JP2008239380A - 圧電磁器組成物 - 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、第3の化合物とを含有する固溶体に相当する組成を有する圧電磁器組成物である。第3の化合物は、Biを第1の構成元素、FeまたはMnを第2の構成元素、6価金属元素を第3の構成元素として含む複合酸化物である。6価金属元素は、W、Moから選ばれる少なくとも1種である。
【選択図】 なし
Description
本実験では、チタン酸ナトリウムビスマス(NBT)を第1の化合物、チタン酸カリウムビスマス(KBT)を第2の化合物、鉄・タングステン酸ビスマス(BFW)を第3の化合物とする固溶体に相当する組成を有する圧電磁器組成物からなる圧電磁器の作製を試みた。第3の化合物は、Biを第1の構成元素、Feを第2の構成元素とし、Wを第3の構成元素とする複合酸化物である。
W1/4 )O3とした。NBT及びKBT、さらにはこれらを合わせたものにおいて、A/B比=0.99である。なお、表1中、*印を付した試料1−1〜試料1−12は、第3の化合物である鉄・タングステン酸ビスマス(BFW)を含んでおらず、比較例に相当するものである。
第3の化合物として、鉄・タングステン酸ビスマス(BFW)の代わりに鉄・モリブデン酸ビスマス(BFM)(第3の構成元素が6価金属元素であるMo)を用い、他は実験1と同様にして圧電磁器(試料2−1,2−2)を作製した。さらに、作製した圧電磁器について、実験1と同様の手法により比誘電率εd、広がり方向の電気機械結合係数kr、d33を測定した。作製した圧電磁器の組成(各化合物に換算した組成:モル%)及び特性の測定結果を表2に示す。
本実験例では、NBTとKBTのA/B比を変え、他は実験1と同様にして圧電磁器を作製した(試料3−1〜3−7)。同様に、BFWを含まない場合についても、NBTとKBTのA/B比を変え、他は実験1と同様にして圧電磁器を作製した(試料3−8〜3−12:比較例に相当)。なお、A/B比はNBT及びKBTについての値であるが、NBTとKBTのA/B比が同じ値であることから、NBTとKBTを合わせたものについても同様のA/B比となる。
本実験では、第2の化合物をチタン酸バリウム(BT)に変え、他は実験1と同様に圧電磁器を作製し、 作製した圧電磁器について、実験1と同様の手法により比誘電率εd、広がり方向の電気機械結合係数kr、d33を測定した。作製した圧電磁器の組成(各化合物に換算した組成:モル%)、及び特性の測定結果を表4に示す。
第3の化合物として、鉄・タングステン酸ビスマス(BFW)の代わりにマンガン・タングステン酸ビスマス(BMW)を用い、他は実験1と同様にして圧電磁器(試料5−1〜5−68)を作製した。第3の化合物は、Biを第1の構成元素、Mnを第2の構成元素とし、Wを第3の構成元素とする複合酸化物である。なお、前記試料のうち試料5−1〜5−12(*印を付した試料)は、第3の化合物であるBMWを含んでおらず、比較例に相当する。
第3の化合物として、マンガン・タングステン酸ビスマス(BMW)の代わりにマンガン・モリブデン酸ビスマス(BMM)(第3の構成元素が6価金属元素であるMo)を用い、他は実験5と同様にして圧電磁器(試料6−1,6−2)を作製した。さらに、作製した圧電磁器について、実験1と同様の手法により比誘電率εd、広がり方向の電気機械結合係数kr、d33を測定した。作製した圧電磁器の組成(各化合物に換算した組成:モル%)及び特性の測定結果を表6に示す。
本実験例では、NBTとKBTのA/B比を変え、他は実験5と同様にして圧電磁器を作製した(試料7−1〜7−7)。なお、A/B比はNBT及びKBTについての値であるが、NBTとKBTのA/B比が同じ値であることから、NBTとKBTを合わせたものについても同様のA/B比となる。
本実験では、第2の化合物をチタン酸バリウム(BT)に変え、他は実験5と同様に圧電磁器を作製し、 作製した圧電磁器について、実験1と同様の手法により比誘電率εd、広がり方向の電気機械結合係数kr、d33を測定した。作製した圧電磁器の組成(各化合物に換算した組成:モル%)、及び特性の測定結果を表8に示す。
第1の化合物としてNBTを、第2の化合物としてBTを、第3の化合物として鉄・ニオブ酸ビスマス(BFN)を用い、各実験例と同様に圧電磁器を作製した。組成は、NBT81モル%、BT18モル%、BFN1モル%である。
Claims (7)
- 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、Biを第1の構成元素、FeまたはMnの少なくとも1種を第2の構成元素、6価金属元素を第3の構成元素として含む複合酸化物である第3の化合物とから構成される固溶体に相当する組成を有する成分を含有することを特徴とする圧電磁器組成物。
- 前記6価金属元素がW、Moから選ばれる少なくとも1種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。
- 前記第1の化合物がチタン酸ナトリウムビスマス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。
- 前記第2の化合物がチタン酸カリウムビスマスであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の圧電磁器組成物。
- 前記組成を前記第1の化合物のモル比x、前記第2の化合物のモル比y、前記第3の化合物のモル比zとして換算したときに、0.76≦x≦0.91、0.08≦y≦0.23、0<z≦0.05、x+y+z=1であることを特徴とする請求項4記載の圧電磁器組成物。
- 前記第2の化合物がチタン酸バリウムであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の圧電磁器組成物。
- 前記組成を前記第1の化合物のモル比x、前記第2の化合物のモル比y、前記第3の化合物のモル比zとして換算したときに、0.85≦x≦0.99、0<y≦0.10、0<z≦0.05、x+y+z=1であることを特徴とする請求項6記載の圧電磁器組成物。
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