JP2001342065A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
- Publication number
- JP2001342065A JP2001342065A JP2000160880A JP2000160880A JP2001342065A JP 2001342065 A JP2001342065 A JP 2001342065A JP 2000160880 A JP2000160880 A JP 2000160880A JP 2000160880 A JP2000160880 A JP 2000160880A JP 2001342065 A JP2001342065 A JP 2001342065A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric ceramic
- ceramic composition
- range
- mechanical
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 4
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/495—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】無鉛で、結晶粒径が小さく、かつ結合係数と機
械的Ｑが大きく、同時に周波数定数の大きい圧電磁器組
成物を提供する。 【解決手段】一般式：（ＬｉxＮａ1-x-yＫy）z-2wＭａ
2wＮｂ1-wＭｂwＯ3で表される圧電磁器組成物（但し、
０．０３≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．２、０．９８≦ｚ
≦１、０．００１≦ｗ≦０．０５、Ｍａは少なくとも１
種の２価の金属元素、Ｍｂは少なくとも１種の３価の金
属元素である。）とする。
械的Ｑが大きく、同時に周波数定数の大きい圧電磁器組
成物を提供する。 【解決手段】一般式：（ＬｉxＮａ1-x-yＫy）z-2wＭａ
2wＮｂ1-wＭｂwＯ3で表される圧電磁器組成物（但し、
０．０３≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．２、０．９８≦ｚ
≦１、０．００１≦ｗ≦０．０５、Ｍａは少なくとも１
種の２価の金属元素、Ｍｂは少なくとも１種の３価の金
属元素である。）とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電セラミックフ
ィルタ、圧電セラミック発振子、アクチュエータ、圧電
トランス、各種センサ等の圧電素子の材料として有用な
圧電磁器組成物に関する。
ィルタ、圧電セラミック発振子、アクチュエータ、圧電
トランス、各種センサ等の圧電素子の材料として有用な
圧電磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧電セラミック材料としてＰｂＴ
ｉＯ3を主成分とする、いわゆるチタン酸鉛系セラミッ
クス、Ｐｂ(Ｔｉ，Ｚｒ)Ｏ3を主成分とする、いわゆる
チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス、又は様々な複合
ペロブスカイト組成物、例えばＰｂ(Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3)Ｏ
3、Ｐｂ(Ｎｉ1/3Ｎｂ2/3)Ｏ3等を何種類か固溶する多成
分系圧電磁器組成物が使われてきた。これらの組成物で
は成分の組成比を選ぶことにより用途に応じた様々な特
性の圧電磁器を得ることができる。これらの圧電セラミ
ックスはセラミックフィルタ、圧電ブザー、圧電点火
栓、超音波振動子等に用いられている。
ｉＯ3を主成分とする、いわゆるチタン酸鉛系セラミッ
クス、Ｐｂ(Ｔｉ，Ｚｒ)Ｏ3を主成分とする、いわゆる
チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス、又は様々な複合
ペロブスカイト組成物、例えばＰｂ(Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3)Ｏ
3、Ｐｂ(Ｎｉ1/3Ｎｂ2/3)Ｏ3等を何種類か固溶する多成
分系圧電磁器組成物が使われてきた。これらの組成物で
は成分の組成比を選ぶことにより用途に応じた様々な特
性の圧電磁器を得ることができる。これらの圧電セラミ
ックスはセラミックフィルタ、圧電ブザー、圧電点火
栓、超音波振動子等に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のチタン
酸ジルコン酸鉛系圧電磁器は、周波数定数が２０００Ｈ
ｚ・ｍ程度と小さいため、１０ＭＨｚ程度以上の厚み縦
振動の共振子では、素子の厚みが０．２ｍｍ以下にな
り、加工が困難であった。
酸ジルコン酸鉛系圧電磁器は、周波数定数が２０００Ｈ
ｚ・ｍ程度と小さいため、１０ＭＨｚ程度以上の厚み縦
振動の共振子では、素子の厚みが０．２ｍｍ以下にな
り、加工が困難であった。
【０００４】また、上記の従来の材料は主成分として多
量の鉛を含んでいるため、環境保護の観点から問題があ
った。
量の鉛を含んでいるため、環境保護の観点から問題があ
った。
【０００５】更に、従来の材料は結晶粒径が大きいた
め、高周波の発振子などに使用することは困難であっ
た。
め、高周波の発振子などに使用することは困難であっ
た。
【０００６】本発明は通常の焼成方法で製造が容易で、
結合係数及び周波数定数が大きく、かつ結晶粒径が小さ
く、同時に機械的Ｑが大きい圧電磁器組成物を提供する
ことを目的とする。
結合係数及び周波数定数が大きく、かつ結晶粒径が小さ
く、同時に機械的Ｑが大きい圧電磁器組成物を提供する
ことを目的とする。
【０００７】なお、ここで機械的Ｑとは、振動における
共振の先鋭度を表す係数で、この値が大きいほど共振曲
線が鋭くなる。
共振の先鋭度を表す係数で、この値が大きいほど共振曲
線が鋭くなる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の圧電磁器組成物は、一般式：（ＬｉxＮａ1-x -y
Ｋy）z-2wＭａ2wＮｂ1-wＭｂwＯ3で表されることを特徴
とする。但し、０．０３≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．
２、０．９８≦ｚ≦１、０．００１≦ｗ≦０．０５、Ｍ
ａは少なくとも１種の２価の金属元素、Ｍｂは少なくと
も１種の３価の金属元素である。
本発明の圧電磁器組成物は、一般式：（ＬｉxＮａ1-x -y
Ｋy）z-2wＭａ2wＮｂ1-wＭｂwＯ3で表されることを特徴
とする。但し、０．０３≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．
２、０．９８≦ｚ≦１、０．００１≦ｗ≦０．０５、Ｍ
ａは少なくとも１種の２価の金属元素、Ｍｂは少なくと
も１種の３価の金属元素である。
【０００９】ここで、ｘの範囲を０．０３≦ｘ≦０．２
としたのは、この範囲外では焼結性が劣るためである。
ｘは０．０７以上で、０．１７以下が更に望ましい。
としたのは、この範囲外では焼結性が劣るためである。
ｘは０．０７以上で、０．１７以下が更に望ましい。
【００１０】また、ｙの範囲を０≦ｙ≦０．２としたの
は、この範囲外では結合係数が小さくなるためである。
なお、この範囲内では、ｙの増加とともに誘電率を大き
くすることができる。
は、この範囲外では結合係数が小さくなるためである。
なお、この範囲内では、ｙの増加とともに誘電率を大き
くすることができる。
【００１１】更に、ｚの範囲を０．９８≦ｚ≦１とした
のは、ｚが０．９８未満では機械的Ｑの改善効果が少な
いためである。
のは、ｚが０．９８未満では機械的Ｑの改善効果が少な
いためである。
【００１２】また、ｗの範囲を０．００１≦ｗ≦０．０
５としたのは、この範囲外では結晶粒径が大きく、結合
係数が小さくなるためである。ｗは０．００５以上で、
０．０３以下が更に望ましい。
５としたのは、この範囲外では結晶粒径が大きく、結合
係数が小さくなるためである。ｗは０．００５以上で、
０．０３以下が更に望ましい。
【００１３】本発明の圧電磁器組成物においては、前記
ＭａはＳｒ、Ｃａ及びＢａからなる群から選ばれる少な
くとも１種の金属元素、前記ＭｂはＢｉ、Ｓｂ、Ｙ、Ｓ
ｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹｂからなる群から選
ばれる少なくとも１種の金属元素であることが好まし
い。
ＭａはＳｒ、Ｃａ及びＢａからなる群から選ばれる少な
くとも１種の金属元素、前記ＭｂはＢｉ、Ｓｂ、Ｙ、Ｓ
ｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹｂからなる群から選
ばれる少なくとも１種の金属元素であることが好まし
い。
【００１４】また、本発明の圧電磁器組成物において
は、 Ｍｎ、Ｃｒ及びＣｏからなる群から選ばれる少な
くとも一種を、それぞれＭｎＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯに
換算して、１質量％以下の範囲内で添加含有せしめるこ
とが好ましい。
は、 Ｍｎ、Ｃｒ及びＣｏからなる群から選ばれる少な
くとも一種を、それぞれＭｎＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯに
換算して、１質量％以下の範囲内で添加含有せしめるこ
とが好ましい。
【００１５】ここで、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏの少なくとも一
種の添加含有量を、それぞれＭｎＯ 2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｃｏ
Ｏに換算して１質量％以下の範囲内としたのは、この範
囲外では機械的Ｑの改善効果が小さいためである。ま
た、これら金属の添加含有量は、上記と同様に換算し
て、０．１質量％以上で、０．５質量％以下の範囲が特
に望ましい。
種の添加含有量を、それぞれＭｎＯ 2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｃｏ
Ｏに換算して１質量％以下の範囲内としたのは、この範
囲外では機械的Ｑの改善効果が小さいためである。ま
た、これら金属の添加含有量は、上記と同様に換算し
て、０．１質量％以上で、０．５質量％以下の範囲が特
に望ましい。
【００１６】また、本発明の圧電磁器組成物において
は、Ｗ、Ｎｉ、Ａｌ及びＳｎからなる群から選ばれる少
なくとも一種を、それぞれＷＯ3、ＳｎＯ2、Ａｌ2Ｏ3、
ＮｉＯに換算して、１質量％以下の範囲内で添加含有せ
しめることが好ましい。
は、Ｗ、Ｎｉ、Ａｌ及びＳｎからなる群から選ばれる少
なくとも一種を、それぞれＷＯ3、ＳｎＯ2、Ａｌ2Ｏ3、
ＮｉＯに換算して、１質量％以下の範囲内で添加含有せ
しめることが好ましい。
【００１７】ここで、Ｗ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｎの少なくと
も一種の添加含有量を、それぞれＷＯ3、ＳｎＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、ＮｉＯに換算して１質量％以下の範囲内としたの
は、この範囲外では機械的Ｑの改善効果が小さいためで
ある。また、これら金属の添加含有量は、上記と同様に
換算して０．１質量％以上で、０．５質量％以下の範囲
が特に望ましい。
も一種の添加含有量を、それぞれＷＯ3、ＳｎＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、ＮｉＯに換算して１質量％以下の範囲内としたの
は、この範囲外では機械的Ｑの改善効果が小さいためで
ある。また、これら金属の添加含有量は、上記と同様に
換算して０．１質量％以上で、０．５質量％以下の範囲
が特に望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の圧電磁器組成物
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【００１９】本発明の一般式：（ＬｉxＮａ1-x-yＫy）
z-2wＭａ2wＮｂ1-wＭｂwＯ3で表される圧電磁器組成物
を作製するために、原料としてＬｉ2ＣＯ3、Ｎａ2Ｃ
Ｏ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、Ｂ
ａＣＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｙ 2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｅ
ｒ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｔｍ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｍ
ｎ3Ｏ4、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＷＯ3、ＳｎＯ2、Ａｌ2Ｏ3
及びＮｉＯを使用して、これらを表１で表される組成比
となるように秤量した後、これらの原料粉体をボールミ
ルを用いてエタノールとともに２０時間混合した。乾燥
後、７５０〜１１００℃で２時間仮焼した。これらを粗
粉砕した後、ボールミルを用いてエタノールとともに１
５時間粉砕した。乾燥後、有機バインダーを加えて造粒
した後、粉体を直径１３ｍｍ、厚さ１ｍｍの円板状の圧
粉体に７０ＭＰａで加圧成形した。これを９００〜１２
５０℃の温度で１時間焼成した。焼成後、各組成で最大
の密度の磁器を厚さ０．３５ｍｍに研磨した後、その両
面にＣｒ−Ａｕの蒸着を施した。この素子を１００〜２
００℃のシリコンオイル中で、両電極間に３〜７ｋＶ／
ｍｍの直流電界を３０分間印加して分極処理を行なっ
た。
z-2wＭａ2wＮｂ1-wＭｂwＯ3で表される圧電磁器組成物
を作製するために、原料としてＬｉ2ＣＯ3、Ｎａ2Ｃ
Ｏ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、Ｂ
ａＣＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｙ 2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｅ
ｒ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｔｍ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｍ
ｎ3Ｏ4、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＷＯ3、ＳｎＯ2、Ａｌ2Ｏ3
及びＮｉＯを使用して、これらを表１で表される組成比
となるように秤量した後、これらの原料粉体をボールミ
ルを用いてエタノールとともに２０時間混合した。乾燥
後、７５０〜１１００℃で２時間仮焼した。これらを粗
粉砕した後、ボールミルを用いてエタノールとともに１
５時間粉砕した。乾燥後、有機バインダーを加えて造粒
した後、粉体を直径１３ｍｍ、厚さ１ｍｍの円板状の圧
粉体に７０ＭＰａで加圧成形した。これを９００〜１２
５０℃の温度で１時間焼成した。焼成後、各組成で最大
の密度の磁器を厚さ０．３５ｍｍに研磨した後、その両
面にＣｒ−Ａｕの蒸着を施した。この素子を１００〜２
００℃のシリコンオイル中で、両電極間に３〜７ｋＶ／
ｍｍの直流電界を３０分間印加して分極処理を行なっ
た。
【００２０】以上の工程により作製した磁器組成物につ
いて、平均結晶粒径、誘電率、厚み縦振動の電気機械結
合係数ｋｔ、機械的Ｑを測定した。測定結果を表１に示
す。なお、表１において、＊印を付したものは、この発
明の範囲外の比較例の磁器組成物を示す。
いて、平均結晶粒径、誘電率、厚み縦振動の電気機械結
合係数ｋｔ、機械的Ｑを測定した。測定結果を表１に示
す。なお、表１において、＊印を付したものは、この発
明の範囲外の比較例の磁器組成物を示す。
【００２１】
【表１】 結晶 結合 試料 組 成 添加物 添加物 粒径 係数 機械的 番号 z x y Ma Mb w 質量％ 質量％ μｍ 誘電率 kt Ｑ 1* 0.99 0.12 - - - - - - 46 116 0.32 290 2 0.99 0.12 - Sr Bi 0.02 - - 3.2 123 0.35 420 3 0.99 0.12 - Ca Y 0.01 - - 3.0 121 0.37 380 4 0.99 0.12 - Ba Sb 0.005 - - 4.1 114 0.35 360 5 0.99 0.12 - Ba Sb 0.02 - - 1.2 126 0.43 420 6 0.99 0.12 - Ba Sb 0.05 - - 1.0 142 0.38 370 7 0.99 0.12 - Ba Sm 0.01 - - 2.1 129 0.41 460 8 0.99 0.12 - Ba Er 0.02 - - 3.2 125 0.41 350 9 0.99 0.12 - Ba Ho 0.02 - - 1.6 119 0.43 390 10 0.99 0.12 - Ba Tm 0.02 - - 2.7 121 0.40 420 11 0.99 0.12 - Ba Lu 0.02 - - 2.1 118 0.36 340 12 0.99 0.12 - Ba Yb 0.02 - - 1.3 113 0.45 380 13 0.99 0.12 0.02 Ba Yb 0.02 - - 2.3 149 0.44 410 14 0.99 0.12 0.05 Ba Yb 0.02 - - 2.3 175 0.42 450 15 1.00 0.12 - Ba Sm 0.01 - - 3.6 131 0.40 420 16 0.98 0.12 - Ba Sm 0.01 - - 3.4 127 0.39 360 17 0.99 0.12 - Ba Sb 0.02 O.2MnO2 - 1.0 128 0.41 640 18 0.99 0.12 - Ba Sb 0.02 0.5MnO2 - 0.8 125 0.40 950 19 0.99 0.12 - Ba Sb 0.02 1.0MnO2 - 1.4 121 0.36 450 20 0.99 0.12 - Sr Bi 0.02 0.2Cr2O3 - 2.1 119 0.37 510 21 0.99 0.12 - Sr Bi 0.02 0.5Cr2O3 - 1.2 121 0.37 770 22 0.99 0.12 - Sr Bi 0.02 1.0Cr2O3 - 2.5 113 0.35 530 23 0.99 0.12 - Ca Y 0.01 0.1CoO - 2.3 119 0.35 490 24 0.99 0.12 - Ca Y 0.01 0.5CoO - 1.8 121 0.34 840 25 0.99 0.12 - Ca Y 0.01 1.0CoO - 2.6 115 0.34 520 26 0.99 0.12 - Ba Sb 0.02 - 0.2WO3 1.3 127 0.45 490 27 0.99 0.12 - Ba Sb 0.02 - 1.0WO3 1.1 124 0.47 520 28 0.99 0.12 - Ba Yb 0.02 - 0.5NiO 1.6 116 0.47 440 29 0.99 0.12 - Ba Yb 0.02 - 1.0NiO 1.8 117 0.49 510 30 0.99 0.12 - Ba Sm 0.01 - 0.2Al2O3 2.1 128 0.43 560 31 0.99 0.12 - Ba Sm 0.01 - 1.0Al2O3 2.6 129 0.42 480 32 0.99 0.12 0.02 Ba Yb 0.02 - 0.5SnO2 2.7 124 0.46 460 33 0.99 0.12 0.02 Ba Yb 0.02 - 1.0SnO2 2.9 117 0.45 530 34 0.99 0.12 - Ba Sb 0.02 0.5MnO2 0.2WO3 1.1 117 0.39 1230 35 0.99 0.12 - Ba Sb 0.02 0.5MnO2 0.5NiO 1.4 113 0.42 1090 36 0.99 0.12 - Sr Bi 0.02 0.2Cr2O3 0.2Al2O3 2.3 127 0.40 1020 37 0.99 0.12 - Ca Y 0.01 0.5CoO 0.5SnO2 2.6 133 0.37 1140 また、上記実施例のすべてで、厚み縦振動の周波数定数
Ｎｔは２７００〜３２００Ｈｚ・ｍの範囲内にあった。
これは、従来のチタン酸ジルコン酸鉛系圧電磁器の値の
およそ１．５倍であった。
Ｎｔは２７００〜３２００Ｈｚ・ｍの範囲内にあった。
これは、従来のチタン酸ジルコン酸鉛系圧電磁器の値の
およそ１．５倍であった。
【００２２】表１から明らかなように、比較例（試料
１）を除く試料２〜３７では、平均結晶粒径が４．１μ
ｍ以下であり、かつ機械的Ｑが３４０以上である圧電磁
器組成物が得られた。また、結合係数は大きな値を示し
た。
１）を除く試料２〜３７では、平均結晶粒径が４．１μ
ｍ以下であり、かつ機械的Ｑが３４０以上である圧電磁
器組成物が得られた。また、結合係数は大きな値を示し
た。
【００２３】本発明の圧電磁器組成物は、機械的Ｑが大
きく、結晶粒径が小さいため、低損失の高周波用共振子
に特に適している。周波数定数も従来のチタン酸ジルコ
ン酸鉛系圧電磁器組成物の約１．５倍程度にも達する程
度に大きいため、同じ周波数の厚み縦振動の共振子で
は、その厚みが従来の約１．５倍になる。このため、高
周波帯域での応用については特に有用な効果が得られ
る。また、本発明の圧電磁器組成物は、結合係数が大き
いため、加速度センサ、各種センサー、アクチュエータ
等に特に好適である。更に、本発明の圧電磁器組成物
は、鉛を含まないため、環境保護の観点からも好まし
い。
きく、結晶粒径が小さいため、低損失の高周波用共振子
に特に適している。周波数定数も従来のチタン酸ジルコ
ン酸鉛系圧電磁器組成物の約１．５倍程度にも達する程
度に大きいため、同じ周波数の厚み縦振動の共振子で
は、その厚みが従来の約１．５倍になる。このため、高
周波帯域での応用については特に有用な効果が得られ
る。また、本発明の圧電磁器組成物は、結合係数が大き
いため、加速度センサ、各種センサー、アクチュエータ
等に特に好適である。更に、本発明の圧電磁器組成物
は、鉛を含まないため、環境保護の観点からも好まし
い。
【００２４】なお、本発明の圧電磁器組成物は、上記の
実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内
で、上記と同様の有用な効果が得られる。
実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内
で、上記と同様の有用な効果が得られる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
無鉛であって、製造が容易で、微小結晶粒径であり、結
合係数と機械的Ｑが大きく、周波数定数が大きい圧電磁
器組成物を提供することができ、その工業的価値は大で
ある。
無鉛であって、製造が容易で、微小結晶粒径であり、結
合係数と機械的Ｑが大きく、周波数定数が大きい圧電磁
器組成物を提供することができ、その工業的価値は大で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 浩二郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 十河 寛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 加藤 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4G030 AA02 AA03 AA04 AA08 AA09 AA10 AA11 AA12 AA22 AA24 AA25 AA28 AA29 AA36 AA39 AA42 AA43 BA10
Claims (4)
- 【請求項１】 一般式：（ＬｉxＮａ1-x-yＫy）z-2wＭ
ａ2wＮｂ1-wＭｂwＯ3で表されることを特徴とする圧電
磁器組成物。但し、０．０３≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦
０．２、０．９８≦ｚ≦１、０．００１≦ｗ≦０．０
５、Ｍａは少なくとも１種の２価の金属元素、Ｍｂは少
なくとも１種の３価の金属元素である。 - 【請求項２】 前記ＭａがＳｒ、Ｃａ及びＢａからなる
群から選ばれる少なくとも１種の金属元素、前記Ｍｂが
Ｂｉ、Ｓｂ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹ
ｂからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素で
ある請求項１に記載の圧電磁器組成物。 - 【請求項３】 Ｍｎ、Ｃｒ及びＣｏからなる群から選ば
れる少なくとも一種を、それぞれＭｎＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、
ＣｏＯに換算して、１質量％以下の範囲内で添加含有せ
しめた請求項１又は２のいずれかに記載の圧電磁器組成
物。 - 【請求項４】 Ｗ、Ｎｉ、Ａｌ及びＳｎからなる群から
選ばれる少なくとも一種を、それぞれＷＯ3、ＳｎＯ2、
Ａｌ2Ｏ3、ＮｉＯに換算して、１質量％以下の範囲内で
添加含有せしめた請求項１乃至３のいずれかに記載の圧
電磁器組成物。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000160880A JP2001342065A (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 圧電磁器組成物 |
| US09/995,512 US6458287B1 (en) | 2000-05-30 | 2001-11-27 | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric element containing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000160880A JP2001342065A (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 圧電磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001342065A true JP2001342065A (ja) | 2001-12-11 |
Family
ID=18665004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000160880A Ceased JP2001342065A (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6458287B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001342065A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106264A1 (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | 圧電磁器組成物及びこれを用いた圧電素子 |
| US7150838B2 (en) | 2002-03-20 | 2006-12-19 | Denso Corporation | Piezoelectric ceramic composition, its production method and piezoelectric device |
| US7267783B2 (en) | 2002-03-20 | 2007-09-11 | Denso Corporation | Piezoelectric ceramic composition, its production method, and piezoelectric device and dielectric device |
| JP2008174424A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Nagoya Institute Of Technology | 無鉛圧電磁器複合体及びこれを用いた圧電素子 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003283291A (ja) * | 2002-01-15 | 2003-10-03 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子及びその製造方法 |
| EP1382588B9 (en) * | 2002-07-16 | 2012-06-27 | Denso Corporation | Piezoelectric ceramic composition and method of production of same |
| US6994807B2 (en) * | 2002-09-24 | 2006-02-07 | Corning Incorporated | Electrolytic perovskites |
| JP4396136B2 (ja) | 2003-05-21 | 2010-01-13 | 株式会社村田製作所 | 圧電磁器組成物およびそれを用いた圧電セラミック素子 |
| US8282490B2 (en) * | 2006-06-02 | 2012-10-09 | Wms Gaming Inc. | Handheld wagering game system and methods for conducting wagering games thereupon |
| DE102007046449A1 (de) * | 2007-09-28 | 2009-04-09 | Siemens Ag | Bleifreier piezokeramischer Werkstoff des Kalium-Natrium-Niobat-Systems mit Mangan-Dotierung, Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit dem piezokeramischen Werkstoff und Verwendung des Bauteils |
| DE102010041567A1 (de) * | 2010-09-28 | 2012-03-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Bleifreier, texturierter piezokeramischer Werkstoff mit Haupt- und Nebenphase und anisometrischen Keimen, Verfahren zum Herstellen eines piezokeramischen Bauteils mit dem Werkstoff und Verwendung dazu |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS515599A (ja) * | 1974-07-03 | 1976-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
| JPH10297969A (ja) * | 1997-04-28 | 1998-11-10 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電磁器組成物 |
| JPH11228227A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-08-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電磁器組成物 |
| JPH11228226A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-08-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電磁器組成物 |
| JP2001316182A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-13 | Kyocera Corp | 圧電磁器および圧電共振子 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3362473B2 (ja) | 1993-09-08 | 2003-01-07 | 株式会社村田製作所 | 圧電磁器組成物 |
| JP3771760B2 (ja) | 1999-11-26 | 2006-04-26 | 京セラ株式会社 | 圧電磁器組成物 |
| JP3771762B2 (ja) | 1999-12-15 | 2006-04-26 | 京セラ株式会社 | 圧電磁器組成物 |
| JP4355084B2 (ja) | 2000-02-29 | 2009-10-28 | 京セラ株式会社 | 圧電磁器組成物および圧電共振子 |
-
2000
- 2000-05-30 JP JP2000160880A patent/JP2001342065A/ja not_active Ceased
-
2001
- 2001-11-27 US US09/995,512 patent/US6458287B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS515599A (ja) * | 1974-07-03 | 1976-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
| JPH10297969A (ja) * | 1997-04-28 | 1998-11-10 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電磁器組成物 |
| JPH11228227A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-08-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電磁器組成物 |
| JPH11228226A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-08-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電磁器組成物 |
| JP2001316182A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-13 | Kyocera Corp | 圧電磁器および圧電共振子 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7150838B2 (en) | 2002-03-20 | 2006-12-19 | Denso Corporation | Piezoelectric ceramic composition, its production method and piezoelectric device |
| US7267783B2 (en) | 2002-03-20 | 2007-09-11 | Denso Corporation | Piezoelectric ceramic composition, its production method, and piezoelectric device and dielectric device |
| WO2004106264A1 (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | 圧電磁器組成物及びこれを用いた圧電素子 |
| JP2008174424A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Nagoya Institute Of Technology | 無鉛圧電磁器複合体及びこれを用いた圧電素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020060306A1 (en) | 2002-05-23 |
| US6458287B1 (en) | 2002-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3259677B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3244027B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| WO2007049764A1 (ja) | 圧電磁器組成物および圧電磁器 | |
| JP3228175B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP2009227535A (ja) | 圧電性磁器組成物 | |
| JP2001240471A (ja) | 圧電磁器組成物および圧電共振子 | |
| JP2004244302A (ja) | 圧電磁器組成物及びその製造方法，並びに圧電素子及び誘電素子 | |
| JP2004244301A (ja) | 圧電磁器組成物及びその製造方法並びに圧電素子及び誘電素子 | |
| JP2001342065A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH0782024A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP4995412B2 (ja) | 圧電磁器組成物及びこれを用いた圧電素子 | |
| WO2004106264A1 (ja) | 圧電磁器組成物及びこれを用いた圧電素子 | |
| JP4493226B2 (ja) | 圧電磁器および圧電素子 | |
| JP2001114560A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH11349380A (ja) | 圧電磁器組成物及びこれを用いた圧電素子 | |
| JP4361990B2 (ja) | 圧電体磁器組成物 | |
| JP2003238248A (ja) | 圧電磁器組成物と圧電デバイス | |
| JP2004182532A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPS6358782B2 (ja) | ||
| JP3114886B2 (ja) | 圧電セラミックス | |
| JP2002154872A (ja) | 圧電磁器組成物及びそれを用いた圧電素子と圧電共振子 | |
| JP2000281443A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| WO2024070625A1 (ja) | 無鉛圧電組成物、及び圧電素子 | |
| JP4467168B2 (ja) | 圧電磁器および圧電素子 | |
| JP3228648B2 (ja) | 圧電磁器組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070221 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090708 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100225 |
|
| A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20100617 |