CN1335284A - 压电陶瓷 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不含铅,具有十分高的居里点,并且显示优良压电特性的压电陶瓷。该压电陶瓷中含有作为铋层状化合物的Bi3TiNbO9型结晶和/或MBi2Nb2O9型结晶,式中的M表示选自Sr、Ba和Ca的至少一种元素,其中所含的Bi、Ti、M和Nb是主成分元素,作为上述主成分元素的氧化物,其摩尔比以通式(Bi3－xMx)z(Nb1+yTi1－y)O9表示,其中,0<x,y≤0.8,0.95≤Z≤1.05,当摩尔比Ba/(M+Bi)以xB/3表示并且摩尔比Ca/(M+Bi)以xc/3表示时,0≤xB≤0.5,0≤xc<0.4。

Description

压电陶瓷
技术领域
本发明涉及可以广泛地应用于谐振器、高温用压力传感器等领域的压电陶瓷。
压电元件是一种同时具有压电效果和逆压电效果的材料，其压电效果表现在当它受到外部应力的作用时会使其电性极化发生变化，其逆压电效果表现在当向其施加电场时会使它产生变形。压电元件可应用于传感器、谐振器和传动装置等设备中。
现在已经实用化的压电材料的大部分一般都是具有钙钛矿结构的强电介质，所谓钙钛矿结构包括正方晶系或菱面体晶系的PZT(PbZrO3-PbTiO3固溶体)类和正方晶系的PT(PbTiO3)类等的结构。一般认为，通过添加各种不同的辅助成分，可以获得符合各种不同要求的特性。
然而，具有实用组成的PZT类或PT类的压电材料，其居里点多数都在200～400℃左右，当温度超过上述温度时它就变成正常的电介质，其压电性就随之消失，因此难以符合在高温下使用的用途。另外，这些含铅类压电材料含有大量(约60～70质量％)一氧化铅(PbO)，而一氧化铅即使在低温下也具有很高的挥发性，因此，从生态学的观点和从防止公害的立场考虑都是不利的。具体地说，在将这些合铅类压电材料制成陶瓷或单晶时，不可避免地要经历烧结或熔融等热处理过程，当按工业水平生产时，其中作为挥发性成分的氧化铅大量地挥发到大气中，共扩散量很大。另外，虽然在制造过程中放出的氧化铅可以回收，但是作为工业制品在市场上出售的压电材料中所含的氧化铅在目前情况下是几乎不能回收的，当这些产品向周围环境中放出氧化铅时，就不可避免地成为公害的原因。
作为完全不合铅的压电材料，例如具有属于正方晶系钙钛矿结构的BaTiO3是众所周知的，但是它的居里点很低，只有120℃，因此不实用。
作为居里点较高的压电材料，已知的例如有铋的层状化合物。这种铋的层状化合物可以用通式
(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-表示。在该通式中，元素A是Ca、Sr、Ba等，元素B是Ti、Nb、Ta、W等。在铋的层状化合物的结晶中，C轴的长度比a轴和b轴都长，并且在上述通式中的m值越大，C轴就越长。作为在上述通式中的m＝2的化合物，已知的例子有：SrBi2Nb2O9、BaBi2Nb2O9、CaBi2Nb2O9(昭和51年3月，电子材料工业会发行的“压电陶瓷材料的动向调查报告书”第17页的表4)。在特开平11-322426号公报中记载了一种压电磁组合物，该组合物通过向SrBi2Nb2O9中添加入在换算成MnCO3时的比例为1.0重量％以下的Mn而制得。在同一公报中还记载，通过添加Mn就能提高电学和机械结合的系数。另一方面，有关BaBi2Nb2O9和CaBi2Nb2O9显示压电性的报告却未见记载。
铋的层状化合物多数都具有较高的居里点，因此可以获得十分适合作为高温传感器的特性。然而，在把完全不含铅的铋层状化合物用于谐振器时，作为重要参数的Qmax较小，这是存在的问题，所谓Qmax是指当以相位角的最大值作为Qmax时的tan Qmax值。也就是说，当以X表示电抗和以R表示电阻时，Qmax是处于共振频率和反共振频率之间的Q(＝|X|/R)的最大值。Qmax的值越大，也就是θmax值越接近于90°，则振荡越稳定，而且能在低电压的条件振荡。
发明所要解决的课题
本发明的目的是要提供一种不含铅，具有充分高居里点，并且显示优异压电特性的压电陶瓷。
用于解决课题的手段
上述的目的可通过下述(1)～(3)中记载的本发明来达到。
(1)一种压电陶瓷，其中含有作为铋层状化合物的Bi3TiNbO9型结晶和/或MBi2Nb2O9型结晶，式中的M表示选自Sr、Ba和Ca的至少一种元素，压电陶瓷中所含的Bi、Ti、M和Nb是主成分元素，作为上述主成分元素的氧化物，其摩尔比以通式
(Bi3-xMx)z(Nb1+yTi1-y)O9表示，其中，
0＜x，y≤0.8，
0.95≤z≤1.05，当摩尔比Ba/(M+Bi)以xB/3表示，摩尔比Ca/(M+Bi)以xC/3表示时，xB和xC符合于
0≤xB≤0.5，
0≤xC＜0.4。
(2)如上述(1)的压电陶瓷，其中，
x-0.5≤y≤x+0.5
(3)如上述(1)或(2)的压电陶瓷，其中含有选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ta、Zr、Cr、Fe、和W中的至少一种元素作为副成分元素。
作用和效果
按照本发明，可以实现一种不合铅，并具有充分高的居里点，而且上述的Qmax值大的压电陶瓷。
在本发明的压电陶瓷中，构成中心的组成是Bi3TiNbO9和MBi2Nb2O9的固溶体。通过使MBi2Nb2O9对Bi3TiNbO9的固溶体量处于本发明限定的范围内，可以使Qmax增大至临界值。
已知SrBi2Nb2O9可作为如上所述的压电材料使用。然而，象本申请的实施例中作为比较样品示出的那样，SrBi2Nb2O9的Qmax值是相当小的。另外，有关BaBi2Nb2O9和CaBi2Nb2O9显示如上所述的压电性的报告尚未见记载。另一方面，迄今为止尚未见到有关Bi3TiNbO9的压电性的报导，而在本申请的实施例中作为比较样品示出的那样，Qmax接近于零。按照本发明，通过向尚未见报导过压电性的Bi3TiNbO9中固溶进Qmax小的SrBi2Nb2O9或尚未见报导过压电性的BaBi2Nb2O9、CaBi2Nb2O9，可以获得比SrBi2Nb2O9大得多的Qmax值，实现了料想不到的效果。
本发明的实施方案
本发明的压电陶瓷是含有Bi、Ti、M和Nb作为主成分元素的复合氧化物。元素M表示选自Sr、Ba和Ca中的至少一种元素。作为主成分元素的氧化物的摩尔比可用下述式(I)表示，
式I    (1-x)Bi3TiNbO9+xMBi2Nb2O9式中的x是表示MBi2Nb2O9相对于Bi3TiNbO9的固溶量的摩尔比。当以xS表示SrBi2Nb2O9的固溶量，以xB表示BaBi2Nb2O9的固溶量，以xC表示CaBi2Nb2O9的固溶量时，存在下述关系
x＝xS+xB+xC
在本发明的上述式I中，
0＜x≤0.8，
优选为0.05≤x≤0.8，
更优选为0.1≤x≤0.7，而且，
0≤xB≤0.5，
优选为0≤xB≤0.4，
更优选为0≤xB≤0.3，而且，
0≤xC＜0.4，
优选为0≤xC≤0.3，另外，优选为
0.2≤xS≤0.7，按照本发明，通过控制在Bi3TiNbO9中的MBi2Nb2O9的固溶量，可以提高Qmax值。该固溶量过少或过多，都不利于Qmax的提高。在M中，Sr、Ba和Ca各自的摩尔比没有特殊限定，但是，如果xB或xC超出了上述范围，则Qmax的提高不充分。作为元素M，从为了获得明显的Qmax提高效果考虑，特别优选是Sr和Ba中的至少一种。
本发明的压电陶瓷含有作为铋层状化合物的Bi3TiNbO3型结晶和/或MBi2Nb2O9型结晶，通常，为Bi3TiNbO9型结晶或MBi2Nb2O9型结晶的单相。Bi3TiNbO9型结晶是斜方晶，MBi2Nb2O9型结晶为拟正方晶。究竟是成为Bi3TiNbO9型结晶的单相或MBi2Nb2O9型结晶的单相，这要由置换量x来决定，其边界条件为x＝0.1～0.3左右。另外，所说的MBi2Nb2O9型结晶是指SrBi2Nb2O9型结晶、BaBi2Nb2O9型结晶和CaBi2Nb2O9型结晶。当存在MBi2Nb2O9型结晶的情况下，就表示存在上述结晶中的至少一种。
本发明的压电陶瓷优选只由Bi3TiNbO9型结晶和/或MBi2Nb2O9型结晶构成，特别优选的是任一种的单相，不过含有异相也是可以的，另外，不完全均质也是可以的。也就是说，例如不必要求在压电陶瓷的所有结晶中的固溶量都保持一致。
上述主成分元素的摩尔比也可以与上述式I有一定偏离。上述式I所示的组成可以表示为
(Bi3-xMx)(Nb1+xTi1-x)O9这时，M+Bi对Nb+Ti的比例为3/2，该比例可以有5％左右的偏差。也就是说，本发明的压电陶瓷只要符合下述式II即可，
式II    (Bi3-xMx)(Nb1+xTi1-x)O9
式中，0.95≤z≤1.5另外，由于氧的量也可以根据金属元素的价数或氧的缺欠情况等而有所变化，因此，在上述式II中，0的摩尔数不要求正好是9。
另外，在对本发明的压电陶瓷进行组成调整的情况下，不必要求Nb/(Nb+Ti)和M/(M+Bi)完全同步地变化。例如，关于在式II中的Nb和Ti，可以将其参数x换成y，从而获得式III，
式III    (Bi3-xMx)z(Nb1+yTi1-y)O9按照本发明，在该式III中，只要符合下述关系即可，
0＜x，y≤0.8，
优选0.05≤x，y≤0.8，
更优选0.1≤x，y≤0.7，
而且，0.95≤z≤1.05。但是，如果x和y完全无关地变化，则会使本发明的效果降低，因此，
优选为x-0.5≤y≤x+0.5，
更优选为x-0.3≤y≤x+0.3，
特别优选为x-0.1≤y≤x+0.1，
最优选为y＝x。另外，在只使用Ba作为元素M和只使用Ca作为元素M的情况下，优选是
x-0.3≤y≤x+0.3。作为不符合x＝y的例子，可以举出，在添加主成分元素以外的元素时，进行以置换型固溶作为前提的组成设计的情况。例如使用添加的元素作为MBi2Nb2O9中M的置换元素等情况。
另外，在上述式III中，M对M+Bi的摩尔比M/(M+Bi)以x/3表示，该x与上述式I中的固溶量x相对应。在式III中，当把M中的Sr、Ba和Ca的摩尔比分别表示为xS、xB和xC时，
x＝xS+xB+xC，Sr、Ba和Ca对M+Bi的摩尔比分别以xS/3、xB/3和xC/3表示。在式III中的xS、xB和xC的限定范围与式I中的限定范围相同。
在本发明的压电陶瓷中也可以含有上述主成分元素以外的元素作为副成分。通常优选是以氧化物含有。在压电陶瓷中的副成分元素当换算成氧化物时的总含量优选在1质量％以下，更优选在0.8质量％以下。如果副成分元素的含量过多，则Qmax值变小。另外，副成分元素换算成氧化物时的含量可以通过将该副成分元素作为具有化学理论组成的氧化物来算出。对副成分元素的种类没有特殊限定，但优选是使用选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ta、Zr、Cr、Fe和W中的至少一种，更优选是选自La、Pr、Nd和Gd中的至少一种。通过使其中含有这些副成分元素，可以使Qmax值进一步增大。这种提高Qmax的效果在元素M中含有Sr的情况下变得更明显。为了充分发挥Qmax的提高效果，优选是使上述副成分元素在换算成氧化物时的含量0.1质量％以上。另外，这些副成分元素换算成氧化物时的含量可按它们以下列氧化物的形态存在来算出，所说的氧化物分别为：La2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、Ta2O5、ZrO2、Cr2O3、Fe2O3和WO3。
另外，在副成分中最好不含Pb，但是，如果换算成PbO的含量在0.5重量％以下，则在实质上不会成为问题。
本发明的压电陶瓷的结晶粒子呈板状或针状。结晶粒子的平均粒径没有特殊限定，但是按其长轴方向计算，其大小优选为1～10μm，更优选为3～5μm。当结晶粒径过大时，烧结密度降低，难以获得足够大的电学机械结合系数。另一方面，当结晶粒径过小时，烧结不够充分，同样会使烧结密度降低。
本发明的压电陶瓷适合在例如谐振器中使用。使用的方式没有特殊限定，例如可以按厚度纵振动或厚度滑动振动等的任一种方式使用。
下面说明用于制造本发明的压电陶瓷的方法的一个例子。
首先准备好作为起始原料的氧化物或者通过焙烧能转变成氧化物的化合物，例如碳酸盐、氢氧化物、草酸盐、硝酸盐等，具体地说，准备SrCO3、BaCO3、CaCO3、La2O3、La(OH)3、Bi2O3、TiO2、Nb2O5等的粉末，将它们用球磨机等进行湿式混合。
然后在650～1000℃左右预烧1～3小时，把所获的预烧物制成糊状，用球磨机等进行温式粉碎。
在湿式粉碎后，将预烧物的粉末干燥，向该干燥物中加入少量(4～8质量％左右)水，然后在100～400Mpa左右的压力下加压成型，获得成型体。这时，也可以加入聚乙烯醇等的粘合剂。
接着将该成型体烧成，获得了压电陶瓷。烧成温度优选在950～1250℃的范围内选择，烧成时间优选在1～5小时左右。烧成可以在大气中进行，也可以在一种氧气分压低于或高于大气的气氛中进行，或者在纯氧气氛中进行。
实施例1(M＝Sr)
按照以下步骤制造表1所示的压电陶瓷的样品。
准备Bi2O3、Nb2O5、TiO2和SrCO3作为主成分的起始原料，准备La2O3、Pr6O11、Nd2O3、Gd2O3、Ta2O5、ZrO2、Cr2O3、Fe2O3和WO3作为副成分的起始原料，另外，准备MnCO3作为副成分的比较用。把作为主成分起始原料的粉末按照换算成下述氧化物时的组成进行配合。
(1-x)Bi3TiNbO9+xSrBi2Nb2O9各样品中的x示于表1中。向该主成分的起始原料中加入作为副成分起始原料的粉末。把压电陶瓷样品中的副成分元素换算成氧化物时的含量示于表1中。
把这些起始原料置于一台利用氧化锆球的球磨机中，在纯水中进行15小时的湿式混合。接着将混合物充分干燥并加压成型；然后在750～900℃下预烧2小时。将所获预烧物用球磨机粉碎，然后将其干燥，向其中加入粘合剂(聚乙烯醇)并进行造粒。将所获的造粒粉用单轴压力成型机加压至200～300MPa的压力，获得一种平面尺寸为20mm×20mm，厚度约1.5mm的板状成型体。对所获的成型体施加热处理，待粘合剂挥发之后，在1050～1250℃的温度下烧成2～4小时。
将所获的烧成体研磨至厚度0.5mm，然后将其切割成平面尺寸为15mm×15mm的薄板。通过在该薄板的上下两面蒸镀铜来形成铜电极。然后在150～300℃的硅油浴中施加5～15MV/m的电场1～30分钟以进行极化处理。
接着通过使用氯化铁溶液进行蚀刻处理来除去Cu电极，然后将其研磨成厚度0.41mm，进而以极化方向作为厚度方向切割成平面尺寸为7mm×4.5mm的基片。为了评价该基片的厚度纵振动，通过蒸镀法在该基片的上、下两面形成Ag电极。该Ag电极的尺寸为直径1.5mm，厚度1Mm。
使用惠普公司制的阻抗测定器HP41014A在约16MHz的条件下测定各样品的厚度纵振动三次谐波模式的Qmax值。结果示于表1中。表1(M＝Sr)副成分样品No.          x      种类     含量     Qmax
                       (质量％)101(比较)    0*     -         -        0.1102          0.2     -         -        5.2103          0.4     -         -        4.3104          0.5     -         -        3.4105          0.7     -         -        3.0106          0.8     -         -        2.3107(比较)    1.0*   -         -        1.6108          0.5     La        0.1      4.2109          0.5     La        0.3      7.5110          0.5     Pr        0.1      4.6111          0.5     Pr        0.3      8.4112          0.5     Nd        0.3      7.0113          0.5     Gd        0.3      7.2114          0.5     Ta        0.1      6.0115          0.5     Ta        0.3      5.7116          0.5     Ta        0.5      4.8117          0.5     Zr        0.1      5.5118          0.5     Zr        0.3      5.6119          0.5     Zr        0.5      5.6120          0.5     Cr        0.3      4.0121          0.5     Fe        0.3      4.2122          0.5     W         0.3      4.4123          0.5     Mn*      0.3      0.5注*：处于限定范围或优选范围之外
从表1可以看出，通过在Bi3TiNbO9中固溶进规定量的SrBi2Nb2O9，可以使其Qmax分别比Bi3TiNbO9单相和SrBi2Nb2O9单相的Qmax大得多。另外还可以看出，通过使其含有La等副成分元素，可以进一步地提高其Qmax值。另外，在表1中示出的本发明样品的居里点在450～940℃的范围内，因此可以认为，本发明能获得很高的居里点。
图1中示出了在
(1-x)Bi3TiNbO9+x SrBi2Nb2O9中的x互不相同的多个样品的粉末X射线衍射的分析结果。从图1可以看出，表示固溶量的x值不管是多大，都能获得单相的烧结体，也就是达到了完全固溶的状态。另外，图1表明，当x在0.2以下时为斜方晶系，当x在0.3以上时为拟正方晶系。
实施例2(M＝Ba)
按照以下步骤制造表2所示的压电陶瓷的样品。
准备Bi2O3、Nb2O5、TiO2和BaCO3作为主成分的起始原料，把这些作为主成分起始原料的粉末按照换算成下述氧化物时的组成进行配合。
(1-x)Bi3TiNbO9+xBaBi2Nb2O9各样品中的x示于表2中。除了使用这些起始原料之外，其余与实施例1同样地获得了压电陶瓷样品。
与实施例1同样地测定各个样品的Qmax值。结果示于表2中。表2(M＝Ba)样品No.               x      Qmax201(比较)         0*    0.1202               0.1    6.8203               0.3    4.4204               0.4    3.2205               0.5    2.1206(比较)         0.6*  0.0注*处于限定范围之外
从表2可以看出，通过使BaBi2Nb2O9按规定量固溶于Bi3TiNbO9中，可使得其Qmax值比Bi3TiNbO9单相的Qmax值大得多。另外，在表2中示出的本发明样品的居里点在450～940℃的范围内，因此可以认为，本发明能获得很高的居里点。
图2中示出了在
(1-x)Bi3TiNbO9+xBaBi2Nb2O9中的x互不相同的多个样品的粉末X射线衍射的分析结果。从图2可以看出，表示固溶量的x值不管是多大，都能获得单相的烧结体，也就是达到了完全固溶的状态。另外，图2表明，当x在0.1以下时为斜方晶系，当x在0.3以上时为拟正方晶系。
对样品No.201、NO.202和No.206的断面进行化学蚀刻，然后用扫描型电子显微镜拍摄该断面的照片，将所获的电子显微镜照片分别示于图3、图4和图5中。可以看出，对于Qmax大的本发明的样品No.202，其结晶粒子呈板状，而且粒子生长的程度也大。与此不同，对于比较样品No.201，虽然其结晶粒子也呈板状，但其粒子生长的程度较小。另外还可看出，对于比较样品No.206，其结晶粒子为无定形，而且其粒子生长的程度较小。
实施例3(M＝Sr+Ba)
按照以下步骤制造表3所示的压电陶瓷的样品。
准备Bi2O3、Nb2O5、TiO2、SrCO3和BaCO3作为主成分的起始原料，准备La2O3、Pr6O11、Nd2O3、Gd2O3和Ta2O5作为副成分的起始原料。把这些作为主成分起始原料的粉末按照换算成下述氧化物时的组成进行配合。
(1-xS-xB)Bi3TiNbO9+(xS)SrBi2Nb2O9+(xB)BaBi2Nb2O9各样品中的xS和xB示于表3中。向该主成分的起始原料中加入作为副成分的起始原料的粉末。把压电陶瓷样品中的副成分元素换算成氧化物时的含量示于表3中。除了使用这些起始原料之外，其余与实施例1同样地获得了压电陶瓷样品。
与实施例1同样地测定各个样品的Qmax值。结果示于表3中。表3(M＝Sr，Ba)副成分样品No.        xS     xB     种类      含量      Qmax
                                (质量％)301(比较)  0*     0*      -          -       0.1302        0.05    0.05     -          -       4.5303        0.05    0.10     -          -       5.0304        0.10    0.05     -          -       4.9305        0.10    0.10     -          -       6.4306        0.125   0.125    -          -       7.3307        0.15    0.05     -          -       4.9308        0.15    0.15     --         -       7.6309        0.20    0.20     -          -       5.5310        0.40    0.10     --         -       4.5311(比较)  1.00*  0        -          -       1.6312        0.10    0.10     La         0.3     8.5313        0.10    0.10     Pr         0.3     9.3314        0.10    0.10     Nd         0.3     8.0315        0.10    0.10     Gd         0.3     8.1316        0.10    0.10     Ta         0.1     6.5
注*：处于限定范围之外
从表3可以看出，通过使MBi2Nb2O9按规定量固溶于Bi3TiNbO9中，可使其Qmax值比Bi3TiNbO9单相的Qmax值大得多。另外还可看出，在合并使用Sr和Ba作为元素M的情况下，通过使其含有La等的副成分元素，可以进一步地提高其Qmax值。另外，在表3中示出的本发明样品的居里点在450～940℃的范围内，因此可以认为，本发明能获得很高的居里点。另外，表3中示出的样品全部都是单相状态。
实施例4(M＝Ca)
按照以下步骤制造表4所示的压电陶瓷的样品。
准备Bi2O3、Nb2O5、TiO2和CaCO3作为主成分的起始原料。把这些作为主成分起始原料的粉末按照换算成下述氧化物时的组成进行配合。
(1-x)Bi3TiNbO9+xCaBi2Nb2O9各样品中的x示于表4中。除了使用这些起始原料之外，其余与实施例1同样地获得了压电陶瓷样品。
与实施例1同样地测定各个样品的Qmax值。结果示于表4中。表4(M＝Ca)样品No.        x      Qmax401(比较)  0*    0.1402        0.1    2.6403        0.2    4.5404        0.3    2.3405(比较)  0.4*  1.5406(比较)  0.5*  0.8407(比较)  0.6*  -0.5
注*：处于限定范围之外
从表4可以看出，通过使CaBi2Nb2O9按规定量固溶于Bi3TiNbO9中，可使其Qmax值比Bi3TiNbO9单相的Qmax值大得多。另外，在表4中示出的本发明样品的居里点在450～940℃的范围内，因此可以认为，本发明能获得很高的居里点。另外，表4中示出的样品全部都是单相状态。
对附图的简单说明
图1是曲线图，其中示出了在改变
(1-x)Bi3TiNbO9+xSrBi2Nb2O9中的x时进行粉末X射线衍射的分析结果。
图2是曲线图，其中示出了在改变
(1-x)Bi3TiNbO9+xBaBi2Nb2O9中的x时进行粉末X射线衍射的分析结果。
图3是用扫描型电子显微镜对陶瓷断面拍摄的照片，用照片代替附图来显示粒子结构。
图4是用扫描型电子显微镜对陶瓷断面拍摄的照片，用照片代替附图来显示粒子结构。
图5是用扫描型电子显微镜对陶瓷断面拍摄的照片，用照片代替附图来显示粒子结构。

Claims (3)

1.一种压电陶瓷，其中含有作为铋层状化合物的Bi3TiNbO9型结晶和/或MBi2Nb2O9型结晶，式中的M表示选自Sr、Ba和Ca的至少一种元素，压电陶瓷中所含的Bi、Ti、M和Nb是主成分元素，作为上述主成分元素的氧化物，其摩尔比以通式
(Bi3-xMx)z(Nb1+yTi1-y)O9表示，其中，
0＜x，y≤0.8，
0.95≤z≤1.05，当摩尔比Ba/(M+Bi)以xB/3表示，摩尔比Ca/(M+Bi)以xC/3表示时，xB和xC符合于
0≤xB≤0.5，
0≤xC＜0.4。
2.如权利要求1所述的压电陶瓷，其中，
x-0.5≤y≤x+0.5
3.如权利要1或2所述的压电陶瓷，其压电陶瓷，其中含有选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ta、Zr、Cr、Fe、和W中的至少一种元素作为副成分元素。
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