JP2000169223A - 圧電磁器組成物及びその製造方法 - Google Patents
圧電磁器組成物及びその製造方法Info
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】優れた電気機械結合係数や比誘電率を大きく劣
化させることなく、低温での焼成が可能なＰｂＺｒＯ3
−ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主
体とする圧電磁器組成物とその製造方法を提供する。 【解決手段】予め用意したＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3
−Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とする仮焼粉
に対し、Ｂｉ2 Ｏ3 及びＦｅ2 Ｏ3 の粉体を添加する
か、あるいはＢａＣＯ3 、ＣｕＯ及びＷＯ3 の粉体を添
加したものを所定形状に成形し、これらの成形体を１０
００〜１１００℃の温度で焼成して、ＰｂＺｒＯ3 −Ｐ
ｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体と
し、Ｂｉ及びＦｅの元素をＢｉＦｅＯ3 に換算して１０
重量％未満の範囲で含有するか、あるいはＢａ、Ｃｕ及
びＷの元素をＢａ（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 に換算して
８重量％未満の範囲で含有してなる圧電磁器組成物を製
作する。
化させることなく、低温での焼成が可能なＰｂＺｒＯ3
−ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主
体とする圧電磁器組成物とその製造方法を提供する。 【解決手段】予め用意したＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3
−Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とする仮焼粉
に対し、Ｂｉ2 Ｏ3 及びＦｅ2 Ｏ3 の粉体を添加する
か、あるいはＢａＣＯ3 、ＣｕＯ及びＷＯ3 の粉体を添
加したものを所定形状に成形し、これらの成形体を１０
００〜１１００℃の温度で焼成して、ＰｂＺｒＯ3 −Ｐ
ｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体と
し、Ｂｉ及びＦｅの元素をＢｉＦｅＯ3 に換算して１０
重量％未満の範囲で含有するか、あるいはＢａ、Ｃｕ及
びＷの元素をＢａ（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 に換算して
８重量％未満の範囲で含有してなる圧電磁器組成物を製
作する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電諸定数の中で
も取り分け優れた電気機械結合係数及び比誘電率を劣化
させることなく、低温焼成が可能なＰｂＺｒＯ3 −Ｐｂ
ＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 組成系の圧
電磁器組成物とその製造方法に関するものであり、例え
ば、圧電アクチュエ−タ、超音波応用振動子、超音波モ
ータ等を構成する素子として好適なものである。
も取り分け優れた電気機械結合係数及び比誘電率を劣化
させることなく、低温焼成が可能なＰｂＺｒＯ3 −Ｐｂ
ＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 組成系の圧
電磁器組成物とその製造方法に関するものであり、例え
ば、圧電アクチュエ−タ、超音波応用振動子、超音波モ
ータ等を構成する素子として好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧電効果によって発生する変位を
機械的駆動源として利用したものに、圧電アクチュエー
タ、超音波応用振動子、超音波モータ等があり、メカト
ロニクスの分野の進展とともに、注目されているものの
１つである。
機械的駆動源として利用したものに、圧電アクチュエー
タ、超音波応用振動子、超音波モータ等があり、メカト
ロニクスの分野の進展とともに、注目されているものの
１つである。
【０００３】例えば、圧電アクチュエータには、電極と
しての導体ペーストを印刷した圧電材料からなるグリー
ンシートを積み重ねた積層体を焼結一体化して構成した
積層型圧電アクチュエータと呼ばれるものがあり、磁性
体にコイルを巻いた従来の電磁式アクチュエータと比較
して、消費電力や発熱量が少なく、応答速度に優れると
ともに、変位量が大きく、寸法及び重量が小さい等の優
れた特徴を有し、近年注目されているインクジェットプ
リンタヘッド等に利用されている。そして、これら圧電
アクチュエータ等を構成する圧電材料としては、ＰｂＺ
ｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 組成系の圧電磁器組成物が用いら
れていた。
しての導体ペーストを印刷した圧電材料からなるグリー
ンシートを積み重ねた積層体を焼結一体化して構成した
積層型圧電アクチュエータと呼ばれるものがあり、磁性
体にコイルを巻いた従来の電磁式アクチュエータと比較
して、消費電力や発熱量が少なく、応答速度に優れると
ともに、変位量が大きく、寸法及び重量が小さい等の優
れた特徴を有し、近年注目されているインクジェットプ
リンタヘッド等に利用されている。そして、これら圧電
アクチュエータ等を構成する圧電材料としては、ＰｂＺ
ｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 組成系の圧電磁器組成物が用いら
れていた。
【０００４】ところで、上述した圧電アクチュエータ等
の用途の拡大に伴い、大きな機械的変位が得られること
は勿論のこと、より消費電力や発熱量の少ないものが要
求されており、そのためには上記圧電磁器組成物の圧電
諸定数の中でも特に電気機械結合係数や比誘電率の大き
いものが望まれていた。
の用途の拡大に伴い、大きな機械的変位が得られること
は勿論のこと、より消費電力や発熱量の少ないものが要
求されており、そのためには上記圧電磁器組成物の圧電
諸定数の中でも特に電気機械結合係数や比誘電率の大き
いものが望まれていた。
【０００５】このような目的に合致する圧電磁器組成物
として、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 組成系にＰｂ（Ｓ
ｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を第３成分として固溶させたも
のが提案されている（特公昭５４−３６７５６号参
照）。
として、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 組成系にＰｂ（Ｓ
ｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を第３成分として固溶させたも
のが提案されている（特公昭５４−３６７５６号参
照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
にＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 組成系にＰｂ（Ｓｎ1/3
Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を固溶させた圧電磁器組成物は、焼成温
度が１１５０〜１２５０℃と高温であるため、積層型圧
電アクチュエータのように圧電磁器組成物と電極とを共
に焼結させて一体化しようとすると、上記焼成温度範囲
で耐えうる電極材料が少なく、例えばＰｔやＰｄなど非
常に高価な金属を用いなければならないといった課題が
あった。
にＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 組成系にＰｂ（Ｓｎ1/3
Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を固溶させた圧電磁器組成物は、焼成温
度が１１５０〜１２５０℃と高温であるため、積層型圧
電アクチュエータのように圧電磁器組成物と電極とを共
に焼結させて一体化しようとすると、上記焼成温度範囲
で耐えうる電極材料が少なく、例えばＰｔやＰｄなど非
常に高価な金属を用いなければならないといった課題が
あった。
【０００７】しかも、焼成温度が高いとそのために高額
な設備も必要となり、結果として安価な製品を提供する
ことができなかった。
な設備も必要となり、結果として安価な製品を提供する
ことができなかった。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、高い電気機械結合係数
や比誘電率を有するＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ
（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とし、上記圧電諸定
数を大きく劣化させることなく低温での焼成が可能な圧
電磁器組成物とその製造方法を提供することにある。
や比誘電率を有するＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ
（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とし、上記圧電諸定
数を大きく劣化させることなく低温での焼成が可能な圧
電磁器組成物とその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ
2/3 ）Ｏ3 をベースとし、優れた電気機械結合係数や比
誘電率等の圧電諸定数を大きく劣化させることなく、低
温での焼成が可能な圧電磁器組成物について鋭意研究を
繰り返したところ、他の成分として、Ｂｉ及びＦｅの２
成分を含有させるか、あるいはＢａ、Ｃｕ及びＷの３成
分を含有させることによって上記課題を一掃できること
を見出した。
ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ
2/3 ）Ｏ3 をベースとし、優れた電気機械結合係数や比
誘電率等の圧電諸定数を大きく劣化させることなく、低
温での焼成が可能な圧電磁器組成物について鋭意研究を
繰り返したところ、他の成分として、Ｂｉ及びＦｅの２
成分を含有させるか、あるいはＢａ、Ｃｕ及びＷの３成
分を含有させることによって上記課題を一掃できること
を見出した。
【００１０】即ち、請求項１に係る発明は、ＰｂＺｒＯ
3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主
体とし、Ｂｉ及びＦｅの元素をＢｉＦｅＯ3 に換算して
１０重量％未満の範囲で含有して圧電磁器組成物を構成
したものである。
3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主
体とし、Ｂｉ及びＦｅの元素をＢｉＦｅＯ3 に換算して
１０重量％未満の範囲で含有して圧電磁器組成物を構成
したものである。
【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に係る圧
電磁器組成物を製造するために、予めＰｂＺｒＯ3 −Ｐ
ｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体と
する仮焼粉を用意し、この仮焼粉に対してＢｉ2 Ｏ3 及
びＦｅ2 Ｏ3 の粉体を、焼成後のＢｉとＦｅの含有量が
ＢｉＦｅＯ3 に換算して１０重量％未満となるように添
加したものを所定形状に成形し、しかるのち、１０００
〜１１００℃の温度で焼成するようにしたものである。
電磁器組成物を製造するために、予めＰｂＺｒＯ3 −Ｐ
ｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体と
する仮焼粉を用意し、この仮焼粉に対してＢｉ2 Ｏ3 及
びＦｅ2 Ｏ3 の粉体を、焼成後のＢｉとＦｅの含有量が
ＢｉＦｅＯ3 に換算して１０重量％未満となるように添
加したものを所定形状に成形し、しかるのち、１０００
〜１１００℃の温度で焼成するようにしたものである。
【００１２】請求項３に係る発明は、ＰｂＺｒＯ3 −Ｐ
ｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体と
し、Ｂａ、Ｃｕ及びＷの元素をＢａ（Ｃｕ1/2
Ｗ1/2 ）Ｏ3 に換算して８重量％未満の範囲で含有して
圧電磁器組成物を構成したものである。
ｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体と
し、Ｂａ、Ｃｕ及びＷの元素をＢａ（Ｃｕ1/2
Ｗ1/2 ）Ｏ3 に換算して８重量％未満の範囲で含有して
圧電磁器組成物を構成したものである。
【００１３】請求項４に係る発明は、請求項３に係る圧
電磁器組成物を製造するために、予めＰｂＺｒＯ3 −Ｐ
ｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体と
する仮焼粉を用意し、この仮焼粉に対してＢａＣＯ3 、
ＣｕＯ及びＷＯ3 の粉体を、焼成後のＢａ、Ｃｕ及びＷ
の含有量がＢａ（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 に換算して８
重量％未満となるように添加したものを所定形状に成形
し、しかるのち、１０００〜１１００℃の温度で焼成す
るようにしたものである。
電磁器組成物を製造するために、予めＰｂＺｒＯ3 −Ｐ
ｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体と
する仮焼粉を用意し、この仮焼粉に対してＢａＣＯ3 、
ＣｕＯ及びＷＯ3 の粉体を、焼成後のＢａ、Ｃｕ及びＷ
の含有量がＢａ（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 に換算して８
重量％未満となるように添加したものを所定形状に成形
し、しかるのち、１０００〜１１００℃の温度で焼成す
るようにしたものである。
【００１４】まず、本発明によれば、圧電磁器組成物の
主体がＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3−Ｐｂ（Ｓｎ1/3
Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 からなることを特徴とする。このように
ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 （以下、ＰＺＴという。）
に、Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 となる組成を第３
成分として固溶させることで、圧電諸定数の中でも消費
電力や発熱量を抑えるうえで重要な電気機械結合係数や
比誘電率を高めることができる。また、比誘電率を高め
るために、Ｐｂの一部をＢａで置換したり、キュリー温
度を高めるために、Ｓｂの一部をＮｂで置換しても良
い。
主体がＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3−Ｐｂ（Ｓｎ1/3
Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 からなることを特徴とする。このように
ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 （以下、ＰＺＴという。）
に、Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 となる組成を第３
成分として固溶させることで、圧電諸定数の中でも消費
電力や発熱量を抑えるうえで重要な電気機械結合係数や
比誘電率を高めることができる。また、比誘電率を高め
るために、Ｐｂの一部をＢａで置換したり、キュリー温
度を高めるために、Ｓｂの一部をＮｂで置換しても良
い。
【００１５】具体的には、組成式を（Ｐｂ1-w Ｂ
ａw ）v Ｚｒx Ｔｉy （Ｓｎ1/2 Ｓｂ1-q Ｎｂq ）2z/3
Ｏ3 と表した時、ｘ，ｙ，ｚ，ｑ，ｖ，ｗが ｘ＋ｙ＋
ｚ＝１、０．４７≦ｘ≦０．５２、０．４３≦ｙ≦０．
４８、０．０２≦ｚ≦０．０８、０≦ｑ≦０．６０、
０．９８≦ｖ≦１．００、０＜ｗ≦０．０６を満足する
ものを用いることができる。
ａw ）v Ｚｒx Ｔｉy （Ｓｎ1/2 Ｓｂ1-q Ｎｂq ）2z/3
Ｏ3 と表した時、ｘ，ｙ，ｚ，ｑ，ｖ，ｗが ｘ＋ｙ＋
ｚ＝１、０．４７≦ｘ≦０．５２、０．４３≦ｙ≦０．
４８、０．０２≦ｚ≦０．０８、０≦ｑ≦０．６０、
０．９８≦ｖ≦１．００、０＜ｗ≦０．０６を満足する
ものを用いることができる。
【００１６】ここで、ＰＺＴを主成分とした圧電磁器組
成物は、ＰｂＺｒＯ3 とＰｂＴｉＯ 3 の固溶比率を変化
させると、圧電歪定数の極大値を示すＭＰＢ（組成相境
界）が存在し、圧電アクチュエータ、超音波応用振動
子、超音波モータ等の素子としては、圧電歪み定数の極
大値を示すＭＰＢ及びその近傍の組成値を用いることが
良い。そして、このＭＰＢはｚの量により変化するた
め、ｘ、ｙの値をｚの組成範囲内でＭＰＢを捉える組
成、即ち、０．４７≦ｘ≦０．５２、０．４３≦ｙ≦
０．４８とすることでＭＰＢを捉えることができる。
成物は、ＰｂＺｒＯ3 とＰｂＴｉＯ 3 の固溶比率を変化
させると、圧電歪定数の極大値を示すＭＰＢ（組成相境
界）が存在し、圧電アクチュエータ、超音波応用振動
子、超音波モータ等の素子としては、圧電歪み定数の極
大値を示すＭＰＢ及びその近傍の組成値を用いることが
良い。そして、このＭＰＢはｚの量により変化するた
め、ｘ、ｙの値をｚの組成範囲内でＭＰＢを捉える組
成、即ち、０．４７≦ｘ≦０．５２、０．４３≦ｙ≦
０．４８とすることでＭＰＢを捉えることができる。
【００１７】また、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｎｂの合量を示すｚを
多くすると、電気機械結合係数及び比誘電率を高くする
ことができるのであるが、ｚが０．０２未満では、電気
機械結合係数及び比誘電率を高めることができず、ｚが
０．０８を越えるとキュリー温度が低くなるために好ま
しくない。
多くすると、電気機械結合係数及び比誘電率を高くする
ことができるのであるが、ｚが０．０２未満では、電気
機械結合係数及び比誘電率を高めることができず、ｚが
０．０８を越えるとキュリー温度が低くなるために好ま
しくない。
【００１８】Ｎｂ量を示すｑを多くすると、キュリー温
度を高くすることができるのであるが、ｑが０．６０を
超えると電気機械結合係数及び比誘電率が低下する。
度を高くすることができるのであるが、ｑが０．６０を
超えると電気機械結合係数及び比誘電率が低下する。
【００１９】ＰｂとＢａの合量を示すｖについては、ｖ
が０．９８未満では電気機械結合係数が低くなり、ｖが
１．００を超えると比誘電率が低下する。 ＰｂのＢａ
による置換量ｗを多くすると、比誘電率を高くすること
ができるがｗが０．０６を超えるとキュリー温度が低下
する。
が０．９８未満では電気機械結合係数が低くなり、ｖが
１．００を超えると比誘電率が低下する。 ＰｂのＢａ
による置換量ｗを多くすると、比誘電率を高くすること
ができるがｗが０．０６を超えるとキュリー温度が低下
する。
【００２０】さらに、本発明は、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴ
ｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3）Ｏ3 に対し、他の
成分として、Ｂｉ及びＦｅの２成分を含有するか、ある
いはＢａ、Ｃｕ及びＷの３成分を含有することを特徴と
する。
ｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3）Ｏ3 に対し、他の
成分として、Ｂｉ及びＦｅの２成分を含有するか、ある
いはＢａ、Ｃｕ及びＷの３成分を含有することを特徴と
する。
【００２１】即ち、他の成分としてＢｉ及びＦｅの２成
分を含有させると、イオン半径に合わせて主体をなすＰ
ＺＴ−Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 の元素と置換を
起こし、ＡＢＯ3 で表される結晶のＡサイト（前記組成
式においてＰｂ1-w Ｂａw ）にＢｉが、Ｂサイト（前記
組成式においてＺｒx Ｔｉy （Ｓｎ1/2 Ｓｂ1-q Ｎｂ
q ）2z/3）にＦｅが入ることになる。このとき、Ａサイ
ト及びＢサイトにあった元のイオンの価数と置換された
イオンの価数が異なると電気的バランスをとるために結
晶格子内に空孔が生じるのであるが、この空孔が多いほ
ど圧電磁器組成物の焼成時に物質の移動が起こり易くな
り、低温での焼結が進むことになる。
分を含有させると、イオン半径に合わせて主体をなすＰ
ＺＴ−Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 の元素と置換を
起こし、ＡＢＯ3 で表される結晶のＡサイト（前記組成
式においてＰｂ1-w Ｂａw ）にＢｉが、Ｂサイト（前記
組成式においてＺｒx Ｔｉy （Ｓｎ1/2 Ｓｂ1-q Ｎｂ
q ）2z/3）にＦｅが入ることになる。このとき、Ａサイ
ト及びＢサイトにあった元のイオンの価数と置換された
イオンの価数が異なると電気的バランスをとるために結
晶格子内に空孔が生じるのであるが、この空孔が多いほ
ど圧電磁器組成物の焼成時に物質の移動が起こり易くな
り、低温での焼結が進むことになる。
【００２２】そして、ＢｉはＰｂ2+イオンよりも価数が
大きくドナーイオンとして働き、また、Ｐｂと置換し易
いイオン半径を有するとともに、ＦｅはＺｒ4+、Ｔｉ4+
よりも価数が小さくアクセプターイオンとして働き、ま
た、Ｚｒ、Ｔｉと置換し易いイオン半径を有する。その
為、ドナーイオンとして働くＢｉとアクセプターイオン
として働くＦｅの両者を共に含有させることで、圧電磁
器組成物の圧電諸定数を殆ど低下させることなく、焼成
温度を１１００℃以下にまで下げることが可能となる。
その結果、圧電アクチュエータ等の製造において、Ｐｔ
やＰｄと比較して安価なＡｇを主体とする電極材料（Ａ
ｇが５０％以上）の使用が可能となる。ただし、Ｂｉと
Ｆｅの含有量がＢｉＦｅＯ3 換算で１０重量％以上で
は、低温焼結の効果はあるものの、圧電磁器組成物の電
気機械結合係数が大きく低下する。
大きくドナーイオンとして働き、また、Ｐｂと置換し易
いイオン半径を有するとともに、ＦｅはＺｒ4+、Ｔｉ4+
よりも価数が小さくアクセプターイオンとして働き、ま
た、Ｚｒ、Ｔｉと置換し易いイオン半径を有する。その
為、ドナーイオンとして働くＢｉとアクセプターイオン
として働くＦｅの両者を共に含有させることで、圧電磁
器組成物の圧電諸定数を殆ど低下させることなく、焼成
温度を１１００℃以下にまで下げることが可能となる。
その結果、圧電アクチュエータ等の製造において、Ｐｔ
やＰｄと比較して安価なＡｇを主体とする電極材料（Ａ
ｇが５０％以上）の使用が可能となる。ただし、Ｂｉと
Ｆｅの含有量がＢｉＦｅＯ3 換算で１０重量％以上で
は、低温焼結の効果はあるものの、圧電磁器組成物の電
気機械結合係数が大きく低下する。
【００２３】従って、他の成分としてＢｉとＦｅを用い
る時には、これらの含有量をＢｉＦｅＯ3 に換算して１
０重量％未満の範囲で含有することが重要であり、好ま
しくは１重量％以上、９重量％以下の範囲で含有するこ
とが良い。
る時には、これらの含有量をＢｉＦｅＯ3 に換算して１
０重量％未満の範囲で含有することが重要であり、好ま
しくは１重量％以上、９重量％以下の範囲で含有するこ
とが良い。
【００２４】一方、他の成分としてＢａ、Ｃｕ及びＷの
３成分を含有させると、イオン半径に合わせて主体をな
すＰＺＴ−Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 の元素と置
換を起こし、ＡＢＯ3 で表される結晶のＡサイト（前記
組成式においてＰｂ1-w Ｂａw ）にＢａが、Ｂサイト
（前記組成式においてＺｒx Ｔｉy （Ｓｎ1/2 Ｓｂ
1-q Ｎｂq ）2z/3）にＣｕとＷが入ることになる。この
とき、Ａサイト及び／又はＢサイトにあった元のイオン
の価数と置換されたイオンの価数が異なると電気的バラ
ンスをとるために結晶格子内に空孔が生じるのである
が、この空孔が多いほど圧電磁器組成物の焼成時に物質
の移動が起こり易くなり、低温での焼結が進むことにな
る。
３成分を含有させると、イオン半径に合わせて主体をな
すＰＺＴ−Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 の元素と置
換を起こし、ＡＢＯ3 で表される結晶のＡサイト（前記
組成式においてＰｂ1-w Ｂａw ）にＢａが、Ｂサイト
（前記組成式においてＺｒx Ｔｉy （Ｓｎ1/2 Ｓｂ
1-q Ｎｂq ）2z/3）にＣｕとＷが入ることになる。この
とき、Ａサイト及び／又はＢサイトにあった元のイオン
の価数と置換されたイオンの価数が異なると電気的バラ
ンスをとるために結晶格子内に空孔が生じるのである
が、この空孔が多いほど圧電磁器組成物の焼成時に物質
の移動が起こり易くなり、低温での焼結が進むことにな
る。
【００２５】そして、Ｂサイトの元素と置換されるＣｕ
とＷは、Ｃｕが２価、Ｗが６価と、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+より
も価数が大きいため、電気的バランスをとるために結晶
格子内に空孔が生じるとともに、焼結の初期にはＣｕ成
分が液相として働くために、粒子の移動が容易となって
緻密化が進むため、低温での焼結が促進されることにな
る。
とＷは、Ｃｕが２価、Ｗが６価と、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+より
も価数が大きいため、電気的バランスをとるために結晶
格子内に空孔が生じるとともに、焼結の初期にはＣｕ成
分が液相として働くために、粒子の移動が容易となって
緻密化が進むため、低温での焼結が促進されることにな
る。
【００２６】その為、圧電磁器組成物の圧電諸定数を殆
ど低下させることなく、焼成温度を１１００℃以下にま
で下げることが可能となり、結果として、圧電アクチュ
エータ等の製造において、ＰｔやＰｄと比較して安価な
Ａｇを主体とする電極材料（Ａｇが５０％以上）の使用
が可能となる。
ど低下させることなく、焼成温度を１１００℃以下にま
で下げることが可能となり、結果として、圧電アクチュ
エータ等の製造において、ＰｔやＰｄと比較して安価な
Ａｇを主体とする電極材料（Ａｇが５０％以上）の使用
が可能となる。
【００２７】ただし、Ｂａ、Ｃｕ及びＷの含有量がＢａ
（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 換算で８重量％以上では、圧
電磁器組成物の電気機械結合係数が大幅に低下する。
（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 換算で８重量％以上では、圧
電磁器組成物の電気機械結合係数が大幅に低下する。
【００２８】従って、他の成分としてＢａ、Ｃｕ及びＷ
を用いる時には、これらの含有量をＢａ（Ｃｕ1/2 Ｗ
1/2 ）Ｏ3 に換算して８重量％未満とすることが重量で
あり、好ましくは、１重量％以上、７重量％以下の範囲
で含有することが良い。
を用いる時には、これらの含有量をＢａ（Ｃｕ1/2 Ｗ
1/2 ）Ｏ3 に換算して８重量％未満とすることが重量で
あり、好ましくは、１重量％以上、７重量％以下の範囲
で含有することが良い。
【００２９】このような本発明の圧電磁器組成物を製造
する方法としては、出発原料としてＰｂ3 Ｏ4 、ＺｒＯ
2 、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 、Ｓｂ2 Ｏ3 の各粉末と、必要
に応じてＮｂ2 Ｏ5 とＢａＣＯ3 の粉末をそれぞれ秤量
混合し、次いでこの混合物を脱水、乾燥したあと、８０
０〜１０００℃で１〜３時間仮焼し、粉砕してＰＺＴ−
Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とする仮焼粉を
製作する。そして、この仮焼粉に対して他の成分として
ＢｉとＦｅの元素を含有させる場合には、上記仮焼粉に
Ｂｉ2 Ｏ3 及びＦｅ2 Ｏ3 の粉末を所定量加えて混合
し、上記仮焼粉に対して他の成分としてＢａ、Ｃｕ及び
Ｗの元素を含有させる場合には、上記仮焼粉にＢａＣＯ
3 、ＣｕＯ及びＷＯ3 の粉末を所定量加えて混合する。
そして、これらの混合物から泥しょうを作製してテープ
成型法、押出成型法、鋳込成型法にて所定形状の成形体
を得るか、あるいは上記混合物を造粒乾燥して顆粒を製
作し、型内に充填して一軸加圧成型法や等加圧成型法に
て所定形状の成形体を形成する。しかるのち、得られた
成形体を各々大気雰囲気中や酸素雰囲気中にて１０００
〜１１００℃の温度範囲にて数時間程度焼成することに
よって得ることができる。
する方法としては、出発原料としてＰｂ3 Ｏ4 、ＺｒＯ
2 、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 、Ｓｂ2 Ｏ3 の各粉末と、必要
に応じてＮｂ2 Ｏ5 とＢａＣＯ3 の粉末をそれぞれ秤量
混合し、次いでこの混合物を脱水、乾燥したあと、８０
０〜１０００℃で１〜３時間仮焼し、粉砕してＰＺＴ−
Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とする仮焼粉を
製作する。そして、この仮焼粉に対して他の成分として
ＢｉとＦｅの元素を含有させる場合には、上記仮焼粉に
Ｂｉ2 Ｏ3 及びＦｅ2 Ｏ3 の粉末を所定量加えて混合
し、上記仮焼粉に対して他の成分としてＢａ、Ｃｕ及び
Ｗの元素を含有させる場合には、上記仮焼粉にＢａＣＯ
3 、ＣｕＯ及びＷＯ3 の粉末を所定量加えて混合する。
そして、これらの混合物から泥しょうを作製してテープ
成型法、押出成型法、鋳込成型法にて所定形状の成形体
を得るか、あるいは上記混合物を造粒乾燥して顆粒を製
作し、型内に充填して一軸加圧成型法や等加圧成型法に
て所定形状の成形体を形成する。しかるのち、得られた
成形体を各々大気雰囲気中や酸素雰囲気中にて１０００
〜１１００℃の温度範囲にて数時間程度焼成することに
よって得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【００３１】（実施例１）原料粉末としてＰｂ3 Ｏ4 、
ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ
5 、ＢａＣＯ3 の各粉末を、Ｐｂが０．９４モル、Ｚｒ
が０．４８５モル、Ｔｉが０．４５５モル、Ｓｎが０．
０２モル、Ｓｂが０．０１６モル、Ｎｂが０．０２４モ
ル、Ｂａが０．０６モルの比率になるよう秤量し、ボー
ルミルにて２４時間湿式混合した。次いでこの混合物を
乾燥した後、９００℃で３時間仮焼して仮焼粉を得た。
ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ
5 、ＢａＣＯ3 の各粉末を、Ｐｂが０．９４モル、Ｚｒ
が０．４８５モル、Ｔｉが０．４５５モル、Ｓｎが０．
０２モル、Ｓｂが０．０１６モル、Ｎｂが０．０２４モ
ル、Ｂａが０．０６モルの比率になるよう秤量し、ボー
ルミルにて２４時間湿式混合した。次いでこの混合物を
乾燥した後、９００℃で３時間仮焼して仮焼粉を得た。
【００３２】この仮焼粉をＩＣＰ発光分光分析によって
組成分析を行ったところ、組成式が（Ｐｂ1-w Ｂ
ａw ）v Ｚｒx Ｔｉy （Ｓｎ1/2 Ｓｂ1-q Ｎｂq ）2z/3
Ｏ3 （ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ｘ：０．４８５、ｙ：０．４５
５、ｚ：０．０６、ｑ：０．６、ｖ：１、ｗ：０．０
６）で表されるものであった。
組成分析を行ったところ、組成式が（Ｐｂ1-w Ｂ
ａw ）v Ｚｒx Ｔｉy （Ｓｎ1/2 Ｓｂ1-q Ｎｂq ）2z/3
Ｏ3 （ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ｘ：０．４８５、ｙ：０．４５
５、ｚ：０．０６、ｑ：０．６、ｖ：１、ｗ：０．０
６）で表されるものであった。
【００３３】次に、この仮焼粉にＢｉ2 Ｏ3 及びＦｅ2
Ｏ3 の粉末を表１に示す割合で添加してボールミルで２
４時間湿式粉砕し、さらに有機バインダーを添加混練し
たあと乾燥、造粒して顆粒を得た。そして、得られた顆
粒を１．５ｔ／ｃｍ2 の圧力で直径２０ｍｍ、厚さ２ｍ
ｍの寸法からなる円板状に一軸加圧成型したあと、各成
形体を大気雰囲気中にて焼結させることができる温度で
焼成した。
Ｏ3 の粉末を表１に示す割合で添加してボールミルで２
４時間湿式粉砕し、さらに有機バインダーを添加混練し
たあと乾燥、造粒して顆粒を得た。そして、得られた顆
粒を１．５ｔ／ｃｍ2 の圧力で直径２０ｍｍ、厚さ２ｍ
ｍの寸法からなる円板状に一軸加圧成型したあと、各成
形体を大気雰囲気中にて焼結させることができる温度で
焼成した。
【００３４】しかるのち、得られた圧電磁器組成物を厚
さ１ｍｍ、幅３ｍｍ、長さ１２ｍｍの短冊状に加工し、
両面に銀電極を焼き付け、８０℃のシリコンオイル中で
３ｋＶ／ｍｍの直流電圧を３０分間印加して分極処理を
行い試料を得た。
さ１ｍｍ、幅３ｍｍ、長さ１２ｍｍの短冊状に加工し、
両面に銀電極を焼き付け、８０℃のシリコンオイル中で
３ｋＶ／ｍｍの直流電圧を３０分間印加して分極処理を
行い試料を得た。
【００３５】そして、各試料について、ＩＣＰ発光分光
分析によってＢｉとＦｅの含有量をＢｉＦｅＯ3 換算に
て測定するとともに、電子工業会規格ＥＭＡＳに基づき
圧電諸定数の電気機械結合係数Ｋｐと比誘電率ε33 T ／
ε0 をそれぞれ測定した。
分析によってＢｉとＦｅの含有量をＢｉＦｅＯ3 換算に
て測定するとともに、電子工業会規格ＥＭＡＳに基づき
圧電諸定数の電気機械結合係数Ｋｐと比誘電率ε33 T ／
ε0 をそれぞれ測定した。
【００３６】結果は表２に示す通りである。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】この結果、ＢｉとＦｅを含有させることに
より、圧電磁器組成物の比誘電率を殆ど劣化させること
なく、焼成温度を下げられることが判る。ただし、Ｂｉ
とＦｅの含有が増えるにつれて電気機械結合係数が低下
し、ＢｉとＦｅの含有量がＢｉＦｅＯ3 換算にて１０重
量％以上では、電気機械結合係数が５０％台にまで大き
く低下した。
より、圧電磁器組成物の比誘電率を殆ど劣化させること
なく、焼成温度を下げられることが判る。ただし、Ｂｉ
とＦｅの含有が増えるにつれて電気機械結合係数が低下
し、ＢｉとＦｅの含有量がＢｉＦｅＯ3 換算にて１０重
量％以上では、電気機械結合係数が５０％台にまで大き
く低下した。
【００４０】従って、ＢｉとＦｅを、ＢｉＦｅＯ3 換算
にて１０重量％未満の範囲で含有させることにより、電
気機械結合係数や比誘電率といった圧電諸定数を劣化さ
せることなく、１１００℃以下の温度で焼結させること
ができることが判る。
にて１０重量％未満の範囲で含有させることにより、電
気機械結合係数や比誘電率といった圧電諸定数を劣化さ
せることなく、１１００℃以下の温度で焼結させること
ができることが判る。
【００４１】そこで、表１，２において、基準試料とし
て用いた試料Ｎｏ．１の従来の圧電磁器組成物と、試料
Ｎｏ．３の本発明の圧電磁器組成物とで圧電アクチュエ
ータを製作した時のＡｇ（５０重量％以上）−Ｐｔから
なる電極の密着具合について調べる実験を行った。
て用いた試料Ｎｏ．１の従来の圧電磁器組成物と、試料
Ｎｏ．３の本発明の圧電磁器組成物とで圧電アクチュエ
ータを製作した時のＡｇ（５０重量％以上）−Ｐｔから
なる電極の密着具合について調べる実験を行った。
【００４２】具体的には、試料Ｎｏ．１，３の組成を有
する原料を用意し、これらの原料に有機バインダーを添
加しドクターブレード法にてセラミックグリーンシート
を作製し、２ｃｍ×２ｃｍ×０．００５ｃｍのシートを
切り出し、電極材料としてＡｇ（５０重量％以上）−Ｐ
ｔのペーストを用いて、セラミックグリーンシートに印
刷後、複数枚を積層したものを表２で示す温度でそれぞ
れ焼成して圧電アクチュエータを製作した。
する原料を用意し、これらの原料に有機バインダーを添
加しドクターブレード法にてセラミックグリーンシート
を作製し、２ｃｍ×２ｃｍ×０．００５ｃｍのシートを
切り出し、電極材料としてＡｇ（５０重量％以上）−Ｐ
ｔのペーストを用いて、セラミックグリーンシートに印
刷後、複数枚を積層したものを表２で示す温度でそれぞ
れ焼成して圧電アクチュエータを製作した。
【００４３】そして、得られた各圧電アクチュエータに
おける電極の接合の状態をＳＥＭにて観察したところ、
試料Ｎｏ．１の従来の圧電磁器組成物を用いたものは、
焼成温度が１２００℃以上と高温であるため、Ａｇを主
体とする電極を用いると、蒸発や凝集による電極の分断
が観られた。
おける電極の接合の状態をＳＥＭにて観察したところ、
試料Ｎｏ．１の従来の圧電磁器組成物を用いたものは、
焼成温度が１２００℃以上と高温であるため、Ａｇを主
体とする電極を用いると、蒸発や凝集による電極の分断
が観られた。
【００４４】これに対し、試料Ｎｏ．３の本発明の圧電
磁器組成物を用いたものは、１１００℃以下の温度で焼
成することができるため、Ａｇを主体とする電極を用い
ても剥離や蒸発が見られず、接合が良好であった。
磁器組成物を用いたものは、１１００℃以下の温度で焼
成することができるため、Ａｇを主体とする電極を用い
ても剥離や蒸発が見られず、接合が良好であった。
【００４５】（実施例２）原料粉末としてＰｂ3 Ｏ4 、
ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ
5 、ＢａＣＯ3 の各粉末を、Ｐｂが０．９４モル、Ｚｒ
が０．４８５モル、Ｔｉが０．４５５モル、Ｓｎが０．
０２モル、Ｓｂが０．０１６モル、Ｎｂが０．０２４モ
ル、Ｂａが０．０６モルの比率になるよう秤量し、ボー
ルミルにて２４時間湿式混合した。次いでこの混合物を
乾燥した後、９００℃で３時間仮焼して仮焼粉を得た。
ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ
5 、ＢａＣＯ3 の各粉末を、Ｐｂが０．９４モル、Ｚｒ
が０．４８５モル、Ｔｉが０．４５５モル、Ｓｎが０．
０２モル、Ｓｂが０．０１６モル、Ｎｂが０．０２４モ
ル、Ｂａが０．０６モルの比率になるよう秤量し、ボー
ルミルにて２４時間湿式混合した。次いでこの混合物を
乾燥した後、９００℃で３時間仮焼して仮焼粉を得た。
【００４６】この仮焼粉をＩＣＰ発光分光分析によって
組成分析を行ったところ、組成式が（Ｐｂ1-w Ｂ
ａw ）v Ｚｒx Ｔｉy （Ｓｎ1/2 Ｓｂ1-q Ｎｂq ）2z/3
Ｏ3 （ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ｘ：０．４８５、ｙ：０．４５
５、ｚ：０．０６、ｑ：０．６、ｖ：１、ｗ：０．０
６）で表されるものであった。
組成分析を行ったところ、組成式が（Ｐｂ1-w Ｂ
ａw ）v Ｚｒx Ｔｉy （Ｓｎ1/2 Ｓｂ1-q Ｎｂq ）2z/3
Ｏ3 （ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ｘ：０．４８５、ｙ：０．４５
５、ｚ：０．０６、ｑ：０．６、ｖ：１、ｗ：０．０
６）で表されるものであった。
【００４７】次に、この仮焼粉にＢａＣＯ3 、ＣｕＯ及
びＷＯ3 の粉末を表３に示す割合で添加してボールミル
で２４時間湿式粉砕し、さらに有機バインダーを添加混
練したあと乾燥、造粒して顆粒を得た。そして、得られ
た顆粒を１．５ｔ／ｃｍ2 の圧力で直径２０ｍｍ、厚さ
２ｍｍの寸法からなる円板状に一軸加圧成型したあと、
各成形体を大気雰囲気中にて焼結させることができる温
度で焼成した。
びＷＯ3 の粉末を表３に示す割合で添加してボールミル
で２４時間湿式粉砕し、さらに有機バインダーを添加混
練したあと乾燥、造粒して顆粒を得た。そして、得られ
た顆粒を１．５ｔ／ｃｍ2 の圧力で直径２０ｍｍ、厚さ
２ｍｍの寸法からなる円板状に一軸加圧成型したあと、
各成形体を大気雰囲気中にて焼結させることができる温
度で焼成した。
【００４８】しかるのち、得られた圧電磁器組成物を厚
さ１ｍｍ、幅３ｍｍ、長さ１２ｍｍの短冊状に加工し、
両面に銀電極を焼き付け、８０℃のシリコンオイル中で
３ｋＶ／ｍｍの直流電圧を３０分間印加して分極処理を
行い試料を得た。
さ１ｍｍ、幅３ｍｍ、長さ１２ｍｍの短冊状に加工し、
両面に銀電極を焼き付け、８０℃のシリコンオイル中で
３ｋＶ／ｍｍの直流電圧を３０分間印加して分極処理を
行い試料を得た。
【００４９】そして、各試料について、ＩＣＰ発光分光
分析によってＢａ、Ｃｕ、Ｗの含有量をＢａ（Ｃｕ1/2
Ｗ1/2 ）Ｏ3 換算にて測定するとともに、電子工業会
規格ＥＭＡＳに基づき圧電諸定数の電気機械結合係数Ｋ
ｐと比誘電率ε33 T ／ε0 を測定した。
分析によってＢａ、Ｃｕ、Ｗの含有量をＢａ（Ｃｕ1/2
Ｗ1/2 ）Ｏ3 換算にて測定するとともに、電子工業会
規格ＥＭＡＳに基づき圧電諸定数の電気機械結合係数Ｋ
ｐと比誘電率ε33 T ／ε0 を測定した。
【００５０】それぞれの結果は表４に示す通りである。
【００５１】
【表３】
【００５２】
【表４】
【００５３】この結果、Ｂａ、Ｃｕ、Ｗの３成分を含有
させることにより、圧電磁器組成物の比誘電率を殆ど劣
化させることなく、焼成温度を下げられることが判る。
ただし、Ｂａ、Ｃｕ、Ｗの含有が増えるにつれて電気機
械結合係数が低下し、Ｂａ、Ｃｕ、Ｗの含有量がＢａ
（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 換算にて８重量％以上では、
電気機械結合係数が５０％台にまで大きく低下した。
させることにより、圧電磁器組成物の比誘電率を殆ど劣
化させることなく、焼成温度を下げられることが判る。
ただし、Ｂａ、Ｃｕ、Ｗの含有が増えるにつれて電気機
械結合係数が低下し、Ｂａ、Ｃｕ、Ｗの含有量がＢａ
（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 換算にて８重量％以上では、
電気機械結合係数が５０％台にまで大きく低下した。
【００５４】従って、Ｂａ、Ｃｕ、Ｗの３成分を、Ｂａ
（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 換算にて８重量％未満の範囲
で含有させることにより、電気機械結合係数や比誘電率
といった圧電諸定数を劣化させることなく、焼成温度を
１１００℃以下とできることが判る。
（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 換算にて８重量％未満の範囲
で含有させることにより、電気機械結合係数や比誘電率
といった圧電諸定数を劣化させることなく、焼成温度を
１１００℃以下とできることが判る。
【００５５】そこで、表３，４において、基準試料とし
て用いた試料Ｎｏ．11の従来の圧電磁器組成物と、試料
Ｎｏ．13の本発明の圧電磁器組成物とで圧電アクチュエ
ータを製作した時のＡｇ（５０重量％以上）−Ｐｔから
なる電極の密着具合について調べる実験を行った。
て用いた試料Ｎｏ．11の従来の圧電磁器組成物と、試料
Ｎｏ．13の本発明の圧電磁器組成物とで圧電アクチュエ
ータを製作した時のＡｇ（５０重量％以上）−Ｐｔから
なる電極の密着具合について調べる実験を行った。
【００５６】具体的には、試料Ｎｏ．11，13の組成を有
する原料を用意し、これらの原料に有機バインダーを添
加しドクターブレード法にてセラミックグリーンシート
を作製し、２ｃｍ×２ｃｍ×０．００５ｃｍのシートを
切り出し、電極材料としてＡｇ（５０重量％以上）−Ｐ
ｔのペーストを用いて、セラミックグリーンシートに印
刷後、複数枚を積層したものを表４で示す温度でそれぞ
れ焼成して圧電アクチュエータを製作した。
する原料を用意し、これらの原料に有機バインダーを添
加しドクターブレード法にてセラミックグリーンシート
を作製し、２ｃｍ×２ｃｍ×０．００５ｃｍのシートを
切り出し、電極材料としてＡｇ（５０重量％以上）−Ｐ
ｔのペーストを用いて、セラミックグリーンシートに印
刷後、複数枚を積層したものを表４で示す温度でそれぞ
れ焼成して圧電アクチュエータを製作した。
【００５７】そして、得られた各圧電アクチュエータに
おける電極の接合の状態をＳＥＭにて観察したところ、
試料Ｎｏ．11の従来の圧電磁器組成物を用いたものは、
焼成温度が１２００℃以上と高温であるため、Ａｇを主
体とする電極を用いると、蒸発や凝集による電極の分断
が観られた。
おける電極の接合の状態をＳＥＭにて観察したところ、
試料Ｎｏ．11の従来の圧電磁器組成物を用いたものは、
焼成温度が１２００℃以上と高温であるため、Ａｇを主
体とする電極を用いると、蒸発や凝集による電極の分断
が観られた。
【００５８】これに対し、試料Ｎｏ．13の本発明の圧電
磁器組成物を用いたものは、１１００℃以下の温度で焼
成することができるため、Ａｇを主体とする電極を用い
ても剥離や蒸発が見られず、接合が良好であった。
磁器組成物を用いたものは、１１００℃以下の温度で焼
成することができるため、Ａｇを主体とする電極を用い
ても剥離や蒸発が見られず、接合が良好であった。
【００５９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、予め用
意したＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3
Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とする仮焼粉に対してＢｉ2 Ｏ3
及びＦｅ2 Ｏ3 の粉体を添加したものを所定形状に成形
し、しかるのち、その成形体を１０００〜１１００℃の
温度範囲で焼成して、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐ
ｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とし、Ｂｉ及びＦ
ｅの元素をＢｉＦｅＯ3に換算して１０重量％未満の範
囲で含有して圧電磁器組成物を得たことから、ＰｂＺｒ
Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3
の持つ優れた電気機械結合係数や比誘電率等の圧電諸定
数を維持したまま、１１００℃以下の低温での焼結が可
能となる。その為、本発明の圧電磁器組成物を用いれ
ば、消費電力や発熱の少ない圧電アクチュエータ、超音
波応用振動子、超音波モータ等の製作が可能となり、さ
らに銀（Ａｇ）等を主体とした低温で使用できる電極材
料を用いることができるため、安価に製作することが可
能となる。
意したＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3
Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とする仮焼粉に対してＢｉ2 Ｏ3
及びＦｅ2 Ｏ3 の粉体を添加したものを所定形状に成形
し、しかるのち、その成形体を１０００〜１１００℃の
温度範囲で焼成して、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐ
ｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とし、Ｂｉ及びＦ
ｅの元素をＢｉＦｅＯ3に換算して１０重量％未満の範
囲で含有して圧電磁器組成物を得たことから、ＰｂＺｒ
Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3
の持つ優れた電気機械結合係数や比誘電率等の圧電諸定
数を維持したまま、１１００℃以下の低温での焼結が可
能となる。その為、本発明の圧電磁器組成物を用いれ
ば、消費電力や発熱の少ない圧電アクチュエータ、超音
波応用振動子、超音波モータ等の製作が可能となり、さ
らに銀（Ａｇ）等を主体とした低温で使用できる電極材
料を用いることができるため、安価に製作することが可
能となる。
【００６０】また、本発明は、予め用意したＰｂＺｒＯ
3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主
体とする仮焼粉に対してＢａＣＯ3 、ＣｕＯ及びＷＯ3
の粉体を添加したものを所定形状に成形し、しかるの
ち、その成形体を１０００〜１１００℃の温度範囲で焼
成して、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3
Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とし、Ｂａ、Ｃｕ及びＷの元素
をＢａ（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 に換算して８重量％未
満の範囲で含有して圧電磁器組成物を構成したことか
ら、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓ
ｂ2/3 ）Ｏ3 の持つ優れた電気機械結合係数や比誘電率
等の圧電諸定数を維持したまま、１１００℃以下の低温
での焼成が可能となる。その為、本発明の圧電磁器組成
物を用いれば、消費電力や発熱の少ない圧電アクチュエ
ータ、超音波応用振動子、超音波モータ等の製作が可能
となり、さらに銀（Ａｇ）等を主体とした低温で使用で
きる電極材料を用いることができるため、安価に製作す
ることが可能となる。
3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主
体とする仮焼粉に対してＢａＣＯ3 、ＣｕＯ及びＷＯ3
の粉体を添加したものを所定形状に成形し、しかるの
ち、その成形体を１０００〜１１００℃の温度範囲で焼
成して、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3
Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とし、Ｂａ、Ｃｕ及びＷの元素
をＢａ（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 に換算して８重量％未
満の範囲で含有して圧電磁器組成物を構成したことか
ら、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓ
ｂ2/3 ）Ｏ3 の持つ優れた電気機械結合係数や比誘電率
等の圧電諸定数を維持したまま、１１００℃以下の低温
での焼成が可能となる。その為、本発明の圧電磁器組成
物を用いれば、消費電力や発熱の少ない圧電アクチュエ
ータ、超音波応用振動子、超音波モータ等の製作が可能
となり、さらに銀（Ａｇ）等を主体とした低温で使用で
きる電極材料を用いることができるため、安価に製作す
ることが可能となる。
Claims (4)
- 【請求項１】ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ
1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3を主体とし、Ｂｉ及びＦｅの元素
をＢｉＦｅＯ3 に換算して１０重量％未満の範囲で含有
してなる圧電磁器組成物。 - 【請求項２】予め用意したＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3
−Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とする仮焼粉
に対してＢｉ2 Ｏ3 及びＦｅ2 Ｏ3 の粉体を、焼成後の
ＢｉとＦｅがＢｉＦｅＯ3 に換算して１０重量％未満と
なるような量を添加したものを所定形状に成形し、しか
るのち、１０００〜１１００℃の温度で焼成することを
特徴とする圧電磁器組成物の製造方法。 - 【請求項３】ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ（Ｓｎ
1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3を主体とし、Ｂａ、Ｃｕ及びＷの
元素をＢａ（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 に換算して８重量
％未満の範囲で含有してなる圧電磁器組成物。 - 【請求項４】予め用意したＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3
−Ｐｂ（Ｓｎ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 を主体とする仮焼粉
に対してＢａＣＯ3 、ＣｕＯ及びＷＯ3 の粉体を、焼成
後のＢａ、Ｃｕ及びＷがＢａ（Ｃｕ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3
に換算して８重量％未満となるような量を添加したもの
を所定形状に成形し、しかるのち、１０００〜１１００
℃の温度で焼成することを特徴とする圧電磁器組成物の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10339307A JP2000169223A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 圧電磁器組成物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10339307A JP2000169223A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 圧電磁器組成物及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000169223A true JP2000169223A (ja) | 2000-06-20 |
Family
ID=18326225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10339307A Withdrawn JP2000169223A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 圧電磁器組成物及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000169223A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002293625A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-09 | Kyocera Corp | アクチュエータ用圧電磁器及び積層型圧電アクチュエータ並びに噴射装置 |
| KR100434418B1 (ko) * | 2000-08-18 | 2004-06-04 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 압전 세라믹재, 소결 압전 세라믹 컴팩트 및 압전 세라믹 소자 |
| WO2005071769A1 (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 圧電素子及び積層型圧電素子 |
| JP2006124271A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-05-18 | Ngk Insulators Ltd | 圧電／電歪磁器組成物、圧電／電歪体、及び圧電／電歪膜型素子 |
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| WO2023095450A1 (ja) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | 株式会社村田製作所 | 超音波トランスデューサおよびその製造方法 |
-
1998
- 1998-11-30 JP JP10339307A patent/JP2000169223A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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