０１８９】
室温で乾燥後に厚さ約１００μｍとなった上記テープ成形体を２０枚重ねて８０℃，１００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で圧着し，二軸ロールで厚みが約２分の１になるまで圧延し，圧延成形体とした。
上記圧延成形体を酸素雰囲気６００℃で２時間加熱し，脱脂を行った。この脱脂体に３０００ｋｇ／ｃｍ2 の静水圧成形処理を加えた後，酸素雰囲気１３５０℃で１０時間常圧焼結した。これにより試料１０にかかる常圧焼結体を得た。
【０１９０】
上記試料１０の表面をＸ線回折で調べたところ，該試料１０は｛１００｝面の配向度が６２％である単相ＳｒＴｉＯ3 であることが分かった。
更に，上記試料１０を表面研磨したところ配向度が５１％となった。
以上により，本例の製造方法によれば，ほぼゲスト材料Ｂよりなる結晶配向セラミックスが得られることが分かった。
【０１９１】
次に，比較試料Ｃ１０について説明する。
炭酸ストロンチウム，酸化チタンの粉末をＳｒ：Ｔｉ＝１：１の比で秤量し，エタノール中でボールミル混合した。乾燥後の混合粉末を，１２００℃×２時間で熱処理し，チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）の粉末を合成した。その後，合成粉末を直径３ｍｍのジルコニアボールを用いてエタノール中で微粉砕した。
【０１９２】
このチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）の等軸形状微粉末を２００ＭＰａで一軸加圧し，さらに３０００ｋｇ／ｃｍ2 の静水圧成形処理を加えた後，この成形体を酸素雰囲気，１３５０℃で１０時間常圧焼結した。これにより比較試料Ｃ１０にかかる常圧焼結体を得た。
比較試料Ｃ１０をＸ線回折で調べたところ無配向焼結体である事が明らかとなった。
これにより，原料を混合し，配向成形を施したとしても，結晶配向セラミックスを得ることはできないことが分かった。
【０１９３】
実施形態例１１
本例は，ホスト材料Ａと材料Ｐとを混合する際にホスト材料Ａをゲスト材料Ｂに転換するための添加物を加えて作製した結晶配向セラミックスについて，試料１１，比較試料１１を用いて説明するものである。
【０１９４】
炭酸カルシウム，酸化チタンの粉末を塩化ナトリウム，塩化カリウムの粉末と混合して１４００℃に加熱し，層状チタン酸カルシウム（Ｃａ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ）の板状粉末を合成した。
この層状チタン酸カルシウム（Ｃａ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ）板状粉末と，固相法で合成したチタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3 ）微粉末と，ＣａＣＯ3 と，ＴｉＯ2 を，モル比でＣａ3 Ｔｉ2 Ｏ7 ：ＣａＴｉＯ3 ：ＣａＣＯ3 ：ＴｉＯ2 ＝１：６：１：２となるように秤量した。
【０１９５】
これらの原料粉末にトルエンとエタノールを加えて２０時間ボールミル混合し，さらにバインダーとしてポリビニルブチラール，可塑剤としてジブチルフタレートを添加して混合した。得られた均一なスラリーをドクターブレード装置によりテープ成形し，テープ成形体とした。
室温で乾燥後に厚さ約１００μｍとなった上記テープ成形体を２０枚重ねて８０℃，１００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で圧着し，二軸ロールで厚みが約２分の１になるまで圧延し，圧延成形体とした。
上記圧延成形体を酸素雰囲気６００℃で２時間脱脂し，さらに１４００℃で１０時間加熱した。得られた常圧成形体を試料１１とした。
【０１９６】
上記試料１１の表面を研削除去しＸ線回折で調べたところ，Ｃａ3 Ｔｉ2 Ｏ7 の回折ピークは消失し，斜方晶ＣａＴｉＯ3 単相の回折パターンのみが観察された。
また，ＣａＴｉＯ3 粉末のＸ線回折パターンを基準として試料１１の擬立方晶表示で｛１００｝面の配向度を計算したところ５０％であった。
これにより，本例の製造方法によりほぼゲスト材料Ｂよりなる結晶配向セラミックスが得られたことが分かった。
【０１９７】
次に，比較試料Ｃ１１について説明する。
炭酸カルシウム，酸化チタンの粉末をＣａＣＯ3 ：ＴｉＯ2 ＝１：１となるように秤量し，エタノール中でボールミル混合し，１２００℃に加熱した。合成粉末は直径３ｍｍのジルコニアボールを用いてエタノール中で微粉砕した。
この粉末を２００ＭＰａで一軸加圧し，さらに３０００ｋｇ／ｃｍ2 の静水圧成形処理を加えた後，この成形体を酸素雰囲気１４００℃で５時間焼結した。これにより比較試料Ｃ１１にかかる常圧焼結体を得た。
【０１９８】
比較試料Ｃ１１の表面を研削し，Ｘ線回折で調べたところ，斜方晶ＣａＴｉＯ3 単相の回折パターンが得られたが，結晶配向は観察されなかった。
これにより，原料を混合し，配向成形を施したとしても，結晶配向セラミックスを得ることはできないことが分かった。
【０１９９】
【発明の効果】
上記のごとく，本発明によれば，従来方法では製造が困難であったペロブスカイト型構造を有する化合物に代表される，等方性または擬等方性の構造を有する酸化物多結晶セラミックスからなる結晶配向セラミックスを容易かつ安価に製造することができ，また上述の等方性または擬等方性の構造を有する酸化物多結晶セラミックスよりなる厚みのあるバルク材料を得ることができる，結晶配向セラミックスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１にかかる，ホスト材料Ａの粒子構造を示す図面代用写真（倍率１５００倍）。
【図２】実施形態例１にかかる，本発明の結晶配向セラミックスである試料１−ｂのセラミック材料の組織を示す図面代用写真（倍率１５００倍）。
【図３】実施形態例１にかかる，本発明の結晶配向セラミックスである試料１のＸ線回折強度の回折パターンを示す説明図。
【図４】実施形態例１にかかる，試料１と同成分である，無配向の酸化物多結晶セラミックスのＸ線回折強度の回折パターンを示す説明図。
【図５】実施形態例１にかかる，比較試料Ｃ１−ａのＸ線回折強度の回折パターンを示す説明図。
【図６】実施形態例２にかかる，本発明の結晶配向セラミックスである試料２のＸ線回折強度の回折パターンを示す説明図。
【図７】実施形態例２にかかる，本発明の結晶配向セラミックスである試料２−ａのＸ線回折強度の回折パターンを示す説明図。
【図８】実施形態例７にかかる，本発明の結晶配向セラミックスである試料７−ｄの表面を研削した後の内部のＸ線回折パターンを示す説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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