JP2002137965A - 強誘電体磁器組成物 - Google Patents
強誘電体磁器組成物Info
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】圧電特性が良好で比誘電率が抑制され、反共振
周波数の温度特性が小さくしかも半田リフロー温度に耐
え、低電圧で分極可能な、厚みすべり振動を使用する表
面実装用圧電振動素子に好適な強誘電体磁器組成物を提
供する。 【解決手段】PbTiOを基本成分とし、Pbの一部が
CaとNdで、Tiの一部がYとNbで置換された強誘
電性磁器組成物であって、基本組成を式(Pb1- x-y C
ax Ndy){(Y1/2Nb1/2 )a Ti1-a }O3で表
したとき、前記x、y、aを0.05≦x≦0.25、
0.01≦y≦0.06、0.01≦a≦0.10の範
囲とする。
周波数の温度特性が小さくしかも半田リフロー温度に耐
え、低電圧で分極可能な、厚みすべり振動を使用する表
面実装用圧電振動素子に好適な強誘電体磁器組成物を提
供する。 【解決手段】PbTiOを基本成分とし、Pbの一部が
CaとNdで、Tiの一部がYとNbで置換された強誘
電性磁器組成物であって、基本組成を式(Pb1- x-y C
ax Ndy){(Y1/2Nb1/2 )a Ti1-a }O3で表
したとき、前記x、y、aを0.05≦x≦0.25、
0.01≦y≦0.06、0.01≦a≦0.10の範
囲とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は強誘電体磁器組成物
に関わり、例えば圧電共振子、超音波振動子、加速度セ
ンサなどに適する耐熱衝撃性に優れた圧電磁器であっ
て、特に厚みすべり振動の圧電効果を利用するのに好適
な強誘電体磁器組成物に関するものである。
に関わり、例えば圧電共振子、超音波振動子、加速度セ
ンサなどに適する耐熱衝撃性に優れた圧電磁器であっ
て、特に厚みすべり振動の圧電効果を利用するのに好適
な強誘電体磁器組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】圧電効果を利用する強誘電体磁器組成物
を利用した製品には、例えばセラミックフィルタやセラ
ミックレゾネータ・超音波応用振動子・圧電ブザー・圧
電点火ユニット・超音波モータ・圧電ファン・圧電アク
チュエータ・圧電センサなどがある。
を利用した製品には、例えばセラミックフィルタやセラ
ミックレゾネータ・超音波応用振動子・圧電ブザー・圧
電点火ユニット・超音波モータ・圧電ファン・圧電アク
チュエータ・圧電センサなどがある。
【0003】これらのうち特に電子機器のクロックとし
て用いられる圧電共振子では近年高温環境下での使用
と、高周波での使用要求が高まっており、これに応える
ためにPbTiO3を主成分とした強誘電体磁器組成物
が利用されている。PbTiO3にNb2O5 やMnO2
などの金属酸化物、あるいはPb(Nb2/3 Mg1/3 )
O 3 やPb(Nb2/3 Mn1/3 )O3 などの複合ペロブ
スカイト酸化物を添加したり置換することにより圧電特
性の向上が図られている。
て用いられる圧電共振子では近年高温環境下での使用
と、高周波での使用要求が高まっており、これに応える
ためにPbTiO3を主成分とした強誘電体磁器組成物
が利用されている。PbTiO3にNb2O5 やMnO2
などの金属酸化物、あるいはPb(Nb2/3 Mg1/3 )
O 3 やPb(Nb2/3 Mn1/3 )O3 などの複合ペロブ
スカイト酸化物を添加したり置換することにより圧電特
性の向上が図られている。
【0004】このような強誘電体磁器組成物で、電気機
械結合係数が大きく圧電特性に優れた材料として、Pb
TiO3−CaTiO3−Pb(Sb1/2Nb1/2)O3系
の磁器組成物が提案されている。
械結合係数が大きく圧電特性に優れた材料として、Pb
TiO3−CaTiO3−Pb(Sb1/2Nb1/2)O3系
の磁器組成物が提案されている。
【0005】圧電共振子としては使用温度範囲において
共振周波数などの特性が安定している必要がある。また
表面実装部品として、回路基板にリフロー半田で搭載す
るが、この時の250℃程度の高温に曝されても特性が
劣化しないことが必要で、強誘電体磁器のキュリー点T
cが270℃以上の高い耐熱特性を要求されている。
共振周波数などの特性が安定している必要がある。また
表面実装部品として、回路基板にリフロー半田で搭載す
るが、この時の250℃程度の高温に曝されても特性が
劣化しないことが必要で、強誘電体磁器のキュリー点T
cが270℃以上の高い耐熱特性を要求されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
PbTiO3−CaTiO3−Pb(Sb1/2Nb1/2)O
3系の磁器組成物では、特に厚みすべり振動を用いた圧
電共振子においては、反共振周波数faの温度変化が大
きく、そのため環境変化の激しい車両搭載用など、屋外
で使用する電子機器には適さないという問題点があっ
た。
PbTiO3−CaTiO3−Pb(Sb1/2Nb1/2)O
3系の磁器組成物では、特に厚みすべり振動を用いた圧
電共振子においては、反共振周波数faの温度変化が大
きく、そのため環境変化の激しい車両搭載用など、屋外
で使用する電子機器には適さないという問題点があっ
た。
【0007】本発明は上記事情に鑑みて本発明者等が鋭
意研究を進めた結果完成したものであり、その目的は、
良好な圧電特性を有するとともに、リフロー半田付けな
どに対する耐熱性に優れ、また反共振周波数faの温度
変化率が小さくて環境の変化に対する温度特性に優れ、
特に高周波圧電共振子や高周波圧電フィルタなどの表面
実装用圧電部品に好適な強誘電体磁器組成物を提供する
ことにある。
意研究を進めた結果完成したものであり、その目的は、
良好な圧電特性を有するとともに、リフロー半田付けな
どに対する耐熱性に優れ、また反共振周波数faの温度
変化率が小さくて環境の変化に対する温度特性に優れ、
特に高周波圧電共振子や高周波圧電フィルタなどの表面
実装用圧電部品に好適な強誘電体磁器組成物を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属元素とし
てPb、Ca、Nd、Y、Nb及びTiを含むペロブス
カイト型複合酸化物であって、モル比による組成式を、 (Pb1-x-y Cax Ndy){(Y1/2Nb1/2 )a Ti
1-a }O3 で表したとき、前記x、y、aが、 0.05≦x≦0.25、0.01≦y≦0.06、
0.01≦a≦0.10 で表わされる。また前記強誘電体磁器組成物100wt
%に対して、MnO2を0.1〜1.0wt%含有する
ように添加することにより前記課題を解決することがで
きる。
てPb、Ca、Nd、Y、Nb及びTiを含むペロブス
カイト型複合酸化物であって、モル比による組成式を、 (Pb1-x-y Cax Ndy){(Y1/2Nb1/2 )a Ti
1-a }O3 で表したとき、前記x、y、aが、 0.05≦x≦0.25、0.01≦y≦0.06、
0.01≦a≦0.10 で表わされる。また前記強誘電体磁器組成物100wt
%に対して、MnO2を0.1〜1.0wt%含有する
ように添加することにより前記課題を解決することがで
きる。
【0009】
【作用】本発明の強誘電体磁器組成物(以下、本組成物
と略す)はPbTiO3を基本成分とし、上記組成割合
のようにPbの一部がCaまたはNdで、Tiの一部が
YとNbで置換されているものである。本発明者らはこ
のような組成物について、その組成割合と特性との関係
を精査したところ、特にその組成割合を上記のように規
定することにより本組成物はPbおよびTi・Ca・N
d・Y・Nbを含む複合ペロブスカイト型複合酸化物と
なり、良好な圧電特性を有するとともに耐熱性や温度特
性に優れた強誘電体磁器組成物を得ることができること
を知見した。
と略す)はPbTiO3を基本成分とし、上記組成割合
のようにPbの一部がCaまたはNdで、Tiの一部が
YとNbで置換されているものである。本発明者らはこ
のような組成物について、その組成割合と特性との関係
を精査したところ、特にその組成割合を上記のように規
定することにより本組成物はPbおよびTi・Ca・N
d・Y・Nbを含む複合ペロブスカイト型複合酸化物と
なり、良好な圧電特性を有するとともに耐熱性や温度特
性に優れた強誘電体磁器組成物を得ることができること
を知見した。
【0010】本組成物におけるPbのCaによる置換割
合xは、上記の基本組成式におけるx値を0.05mo
l以上0.25mol以下とするのがよい。これが0.
05mol未満であると、fa(反共振周波数)の温度
変化faTCが100ppm/℃を超えて大きくなるた
め発振子として使用ができなくなる。他方、0.25m
olを超えると磁器の耐熱性を示すキュリー温度Tcが
低下し、実装時のリフロー半田の熱により圧電特性が劣
化するため表面実装用圧電共振子として使用することが
できない。
合xは、上記の基本組成式におけるx値を0.05mo
l以上0.25mol以下とするのがよい。これが0.
05mol未満であると、fa(反共振周波数)の温度
変化faTCが100ppm/℃を超えて大きくなるた
め発振子として使用ができなくなる。他方、0.25m
olを超えると磁器の耐熱性を示すキュリー温度Tcが
低下し、実装時のリフロー半田の熱により圧電特性が劣
化するため表面実装用圧電共振子として使用することが
できない。
【0011】次に本組成物におけるPbのNdによる置
換割合yは、上記の基本組成式におけるy値を0.01
mol以上0.06mol以下とするのがよい。これが
0.01mol未満であるとfaの温度変化が100p
pm/℃を大きく越えてしまい発振子などへの使用がで
きなくなる。他方、0.06molを超えると比誘電率
が300を超えて大きくなるため高周波用の圧電共振子と
して適さなくなる傾向がある。
換割合yは、上記の基本組成式におけるy値を0.01
mol以上0.06mol以下とするのがよい。これが
0.01mol未満であるとfaの温度変化が100p
pm/℃を大きく越えてしまい発振子などへの使用がで
きなくなる。他方、0.06molを超えると比誘電率
が300を超えて大きくなるため高周波用の圧電共振子と
して適さなくなる傾向がある。
【0012】また本組成物におけるTiのY、Nbによ
る置換割合は、上記の基本組成式におけるa値を0.0
1mol以上0.10mol以下とするのがよい。これ
が0.01mol未満であると、焼成時に隣り合う磁器
同士が融着し易くなり量産できない。またa値が0.1
0molを越えると磁器の耐熱性を示すキュリー温度T
cが低下し、リフロー半田の熱により圧電特性が劣化す
るため表面実装用圧電共振子として使用することができ
ない。
る置換割合は、上記の基本組成式におけるa値を0.0
1mol以上0.10mol以下とするのがよい。これ
が0.01mol未満であると、焼成時に隣り合う磁器
同士が融着し易くなり量産できない。またa値が0.1
0molを越えると磁器の耐熱性を示すキュリー温度T
cが低下し、リフロー半田の熱により圧電特性が劣化す
るため表面実装用圧電共振子として使用することができ
ない。
【0013】さらに本組成物に対するMnO2の添加割
合bとしては、上記の基本組成式におけるbの値を0.
1wt%以上1.0wt%以下とするのがよい。これが
0.1wt%未満であると圧電磁器の電気機械結合係数
k15が30%以下となり十分な発振特性を得ることがで
きず、また反共振周波数faの温度変化faTCが大き
くなり圧電共振子として使用することができなくなる。
他方、1.0wt%を超えると圧電磁器の比抵抗が低下
して圧電磁器特性を付与するための分極操作ができず、
利用することができない。
合bとしては、上記の基本組成式におけるbの値を0.
1wt%以上1.0wt%以下とするのがよい。これが
0.1wt%未満であると圧電磁器の電気機械結合係数
k15が30%以下となり十分な発振特性を得ることがで
きず、また反共振周波数faの温度変化faTCが大き
くなり圧電共振子として使用することができなくなる。
他方、1.0wt%を超えると圧電磁器の比抵抗が低下
して圧電磁器特性を付与するための分極操作ができず、
利用することができない。
【0014】以上により本組成物は、電気機械係数k15
が30%以上と大きくなって圧電特性が良好であり、ま
た比誘電率が300以下となって高周波の圧電共振子用
に好適な磁器組成物となり、faの温度変化が100p
pm/℃以下と小さくなって温度特性にも優れたものと
なり、しかも圧電磁器のキュリー温度Tcが270℃以
上になり表面実装時の半田リフロー温度の高温に耐え、
低電圧で分極可能な、厚みすべり振動を使用した圧電磁
器組成物として優れた特性を有する強誘電体磁器組成物
となる。
が30%以上と大きくなって圧電特性が良好であり、ま
た比誘電率が300以下となって高周波の圧電共振子用
に好適な磁器組成物となり、faの温度変化が100p
pm/℃以下と小さくなって温度特性にも優れたものと
なり、しかも圧電磁器のキュリー温度Tcが270℃以
上になり表面実装時の半田リフロー温度の高温に耐え、
低電圧で分極可能な、厚みすべり振動を使用した圧電磁
器組成物として優れた特性を有する強誘電体磁器組成物
となる。
【0015】本組成物を、高周波用圧電共振子に用いる
と、低電圧で分極可能で、反共振周波数の温度変化が小
さく、耐熱性に優れた高周波用圧電素子を得ることがで
きる。
と、低電圧で分極可能で、反共振周波数の温度変化が小
さく、耐熱性に優れた高周波用圧電素子を得ることがで
きる。
【0016】
【実施例】本組成物を作製するに当たっては、原料とし
て例えばPbOおよびTiO2 ・Nb2 O5 ・CaCO
3 ・Nd2O3・Y2O3・MnO2の各原料粉末を所定量
秤量し、次いでこの混合物を乾燥した後700〜110
0 ℃で 0.5〜5時間仮焼し、その仮焼物をボールミ
ルなどで粉砕する。
て例えばPbOおよびTiO2 ・Nb2 O5 ・CaCO
3 ・Nd2O3・Y2O3・MnO2の各原料粉末を所定量
秤量し、次いでこの混合物を乾燥した後700〜110
0 ℃で 0.5〜5時間仮焼し、その仮焼物をボールミ
ルなどで粉砕する。
【0017】その後、この粉砕物に有機バインダを混合
して造粒し、それを所定圧力で成形して成形体を作製
し、それを大気中において1000〜1300℃で
0.5〜4時間焼成することによって、本組成物が得ら
れる。
して造粒し、それを所定圧力で成形して成形体を作製
し、それを大気中において1000〜1300℃で
0.5〜4時間焼成することによって、本組成物が得ら
れる。
【0018】以下、本発明の強誘電体磁器組成物を実施
例に基づいて詳述する。本組成物の出発原料として、P
bOおよびTiO2・Nb2 O5・CaCO3・Nd2O3
・Y2O3・MnO2の各酸化物粉末を用意した。各酸化
物粉末は純度が99.5%以上のものを用いた。各酸化
物粉末を表1に示した各組成になるように所定量秤量
し、ボールミルで24時間湿式粉砕した。なお表1に示し
た組成は上記基本組成式におけるx、y、a、bのそれ
ぞれの単位により表わしている。次いで、湿式粉砕物を
脱水・乾燥した後700〜1100℃で0.5〜5時間
仮焼し、それぞれの仮焼物を再びボールミルで粉砕し
た。この時の粉体の平均粒径は0.4〜1.0μmの範
囲で調整されるのが好ましいが、本発明では平均粒径が
0.5μmとした。その後、各粉砕物に有機バインダ
(PVA、ポリビニルアルコール)を混合して造粒し、
得られた粉末を2ton/cm2 の圧力で20mm×3
0mm×0.3mmの矩形板状にプレス成形した。さら
にこれらの成形体をマグネシア製の焼成鉢に収納し、1
000〜1300℃、0.5 〜4時間の条件で焼成し
た。
例に基づいて詳述する。本組成物の出発原料として、P
bOおよびTiO2・Nb2 O5・CaCO3・Nd2O3
・Y2O3・MnO2の各酸化物粉末を用意した。各酸化
物粉末は純度が99.5%以上のものを用いた。各酸化
物粉末を表1に示した各組成になるように所定量秤量
し、ボールミルで24時間湿式粉砕した。なお表1に示し
た組成は上記基本組成式におけるx、y、a、bのそれ
ぞれの単位により表わしている。次いで、湿式粉砕物を
脱水・乾燥した後700〜1100℃で0.5〜5時間
仮焼し、それぞれの仮焼物を再びボールミルで粉砕し
た。この時の粉体の平均粒径は0.4〜1.0μmの範
囲で調整されるのが好ましいが、本発明では平均粒径が
0.5μmとした。その後、各粉砕物に有機バインダ
(PVA、ポリビニルアルコール)を混合して造粒し、
得られた粉末を2ton/cm2 の圧力で20mm×3
0mm×0.3mmの矩形板状にプレス成形した。さら
にこれらの成形体をマグネシア製の焼成鉢に収納し、1
000〜1300℃、0.5 〜4時間の条件で焼成し
た。
【0019】このようにして得られた各磁器基板を所定
厚みに研磨し、その焼結体の両主面に電極を形成して8
0℃のシリコンオイル中で2〜3.6kV/mmの直流
電圧を5〜30分間印加するという条件で分極処理を行
なうことで、異なる磁器組成の試料1〜34を得た。こ
のようにして得られた各試料について、厚みすべり振動
モードにおける電気機械結合係数k15および比誘電率ε
11 T /ε0・faの温度特性・キュリー温度Tcを評価
した。それぞれの特性の測定・評価は、以下のように行
なった。
厚みに研磨し、その焼結体の両主面に電極を形成して8
0℃のシリコンオイル中で2〜3.6kV/mmの直流
電圧を5〜30分間印加するという条件で分極処理を行
なうことで、異なる磁器組成の試料1〜34を得た。こ
のようにして得られた各試料について、厚みすべり振動
モードにおける電気機械結合係数k15および比誘電率ε
11 T /ε0・faの温度特性・キュリー温度Tcを評価
した。それぞれの特性の測定・評価は、以下のように行
なった。
【0020】電気機械結合係数k15は、インピーダンス
アナライザーを用いて共振周波数および反共振周波数を
測定し、それらの値から計算により求めた。そしてその
値が30%以上のものを良好とした。比誘電率ε11 T /
ε0 は、LCRメータを用いて容量を測定し、その値と
磁器および電極の形状から計算により求めた。そしてそ
の値が300以下のものを良好とした。また温度特性f
aTCは、インピーダンスアナライザを用いて−20℃
〜+80℃の範囲で測定した反共振周波数の値から計算
により求めた。そしてその絶対値が100ppm/℃以
下のものを良好とした。またキュリー温度Tcは誘電率
の温度特性ピークからもとめ、270℃以上のものを良
好とした。これらの測定結果を表1に併せて示す。なお
表中において試料番号に*を付したものは、本発明の範
囲外の結果を示す比較例を表わしている。
アナライザーを用いて共振周波数および反共振周波数を
測定し、それらの値から計算により求めた。そしてその
値が30%以上のものを良好とした。比誘電率ε11 T /
ε0 は、LCRメータを用いて容量を測定し、その値と
磁器および電極の形状から計算により求めた。そしてそ
の値が300以下のものを良好とした。また温度特性f
aTCは、インピーダンスアナライザを用いて−20℃
〜+80℃の範囲で測定した反共振周波数の値から計算
により求めた。そしてその絶対値が100ppm/℃以
下のものを良好とした。またキュリー温度Tcは誘電率
の温度特性ピークからもとめ、270℃以上のものを良
好とした。これらの測定結果を表1に併せて示す。なお
表中において試料番号に*を付したものは、本発明の範
囲外の結果を示す比較例を表わしている。
【0021】
【表1】
【0022】表1で試料1〜3はyの値を0としてxの
値を変えたときの結果を示す。試料1、2は、faTC
が大きく共振子として適さない。資料3はxの値を0.
25と大きく取ることによって温度特性faTCを抑え
ることができているが、キュリー温度Tcが下がり共振
子として使うことができない。
値を変えたときの結果を示す。試料1、2は、faTC
が大きく共振子として適さない。資料3はxの値を0.
25と大きく取ることによって温度特性faTCを抑え
ることができているが、キュリー温度Tcが下がり共振
子として使うことができない。
【0023】ここで、温度特性faTCの大きさはxと
yの値の組み合わせで決まる傾向が見られたが、実際3
4種類の試料について評価した結果、xとyを組み合わ
せて1つのパラメータとして扱うことで温度特性faT
Cとの良好な相関を見ることができる。図1にパラメー
タとしてy+0.3xをとり、温度特性faTCとの相
関を示す。パラメータy+0.3xで、xとyの1次結
合で示せるという仮説の元に、xとyのそれぞれの可変
範囲に対応した重み付けを行って決定された係数であ
る。
yの値の組み合わせで決まる傾向が見られたが、実際3
4種類の試料について評価した結果、xとyを組み合わ
せて1つのパラメータとして扱うことで温度特性faT
Cとの良好な相関を見ることができる。図1にパラメー
タとしてy+0.3xをとり、温度特性faTCとの相
関を示す。パラメータy+0.3xで、xとyの1次結
合で示せるという仮説の元に、xとyのそれぞれの可変
範囲に対応した重み付けを行って決定された係数であ
る。
【0024】パラメータy+0.3xの値を0.05以
上、0.085以下の範囲にとれば、温度特性faTC
をほぼ100ppm以下の値にすることができる。すな
わちパラメータy+0.3xを決めることで温度特性f
aTCの値を知ることができることが示せる。図1で、
○印は温度特性faTCが良品範囲であり、△印は10
0ppmを越えるものを示す。
上、0.085以下の範囲にとれば、温度特性faTC
をほぼ100ppm以下の値にすることができる。すな
わちパラメータy+0.3xを決めることで温度特性f
aTCの値を知ることができることが示せる。図1で、
○印は温度特性faTCが良品範囲であり、△印は10
0ppmを越えるものを示す。
【0025】試料4〜16はxの値を変えながらyの値
を少しずつ変えたときの結果である。yの値が大きくな
るほど比誘電率が増加する傾向にあり、yとしてはほぼ
0.060mol以下であることが望ましい。温度特性
faTCに関しては試料1〜3で見られた結果と同じ
で、y+0.3xで見ると0.085以下となりほぼ良
好な温度特性faTCを示している。ただし試料8、1
1、15、16はキュリー温度Tcが低くなり共振子と
して使うことができない。yの値が高くなるほどTcの
低下する傾向が見られる。
を少しずつ変えたときの結果である。yの値が大きくな
るほど比誘電率が増加する傾向にあり、yとしてはほぼ
0.060mol以下であることが望ましい。温度特性
faTCに関しては試料1〜3で見られた結果と同じ
で、y+0.3xで見ると0.085以下となりほぼ良
好な温度特性faTCを示している。ただし試料8、1
1、15、16はキュリー温度Tcが低くなり共振子と
して使うことができない。yの値が高くなるほどTcの
低下する傾向が見られる。
【0026】試料12と15はx、yの値が極端な場合
を示す。試料12はxが0で、y+0.3xと温度特性
faTCの相関関係から外れて、温度特性faTCが高
くなりすぎて圧電共振子として使えなくなる。試料15
は逆にxが0.30molと大きくし、またyを0にす
ることで温度特性faTCが最も小さくなるものの、キ
ュリー温度Tcも小さくなって使うことができない。す
なわちxは0mol以上0.25mol以下の値が必要
であり、yは0mol以上と0.06mol以下が必要
であることがわかる。
を示す。試料12はxが0で、y+0.3xと温度特性
faTCの相関関係から外れて、温度特性faTCが高
くなりすぎて圧電共振子として使えなくなる。試料15
は逆にxが0.30molと大きくし、またyを0にす
ることで温度特性faTCが最も小さくなるものの、キ
ュリー温度Tcも小さくなって使うことができない。す
なわちxは0mol以上0.25mol以下の値が必要
であり、yは0mol以上と0.06mol以下が必要
であることがわかる。
【0027】試料17〜26はaの値を増加させたとき
の効果を見るものである。キュリー温度Tcが低くなっ
て使えないものが試料20,24,25,26であるが
これらはy+0.3xの値が0.085以上の高い値に
なっていることと関連があるように見える。また試料2
5,26で、aが0.12molになるとy+0.3x
が0.085molでもキュリー温度Tcが下がって使
えなくなっている。すなわちaは0.1mol以下であ
る必要がある。
の効果を見るものである。キュリー温度Tcが低くなっ
て使えないものが試料20,24,25,26であるが
これらはy+0.3xの値が0.085以上の高い値に
なっていることと関連があるように見える。また試料2
5,26で、aが0.12molになるとy+0.3x
が0.085molでもキュリー温度Tcが下がって使
えなくなっている。すなわちaは0.1mol以下であ
る必要がある。
【0028】試料27〜33はMnO2の添加量を変え
たときの効果を見るものである。試料27〜29はbの
値が0の場合であるがk15、比誘電率、温度特性faT
Cのいずれも悪化している。試料33ではbを1.2w
t%まで増やすと分極がかかりにくくなり圧電特性を安
定して得ることができなくなる。すなわちbの値は0w
t%以上、1.0wt%以下に抑えることが必要であ
る。
たときの効果を見るものである。試料27〜29はbの
値が0の場合であるがk15、比誘電率、温度特性faT
Cのいずれも悪化している。試料33ではbを1.2w
t%まで増やすと分極がかかりにくくなり圧電特性を安
定して得ることができなくなる。すなわちbの値は0w
t%以上、1.0wt%以下に抑えることが必要であ
る。
【0029】試料34はaの値を0にしたときの効果で
Tiの置換を行わないと焼成時に磁器同士が融着して量
産することができなくなる。すなわち適正焼成温度が1
200〜1300℃で急激な粒成長が発生し、焼成中の
磁器が付着してしまう傾向が顕著になる。すなわち、a
の値は0.01mol以上必要である。
Tiの置換を行わないと焼成時に磁器同士が融着して量
産することができなくなる。すなわち適正焼成温度が1
200〜1300℃で急激な粒成長が発生し、焼成中の
磁器が付着してしまう傾向が顕著になる。すなわち、a
の値は0.01mol以上必要である。
【0030】以上の結果より分かるように、本発明の強
誘電体磁器組成物によって、電気機械結合係数k15が大
きくて比誘電率ε11 T /ε0が適正で、また温度特性f
aTCが−20℃〜+80℃の温度範囲において小さ
く、さらにキュリー温度Tcが十分高い、優れた特性の
強誘電体磁器組成物が得られる組成物とするには、上記
本組成物の成分組成割合におけるx、y、a、bの値を
本発明の範囲内に設定することが重要であることがわか
る。
誘電体磁器組成物によって、電気機械結合係数k15が大
きくて比誘電率ε11 T /ε0が適正で、また温度特性f
aTCが−20℃〜+80℃の温度範囲において小さ
く、さらにキュリー温度Tcが十分高い、優れた特性の
強誘電体磁器組成物が得られる組成物とするには、上記
本組成物の成分組成割合におけるx、y、a、bの値を
本発明の範囲内に設定することが重要であることがわか
る。
【0031】
【発明の効果】本発明の強誘電体磁器組成物によれば、
PbTiO3を主成分とし、Pbの一部をCaとNd
で、Tiの一部をYとNbで置換したものにMnO2を
添加することにより、良好な圧電特性を有するとともに
リフロー半田付けなどに対する耐熱性が優れ、また反共
振周波数の温度係数が小さくて使用環境温度の変化に対
して安定した発振特性を有する高周波用圧電共振子に最
適の強誘電体磁器組成物を提供することができる。
PbTiO3を主成分とし、Pbの一部をCaとNd
で、Tiの一部をYとNbで置換したものにMnO2を
添加することにより、良好な圧電特性を有するとともに
リフロー半田付けなどに対する耐熱性が優れ、また反共
振周波数の温度係数が小さくて使用環境温度の変化に対
して安定した発振特性を有する高周波用圧電共振子に最
適の強誘電体磁器組成物を提供することができる。
【図1】図1は反共振周波数の温度特性faTCとパラ
メータy+0.3xとの関係を示す図である。
メータy+0.3xとの関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】金属元素としてPb、Ca、Nd、Y、N
b及びTiを含むペロブスカイト型複合酸化物であっ
て、モル比による組成式を、 (Pb1-x-y Cax Ndy){(Y1/2Nb1/2 )a Ti
1-a }O3 で表したとき、前記x、y、aが、 0.05≦x≦0.25 0.01≦y≦0.06 0.01≦a≦0.10 で表わされることを特徴とする強誘電体磁器組成物。 - 【請求項2】請求項1に記載の強誘電体磁器組成物10
0wt%に対して、MnO2を0.1〜1.0wt%含
有するように添加したことを特徴とする強誘電体磁器組
成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000332426A JP2002137965A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 強誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000332426A JP2002137965A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 強誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002137965A true JP2002137965A (ja) | 2002-05-14 |
Family
ID=18808635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000332426A Pending JP2002137965A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 強誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002137965A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005029412A (ja) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電磁器組成物 |
-
2000
- 2000-10-31 JP JP2000332426A patent/JP2002137965A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005029412A (ja) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電磁器組成物 |
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