JP2000044335A - 圧電体磁器組成物 - Google Patents
圧電体磁器組成物Info
- Publication number
- JP2000044335A JP2000044335A JP10209900A JP20990098A JP2000044335A JP 2000044335 A JP2000044335 A JP 2000044335A JP 10209900 A JP10209900 A JP 10209900A JP 20990098 A JP20990098 A JP 20990098A JP 2000044335 A JP2000044335 A JP 2000044335A
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- Japan
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- ceramic composition
- piezoelectric ceramic
- piezoelectric
- tio3
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 無鉛圧電材料であると共に、小さい誘電率が
望まれる圧電体磁器材料とそれを用いた高周波用フィル
ター、及び圧電振動子を提供すること。 【解決手段】 圧電体磁器組成物は、一般式、（Ｂｉ
0.5 （Ｎａ1-x Ｌｉx ）0. 5 ）ＴｉＯ3 （但し、ｘは０
＜ｘ＜１の範囲の数）で示される。高周波用フィルター
及び圧電振動子は、前記圧電体磁器組成物を用いてい
る。
望まれる圧電体磁器材料とそれを用いた高周波用フィル
ター、及び圧電振動子を提供すること。 【解決手段】 圧電体磁器組成物は、一般式、（Ｂｉ
0.5 （Ｎａ1-x Ｌｉx ）0. 5 ）ＴｉＯ3 （但し、ｘは０
＜ｘ＜１の範囲の数）で示される。高周波用フィルター
及び圧電振動子は、前記圧電体磁器組成物を用いてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波動デバイス，セ
ンサー，アクチュエーター等に用いられる圧電体材料の
組成に関するものである。
ンサー，アクチュエーター等に用いられる圧電体材料の
組成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧電セラミックス材料としては、
二成分で構成されるＰＺＴ（ＰｂＴｉＯ3 −ＰｂＺｒＯ
3 ）系セラミックスや、三成分で構成されるＰＣＭ（Ｐ
ｂＴｉＯ3 −ＰｂＺｒＯ3 −Ｐｂ（Ｍｇ0.5 Ｎｂ0.5 ）
ＴｉＯ3 ）系セラミックスが主に用いられてきた。その
理由としては、上記の材料が大きな圧電性を示す事は勿
論であるが、それと共に以下の事を挙げる事ができる。
それは、圧電材の用途はセンサー，アクチュエーター，
フィルター等多種あり、各用途に要求される特性も様々
であるが、上記材料系では特性を各成分量の割合を調整
する事により、要求に対応した特性に適宜に操作できる
からである。
二成分で構成されるＰＺＴ（ＰｂＴｉＯ3 −ＰｂＺｒＯ
3 ）系セラミックスや、三成分で構成されるＰＣＭ（Ｐ
ｂＴｉＯ3 −ＰｂＺｒＯ3 −Ｐｂ（Ｍｇ0.5 Ｎｂ0.5 ）
ＴｉＯ3 ）系セラミックスが主に用いられてきた。その
理由としては、上記の材料が大きな圧電性を示す事は勿
論であるが、それと共に以下の事を挙げる事ができる。
それは、圧電材の用途はセンサー，アクチュエーター，
フィルター等多種あり、各用途に要求される特性も様々
であるが、上記材料系では特性を各成分量の割合を調整
する事により、要求に対応した特性に適宜に操作できる
からである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの材料
の主成分は、どれも鉛を主成分とするもので、原料比で
いうと酸化鉛にして、６０ｗｔ％以上も含まれている。
酸化鉛は低温でも揮発性が高く、仮焼，焼結等の製造時
に大気中に洩れるのは必至である。
の主成分は、どれも鉛を主成分とするもので、原料比で
いうと酸化鉛にして、６０ｗｔ％以上も含まれている。
酸化鉛は低温でも揮発性が高く、仮焼，焼結等の製造時
に大気中に洩れるのは必至である。
【０００４】また、産業廃棄物中から溶出することも考
えられ、公害の面から見ると、鉛は大変有害な物質であ
る。また、この対策をするにも、設備設置のため膨大な
費用を投じなければならない。
えられ、公害の面から見ると、鉛は大変有害な物質であ
る。また、この対策をするにも、設備設置のため膨大な
費用を投じなければならない。
【０００５】そこで、低公害化の策として、無鉛材料で
大きな圧電特性を示す材料が要望されている。
大きな圧電特性を示す材料が要望されている。
【０００６】これまでも多くの無鉛材料で圧電性が見出
されている。その中で、組成物（Ｂｉ0.5 Ｎａ0.5 ）Ｔ
ｉＯ3 は、電気機械結合係数Ｋｔが４０％程度と実用可
能な範囲であったが、機械品質係数Ｑｍが２５０程度と
低い等の問題があり、実用化はできなかった。
されている。その中で、組成物（Ｂｉ0.5 Ｎａ0.5 ）Ｔ
ｉＯ3 は、電気機械結合係数Ｋｔが４０％程度と実用可
能な範囲であったが、機械品質係数Ｑｍが２５０程度と
低い等の問題があり、実用化はできなかった。
【０００７】そこで、本発明の一技術的課題は、無鉛圧
電材料であると共に、小さい誘電率が望まれる圧電体磁
器材料を提供することにある。
電材料であると共に、小さい誘電率が望まれる圧電体磁
器材料を提供することにある。
【０００８】また、本発明のもう一つの技術的課題は、
前記圧電体磁器材料を用いた高周波用フィルターを提供
することにある。
前記圧電体磁器材料を用いた高周波用フィルターを提供
することにある。
【０００９】さらに、本発明の更にもう一つの技術的課
題は、前記圧電体磁器材料を用いた圧電振動子を提供す
ることにある。
題は、前記圧電体磁器材料を用いた圧電振動子を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これらの問題を解決する
ために、本発明では、一般式、（Ｂｉ0.5 （Ｎａ1-xＬ
ｉx ）0.5 ）ＴｉＯ3 （但し、ｘは０＜ｘ＜１の範囲の
数）で示されることを特徴とする圧電体磁器組成物を提
供するものである。
ために、本発明では、一般式、（Ｂｉ0.5 （Ｎａ1-xＬ
ｉx ）0.5 ）ＴｉＯ3 （但し、ｘは０＜ｘ＜１の範囲の
数）で示されることを特徴とする圧電体磁器組成物を提
供するものである。
【００１１】また、本発明の高周波用フィルターでは、
前記圧電体磁器組成物を用いたことを特徴としている。
前記圧電体磁器組成物を用いたことを特徴としている。
【００１２】さらに、本発明の圧電振動子は、前記圧電
体磁器組成物を用いたことを特徴としている。
体磁器組成物を用いたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の発明の実施の形態
について説明する。
について説明する。
【００１４】原料として、化学的に高純度であるＢｉ2
Ｏ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 ，Ｌｉ2 ＣＯ3 を用い
た。これらを一般式、（Ｂｉ0.5 （Ｎａ1-x Ｌｉx ）
0.5 ）ＴｉＯ3 （０＜ｘ＜１）に対し化学量論的に配合
し、ボールミルによりエタノ一ル中で２０時間混合し
た。これを８００℃で１時間保持して仮焼し、次に１０
時間粉砕を行った。バインダーとしてポリビニールアル
コールを用い造粒し、圧力１ｔｏｎ／ｃｍ2 で直径２０
ｍｍ，厚さ１ｍｍの円板状に加圧成形した。また、焼成
は温度１０５０〜１２００℃で２時間保持して行った。
Ｏ3 ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，ＴｉＯ2 ，Ｌｉ2 ＣＯ3 を用い
た。これらを一般式、（Ｂｉ0.5 （Ｎａ1-x Ｌｉx ）
0.5 ）ＴｉＯ3 （０＜ｘ＜１）に対し化学量論的に配合
し、ボールミルによりエタノ一ル中で２０時間混合し
た。これを８００℃で１時間保持して仮焼し、次に１０
時間粉砕を行った。バインダーとしてポリビニールアル
コールを用い造粒し、圧力１ｔｏｎ／ｃｍ2 で直径２０
ｍｍ，厚さ１ｍｍの円板状に加圧成形した。また、焼成
は温度１０５０〜１２００℃で２時間保持して行った。
【００１５】この焼結体の両面に銀電極を設け、１００
℃のシリコンオイル中で直流電圧４ｋＶ／ｍｍを電極間
に加え、厚み方向に分極を行つた。そして、これらの試
料について圧電的，誘電的性質の測定を行った。圧電測
定はＬＦインピーダンスアナライザーを用い、共振一反
共振法により電気機械結合係数、機械的品質係数を算出
した。
℃のシリコンオイル中で直流電圧４ｋＶ／ｍｍを電極間
に加え、厚み方向に分極を行つた。そして、これらの試
料について圧電的，誘電的性質の測定を行った。圧電測
定はＬＦインピーダンスアナライザーを用い、共振一反
共振法により電気機械結合係数、機械的品質係数を算出
した。
【００１６】また、誘電特性は、ＬＣＲメータを用いて
測定周波数１ＭＨｚで測定を行つた。Ｂｉ0.5 （Ｎａ
1-x Ｌｉx ）0.5 ）ＴｉＯ3 （但し、ｘは０＜ｘ＜１の
範囲の数）で示される圧電磁器組成物の圧電および誘電
特性（電気機械結合係数Ｋｐ，Ｋｔ，Ｋ33，機械的品質
係数Ｑｍ，比誘電率ε33 t ／εo ）を下記表１に示す。
測定周波数１ＭＨｚで測定を行つた。Ｂｉ0.5 （Ｎａ
1-x Ｌｉx ）0.5 ）ＴｉＯ3 （但し、ｘは０＜ｘ＜１の
範囲の数）で示される圧電磁器組成物の圧電および誘電
特性（電気機械結合係数Ｋｐ，Ｋｔ，Ｋ33，機械的品質
係数Ｑｍ，比誘電率ε33 t ／εo ）を下記表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】これを見ると、Ｌｉを加える事によって、
機械的品質係数Ｑｍは増加しており、ｘ＝０．２の時で
最大４３２を示している。
機械的品質係数Ｑｍは増加しており、ｘ＝０．２の時で
最大４３２を示している。
【００１９】また、電気機械結合係数Ｋ33はＸ＝０．２
で最大４３．３％と増大し、ｘの増加と共に最小２７．
１％まで減少する。しかし、これは実用可能な値であ
る。また比誘電率ε33 t ／ε0 も増加してはいるが３０
０程度と低い。これらより、（Ｂｉ0.5 Ｎａ0.5 ）Ｔｉ
Ｏ3 の特徴を残したまま、Ｌｉ加える事により問題ある
特性を改善できる事が判明した。
で最大４３．３％と増大し、ｘの増加と共に最小２７．
１％まで減少する。しかし、これは実用可能な値であ
る。また比誘電率ε33 t ／ε0 も増加してはいるが３０
０程度と低い。これらより、（Ｂｉ0.5 Ｎａ0.5 ）Ｔｉ
Ｏ3 の特徴を残したまま、Ｌｉ加える事により問題ある
特性を改善できる事が判明した。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、一般
式、Ｂｉ0.5 （Ｎａ1-x Ｌｉx ）0.5）ＴｉＯ3 （但
し、ｘは０＜ｘ＜１の範囲の数）で表される無鉛組成物
を提供することで、無鉛圧電材料であると共に、小さい
誘電率が望まれる高周波用フィルター、振動子等の用途
への適用を可能とする効果が期待できるものである。
式、Ｂｉ0.5 （Ｎａ1-x Ｌｉx ）0.5）ＴｉＯ3 （但
し、ｘは０＜ｘ＜１の範囲の数）で表される無鉛組成物
を提供することで、無鉛圧電材料であると共に、小さい
誘電率が望まれる高周波用フィルター、振動子等の用途
への適用を可能とする効果が期待できるものである。
Claims (3)
- 【請求項１】 一般式、（Ｂｉ0.5 （Ｎａ1-x Ｌｉx ）
0.5 ）ＴｉＯ3 （但し、ｘは０＜ｘ＜１の範囲の数）で
示されることを特徴とする圧電体磁器組成物。 - 【請求項２】 請求項１記載の圧電体磁器組成物を用い
たことを特徴とする高周波用フィルター。 - 【請求項３】 請求項１記載の圧電体磁器組成物を用い
たことを特徴とする圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10209900A JP2000044335A (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 圧電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10209900A JP2000044335A (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 圧電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000044335A true JP2000044335A (ja) | 2000-02-15 |
Family
ID=16580514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10209900A Withdrawn JP2000044335A (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 圧電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000044335A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009119322A1 (ja) | 2008-03-26 | 2009-10-01 | Tdk株式会社 | 圧電磁器及び圧電磁器組成物 |
-
1998
- 1998-07-24 JP JP10209900A patent/JP2000044335A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009119322A1 (ja) | 2008-03-26 | 2009-10-01 | Tdk株式会社 | 圧電磁器及び圧電磁器組成物 |
| US8231803B2 (en) | 2008-03-26 | 2012-07-31 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramic and piezoelectric ceramic composition |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |