[发明专利]铌酸钠粉末、铌酸钠粉末的制造方法、板状颗粒、板状颗粒的制造方法和取向陶瓷的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有立方形（cuboidal）铌酸钠颗粒的铌酸钠粉末和该铌酸钠粉末的制造方法。本发明还涉及板状颗粒（其使用立方形铌酸钠颗粒制造）、板状颗粒的制造方法和取向陶瓷的制造方法。

背景技术

首先，以下对本文中使用的术语进行说明。本说明书中，以下将铌酸钠(通式：NaNbO₃)称为NN。此外，NN原本为斜方，为了表达的简单，将其视为假立方（pseudo-cubic）。除非另有规定，NN的晶体取向、晶面、取向和X-射线衍射指数以假立方表示法记载。NN和钛酸钡(通式：BaTiO₃)的固溶体以及NN和铌酸钾(通式：KNbO₃)的固溶体均采用单斜、斜方、立方和四方晶系的任一种，或者同时采用这些晶系的多种，取决于组成。但是，为了表达的简单，NN和钛酸钡的固溶体、NN和铌酸钾的固溶体、和其他钙钛矿型材料也作为假立方来讨论，如NN的情形那样，除非另有规定。

近年来已知含有NN的氧化物例如NN和钛酸钡的固溶体或NN和铌酸钾的固溶体是具有低环境压力的有前途的无铅压电材料。此外，通常，通过控制晶体取向，能够改善压电陶瓷的压电性能。

根据非专利文献1，通过局部化学微晶转换(以下称为TMC)法制备板状NN颗粒。于是，使用含有板状NN颗粒的浆料，通过刮刀法制备含有NN作为组分的取向陶瓷。

专利文献1公开了通过TMC法以外的技术制备板状颗粒的方法。采用固态反应来制备立方形颗粒，其中NN的A位点用Li、K等部分置换，并且其B位点用Ta等部分置换，然后使用含有立方形颗粒的浆料通过刮刀法来制备板状颗粒。

作为通过固态反应以外的技术制备立方形NN颗粒的方法，专利文献2公开了通过溶剂热法（solvothermal method）能够合成立方形NN颗粒。

引用列表

非专利文献

NPL1：“Y.Saito等，Nature，”2004，第432卷，第84-87页

专利文献

PTL1：日本专利申请公开No.2009-40672

PTL2：日本专利申请公开No.2010-241658

发明内容

技术问题

但是，采用TMC法制备板状NN颗粒时，需要经由无意识的组成来制备该颗粒。因此难以制备不含杂质的板状NN颗粒。

进而，难以在没有用其他元素置换NN的Na或Nb的情况下通过固态反应直接合成板状NN颗粒或立方形NN颗粒。

此外，常规的水热合成中，难以合成具有不含杂质的钙钛矿单相结构的分散的立方形NN颗粒。专利文献2中的X-射线衍射图案中，能够发现归因于杂质相的衍射峰。此外，为了合成NN颗粒，需要使用难以处理并且成本高的卤化铌作为原料。

目前为止，不含任何杂质元素和杂质相并且分散的板状或立方形NN颗粒以及该NN颗粒的制造方法尚未已知。

本发明为了解决这样的问题而完成并且提供含有NN的取向陶瓷和其原料的制造方法。本发明还提供板状颗粒，其使用立方形NN颗粒而制造，板状颗粒的制造方法，和使用立方形颗粒制造取向陶瓷的方法。

问题的解决方法

用于解决问题的本发明的第一例示实施方案是NN粉末，包括具有0.1μm-100μm的平均边长的立方形NN颗粒，该立方体的至少一面包括(100)面，其中该NN粉末具有钙钛矿单相结构。

本发明的第二例示实施方案是板状颗粒，包括：该立方形NN颗粒；和有机粘结剂，其中：该板状颗粒具有3以上的宽度与厚度的纵横比（宽度/厚度）；并且该板状颗粒为(100)-取向。

本发明的第三例示实施方案是NN粉末的制造方法，包括在大于0.1MPa的压力和141-260℃的温度下在气氛中将含有氢氧化钠和无定形氧化铌水合物的水分散液保持1-100小时。

本发明的第四例示实施方案是板状颗粒的制造方法，包括：制备含有NN粉末的浆料；和以5μm-250μm的间隙宽度采用刮刀法将该浆料形成为片材。

本发明的第五例示实施方案是取向陶瓷的制造方法，包括：用含有该板状颗粒的粉末填充模具；振动该模具；对该粉末加压以制备压实体（compact）；和烧结该压实体。

本发明的第六例示实施方案是取向陶瓷的制造方法，包括：对该板状颗粒进行热处理以制备板状无机颗粒；将含有该板状无机颗粒的浆料形成为片材以制备生片材（green sheet）；将该生片材层叠以制备层合体；和烧结该层合体。