(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
常圧で８００℃から１４００℃の温度で焼結して作製したＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体を大気中２００℃から１３００℃の温度で熱処理することを特徴とする高い振動減衰能を有するＬａＣｒＯ３セラミックスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の高い振動減衰能を有するＬａＣｒＯ３セラミックス製造方法に従って製造したことを特徴とするＬａＣｒＯ３セラミックス。
【請求項３】
自動車、航空機、精密機械、精密加工機械あるいは光ピックアップの防振部品であって、請求項２に記載のＬａＣｒＯ３セラミックスが用いられることを特徴とする防振部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い減衰能と高硬度及び高弾性率を有する高い振動減衰能を有するＬａＣｒＯ３セラミックスの製造方法及びＬａＣｒＯ３セラミックスに関するものである。なお、以下の説明において、「高い振動減衰能」を「高い減衰能」あるいは「高減衰能」とも記載する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、高い減衰能を有する材料は種々のものが知られている。これらの高減衰能材料は、精密機械の防振部品、精密加工機械の防振部品、光ディスクピックアップの防振材料、など振動を低下させて精度を向上させるために利用できる分野や、自動車などの摺動部品の共鳴振動の回避など騒音やノイズの低減に利用できる分野において、広く好適に使用されている。
【０００３】
このような高減衰能材料として、従来から、種々の制振合金、セラミックス、積層鋼板が良く知られている。そのうち、セラミックスの高い減衰能は、もっぱらそのイオン欠陥の運動が振動を吸収する機構を利用したものであり、そのようなセラミックス減衰機構を示すものとして、防振ジルコニアセラミックスが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した防振ジルコニアセラミックスでは、その振動吸収機能は欠陥の動きによって現れるので、その性能が現れる温度範囲が非常に狭い領域となる問題があった。また、比較的振動減衰能も小さく、そのわりにジルコニアはその焼結温度やコストが高く、非実用的な材料である問題もあった。
【０００５】
本発明の目的は上述した課題を解消して、硬くて高い弾性率を有するセラミックスの特性を維持しつつ安価に製造することのできる高減衰能ＬａＣｒＯ３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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の高い振動減衰能を有するＬａＣｒＯ３セラミックスの製造方法は、常圧で８００℃から１４００℃の温度で焼結して作製したＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体を大気中２００℃から１３００℃の温度で熱処理することを特徴とするものである。また、本発明のＬａＣｒＯ３セラミックスは、上述した製造方法に従って製造したことを特徴とするものである。なお、本発明のＬａＣｒＯ３セラミックスは、防振部品として用いられ、自動車、航空機、精密機械、精密加工機械あるいは光ピックアップの防振部品として有用である。
【０００７】
本発明では、ＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体に所定の雰囲気及び所定の温度の熱処理を施すことで、元来硬く弾性率の高いＬａＣｒＯ３セラミックスに、広い温度範囲で高い振動減衰能が得られることを見いだした。
【０００８】
本発明の製造方法に基づき製造したＬａＣｒＯ３セラミックスの減衰能の大きさは、塩化ビニールやアクリル材料の室温における値よりも大きくしかも鋼程度の高い弾性率を持ち合わせている。この高い弾性率と高い減衰能の二つの性質を持ち合わせることで、機械や自動車、航空機などの微少振動の低減あるいは精密機械の精度向上が期待できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の高減衰能ＬａＣｒＯ３セラミックスの製造方法では、まず、ＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体を準備する。その一例を以下に説明する。まず、ランタン、クロムの硝酸塩を水、メチルアルコールに溶かして混合する。次に、その混合液を蒸発させランタン、クロム硝酸塩混合粉末を作製する。作製した混合粉末を１０００℃、大気中で数時間保持することで硝酸塩を分解し、混合粉末を酸化して原料粉末を得る。この原料粉末を冷間加圧装置で成形した後焼結する。焼結は常圧焼結で８００℃から１４００℃の温度で行う。これ以上高い温度で焼結を行うと、クロム酸化物が分解するものと考えられる。
【００１０】
上述した製造方法によりＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体を作製すると、若干クロムが抜ける場合があるので、その後の熱処理で高減衰能を付与する。十分酸化させるための条件として、本発明では、酸化雰囲気中（好ましくは大気中）２００℃から１３００℃の温度で数十秒以上保持することで熱処理を行う。高温では酸化が速いので保持する時間はきわめて短くて良い。
【００１１】
上述した熱処理によりＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体に高い減衰能が発現する理由は明確ではないが、以下の通りだと考える。すなわち、ＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体は電気良導体であり、その機構として電子が格子間をホッピングするいわゆるホッピング伝導であると考えられている。ホッピング伝導の際、電子の電荷によるクーロン力で格子が歪む。この歪みが内部摩擦の原因となる。従って、高い内部摩擦を得るためには、電気が流れること、詳しく言うとホッピング伝導機構を持つことが必須条件と思われる。
【００１２】
本発明の高減衰能ＬａＣｒＯ３セラミックスの製造方法において、熱処理条件を上述した通りに限定する理由は以下の通りである。まず、熱処理時の雰囲気を大気としたのは、上述した酸素欠損をＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体中に作りやすくするためである。大気中で熱処理を行えば、特に雰囲気調整することがなく簡単に酸化雰囲気を得ることができる。
【００１３】
次に、熱処理時の温度について、２００℃以上と限定するのは、２００℃未満だと所定の高減衰能を得るために時間がかかりすぎて実用的でないとともに、短時間熱処理しただけでは所定の高減衰能を得られないためである。また、１３００℃以下と限定するのは、１３００℃を超えるとＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体の相が変化して分解する場合があるためである。
【００１４】
熱処理時の温度は熱処理時間に関係する。短時間で熱処理を終了させたい場合は、高い温度の熱処理条件を適用すれば良い。
【００１５】
上述した製造方法のうち、熱処理して得たＬａＣｒＯ３セラミックスの試料に対し、実際に、内部摩擦を調べた。内部摩擦は、本発明者らが開発したねじり振動型摩擦測定装置を使用して行い、振動周波数が０．５Ｈｚのときの温度と内部摩擦との関係を調べた。詳しい測定方法については、本発明者らによる「セラミックスの超高温内部摩擦」金属、Ｖｏｌ．６８（１９９８）Ｎｏ．１１を参照のこと。結果を図１に示す。
【００１６】
図１の結果から、本発明の製造方法により得られたＬａＣｒＯ３セラミックスは、室温から８００℃付近までの広い温度範囲で高い振動減衰能を得ることができることがわかる。この広い温度範囲は、本発明の製造方法により得られた高減衰能ＬａＣｒＯ３セラミックスが、産業上重要な自動車部品、航空機部品、精密加工部品など広い分野に応用できることを示している。
【００１７】
次に、熱処理時の温度条件を調べるため、ＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体に対し、大気中で以下の表１に示す種々の温度で熱処理を行い、得られた試料に対し測定周波数１Ｈｚ時のそれぞれの内部摩擦の値を求めた。なお、熱処理温度はすべて１５分とした。結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
0003795774.tif 000002
【００１９】
表１の結果から、熱処理温度を２００℃から１３００℃とした試料Ｎｏ．１〜７の例が熱処理温度が１４００℃の試料Ｎｏ．８の例よりも高い内部摩擦を得ることができることがわかる。なお、１４００℃で熱処理したＮｏ．８の例では、温度からみると酸化が十分のはずなのに高い減衰能を得られていない。この理由は、１４００℃あるいはそれ以上の温度での焼結でクロム酸化物が分解し、酸素不足の状態になっているものと推定できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＬａＣｒＯ３セラミックス焼結体に所定の雰囲気及び所定の温度の熱処理を施しているため、元来硬く弾性率の高いＬａＣｒＯ３セラミックスに広い温度範囲で高い減衰能を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って得られたＬａＣｒＯ３セラミックスについて温度と内部摩擦との関係を示すグラフである。
【図１】
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