CN1788365A

CN1788365A - 压电材料及其制造方法以及非线性压电元件

Info

Publication number: CN1788365A
Application number: CN 200480012844
Authority: CN
Inventors: 任晓兵
Original assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute for Materials Science
Current assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute for Materials Science
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2024-05-13
Also published as: CN100418243C

Abstract

本发明提供压电材料及其元件以及其制造方法。其是具有可动性的点缺陷的压电材料，具有可动性的点缺陷被按照使其短程有序对称与强介电相的晶体对称性一致的方式配置，利用所述强介电体材料中的畴的电场下的可逆的转换来实现较大的非线性压电效应，即使在低电压下位移也很大，并且位移急剧。

Description

压电材料及其制造方法以及非线性压电元件

技术领域

本发明涉及压电材料和压电元件，特别涉及能够用小电压使之很大地位移的非线性压电性的材料及其元件。

背景技术

一直以来，作为获得利用电场造成的变形的方法，已知有如下所示的两种方法。

(1)在使用强介电体的强介电相进行了极化处理后，得到大致为线性的压电效应(利用电场造成的变形)。该方法的特征是，使用强介电体，将畴(domin)利用极化处理固定(即，使畴不旋转)，利用电场的施加来移动晶体中的正离子和负离子，得到线性的压电位移。作为代表性的例子，压电材料Pb(ZrTi)O₃(PZT)使用该方法获得了压电效应。这是被称为所谓的极化处理了的PZT陶瓷[软型(参照附图3的曲线a)及硬型(参照图3的曲线b)]。

(2)使用反强介电体的电场感应相转移获得非线性的压电效应。该方法的特征是，使用反强介电体，通过施加强电场，使之改变为强介电状态，获得非线性位移[所谓的利用PNZST陶瓷的电场感应反介电体-介电体相转移得到的变形的类型(参照图3的曲线c)与之相当]。

对于采用以上的任意一种方法，利用电场获得变形的压电材料以及压电元件，近年来，随着向加速度传感器、撞击传感器、AE传感器等传感器或超声波微型传声器、压电扬声器、压电促动器、超声波马达、打印机喷头、喷墨打印机用注射器等中的应用迅速地拓展，在向促动器或传感器中的应用上，对于压电元件要求较高的转换效率。特别是，对于从电压转换为位移的促动器，要求即使用低电压也可以获得较大的冲击(stroke)(位移)的效果。另外，最好位移是非线性的(例如在临界电压下位移急剧地增加等)。但是，如上所述的以往的技术中，有如下的问题。

例如，对于所述(1)的以往技术的情况(参照图3的曲线a、b)，①低电压下位移很小(1000V/mm的电场下仅位移0.01-0.1％)。②只能用电场的近似线性的函数来变形。③需要沿电极方向进行极化处理。

另外，在所述(2)的以往技术的情况下(参照图3的曲线c)，有①驱动电场很大(＞2500V/mm)。②最大变形很小(0.01-0.08％)。③特性对于温度非常敏感的问题。

所以，本申请的发明人对于以往的压电材料进行了根本性的再次研究。此时所关注的内容为，以往的压电材料的反压电·电致变形效应起因于压电材料中的离子在电场下微小的移动，晶体构造略微收缩，利用此种过程得到的电致变形非常小。另一方面，关注在压电材料中存在有电极化方向不同的区域(畴)的情况。畴之间的极化方向因晶体对称性而具有180°或90°等角度。当施加电场时，就会按照极化方向沿着电压方向的方式引起畴转换。例如，作为极化与电场垂直的a-畴，在施加电场后被与电场一致地转换为c-畴。伴随着该畴转换，具有较低对称性的强介电相的长轴方向和短轴方向就会交换。该过程中所得的变形的大小为长轴和短轴的差，虽然因材料而有所不同，但是该变形最大为1-5％。该值与通常的压电效应相比大数十倍或以上。但是，由于该巨大的压电效应通常来说为不可逆的，因此其有用性很低。

但是，发明人注意到了如下的观点，即，通过将此种畴交换设为可逆的形式，可以获得巨大的电致变形效应。

发明内容

这样，发明人鉴于如上所述的状况进行了深入研究，其目的在于，基于新的原理，提供即使在低电压下位移也很大并且位移急剧而可以显著地体现非线性特征的压电材料和使用了它的非线性压电元件、作为其应用的电器或机械。

本申请提供能够解决以上的问题的以下的发明。

[1]一种压电材料，是具有可动性的点缺陷的强介电体压电材料，其特征是，可动性的点缺陷被按照使其短程有序对称与强介电相的晶体对称性一致的方式配置，利用畴的电场下的可逆的转换来体现非线性压电效应。

[2]具有如下特征的所述的压电材料，即，可动性的点缺陷是由化学平衡或添加元素导入的构成强介电体的元素的空穴。

[3]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，在居里温度或以下被时效处理而将点缺陷的短程有序对称与强介电相的晶体对称性一致地配置。

[4]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，其为单晶体或多晶体。

[5]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，其为薄膜。

[6]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，其为多层膜。

[7]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，强介电体为ABO₃型的材料。

[8]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，强介电体为BaTiO₃(Ba，Sr)TiO₃型。

[9]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，强介电体为Pb(Zr，Ti)O₃或(Pb，稀土类元素)(Zr，Ti)O₃型。

[10]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，添加有其他元素。

[11]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，其他元素为碱金属、碱土类金属及过渡金属当中的一种或以上的元素。

[12]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，其他元素被以20摩尔％或以下的比例添加。

[13]具有如下特征的所述任意一项的压电材料，即，所添加的其他元素为Na、K、Mg、Ca、Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Ag、Sn、Hf、Ta、W、Os、Ir、Pt、Pb、Bi及稀土类元素当中的一种或以上。

[14]一种体现非线性压电效应的压电材料，其特征是，其为ABO₃型的强介电体或在其中添加了其他元素的强介电体的至少一种，在居里温度或以下被进行时效处理。

[15]具有如下特征的体现非线性压电效应的所述压电材料，即，其为BaTiO₃、(Ba，Sr)TiO₃及在它们中添加了K、Fe及Mn当中的一种或以上的强介电体的至少一种。

[16]具有如下特征的体现非线性压电效应的所述压电材料，即，其为(Pb，La)(Zr，Ti)O₃强介电体。

[17]一种压电材料的制造方法，是以上任意一项的压电材料的制造方法，其特征是，实施向强介电体材料中导入具有可动性的点缺陷的工序、按照使所述具有可动性的点缺陷的短程有序对称与强介电相的晶体对称性一致的方式配置点缺陷的工序，能够利用所述强介电体材料中的畴的电场下的可逆的转换来体现非线性压电效应。

[18]一种体现非线性压电效应的压电材料的制造方法，其特征是，将ABO₃型的强介电体或在其中添加了其他元素的强介电体的至少一种在居里温度或以下进行时效处理。

[19]具有如下特征的所述的压电材料的制造方法，其特征是，其为BaTiO₃、(Ba，Sr)TiO₃及在它们中添加了K、Fe及Mn当中的一种或以上的元素的强介电体的至少一种。

[20]具有如下特征的所述的压电材料的制造方法，其特征是，其为(Pb，La)(Zr，Ti)O₃强介电体。

[21]一种非线性压电元件，其特征是，所述任意一项的压电材料至少被作为其构成的一部分。

[22]一种电器或机械或它们的部件，其特征是，非线性压电元件被作为构成的至少一部分装入。

[23]一种电器或机械或它们的部件，其特征是，所述任意一项的压电材料至少被作为其构成的一部分。

如上所述的本申请的发明是如下导出的，即，发明人根据对已经进行了其基本的研究的晶体的点缺陷的普遍的纳米秩序的对称性的见解(Xiaobing Ren and Kazuhiro Otuka PHYSICAL REVIEW LETTERSVol.85，No.5，2000 July 31，pp.1016-1019)，作为用于获得所述巨大的电致变形效应的手段，利用点缺陷的对称性将压电材料的电极化方向不同的区域：畴的转换设为可逆的形式。即，本申请的发明是被作为基于如上所述的新的技术见解的新型的技术思想而完成的。

附图说明

图1是表示本申请的发明的压电材料的晶体构造的相变(原理)的2维示意图。

图2是对本申请的发明的显示出巨大的非线性压电效应的压电材料的形成进行了说明的示意图。

而且，图1及图2中的符号表示如下的意思。

B 点缺陷(点0)

1～4 与点缺陷B(点0)接近的点

P 平衡时在点0(点缺陷B所占有)的附近看到其他的缺陷的概率

11，14 点缺陷的短程有序对称

12，13 晶体对称性

21 处于常介电状态的强介电体材料(居里温度或以上的状态)

22 包含点缺陷的短程有序对称与晶体对称性不一致的畴的强介电体材料

22A，22B：23A，23B 双联相关畴

23 包含使点缺陷的短程有序对称与晶体对称性一致了的畴的强介电体材料

24 对以强介电体材料23表示的强介电体材料施加了电场时的状态

图3是例示了本申请的发明的压电材料的电场-位移特性的图(与以往例对比)。

图4是例示了本申请的发明的另一个压电材料的电场-位移特性的图。

图5是例示了利用对于本申请的发明的压电材料的循环电压下的可逆畴转换得到的电压-极化特性的图。

图6是与图5对应地例示了压电材料的畴的可逆转换的光学显微镜照片。

具体实施方式

本申请的发明是具有如上所述的特征的发明，以下将进一步详细地说明。

首先，图1是将本申请的发明的压电材料的晶体构造的相变(原理)作为2维示意图表示的图。

沿着该图1进行说明。

(1)在本申请的发明中，强介电体材料具有可动性的点缺陷。这里所谓「强介电体材料」被定义为「具有利用外部电场反转的自发极化的物质」。另外，对于「点缺陷」，在本申请的发明中，意味着晶体中的晶格不全、空穴或者添加元素(离子)。

作为将点缺陷导入强介电体中的方法，例如可以考虑有代表性的如下的两个方法。

①利用元件的制造过程(晶体生长、高温烧结或热处理等)中的化学平衡自然地生成点缺陷(氧空穴等)。

②利用添加元素(离子)导入点缺陷。例如通过向ABO₃型强介电体的A-site(A-点)或B-site(B-点)中掺杂价数不同的离子，导入氧空穴、A空穴、B空穴等点缺陷。

随着此种点缺陷的导入，当考虑在某个点缺陷的周围(纳米范围)中其他点缺陷的占有概率时，如发明人已经如前所述地报告的那样，该占有率在平衡时与晶体的对称性一致。这可以称作点缺陷的纳米秩序的对称性原理。

根据该对称性原理，在图1(a)的强介电体的常介电状态下(居里温度或以上)，B为点缺陷(点0)，1～4为与该点缺陷B(点0)接近的点，P(图中斜线区域)为平衡时在点0(点缺陷B所占有)的附近的点1～4处看到其他的点缺陷的概率，此时，各点的P成为P₁ ^B＝P₂ ^B＝P₃ ^B＝P₄ ^B而一致。即，此时处于点缺陷的短程有序对称(symmetryof short-range order)11与晶体对称性12一致了的稳定的状态。

即，常介电相下的点缺陷对称性高，另外强介电相的点缺陷的对称性(平衡时)与晶体的对称性相同，而且由点缺陷造成的点缺陷极化也与自发极化一致。

例如当从该状态开始冷却(没有扩散)时，强介电体即变化为图1(b)的状态。此时，点1～4的P虽然仍然为P₁ ^B＝P₂ ^B＝P₃ ^B＝P₄ ^B，但是，这里处于点缺陷的短范围秩序11的对称性与晶体对称性13不一致的不稳定的状态。

即，从压电材料的常介电相状态开始因冷却而引起强介电相转移，成为具有较低的晶体对称性的强介电相状态。此时，由于点缺陷的对称性继续延续常介电相的对称性，因此变得不稳定。

(2)所以，下面，本申请的发明在压电材料中，如图1(c)所示，将点1～4的P设为P₁ ^B＝P₂ ^B≠P₃ ^B≠P₄ ^B，使点缺陷的短程有序对称14与晶体对称性13一致。该状态为最稳定的状态。此外，此种对称性的一致例如能够利用老化(aging)处理来实现。该时效处理的温度需要在居里温度或以下。另外，虽然处理时间依赖于老化温度，但是通常优选1天或以上。而且，例如当在一定的温度下实施时效处理时，就会缓慢地变为饱和状态。即使在其之后继续老化，其效果也基本上不会改变。

通过实现如上所述的对称性的一致，即使可动性的点缺陷的短程有序对称与强介电相的晶体的对称性一致，就可以提供本申请的发明的体现出利用畴的电场下的可逆的转换获得的非线性压电效应的压电材料。

此外，下面利用图2，对利用可逆的畴转换实现该电场下的巨大变形的情况进行说明。该图2也对本申请的发明的压电材料的制造方法进行了说明。

(1)首先，如图1(a)所示，准备处于点缺陷的短程有序对称11与晶体对称性12一致的稳定状态的图2(a)的常介电状态的强介电体材料21。

(2)然后，将图2(a)的强介电体材料21冷却，利用强介电体相变，如图1(b)所示，形成处于点缺陷的短程有序对称11与晶体对称性13不一致的不稳定状态的包含图2(b)的畴的强介电体材料22。

(3)对图2(b)的强介电体材料22进行时效处理，如图1(c)所示，形成包含使点缺陷的短程有序对称14与晶体对称性13一致了的畴的图2(c)的强介电体材料23。强介电体材料23处于最稳定的状态，相当于本申请的发明的压电材料。

(4)然后，如图2(d)所示，当向包含畴的图2(c)强介电体材料23的畴施加、去除电场时，被进行了时效处理的强介电相的畴就会随着电场的施加和去除而被可逆地转换。即，利用该变化生成很大的压电位移：变形。图2(d)中的24表示向图2(c)的强介电体材料23施加了磁场时的状态[图2(d)中，以虚线表示的外形表示施加图2(c)中所示的电场前的外形]。

为了获得更大的位移量，作为强介电体材料可以适当考虑使用包含非180°畴的强介电体材料。另外，图2(b)及图2(c)的低对称性强介电体由很多的非180°双联相关畴(twin-related domains)22A，22B；23A，23B构成。

对于如上所述地显示压电位移的本申请的发明的压电材料，其晶体构造既可以是单晶，也可以是多晶。另外，其形状既可以是体(bulk)材，也可以是薄膜。另外还可以是多层膜。这样的各种晶体构造以及形状可以利用以往所知的各种的方法来形成。例如对于薄膜、多层膜，采用液相法或气相法各种手段即可。

此外，对于构成本申请的发明的压电材料的强介电体，虽然其组成没有被特别限定，但是可以优选以往所知的ABO₃型的复合氧化物或在其中添加了其他的元素(离子)的材料。作为ABO₃型复合氧化物，例如作为其代表例，可以举出以BaTiO₃型、(Ba，Sr)TiO₃型为代表的Pb(Zr，Ti)O₃型、(Pb，La)(Zr，Ti)O₃型等材料。这些材料只要是主构成成分为所述复合氧化物并具有压电性功能的材料即可，既可以是与其他元素的混合物，另外也可以混入不可避免的杂质。

对于这些强介电体，在本申请的发明中配置有可动性的点缺陷。此外，也可以像由所述的BaTiO₃、(Ba，Sr)TiO₃或在其中添加了其他元素(离子)的材料构成的压电材料那样，在本申请的发明中，提供不使用从人的健康以及环境方面考虑不优选的Pb(铅)的无铅的压电材料以及压电元件。

另外，在使用添加元素(离子)的情况下，这些元素可以优选采用碱金属、碱土类金属、过渡金属当中的一种或以上。例如可以采用Na、K、Mg、Ca、Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Rb、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Ag、Sn、Hf、Ta、W、Os、Ir、Pt、Pb、Bi及稀土类元素当中的一种或以上。

更具体来说，可以例示出BaTiO₃：BT，(Ba，Sr)TiO₃：BST、它们当中的添加了K、Na、Rb等碱金属、Fe及Mn的一种或以上的强介电体、Pb(Zr，Ti)O₃：PZT，(Pb，La)(Zr，Ti)O₃：PLZT、它们当中的添加了其他元素的材料。

在添加元素的情况下，添加元素的摩尔比一般来说设为20摩尔％或以下是适当的。特别是，作为该添加了元素的压电材料，例如可以例示出添加Mn的BT：BaTiO₃(Mn在10摩尔％或以下)的材料或添加Mn的BST：(Ba，Sr)TiO₃(Mn在10摩尔％或以下，Sr/Ba原子比为0.5或以下)的材料。

根据如上所述的本申请的发明的压电材料，即使用更低的电压，也可以生成巨大的压电位移：变形。

由此，本申请的发明的压电材料例如对于加速度传感器、撞击传感器、AE传感器等各种传感器或超声波微型传声器、压电扬声器、压电促动器、超声波马达、打印机喷头、喷墨打印机用注射器等各种电器、机械或作为它们的部件的应用来说是非常有用、有益的材料。

所以以下将举出实施例，进一步详细说明。当然发明并不受以下的例子限定。

<实施例1>

利用熔剂(flux)法制作BaTiO₃单晶，在冷却后在居里点或以下的温度进行了时效处理(80℃下3天)。将所得的压电材料的电场-位移特性作为图3的曲线d表示。而且，图3中，将如前所述的以往的压电材料的位移特性作为曲线a、b、c表示。

从该图3的曲线d可以清楚地看到，本申请的发明的压电材料在低电场下，可以实现可逆的畴转换，体现出巨大的非线性压电效应。

利用BaTiO₃的单晶自然所含有的少量的氧空穴(点缺陷)的因时效处理而造成的再次排列(使点缺陷的短程有序对称与晶体对称性一致)，就可以在低电场(200V/mm)下获得大约0.5％这样的巨大的压电位移。

该位移与经常使用的PZT压电元件的相同电场下的以往的压电位移的结果(图3的曲线a～c)比较时，显示出数十倍左右的大小，而且发现位移急剧而具有非线性特性。

<实施例2>

利用熔剂(flux)法制作了添加了少量(0.7mol％)K的(BaK)TiO₃的单晶。

然后，在冷却后在居里点或以下的温度下进行了时效处理(室温18℃～22℃，1个月)。

该情况下，利用K离子的添加生成点缺陷，进行居里温度或以下的时效处理，使点缺陷的短程有序对称与晶体对称性一致。将所得的压电材料的压电位移特性表示在图3的曲线e中。

根据该图3的曲线e，用1470V/mm的电场可以获得0.52％这样大的压电位移。该位移与经常使用的以往的PZT压电元件的相同电场下的结果(图3的曲线a～c)比较时，为极大的位移。而且发现位移急剧而具有非线性特性。

另外，由于不使用有毒的铅，因此是对环境友好的压电材料。

<实施例3>

作为本申请的发明的压电材料调制了以下的三种陶瓷(多晶体)试样。

1)将(Pb，La)(Zr，Ti)O₃＝PLZT陶瓷在室温(不极化)下老化了30天。

2)将Mn-(Ba，Sr)TiO₃：Mn-BST(Mn 1mol％)陶瓷在70℃下老化了5天。

3)将Mn-BaTiO₃：Mn-BT(Mn 1mol％)陶瓷在室温下老化了3个月。

对于以上3种陶瓷压电材料，测定电场-位移特性，将其结果表示在图4中。

将用于比较的以往的硬PZT、软PZT的测定结果也表示在图4中。

从该图4的结果可以清楚地看到，本申请的发明的PLZT陶瓷压电材料与以往的材料相比在低电压下显示出数倍的变形量。另外，用Mn-BST及Mn-BT也产生可逆的位移，它们由于不含有有害的铅，因此从环境的观点考虑是有前途的材料。

<实施例4>

对于实施例3的Mn-BT陶瓷，在0V、800V、-800V、0V的循环电压下，测定了电场-极化特性。将其结果表示在图5中。

另外，将观察了图5的A～J的晶体状态后的显微镜图像表示在图6中。

从图5及图6可以确认本申请的发明的压电材料的强介电畴的可逆转换的产生。

<实施例5>

制造含有0.02原子％的Fe的BaTiO₃：Fe-BT单晶，在80℃的温度下老化了5天。测定了该材料的电场-压电位移的特性，结果在200V/mm的低电场下可以获得0.75％这样巨大的可逆位移。该值是比以往的PZT大40倍的电致变形。另外比最近的PZN-PT单晶也大10倍或以上。

如以上详细说明所示，根据本申请的发明，将能够提供可以用低电压实现巨大的位移，而且具有该位移在某个临界电场下急剧地增加的非线性的特征的新的压电材料、利用它的压电元件、电器、机械以及它们的部件。

Claims

1.一种压电材料，是具有可动性的点缺陷的强介电体压电材料，其特征是，可动性的点缺陷被按照使其短程有序对称与强介电相的晶体对称性一致的方式配置，利用畴在电场下的可逆转换来实现非线性压电效应。

2.根据权利要求1所述的压电材料，其特征是，可动性的点缺陷是由化学平衡或添加元素导入的构成强介电体的元素的空穴。

3.根据权利要求1或2所述的压电材料，其特征是，在居里温度或以下被时效处理而将点缺陷的短程有序对称与强介电相的晶体对称性一致地配置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的压电材料，其特征是，其为单晶体或多晶体。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的压电材料，其特征是，其为薄膜。

6.根据权利要求5所述的压电材料，其特征是，其为多层膜。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的压电材料，其特征是，强介电体为ABO₃型的材料。

8.根据权利要求7所述的压电材料，其特征是，强介电体为BaTiO₃(Ba，Sr)TiO₃型。

9.根据权利要求7所述的压电材料，其特征是，强介电体为Pb(Zr，Ti)O₃或(Pb，稀土类元素)(Zr，Ti)O₃型。

10.根据权利要求7至9中任意一项所述的压电材料，其特征是，添加有其他元素。

11.根据权利要求10所述的压电材料，其特征是，其他元素为碱金属、碱土类金属及过渡金属当中的一种或以上的元素。

12.根据权利要求8或9所述的压电材料，其特征是，其他元素被以20摩尔％或以下的比例添加。

13.根据权利要求10至12中任意一项所述的压电材料，其特征是，所添加的其他元素为Na、K、Mg、Ca、Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Ag、Sn、Hf、Ta、W、Os、Ir、Pt、Pb、Bi及稀土类元素当中的一种或以上。

14.一种体现非线性压电效应的压电材料，其特征是，其为ABO₃型的强介电体或在其中添加了其他元素的强介电体的至少一种，在居里温度或以下被进行了时效处理。

15.根据权利要求14所述的体现非线性压电效应的压电材料，其特征是，其为BaTiO₃、(Ba，Sr)TiO₃及在它们中添加了K、Fe及Mn当中的一种或以上的强介电体的至少一种。

16.根据权利要求14所述的体现非线性压电效应的压电材料，其特征是，其为(Pb，La)(Zr，Ti)O₃强介电体。

17.权利要求1至13中任意一项所述的压电材料的制造方法，其特征是，

实施(a)向强介电体材料中导入具有可动性的点缺陷的工序、(b)按照使所述具有可动性的点缺陷的短程有序对称与强介电相的晶体对称性一致的方式配置点缺陷的工序，从而利用所述强介电体材料中的畴的电场下的可逆转换来体现非线性压电效应。

18.一种体现非线性压电效应的压电材料的制造方法，其特征是，将ABO₃型的强介电体或在其中添加了其他元素的强介电体中的至少一种在居里温度或以下进行时效处理。

19.根据权利要求18所述的压电材料的制造方法，其特征是，其为BaTiO₃、(Ba，Sr)TiO₃及在它们中添加了K、Fe及Mn当中的一种或以上的元素的强介电体的至少一种。

20.根据权利要求18所述的压电材料的制造方法，其特征是，其为(Pb，La)(Zr，Ti)O₃强介电体。

21.一种非线性压电元件，其特征是，权利要求1至16中任意一项所述的压电材料至少被作为其构成的一部分。

22.一种电器或机械或它们的部件，其特征是，权利要求21所述的非线性压电元件被作为构成的至少一部分装入。

23.一种电器或机械或它们的部件，其特征是，权利要求1至16中的任意一项所述的压电材料至少被作为其构成的一部分。