JPH0478596B2 - - Google Patents
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- JPH0478596B2 JPH0478596B2 JP32178388A JP32178388A JPH0478596B2 JP H0478596 B2 JPH0478596 B2 JP H0478596B2 JP 32178388 A JP32178388 A JP 32178388A JP 32178388 A JP32178388 A JP 32178388A JP H0478596 B2 JPH0478596 B2 JP H0478596B2
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、酸化ホウ素と酸化鉛と酸化チタン
とを融解した融液から種子結晶を引き上げること
によりチタン酸鉛の単結晶を得るチタン酸鉛単結
晶の製造方法に関するものである。
とを融解した融液から種子結晶を引き上げること
によりチタン酸鉛の単結晶を得るチタン酸鉛単結
晶の製造方法に関するものである。
PbTio3（チタン酸鉛）は128℃という高温で融
解するために有毒なPbo（酸化鉛）の蒸発が激し
く、融解した後直接単結晶を育成することが困難
なため、結晶育成温度を低くする工夫が必要とな
る。そのため、溶剤を用いたフラツクス法が多数
研究されている。
解するために有毒なPbo（酸化鉛）の蒸発が激し
く、融解した後直接単結晶を育成することが困難
なため、結晶育成温度を低くする工夫が必要とな
る。そのため、溶剤を用いたフラツクス法が多数
研究されている。
また、本発明者は先にPbTio3の大型単結晶の
製造方法を提案した。この方法はPbTio3の構成
物質である過剰のPboを溶剤とした溶液引き上げ
法であり、Pboが88〜75.0モル％、TiO2（酸化チ
タン）が12〜25.0モル％の組成の混合融液１〜５
℃／ｈで徐冷しながら析出してくるPbTio3微結
晶を種子結晶に育成させながら0.2〜１mm／ｈの
引き上げ速度で引き上げて行く方法である。上記
の製造方法によると直径14×14×６mmの大きさで
7gの重さの大型単結晶を育成することができた。
製造方法を提案した。この方法はPbTio3の構成
物質である過剰のPboを溶剤とした溶液引き上げ
法であり、Pboが88〜75.0モル％、TiO2（酸化チ
タン）が12〜25.0モル％の組成の混合融液１〜５
℃／ｈで徐冷しながら析出してくるPbTio3微結
晶を種子結晶に育成させながら0.2〜１mm／ｈの
引き上げ速度で引き上げて行く方法である。上記
の製造方法によると直径14×14×６mmの大きさで
7gの重さの大型単結晶を育成することができた。
ところで、PboとB2O3（酸化ホウ素）を溶剤と
したフラツクス法では、15mm角、厚さ１mmぐらい
の大きさの単結晶の育成が可能であると報告され
ているにすぎない［Soviet Physics−
Crystallography vol.17、No.１ July−Aug.、
P.122〜125、1972］。さらに、これらの方法では、
単結晶を溶剤から分離するのに硝酸等の液に浸さ
なければならないという不都合な点があるという
問題点があつた。
したフラツクス法では、15mm角、厚さ１mmぐらい
の大きさの単結晶の育成が可能であると報告され
ているにすぎない［Soviet Physics−
Crystallography vol.17、No.１ July−Aug.、
P.122〜125、1972］。さらに、これらの方法では、
単結晶を溶剤から分離するのに硝酸等の液に浸さ
なければならないという不都合な点があるという
問題点があつた。
また、先に提案したPbTio3の大型単結晶の製
造方法では、単結晶の色が黄褐色をしており、光
学結晶として使用するためには十分ではないとい
う問題点があつた。
造方法では、単結晶の色が黄褐色をしており、光
学結晶として使用するためには十分ではないとい
う問題点があつた。
この発明は、上記の問題点を解決するためにな
されたもので、種子結晶によつて望みの方向に大
型の黄色透明のPbTio3単結晶が製造できる方法
を得ることを目的とする。
されたもので、種子結晶によつて望みの方向に大
型の黄色透明のPbTio3単結晶が製造できる方法
を得ることを目的とする。
この発明に係るチタン酸鉛単結晶の製造方法
は、酸化ホウ素と酸化鉛を配合してなる溶剤に酸
化チタンを溶剤に対する飽和濃度以上の割合、す
なわち三成分において酸化鉛が45〜85モル％、酸
化ホウ素が0.1〜45モル％、酸化チタンが１〜40
モル％の組成範囲で混合し、高温度に加熱して全
体を融解したのち、その融液を徐々に冷却するこ
とにより融液中に析出してくるチタン酸鉛微結晶
を融液に接触させた種子結晶上に結晶化させ、こ
れを育成させながら引き上げるものである。
は、酸化ホウ素と酸化鉛を配合してなる溶剤に酸
化チタンを溶剤に対する飽和濃度以上の割合、す
なわち三成分において酸化鉛が45〜85モル％、酸
化ホウ素が0.1〜45モル％、酸化チタンが１〜40
モル％の組成範囲で混合し、高温度に加熱して全
体を融解したのち、その融液を徐々に冷却するこ
とにより融液中に析出してくるチタン酸鉛微結晶
を融液に接触させた種子結晶上に結晶化させ、こ
れを育成させながら引き上げるものである。
また、チタン酸鉛の大型単結晶を得る組成範囲
として酸化鉛が45〜70モル％、酸化ホウ素が15〜
45モル％、酸化チタンが５〜20モル％にしたもの
である。
として酸化鉛が45〜70モル％、酸化ホウ素が15〜
45モル％、酸化チタンが５〜20モル％にしたもの
である。
この発明においては、結晶育成終了後は
PbTio3単結晶を融液から離して室温まで徐冷し
ていくと、黄色透明の大型単結晶を単結晶と溶剤
の分離操作なしに直接得られる。
PbTio3単結晶を融液から離して室温まで徐冷し
ていくと、黄色透明の大型単結晶を単結晶と溶剤
の分離操作なしに直接得られる。
また、Pbo、B2O3、TiO2の成分を小範囲に限
定することにより、さらに大型のPbTio3単結晶
が得られる。
定することにより、さらに大型のPbTio3単結晶
が得られる。
まず、この発明の原理について説明する。Pbo
とB2O3からなる溶剤にPboとTiO2が１対１の割
合からなる化合物PbTio3をこの溶剤に対して過
飽和濃度以上の割合で混合し、加熱融解する。そ
の後、この混合融液を徐々に冷却していくと過飽
和になつた分のPbTio3が結晶となつて析出して
くる。この過飽和になつて析出してくる微結晶を
同じPbTio3種子結晶上に析出せしめ、それを育
成させて引き上げる。
とB2O3からなる溶剤にPboとTiO2が１対１の割
合からなる化合物PbTio3をこの溶剤に対して過
飽和濃度以上の割合で混合し、加熱融解する。そ
の後、この混合融液を徐々に冷却していくと過飽
和になつた分のPbTio3が結晶となつて析出して
くる。この過飽和になつて析出してくる微結晶を
同じPbTio3種子結晶上に析出せしめ、それを育
成させて引き上げる。
第１図はこの発明の原理を説明するためのPbo
−TiO2−B2O3系の相平衡図で、この図の黒い太
線で囲んだ部分Ａが、Pboが45〜85モル％、B2
O3が0.1〜45モル％、TiO2が１〜40モル％の組成
範囲であつて、上述した文献［Soviet Physics−
Crystallography］にも示されており、この発明
の成立領域でもある。そして、メツシユの部分Ｂ
がこの発明の最適の範囲を示すもので、Pboが45
〜70モル％、B2O3が15〜45モル％、TiO2が５〜
20モル％の組成範囲である。
−TiO2−B2O3系の相平衡図で、この図の黒い太
線で囲んだ部分Ａが、Pboが45〜85モル％、B2
O3が0.1〜45モル％、TiO2が１〜40モル％の組成
範囲であつて、上述した文献［Soviet Physics−
Crystallography］にも示されており、この発明
の成立領域でもある。そして、メツシユの部分Ｂ
がこの発明の最適の範囲を示すもので、Pboが45
〜70モル％、B2O3が15〜45モル％、TiO2が５〜
20モル％の組成範囲である。
第２図はこの発明を実施するためのPbTio3単
結晶の製造装置の構成図である。なお、この製造
装置は有毒のPbo蒸気を製造者から隔離するため
の結晶育成観察窓付の容器に入つている。第２図
において、１は水冷シヤフト、２は白金シヤフ
ト、３は保温材、４は高周波加熱コイル、５は熱
電対、６はるつぼ支持物、７は種子結晶、８は
PbTio3単結晶、９は出発原料、１０は白金るつ
ぼである。
結晶の製造装置の構成図である。なお、この製造
装置は有毒のPbo蒸気を製造者から隔離するため
の結晶育成観察窓付の容器に入つている。第２図
において、１は水冷シヤフト、２は白金シヤフ
ト、３は保温材、４は高周波加熱コイル、５は熱
電対、６はるつぼ支持物、７は種子結晶、８は
PbTio3単結晶、９は出発原料、１０は白金るつ
ぼである。
〔実施例 １〕
次にこの発明によるチタン酸鉛単結晶の製造方
法について説明する。
法について説明する。
出発原料９は、一例としてPboを55モル％、
TiO2を15モル％、B2O3を30モル％の組成に混合
し（第１図のＰ点）、第２図に示す口径55mm、高
さ40mmの発熱体を兼ねた白金るつぼ１０に入れ、
高周波加熱コイル４による誘導加熱方式により〜
900℃まで加熱して融解させた後、PbTio3単結晶
からなる種子結晶７を融液表面に接触させる。融
液を徐々に降温させると、融液中で最も温度の低
い種子結晶７と接触している融液の界面に
PbTio3微結晶が少しずつ析出してきて種子結晶
７上に結晶化する。このようにして成長した
PbTio3単結晶８を融液から徐々に引き上げる。
すなわち、融液を降温しながら、育成された単結
晶引き上げを同時に行つていくのである。
TiO2を15モル％、B2O3を30モル％の組成に混合
し（第１図のＰ点）、第２図に示す口径55mm、高
さ40mmの発熱体を兼ねた白金るつぼ１０に入れ、
高周波加熱コイル４による誘導加熱方式により〜
900℃まで加熱して融解させた後、PbTio3単結晶
からなる種子結晶７を融液表面に接触させる。融
液を徐々に降温させると、融液中で最も温度の低
い種子結晶７と接触している融液の界面に
PbTio3微結晶が少しずつ析出してきて種子結晶
７上に結晶化する。このようにして成長した
PbTio3単結晶８を融液から徐々に引き上げる。
すなわち、融液を降温しながら、育成された単結
晶引き上げを同時に行つていくのである。
この時の製造条件としては、PbTio3単結晶８
の引き上げ速度は0.2〜１mm／ｈ、融液降温速度
１〜５℃／ｈ、結晶回転数30〜50rpm、雰囲気は
空気中である。また、PbTio3単結晶８の育成を
完了するまでに要する時間は、30×28×７mmの大
きさで約13gの黄色透明のPbTio3単結晶８が28時
間で得られた。
の引き上げ速度は0.2〜１mm／ｈ、融液降温速度
１〜５℃／ｈ、結晶回転数30〜50rpm、雰囲気は
空気中である。また、PbTio3単結晶８の育成を
完了するまでに要する時間は、30×28×７mmの大
きさで約13gの黄色透明のPbTio3単結晶８が28時
間で得られた。
〔実施例 ２〕
Pboを50モル％、TiO2を1.25モル％、ZrO2を
7.1モル％、B2O341.65モル％の組成に混合し、実
施例１の方法と同様の操作により同様の経過を経
て５×５×８mmの白色透明の板状単結晶が集合し
たPb（TiZr）O3単結晶が育成された。
7.1モル％、B2O341.65モル％の組成に混合し、実
施例１の方法と同様の操作により同様の経過を経
て５×５×８mmの白色透明の板状単結晶が集合し
たPb（TiZr）O3単結晶が育成された。
上述のようにPbTio3単結晶の製造方法におい
て何らかの異種元素を少量混合した時に、
PbTio3固溶体単結晶の析出条件が本質的に変わ
らない場合は、上述と全く同一の方法、条件によ
つて異種元素を混合したPbTio3固溶体単結晶を
製造することも可能である。
て何らかの異種元素を少量混合した時に、
PbTio3固溶体単結晶の析出条件が本質的に変わ
らない場合は、上述と全く同一の方法、条件によ
つて異種元素を混合したPbTio3固溶体単結晶を
製造することも可能である。
以上説明したようにこの発明は、酸化ホウ素と
酸化鉛を配合してなる溶剤にチタン酸鉛を溶剤に
対する飽和濃度以上の割合で混合し、高温度に加
熱して全体を融解したのち、その融液を徐々に冷
却することにより融液中に析出してくるチタン酸
鉛微結晶を融液に接触させた種子結晶上に結晶化
させ、これを育成させながら引き上げるようにし
たので、黄色透明の大型の単結晶で種子結晶によ
り望みの方向に成長したが固化した融剤の除去操
作なしに得られるという利点を有する。
酸化鉛を配合してなる溶剤にチタン酸鉛を溶剤に
対する飽和濃度以上の割合で混合し、高温度に加
熱して全体を融解したのち、その融液を徐々に冷
却することにより融液中に析出してくるチタン酸
鉛微結晶を融液に接触させた種子結晶上に結晶化
させ、これを育成させながら引き上げるようにし
たので、黄色透明の大型の単結晶で種子結晶によ
り望みの方向に成長したが固化した融剤の除去操
作なしに得られるという利点を有する。
また、チタン酸鉛の大型単結晶を得る組成範囲
として酸化鉛が45〜70モル％、酸化ホウ素が15〜
45モル％、酸化チタンが５〜20モル％にしたもの
は、さらに大型PbTio3単結晶を得ることができ
る利点を有する。
として酸化鉛が45〜70モル％、酸化ホウ素が15〜
45モル％、酸化チタンが５〜20モル％にしたもの
は、さらに大型PbTio3単結晶を得ることができ
る利点を有する。
第１図はこの発明の原理を説明するためのPbo
−TiO2−B2O3系の相平衡図、第２図はこの発明
を実施するためのPbTio3単結晶の製造装置の構
成図である。 図中、１は水冷シヤフト、２は白金シヤフト、
３は保温材、４は高周波加熱コイル、５は熱電
対、６はるつぼ支持物、７は種子結晶、８は
PbTio3単結晶、９は出発原料、１０は白金るつ
ぼである。
−TiO2−B2O3系の相平衡図、第２図はこの発明
を実施するためのPbTio3単結晶の製造装置の構
成図である。 図中、１は水冷シヤフト、２は白金シヤフト、
３は保温材、４は高周波加熱コイル、５は熱電
対、６はるつぼ支持物、７は種子結晶、８は
PbTio3単結晶、９は出発原料、１０は白金るつ
ぼである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化ホウ素と酸化鉛を配合してなる溶剤にチ
タン酸鉛を前記溶剤に対する飽和濃度以上の割合
で混合し、高温度に加熱して全体を融解したの
ち、その融液を徐々に冷却することにより前記融
液中に析出してくるチタン酸鉛微結晶を融液に接
触させた種子結晶上に結晶化させ、これを育成さ
せながら引き上げることを特徴とするチタン酸鉛
単結晶の製造方法。 ２ チタン酸鉛の大型単結晶を得る組成範囲とし
て酸化鉛が45〜70モル％、酸化ホウ素が15〜45モ
ル％、酸化チタンが５〜20モル％にした請求項１
記載のチタン酸鉛単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32178388A JPH02167894A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | チタン酸鉛単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32178388A JPH02167894A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | チタン酸鉛単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02167894A JPH02167894A (ja) | 1990-06-28 |
| JPH0478596B2 true JPH0478596B2 (ja) | 1992-12-11 |
Family
ID=18136377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32178388A Granted JPH02167894A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | チタン酸鉛単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02167894A (ja) |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP32178388A patent/JPH02167894A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02167894A (ja) | 1990-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |