JP2002356369A

JP2002356369A - 圧電セラミックス

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Publication number: JP2002356369A
Application number: JP2002044613A
Authority: JP
Inventors: Gakuo Tsukada; 岳夫塚田; Masakazu Hirose; 正和廣瀬
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2002-12-13
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JP4108349B2

Abstract

(57)【要約】【課題】鉛を含まず、かつ、優れた圧電特性を有する
圧電セラミックスにおいて、焦電効果による圧電特性の
劣化を低減する。【解決手段】Ｍ^II（Ｍ^IIはＳｒ、ＢａおよびＣａから
選択される元素）、Ｌｎ（ランタノイド）、Ｂｉ、Ｔ
ｉ、ＯおよびＭｎを含有するビスマス層状化合物であ
り、Ｍ^IIＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅型結晶を含む圧電セラミックス
であって、Ｍ^II、ＬｎおよびＢｉの合計含有量をＡで表
し、Ｔｉの含有量をＢで表したとき、原子比Ａ／Ｂが
１．２４９≦Ａ／Ｂ≦１．２６０であり、Ｍｎの含有量
をＣで表したとき、原子百分率１００Ｃ／（Ａ＋Ｂ）が
０．３９６≦１００Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≦１．０６０である
圧電セラミックス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レゾネータ、圧力
センサ等の分野に幅広く応用可能な圧電セラミックスに
関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電体は、外部から応力を受けることに
よって電気分極が変化する圧電効果と、電界を印加する
ことにより歪みを発生する逆圧電効果とを有する材料で
ある。圧電体は、圧力や変形を測定するためのセンサ、
レゾネータ、アクチュエータなどに応用されている。

【０００３】現在実用化されている圧電材料の大部分
は、正方晶系または菱面体晶系のＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ₃
−ＰｂＴｉＯ₃固溶体）系や、正方晶系のＰＴ（ＰｂＴ
ｉＯ₃）系などのペロブスカイト構造を有する強誘電体
が一般的である。そして、これらに様々な副成分を添加
することにより、様々な要求特性への対応がはかられて
いる。

【０００４】しかし、ＰＺＴ系やＰＴ系の圧電材料は、
実用的な組成ではキュリー点が３００〜３５０℃程度の
ものが多い。これに対し現在のはんだ付け工程における
処理温度は、通常、２３０〜２５０℃なので、キュリー
点が３００〜３５０℃程度の圧電材料ははんだ付け工程
において特性劣化を生じやすい。しかも、鉛を含まない
はんだ（鉛フリーはんだ）が実用化されると、はんだ付
け工程における処理温度はさらに高くなる。したがっ
て、圧電材料のキュリー点を高くすることは極めて重要
である。

【０００５】また、これら鉛系圧電材料は、低温でも揮
発性の極めて高い酸化鉛（ＰｂＯ）を多量（６０〜７０
質量％程度）に含んでいるため、生態学的な見地および
公害防止の面からも好ましくない。具体的には、これら
鉛系圧電材料をセラミックスや単結晶として製造する際
には、焼成、溶融等の熱処理が不可避であり、工業レベ
ルで考えた場合、揮発性成分である酸化鉛の大気中への
揮発、拡散量は極めて多量となる。また、製造段階で放
出される酸化鉛は回収可能であるが、工業製品として市
場に出された圧電材料に含有される酸化鉛は、現状では
その殆どが回収不能であり、これらが広く環境中に放出
された場合、公害の原因となることは避けられない。

【０００６】鉛を全く含有しない圧電材料としては、例
えば、正方晶系に属するペロブスカイト構造のＢａＴｉ
Ｏ₃がよく知られているが、これはキュリー点が１２０
℃と低いため、実用的ではない。また、特開平９−１０
０１５６号公報には、ペロブスカイト構造の（１−ｘ）
（Ｂｉ_1/2Ｎａ_1/2）ＴｉＯ₃−ｘＮａＮｂＯ₃固溶体が記
載されているが、同公報にはキュリー点が３７０℃を超
えるものは記載されていない。

【０００７】キュリー点の高い圧電体としては、例えば
ビスマス層状化合物が知られている。しかし、鉛を全く
含有しないビスマス層状化合物は、レゾネータに適用す
る場合に重要となるＱmaxが小さいという問題がある。
Ｑmaxとは、位相角の最大値をθmaxとしたときのtanθm
axである。すなわち、Ｘをリアクタンス、Ｒをレジスタ
ンスとしたとき、共振周波数と反共振周波数との間にお
けるＱ（＝｜Ｘ｜／Ｒ）の最大値である。Ｑmaxが大き
いほど発振が安定し、また、低電圧での発振が可能とな
る。

【０００８】本発明者らは、特許第３０３２７６１号公
報において、鉛を含有せず、かつ、Ｑmaxが大きいビス
マス層状化合物として、ＳｒＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅系組成にラ
ンタノイドを添加した圧電セラミックスを提案してい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】圧電セラミックスは焦
電性を示すため、分極された圧電セラミックスに対して
熱衝撃が加わると、焦電効果に伴う電荷が発生する。Ｓ
ｒＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅系組成の圧電セラミックスは比抵抗が
比較的高いため、焦電効果によって発生した電荷が解消
されにくい。そのため、この電荷によって生じる電界が
自発分極の向きに影響を与えて、圧電特性の劣化、特に
電気機械結合係数（ｋ_t）の劣化が生じやすい。

【００１０】本発明は、鉛を含まず、かつ、優れた圧電
特性を有する圧電セラミックスにおいて、焦電効果によ
る圧電特性の劣化を低減することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記（１）
〜（５）の本発明により達成される。（１）Ｍ^II（Ｍ^IIはＳｒ、ＢａおよびＣａから選択さ
れる元素）、Ｌｎ（ランタノイド）、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｏお
よびＭｎを含有するビスマス層状化合物であり、Ｍ^IIＢ
ｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅型結晶を含む圧電セラミックスであって、Ｍ^II、ＬｎおよびＢｉの合計含有量をＡで表し、Ｔｉの
含有量をＢで表したとき、原子比Ａ／Ｂが１．２４９≦Ａ／Ｂ≦１．２６０であり、Ｍｎの含有量をＣで表したとき、原子百分率１００Ｃ／
（Ａ＋Ｂ）が０．３９６≦１００Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≦１．０６０である圧電セラミックス。（２）１．２５０＜Ａ／Ｂ≦１．２６０である上記（１）の圧電セラミックス。（３）Ｍ^II中の原子比をＳｒ_xＢａ_yＣａ_zで表したと
き、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．９、０≦ｚ≦１である上記（１）または（２）の圧電セラミックス。（４）原子比Ｌｎ／（Ｌｎ＋Ｍ^II）が０＜Ｌｎ／（Ｌｎ＋Ｍ^II）＜０．５である上記（１）〜（３）のいずれかの圧電セラミック
ス。（５）ＹおよびＳｃから選択される少なくとも１種の
元素を、それぞれＹ₂Ｏ₃およびＳｃ₂Ｏ₃に換算して合計
で０．３質量％未満含有する上記（１）〜（４）のいず
れかの圧電セラミックス。

【００１２】

【作用および効果】本発明では、Ｍ^IIＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅系
組成に、ランタノイド酸化物およびマンガン酸化物を添
加した圧電セラミックスにおいて、金属元素の構成比Ａ
／Ｂおよび１００Ｃ／（Ａ＋Ｂ）を上記のように制御す
る。これにより、圧電セラミックスの比抵抗が減少す
る。そのため、焦電効果によって発生した電荷が速やか
に解消される結果、圧電特性の劣化を抑制することがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】圧電セラミックス本発明の圧電セラミックスは、Ｍ^II（Ｍ^IIはＳｒ、Ｂａ
およびＣａから選択される元素）、Ｌｎ（ランタノイ
ド）、Ｂｉ、Ｔｉ、ＯおよびＭｎを含有するビスマス層
状化合物であり、Ｍ^IIＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅型結晶を含む複合
酸化物である。

【００１４】Ｍ^II、ＬｎおよびＢｉの合計含有量をＡで
表し、Ｔｉの含有量をＢで表したとき、本発明の圧電セ
ラミックス中では、原子比Ａ／Ｂが１．２４９≦Ａ／Ｂ≦１．２６０であり、好ましくは１．２５０＜Ａ／Ｂ≦１．２６０であり、より好ましくは１．２５１≦Ａ／Ｂ≦１．２６０である。Ａ／Ｂが小さすぎると、比抵抗が高くなってし
まう。一方、Ａ／Ｂが大きすぎると、比抵抗が低くなり
すぎて分極が困難となる。

【００１５】Ｍ^II中の原子比をＳｒ_xＢａ_yＣａ_zで表し
たとき、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．９、０≦ｚ≦１であることが好ましい。Ｍ^IIに占めるＢａの比率ｙが高
くなりすぎると、焼成時に圧電セラミックスが溶融しや
すくなる。

【００１６】本発明の圧電セラミックスは、Ｑmaxを向
上させるために、ランタノイド酸化物を含有する。ラン
タノイドは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂおよび
Ｌｕであり、これらのうちでは、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇ
ｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒおよびＹｂの少なくとも１種が好
ましく、Ｌａが最も好ましい。ランタノイドをＬｎで表
したとき、原子比Ｌｎ／（Ｌｎ＋Ｍ^II）は、０＜Ｌｎ／（Ｌｎ＋Ｍ^II）＜０．５であり、好ましくは０．０３≦Ｌｎ／（Ｌｎ＋Ｍ^II）≦０．３である。Ｌｎ／（Ｌｎ＋Ｍ^II）が大きすぎると、Ｑmax
がかえって低くなってしまう。Ｌｎ酸化物の添加による
Ｑmaxの向上は、焼結性の向上によると考えられる。

【００１７】また、本発明の圧電セラミックスは、Ｑma
xを向上させるためにＭｎ酸化物を含有する。Ｍｎ酸化
物とＬｎ酸化物とを複合添加することにより、Ｑmaxは
著しく向上する。ただし、Ｍｎ酸化物の含有量が多すぎ
ると、比抵抗が低くなって分極処理が困難となる。一
方、Ｍｎ酸化物の含有量が少なすぎると、比抵抗が高く
なり本発明の効果が実現しない。そのため、Ｍｎの含有
量をＣで表したとき、本発明では原子百分率１００Ｃ／
（Ａ＋Ｂ）を０．３９６≦１００Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≦１．０６０とし、好ましくは０．５３２≦１００Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≦０．９９４とする。

【００１８】なお、原子比Ａ／Ｂおよび原子百分率１０
０Ｃ／（Ａ＋Ｂ）は、蛍光Ｘ線分析により測定すること
ができる。

【００１９】本発明においてＹ酸化物および／またはＳ
ｃ酸化物を含有させれば、圧電セラミックスの比抵抗を
さらに減少させることができ、焦電効果による圧電特性
の劣化をさらに低減できる。Ｙ酸化物をＹ₂Ｏ₃に、Ｓｃ
酸化物をＳｃ₂Ｏ₃にそれぞれ換算して求めた両酸化物の
合計含有量は、好ましくは０．３質量％未満、より好ま
しくは０．２質量％以下である。この合計含有量が多す
ぎると、比抵抗が低くなりすぎて分極が困難となる。一
方、比抵抗低減効果を十分に発揮させるためには、上記
合計含有量を０．０５質量％以上とすることが好まし
い。

【００２０】なお、Ｙ酸化物をＬｎ酸化物と共に含有す
ることにより、共振周波数の温度特性が向上し、しか
も、十分に大きいＱmaxが得られる。

【００２１】また、Ｃｏ酸化物を含有させることによっ
てもＱmaxを向上させることができる。Ｑmax向上効果を
十分に発揮させるためには、ＣｏＯ換算の含有量を０．
１質量％以上とすることが好ましい。ただし、Ｃｏ酸化
物の含有量が多すぎると、比抵抗が大きくなって分極が
難しくなる。そのため、ＣｏＯ換算の含有量は、好まし
くは０．７質量％未満とし、より好ましくは０．５質量
％以下とする。

【００２２】本発明の圧電セラミックスは、ビスマス層
状化合物であるＭ^IIＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅型結晶を含み、実質
的にこの結晶から構成されていることが好ましいが、完
全に均質でなくても、例えば異相を含んでいてもよい。
この圧電セラミックス中において、ＬｎはＭ^IIＢｉ₄Ｔ
ｉ₄Ｏ₁₅型結晶のＭ^IIサイトを主に置換していると考え
られるが、一部が他のサイトを置換していてもよく、ま
た、一部が結晶粒界に存在していてもよい。

【００２３】本発明の圧電セラミックスの全体組成は、
ａ≧０として、一般に（Ｍ^II _1-aＬｎ_a）Ｂｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅
付近の組成にＭｎＯが付加されたものとすればよく、Ｃ
ｏ酸化物を含有する場合には、これにさらにＣｏＯが付
加されたものとすればよい。ただし、Ａ／Ｂが前記した
限定範囲内にある限り、例えばＴｉに対するＭ^II＋Ｌｎ
の比率やＴｉに対するＢｉの比率が、化学量論組成から
±５％程度ずれていてもよい。例えば、Ｔｉに対するＢ
ｉの比率をより高くすることで、Ｑmaxをより高くする
ことが可能である。また、酸素量も、金属元素の価数や
酸素欠陥などに応じて変化し得る。

【００２４】また、本発明の圧電セラミックスには、不
純物ないし微量添加物としてＰｂ酸化物、Ｃｒ酸化物、
Ｆｅ酸化物等が含有されていてもよいが、これらの酸化
物の含有量は、ＰｂＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃などの化学
量論組成の酸化物に換算してそれぞれ全体の０．５質量
％以下であることが好ましく、これらの酸化物の合計で
も０．５質量％以下であることがより好ましい。これら
の酸化物の含有量が多すぎると、圧電特性が損なわれる
ことがある。なお、圧電セラミックス中にはＰｂが含ま
れないことが最も好ましいが、０．５質量％程度以下の
含有量であれば実質的に問題はない。

【００２５】本発明の圧電セラミックスの結晶粒は、紡
錘状ないし針状である。その平均結晶粒径は特に限定さ
れないが、長軸方向において、好ましくは１〜１０μ
m、より好ましくは３〜５μmである。

【００２６】上記組成の圧電セラミックスのキュリー点
は、少なくとも３８０℃以上とすることができ、４３０
℃以上とすることも容易である。

【００２７】本発明の圧電セラミックスは、レゾネー
タ、高温用センサ等に好適である。使用モードは特に限
定されず、例えば厚み縦振動や厚みすべり振動等のいず
れのモードも利用可能である。

【００２８】製造方法次に、本発明の圧電セラミックスを製造する方法の一例
を説明する。

【００２９】まず、出発原料として、酸化物、または、
焼成により酸化物に変わりうる化合物、例えば、炭酸
塩、水酸化物、シュウ酸塩、硝酸塩等、具体的にはＭ^II
ＣＯ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｌａ₂Ｏ₃、ＭｎＯ₂、Ｍｎ
ＣＯ₃等の粉末を用意し、これらをボールミル等により
湿式混合する。

【００３０】次いで仮焼する。なお、通常、仮焼前に仮
成形する。仮焼温度は、好ましくは７００〜１０００
℃、より好ましくは７５０〜８５０℃である。仮焼温度
が低すぎると、化学反応が十分に終了せず、仮焼が不十
分となる。一方、仮焼温度が高すぎると、仮成形体が焼
結し始めるため、その後の粉砕が困難となる。仮焼時間
は特に限定されないが、通常、１〜３時間とすることが
好ましい。

【００３１】得られた仮焼物をスラリー化し、ボールミ
ル等を用いて湿式粉砕する。この粉砕により得られる粉
末の平均粒径は特に限定されないが、その後の成形のし
やすさを考慮すると、１〜５μm程度とすることが好ま
しい。

【００３２】湿式粉砕後、仮焼物の粉末を乾燥し、乾燥
物に水を少量（４〜８質量％程度）添加した後、１００
〜４００MPa程度の圧力でプレス成形して、成形体を得
る。この際、ポリビニルアルコール等のバインダを添加
してもよい。

【００３３】次いで、成形体を焼成し、圧電セラミック
スを得る。焼成温度は好ましくは１１００〜１２５０℃
の範囲から選択し、焼成時間は好ましくは１〜５時間程
度とする。焼成は大気中で行ってもよく、大気中よりも
酸素分圧の低い雰囲気や高い雰囲気、あるいは純酸素雰
囲気中で行ってもよい。

【００３４】焼成後、分極処理を施す。分極処理の条件
は、圧電セラミックスの組成に応じて適宜決定すればよ
いが、通常、分極温度は１５０〜２５０℃、分極時間は
１〜３０分間、分極電界は抗電界の１．１倍以上、好ま
しくは１．５倍以上とすればよい。

【００３５】

【実施例】実施例１以下の手順で、表１および表２に示す圧電セラミックス
サンプルを作製した。

【００３６】出発原料として、ＳｒＣＯ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、
ＴｉＯ₂、Ｌａ₂Ｏ₃、ＭｎＣＯ₃の各粉末を、最終組成が
（Ｓｒ_0.9Ｌａ_0.1）Ｂｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅付近となり、かつＭ
ｎＯを含有するように配合し、純水中でジルコニアボー
ルを利用したボールミルにより１０時間湿式混合した。

【００３７】次いで、混合物を十分に乾燥し、プレス成
形した後、８００℃で２時間仮焼した。得られた仮焼物
をボールミルで粉砕した後、乾燥し、バインダ（ポリビ
ニルアルコール）を加えて造粒した。得られた造粒粉を
一軸プレス成形機を用いて２９４MPaの荷重を加え、厚
さ約１．５mmの薄板状に成形した。得られた成形体に熱
処理を施してバインダを揮発させた後、１２３０℃で４
時間焼成した。

【００３８】次に、各焼結体の元素含有量を、蛍光Ｘ線
分析により測定した。この測定結果から、前記したＡ／
Ｂおよび１００Ｃ／（Ａ＋Ｂ）を求めた。結果を表１お
よび表２に示す。

【００３９】次に、焼結体を厚さ５００μmとなるまで
ラップ研磨し、さらに、平面寸法が１５mm×１５mmとな
るように切断した。

【００４０】次に、焼結体の両面にＣｕ電極を蒸着によ
り形成し、比抵抗を測定した。上記焼結体の室温におけ
る比抵抗は１０¹²Ωcm程度であるため、測定の際に電流
がほとんど流れず、測定精度が低くなる。そのため本実
施例では、２５０℃のシリコーンオイルバス中で比抵抗
を測定した。

【００４１】次いで、２５０℃のシリコーンオイルバス
中において、焼結体に１．５×Ｅ_C（MV/m）以上の電界
を１分間印加して分極処理を施し、圧電セラミックスサ
ンプルを得た。なお、上記Ｅ_Cは、２５０℃における各
焼結体の抗電界である。

【００４２】次いで、Ｃｕ電極を除去した後、各サンプ
ルをラップ研磨して厚さ４３５μmの薄板を得た。この
薄板の両面にＡｇ電極を蒸着により形成し、ヒューレッ
トパッカード社製インピーダンスアナライザＨＰ４１９
４Ａによる測定を行い、共振反共振法を利用して厚み縦
方向電気機械結合係数（ｋ_t）を求めた。なお、ｋ_tは下
記式により算出した。

【００４３】

【数１】

【００４４】次いで、各サンプルに対し、−４０〜８５
℃の雰囲気に交互にそれぞれ８８回ずつ曝す熱衝撃試験
を行った。この熱衝撃試験後に、再び電気機械結合係数
（ｋ _t）を測定した。

【００４５】熱衝撃試験前の電気機械結合係数をｋ_t0、
熱衝撃試験後の電気機械結合係数をｋ_t1とし、その変化
率△ｋ_tを △ｋ_t＝（ｋ_t1−ｋ_t0）／ｋ_t0 により求めた。結果を表１および表２に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】表１および表２から本発明の効果が明らか
である。すなわち、サンプルの組成を本発明で限定する
範囲内とすることにより比抵抗が低くなり、その結果、
△ｋ _tの絶対値が低く抑えられている。

【００４９】なお、表１および表２に示す各サンプルに
おいて、キュリー点は５００℃以上であり、厚み縦振動
の３次高調波モードでのＱmaxは１０以上であった。ま
た、熱衝撃試験によってキュリー点は変化しなかった。
また、各サンプルを粉末Ｘ線回折法により解析したとこ
ろ、ＳｒＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅型結晶の単一相となっているこ
とが確認された。

【００５０】実施例２出発原料として、ＣａＣＯ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｌａ
₂Ｏ₃、ＭｎＣＯ₃の各粉末を、最終組成が（Ｃａ_0.9Ｌａ
_0.1）Ｂｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅付近となり、かつＭｎＯを含有す
るように配合した。また、焼成温度は１２００℃とし
た。また、分極条件は、１５０℃、１６kV/mm、１００
０秒とした。これら以外の条件は実施例１と同様とし、
サンプルを作製した。これらのサンプルについて実施例
１と同様な測定を行った。結果を表３に示す。

【００５１】

【表３】

【００５２】表３から、元素Ｍ^IIがＣａである場合にも
本発明が有効であることがわかる。

【００５３】表３に示す各サンプルにおいて、キュリー
点は５００℃以上であり、厚み縦振動の３次高調波モー
ドでのＱmaxは１５以上であった。また、熱衝撃試験に
よってキュリー点は変化しなかった。また、各サンプル
を粉末Ｘ線回折法により解析したところ、ＣａＢｉ₄Ｔ
ｉ₄Ｏ₁₅型結晶の単一相となっていることが確認され
た。

【００５４】実施例３出発原料として、ＣａＣＯ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｌａ
₂Ｏ₃、ＭｎＣＯ₃、Ｙ₂Ｏ₃の各粉末を、最終組成が（Ｃ
ａ_0.9Ｌａ_0.1）Ｂｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅付近となり、かつＭｎＯ
およびＹ₂Ｏ₃を含有するように配合した。これ以外の条
件は実施例２と同様とし、サンプルを作製した。これら
のサンプルについて実施例１と同様な測定を行った。結
果を表４に示す。なお、表４にはＹ₂Ｏ₃含有量も示して
ある。

【００５５】

【表４】

【００５６】表４から、Ｙ₂Ｏ₃添加により比抵抗がさら
に低くなり、その結果、△ｋ_tの絶対値がより低く抑え
られることがわかる。なお、Ｙ₂Ｏ₃の少なくとも一部に
替えてＳｃ₂Ｏ₃を用いたところ、比抵抗低減および△ｋ
_tの絶対値低下が認められた。

【００５７】表４に示す各サンプルにおいて、キュリー
点は５００℃以上であり、厚み縦振動の３次高調波モー
ドでのＱmaxは１６以上であった。また、熱衝撃試験に
よってキュリー点は変化しなかった。また、各サンプル
を粉末Ｘ線回折法により解析したところ、ＣａＢｉ₄Ｔ
ｉ₄Ｏ₁₅型結晶の単一相となっていることが確認され
た。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｍ^II（Ｍ^IIはＳｒ、ＢａおよびＣａから
選択される元素）、Ｌｎ（ランタノイド）、Ｂｉ、Ｔ
ｉ、ＯおよびＭｎを含有するビスマス層状化合物であ
り、Ｍ^IIＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅型結晶を含む圧電セラミックス
であって、Ｍ^II、ＬｎおよびＢｉの合計含有量をＡで表し、Ｔｉの
含有量をＢで表したとき、原子比Ａ／Ｂが１．２４９≦Ａ／Ｂ≦１．２６０であり、Ｍｎの含有量をＣで表したとき、原子百分率１００Ｃ／
（Ａ＋Ｂ）が０．３９６≦１００Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≦１．０６０である圧電セラミックス。
【請求項２】１．２５０＜Ａ／Ｂ≦１．２６０である請求項１の圧電セラミックス。
【請求項３】Ｍ^II中の原子比をＳｒ_xＢａ_yＣａ_zで表
したとき、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．９、０≦ｚ≦１である請求項１または２の圧電セラミックス。
【請求項４】原子比Ｌｎ／（Ｌｎ＋Ｍ^II）が０＜Ｌｎ／（Ｌｎ＋Ｍ^II）＜０．５である請求項１〜３のいずれかの圧電セラミックス。
【請求項５】ＹおよびＳｃから選択される少なくとも
１種の元素を、それぞれＹ₂Ｏ₃およびＳｃ₂Ｏ₃に換算し
て合計で０．３質量％未満含有する請求項１〜４のいず
れかの圧電セラミックス。