JP2010232666A - 圧電/電歪膜型素子 - Google Patents
圧電/電歪膜型素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010232666A JP2010232666A JP2010100980A JP2010100980A JP2010232666A JP 2010232666 A JP2010232666 A JP 2010232666A JP 2010100980 A JP2010100980 A JP 2010100980A JP 2010100980 A JP2010100980 A JP 2010100980A JP 2010232666 A JP2010232666 A JP 2010232666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- electrostrictive
- crystal
- surface layer
- composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
【解決手段】セラミックス製の基体と、チタン酸ジルコン酸鉛系の圧電/電歪磁器組成物からなる多数の結晶粒子10,20で構成された圧電/電歪体からなる膜状の圧電/電歪部と、圧電/電歪部に電気的に接続される膜状の電極とを備え、結晶粒子10,20が、結晶本体部13,23と、結晶本体部13,23の外周の少なくとも一部に配置される、結晶本体部13,23の結晶構造とは異なる結晶構造を有する表層部15,25とを含むものであり、結晶本体部の結晶構造が、少なくとも正方晶を含むものであり、表層部の結晶構造が、菱面晶、単斜晶、及び擬立方晶からなる群より選択される少なくとも一種を含み、圧電/電歪部が、基体に、直接又は電極を介して固着された圧電/電歪膜型素子である。
【選択図】図1
Description
Pbx(Mgy/3Nb2/3)aTibZrcO3 (1)
ZrO3−PbTiO3三成分固溶系組成物を含有するものである前記[1]または[2]に記載の圧電/電歪膜型素子。
Pbx{(Mg1−yNiy)1/3×aNb2/3}bTicZrdO3 (2)
Pbx(Mgy/3Nb2/3)aTibZrcO3 (1)
である(但し、a+b+c=1.000である)。
Pbx{(Mg1−yNiy)1/3×aNb2/3}bTicZrdO3 (2)
本体部13,23の結晶構造とは異なる結晶構造を有する表層部15,25が配置されることで形成されている。結晶粒子10,20がこのような構造(結晶本体部を「コア」及び表層部を「シェル」とする、いわゆる「コアシェル構造」)をとることにより、結晶方位差の大きなドメイン1a〜1c,2a〜2cどうしの拘束を低減させることができると考えられる。その結果、例えば図2に示すような従来の素子の圧電/電歪部を構成する圧電/電歪体に比して、圧電/電歪体としての特性(圧電/電歪特性、変位量等)が向上したものと推定される。
/電歪特性の低下を生ずる場合がある。一方、平均粒子径が10μm超であると、圧電/電歪体中の分域は十分に発達する反面、分域が動き難くなり、圧電/電歪特性が小さくなる場合がある。なお、表層部15,25の平均厚みは、通常、1nm〜1.5μm、好ましくは2nm〜1.3μm、更に好ましくは3nm〜1.0μmである。
また、図4に示す基体50の形状が連続して形成された、図6に示すような共通基体55を使用し、第一の圧電/電歪部47、第二の圧電/電歪部45、及び電極30,31,32を含む複数の圧電/電歪素子単位35をこの共通基体55上に配設することもできる。
/電歪磁器組成物の平均粒子径は、0.02〜1.0μmであることが好ましく、0.05〜0.7μmであることが更に好ましい。なお、粒子径の調整は、粒子状の圧電/電歪磁器組成物を所定の温度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/電歪体や圧電/電歪部を形成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。
c/a = d(001)/d(100) (3)
各金属元素の酸化物(PbO、NiO、Nb2O5、TiO2、及びZrO2)を、それぞれの金属元素が、組成式「Pb1.00(Ni1/3Nb2/3)0.35Ti0.41Zr0.25O3」で表される割合(モル比)となるように秤量及び混合し、水と合わせてスラリー状にした。ジルコニア製玉石のボールミルを用いて40時間混合して得られたスラリーを乾燥した後、950℃で仮焼して圧電/電歪磁器組成物を得た。得られた圧電/電歪磁器組成物を再びボールミルにより周速10m/secで粉砕処理し、粉末(粒子)表面がアモルファス相と格子歪みを含んだ結晶相で構成された、平均粒子径0.3μmの粉末状の圧電/電歪磁器組成物を得た。得られた粉末状の圧電/電歪磁器組成物に、バインダー及び溶剤を添加し、トリロールミルを用いて混合することにより圧電/電歪材料ペーストを得た。
キュリー点(Tc)及び正方晶の格子定数比が表1に示した値となるように、圧電/電歪磁器組成物の組成を調整したこと以外は、前述の実施例1と同様にして圧電/電歪膜型素子(実施例2〜5)を得た。得られた圧電/電歪膜型素子の各種物性値の測定結果を表1に示す。また、実施例2の圧電/電歪膜型素子の圧電/電歪部を、後方散乱電子線回折パターン法により分析した結果をディスプレー上に表示した中間調画像を示す写真を図7に示し、図7の一部を拡大して示すレプリカ図を図8に示す。なお、図7の原図においては、正方晶が赤色、菱面晶が黄色、及び擬立方晶が緑色でそれぞれ示されており、多数の結晶粒子が、正方晶を含む結晶本体部と、結晶本体部の外周に配置された、菱面晶及び擬立方晶を含む表層部と、によって構成されていることを明確に把握することができる。また、図8においては、正方晶が白抜き、菱面晶がドット、及び擬立方晶が斜線でそれぞれ示されている。更に、実施例5の圧電/電歪膜型素子の圧電/電歪部を、後方散乱電子線回折パターン法により分析した結果をディスプレー上に表示した中間調画像を示す写真を図9に示す。図9の原図においても、正方晶が赤色、菱面晶が黄色、及び擬立方晶が緑色でそれぞれ示されており、多数の結晶粒子が、正方晶を含む結晶本体部と、結晶本体部の外周の一部に配置された、菱面晶及び擬立方晶を含む表層部と、によって構成されていることを把握することができる。
Claims (6)
- セラミックス製の基体と、
チタン酸ジルコン酸鉛系の圧電/電歪磁器組成物からなる多数の結晶粒子で構成された圧電/電歪体からなる膜状の圧電/電歪部と、
前記圧電/電歪部に電気的に接続される膜状の電極と、を備え、
前記結晶粒子が、所定の結晶構造を有する結晶本体部と、前記結晶本体部の外周の少なくとも一部に配置される、前記結晶本体部の結晶構造とは異なる結晶構造を有する表層部と、を含むものであり、
前記結晶本体部の結晶構造が、少なくとも正方晶を含むものであり、
前記表層部の結晶構造が、菱面晶、単斜晶、及び擬立方晶からなる群より選択される少なくとも一種を含み、
前記圧電/電歪部が、前記基体に、直接又は前記電極を介して固着された圧電/電歪膜型素子。 - 前記結晶粒子が、正方晶を含む結晶本体部と、結晶本体部の外周の少なくとも一部に配置された、菱面晶及び擬立方晶を含む表層部と、によって構成されている請求項1に記載の圧電/電歪膜型素子。
- 前記圧電/電歪磁器組成物が、PbMg1/3Nb2/3O3−PbZrO3−PbTiO3三成分固溶系組成物を主成分として含有し、NiOを0.5〜10質量%更に含有するものである請求項1または2に記載の圧電/電歪膜型素子。
- 前記PbMg1/3Nb2/3O3−PbZrO3−PbTiO3三成分固溶系組成物の組成が、下記一般式(1)で表される請求項3に記載の圧電/電歪膜型素子。
Pbx(Mgy/3Nb2/3)aTibZrcO3 (1)
(前記一般式(1)中、0.95≦x≦1.05、0.8≦y≦1.0であり、a、b、及びcが、a、b、及びc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),(0.100,0.475,0.425),(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)) - 前記圧電/電歪磁器組成物が、Pb(Mg、Ni)1/3Nb2/3O3−PbZrO3−PbTiO3三成分固溶系組成物を含有するものである請求項1または2に記載の圧電/電歪膜型素子。
- 前記Pb(Mg、Ni)1/3Nb2/3O3−PbZrO3−PbTiO3三成分固溶系組成物が、下記一般式(2)で表される請求項5に記載の圧電/電歪膜型素子。
Pbx{(Mg1−yNiy)1/3×aNb2/3}bTicZrdO3 (2)
(前記一般式(2)中、0.95≦x≦1.05、0≦y≦1.00、0.90≦a≦1.10であり、b、c、及びdが、b、c、及びdを座標軸とする座標中、(b,c,d)=(0.550,0.425,0.025),(0.550,0.325,0.125),(0.375,0.325,0.300),(0.100,0.425,0.475),(0.100,0.475,0.425),(0.375,0.425,0.200)で囲まれる範囲の小数である(但し、b+c+d=1.000である))
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010100980A JP5054149B2 (ja) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | 圧電/電歪膜型素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010100980A JP5054149B2 (ja) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | 圧電/電歪膜型素子 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007325906A Division JP4538493B2 (ja) | 2007-12-18 | 2007-12-18 | 圧電/電歪膜型素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010232666A true JP2010232666A (ja) | 2010-10-14 |
JP5054149B2 JP5054149B2 (ja) | 2012-10-24 |
Family
ID=43048135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010100980A Expired - Fee Related JP5054149B2 (ja) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | 圧電/電歪膜型素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5054149B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101272370B1 (ko) | 2009-01-07 | 2013-06-07 | 캐논 가부시끼가이샤 | 압전 재료 |
JP2014195935A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | セイコーエプソン株式会社 | 流路ユニットの製造方法および液体噴射ヘッドの製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10158060A (ja) * | 1996-11-13 | 1998-06-16 | Eastman Kodak Co | 導電性セラミック物品 |
JP2000247737A (ja) * | 1999-03-02 | 2000-09-12 | Kansai Research Institute | コア/シェル型無機微粒子及び強誘電体薄膜の製造方法 |
JP2002217465A (ja) * | 2001-12-20 | 2002-08-02 | Ngk Insulators Ltd | 圧電素子、及びその製造方法 |
JP2002217464A (ja) * | 2001-12-20 | 2002-08-02 | Ngk Insulators Ltd | 圧電素子、及びその製造方法 |
WO2007074731A1 (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Kyocera Corporation | 積層セラミックコンデンサ |
-
2010
- 2010-04-26 JP JP2010100980A patent/JP5054149B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10158060A (ja) * | 1996-11-13 | 1998-06-16 | Eastman Kodak Co | 導電性セラミック物品 |
JP2000247737A (ja) * | 1999-03-02 | 2000-09-12 | Kansai Research Institute | コア/シェル型無機微粒子及び強誘電体薄膜の製造方法 |
JP2002217465A (ja) * | 2001-12-20 | 2002-08-02 | Ngk Insulators Ltd | 圧電素子、及びその製造方法 |
JP2002217464A (ja) * | 2001-12-20 | 2002-08-02 | Ngk Insulators Ltd | 圧電素子、及びその製造方法 |
WO2007074731A1 (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Kyocera Corporation | 積層セラミックコンデンサ |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101272370B1 (ko) | 2009-01-07 | 2013-06-07 | 캐논 가부시끼가이샤 | 압전 재료 |
JP2014195935A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | セイコーエプソン株式会社 | 流路ユニットの製造方法および液体噴射ヘッドの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5054149B2 (ja) | 2012-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4538493B2 (ja) | 圧電/電歪膜型素子 | |
US7414352B2 (en) | Piezoelectric/electrostrictive body, piezoelectric/electrostrictive laminate, and piezoelectric/electrostrictive actuator | |
JP5118294B2 (ja) | 圧電/電歪磁器組成物、圧電/電歪体、及び圧電/電歪膜型素子 | |
JP4800989B2 (ja) | 圧電/電歪材料、圧電/電歪体、及び圧電/電歪素子 | |
US8269402B2 (en) | BNT-BKT-BT piezoelectric composition, element and methods of manufacturing | |
JP4927551B2 (ja) | 圧電/電歪膜型素子及びその製造方法 | |
WO2006095716A1 (ja) | 圧電/電歪磁器組成物及びその製造方法 | |
US7901729B2 (en) | Method of manufacturing a piezoelectric/electrostrictive device | |
US7417361B2 (en) | Piezoelectric/electrostrictive body, piezoelectric/electrostrictive laminate, and piezoelectric/electrostrictive actuator | |
JP2011144100A (ja) | 圧電/電歪セラミックス焼結体 | |
JP4945352B2 (ja) | 圧電/電歪磁器組成物、圧電/電歪素子及びその製造方法 | |
JP4777605B2 (ja) | 多層型圧電/電歪素子 | |
JP2005170693A (ja) | 圧電/電歪磁器組成物、圧電/電歪体、及び圧電/電歪膜型素子 | |
JP5054149B2 (ja) | 圧電/電歪膜型素子 | |
JP5044437B2 (ja) | 圧電/電歪磁器焼結体の製造方法 | |
JP2005247619A (ja) | 圧電/電歪磁器組成物、圧電/電歪体、及び圧電/電歪膜型素子 | |
JP2007001838A (ja) | 圧電/電歪磁器組成物、圧電/電歪体、及び圧電/電歪膜型素子 | |
JP2008078267A (ja) | 圧電セラミックス、その製造方法、及び圧電/電歪素子 | |
JP2011037697A (ja) | 圧電/電歪磁器組成物 | |
JP2011144101A (ja) | 圧電/電歪セラミックス焼結体 | |
JP2011201741A (ja) | 圧電/電歪セラミックス、圧電/電歪セラミックスの製造方法、圧電/電歪素子及び圧電/電歪素子の製造方法 | |
JP2005044918A (ja) | 圧電/電歪素子の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120703 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120726 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5054149 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |