JP2007063053A - 圧電磁器組成物及び圧電素子 - Google Patents
圧電磁器組成物及び圧電素子 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 Pb、Ti、及びZrを構成元素とする複合酸化物を含む圧電磁器組成物である。150℃での比抵抗値をIR(150℃)、50℃での比抵抗値をIR(50℃)としたときにIR(150℃)/IR(50℃)≧0.05である。還元焼成後、酸素分圧10−5atm以上の雰囲気中でアニール処理することにより作製される。
【選択図】 図5
Description
(ただし、0.96≦a≦1.03、0.05≦x≦0.15、0.25≦y≦0.5、0.35≦z≦0.6、x+y+z=1である。)
(ただし、0.96≦a≦1.03、0<b≦0.1、0.05≦x≦0.15、0.25≦y≦0.5、0.35≦z≦0.6、x+y+z=1である。また、式中のMeは、Sr、Ca、Baから選ばれる少なくとも1種を表す。)
圧電磁器組成物は、次のようにして作製した。先ず、主成分の原料として、PbO粉末、SrCO3粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、ZrO2粉末を用意し、下記主成分の組成となるように秤取した。次に、これら原料をボールミルを用いて16時間湿式混合し、大気中において700℃〜900℃で2時間仮焼した。
主成分:(Pb0.965Sr0.03)[(Zn1/3Nb2/3)0.1Ti0.43Zr0.47]O3
アニール処理温度を500℃から800℃まで変え、他は先の実験1と同様に圧電磁器組成物の試料を作製した。なお、アニール処理における酸素分圧は1×10−5atm、処理時間は2時間とした。これら試料についても150℃及び50℃における比抵抗を測定してIR(150℃)/IR(50℃)の値を算出するとともに、高温負荷寿命試験を行い、高温負荷寿命改善度を評価した。結果を表2に示す。また、アニール処理温度の相違による比抵抗の温度変化の相違を図6に示す。
アニール処理時間を2時間から8時間まで変え、他は先の実験1と同様に圧電磁器組成物の試料を作製した。なお、アニール処理における酸素分圧は1×10−5atm、アニール処理温度は700℃とした。これら試料についても150℃及び50℃における比抵抗を測定してIR(150℃)/IR(50℃)の値を算出するとともに、高温負荷寿命試験を行い、高温負荷寿命改善度を評価した。結果を表3に示す。また、アニール処理時間の相違による比抵抗の温度変化の相違を図7に示す。
還元焼成後、酸素分圧10−5atmの雰囲気中、700℃、2時間のアニール処理を行った圧電磁器組成物について、CL(カソードルミネッセンス)スペクトルを測定した。カソードルミネッセンスとは、高速に加速された電子を物質に照射した場合に、結晶の価電子帯にある電子が励起され、それが再結合する過程で発生する光のことを言い、半導体等の格子欠陥を観察する手法として用いられている。
Claims (11)
- Pb、Ti、及びZrを構成元素とする複合酸化物を含み、150℃での比抵抗値をIR(150℃)、50℃での比抵抗値をIR(50℃)としたときにIR(150℃)/IR(50℃)≧0.05であることを特徴とする圧電磁器組成物。
- IR(150℃)/IR(50℃)≧0.1であることを特徴とする請求項1記載の圧電磁器組成物。
- 還元焼成条件で焼成されたものであることを特徴とする請求項1または2記載の圧電磁器組成物。
- 前記還元焼成条件は、焼成温度800℃〜1200℃、酸素分圧1×10−10〜1×10−6atmであることを特徴とする請求項3記載の圧電磁器組成物。
- 前記還元焼成後、酸素分圧10−5atm以上の雰囲気中でアニール処理されたものであることを特徴とする請求項3または4記載の圧電磁器組成物。
- 前記アニール処理におけるアニール温度が600℃以上であり、アニール時間が2時間以上であることを特徴とする請求項5記載の圧電磁器組成物。
- 前記複合酸化物としてPba[(Zn1/3Nb2/3)xTiyZrz]O3(ただし、0.96≦a≦1.03、0.05≦x≦0.15、0.25≦y≦0.5、0.35≦z≦0.6、x+y+z=1である。)で表される複合酸化物、及び(Pba−bMeb)[(Zn1/3Nb2/3)xTiyZrz]O3(ただし、0.96≦a≦1.03、0<b≦0.1、0.05≦x≦0.15、0.25≦y≦0.5、0.35≦z≦0.6、x+y+z=1である。また、式中のMeは、Sr、Ca、Baから選ばれる少なくとも1種を表す。)で表される複合酸化物から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の圧電磁器組成物。
- 副成分として、Ta、Sb、Nb及びWから選ばれる少なくとも1種を含有し、前記副成分の含有量が酸化物換算で1.0質量%以下であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の圧電磁器組成物。
- 請求項1から8のいずれか1項記載の圧電磁器組成物を用いたことを特徴とする圧電素子。
- 圧電磁器組成物により形成された複数の圧電体層と、これら圧電体層間に挿入する形で形成された内部電極層とを備えることを特徴とする請求項9記載の圧電素子。
- 前記内部電極層は、CuまたはNiを含有することを特徴とする請求項10記載の圧電素子。
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JP2009236577A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Kyocera Corp | 圧電センサ |
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