高度結晶配向圧電セラミックス作製のための磁場支援焼結技術

用于制造高晶体取向压电陶瓷的磁场辅助烧结技术

• 批准号: 05F05103
• 负责人: 浅井 滋生
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05103/
• 关键词: 圧電材料; 強磁場科学; 結晶配向; スリップキャスティング; セラミックス半導体; ZnO; CBST; BNT; CSBT

平成18年度では、前年度に明らかにした知見をさらに発展させ、新たな配向成形体作製方法を提案した。それは、予め磁場中スリップキャスティングにより結晶配向させた粉末A, Bを含む成形体を作製し、焼結に過程において化学反応によって所定の結晶配向したセラミックス成形体を作製するものである。実際には、CaCO_3と(Ca_<0.6>Sr_<0.4>)Bi_4Ti_4O_<15>の粉末をNaCl溶融塩中でCa_<0.9>Sr_<0.1>TiO_3に合成した。この反応はトポケミカル反応で進行し、また、CaCO_3中のCaイオンは(Ca_<0.6>Sr_<0.4>)Bi_4Ti_4O_<15>中のBiと置換することを明らかにした。さらに、Ca_<0.9>Sr_<0.1>TiO_3は(Ca_<0.6>Sr_<0.4>)Bi_4Ti_4O_<15>の結晶形態を受け継いでおり、また、両者の(001)方向はトロポジー的な関係があることを見出した。一方、正方晶と擬正方晶物質の結晶配向の可能性を理論的に示し、二つのCa_<0.9>Sr_<0.1>Bi_4TiO_3とBi_<1/2>Na_<1/2>TiO_3について検証を行った。二つの粒子の凝集がより早いために、混合した粉末のスラリー中での分散が難しいことが判った。アクリル酸がBi_<1/2>Na_<1/2>TiO_3の分散には効果的であることを明らかにし、アクリル酸を添加後、pHを調整することによってNa_2Ti_3O_7,Bi_4Ti_3O_<12>とBi_2O_3を含有するスラリーの分散に成功した。このスラリーを10Tの磁場印加の下でスリップキャスティングするとBi_4Ti_3O_<12>とBi_2O_3の二つの粒子がそれぞれ配向した成形体を作ることに成功した。この成形体を焼結することによって(100)方向に僅かながら配向したBNTセラミックス焼結体の作製に成功し、正方晶や擬正方晶物質の結晶配向の可能性を明らかにした。

Pp.47-53 18 year で は, before the annual に Ming ら か に し た knowledge を さ ら に 発 exhibition さ せ, new た な match to system into the form method proposed を し た. そ れ は, to め magnetic field ス リ ッ プ キ ャ ス テ ィ ン グ に よ り crystallization match to さ せ た powder A, B を を む into form as containing し, 焼 に process に お い て chemical anti 応 に よ っ て の crystallization with prescribed to し た セ ラ ミ ッ ク を ス into form as A system of す る も の で あ る. Be interstate に は, CaCO_3 と Ca_ (< 0.6 > Sr_ < 0.4 >) Bi_4Ti_4O_ < 15 > の powder を NaCl melt salt in で Ca_ < 0.9 > Sr_ < 0.1 > TiO_3 に synthetic し た. こ の anti 応 は ト ポ ケ ミ カ ル anti 応 で し, ま た, CaCO_3 の Ca イ オ ン は Ca_ (< 0.6 > Sr_ < 0.4 >) Bi_4Ti_4O_ < 15 > の in Bi と replacement す る こ と を Ming ら か に し た. さ ら に, Ca_ < 0.9 > Sr_ < 0.1 > TiO_3 は Ca_ (< 0.6 > Sr_ < 0.4 >) Bi_4Ti_4O_ < 15 > crystal morphology を の by け 継 い で お り, ま た, struck の (001) direction は ト ロ ポ ジ ー な of masato is が あ る こ と を shows し た. One party, the tetragonal と quasi tetragonal material の crystallization with possibility to の を theory に し, two つ の Ca_ < 0.9 > Sr_ < 0.1 > Bi_4TiO_3 と Bi_ 1/2 > < Na_ 1/2 > < TiO_3 に つ い て 検 line card を っ た. The agglomeration of two <s:1> <s:1> particles <e:1> がよ った early <s:1> ために, mixed <s:1> た powder <e:1> スラリ ために dispersion が is difficult to disperse が とが とが is judged as った. ア ク リ ル acid が Bi_ 1/2 > < Na_ 1/2 > < TiO_3 の scattered に は unseen fruited で あ る こ と を Ming ら か に し, ア ク リ を ル acid, pH を adjustment after add す る こ と に よ っ て Na_2Ti_3O_7, Bi_4Ti_3O_ < 12 > と Bi_2O_3 を contains す る ス ラ リ ー の scattered に し success Youdaoplaceholder0. こ の ス ラ リ ー を 10 t の magnetic field under the Inca の で ス リ ッ プ キ ャ ス テ ィ ン グ す る と Bi_4Ti_3O_ < 12 > と Bi_2O_3 の two つ の particle が そ れ ぞ れ match to し を た into form as a る こ と に successful し た. こ の into form を 焼 knot す る こ と に よ っ て (100) direction に only か な が ら match to し た BNT セ ラ ミ ッ ク ス 焼 nexus of contracts の as に し success, tetragonal や quasi tetragonal material の crystallization with possibility to の を Ming ら か に し た.

项目成果

Magnetically assisted preparation of highly c-axis oriented piezoelectric ceramics

磁辅助制备高c轴取向压电陶瓷

• 发表时间: 2006
• 期刊: The 5^<th> International Symposium on Electromagnetic Processing of Materials. Sendai. Japan. 2006
• 作者: Ziping Cao;Kensuke Sassa;Shigeo Asai
• 通讯作者: Shigeo Asai

Magnetically assisted preparation of highly oriented piezoelectric ceramics

磁辅助制备高取向压电陶瓷

• 发表时间: 2006
• 期刊: The 5^<th> Asian Meeting on Ferroelectrics, Noda, Japan
• 作者: Ziping Cao;Kensuke Sassa;Shigeo Asai
• 通讯作者: Shigeo Asai