JP2005047747A - 圧電磁器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 菱面晶系ペロブスカイト構造を有する第1の化合物および正方晶系ペロブスカイト構造を有する第2の化合物に加えて、Biと、Feと、Ta,NbおよびSbからなる群のうちの少なくとも1種の五価金属元素と、Oとを含む第3の化合物を含有する。これらは固溶していてもよく、完全に固溶していなくてもよい。第1の化合物の組成比x、第2の化合物の組成比y、および第3の化合物の組成比zは、モル比で、x+y+z=1,0.35≦x≦0.99,0<y≦0.55,0<z≦0.1をそれぞれ満たす範囲内であることが好ましい。
【選択図】 図1
Description
まず、第1の化合物であるチタン酸ナトリウムビスマス、第2の化合物であるチタン酸カリウムビスマス、および第3の化合物である鉄・タンタル酸ビスマスの出発原料として、酸化ビスマス粉末、炭酸ナトリウム粉末、炭酸カリウム粉末、酸化チタン粉末、酸化鉄粉末および酸化タンタル粉末を用意し、100℃以上で十分に乾燥させたのち、それらを秤量した。出発原料の配合比は、焼成後に化6および表1に示したモル比の組成となるように実施例1−1〜1−24で変化させた。表1において、NBTは(Na0.5 Bi0.5 )0.99TiO3 を表し、KBTは(K0.5 Bi0.5 )0.99TiO3 を表し、BFTはBi(Fe2/3 Ta1/3 )O3 を表している。
実施例2−1〜2−4では、焼成後に化7および表2に示したモル比の組成となるように、第3の化合物における五価金属元素Mをニオブあるいはアンチモンに変え、その原料として酸化ニオブ粉末あるいは酸化アンチモン粉末を用いたことを除き、他は実施例1−3,1−9と同様にして圧電磁器を作製した。表2において、NBTは(Na0.5 Bi0.5 )0.99TiO3 を表し、KBTは(K0.5 Bi0.5 )0.99TiO3 を表し、BFMはBi(Fe2/3 M1/3 )O3 を表している。実施例2−1〜2−4についても、実施例1−3,1−9と同様にして、比誘電率εd、広がり方向の電気機械結合係数krおよび3MV/mの電圧パルスを印加した際の変位量を測定した。それらの結果を実施例1−3,1−9および比較例1−3の結果と共に表2に示す。
実施例3−1〜3−5では、焼成後に化8および表3に示したモル比の組成となるように、第1の化合物であるチタン酸ナトリウムビスマスのA/B比s1、および第2の化合物であるチタン酸カリウムビスマスのA/B比t1を変えたことを除き、他は実施例1−3と同様にして圧電磁器を作製した。表3において、NBTは(Na0.5 Bi0.5 )s1TiO3 を表し、KBTは(K0.5 Bi0.5 )t1TiO3 を表し、BFTはBi(Fe2/3 Ta1/3 )O3 を表している。s1とt1との値は、各実施例において同一である。また、本実施例では、第1の化合物および第2の化合物をそれぞれ1種類の化合物により構成するようにしたので、チタン酸ナトリウムビスマスのA/B比s1はそのまま第1の化合物のA/B比sを意味し、チタン酸カリウムビスマスのA/B比t1はそのまま第2の化合物のA/B比tを意味している。よって、数2に示した第1の化合物および第2の化合物の組成比α,βと、これら化合物のA/B比s,tとの関係は、s1およびt1と同一となる。
実施例4−1〜4−4では、焼成後に化9および表4に示したモル比の組成となるように、第2の化合物をチタン酸バリウムに変え、その原料として炭酸バリウム粉末を用いたことを除き、他は実施例1−1〜1−24と同様にして圧電磁器を作製した。表4において、NBTは(Na0.5 Bi0.5 )0.99TiO3 を表し、BTはBaTiO3 を表し、BFTはBi(Fe2/3 Ta1/3 )O3 を表している。また、本実施例に対する比較例4−1として、化9および表4に示したように、第1の化合物および第2の化合物のみを含むように組成を調整したことを除き、他は実施例4−1〜4−4と同様にして圧電磁器を作製した。実施例4−1〜4−4および比較例4−1についても、実施例1−1,1−24と同様にして、比誘電率εd、広がり方向の電気機械結合係数krおよび3MV/mの電圧パルスを印加した際の変位量を測定した。それらの結果を表4に示す。
Claims (12)
- 菱面晶系ペロブスカイト構造を有する第1の化合物と、
正方晶系ペロブスカイト構造を有する第2の化合物と、
ビスマス(Bi)と、鉄(Fe)と、タンタル(Ta),ニオブ(Nb)およびアンチモン(Sb)からなる群のうちの少なくとも1種の五価金属元素と、酸素(O)とを含む第3の化合物と
を含有することを特徴とする圧電磁器。 - 菱面晶系ペロブスカイト構造を有する第1の化合物と、
正方晶系ペロブスカイト構造を有する第2の化合物と、
ビスマス(Bi)と、鉄(Fe)と、タンタル(Ta),ニオブ(Nb)およびアンチモン(Sb)からなる群のうちの少なくとも1種の五価金属元素と、酸素(O)とを含む第3の化合物と
を含む固溶体を含有する
ことを特徴とする圧電磁器。 - 前記第1の化合物はチタン酸ナトリウムビスマスを含む
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の圧電磁器。 - 前記第2の化合物はチタン酸カリウムビスマスおよびチタン酸バリウムのうちの少なくとも1種を含む
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1に記載の圧電磁器。 - 鉛(Pb)の含有量が1質量%以下である
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1に記載の圧電磁器。 - チタン酸ナトリウムビスマスを含む第1の化合物と、
チタン酸カリウムビスマスおよびチタン酸バリウムのうちの少なくとも1種を含む第2の化合物と、
ビスマス(Bi)と、鉄(Fe)と、タンタル(Ta),ニオブ(Nb)およびアンチモン(Sb)からなる群のうちの少なくとも1種の五価金属元素と、酸素(O)とを含む第3の化合物と
を含有することを特徴とする圧電磁器。 - チタン酸ナトリウムビスマスを含む第1の化合物と、
チタン酸カリウムビスマスおよびチタン酸バリウムのうちの少なくとも1種を含む第2の化合物と、
ビスマス(Bi)と、鉄(Fe)と、タンタル(Ta),ニオブ(Nb)およびアンチモン(Sb)からなる群のうちの少なくとも1種の五価金属元素と、酸素(O)とを含む第3の化合物と
を含む固溶体を含有する
ことを特徴とする圧電磁器。 - 鉛(Pb)の含有量が1質量%以下である
ことを特徴とする請求項8または請求項9記載の圧電磁器。 - 前記チタン酸ナトリウムビスマス,前記チタン酸カリウムビスマスおよび前記チタン酸バリウムの組成比と、前記チタン酸ナトリウムビスマスにおけるチタン(Ti)に対するナトリウム(Na)およびビスマスの組成比、前記チタン酸カリウムビスマスにおけるチタンに対するカリウム(K)およびビスマスの組成比、並びに前記チタン酸バリウムにおけるチタンに対するバリウム(Ba)の組成比とは、数2に示した関係を有する
ことを特徴とする請求項8ないし請求項11のいずれか1に記載の圧電磁器。
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