JP2009007236A - 圧電／電歪磁器組成物、圧電／電歪素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的強度に優れているとともに、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難く、かつ、圧電／電歪特性の良好な圧電／電歪部を比較的低い焼成温度で形成可能な圧電／電歪磁器組成物を提供する。
【解決手段】主成分としてのＰｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物、Ｎｉ、及びＡｇを含有し、Ｎｉの含有割合（ＮｉＯ換算）が、０．０５〜３．０質量％であり、Ａｇの含有割合（ＡｇＯ換算）が、０．０１〜１．０質量％である圧電／電歪磁器組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、機械的強度に優れているとともに、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難く、かつ、圧電／電歪特性の良好な圧電／電歪部を形成可能な圧電／電歪磁器組成物、及びこの圧電／電歪磁器組成物を用いて得られる圧電／電歪部を備えた圧電／電歪素子、並びに圧電／電歪素子の製造方法に関する。

従来、サブミクロンのオーダーで変位を制御できる素子として、圧電／電歪素子が知られている。これらの圧電／電歪素子は圧電型圧力センサ、走査型トンネル顕微鏡のプローブ移動機構、超精密加工装置における直進案内機構、油圧制御用サーボ弁、ＶＴＲ装置のヘッド、フラットパネル型の画像表示装置を構成する画素、ディーゼルエンジン用インジェクタ又はインクジェットプリンタのヘッド等、様々な用途に用いられている。

シート状圧電／電歪組成物と電極を交互に積層して得られる積層型圧電／電歪素子は高変位・高出力を得るのに好適である。しかし、これら積層型圧電／電歪素子は変位量が大きい為に内在する応力が大きく、マイクロクラックが発生し易く、その駆動耐久性の確保には機械的強度・絶縁破壊強度の向上が必要である。特に、高粘度液体吐出デバイス、ディーゼルエンジン用インジェクタ等の新たな用途に採用される圧電／電歪素子には、飛躍的に高い変位が必要とされる。但し、圧電／電歪素子を高変位駆動させると、圧電／電歪部にマイクロクラックが発生しやすくなるといった問題があった。このため、高変位が要求される状況下であっても良好な駆動耐久性を確保するには、圧電／電歪部がより高い絶縁破壊強度を有するものであることが必要である。

また、圧電／電歪体を構成する圧電／電歪磁器組成物についても、種々検討がなされている。例えば、Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物（以下、「ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物」ともいう）、又はこれらの組成物中のＰｂの一部をＳｒ、Ｌａ等で置換した圧電／電歪磁器組成物が開示されており（例えば、特許文献１，２参照）、圧電／電歪素子の圧電／電歪特性を決定する最も重要な部分である圧電／電歪体自体について、優れた圧電／電歪特性（例えば、圧電ｄ定数）を有する圧電／電歪素子が得られるものと期待されている。

また、緻密度を更に向上させて圧電特性を向上させるべく、ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物にＮｉＯを０．０５〜１０重量％添加した磁器組成物からなる圧電体を備えた圧電体素子（例えば、特許文献３参照）が開示されている。

しかしながら、特許文献３で開示された圧電体素子等は、それを構成する圧電体の緻密度がある程度向上したものであったが未だ十分であるとはいえず、絶縁破壊強度が不十分であるため、高電界が印加された場合には絶縁破壊が生じ易いといった問題があった。

特公昭４４−１７１０３号公報 特公昭４５−８１４５号公報 特開２００２−１００８１９号公報

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難く、かつ、圧電／電歪特性の良好な圧電／電歪部を比較的低い焼成温度で形成可能な圧電／電歪磁器組成物を提供することにある。また、本発明の課題とするところは、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難く、かつ、圧電／電歪特性の良好な圧電／電歪部を備えた圧電／電歪素子、及びその製造方法を提供することにある。

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物を主成分として含有させ、Ｎｉ及びＡｇをそれぞれ所定の割合で更に含有させることによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、以下に示す圧電／電歪磁器組成物及びその製造方法、並びに圧電／電歪素子及びその製造方法が提供される。

［１］主成分としてのＰｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物、Ｎｉ、及びＡｇを含有し、前記Ｎｉの含有割合（ＮｉＯ換算）が、０．０５〜３．０質量％であり、前記Ａｇの含有割合（ＡｇＯ換算）が、０．０１〜１．０質量％である圧電／電歪磁器組成物。

［２］前記Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物の組成が、下記式（１）により表される前記［１］に記載の圧電／電歪磁器組成物。
Ｐｂ_ｘ（Ｍｇ_ｙ／３Ｎｂ_２／３）_ａＴｉ_ｂＺｒ_ｃＯ_３ （１）
（前記式（１）中、０．９５≦ｘ≦１．０５、０．８≦ｙ≦１．０であり、かつａ，ｂ，ｃが、前記ａ，ｂ，ｃの３つを座標軸とする座標中、（ａ，ｂ，ｃ）＝（０．５５０，０．４２５，０．０２５）、（０．５５０，０．３２５，０．１２５）、（０．３７５，０．３２５，０．３００）、（０．１００，０．４２５，０．４７５）、（０．１００，０．５２５，０．３７５）、（０．３７５，０．４２５，０．２００）で囲まれる範囲の小数である（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０００である））

［３］前記［１］又は［２］に記載の圧電／電歪磁器組成物によって形成された圧電／電歪部と、前記圧電／電歪部に電気的に接続される内部電極と、を備えた圧電／電歪素子。

［４］セラミックスからなる基体を更に備え、前記圧電／電歪部が、前記基体上に直接又は前記内部電極を介して固着されている前記［３］に記載の圧電／電歪素子。

［５］前記圧電／電歪部及び前記内部電極をそれぞれ複数備え、複数の前記圧電／電歪部が、複数の前記内部電極により交互に一つずつ又は複数ずつ挟持・積層された前記［３］又は［４］に記載の圧電／電歪素子。

［６］前記内部電極と一つおきに接続する外部電極を更に備えた前記［５］に記載の圧電／電歪素子。

［７］前記内部電極が、Ａｇ電極又はＡｇ−Ｐｄ電極である前記［３］〜［６］のいずれかに記載の圧電／電歪素子。

［８］圧電／電歪部と、前記圧電／電歪部に電気的に接続される内部電極と、を備えた圧電／電歪素子を製造する方法であって、前記［１］又は［２］に記載の圧電／電歪磁器組成物を含有する所定形状の未焼成圧電／電歪部を、９５０以上、１１００℃未満の温度で焼成して圧電／電歪部を形成する工程を有する圧電／電歪素子の製造方法（以下、「第一の圧電／電歪素子の製造方法」ともいう）。

［９］前記内部電極が、Ａｇ電極又はＡｇ−Ｐｄ電極であり、前記内部電極と接触させた状態で、前記未焼成圧電／電歪部を焼成する前記［８］に記載の圧電／電歪素子の製造方法。

［１０］圧電／電歪部と、前記圧電／電歪部に電気的に接続される内部電極と、を備えた圧電／電歪素子を製造する方法であって、前記内部電極が、Ａｇ電極又はＡｇ−Ｐｄ電極であり、主成分としてのＰｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物、及びＮｉを含有し、前記Ｎｉの含有割合（ＮｉＯ換算）が、０．０５〜３．０質量％である圧電／電歪磁器組成物を含有する所定形状の未焼成圧電／電歪部を、前記内部電極と接触させた状態で、９５０以上、１１００℃未満の温度で焼成して圧電／電歪部を形成する工程を有する圧電／電歪素子の製造方法（以下、「第二の圧電／電歪素子の製造方法」ともいう）。

［１１］前記Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物の組成が、下記式（１）により表される前記［１０］に記載の圧電／電歪素子の製造方法。
Ｐｂ_ｘ（Ｍｇ_ｙ／３Ｎｂ_２／３）_ａＴｉ_ｂＺｒ_ｃＯ_３ （１）
（前記式（１）中、０．９５≦ｘ≦１．０５、０．８≦ｙ≦１．０であり、かつａ，ｂ，ｃが、前記ａ，ｂ，ｃの３つを座標軸とする座標中、（ａ，ｂ，ｃ）＝（０．５５０，０．４２５，０．０２５）、（０．５５０，０．３２５，０．１２５）、（０．３７５，０．３２５，０．３００）、（０．１００，０．４２５，０．４７５）、（０．１００，０．５２５，０．３７５）、（０．３７５，０．４２５，０．２００）で囲まれる範囲の小数である（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０００である））

［１２］前記Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物の１００質量部に対して、ＰｂＯ換算で０．０１〜２．０質量部のＰｂ源を、前記未焼成圧電／電歪部に添加する前記［８］〜［１１］のいずれかに記載の圧電／電歪素子の製造方法。

［１３］セラミックスからなる基体上に直接又は前記内部電極を介して配設した前記未焼成圧電／電歪部を焼成し、前記圧電／電歪部を、前記基体上に直接又は前記内部電極を介して固着形成する前記［８］〜［１２］のいずれかに記載の圧電／電歪素子の製造方法。

［１４］所定形状の前記未焼成圧電／電歪部が、前記圧電／電歪磁器組成物を含有するグリーンシートであり、前記グリーンシート上に内部電極を形成して得られた複数の内部電極付きグリーンシートを積層した後、焼成する前記［８］〜［１３］のいずれかに記載の圧電／電歪素子の製造方法。

本発明の圧電／電歪磁器組成物は、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難く、かつ、圧電／電歪特性の良好な圧電／電歪部を比較的低い焼成温度で形成可能であるといった効果を奏するものである。

本発明の圧電／電歪素子は、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難く、かつ、圧電／電歪特性の良好な圧電／電歪部を備えているといった効果を奏するものである。

本発明の第一及び第二の圧電／電歪素子の製造方法によれば、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難く、かつ、圧電／電歪特性の良好な圧電／電歪部を備えた圧電／電歪素子を製造することができる。

以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。以下、単に「本発明（本実施形態）の圧電／電歪素子の製造方法」というときは、第一の圧電／電歪素子の製造方法と第二の圧電／電歪素子の製造方法のいずれをも意味する。

１．圧電／電歪磁器組成物：
本発明の圧電／電歪磁器組成物の一実施形態は、主成分としてのＰｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物、Ｎｉ、及びＡｇを含有し、Ｎｉの含有割合（ＮｉＯ換算）が、０．０５〜３．０質量％であり、Ａｇの含有割合（ＡｇＯ換算）が、０．０１〜１．０質量％であるものである。以下、その詳細について説明する。

本発明の圧電／電歪磁器組成物は、主成分としてのＰｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物（ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物）、Ｎｉ、及びＡｇを含有するものであり、Ｎｉ及びＡｇを、それぞれ所定の割合で含有するものである。なお、本発明の圧電／電歪磁器組成物は、本質的に、主成分としてのＰｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物、Ｎｉ、及びＡｇからなるものであることが好ましい。このように、本発明の圧電／電歪磁器組成物は、ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物を主成分として、Ｎｉ及びＡｇをそれぞれ所定の割合で含有するものであるために、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難いものである。

本発明の圧電／電歪磁器組成物には、ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物が主成分として含有される。ここで、本明細書において、「ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物（Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物）を主成分とし」というときの「主成分」とは、Ｎｉ及びＡｇを除いた圧電／電歪磁器組成物の全体に対する、ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物の割合が、９５質量％以上、好ましくは９８質量％以上であることをいう。

また、本発明の圧電／電歪磁器組成物には、Ｎｉが、ＮｉＯ換算で０．０５〜３．０質量％、好ましくは０．１〜２．５質量％、更に好ましくは０．１５〜１．５質量％含有される。Ｎｉの含有割合を前記数値範囲内にすると、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難く、圧電／電歪特性（歪特性）の向上した圧電／電歪部を形成することができる。

本発明の圧電／電歪磁器組成物には、Ａｇが、ＡｇＯ換算で０．０１〜１．０質量％、好ましくは０．０５〜０．８質量％、更に好ましくは０．１〜０．４質量％含有される。Ａｇの含有割合を前記数値範囲内にすると、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難く、圧電／電歪特性の向上した圧電／電歪部を形成することができる。

なお、本明細書における「Ｎｉの含有割合（ＮｉＯ換算）」及び「Ａｇの含有割合（ＡｇＯ換算）」は、ＩＣＰ法、蛍光Ｘ線法、及びＥＰＭＡ法により測定する。より具体的には、ＩＣＰ法又は蛍光Ｘ線法により標準となる対象物のＮｉ及びＡｇの含有割合を測定してそれぞれの検量線を作成するとともに、ＥＰＭＡ法により試料を測定し、作成した検量線に基づき、Ｎｉの含有割合（ＮｉＯ換算）及びＡｇの含有割合（ＡｇＯ換算）を算出する。

本発明の圧電／電歪磁器組成物に含有されるＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物は、その組成が下記式（１）により表されるものであることが、より高い圧電特性を有する圧電／電歪体（圧電／電歪部）を形成可能となる点で好ましい。
Ｐｂ_ｘ（Ｍｇ_ｙ／３Ｎｂ_２／３）_ａＴｉ_ｂＺｒ_ｃＯ_３ （１）
（上記式（１）中、０．９５≦ｘ≦１．０５、０．８≦ｙ≦１．０であり、かつａ，ｂ，ｃが、前記ａ，ｂ，ｃの３つを座標軸とする座標中、（ａ，ｂ，ｃ）＝（０．５５０，０．４２５，０．０２５）、（０．５５０，０．３２５，０．１２５）、（０．３７５，０．３２５，０．３００）、（０．１００，０．４２５，０．４７５）、（０．１００，０．５２５，０．３７５）、（０．３７５，０．４２５，０．２００）で囲まれる範囲の小数である（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０００である））

本発明の圧電／電歪磁器組成物の微構造については、種々の態様が想定される。例えば、Ａｇの存在箇所について想定される態様としては、（１）多数の結晶粒子が形成されており、これらの結晶粒子の内部に、ＡｇＯが存在している、（２）多数の結晶粒子が構成されており、隣接する結晶粒子どうしの間（粒界）に、Ａｇ（金属）とＡｇＯの少なくともいずれかが存在している、（３）（１）と（２）の組み合わせ、等を挙げることができる。

また、Ｎｉの存在箇所について想定される態様としては、（１）多数の結晶粒子が形成されており、これらの結晶粒子の内部に、ＮｉＯが存在している、（２）多数の結晶粒子が構成されており、隣接する結晶粒子どうしの間（粒界）に、Ｎｉ（金属）とＮｉＯの少なくともいずれかが存在している、（３）（１）と（２）の組み合わせ、等を挙げることができる。

更に、Ｐｂを添加した場合における、Ｐｂの存在箇所について想定される態様としては、（１）多数の結晶粒子が形成されており、これらの結晶粒子の内部に、ＰｂＯが存在している、（２）多数の結晶粒子が構成されており、隣接する結晶粒子どうしの間（粒界）に、Ｐｂ（金属）とＰｂＯの少なくともいずれかが存在している、（３）（１）と（２）の組み合わせ、等を挙げることができる。なお、本発明の圧電／電歪磁器組成物を構成する、複数の結晶粒子とこれらの粒界を含む領域について、ＥＰＭＡによりＡｇ（金属）、ＡｇＯ、Ｎｉ（金属）、ＮｉＯ、Ｐｂ（金属）、及びＰｂＯの存在箇所（分布）を測定した場合には、通常、これらの元素及びその酸化物は測定領域内において一様に分布している。

２．圧電／電歪磁器組成物の製造方法：
次に、本発明の圧電／電歪磁器組成物を製造する方法について説明する。本発明の圧電／電歪磁器組成物を製造するに際しては、先ず、Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物の構成元素をそれぞれ含有する各種原料化合物を混合して混合原料を得る。原料化合物の具体例としては、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｚｒ、若しくはＴｉの各元素単体、これら各元素の酸化物（ＰｂＯ、Ｐｂ_３Ｏ_４、ＭｇＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、又はＺｒＯ_２等）、炭酸塩（ＭｇＣＯ_３等）、又はこれら各元素を複数種含有する化合物（ＭｇＮｂ_２Ｏ_６、ＮｉＮｂ_２Ｏ_６等）等を挙げることができる。

原料化合物の混合方法としては、一般的な方法を用いればよく、例えばボールミルを挙げることができる。具体的には、ボールミル装置内に所定量の各種原料化合物、玉石、水を入れ、所定時間だけ回転させて混合スラリーを調製する。次いで、調製した混合スラリーを、乾燥器を使用するか、又は濾過等の操作によって乾燥することにより、混合原料を得ることができる。

得られた混合原料を７５０〜１１００℃で仮焼した後、Ｎｉ（ＮｉＯ）等のＮｉ源、及びＡｇ（ＡｇＯ）等のＡｇ源、所望によりＰｂ（ＰｂＯ）等のＰｂ源をそれぞれ適当量添加及び混合し、９５０℃以上、１１００℃未満で焼成することにより、圧電／電歪磁器組成物を得ることができる。得られた圧電／電歪磁器組成物は、Ｘ線回折装置による回折強度において、パイロクロア相の最強回折線の強度と、ペロブスカイト相の最強回折線の強度との比が５％以下であることが好ましく、２％以下であることが更に好ましい。

仮焼後にＰｂを添加して焼成すると、高電界が印加された場合であっても更に絶縁破壊が生じ難い圧電／電歪体（圧電／電歪部）を形成可能となるために好ましい。Ｐｂの添加量は、ＰｂＯ換算で、ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物１００質量部に対して０．０１〜２．０質量部とすることが好ましく、０．１〜１．５質量部とすることが更に好ましく、０．５〜１．０質量部とすることが特に好ましい。ＰｂＯの添加量（ＰｂＯ換算）を上記数値範囲内にすると、得られる圧電／電歪体（圧電／電歪部）の圧電／電歪特性が更に向上する。

得られた圧電／電歪磁器組成物を、必要に応じて粉砕することにより、所望とする粒子径の圧電／電歪磁器組成物を得ることができる。粉砕はボールミル等の方法により行えばよい。粉砕して得られる圧電／電歪磁器組成物の平均粒子径は０．１〜１．０μｍであることが好ましく、０．２〜０．７μｍであることが更に好ましい。なお、粒子径の調整は、粉砕して得られた圧電／電歪磁器組成物の粉末を４００〜７５０℃で熱処理することにより行ってもよい。この際には、微細な粒子ほど他の粒子と一体化して粒子径の揃った粉末となり、粒子径が揃った圧電／電歪部とすることができるため好ましい。また、圧電／電歪磁器組成物は、例えば、アルコキシド法や共沈法等によって調製してもよい。

３．圧電／電歪素子：
次に、本発明の圧電／電歪素子の実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本発明の圧電／電歪素子の一実施形態を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の圧電／電歪素子５１は、セラミックスからなる基体１と、膜状の圧電／電歪部２と、この圧電／電歪体２に電気的に接続される膜状の内部電極４，５とを備え、圧電／電歪部２が、内部電極４を介在させた状態で基体１上に固着されているものである。なお、圧電／電歪部は、内部電極を介在させることなく、直接、基体上に固着されていてもよい。なお、本明細書にいう「固着」とは、有機系、無機系の一切の接着剤を用いることなく、圧電／電歪部２と、基体１又は内部電極４との固相反応により、両者が緊密一体化した状態のことをいう。

本実施形態の圧電／電歪素子５１の圧電／電歪部２は、前述の本発明に係る圧電／電歪磁器組成物によって形成されたものである。即ち、本実施形態の圧電／電歪素子５１の圧電／電歪部２は、ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物、Ｎｉ、及びＡｇをそれぞれ所定の割合で含有する圧電／電歪磁器組成物によって形成されたものである。従って、本実施形態の圧電／電歪素子５１は、機械的強度に優れているとともに、高電界が印加された場合であっても絶縁破壊が生じ難い圧電／電歪部２を備えたものである。更に、圧電／電歪部２は、比較的低い焼成温度で形成され得る。このため、Ｐｔ電極に比してより融点の低いＡｇ−Ｐｄ電極を内部電極として積極的に用いることができるとともに、材料コスト、エネルギーコストや汎用性の面においても優れている。

また、図３に示すように、本実施形態の圧電／電歪素子５１は、圧電／電歪部２，３を複数、及び内部電極４，５，６を複数備え、複数の圧電／電歪部２，３が、複数の内部電極４，５，６により交互に挟持・積層されてなる構成とすることも好ましい。この構成は、いわゆる多層型の構成であり、低電圧で大きな屈曲変位を得ることができるために好ましい。なお、複数の圧電／電歪部は、複数の内部電極により交互に複数ずつ挟持・積層されていてもよい。

圧電／電歪部２の厚み（図１参照）は、０．５〜５０μｍであることが好ましく、０．８〜４０μｍであることが更に好ましく、１．０〜３０μｍであることが特に好ましい。圧電／電歪部２の厚みが０．５μｍ未満であると、本発明に係る圧電／電歪磁器組成物からなる圧電／電歪部であっても緻密化が不十分となる場合がある。一方、圧電／電歪部２の厚みが５０μｍを超えると、焼成時の圧電／電歪磁器組成物の収縮応力が大きくなり、基体１が破壊されるのを防止するため、より厚い基体１が必要となり、素子の小型化への対応が困難になる場合がある。なお、図３に示すように、圧電／電歪素子５１の構成がいわゆる多層型である場合における圧電／電歪部２，３の厚みとは、圧電／電歪部２，３のそれぞれの厚みをいう。

基体はセラミックスからなるものであるが、このセラミックスの種類に特に制限はない。もっとも、耐熱性、化学的安定性、及び絶縁性の点から、安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、及びガラスからなる群より選択される少なくとも一種を含むセラミックスが好ましい。中でも、機械的強度が大きく、靭性に優れる点から安定化された酸化ジルコニウムが更に好ましい。なお、本明細書にいう「安定化された酸化ジルコニウム」とは、安定化剤の添加により結晶の相転移を抑制した酸化ジルコニウムをいい、安定化酸化ジルコニウムの他、部分安定化酸化ジルコニウムを包含する。

安定化された酸化ジルコニウムとしては、酸化ジルコニウムに安定化剤として、例えば酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化スカンジウム、酸化イッテルビウム、酸化セリウム、又は希土類金属の酸化物を、１〜３０ｍｏｌ％含有するものを挙げることができる。なかでも、振動部の機械的強度が特に高い点で、酸化イットリウムを安定化剤として含有させたものが好ましい。この際、酸化イットリウムは、１．５〜６ｍｏｌ％含有させることが好ましく、２〜４ｍｏｌ％含有させることが更に好ましい。また、更に酸化アルミニウムを０．１〜５ｍｏｌ％含有させたものが好ましい。安定化された酸化ジルコニウムの結晶相は、立方晶＋単斜晶の混合相、正方晶＋単斜晶の混合相、立方晶＋正方晶＋単斜晶の混合相等であってもよいが、主たる結晶相が、正方晶、又は正方晶＋立方晶の混合相であるものが、強度、靭性、及び耐久性の観点から好ましい。

なお、基体の厚みは、１μｍ〜１ｍｍが好ましく、１．５〜５００μｍが更に好ましく、２〜２００μｍが特に好ましい。基体の厚みが１μｍ未満であると、圧電／電歪素子の機械的強度が低下する場合がある。一方、１ｍｍを超えると圧電／電歪部に電圧を印加した場合に、発生する収縮応力に対する基体の剛性が大きくなり、圧電／電歪部の屈曲変位が小さくなってしまう場合がある。

図２は、本発明の圧電／電歪素子の他の実施形態を模式的に示す断面図である。図２に示すように、基体１の形状は、その一表面に固着面１ａを有する、上記の厚みを有する薄肉部１ｃと、この固着面１ａに対応する部分以外の部分に配設された、薄肉部１ｃに比して厚みのある厚肉部１ｂとを備えた形状であってもよい。なお、内部電極４（又は圧電／電歪部）は、固着面１ａに略対応する領域に配設される。基体１がこのような形状であると、屈曲変位が十分に大きく、かつ機械的強度の大きい圧電／電歪素子とすることができる。また、図２に示す基体１の形状が連続して形成された、図４に示すような共通基体２０を使用し、第一の圧電／電歪部１２、第二の圧電／電歪部１３、及び内部電極４，５，６を含む複数の圧電／電歪素子単位１０をこの共通基体２０上に配設することもできる。

基体の表面形状（図１における、内部電極４が固着される面の形状）について特に制限はなく、例えば、長方形、正方形、三角形、楕円形、真円形、Ｒ付正方形、Ｒ付長方形、又はこれらを組み合わせた複合形等の表面形状を挙げることができる。また、基体全体の形状についても特に制限はなく、適当な内部空間を有するカプセル形状であってもよい。

内部電極は圧電／電歪部に電気的に接続されるものであり、複数の圧電／電歪部が存在する場合には、それぞれの圧電／電歪部の間に配設されることが好ましい。また、内部電極は、圧電／電歪部の屈曲変位等に実質的に寄与する領域を含んだ状態で配設されることが好ましい。具体的には、図３に示すように、第一の圧電／電歪部１２と第二の圧電／電歪部１３の、それぞれ中央部分付近を含む８０面積％以上の領域に、内部電極４，５，６が配設されていることが好ましい。

内部電極の材質としては、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ、Ａｇ、及びこれらの合金からなる群より選択される少なくとも一種の金属を挙げることができる。なかでも、圧電／電歪部を焼成する際の耐熱性が高い点で、白金、又は白金を主成分とする合金が好ましい。また、本発明に係る圧電／電歪磁器組成物を用いれば、より低い焼成温度で圧電／電歪部を形成可能であることから、内部電極の材質としてＡｇ−Ｐｄ等の合金を好適に用いることができる。なお、内部電極の材質としてＡｇ又はＡｇ−Ｐｄ等の合金を用いた場合には、焼成すること等によって内部電極中のＡｇの一部が圧電／電歪部に移動する場合がある。このため、内部電極の材質としてＡｇ又はＡｇ−Ｐｄ等の合金を用いる場合には、圧電／電歪磁器組成物を製造する際に添加するＡｇＯ等のＡｇ源の量を適宜調整することによって所望とするＡｇ含有割合の圧電／電歪部を形成することができる。

内部電極の厚みは、１５μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることが更に好ましい。１５μｍを超えると内部電極が緩和層として作用し、屈曲変位が小さくなる場合がある。なお、内部電極としての実質的な機能を発揮させるといった観点からは、内部電極の厚みは０．０５μｍ以上であればよい。

図５Ａ、図６Ａ、及び図６Ｂは、本発明の圧電／電歪素子の、更に他の実施形態を模式的に示す図面であり、図５Ａは斜視図、図６Ａは図５Ａの縦断面図、図６Ｂは図５Ａの横断面図である。また、図５Ｂは、内部電極のパターン様式を示す斜視図である。図５Ａ〜図６Ｂに示す実施形態の圧電／電歪素子６１は、圧電／電歪部（圧電／電歪層３２）を複数、及び内部電極（内部電極層３４，３５）を複数備え、複数の圧電／電歪層３２が、複数の内部電極層３４，３５により交互に挟持・積層されている、いわゆる積層型の圧電／電歪素子である。なお、この圧電／電歪６１は、図１に示す圧電／電歪５１と異なり、圧電／電歪部や内部電極が固着される基体を構成要素として有しないものである。

本実施形態の圧電／電歪素子６１においては、圧電／電歪層３２が所定軸Ａに沿って多数積層されており、隣接する圧電／電歪層３２どうしの間に、内部電極層３４，３５が交互に配設されている。内部電極層３４にはプラス極性の電圧が印加され、内部電極層３５にはマイナス極性の電圧が印加される。図５Ｂに示すように、隣接する圧電／電歪層３２どうしの間に交互に配設される内部電極層３４，３５のそれぞれのパターン様式（形成パターン）は異なっている。このため、本実施形態の圧電／電歪素子６１は、「オフセット型の積層型圧電／電歪素子」とも称呼される。なお、内部電極層３４は、外部電極３３と接続し導通しており、内部電極層３５は、外部電極３３と異なる外部電極３７と接続し導通している。即ち、外部電極３３，３７は、内部電極層３４，３５と一つおきに接続するように配設されている。

４．圧電／電歪素子の製造方法：
次に、本発明の圧電／電歪素子の製造方法について説明する。先ず、基体を構成要素として備えた圧電／電歪素子を製造する方法について説明する。セラミックスからなる基体上に、又は基体表面に形成された内部電極上に、圧電／電歪磁器組成物を含有する所定形状の未焼成圧電／電歪部（層）を形成する。

本発明の第一の圧電／電歪素子の製造方法では、セラミックスからなる基体上に、又は基体表面に形成された内部電極上に、本発明の一実施形態である前述の圧電／電歪磁器組成物を含有する所定形状の未焼成圧電／電歪部（層）を形成する。

一方、本発明の第二の圧電／電歪素子の製造方法では、Ａｇ電極又はＡｇ−Ｐｄ電極を内部電極として用いるとともに、セラミックスからなる基体上に、又は基体表面に形成された内部電極上に、主成分としてのＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物、及びＮｉを含有し、Ｎｉの含有割合（ＮｉＯ換算）が、０．０５〜３．０質量％である圧電／電歪磁器組成物を含有する所定形状の未焼成圧電／電歪部（層）を形成する。なお、第二の圧電／電歪素子の製造方法において用いるＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物は、その組成が、例えば下記式（１）により表されるものである。
Ｐｂ_ｘ（Ｍｇ_ｙ／３Ｎｂ_２／３）_ａＴｉ_ｂＺｒ_ｃＯ_３ （１）
（上記式（１）中、０．９５≦ｘ≦１．０５、０．８≦ｙ≦１．０であり、かつａ，ｂ，ｃが、前記ａ，ｂ，ｃの３つを座標軸とする座標中、（ａ，ｂ，ｃ）＝（０．５５０，０．４２５，０．０２５）、（０．５５０，０．３２５，０．１２５）、（０．３７５，０．３２５，０．３００）、（０．１００，０．４２５，０．４７５）、（０．１００，０．５２５，０．３７５）、（０．３７５，０．４２５，０．２００）で囲まれる範囲の小数である（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０００である））

内部電極を形成する方法としては、例えば、イオンビーム、スパッタリング、真空蒸着、ＰＶＤ、イオンプレーティング、ＣＶＤ、メッキ、スクリーン印刷、スプレー、又はディッピング等の方法を挙げることができる。なかでも、基体、及び圧電／電歪部との接合性の点でスパッタリング法、又はスクリーン印刷法が好ましい。形成された内部電極は、６００〜１４００℃程度の焼成（熱処理）により、基体及び／又は圧電／電歪部と一体化することができる。この焼成は内部電極を形成する毎に行ってもよいが、未焼成圧電／電歪部（層）についてする熱処理と一括して行ってもよい。

未焼成圧電／電歪部（層）を基体上に形成する方法としては、例えば、イオンビーム、スパッタリング、真空蒸着、ＰＶＤ、イオンプレーティング、ＣＶＤ、メッキ、ゾルゲル、エアロゾルデポジション、スクリーン印刷、スプレー、又はディッピング等の方法を挙げることができる。なかでも、簡単に精度の高い形状、厚さで連続して形成することができる点でスクリーン印刷法が好ましい。なお、スクリーン印刷法によって未焼成圧電／電歪部（層）を基体上に形成する場合には、未焼成圧電／電歪部（層）を形成する材料となる圧電ペーストにＰｂ（ＰｂＯ）等のＰｂ源を所定の割合で添加して、未焼成圧電／電歪部（層）にＰｂを含有させることが好ましい。Ｐｂの添加量は、ＰｂＯ換算で、ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物１００質量部に対して０．０１〜２．０質量部とすることが好ましく、０．１〜１．５質量部とすることが更に好ましく、０．５〜１．０質量部とすることが特に好ましい。Ｐｂの添加量（ＰｂＯ換算）を上記数値範囲内にすると、得られる圧電／電歪体（圧電／電歪部）の圧電／電歪特性が更に向上する。次に、基体上に形成した未焼成圧電／電歪部（層）の上に、前述の方法と同様の方法により内部電極を形成する。なお、この内部電極上に、未焼成圧電／電歪部（層）、及び内部電極を、所望とする多層となるまで交互に繰り返し形成してもよい。

その後、未焼成圧電／電歪部（層）、及び内部電極を基体上に交互に積層することにより得られた積層体を一体的に焼成する。この焼成により、圧電／電歪磁器組成物により構成された結晶粒子からなる圧電／電歪部を、基体に直接又は内部電極を介して固着させることができる。なお、この焼成は必ずしも一体的に実施する必要はなく、未焼成圧電／電部（層）を一層形成する毎に順次実施してもよいが、生産効率の観点からは内部電極も含めた状態で一体的に焼成することが好ましい。

本発明の第二の圧電／電歪素子の製造方法では、未焼成圧電／電歪部を、内部電極と接触させた状態で焼成する。これにより、内部電極中のＡｇの一部が圧電／電歪部に移動し、所望とするＡｇ含有割合の圧電／電歪部が形成される。形成される圧電／電歪部中のＡｇを所望の割合とするには、焼成温度、内部電極に含まれるＡｇ粒子（又はＡｇ−Ｐｄ粒子）の粒度分布、未焼成圧電／電歪部（層）に添加するＰｂＯの量、及び焼成雰囲気等を制御すればよい。特に、Ａｇ−Ｐｄ電極を内部電極として用いる場合には、Ａｇ−Ｐｄ電極に含有されるＡｇとＰｄの割合を調整することによっても、形成される圧電／電歪部中のＡｇの割合を調整することができる。

このときの焼成温度は、９５０℃以上、１１００℃未満であり、好ましくは９７５〜１０５０℃、更に好ましくは１０００〜１０５０℃である。９５０℃未満では、基体又は内部電極と、圧電／電歪部との固着が不完全となったり、圧電／電歪部の緻密性が不十分となったりする。一方、１１００℃超であると、耐熱温度が比較的低いＡｇ電極やＡｇ−Ｐｄ電極を内部電極として採用することが困難となる場合がある。また、焼成時の最高温度保持時間は１分以上１０時間以下が好ましく、５分以上４時間以下が更に好ましい。最高温度保持時間が１分未満では、圧電／電歪部の緻密化が不十分となり易く、所望の特性が得られない場合があり、最高温度保持時間が１０時間を超えると、たとえ雰囲気制御を行っていてもＰｂやＮｉの揮発総量が多くなり、圧電／電歪特性が低下したり、絶縁破壊が増えたりするといった不具合が発生する場合もある。

その後、適当な条件下で分極処理を実施する。その際には公知の手法通り、加熱しつつ分極処理を実施することが好ましい。なお、加熱温度は、圧電／電歪磁器のキュリー点にもよるが、４０〜２００℃とすることが好適である。

また、圧電／電歪磁器組成物に可塑剤や分散剤や溶媒等を加え、ボールミル等の一般的な混合装置を用いてスラリー化した後、ドクターブレード等の一般的なシート成形機を使用すれば、シート状に成形された未焼成圧電／電歪部（グリーンシート）を得ることができる。前述のスクリーン印刷法によって未焼成圧電／電歪部（層）を基体上に形成することに代えて、このようにして得られたグリーンシートを用いることによっても、未焼成圧電／電歪部（層）を基体上に形成することができる。なお、グリーンシートを成形する際に、所定量のＰｂＯ等のＰｂ源を添加することが好ましい。

未焼成圧電／電歪部にＰｂを添加する場合において、Ｐｂの添加量は、ＰｂＯ換算で、ＰＭＮ−ＰＺＴ系組成物１００質量部に対して０．０１〜２．０質量部とすることが好ましく、０．１〜１．５質量部とすることが更に好ましく、０．５〜１．０質量部とすることが特に好ましい。ＰｂＯの添加量（ＰｂＯ換算）を上記数値範囲内にすると、得られる圧電／電歪体（圧電／電歪部）の圧電／電歪特性が更に向上する。

なお、グリーンシートの表面上に、内部電極となる導体膜（導電材料を主成分とする膜）をスクリーン印刷等の手法により所定のパターンで形成して内部電極付きグリーンシートを得、得られた内部電極付きグリーンシートを積層・圧着等すれば、所定厚さのグリーン積層体を得ることができる。なお、例えばパンチやダイによる打ち抜き加工を行った内部電極付きグリーンシートを積層・圧着等すれば、所定のセルを有するセル構造のグリーン積層体を得ることができる。得られたグリーン積層体を一体的に焼成すれば、焼成積層体である圧電／電歪素子を得ることができる。なお、セル構造のグリーン積層体を焼成すれば、セル駆動型の圧電／電歪素子を得ることができる。なお、この焼成は必ずしも一体的に実施する必要はなく、未焼成圧電／電歪部（層）を一層形成する毎に順次実施してもよいが、生産効率の観点からは内部電極も含めた状態で一体的に焼成することが好ましい。

次に、図５Ａ〜図６Ｂに示す実施形態に代表される、基体を必須の構成要素としない圧電／電歪素子を製造する方法について説明する。先ず、シート状に成形された未焼成圧電／電歪部（グリーンシート）に、パンチやダイを使用する打ち抜き加工を行うことにより位置合わせ用の孔等を形成する。次いで、スクリーン印刷等の手法により、グリーンシートの表面に電極ペーストを所定のパターンで塗工して、内部電極付きグリーンシートを得る。先に形成した位置合わせ用の孔（パンチ孔）を積層軸として、複数の内部電極付きグリーンシートを積層し、必要に応じて加熱しつつ所定圧力で圧着してグリーン積層体を得る。得られたグリーン積層体を焼成した後、必要に応じて所望の形状となるように成形加工し、次いで、内部電極と一つおきに接続する配線取出用の外部電極を配設すれば、図５Ａ〜図６Ｂに示すようなオフセット型の積層型圧電／電歪素子（圧電／電歪素子６１）を製造することができる。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。

［ＮｉＯ含有割合、ＡｇＯ含有割合］：ＩＣＰ法又は蛍光Ｘ線法により標準となる対象物のＮｉ及びＡｇの含有割合を測定してそれぞれの検量線を作成するとともに、ＥＰＭＡ法により試料を測定し、作成した検量線に基づき、ＮｉＯ含有割合及びＡｇＯ含有割合を算出した。

［絶縁破壊電界］：ピーク電界２５ｋＶ／ｍｍ相当の電圧を三角波で０．５パルス圧電素子に印加する。この際の電流値と電圧値の変化挙動から絶縁破壊電界（ｋＶ／ｍｍ）を算出した。

［実効歪率］：それぞれの圧電／電歪素子について、レーザードップラー変位計を使用し、一定の電界を印加して変位量を測定した。また、圧電／電歪部の厚みを、断面形状の寸法を観察することで測定した。これらの測定結果から、圧電／電歪素子の実効的な歪率（実効歪率（ｐｐｍ））を算出した。

（実施例１）
ＰｂＯ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、及びＮｉＯを、それぞれの金属元素が、組成式「Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）_０．２Ｔｉ_０．４３Ｚｒ_０．３７Ｏ_３」で表される割合（モル比）となるように秤量及び混合し、さらにＮｉＯを０．０５質量％となるように添加・混合して混合原料を得た。得られた混合原料を９５０℃で熱処理した後、圧電／電歪素子中のＡｇＯ含有量が０．０１質量％となるようにＡｇＯを添加した。バインダー及び溶剤を更に添加し、トリロールミルを用いて混合することによりペーストを得た。得られたペーストを、膜状のＡｇ−Ｐｄ下部電極（厚み３μｍ、Ａｇ：Ｐｄ（質量比）＝７：３）を予め形成したジルコニア基板（薄肉部の厚み：５μｍ）上にスクリーン印刷により、厚み：１３μｍで塗布・パターニングした。１０５０℃で焼成した後、Ａｇ電極ペーストをスクリーン印刷により塗布・パターニングした。次いで、６００℃で焼成することにより膜状のＡｇ上部電極（厚み：３μｍ）を形成して、単層の圧電／電歪素子を得た。得られた圧電／電歪素子についての各種評価結果を表１に示す。

（実施例２〜１２、比較例１〜４）
Ｎｉ含有割合（ＮｉＯ換算）及びＡｇ含有割合（ＡｇＯ換算）が表１に示す値となるように、ＮｉＯ及びＡｇＯの使用量を調整したこと以外は、前述の実施例１と同様にして単層の圧電／電歪素子を得た。得られた圧電／電歪素子についての各種評価結果を表１に示す。

（実施例１３）
ＰｂＯ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、及びＮｉＯを、それぞれの金属元素が、組成式「Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）_０．２Ｔｉ_０．４３Ｚｒ_０．３７Ｏ_３」で表される割合（モル比）となるように秤量及び混合し、さらにＮｉＯを０．０５質量％となるように添加・混合して混合原料を得た。得られた混合原料を９５０℃で熱処理した後、圧電／電歪素子中のＡｇＯ含有量が０．０１質量％となるようにＡｇＯを添加した。バインダー及び溶剤を更に添加し、トリロールミルを用いて混合することによりペーストを得た。得られたペーストを使用して、ドクターブレードによりグリーンシート（厚み：１００μｍ）を作製した。作製したグリーンシート上に、前記ペーストを接着剤としてスクリーン印刷により塗布した後、金型加工により位置合わせ用の孔等のパターンを打ち抜いた。次いで、Ａｇ−Ｐｄ電極ペーストをスクリーン印刷により塗布・パターニングし電極付きグリーンシートを得た。パンチ穴が積層軸となるように、この電極付きグリーンシートを１００層と、電極無しグリーンシートを上部１０層下部２０層となるように積み重ね、８０℃に加熱しながら２００×１０^３Ｎ（ニュートン）の圧力で圧着しグリーン積層体を得た。このグリーン積層体を６００℃で脱脂し、次いで１０５０℃で焼成した後にスライシング加工により柱状に成形し、電極を一層おきに接続する配線取出用の外部電極を形成して積層型の圧電／電歪素子を得た。得られた圧電／電歪素子についての各種評価結果を表２に示す。

（実施例１４〜２４、比較例５〜８）
Ｎｉ含有割合（ＮｉＯ換算）及びＡｇ含有割合（ＡｇＯ換算）が表２に示す値となるように、ＮｉＯ及びＡｇＯの使用量を調整したこと以外は、前述の実施例１３と同様にして多層型の圧電／電歪素子を得た。得られた圧電／電歪素子についての各種評価結果を表２に示す。

（実施例２５〜３６）
ＰｂＯ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、及びＮｉＯを、それぞれの金属元素が、組成式「Ｐｂ_ｘ（Ｍｇ_ｙ／３Ｎｂ_２／３）_ａＴｉ_ｂＺｒ_ｃＯ_３」で表される割合（モル比）となるように秤量及び混合して混合原料を得たこと（但し、前記組成式中のｘ、ｙ、ａ、ｂ、及びｃは、それぞれ表３に示す数値である）、並びにＮｉ含有割合（ＮｉＯ換算）及びＡｇ含有割合（ＡｇＯ換算）が表３に示す値となるように、ＮｉＯ及びＡｇＯの使用量を調整したこと以外は、前述の実施例１と同様にして単層の圧電／電歪素子を得た。得られた圧電／電歪素子についての各種評価結果を表３に示す。

（実施例３７〜５６）
ＰｂＯ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、及びＮｉＯを、それぞれの金属元素が、組成式「Ｐｂ_ｘ（Ｍｇ_ｙ／３Ｎｂ_２／３）_ａＴｉ_ｂＺｒ_ｃＯ_３」で表される割合（モル比）となるように秤量及び混合して混合原料を得たこと（但し、前記組成式中のｘ、ｙ、ａ、ｂ、及びｃは、それぞれ表４に示す数値である）、並びにＮｉ含有割合（ＮｉＯ換算）及びＡｇ含有割合（ＡｇＯ換算）が表４に示す値となるように、ＮｉＯ及びＡｇＯの使用量を調整したこと以外は、前述の実施例１と同様にして単層の圧電／電歪素子を得た。得られた圧電／電歪素子についての各種評価結果を表４に示す。

（実施例５７〜６０）
表５に示す焼成温度で焼成したこと以外は、前述の実施例５と同様にして単層の圧電／電歪素子を得た。なお、実施例６０についてはＰｔ電極を採用した。得られた圧電／電歪素子についての各種評価結果を表５に示す。

（実施例６１，６２）
電極付きグリーンシートの積層数を２００層及び４００層としたこと以外は、前述の実施例１７と同様にして積層型の圧電／電歪素子を得た。得られた圧電／電歪素子についての各種評価結果を表６に示す。

（実施例６３〜６６）
クリーンシートの作製時（成形時）に、表７に示す割合でＰｂＯを添加したこと以外は、前述の実施例１７と同様にして積層型の圧電／電歪素子を得た。得られた圧電／電歪素子についての各種評価結果を表７に示す。

本発明の圧電／電歪素子は、優れた圧電／電歪特性を有するものであり、アクチュエータ、センサ等に好適である。

本発明の圧電／電歪素子の一の実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の圧電／電歪素子の他の実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の圧電／電歪素子の、更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の圧電／電歪素子の、更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の圧電／電歪素子の、更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。 図５Ａに示す圧電／電歪素子の内部電極のパターン様式を示す斜視図である。 図５Ａに示す圧電／電歪素子の縦断面図である。 図５Ａに示す圧電／電歪素子の横断面図である。

符号の説明

１ａ：固着面、１ｂ：厚肉部、１ｃ：薄肉部、１：基体、２，３：圧電／電歪部、４，５，６：内部電極、１０：圧電／電歪素子単位、１２：第一の圧電／電歪部、１３：第二の圧電／電歪部、２０：共通基体、３２：圧電／電歪層、３３，３７：外部電極、３４，３５：内部電極層、５１，６１：圧電／電歪素子

Claims (14)

1. 主成分としてのＰｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物、Ｎｉ、及びＡｇを含有し、
   前記Ｎｉの含有割合（ＮｉＯ換算）が、０．０５〜３．０質量％であり、
   前記Ａｇの含有割合（ＡｇＯ換算）が、０．０１〜１．０質量％である圧電／電歪磁器組成物。
2. 前記Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物の組成が、下記式（１）により表される請求項１に記載の圧電／電歪磁器組成物。
   Ｐｂ_ｘ（Ｍｇ_ｙ／３Ｎｂ_２／３）_ａＴｉ_ｂＺｒ_ｃＯ_３ （１）
   （前記式（１）中、０．９５≦ｘ≦１．０５、０．８≦ｙ≦１．０であり、かつａ，ｂ，ｃが、前記ａ，ｂ，ｃの３つを座標軸とする座標中、（ａ，ｂ，ｃ）＝（０．５５０，０．４２５，０．０２５）、（０．５５０，０．３２５，０．１２５）、（０．３７５，０．３２５，０．３００）、（０．１００，０．４２５，０．４７５）、（０．１００，０．５２５，０．３７５）、（０．３７５，０．４２５，０．２００）で囲まれる範囲の小数である（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０００である））
3. 請求項１又は２に記載の圧電／電歪磁器組成物によって形成された圧電／電歪部と、
   前記圧電／電歪部に電気的に接続される内部電極と、を備えた圧電／電歪素子。
4. セラミックスからなる基体を更に備え、
   前記圧電／電歪部が、前記基体上に直接又は前記内部電極を介して固着されている請求項３に記載の圧電／電歪素子。
5. 前記圧電／電歪部及び前記内部電極をそれぞれ複数備え、
   複数の前記圧電／電歪部が、複数の前記内部電極により交互に一つずつ又は複数ずつ挟持・積層された請求項３又は４に記載の圧電／電歪素子。
6. 前記内部電極と一つおきに接続する外部電極を更に備えた請求項５に記載の圧電／電歪素子。
7. 前記内部電極が、Ａｇ電極又はＡｇ−Ｐｄ電極である請求項３〜６のいずれか一項に記載の圧電／電歪素子。
8. 圧電／電歪部と、前記圧電／電歪部に電気的に接続される内部電極と、を備えた圧電／電歪素子を製造する方法であって、
   請求項１又は２に記載の圧電／電歪磁器組成物を含有する所定形状の未焼成圧電／電歪部を、９５０以上、１１００℃未満の温度で焼成して圧電／電歪部を形成する工程を有する圧電／電歪素子の製造方法。
9. 前記内部電極が、Ａｇ電極又はＡｇ−Ｐｄ電極であり、
   前記内部電極と接触させた状態で、前記未焼成圧電／電歪部を焼成する請求項８に記載の圧電／電歪素子の製造方法。
10. 圧電／電歪部と、前記圧電／電歪部に電気的に接続される内部電極と、を備えた圧電／電歪素子を製造する方法であって、
    前記内部電極が、Ａｇ電極又はＡｇ−Ｐｄ電極であり、
    主成分としてのＰｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物、及びＮｉを含有し、前記Ｎｉの含有割合（ＮｉＯ換算）が、０．０５〜３．０質量％である圧電／電歪磁器組成物を含有する所定形状の未焼成圧電／電歪部を、前記内部電極と接触させた状態で、９５０以上、１１００℃未満の温度で焼成して圧電／電歪部を形成する工程を有する圧電／電歪素子の製造方法。
11. 前記Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物の組成が、下記式（１）により表される請求項１０に記載の圧電／電歪素子の製造方法。
    Ｐｂ_ｘ（Ｍｇ_ｙ／３Ｎｂ_２／３）_ａＴｉ_ｂＺｒ_ｃＯ_３ （１）
    （前記式（１）中、０．９５≦ｘ≦１．０５、０．８≦ｙ≦１．０であり、かつａ，ｂ，ｃが、前記ａ，ｂ，ｃの３つを座標軸とする座標中、（ａ，ｂ，ｃ）＝（０．５５０，０．４２５，０．０２５）、（０．５５０，０．３２５，０．１２５）、（０．３７５，０．３２５，０．３００）、（０．１００，０．４２５，０．４７５）、（０．１００，０．５２５，０．３７５）、（０．３７５，０．４２５，０．２００）で囲まれる範囲の小数である（但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０００である））
12. 前記Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３−ＰｂＺｒＯ_３三成分固溶系組成物の１００質量部に対して、ＰｂＯ換算で０．０１〜２．０質量部のＰｂ源を、前記未焼成圧電／電歪部に添加する請求項８〜１１のいずれか一項に記載の圧電／電歪素子の製造方法。
13. セラミックスからなる基体上に直接又は前記内部電極を介して配設した前記未焼成圧電／電歪部を焼成し、
    前記圧電／電歪部を、前記基体上に直接又は前記内部電極を介して固着形成する請求項８〜１２のいずれか一項に記載の圧電／電歪素子の製造方法。
14. 所定形状の前記未焼成圧電／電歪部が、前記圧電／電歪磁器組成物を含有するグリーンシートであり、
    前記グリーンシート上に内部電極を形成して得られた複数の内部電極付きグリーンシートを積層した後、焼成する請求項８〜１３のいずれか一項に記載の圧電／電歪素子の製造方法。

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