名古屋공업대학의 大里齊 교수, 枾本健一 조교, 增田이즈미 대학원생 등 연구팀은 상압에서 니오브산 칼륨의 고밀도 소결체를 합성하는데 성공했다. 밀도는 98.8%로 란탄 철산화물을 미량 첨가함으로써 실현. 고밀도한 니오브산 칼륨의 상압에서의 소성은 세계 최초라고 한다. 첨가하는 란탄철 산화물은 0.2%로 미량이므로 니오브산 칼륨이 본래 가지고 있는 강유전 특성이나 압전특성이 거의 손상되지 않는다. 따라서 납이 없는 강유전체나 압전체에 대한 응용이 기대된다. 니오브산 칼륨은 90년대 후반에 단결정으로 전기기계 결합정수를 갖는다는 것이 발견되어 고성능 압전 디바이스 재료로서 클로즈업되고 있다. 디바이스로서 응용하려면 생산성과 범용성의 관점에서 상업에서의 소결체 합성이 불가결했다. 그러나 니오브산 칼륨의 융점이 1,040℃ 부근으로 고온소결이 불가능하다는 점과 산화칼륨이 증발하기 쉬워 조성제어가 어렵다. 따라서 칼륨성분이 공기 중의 수분과 반응하기 쉽기 때문에 대기중의 상압에서 고밀도한 소결합성이 곤란했다. 따라서 첨가물을 더함으로써 고밀도 소결체의 합성이 시도되어 왔는데, 첨가물에 의해 강유전 특성과 압전특성이 손상되곤 했다. 大里 교수 등은 탄산칼륨, 5산화니오브, 산화란탄, 산화철을 출발원료로 하여 아세톤 속에서 습식혼합한 후, 최적화한 프로세스에 의해 1,020~1,110℃에서 소결했다. 그 결과, 퀴리점의 온도를 거의 낮추지 않고 종래의 핫프레스법에 의한 소결법으로 보고 되었던 유전특성을 얻었다고 한다. 첨가물 재료의 니오브산 칼륨은 퀴리점이 435℃이며 유전율은 1,000 이상. 란탄철 산화물을 0.2% 첨가하면 퀴리점은 425℃로 낮아지지만 유전율은 2,500 전후가 되고, 또한 산화망간을 0.5% 첨가하자 거의 같은 온도에서 3,650을 나타내었다. 니오브산 칼륨은 약 40년 전에 핫프레스법으로 99%라는 고밀도 소결체가 합성되었다. 그러나 이 방법은 생산성이 낮고 성형의 자유도가 결여된다는 점에서 연구실 수준에 머물러 있었다. (NK)