圧延法を利用したペロブスカイト型圧電セラミックスの配向制御法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560815
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工
• 研究代表者: 石井 啓介 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 准教授 (30257208)
• 連携研究者: 田代 新二郎 防衛大学校, 電気情報学群, 准教授 (00546062)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 圧電セラミックス / 圧延配向法 / テンプレート粒成長法 / 非鉛材料 / ペロブスカイト

研究概要

代表的な非鉛ペロブスカイト型圧電材料である(K,Na)NbO3(KNN)系セラミックスの効果的な配向制御法が確立された．この手法は、板状NaNbO3(NN)テンプレートの作製法である一段階溶融塩法の改良と圧延配向法の組み合わせから成る．一段階溶融塩法では，出発材料の混合比を最適化することで，KNN系セラミックスを配向制御しやすいNNテンプレートを高効率に合成が可能となった．また，本焼成前に前加熱を行うことで，配向度95%を越える配向KNNセラミックスが得られた．更に，圧延配向法を改良することより，針状テンプレート粒子を厚さ方向に配向させた大型矩形焼結体を容易に作製可能な回転圧延法が開発された．

研究成果

• [雑誌論文] Role of Alumina in the Preparation of Platelike NaNbO_3 Powder by Molten Salt Synthesis and Proposal of New Preparation Method (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii, S. Tashiro, A. Kikuchihara, and T. Kimura
  • 雑誌名: Journal of American Ceramic Society 巻: Vol. 96, No. 8 ページ: 2382-2386
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orientation Control of (K,Na)NbO_3 Ceramics Using NaNbO_3 Particles Prepared by Single-Step Molten Salt Synthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii and S. Tashiro
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 52, No. 9, 09KD04-1–09KD04-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orientation Control of (Sr, Ca)_2NaNb_5O_<15> Ceramics by Spin-Forming-Extended Method (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii and S. Tashiro
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 51, No. 9, 09LC02
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-Directional Grain-Orientation Control of Piezoelectric Ceramics with Tungsten Bronze Structure by Spin-Forming-Extended Method (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii and S. Tashiro
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 50, No. 9, 09ND04
  • 査読あり
• [学会発表] 粒子配向制御による非線形圧電性の低減効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石井啓介,田代新二郎
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2014年年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] 厚さ方向に配向制御された(Sr, Ca)_2NaNb_5O_<15>セラミックスによる矩形状振動子の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋爪絵美,石井啓介,田代新二郎
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] 一段階溶融塩法で合成された板状NaNbO_3結晶粒子による粒子配向(K,Na)NbO_3セラミックスの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井啓介,田代新二郎
  • 学会等名: 第30回強誘電体応用会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130500
• [学会発表] 一段階溶融塩法による板状NaNbO_3結晶粒子を用いた(K,Na)NbO_3セラミックスの配向制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井啓介,田代新二郎
  • 学会等名: 日本セラミックス協会,2013年年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] 2段階溶融塩法による針状テンプレートを用いた(Sr, Ca)_2NaNb_5O_<15>セラミックスの配向制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋爪絵美,石井啓介,田代新二郎
  • 学会等名: 日本セラミックス協会,2013年年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] 圧延法による圧電セラミックスの粒子配向制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井啓介,田代新二郎
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] 回転圧延法を用いた(Sr, Ca)_2NaNb_5O_<15>セラミックスの配向制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井啓介,田代新二郎
  • 学会等名: 第29回強誘電体応用会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120500
• [学会発表] 板状NaNbO_3結晶粒子を用いた圧延法によるニオブ系圧電セラミックスの配向制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井啓介,田代新二郎
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2012年年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] Orientation Control of Piezoelectric Ceramics by rolling-extended methods (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii and S. Tashiro
  • 学会等名: 15th US-Japan Seminar on Dielectric and Piezoelectric Ceramics
  • 発表場所: Kagoshima
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] 圧延法を用いたタングステンブロンズ型圧電セラミックスの1軸粒子配向制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井啓介,田代新二郎
  • 学会等名: 第28回強誘電体応用会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110500