JP2001058872A - 圧電磁器材料 - Google Patents
圧電磁器材料Info
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- JP2001058872A JP2001058872A JP11232290A JP23229099A JP2001058872A JP 2001058872 A JP2001058872 A JP 2001058872A JP 11232290 A JP11232290 A JP 11232290A JP 23229099 A JP23229099 A JP 23229099A JP 2001058872 A JP2001058872 A JP 2001058872A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰｂＯの蒸発を回避できる低温（１０００℃
以下）で焼結可能であるとともに、製造コストを低減し
た圧電磁器材料を提供すること。 【解決手段】 ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｍ
ｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ ３、あるいは、Ｐｂ（Ｍｎ
１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３を主成分とする三元組成図上
で、六角形ＡＢＣＤＥＦ（あるいは、ＧＨＩＪＫＬ）で
囲まれた範囲内と、副成分として、ＭｏＯ３とＶ２Ｏ５
等の酸化物を一定量添加した圧電磁器材料。
以下）で焼結可能であるとともに、製造コストを低減し
た圧電磁器材料を提供すること。 【解決手段】 ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｍ
ｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ ３、あるいは、Ｐｂ（Ｍｎ
１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３を主成分とする三元組成図上
で、六角形ＡＢＣＤＥＦ（あるいは、ＧＨＩＪＫＬ）で
囲まれた範囲内と、副成分として、ＭｏＯ３とＶ２Ｏ５
等の酸化物を一定量添加した圧電磁器材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電磁器材料に関
し、特に、各種超音波振動子、セラミックフィルタ、圧
電発音体、圧電アクチュエータ等の圧電磁器製造物に利
用される圧電磁器材料に関するものである。
し、特に、各種超音波振動子、セラミックフィルタ、圧
電発音体、圧電アクチュエータ等の圧電磁器製造物に利
用される圧電磁器材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、圧電磁器材料としては、ＰｂＴｉ
Ｏ３やＰｂＺｒＯ３を主成分として含む圧電セラミック
ス（以下、ＰＺＴ系圧電セラミックスと略す）が汎用的
に用いられている。一般に、この種の圧電セラミックス
では、その製造に要する焼結温度が二成分系では約１２
６０℃であり、さらに特性改善のために複合ペロブスカ
イト類を第三、第四成分として固溶させた多成分系ＰＺ
Ｔ系圧電セラミックスでは、焼結温度が多少低い１２０
０℃近辺となっている。
Ｏ３やＰｂＺｒＯ３を主成分として含む圧電セラミック
ス（以下、ＰＺＴ系圧電セラミックスと略す）が汎用的
に用いられている。一般に、この種の圧電セラミックス
では、その製造に要する焼結温度が二成分系では約１２
６０℃であり、さらに特性改善のために複合ペロブスカ
イト類を第三、第四成分として固溶させた多成分系ＰＺ
Ｔ系圧電セラミックスでは、焼結温度が多少低い１２０
０℃近辺となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＰＺＴ系圧
電セラミックスの焼結課程において、主成分の一つであ
るＰｂＯの蒸発が１０００℃近辺から急激に増加するこ
とが知られている、従って、上記の温度領域では、多量
のＰｂＯ蒸発が起こるという問題がある。ＰｂＯが蒸発
すると、焼結体の組成ずれを引き起こし、特性のばらつ
きや劣化を招く上、蒸発した鉛成分は環境汚染の原因と
もなる。
電セラミックスの焼結課程において、主成分の一つであ
るＰｂＯの蒸発が１０００℃近辺から急激に増加するこ
とが知られている、従って、上記の温度領域では、多量
のＰｂＯ蒸発が起こるという問題がある。ＰｂＯが蒸発
すると、焼結体の組成ずれを引き起こし、特性のばらつ
きや劣化を招く上、蒸発した鉛成分は環境汚染の原因と
もなる。
【０００４】そこで、ＰｂＯの蒸発を制御することは、
ＰＺＴ系圧電セラミックスの製造上、非常に重要となっ
ており、このためには、焼結温度を１０００℃以下にす
ることが望ましい。焼結温度の低下は、省エネルギーの
点でも有益である上に、例えば、一体焼成で製造される
積層型圧電素子の場合、焼結温度が低下できれば、内部
電極の構成においてパラジウムを減らし、銀の比率を増
大させることが可能であり、製造コスト面で有利となる
と期待される。このように、圧電磁器材料の焼結温度を
低下させることは、製造コスト面で有利であるととも
に、省エネルギーを具現化する点でも有益である。
ＰＺＴ系圧電セラミックスの製造上、非常に重要となっ
ており、このためには、焼結温度を１０００℃以下にす
ることが望ましい。焼結温度の低下は、省エネルギーの
点でも有益である上に、例えば、一体焼成で製造される
積層型圧電素子の場合、焼結温度が低下できれば、内部
電極の構成においてパラジウムを減らし、銀の比率を増
大させることが可能であり、製造コスト面で有利となる
と期待される。このように、圧電磁器材料の焼結温度を
低下させることは、製造コスト面で有利であるととも
に、省エネルギーを具現化する点でも有益である。
【０００５】しかし、上述した従来のＰＺＴ系圧電セラ
ミックスの場合には、次のような決点がある。即ち、一
般に、焼結温度が通常１２００℃以上であるため、Ｐｂ
Ｏの蒸発を回避したり、あるいは製造コストを低減させ
ることが困難となる問題がある。
ミックスの場合には、次のような決点がある。即ち、一
般に、焼結温度が通常１２００℃以上であるため、Ｐｂ
Ｏの蒸発を回避したり、あるいは製造コストを低減させ
ることが困難となる問題がある。
【０００６】従って、本発明は、このような問題点を解
決すべくなされたもので、その技術的課題は、ＰｂＯの
蒸発を回避できる低温（１０００℃以下）で焼結可能で
あるとともに、製造コストを低減した圧電磁器材料を提
供することにある。
決すべくなされたもので、その技術的課題は、ＰｂＯの
蒸発を回避できる低温（１０００℃以下）で焼結可能で
あるとともに、製造コストを低減した圧電磁器材料を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】多成分のＰＺＴ系圧電セ
ラミックスは、ＰｂＴｉ３−ＰｂＺｒＯ３に複合ペロブ
スカイト類を一種もしくは複数種固溶させることによ
り、二成分系では得られなかった誘電特性、圧電特性の
改善がなされて、実用に供されている。ＰｂＴｉＯ３−
ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３系圧
電セラミックスおよびＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐ
ｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系圧電セラミックス
は、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３やＰｂ（Ｍｎ
１／３Ｎｂ２／ ３）Ｏ３を固溶させることで、数百から
数千の機械的品質係数および高い誘電特性、圧電特性が
得られている。
ラミックスは、ＰｂＴｉ３−ＰｂＺｒＯ３に複合ペロブ
スカイト類を一種もしくは複数種固溶させることによ
り、二成分系では得られなかった誘電特性、圧電特性の
改善がなされて、実用に供されている。ＰｂＴｉＯ３−
ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３系圧
電セラミックスおよびＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐ
ｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系圧電セラミックス
は、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３やＰｂ（Ｍｎ
１／３Ｎｂ２／ ３）Ｏ３を固溶させることで、数百から
数千の機械的品質係数および高い誘電特性、圧電特性が
得られている。
【０００８】即ち、本発明は、ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒ
Ｏ３、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３を主成分とす
る酸化物圧電磁器材料であって、その組成が、ＰｂＴｉ
Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ
３の三成分系組成図上で、Ａ（５９ｍｏｌ％、４０ｍｏ
ｌ％、１ｍｏｌ％）、Ｂ（２９ｍｏｌ％、７０ｍｏｌ
％、１ｍｏｌ％）、Ｃ（２０ｍｏｌ％、６５ｍｏｌ％、
１５ｍｏｌ％）、Ｄ（３５ｍｏｌ％、４０ｍｏｌ％、２
５ｍｏｌ％）、Ｅ（５０ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、２５
ｍｏｌ％）、Ｆ（６５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、１０ｍ
ｏｌ％）で囲まれる六角形ＡＢＣＤＥＦの範囲内（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ各点を結ぶ線上を含む）にあり、か
つ、副成分として、Ｍ酸化物（ＭＯｘ：Ｖ２Ｏ５，Ｌａ
２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＰｂＯ，Ｗ
Ｏ３）のうち、少なくとも１種とＭｏＯ ３とを含み、前
記主成分重量に対して、合わせて１０ｗｔ％未満（０を
含まず）含有している圧電磁器材料である。
Ｏ３、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３を主成分とす
る酸化物圧電磁器材料であって、その組成が、ＰｂＴｉ
Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ
３の三成分系組成図上で、Ａ（５９ｍｏｌ％、４０ｍｏ
ｌ％、１ｍｏｌ％）、Ｂ（２９ｍｏｌ％、７０ｍｏｌ
％、１ｍｏｌ％）、Ｃ（２０ｍｏｌ％、６５ｍｏｌ％、
１５ｍｏｌ％）、Ｄ（３５ｍｏｌ％、４０ｍｏｌ％、２
５ｍｏｌ％）、Ｅ（５０ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、２５
ｍｏｌ％）、Ｆ（６５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、１０ｍ
ｏｌ％）で囲まれる六角形ＡＢＣＤＥＦの範囲内（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ各点を結ぶ線上を含む）にあり、か
つ、副成分として、Ｍ酸化物（ＭＯｘ：Ｖ２Ｏ５，Ｌａ
２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＰｂＯ，Ｗ
Ｏ３）のうち、少なくとも１種とＭｏＯ ３とを含み、前
記主成分重量に対して、合わせて１０ｗｔ％未満（０を
含まず）含有している圧電磁器材料である。
【０００９】また、本発明は、ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒ
Ｏ３、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３を主成分とす
る酸化物圧電磁器材料であって、その組成が、ＰｂＴｉ
Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ
３の三成分系組成図上で、Ｇ（５４ｍｏｌ％、４５ｍｏ
ｌ％、１ｍｏｌ％）、Ｈ（３７ｍｏｌ％、６２ｍｏｌ
％、１ｍｏｌ％）、Ｉ（２０ｍｏｌ％、５０ｍｏｌ％、
３０ｍｏｌ％）、Ｊ（２５ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％、４
５ｍｏｌ％）、Ｋ（４０ｍｏｌ％、１５ｍｏｌ％、４５
ｍｏｌ％）、Ｌ（５５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、２０ｍ
ｏｌ％）で囲まれる六角形ＧＨＩＪＫＬの範囲内（Ｇ，
Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ各点を結ぶ線上を含む）にあり、か
つ、副成分として、Ｍ酸化物（ＭＯｘ：Ｖ２Ｏ５，Ｌａ
２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＰｂＯ，Ｗ
Ｏ３）のうち、少なくとも１種とＭｏＯ ３とを含み、前
記主成分重量に対して、合わせて１０ｗｔ％未満（０を
含まず）含有している圧電磁器材料である。
Ｏ３、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３を主成分とす
る酸化物圧電磁器材料であって、その組成が、ＰｂＴｉ
Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ
３の三成分系組成図上で、Ｇ（５４ｍｏｌ％、４５ｍｏ
ｌ％、１ｍｏｌ％）、Ｈ（３７ｍｏｌ％、６２ｍｏｌ
％、１ｍｏｌ％）、Ｉ（２０ｍｏｌ％、５０ｍｏｌ％、
３０ｍｏｌ％）、Ｊ（２５ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％、４
５ｍｏｌ％）、Ｋ（４０ｍｏｌ％、１５ｍｏｌ％、４５
ｍｏｌ％）、Ｌ（５５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、２０ｍ
ｏｌ％）で囲まれる六角形ＧＨＩＪＫＬの範囲内（Ｇ，
Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ各点を結ぶ線上を含む）にあり、か
つ、副成分として、Ｍ酸化物（ＭＯｘ：Ｖ２Ｏ５，Ｌａ
２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＰｂＯ，Ｗ
Ｏ３）のうち、少なくとも１種とＭｏＯ ３とを含み、前
記主成分重量に対して、合わせて１０ｗｔ％未満（０を
含まず）含有している圧電磁器材料である。
【００１０】本発明では、ＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３
−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ ３系あるいはＰｂＴ
ｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）
Ｏ３系に、副成分として、Ｖ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｂｉ
２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＰｂＯ、ＷＯ３のうち少なく
とも一種とＭｏＯ３とを合わせて一定量添加すること
で、焼結温度を１０００℃以下に低下することができ
る。
−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ ３系あるいはＰｂＴ
ｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）
Ｏ３系に、副成分として、Ｖ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｂｉ
２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＰｂＯ、ＷＯ３のうち少なく
とも一種とＭｏＯ３とを合わせて一定量添加すること
で、焼結温度を１０００℃以下に低下することができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の発明の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。
態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】図１は、本発明の第１の実施の形態による
組成範囲を示す図である。
組成範囲を示す図である。
【００１３】主成分の組成範囲は、ＰｂＴｉＯ３−Ｐｂ
ＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２ ／３）Ｏ３の三成分
系組成図上で表され、Ａ（５９ｍｏｌ％、４０ｍｏｌ
％、１ｍｏｌ％）、Ｂ（２９ｍｏｌ％、７０ｍｏｌ％、
１ｍｏｌ％）、Ｃ（２０ｍｏｌ％、６５ｍｏｌ％、１５
ｍｏｌ％）、Ｄ（３５ｍｏｌ％、４０ｍｏｌ％、２５ｍ
ｏｌ％）、Ｅ（５０ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、２５ｍｏ
ｌ％）、Ｆ（６５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、１０ｍｏｌ
％）で囲まれる六角形ＡＢＣＤＥＦの範囲内（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ各点を結ぶ線上を含む）にある。
ＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２ ／３）Ｏ３の三成分
系組成図上で表され、Ａ（５９ｍｏｌ％、４０ｍｏｌ
％、１ｍｏｌ％）、Ｂ（２９ｍｏｌ％、７０ｍｏｌ％、
１ｍｏｌ％）、Ｃ（２０ｍｏｌ％、６５ｍｏｌ％、１５
ｍｏｌ％）、Ｄ（３５ｍｏｌ％、４０ｍｏｌ％、２５ｍ
ｏｌ％）、Ｅ（５０ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、２５ｍｏ
ｌ％）、Ｆ（６５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、１０ｍｏｌ
％）で囲まれる六角形ＡＢＣＤＥＦの範囲内（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ各点を結ぶ線上を含む）にある。
【００１４】以下は、本発明の圧電磁器材料を、その製
造過程を含めて具体的な例（比較例を含む）に基づいて
説明する。
造過程を含めて具体的な例（比較例を含む）に基づいて
説明する。
【００１５】最初に、主成分および副成分の原料とし
て、ＰｂＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｎＣＯ３、Ｓｂ２
Ｏ３、ＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、
ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＷＯ３を、それぞれ所定の組成となる
ように調製し、これらの原料粉をジルコニアボールとと
もにアクリルポット中に入れ、２０時間湿式混合した。
て、ＰｂＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｎＣＯ３、Ｓｂ２
Ｏ３、ＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、
ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＷＯ３を、それぞれ所定の組成となる
ように調製し、これらの原料粉をジルコニアボールとと
もにアクリルポット中に入れ、２０時間湿式混合した。
【００１６】次に、これらの混合粉を脱水乾燥後、アル
ミナこう鉢中で予焼を行ってから、各予焼粉をアクリル
ポット中ジルコニアボールにて１５時間湿式粉砕した。
ミナこう鉢中で予焼を行ってから、各予焼粉をアクリル
ポット中ジルコニアボールにて１５時間湿式粉砕した。
【００１７】引き続き、脱水乾燥して得られた予焼粉砕
粉にバインダを混合して加圧し、直径１５ｍｍ、厚み３
ｍｍに成形した。この成形体を７５０℃〜１０５０℃で
２時間焼成し、各焼結体を１ｍｍの厚さに加工した後、
両面に銀ペーストを塗布して、４５０℃で焼き付けて電
極を形成することにより試料とした。
粉にバインダを混合して加圧し、直径１５ｍｍ、厚み３
ｍｍに成形した。この成形体を７５０℃〜１０５０℃で
２時間焼成し、各焼結体を１ｍｍの厚さに加工した後、
両面に銀ペーストを塗布して、４５０℃で焼き付けて電
極を形成することにより試料とした。
【００１８】このようにして得られた各試料を１００
℃、４ｋＶ／ｍｍ、１５分で分極処理をし、比誘電率ε
ｒ、電気機械結合係数Ｋｐ、機械的品質係数Ｑｍを測定
した。測定結果は、各試料の組成とともに表１に示す。
なお、表１において、Ｔ．Ｓ．は焼結温度で、焼結体密
度ρが７．５ｇ／ｃｍ３以上となるのに必要な最も低温
で焼結可能な温度を示した。
℃、４ｋＶ／ｍｍ、１５分で分極処理をし、比誘電率ε
ｒ、電気機械結合係数Ｋｐ、機械的品質係数Ｑｍを測定
した。測定結果は、各試料の組成とともに表１に示す。
なお、表１において、Ｔ．Ｓ．は焼結温度で、焼結体密
度ρが７．５ｇ／ｃｍ３以上となるのに必要な最も低温
で焼結可能な温度を示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】本発明において、圧電磁器材料に関して、
その組成範囲を限定する理由として、各試料のうちのε
ｒ＜４００、Ｋｐ＜２５％、Ｑｍ＜５００のものは、特
性が劣化して実用性に乏しいため、本発明からは除外さ
れる。また、副成分の添加量が本発明の請求範囲を超え
た場合、組織が不均一となり、好ましくないため除外さ
れる。
その組成範囲を限定する理由として、各試料のうちのε
ｒ＜４００、Ｋｐ＜２５％、Ｑｍ＜５００のものは、特
性が劣化して実用性に乏しいため、本発明からは除外さ
れる。また、副成分の添加量が本発明の請求範囲を超え
た場合、組織が不均一となり、好ましくないため除外さ
れる。
【００２１】このような不適事項に該当する試料と特性
が劣化した試料とを排除することにより、組成範囲を決
定することができる。
が劣化した試料とを排除することにより、組成範囲を決
定することができる。
【００２２】図３に、代表的な試料の焼結温度と焼結体
密度の関係について例を示す。１０００℃以下でも十分
な焼結体密度が得られた。
密度の関係について例を示す。１０００℃以下でも十分
な焼結体密度が得られた。
【００２３】図２は、本発明の第２の実施の形態による
組成範囲を示す図である。
組成範囲を示す図である。
【００２４】主成分の組成範囲は、ＰｂＴｉＯ３−Ｐｂ
ＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２ ／３）Ｏ３の三成分
系組成図上で表され、Ｇ（５４ｍｏｌ％、４５ｍｏｌ
％、１ｍｏｌ％）、Ｈ（３７ｍｏｌ％、６２ｍｏｌ％、
１ｍｏｌ％）、Ｉ（２０ｍｏｌ％、５０ｍｏｌ％、３０
ｍｏｌ％）、Ｊ（２５ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％、４５ｍ
ｏｌ％）、Ｋ（４０ｍｏｌ％、１５ｍｏｌ％、４５ｍｏ
ｌ％）、Ｌ（５５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ
％）で囲まれる六角形ＧＨＩＪＫＬの範囲内（Ｇ，Ｈ，
Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ各点を結ぶ線上を含む）にある。
ＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２ ／３）Ｏ３の三成分
系組成図上で表され、Ｇ（５４ｍｏｌ％、４５ｍｏｌ
％、１ｍｏｌ％）、Ｈ（３７ｍｏｌ％、６２ｍｏｌ％、
１ｍｏｌ％）、Ｉ（２０ｍｏｌ％、５０ｍｏｌ％、３０
ｍｏｌ％）、Ｊ（２５ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％、４５ｍ
ｏｌ％）、Ｋ（４０ｍｏｌ％、１５ｍｏｌ％、４５ｍｏ
ｌ％）、Ｌ（５５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ
％）で囲まれる六角形ＧＨＩＪＫＬの範囲内（Ｇ，Ｈ，
Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ各点を結ぶ線上を含む）にある。
【００２５】本発明の第１の実施の形態と同様に、主成
分および副成分の原料として、ＰｂＯ、ＴｉＯ２、Ｚｒ
Ｏ２、ＭｎＣＯ３、Ｎｂ２Ｏ３、ＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５、
Ｌａ ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＷＯ３を、
それぞれ表２に示す各試料の組成となるように調製し
た。その後は、本発明の第１の実施の形態と同様な方法
で製造し、諸特性を測定した。その時の結果を表２に示
す。
分および副成分の原料として、ＰｂＯ、ＴｉＯ２、Ｚｒ
Ｏ２、ＭｎＣＯ３、Ｎｂ２Ｏ３、ＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５、
Ｌａ ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＷＯ３を、
それぞれ表２に示す各試料の組成となるように調製し
た。その後は、本発明の第１の実施の形態と同様な方法
で製造し、諸特性を測定した。その時の結果を表２に示
す。
【００２６】
【表２】
【００２７】本発明において、圧電磁器材料に関して、
その組成範囲を限定する理由として、本発明の第１の実
施の形態と同様に、各試料のうちのεｒ＜４００、Ｋｐ
＜２５％、Ｑｍ＜５００のものは、特性が劣化して実用
性に乏しいため、本発明からは除外される。また、副成
分の添加量が本発明の請求範囲を超えた場合、組織が不
均一となり、好ましくないため除外される。よって、こ
の組成範囲とすることで、高特性で、１０００℃以下の
低温で焼成可能な圧電磁器材料が得られる。
その組成範囲を限定する理由として、本発明の第１の実
施の形態と同様に、各試料のうちのεｒ＜４００、Ｋｐ
＜２５％、Ｑｍ＜５００のものは、特性が劣化して実用
性に乏しいため、本発明からは除外される。また、副成
分の添加量が本発明の請求範囲を超えた場合、組織が不
均一となり、好ましくないため除外される。よって、こ
の組成範囲とすることで、高特性で、１０００℃以下の
低温で焼成可能な圧電磁器材料が得られる。
【００２８】このような不適事項に該当する試料と特性
が劣化した試料とを排除することにより、組成範囲を決
定することができる。
が劣化した試料とを排除することにより、組成範囲を決
定することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上に述べたとおり、本発明によれば、
主成分および副成分としてのＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ
３、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｍｎ
１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｍｏｘ，ＭｏＯ３（ただしＭ
ｏｘは、Ｖ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、
ＣｕＯ、ＰｂＯ、ＷＯ３のうち少なくとも一種を含むこ
ととする）を適量範囲で用いることにより、ＰｂＯの蒸
発を回避できる１０００℃以下の低温で焼結可能で、し
かも比誘電率εｒが４００以上、電気機械結合係数Ｋｐ
が２５％以上、機械的品質係数Ｑｍが５００以上の優れ
た特性を有する圧電体材料を省エネルギー、低コストで
提供することが可能となる。従って、本発明は、工業的
に有益である。
主成分および副成分としてのＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ
３、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｍｎ
１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｍｏｘ，ＭｏＯ３（ただしＭ
ｏｘは、Ｖ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、
ＣｕＯ、ＰｂＯ、ＷＯ３のうち少なくとも一種を含むこ
ととする）を適量範囲で用いることにより、ＰｂＯの蒸
発を回避できる１０００℃以下の低温で焼結可能で、し
かも比誘電率εｒが４００以上、電気機械結合係数Ｋｐ
が２５％以上、機械的品質係数Ｑｍが５００以上の優れ
た特性を有する圧電体材料を省エネルギー、低コストで
提供することが可能となる。従って、本発明は、工業的
に有益である。
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＰｂＴｉ
Ｏ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｍｎ１ ／３Ｓｂ２／３）Ｏ
３の三元組成図。
Ｏ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｍｎ１ ／３Ｓｂ２／３）Ｏ
３の三元組成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態によるＰｂＴｉ
Ｏ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｍｎ１ ／３Ｎｂ２／３）Ｏ
３の三元組成図。
Ｏ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｍｎ１ ／３Ｎｂ２／３）Ｏ
３の三元組成図。
【図３】本発明の第１の実施の形態による各試料のうち
の代表的なものに関する焼結温度に対する焼結体密度の
関係を示す図。
の代表的なものに関する焼結温度に対する焼結体密度の
関係を示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｍ
ｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３を主成分とする酸化物圧電磁
器材料であって、その組成が、ＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒ
Ｏ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３の三成分系組
成図上で、Ａ（５９ｍｏｌ％、４０ｍｏｌ％、１ｍｏｌ
％）、Ｂ（２９ｍｏｌ％、７０ｍｏｌ％、１ｍｏｌ
％）、Ｃ（２０ｍｏｌ％、６５ｍｏｌ％、１５ｍｏｌ
％）、Ｄ（３５ｍｏｌ％、４０ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ
％）、Ｅ（５０ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ
％）、Ｆ（６５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、１０ｍｏｌ
％）で囲まれる六角形ＡＢＣＤＥＦの範囲内（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ各点を結ぶ線上を含む）にあり、かつ、
副成分として、Ｍ酸化物（ＭＯｘ：Ｖ２Ｏ５，Ｌａ２Ｏ
３，Ｂｉ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＰｂＯ，ＷＯ３）の
うち、少なくとも１種とＭｏＯ ３とを含み、前記主成分
重量に対して、合わせて１０ｗｔ％未満（０を含まず）
含有していることを特徴とする圧電磁器材料。 - 【請求項２】 ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｍ
ｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３を主成分とする酸化物圧電磁
器材料であって、その組成が、ＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒ
Ｏ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３の三成分系組
成図上で、Ｇ（５４ｍｏｌ％、４５ｍｏｌ％、１ｍｏｌ
％）、Ｈ（３７ｍｏｌ％、６２ｍｏｌ％、１ｍｏｌ
％）、Ｉ（２０ｍｏｌ％、５０ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ
％）、Ｊ（２５ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％、４５ｍｏｌ
％）、Ｋ（４０ｍｏｌ％、１５ｍｏｌ％、４５ｍｏｌ
％）、Ｌ（５５ｍｏｌ％、２５ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ
％）で囲まれる六角形ＧＨＩＪＫＬの範囲内（Ｇ，Ｈ，
Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ各点を結ぶ線上を含む）にあり、かつ、
副成分として、Ｍ酸化物（ＭＯｘ：Ｖ２Ｏ５，Ｌａ２Ｏ
３，Ｂｉ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＰｂＯ，ＷＯ３）の
うち、少なくとも１種とＭｏＯ ３とを含み、前記主成分
重量に対して、合わせて１０ｗｔ％未満（０を含まず）
含有していることを特徴とする圧電磁器材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11232290A JP2001058872A (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 圧電磁器材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11232290A JP2001058872A (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 圧電磁器材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001058872A true JP2001058872A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=16936911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11232290A Withdrawn JP2001058872A (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 圧電磁器材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001058872A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003063865A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Kyocera Corp | 圧電磁器組成物及び圧電共振子並びに積層型圧電素子 |
| JP2006027926A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nec Tokin Corp | 圧電磁器組成物及び圧電磁器の製造方法 |
| US7067965B2 (en) | 2002-09-18 | 2006-06-27 | Tdk Corporation | Piezoelectric porcelain composition, piezoelectric device, and methods of making thereof |
-
1999
- 1999-08-19 JP JP11232290A patent/JP2001058872A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003063865A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Kyocera Corp | 圧電磁器組成物及び圧電共振子並びに積層型圧電素子 |
| US7067965B2 (en) | 2002-09-18 | 2006-06-27 | Tdk Corporation | Piezoelectric porcelain composition, piezoelectric device, and methods of making thereof |
| JP2006027926A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nec Tokin Corp | 圧電磁器組成物及び圧電磁器の製造方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060116 |
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