JP2008078267A - 圧電セラミックス、その製造方法、及び圧電/電歪素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非鉛系圧電結晶体の圧電セラミックスを、相転移点よりも低温の温度領域において、駆動波、特に三角波の電界を印加することによって分極処理し、圧電セラミックスの両面の電界誘起歪の差を15%に低減する。
【選択図】図4
Description
一般式:Liy(Na1−xKx)1−y}a(Nb1−zTaz)O3
(但し、a=0.90〜1.2、x=0.2〜0.8、y=0.02〜0.2、及びz=0.05〜0.5である)
で表される結晶体からなるものを採用することができる。
{Liy(Na1−xKx)1−y}a(Nb1−zTaz)O3 (1)
(但し、前記一般式(1)中、a=0.95〜1.025、x=0.3〜0.55、y=0.05〜0.08、及びz=0.082である)
所定量のLi2CO3、C4H5O6Na・H2O、C4H5O6K、Nb2O5、及びTa2O5を、アルコール中で16時間混合して混合物を調製した。得られた混合物を、800℃、5時間仮焼した後、ボールミルで粉砕することにより、その組成が「(Li0.055(Na0.543K0.457)0.945)1.003(Nb0.918Ta0.082)O3」で表される圧電セラミックスを調製した。得られた圧電セラミックスを使用し、2t/cm2の圧力で直径20mm×厚み6mmの大きさに圧粉成形して圧粉成形体を得た。得られた圧粉成形体をアルミナ容器内に収納し、1000℃で3時間焼成して焼成体を得た。得られた焼成体を、12mm×3mm×1mmの大きさに加工し、その両面に銀ペーストを塗布して電極を焼き付け、これを25〜120℃のシリコンオイル中に浸漬するとともに、電極間に5〜6kV/mmの直流電界を15分間〜3時間印加することにより分極処理して圧電/電歪素子を得た。
25〜120℃のシリコンオイル中に浸漬して駆動波電界により分極処理したこと以外は、前述の実施例1〜4の場合と同様の操作により圧電/電歪素子(比較例1〜4)を得た。また、直流電界を印加せずに駆動波電界の印加のみを施した圧電/電歪素子(比較例5)を得た。得られた圧電/電歪素子に4kV/mmまでの電界を印加した比較例1の電界誘起歪を図5に示す。
電界誘起歪差=|Sp−Sg|/Sg×100(%)
(Sp:分極プラス面の電界誘起歪、Sg:分極グランド面の電界誘起歪)で求めた。湾曲度は、試料の形状(湾曲して窪んだ面の窪みの最大深さ)を直接測定した値で、曲率半径は、試料の湾曲度、試料形状より計算した。
さらに、表1と同様の組成の試料にて、駆動波の周波数、電界を変えた結果を表2に示す(比較例1は、表1の比較例1と同じである)。
Claims (9)
- 相転移点よりも高温において立方晶の結晶構造を有し、相転移点よりも低温において正方晶又は斜方晶の少なくともいずれかの結晶構造を有して自発分極を生じる圧電セラミックスを、前記相転移点よりも低温の温度領域において、直流電界を印加した後に駆動波の電界を印加することによって分極処理する圧電セラミックスの製造方法。
- 前記圧電セラミックスは、非鉛系圧電結晶体によって構成された請求項1に記載の圧電セラミックスの製造方法。
- 前記圧電セラミックスは、
{Liy(Na1−xKx)1−y}a(Nb1−zTaz)O3
(但しa=0.90〜1.2、x=0.2〜0.8、y=0.02〜0.2、及びz=0.05〜0.5である)
で表される結晶体からなる請求項1又は2に記載の圧電セラミックスの製造方法。 - 前記分極処理における前記駆動波は、三角波である請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧電セラミックスの製造方法。
- 前記駆動波による前記分極処理は、0kV/mm以上10kV/mm以下の電界を0.5Hz以上100kHz以下の周波数にて印加するものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧電セラミックスの製造方法。
- 前記直流電界は、0kV/mm以上7.5kV/mm以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧電セラミックスの製造方法。
- 前記分極処理は、25℃以上120℃以下の温度領域において行われる請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧電セラミックスの製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧電セラミックスの製造方法によって製造された圧電セラミックス。
- 請求項8に記載の圧電セラミックスと、
その圧電セラミックスに配設された電極部と、
を含む圧電/電歪素子。
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