CN101239820A - 压电陶瓷和压电元件 - Google Patents

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Abstract

压电陶瓷和压电元件：本发明提供一种能够在低温中烧结，同时能够提高压电特性的压电陶瓷和压电元件。含有Pba[(Znb/3Nb2/3)xTiyZrz]O3(0.94≤a≤1.02、1＜b≤3、x+y+z＝1、0.05≤x＜0.125、0.275＜y≤0.5、0.375＜z≤0.6)或(Pbe－fMef)[(Zng/3Nb2/3)uTivZrw]O3(0.96≤e≤1.03、0.01≤f≤0.1、1＜g≤3、u+v+w＝1、0.05≤u＜0.125、0.275＜v≤0.5、0.375＜w≤0.6、Me是Sr、Ba、Ca)。通过过剩地包含Zn，能够降低烧结温度，提高压电特性。

Description

压电陶瓷和压电元件
本申请是申请日为2005年3月25日、申请号为200510068581.3、发明名称为“压电陶瓷和压电元件”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及能够使用于例如激励器(actuator)、压电蜂鸣器、发声体和传感器等的压电振动器的、特别是适于叠层型的压电振动器的压电陶瓷和压电元件。
背景技术
当前，作为机械式的驱动源，利用了由压电效应产生的位移的装置之一有激励器。特别是层合了压电层和内部电极的叠层型激励器，与电磁式的激励器相比，耗电率和发热量少，响应性也良好，同时能小型轻量化，因此，近年被利用于纤维编织机的选针控制等各种各样的领域。
对使用于这些激励器的压电陶瓷，要求压电特性特别是压电常数d大。作为得到大的压电常数d的压电陶瓷，已知有例如钛酸铅(PbTiO3；PT)和锆酸铅(PbZrO3；PZ)及锌铌酸铅(Pb(Zn1/3Nb2/3)O3)的三元体系(例如，参照专利文献1和专利文献2)以及在其中添加了铋(Bi)和锌(Zn)的物质(例如，参照专利文献3)。此外，也有用锶(Sr)、钡(Ba)或钙(Ca)等置换了铅(Pb)的一部分的物质(例如，参照专利文献4、专利文献5和专利文献6)。
【专利文献1】日本特公昭44-17344号公报
【专利文献2】日本特开2001-181035号公报
【专利文献3】日本特开平3-40965号公报
【专利文献4】日本特公昭45-39977号公报
【专利文献5】日本特开昭61-129888号公报
【专利文献6】日本特开2001-181036号公报
发明内容
但是，现有的压电陶瓷由于烧结温度为1200℃的高温，因此，在制作叠层型压电元件的情况下，必须要在内部电极中使用铂(Pt)和钯(Pd)这样的高价的贵金属，有制造成本高的问题。因此，为了在内部电极中使用更廉价的材料，期望降低烧结温度。
例如，在内部电极使用廉价的银-钯(Ag-Pd)的情况下，由于钯在烧结中引起氧化还原反应，在叠层型压电元件中产生龟裂和剥离，因此，必须使钯的比例在30质量％或以下，因此，根据银-钯系相图，必须使烧结温度在1150℃以下，优选在1120℃以下。为了进一步降低制造成本，最好使钯的含有量更少，例如，要使钯的含有量在20质量％或以下，就必须使烧结温度在1050℃以下，要使钯的含有量在15质量％或以下，就必须使烧结温度在1000℃以下。
另外，最近对在内部电极中使用廉价的铜(Cu)也进行了研究，但由于铜的熔点是1085℃，因此，要使用铜就必须使烧结温度在1050℃以下。加之由于铜是贱金属，因此，若在大气中烧结就氧化，故不能作为电极使用。这样，就必须在低氧气浓度的还原性气氛中进行烧结。
此外，由于一般在压电常数d与机电耦合系数kr和介电常数εr之间存在比例关系，因此，在现有的压电陶瓷中，为了得到大的压电常数，就将机电耦合系数kr和介电常数εr共同增大。但是，若介电常数εr变大，阻抗就降低，因此，在驱动压电元件时流很多电流，有驱动所需的能量增大的问题。
加之，最近，在汽车的发动机或热熔型喷墨打印机等中也使用压电激励器，有时使用温度达到150℃左右。这样，就期望没有压电性的温度即所谓的居里温度在300℃以上。
本发明鉴于有关问题点，其第一目的在于提供一种能够在低温中烧结，同时能够提高压电特性的压电陶瓷和压电元件。
本发明的第二目的在于提供一种能够在低温中烧结，同时能够提高压电特性，并且能够减小驱动所需的能量，另外也得到高居里温度的压电陶瓷和压电元件。
本发明涉及的第一压电陶瓷含有用化学式1表示的组合物。
(化学式1)
Pba[(Znb/3Nb2/3)xTiyZrz]O3
(在化学式1中，a、b、x、y、z是分别满足0.94≤a≤1.02、1＜b≤3、x+y+z＝1、0.05≤x＜0.125、0.275＜y≤0.5、0.375＜z≤0.6的范围内的值。)
在本发明涉及的第一压电陶瓷中，相对于用化学式1表示的组合物，优选含有选自锑(Sb)、钽(Ta)、铌(Nb)、钨(W)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)和铬(Cr)中的至少一种，将其换算成氧化物(Sb2O3、Ta2O5、Nb2O5、WO3、MoO3、Fe2O3、Co3O4、NiO、Cr2O3)，含量分别在1.0质量％或以下的范围内。
本发明涉及的第一压电元件使用了本发明的第一压电陶瓷。
本发明涉及的第二压电陶瓷含有用化学式2表示的组合物。
(化学式2)
(Pbe-fMef)[(Zng/3Nb2/3)uTivZrw]O3
(在化学式2中，e、f、g、u、v、w分别是满足0.96≤e≤1.03、0.01≤f≤0.1、1＜g≤3、u+v+w＝1、0.05≤u＜0.125、0.275＜v≤0.5、0.375＜w≤0.6的范围内的值。Me表示选自锶、钡、钙中的至少一种。)
在本发明涉及的第二压电陶瓷中，相对于用化学式2表示的组合物，优选含有选自锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍和铬中的至少一种，将其换算成氧化物(Sb2O3、Ta2O5、Nb2O5、WO3、MoO3、Fe2O3、Co3O4、NiO、Cr2O3)，含量分别在1.0质量％或以下的范围内。
本发明涉及的第二压电元件使用了本发明的第二压电陶瓷。
根据本发明的第一压电陶瓷，由于比化学计量组成过剩地包含锌，并且使锌和铌的组成x在0.05≤x＜0.125的范围内，因此，在能够降低烧结温度到1050℃以下的同时，能够抑制介电常数εr并提高压电特性，另外，也能够得到300℃以上的高居里温度。此外，即使在低氧浓度的还原性气氛中进行烧结，也能够得到高压电特性。
这样，根据使用了本发明的第一压电陶瓷的第一压电元件，能够在内部电极中使用廉价的银-钯合金或铜等，能够降低制造成本。此外，能够得到大的位移量，同时能够将驱动所需的能量控制得很小。另外，也能够在高温环境下使用。
特别是若以规定量含有选自锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍和铬中的至少一种，就能够进一步降低烧结温度，例如在1000℃以下，或者能够进一步提高压电特性。
此外，根据本发明的第二压电陶瓷，由于用选自锶、钡、钙中的至少一种取代了铅的一部分，比化学计量组成过剩地包含锌，并且使锌和铌的组成u在0.05≤u＜0.125的范围内，因此，在能够降低烧结温度到1050℃以下的同时，能够进一步提高压电特性。此外，在低氧浓度的还原性气氛中进行烧结，也能够得到高压电特性。
这样，根据使用了本发明的第二压电陶瓷的第二压电元件，能够在内部电极中使用廉价的银-钯合金或铜等，能够降低制造成本，同时能够得到更大的位移量。
特别是若以规定量含有选自锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍和铬中的至少一种，就能够进一步降低烧结温度，或者能够进一步提高压电特性。
附图说明
图1是示出使用了本发明的一个实施方式涉及的压电陶瓷的压电元件的一个结构例的剖面图。
图2是示出化学式3中的组成b与的关系的特性图。
图3是示出化学式4中的组成a与
Figure S200810082146XD00042
的关系的特性图。
图4是示出化学式5中的组成x与和介电常数εr的关系的特性图。
图5是示出化学式10中的组成g与的关系的特性图。
图6是示出化学式11中的组成e与
Figure S200810082146XD00045
的关系的特性图。
图7是示出化学式12中的组成u与
Figure S200810082146XD00046
的关系的特性图。
附图标记的说明
10...叠层体、11...压电层、12...内部电极、21、22...端子电极
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
本发明的第一实施方式涉及的压电陶瓷含有用化学式1表示的组合物作为主要成分。这是因为，这样地包含钛酸铅和锆酸铅及锌铌酸铅的组成，能够得到高的压电特性，同时能得到300℃以上的高居里温度。
(化学式1)
Pba[(Znb/3Nb2/3)xTiyZrz]O3
在化学式1中，a、b、x、y、z是分别满足0.94≤a≤1.02、l＜b≤3、x+y+z＝1、0.05≤x＜0.125、0.275＜y≤0.5、0.375＜z≤0.6的范围内的值。氧的组成由化学计量法求得，也可以偏离化学计量组成。
用化学式1表示的组合物具有钙钛矿结构，铅位于所谓的钙钛矿结构的A位置上，锌、铌、钛(Ti)和锆(Zr)位于所谓的钙钛矿结构的B位置上。
化学式1中的铅的组成a是将位于所谓B位置上的元素即[(Znb/3Nb2/3)xTiyZrz]的组成设为1时的组成比。使a在0.94～1.02是因为在该范围内能够得到高的压电特性。再有，优选a大于0.94小于1.00。这是因为能够得到更高的压电特性。
化学式1中的锌和铌(Znb/3Nb2/3)用于提高压电特性。使锌的组成b/3比化学计量组成的1/3过剩是因为这样能够降低烧结温度，同时也能够提高压电特性。特别是若将b的值设在1.05～2.0的范围内，能够进一步提高压电特性。此外，使锌和铌(Znb/3Nb2/3)的组成x在0.05或以上是因为，小于0.05就不能够得到充分的压电特性，使组成x小于0.125是因为，在0.125或以上就必须要大量使用高价的氧化铌，提高了制造成本，同时介电常数εr变大，驱动所需的能量增大了。特别是，若使组成x在0.08～0.124的范围内，就能够降低介电常数εr，并进一步提高压电特性。
使化学式1中的钛的组成y超过0.275且小于或等于0.5，使锆的组成z超过0.375且小于或等于0.6是因为，在该范围内能够得到准同型相界(morphotropic phase boundary，MPB)附近的结构，能够得到高的压电特性。
该压电陶瓷优选含有选自锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍和铬中的至少一种作为辅助成分。这是因为能够进一步降低烧结温度，或者进一步提高压电特性。其中，锑能够进一步降低烧结温度，同时，能够不降低
Figure S200810082146XD00051
即压电特性而减小介电常数εr。此外，钽能够进一步降低烧结温度，同时能进一步提高压电特性。
相对于化学式1中示出的组合物，辅助成分的含有量换算成氧化物(Sb2O3、Ta2O5、Nb2O5、WO3、MoO3、Fe2O3、Co3O4、NiO、Cr2O3)，优选分别在1.0质量％或以下的范围内。若超过1.0质量％，烧结性就下降，压电特性就下降。此外，若含有量过少，就不能够得到充分的效果，因此，更优选在0.01质量％～1质量％的范围内。再有，作为辅助成分的锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍和铬可以固溶在主要成分的组合物中，也可以不固溶，在固溶的情况下，位于例如钛和锆所能存在的所谓B位置上。
具有这样结构的压电陶瓷可以如下地进行制造。
首先，准备作为主要成分的原料，例如氧化铅(PbO)粉末、氧化锌(ZnO)粉末)、氧化铌(Nb2O5)粉末、氧化钛(TiO2)粉末和氧化锆(ZrO2)粉末。
此外，根据需要准备作为辅助成分的原料，例如选自氧化锑(Sb2O3)粉末、氧化钽(Ta2O5)粉末、氧化铌粉末、氧化钨(WO3)粉末、氧化钼(MoO3)粉末、氧化铁(Fe2O3)粉末、氧化钴(Co3O4)粉末、氧化镍(NiO)粉末和氧化铬(Cr2O3)粉末中的至少一种。再有，主要成分和辅助成分的原料可以不使用氧化物，而使用如碳酸盐、草酸盐或氢氧化物这样的由烧结形成的氧化物，此外，也可以不使用碳酸盐，而使用氧化物或通过烧结变成氧化物的其他物质。
接着，使这些原料充分干燥之后称量，使最终组分成为上述范围，利用球磨机等，在有机溶剂中或水中充分混合主要成分的原料和根据需要的辅助成分的原料，在700℃～900℃中煅烧1小时～4小时。接着，利用球磨机等，在有机溶剂或水中充分粉碎该煅烧物并使其干燥，之后，加入聚乙烯醇等粘结剂造粒，使用单轴冲压成形机或静水压成形机(CIP)等进行冲压成形。成形之后，在大气中或低氧气还原性气氛中，优选在960℃～1050℃将该成形体烧结1小时～8小时。再有，烧结气氛也可以比大气的氧气分压高，也可以设为纯氧气中。烧结之后根据需要研磨得到的烧结体，设置用于极化的电极，在加热后的硅油中施加电场，进行极化处理。之后，通过去除用于极化的电极，就得到上述的压电陶瓷。
这样的压电陶瓷作为例如激励器、压电蜂鸣器、发声体和传感器等的压电元件的材料，特别优选作为激励器的材料来使用。
图1示出使用了本实施方式涉及的压电陶瓷的压电元件的一个结构例。该压电元件具有叠层体10，所述叠层体10在由例如本实施方式的压电陶瓷构成的多个压电层11之间插入了多个内部电极12。压电层11中每一层的厚度例如是1μm～100μm左右，有时也形成为两端的压电层11的厚度比夹在内部电极12中的压电层11厚。
内部电极12含有导电材料。导电材料不特殊限定，但优选是例如银(Ag)、金(Au)、铜、铂、钯或其合金，其中优选银-钯合金或铜。除了这些导电材料之外，内部电极12也可以含有约0.1质量％或以下的磷(P)等各种微量成分。
该内部电极12例如交替地在相反方向上延长，在其延长方向分别设置了与内部电极12电连接的一对端子电极21、22。可以通过例如溅射金等金属来形成端子电极21、22，也可以通过烘烤端子电极用糊料来形成。端子电极用糊料含有例如导电材料、玻璃料(ガラスフリツト)和连接料(ピヒクル)，导电材料例如最好是银、金、铜、镍(Ni)、钯、铂或其合金。连接料中有有机连接料或水性连接料，有机连接料是使粘结剂溶解在有机溶剂中，水性连接料是使水溶性粘结剂和分散剂等溶解在水中。端子电极21、22的厚度根据用途等适当地决定，但通常是10μm～50μm左右。
例如可以如下地制造该压电元件。首先，与上述的压电陶瓷的制造方法同样地形成煅烧粉，在其中加入连接料混练制成压电层用糊料。接着，将用于形成内部电极12的上述导电材料或烧结后成为上述导电材料的各种氧化物、有机金属化合物或レジネ—ト等与连接料混练，制成内部电极用糊料。再有，也可以根据需要，在内部电极用糊料中添加分散剂、增塑剂、介电材料、绝缘体材料等添加物。
接着，使用这些压电层用糊料和内部电极用糊料，利用例如印刷法或薄板(sheet)法，制成叠层体10的前驱体即生片(グリ—ンチツプ)。之后进行脱粘结剂处理，烧结后形成叠层体10。优选使这时的烧结温度如上所述地为960℃～1050℃，特别是使用银-钯合金或铜作为内部电极12的导电材料的情况下，最好设为1050℃以下的低温。
形成了叠层体10后，利用例如滚筒抛光和喷砂器等施行端面研磨，通过溅射金等金属，或者，通过印刷或复印与内部电极用糊料同样地制成的端子电极用糊料并烘烤，形成端子电极21、22。这样，就得到图1中示出的压电元件。
这样地根据本实施方式，由于在用化学式1表示的组合物中使锌的组成过剩，并且使锌和铌的组成x设定在0.05≤x＜0.125的范围内，因此，在能够降低烧结温度到1050℃以下的同时，能够抑制介电常数εr并提高压电特性，另外，也能够得到300℃以上的高居里温度。此外，即使在低氧气还原性气氛中进行烧结，也能够得到高压电特性。
这样，能够在内部电极12中使用廉价的银-钯合金或铜等，能够降低制造成本，同时能得到大的位移量，并且，能够将驱动所需的能量抑制得很小。此外，也能够在汽车的发动机或热熔型喷墨打印机等的高温环境下使用。
特别是若以选自锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍和铬中的至少一种规定量含有，就能够进一步降低烧结温度，例如在1000℃以下，或者能够进一步提高压电特性。
(第二实施方式)
本发明的第二实施方式涉及的压电陶瓷含有用化学式2表示的组合物作为主要成分。
(化学式2)
(Pbe-fMef)[(Zng/3Nb2/3)uTivZrw]O3
在化学式2中，e、f、g、u、v、w分别是满足0.96≤e≤1.03、0.01≤f≤0.1、1＜g≤3、u+v+w＝1、0.05≤u＜0.125、0.275＜v≤0.5、0.375＜w≤0.6的范围内的值。Me表示选自锶、钡、钙中的至少一种。氧的组成由化学计量法求出，也可以偏离化学计量组成。
用化学式2表示的组合物具有钙钛矿结构，铅、锶、钡和钙位于所谓的钙钛矿结构的A位置上，锌、铌、钛和锆位于所谓的钙钛矿结构的B位置上。该组合物是用选自锶、钡、钙中的至少一种置换了铅的一部分，这样，就能够进一步提高压电特性。
化学式2中的铅和选自锶、钡、钙中的至少一种的组成e是将位于所谓B位置上的元素即[(Zng/3Nb2/3)uTivZrw]的组成设为1时的位于所谓A位置上的元素的组成比。使组成e在0.96～1.03是因为在该范围内能够得到高的压电特性。再有，更优选组成e在0.96～1.01。这是因为能够得到更高的压电特性。
化学式2中的f即选自锶、钡、钙中的至少一种的置换量最好在0.01～0.10。若不足0.01，就不能充分地得到提高压电特性的效果，若超过0.10，则烧结性就下降，这样压电特性也降低了。
化学式2中的锌和铌(Zng/3Nb2/3)用于提高压电特性。使锌的组成g/3比化学计量组成的1/3过剩是因为，这样能够降低烧结温度，同时也能够提高压电特性。特别是若使g的值在1.05～2.0的范围内，就能够进一步提高压电特性。此外，使锌和铌(Zng/3Nb2/3)的组成u在0.05或以上是因为，不足0.05就不能得到充分的压电特性，使组成u不足0.125是因为，在0.125以上就必须要大量地使用高价的氧化铌，提高了制造成本。特别是，若使组成u在0.08～0.124的范围内，就能够进一步提高压电特性。
使化学式2中的钛的组成v超过0.275且小于或等于0.5，使锆的组成w超过0.375且小于或等于0.6是因为，在该范围内能够得到准同型相界(MPB)附近的结构，能够得到高的压电特性。
该压电陶瓷优选含有选自锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍和铬中的至少一种作为辅助成分。这是因为能够进一步降低烧结温度，或者进一步提高压电特性。其中，钽能够得到更高效果，故优选。
相对于化学式2中示出的组合物，辅助成分的含有量换算成氧化物(Ta2O5、Sb2O3、Nb2O5、WO3、MoO3、Fe2O3、Co3O4、NiO、Cr2O3)，优选分别在1.0质量％或以下的范围内。若超过1.0质量％，烧结性就下降，压电特性就降低了。此外，若含有量过少，就不能够得到充分的效果，因此，更优选在0.01质量％～1.0质量％的范围内。再有，作为辅助成分的锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍和铬可以固溶在主要成分的组合物中，也可以不固溶，在固溶的情况下，位于例如钛和锆所能存在的所谓B位置上。
具有这样结构的压电陶瓷可以如下地进行制造。
首先，准备作为主要成分的原料，例如氧化铅(PbO)粉末、氧化锌(ZnO)粉末)、氧化铌(Nb2O5)粉末、氧化钛(TiO2)粉末和氧化锆(ZrO2)粉末，同时，准备选自碳酸锶(SrCO3)粉末、碳酸钡(BaCO3)粉末和碳酸钙(CaCO3)粉末中的至少一种。
此外，根据需要准备作为辅助成分的原料，例如选自氧化钽(Ta2O5)粉末、氧化锑(Sb2O3)粉末、氧化铌粉末、氧化钨(WO3)粉末、氧化钼(MoO3)粉末、氧化铁(Fe2O3)粉末、氧化钴(Co3O4)粉末、氧化镍(NiO)粉末和氧化铬(Cr2O3)粉末中的至少一种。再有，这些主要成分和辅助成分的原料可以不使用氧化物，而使用如碳酸盐、草酸盐或氢氧化物这样的由烧结形成的氧化物，此外，也可以不使用碳酸盐，而使用氧化物或通过烧结形成的氧化物的其他物质。
接着，使这些原料充分干燥之后称量，使最终组成成为上述范围，利用球磨机等，在有机溶剂中或水中充分混合主要成分的原料和根据需要的辅助成分的原料，在700℃～900℃中煅烧1小时～4小时。接着，利用球磨机等，在有机溶剂或水中充分粉碎该煅烧物并使其干燥，之后，加入聚乙烯醇等粘结剂造粒，使用单轴冲压成形机或静水压成形机(CIP)等进行冲压成形。成形之后，在大气中或低氧气还原性气氛中，优选在1000℃～1050℃将该成形体烧结1小时～8小时。再有，烧结气氛也可以比大气的氧气分压高，也可以设为纯氧气中。烧结之后根据需要研磨得到的烧结体，设置用于极化的电极，在加热后的硅油中施加电场，进行极化处理。之后，通过去除用于极化的电极，就得到上述的压电陶瓷。
例如与第一实施方式同样地，这样的压电陶瓷作为例如激励器、压电蜂鸣器、发声体和传感器等的压电元件的材料，特别优选作为激励器的材料来使用。具体的压电元件的例子如在第一实施方式中说明的。
根据本实施方式，由于用选自锶、钡、钙中的至少一种置换了铅的一部分，比化学计量组成过剩地包含锌，并且使锌和铌的组成u在0.05≤u＜0.125的范围内，因此，在能够降低烧结温度到1050℃以下的同时，能够进一步提高压电特性。此外，即使在低氧气还原性气氛中进行烧结，也能够得到高压电特性。这样，能够在内部电极12中使用廉价的银-钯合金或铜等，能够降低制造成本，同时能得到大的位移量。
特别是若以规定量含有选自锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍和铬中的至少一种，就能够进一步降低烧结温度，或者能够进一步提高压电特性。
【实施例】
另外，说明本发明的具体实施例。
(实施例1-1～1-5)
制成了将化学式3中示出的组合物作为主要成分的压电陶瓷。首先，作为主要成分的原料，准备氧化铅粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末、氧化锌粉末和氧化铌粉末，称量出化学式3中示出的组成。这时，在实施例1-1～1-5中，使化学式3中的b的值即锌的组成b/3如表1所示地变化。
接着，使用球磨机将这些原料湿式混合16小时，之后在大气中700℃～900℃中煅烧2小时。接着，使用球磨机等将该煅烧物湿式粉碎16小时并使其干燥，之后，加入聚乙烯醇等粘结剂造粒，使用单轴冲压成形机，在约245MPa的压力下将其成形为直径17mm、厚1mm的圆板状。成形之后进行热处理，使粘结剂挥发，接着在大气中1020℃下烧结2小时～8小时。之后，利用切片加工(スライス加工)和折叠加工(ラツプ加工)，使得到的烧结体成为厚0.6mm的圆板状，在两面上印刷银糊，在650℃中烘烤，在120℃的硅油中施加3kV/mm的电场15分钟进行极化处理。这样就得到了实施例1-1～1-5的压电陶瓷。
对得到的实施例1-1～1-5的压电陶瓷，放置了24小时后，测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。在这些测定中使用阻抗测定器(ヒユ—レツト·パツカ—ド社制HP4194A)，使测定介电常数εr时的频率为1kHz。表1和图2中示出得到的结果。此外，测定实施例1-1～1-5的压电陶瓷的居里温度，结果都在310℃～340℃的范围内。
(化学式3)
Pb0.98[(Znb/3Nb2/3)0.1Ti0.44Zr0.46]O3
【表1】
Figure S200810082146XD00121
作为本实施例的比较例1-1，除了将化学式3中的b值设为1，同时将烧结温度设为得到最高特性的1100℃以外，与实施例1-1～1-5同样地制成了压电陶瓷。对比较例1-1也与实施例1-1～1-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表1和图2中对照示出这些结果。
如表1所示，在实施例1-1～1-5中，能够在1020℃的低温中烧结，而在比较例1-1中，只能使烧结温度降低到1100℃。此外，如表1和图2所示，与比较例1-1相比，实施例1-1～1-5能够增大
Figure S200810082146XD00122
另外，看到了
Figure S200810082146XD00123
随着增大b的值而变大，示出了极大值后变小的趋势。
即可知，若使b在大于1且小于或等于3的范围内，就能够降低烧结温度到1050℃以下，同时能够提高压电特性。此外，若使b在1.05～2.0的范围内就更好。
(实施例2-1～2-4)
与实施例1-1～1-5同样地制成了将化学式4中示出的组合物作为主要成分的压电陶瓷。这时，在实施例2-1～2-4中，分别使化学式4中的a、b、y和z的值如表2～5所示地变化。再有，实施例2-1～2-4使锌和铌的组成x固定为0.1，使铅的组成a变化，b、y和z的值分别是
Figure S200810082146XD00131
为最大的组成。
此外，作为与实施例2-1～2-4相对应的比较例2-1～2-4，除了将化学式4中的b的值设为1，同时将烧结温度设为得到最高特性的1060℃或1100℃以外，与实施例2-1～2-4同样地制成了压电陶瓷。其中，比较例2-1与实施例2-1相对应，比较例2-2与实施例2-2相对应，比较例2-3与实施例2-3相对应，比较例2-4与实施例2-4相对应。
对于这些实施例2-1～2-4和比较例2-1～2-4，与实施例1-1～1-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表2～5中示出这些结果。此外，测定了实施例2-1～2-4的压电陶瓷的居里温度，结果都在310℃～340℃的范围内。
(化学式4)
Pba[(Znb/3Nb2/3)0.1TiyZrz]O3
【表2】
Figure S200810082146XD00132
【表3】
Figure S200810082146XD00141
【表4】
Figure S200810082146XD00142
【表5】
Figure S200810082146XD00143
如表2～5所示，根据实施例2-1～2-4，与实施例1-1～1-5同样地，能够降低烧结温度到1020℃，与相对应的比较例2-1～2-4相比，能够增大
Figure S200810082146XD00151
此外，关于实施例2-1～2-4和实施例1-2，图3中示出了化学式4中的组成a即铅的组成与
Figure S200810082146XD00152
的关系。如图3所示，看到了
Figure S200810082146XD00153
随着a值的增大而变大，显示出极大值后变小的趋势。即可知，若使a在0.94～1.02的范围内，就能够进一步提高压电特性。此外，若使a在大于0.94而小于1.00的范围内就更好。
(实施例3-1～3-4)
与实施例1-1～1-5同样地制成了将化学式5中示出的组合物作为主要成分的压电陶瓷。这时，在实施例3-1～3-4中，分别使化学式5中的b、x、y和z的值如表6～9所示地变化。再有，实施例3-1～3-4使铅的组成a固定为0.98，使锌和铌的组成x变化，b、y和z的值分别是为最大的组成。
此外，作为与实施例3-1～3-4相对的比较例3-1～3-4，除了将化学式5中的b值设为1，同时将烧结温度设为得到最高特性的1100℃以外，与实施例3-1～3-4同样地制成了压电陶瓷。其中，比较例3-1与实施例3-1相对应，比较例3-2与实施例3-2相对应，比较例3-3与实施例3-3相对应，比较例3-4与实施例3-4相对应。
关于这些实施例3-1～3-4和比较例3-1～3-4，与实施例1-1～1-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表6～9中示出这些结果。此外，测定了实施例3-1～3-4的压电陶瓷的居里温度，结果都在310℃～340℃的范围内。
(化学式5)
Pb0.98[(Znb/3Nb2/3)xTiyZrz]O3
【表6】
【表7】
【表8】
【表9】
Figure S200810082146XD00171
如表6～9所示，根据实施例3-1～3-4，与实施例1-1～1-5同样地，能够降低烧结温度到1020℃，与相对应的比较例3-1～3-4相比，能够增大
Figure S200810082146XD00172
此外，关于实施例3-1～3-4和实施例1-2，图4中示出了化学式5中的组成x即锌和铌的组成与
Figure S200810082146XD00173
和介电常数εr的关系。如图4所示，看到了随着x值的增大而变大，显示出极大值后变小的趋势。此外，看到了介电常数εr随着x值的增大而变大的趋势。即可知，若使x在大于或等于0.05且小于0.125的范围内，就能够较低地抑制介电常数εr并提高压电特性。此外，若使x在0.08～0.124的范围内就更好。
(实施例4-1～4-12)
与实施例1-1～1-5同样地制成了将化学式6中示出的组合物作为主要成分，包含了锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍或铬中的任意一种作为辅助成分的压电陶瓷。所述辅助成分，在实施例4-1～4-4中是锑，在实施例4-5中是钽，在实施例4-6中是铌，在实施例4-7中是钨，在实施例4-8中是钼，在实施例4-9中是铁，在实施例4-10中是钴，在实施例4-11中是镍，在实施例4-12中是铬，在这些原料中使用了氧化锑粉末、氧化钽粉末、氧化铌粉末、氧化钨粉末、氧化钼粉末、氧化铁粉末、氧化钴粉末、氧化镍粉末或氧化铬粉末。辅助成分的含有量按照换算成氧化物(Sb2O3、Ta2O5、Nb2O5、WO3、MoO3、Fe2O3、Co3O4、NiO、Cr2O3)后相对于主要成分的比例，在实施例4-1～4-12中如表10所示地变化。此外，使烧结温度如表10所示地变化，以得到最高特性。
关于这些实施例4-1～4-12，与实施例1-1～1-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表10中与不添加辅助成分的实施例1-2共同示出这些结果。此外，测定了实施例4-1～4-12的压电陶瓷的居里温度，结果都在310℃～340℃的范围内。
(化学式6)
Pb0.98[(Zn13/3Nb2/3)0.1Ti0.44Zr0.46]O3
【表10】
如表10所示，根据添加了锑、钽、铌、钼、铁、钴、镍或铬作为辅助成分的实施例4-1～4-6、4-8～4-12，与不添加辅助成分的实施例1-2相比，能够使烧结温度更低，在1000℃以下。此外，根据添加了锑、钽、铌、钨、钴或镍作为辅助成分的实施例4-3、4-4～4-7、4-10、4-11，与不添加辅助成分的实施例1-2相比，能够进一步增大
Figure S200810082146XD00191
特别是在添加了钽或钨的情况下，能够得到大的效果。另外，根据添加了锑作为辅助成分的实施例4-1～4-4，其中的
Figure S200810082146XD00192
与不添加辅助成分的实施例1-2相等，能够减小介电常数εr。
即可知，若添加锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍或铬作为辅助成分，就能够根据辅助成分进一步降低烧结温度，或者能够进一步提高压电特性。其中可知，锑、钽、铌、钼、铁、钴、镍或铬对降低烧结温度有效，钽或钨对提高压电特性有效，锑对不降低压电特性而减小介电常数εr有效。
(实施例5-1～5-4)
除了在氧气分压比空气低1×10-3Pa以上的低氧气还原性气氛中进行了烧结以外，与实施例1-1～1-5同样地制成了将化学式7中示出的组合物作为主要成分的压电陶瓷。这时，在实施例5-1～5-4中，分别使化学式7中的a和b的值如表11所示地变化。此外，关于实施例5-4，进一步按照换算成氧化物(Sb2O3)后相对于主要成分的比例是0.4质量％添加了锑作为辅助成分。烧结温度在实施例5-1～5-3中设为1020℃，在实施例5-4中设为980℃。
关于这些实施例5-1～5-4，也与实施例1-1～1-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表11中与实施例2-1、1-2、2-4、4-3的结果共同示出这些结果。此外，测定了实施例5-1～5-4的压电陶瓷的居里温度，结果都在310℃～340℃的范围内。
(化学式7)
Pba[(Znb/3Nb2/3)0.1Ti0.44Zr0.46]O3
【表11】
如表11所示，关于在低氧气还原性气氛中进行了烧结的实施例5-1～5-4，也得到了与在大气气氛中进行了烧结的实施例2-1、1-2、2-4、4-3同等的结果。即可知，在低氧气还原性气氛中进行烧结也能够得到高压电特性。
(实施例6)
使用实施例4-3的压电陶瓷，即，将化学式8中示出的组合物作为主要成分，按照换算成氧化物(Sb2O3)后相对于主要成分的比例是0.4质量％的量添加了锑作为辅助成分的压电陶瓷，制成了如图1所示的叠层型压电元件。使夹在内部电极12中的压电层11的厚度为50μm，其叠层数为50层，纵向和横向的大小为纵10mm×横10mm。在内部电极12中使用银-钯合金，烧结温度为960℃。对得到的压电元件用20Hz的sin波施加电压，测定了能得到2μm位移量时的电压值与电流有效值。表12中示出其结果。
作为相对于实施例6的比较例6，除了使用了将化学式9中示出的组合物作为主要成分，按照换算成氧化物(Ta2O5)后相对于主要成分的比例是0.4质量％的量添加了钽作为辅助成分的压电陶瓷以外，与实施例6同样地制成了压电元件。再有，设烧结温度为得到最高特性的1100℃。关于得到的比较例6的压电元件，与实施例6同样地测定了能得到2μm位移量时的电压值与电流值。表12中对照示出其结果。
(化学式8)
Pb0.98[(Zn13/3Nb2/3)0.1Ti0.44Zr0.46]O3
(化学式9)
(Pb0.97Sr0.02)[(Zn1/3Nb2/3)0.1Ti0.43Zr0.47]O3
【表12】
Figure S200810082146XD00211
如表12所示，根据实施例6，即使使烧结温度低到960℃，也能够得到与现有的比较例6同样的充分的压电特性，另外，能够比现有的比较例6减小介电常数εr，能够减小流到压电元件的电流。即可知，若比化学计量组成过剩地包含锌，并且含有锌和铌的组成x在0.05≤x＜0.125的范围内的组合物作为主要成分，即使降低了烧结温度，也能够提高压电特性，同时，能够较低地抑制驱动所需的能量，特别是若添加了锑作为辅助成分，能得到更高的效果。
(实施例7-1～7-5)
制成了将化学式10中示出的组合物作为主要成分的压电陶瓷。首先，作为主要成分的原料，准备氧化铅粉末、碳酸锶粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末、氧化锌粉末和氧化铌粉末，称量出化学式10中示出的组成。这时，在实施例7-1～7-5中，使化学式10中的g值即锌的组成g/3如表13所示地变化。
接着，使用球磨机将这些原料湿式混合16小时，之后在大气中700℃～900℃下煅烧2小时。接着，使用球磨机等，将该煅烧物湿式粉碎16小时并使其干燥，之后，加入聚乙烯醇作为粘结剂造粒，使用单轴冲压成形机，在约245MPa的压力下将其成形为直径17mm、厚1mm的圆板状。成形之后进行热处理，使粘结剂挥发，接着在大气中1050℃下烧结2小时～8小时。之后，通过切片加工和折叠加工，使得到的烧结体成为厚0.6mm的圆板状，在两面上印刷银糊，在650℃中烘烤，在120℃的硅油中施加3kV/mm的电场15分钟进行极化处理。这样就得到了实施例7-1～7-5的压电陶瓷。
关于得到的实施例7-1～7-5的压电陶瓷，放置了24小时后，测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。在这些测定中使用阻抗测定器(ヒユ—レツト·パツカ—ド社制HP4194A)，使测定介电常数εr时的频率为1kHz。表13和图5中示出得到的结果。
(化学式10)
(Pb0.97Sr0.03)[(Zng/3Nb2/3)0.1Ti0.43Zr0.47]O3
【表13】
Figure S200810082146XD00231
作为相对于本实施例的比较例7-1，除了使化学式10中的g值设为1，同时将烧结温度设为得到最高特性的1150℃以外，与实施例7-1～7-5同样地制成了压电陶瓷。关于比较例7-1也与实施例7-1～7-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表13和图5中对照示出这些结果。
如表13所示，在实施例7-1～7-5中，能够在1050℃的低温中烧结，而比较例7-1中只能使烧结温度降低到1150℃。此外，如表13和图5所示，根据实施例7-1～7-5，与比较例7-1相比，能够增大
Figure S200810082146XD00232
另外，看到了
Figure S200810082146XD00233
随着g值的增大而变大，显示出极大值后有变小的趋势。
即可知，若使g在大于1且小于或等于3的范围内，就能够降低烧结温度到1050℃以下，同时能提高压电特性。此外，若使g在1.05～2.0的范围内就更好。
(实施例8-1～8-4)
与实施例7-1～7-5同样地制成了将化学式11中示出的组合物作为主要成分的压电陶瓷。这时，在实施例8-1～8-4中，分别使化学式11中的e、g、v和w值如表14～17所示地变化。再有，实施例8-1～8-4使锌和铌的组成u固定为0.1，使铅和锶的组成e变化，g、v和w的值分别是
Figure S200810082146XD00241
为最大的组成。
此外，作为与实施例8-1～8-4相对应的比较例8-1～8-4，除了将化学式11中的g值设为1，同时将烧结温度设为得到最高特性的1100℃或1150℃以外，与实施例8-1～8-4同样地制成了压电陶瓷。其中，比较例8-1与实施例8-1相对应，比较例8-2与实施例8-2相对应，比较例8-3与实施例8-3相对应，比较例8-4与实施例8-4相对应。
关于这些实施例8-1～8-4和比较例8-1～8-4，与实施例1-1～1-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表14～17中示出这些结果。
(化学式11)
(Pbc-0.03Sr0.03)[(Zng/3Nb2/3)0.1TivZrw]O3
【表14】
Figure S200810082146XD00242
【表15】
Figure S200810082146XD00251
【表16】
Figure S200810082146XD00252
【表17】
如表14～17所示，根据实施例8-1～8-4，与实施例1-1～1-5同样地，能够降低烧结温度到1050℃，与相对应的比较例8-1～8-4相比，能够增大
Figure S200810082146XD00261
此外，关于实施例8-1～8-4和实施例7-2，图6中示出了化学式11中的组成e即铅和锶的组成与
Figure S200810082146XD00262
的关系。如图6所示，看到了
Figure S200810082146XD00263
随着e值的增大而变大，显示出极大值后变小的趋势。即可知，若使e在0.96～1.03的范围内，就能够进一步提高压电特性。此外，若使e在0.96～1.01的范围内就更好。
(实施例9-1～9-4)
与实施例7-1～7-5同样地制成了将化学式12中示出的组合物作为主要成分的压电陶瓷。这时，在实施例9-1～9-4中，分别使化学式12中的g、u、v和w的值如表18～21所示地变化。再有，实施例9-1～9-4使铅和锶的组成e固定为1，使锌和铌的组成u变化，g、v和w的值分别是
Figure S200810082146XD00264
为最大的组成。
此外，作为与实施例9-1～9-4相对的比较例9-1～9-4，除了将化学式12中的g值设为1，同时将烧结温度设为得到最高特性的1150℃以外，与实施例9-1～9-4同样地制成了压电陶瓷。其中，比较例9-1与实施例9-1相对应，比较例9-2与实施例9-2相对应，比较例9-3与实施例9-3相对应，比较例9-4与实施例9-4相对应。
关于这些实施例9-1～9-4和比较例9-1～9-4，与实施例7-1～7-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表18～21中示出这些结果。
(化学式12)
(Pb0.97Sr0.03)[(Zng/3Nb2/3)uTivZrw]O3
【表18】
Figure S200810082146XD00271
【表19】
Figure S200810082146XD00272
【表20】
Figure S200810082146XD00273
【表21】
如表18～21所示，根据实施例9-1～9-4，与实施例7-1～7-5同样地，能够降低烧结温度到1050℃，与相对应的比较例9-1～9-4相比，能够增大
此外，关于实施例9-1～9-4和实施例7-2，图7中示出了化学式12中的组成u即锌和铌的组成与
Figure S200810082146XD00283
的关系。如图7所示，看到了
Figure S200810082146XD00284
随着u值的增大而变大，显示出极大值后变小的趋势。即可知，若使u在大于或等于0.05且小于0.125的范围内，就能够提高压电特性。此外，若使u在0.08～0.124的范围内就更好。
(实施例10-1、10-2)
与实施例7-1～7-5同样地制成了将化学式13中示出的组合物作为主要成分的压电陶瓷。这时，在实施例10-1、10-2中，分别使化学式13中的Me和g值如表22、23所示地变化。再有，实施例10-1、10-2用钡或钙代替锶置换铅的-部分，g的值分别是
Figure S200810082146XD00285
为最大的组成。这时，钡的原料使用碳酸钡粉末，钙的原料使用碳酸钙粉末。
此外，作为与实施例10-1、10-2相对应的比较例10-1、10-2，除了将化学式13中的g值设为1，同时将烧结温度设为得到最高特性的1150℃以外，与实施例10-1、10-2同样地制成了压电陶瓷。其中，比较例10-1与实施例10-1相对应，比较例10-2与实施例10-2相对应。
关于这些实施例10-1、10-2和比较例10-1、10-2，与实施例7-1～7-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表22、23中示出这些结果。
(化学式13)
(Pb0.97Me0.02)[(Zng/3Nb2/3)0.1Ti0.43Zr0.47]O3
【表22】
Figure S200810082146XD00291
【表23】
Figure S200810082146XD00292
如表22、23所示，根据实施例10-1、10-2，与实施例7-1～～7-5同样地，能够降低烧结温度到1050℃，与相对应的比较例10-1、10-2相比，能够增大
Figure S200810082146XD00293
即可知，用钡或钙置换了铅的一部分，也能够得到同样的效果。
(实施例11-1～11-12)
与实施例7-1～7-5同样地制成了将化学式14中示出的组合物作为主要成分，包含了钽、锑、铌、钨、钼、铁、钴、镍或铬的某-种作为辅助成分的压电陶瓷。所述辅助成分，在实施例11-1～11-4中是钽，在实施例11-5中是锑，在实施例11-6中是铌，在实施例11-7中是钨，在实施例11-8中是钼，在实施例11-9中是铁，在实施例11-10中是钴，在实施例11-11中是镍，在实施例11-12中是铬，在这些原料中使用了氧化钽粉末、氧化锑粉末、氧化铌粉末、氧化钨粉末、氧化钼粉末、氧化铁粉末、氧化钴粉末、氧化镍粉末或氧化铬粉末。辅助成分的含有量按照换算成氧化物(Ta2O5、Sb2O3、Nb2O5、WO3、MoO3、Fe2O3、Co3O4、NiO、Cr2O3)后对于主要成分的比例，在实施例11-1～11-12中如表24所示地变化。此外，使烧结温度如表24所示地变化，以得到最高特性。
关于这些实施例11-1～11-12，与实施例7-1～7-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表24中与不添加辅助成分的实施例7-2共同示出这些结果。
(化学式14)
(Pb0.97Sr0.03)[(Zn1.3/3Nb2/3)0.1Ti0.43Zr0.47]O3
【表24】
Figure S200810082146XD00311
如表24所示，根据添加了钽、锑、铌、钨、钼、铁、钴、镍或铬作为辅助成分的实施例11-1～11-12，与不添加辅助成分的实施例7-2相比，能够按照辅助成分的种类和添加量，使烧结温度进一步降低到1020℃。此外，能够进一步增大
Figure S200810082146XD00312
特别是在添加了钽的情况下能够得到更大的效果。
即可知，若添加了钽、锑、铌、钨、钼、铁、钴、镍或铬作为辅助成分，就能够根据辅助成分进一步降低烧结温度，或者能够进一步提高压电特性。其中可知，若添加钽，就得到更高效果。
(实施例12-1～12-4)
除了在氧气分压比空气低1×10-3Pa以上的低氧气还原性气氛中进行了烧结以外，与实施例7-1～7-5同样地制成了将化学式15中示出的组合物作为主要成分的压电陶瓷。这时，在实施例12-1～12-4中，分别使化学式15中的e、g、v和w的值如表25所示地变化。此外，关于实施例12-4，进一步按照换算成氧化物(Ta2O5)后相对于主要成分的比例是0.4质量％的量添加了钽作为辅助成分。烧结温度在实施例12-1～12-3中设为1050℃，在实施例12-4中设为1020℃。
对于这些实施例12-1～12-4，与实施例7-1～7-5同样地测定了径向振动的机电耦合系数kr和介电常数εr。表25中与实施例8-1、7-2、8-4、11-3的结果共同示出这些结果。
(化学式15)
(Pbe-0.03Sr0.03)[(Zng/3Nb2/3)0.1TivZrw]O3
【表25】
如表25所示，关于在低氧气还原性气氛中进行了烧结的实施例12-1～12-4，也得到了与在大气气氛中进行了烧结的实施例8-1、7-2、8-4、11-3同等的结果。即可知，在低氧气还原性气氛中进行烧结也能够得到高压电特性。
(实施例13)
使用实施例11-3的压电陶瓷，即，将化学式16中示出的组合物作为主要成分，按照换算成氧化物(Ta2O5)后相对于主要成分的比例是0.4质量％的量添加了钽作为辅助成分的压电陶瓷，制成了如图1所示的叠层型压电元件。使夹在内部电极12中的压电层11的厚度为25μm，其叠层数为10层，纵向和横向的大小为纵4mm×横4mm。在内部电极12中使用银-钯合金，烧结温度为1020℃。测定了对得到的压电元件施加了40V电压时的位移量。表26中示出其结果。
作为相对于实施例13的比较例13，除了将化学式16中的g值设为1，同时不添加辅助成分的钽以外，与实施例13同样地制成了压电元件。再有，使烧结温度为得到最高特性的1150℃。关于得到的比较例13的压电元件，也与实施例13同样地测定了施加40V电压时的位移量。表26中对照示出其结果。
(化学式16)
(Pb0.97Sr0.03)[(Zng/3Nb2/3)0.1Ti0.43Zr0.47]O3
【表26】
如表26所示，根据实施例13，能够使烧结温度低到1020℃，并且能够得到比现有的比较例13大的位移量。即可知，若用由锶、钡和钙中的至少一种置换铅的一部分，比化学计量组成过剩地包含锌，并且含有锌和铌的组成u在0.05≤u＜0.125的范围内的组合物作为主要成分，就能够降低烧结温度，同时能够进一步提高压电特性，特别是若添加了钽作为辅助成分，能得到更高的效果。
再有，在上述实施例中，举出几个例子具体地进行了说明，但即使使主要成分和辅助成分的组成发生变化，若在上述实施方式中说明的范围内，就能够得到同样的效果。
以上，举出了实施方式和实施例进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式和实施例，能够进行各种各样的变形。例如，在上述实施方式和实施例中，作为化学式1或化学式2中示出的主要成分，对根据需要含有由锑、钽、铌、钨、钼、铁、钴、镍和铬中的至少一种的情况进行了说明，但此外也可以包含其他成分。该情况下，其他成分可以固溶在主要成分中，也可以不固溶。
此外，在上述实施方式中，对叠层型压电元件进行了说明，但具有单板型等其他结构的压电元件，同样地能够适用本发明。
工业实用性
能够在激励器、压电蜂鸣器、发声体和传感器等领域中广泛使用。

Claims (4)

1.一种压电陶瓷，其特征在于，含有用化学式1表示的组合物，
化学式1
Pba[(Znb/3Nb2/3)xTiyZrz]O3
在化学式1中，a、b、x、y、z是分别满足0.94≤a≤1.02、1＜b≤3、x+y+z＝1、0.05≤x＜0.125、0.275＜y≤0.5、0.375＜z≤0.6的范围内的值。
2.如权利要求1所述的压电陶瓷，其特征在于，含有选自锑Sb、钽Ta、铌Nb、钨W、钼Mo、铁Fe、钴Co、镍Ni和铬Cr中的至少一种，将其换算成氧化物Sb2O3、Ta2O5、Nb2O5、WO3、MoO3、Fe2O3、Co3O4、NiO、Cr2O3后，其相对于上述组合物的含量分别在1.0质量％或以下的范围内。
3.一种压电元件，其特征在于，使用了权利要求1所述的压电陶瓷。
4.如权利要求3所述的压电元件，其特征在于，具有包含上述压电陶瓷的多个压电层和插入到该压电层之间的多个内部电极。
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