JP2839925B2 - 大変位量圧電効果素子及びそれに利用する磁器組成物 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電縦効果素子に関し、更に詳しくは、低
電圧で大変位量を示す圧電縦効果素子と圧電縦効果素子
及びその製造に適した圧電効果を示す磁器組成物に関す
る。
電圧で大変位量を示す圧電縦効果素子と圧電縦効果素子
及びその製造に適した圧電効果を示す磁器組成物に関す
る。
このような圧電縦効果素子は、インパクトドットマト
リックスプリンタのワイヤ駆動素子や半導体製造用超精
密メーンテーブルの位置決め素子等として実用化され、
今後益々微細位置決め素子や微細駆動素子として発展す
ると予想されている。
リックスプリンタのワイヤ駆動素子や半導体製造用超精
密メーンテーブルの位置決め素子等として実用化され、
今後益々微細位置決め素子や微細駆動素子として発展す
ると予想されている。
従来、アクチュエータとしては、電磁力で働くモータ
や、この電磁モータの回転を歯車の組み合わせにより直
進的な動きに変換するものや、電磁コイルとバネとを組
み合わせたボイスコイル等が代表的なものである。
や、この電磁モータの回転を歯車の組み合わせにより直
進的な動きに変換するものや、電磁コイルとバネとを組
み合わせたボイスコイル等が代表的なものである。
これらのアクチュエータは、高速の連続回転や位置決
めなどのために、あらゆる機械において広く用いられて
いるが、近年、光学精密機械、半導体素子等の分野を中
心として、次第に新しいアクチュエータへのニーズが急
増している。例えば、レーザやカメラ等の光学機器の加
工精度や半導体製造機器における位置決め精度に対する
要求や、光学、天文学などにおける光路長の調整に対す
る要求は、既に１ミクロン以下のレベルに達しており、
その要求は今後ますますシビアなものになっていくこと
は明らかである。このような要求を満たすには、これま
でのような電磁モータを利用した位置決めでは、構造、
制御ともに複雑になるばかりであり、またボイスコイル
では発生力や応答速度の点でそれぞれ問題がある。
めなどのために、あらゆる機械において広く用いられて
いるが、近年、光学精密機械、半導体素子等の分野を中
心として、次第に新しいアクチュエータへのニーズが急
増している。例えば、レーザやカメラ等の光学機器の加
工精度や半導体製造機器における位置決め精度に対する
要求や、光学、天文学などにおける光路長の調整に対す
る要求は、既に１ミクロン以下のレベルに達しており、
その要求は今後ますますシビアなものになっていくこと
は明らかである。このような要求を満たすには、これま
でのような電磁モータを利用した位置決めでは、構造、
制御ともに複雑になるばかりであり、またボイスコイル
では発生力や応答速度の点でそれぞれ問題がある。
これらの従来型アクチュエータに代わる新アクチュエ
ータに要求される一般的特性は、以下のように纏めるこ
とが出来る。
ータに要求される一般的特性は、以下のように纏めるこ
とが出来る。
1.変位量が大きいこと、 2.変位にヒステリシスがないか、または小さいこと、 3.応答速度が速いこと、 4.低エネルギーで駆動できること、 5.発生力が大きいこと、 6.1〜５項の特性の温度依存性が小さいこと 7.小型でかつ軽量であること、 8.使用中に劣化しないこと。
近年、上記のような要求項目を満たす新アクチュエー
タ候補の一つとして、セラミックスの圧電及び／又は電
歪特性を利用した電歪アクチュエータがにわかに脚光を
あびている。
タ候補の一つとして、セラミックスの圧電及び／又は電
歪特性を利用した電歪アクチュエータがにわかに脚光を
あびている。
電歪特性は、広義には、物質に電場をかけた時にその
物質に歪が生じるという意味において、圧電特性を含む
ことがあるが、狭義には歪率が、かけられた電界の強さ
の自乗に比例する特性と定義される。
物質に歪が生じるという意味において、圧電特性を含む
ことがあるが、狭義には歪率が、かけられた電界の強さ
の自乗に比例する特性と定義される。
一方、圧電特性とは、歪率が電界の強さに一次で比例
するものと定義される。
するものと定義される。
更に、圧電性を示す物質では自発分極が生じるため、
抗電界が非常に高く、素子として用いるには分極処理を
施こさなければならない。
抗電界が非常に高く、素子として用いるには分極処理を
施こさなければならない。
本発明では、抗電界5kV/cmを越える圧電材料をhard圧
電材料と定義する。一方、電歪特性を示すものでは抗電
界が0KV/cmであり、自発分極が生じないので分極処理を
必要としない。本発明ではこれらの材料を電歪材料と定
義する。
電材料と定義する。一方、電歪特性を示すものでは抗電
界が0KV/cmであり、自発分極が生じないので分極処理を
必要としない。本発明ではこれらの材料を電歪材料と定
義する。
また、hard圧電材料と電歪材料の中間的な圧電材料、
具体的には、抗電界が０〜5kV/cm程度の圧電材料は分極
方向が電界により容易に変化するが、このような圧電材
料もまた分極処理の必要がない。本発明ではこのような
材料をSoft圧電材料と定義する。
具体的には、抗電界が０〜5kV/cm程度の圧電材料は分極
方向が電界により容易に変化するが、このような圧電材
料もまた分極処理の必要がない。本発明ではこのような
材料をSoft圧電材料と定義する。
以上述べたように、電歪材料は、hard圧電材料、
Soft圧電材料、電歪材料の３つに大別される。
Soft圧電材料、電歪材料の３つに大別される。
これらの材料の電界−歪曲線の代表例を図１（ａ）、
１（ｂ）および１（ｃ）に示す。
１（ｂ）および１（ｃ）に示す。
図１（ａ）、１（ｂ）および１（ｃ）に示すように、
電界−歪曲線において、交番的に電界を印加した際に残
留分極のために、試料は0kV/cmの時に比べて見かけ上一
旦収縮し、その後、急激に膨張する。
電界−歪曲線において、交番的に電界を印加した際に残
留分極のために、試料は0kV/cmの時に比べて見かけ上一
旦収縮し、その後、急激に膨張する。
本発明でいう抗電界とは、この急激な膨張をはじめる
電活値と定義する。
電活値と定義する。
また、本発明でいう歪率とは、焼結体に10KV/cmの電
界を印加した際に、電界印加方向に変位する量（Δｌ）
を電界印加方向のSampleの長さ（ｌ）で割った値であ
り、Δl/l×100（％）で示される値である。
界を印加した際に、電界印加方向に変位する量（Δｌ）
を電界印加方向のSampleの長さ（ｌ）で割った値であ
り、Δl/l×100（％）で示される値である。
現在、一般に知られている電歪／圧電縦効果素子用材
料としては、 Pb（Mg1/3Nb2/3）O3 があり、更に（Pb,Ba）（Zr,Ti）O3（以下、PBZTと略記
する）系セラミックス等があげられる。
料としては、 Pb（Mg1/3Nb2/3）O3 があり、更に（Pb,Ba）（Zr,Ti）O3（以下、PBZTと略記
する）系セラミックス等があげられる。
PBZT系セラミックスについては、既にHANEY WELL社の
K.M.LEUNGらによる （Pb0.75Ba0.27）0.97Bi0.02Zr0.70Ti0.30O3 なる組成の研究がある（Ferroelectric,1980,Vol 27,pp
41〜43）。
K.M.LEUNGらによる （Pb0.75Ba0.27）0.97Bi0.02Zr0.70Ti0.30O3 なる組成の研究がある（Ferroelectric,1980,Vol 27,pp
41〜43）。
彼らの報告によれば、この組成のものは電歪特性を示
し、抗電界は0VK/cmであり、10kV/cmの電場をかけても
上記組成のセラミックスは0.06％にすぎない。後述の実
施例40で本発明者らもそれを確認している。本発明者ら
の追試によれば、その比誘電率は5000〜6000であった。
し、抗電界は0VK/cmであり、10kV/cmの電場をかけても
上記組成のセラミックスは0.06％にすぎない。後述の実
施例40で本発明者らもそれを確認している。本発明者ら
の追試によれば、その比誘電率は5000〜6000であった。
このような組成のセラミックスは、大変位を得る為に
は大電圧を必要とし、又高誘電率であるため、高周波電
圧で駆動する時は電気消費量が多いという欠点を持つこ
とになり、到底、アクチュエータに利用することはでき
ない。
は大電圧を必要とし、又高誘電率であるため、高周波電
圧で駆動する時は電気消費量が多いという欠点を持つこ
とになり、到底、アクチュエータに利用することはでき
ない。
更に又、この組成のセラミックスを焼結すると、その
焼結時における重量減が著しく、減少率は10％にも達す
る。この重量減少はPbの揮散によるものと推定され、工
業的に製造する場合においては、このようなPbの揮散は
重大な問題となる。
焼結時における重量減が著しく、減少率は10％にも達す
る。この重量減少はPbの揮散によるものと推定され、工
業的に製造する場合においては、このようなPbの揮散は
重大な問題となる。
一方、特開昭60−144984号には、 PBZT＋Pb−Ba−Bi−Ｗ系（Ｗ＋Biの添加量は1.5atom％
以下である）が圧電横効果を利用したアクチュエータ用
磁器組成物をして開示されている。
以下である）が圧電横効果を利用したアクチュエータ用
磁器組成物をして開示されている。
圧電横効果とは電界印加方向に対して垂直な方向の変
位を利用するものであり、例えば、バイモルク素子等に
用いられている。
位を利用するものであり、例えば、バイモルク素子等に
用いられている。
これに対し、圧電縦効果とは電界印加に対して平行な
方向の変位を利用するものであり、本発明に示すような
積層圧電素子等として用いられている。特開昭60−1449
84号の組成の磁器組成物は抗電界が5kV/cmを越えるよう
にハードな圧電材料であり、該公開公報中の実施例にも
述べられているように使用する前に分極処理を必要とす
る。しかも、実施例41,42に示す通り10kV/cmの電場にお
いても、歪率は0.07％に過ぎず、大変位を示す素子用の
磁器組成物として到底用いることはできないものであっ
た。
方向の変位を利用するものであり、本発明に示すような
積層圧電素子等として用いられている。特開昭60−1449
84号の組成の磁器組成物は抗電界が5kV/cmを越えるよう
にハードな圧電材料であり、該公開公報中の実施例にも
述べられているように使用する前に分極処理を必要とす
る。しかも、実施例41,42に示す通り10kV/cmの電場にお
いても、歪率は0.07％に過ぎず、大変位を示す素子用の
磁器組成物として到底用いることはできないものであっ
た。
更に、PBZTに各種金属を添加した磁器組成物について
多数の特許出願がなされており、またPbをアルカリ金
属、アルカリ土類金属で置き換えた磁器組成物について
幾つかの特許出願がなされているが、いずれも高誘電率
素子もしくはフィルターとして用いられたものであり、
大変位量を特徴とするものではない。
多数の特許出願がなされており、またPbをアルカリ金
属、アルカリ土類金属で置き換えた磁器組成物について
幾つかの特許出願がなされているが、いずれも高誘電率
素子もしくはフィルターとして用いられたものであり、
大変位量を特徴とするものではない。
尚、電歪縦効果素子としては日本電気（株）から積層
型圧殿縦効果素子が市販されているが、そのカタログに
よると、抗電界が6kV/cmで電界を15kV/cm印加した場合
の変位率は0.09％であり、10kV/cmにおいては0.06％程
度とかなり小さい値を示す。したがって、大変位を得る
には複雑な変位拡大機構を備えたり、高電圧発生装置を
備えたりしなければならず、まだまだ改良しなければな
らない点は多い。
型圧殿縦効果素子が市販されているが、そのカタログに
よると、抗電界が6kV/cmで電界を15kV/cm印加した場合
の変位率は0.09％であり、10kV/cmにおいては0.06％程
度とかなり小さい値を示す。したがって、大変位を得る
には複雑な変位拡大機構を備えたり、高電圧発生装置を
備えたりしなければならず、まだまだ改良しなければな
らない点は多い。
他にも論文等で発表されている電歪縦効果素子はある
が、いずれも変位率は前記の日本電気（株）並のもので
ある。
が、いずれも変位率は前記の日本電気（株）並のもので
ある。
以上より明らかなように圧電縦効果素子として大変位
量を示すものは未だ十分開発されていないのが現状であ
る。
量を示すものは未だ十分開発されていないのが現状であ
る。
本発明の目的は、上記事情に鑑み歪率の大きい圧電縦
効果素子、積層圧電縦効果素子及びそれに用いるSoftな
圧電材料を提供することにある。
効果素子、積層圧電縦効果素子及びそれに用いるSoftな
圧電材料を提供することにある。
本発明者らは、上述の目的を達成するために鋭意検討
した結果、hard圧電材料（＝抗電界5kV/cm以上）及び電
歪材料（＝抗電界0kV/cm）を用いても大変位量素子は得
られず、Soft圧電材料（＝抗電界０〜5kV/cm）において
のみ大変位量の圧電縦効果素子を得ることが可能である
こと、更にSoft圧電材料を得るためにPBZT組成及び微量
添加物の種類及び添加量を最適化することが重要である
こと、さらに抗電界が０〜5kV/cm、より好ましくは１〜
4kV/cmになるような電歪磁器組成物を利用する時に、極
めて大きな歪率を示す圧電縦効果素子を実現することが
できるということを知見し、本発明を完成した。
した結果、hard圧電材料（＝抗電界5kV/cm以上）及び電
歪材料（＝抗電界0kV/cm）を用いても大変位量素子は得
られず、Soft圧電材料（＝抗電界０〜5kV/cm）において
のみ大変位量の圧電縦効果素子を得ることが可能である
こと、更にSoft圧電材料を得るためにPBZT組成及び微量
添加物の種類及び添加量を最適化することが重要である
こと、さらに抗電界が０〜5kV/cm、より好ましくは１〜
4kV/cmになるような電歪磁器組成物を利用する時に、極
めて大きな歪率を示す圧電縦効果素子を実現することが
できるということを知見し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、（１）組成式（以下、単に組成
式と言う） （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値であり、ｄは各元素の酸化状態に
より定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Nd、Ｙ、Th、Bi
およびＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属
である）で表され、かつ抗電界が０より大きく5kV/cm以
下である電歪効果を示す磁器組成物の薄膜または薄膜の
上下両面に電極を設けることから実質的になる大変位量
圧電効果素子であり、 また、（２）上記の組成式において、x,y,a,b及びｃが
それぞれ 0.70＜ｘ＜0.75、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.06及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である（ｄおよびMeは前記と同じ
である。以下同様）上記（１）記載の大変位量圧電効果
素子であり、 さらに、（３）上記の組成式において、x,y,a,b及びｃ
がそれぞれ 0.75≦ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.02≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である上記（１）記載の大変位量
圧電効果素子であり、 つぎに、（４）上記の組成式x,y,a,b及びｃがそれぞ
れ、 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表され、かつ抗電
界が０より大きく5kV/cm以下である電歪効果を示す磁器
組成物と電極板とを交互に積み重ね、さらに外部電極を
設けることから実質的になる大変位量積層圧電効果素子
であり、 また、（５）上記の組成式でx,y,a,b及びｃがそれぞ
れ 0.70＜ｘ＜0.75、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦0.15、 0.001≦ｂ≦0.06及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表されることを特
徴とする上記（４）の大変位量積層圧電効果素子であ
り、 さらに、（６）上記の組成式でx,y,a,b及びｃがそれ
ぞれ 0.75≦ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.02≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表されることを特
徴とする上記（４）の大変位量積層圧電効果素子であ
り、 さらにまた、（７）上記の組成式でx,y,a,b及びｃが
それぞれ 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表される大変位量
圧電磁器組成物であり、 また、（８）上記の組成式でx,y,a,b及びｃがそれぞ
れ 0.70＜ｘ＜0.75、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦0.15、 0.001≦ｂ≦0.06及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表されることを特
徴とする上記（７）の大変位量圧電磁器組成物であり、 （９）式１の組成式でx,y,a,b及びｃがそれぞれ 0.75≦ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.02≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表されることを特
徴とする上記（７）の大変位量圧電磁器組成物である。
式と言う） （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値であり、ｄは各元素の酸化状態に
より定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Nd、Ｙ、Th、Bi
およびＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属
である）で表され、かつ抗電界が０より大きく5kV/cm以
下である電歪効果を示す磁器組成物の薄膜または薄膜の
上下両面に電極を設けることから実質的になる大変位量
圧電効果素子であり、 また、（２）上記の組成式において、x,y,a,b及びｃが
それぞれ 0.70＜ｘ＜0.75、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.06及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である（ｄおよびMeは前記と同じ
である。以下同様）上記（１）記載の大変位量圧電効果
素子であり、 さらに、（３）上記の組成式において、x,y,a,b及びｃ
がそれぞれ 0.75≦ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.02≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である上記（１）記載の大変位量
圧電効果素子であり、 つぎに、（４）上記の組成式x,y,a,b及びｃがそれぞ
れ、 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表され、かつ抗電
界が０より大きく5kV/cm以下である電歪効果を示す磁器
組成物と電極板とを交互に積み重ね、さらに外部電極を
設けることから実質的になる大変位量積層圧電効果素子
であり、 また、（５）上記の組成式でx,y,a,b及びｃがそれぞ
れ 0.70＜ｘ＜0.75、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦0.15、 0.001≦ｂ≦0.06及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表されることを特
徴とする上記（４）の大変位量積層圧電効果素子であ
り、 さらに、（６）上記の組成式でx,y,a,b及びｃがそれ
ぞれ 0.75≦ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.02≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表されることを特
徴とする上記（４）の大変位量積層圧電効果素子であ
り、 さらにまた、（７）上記の組成式でx,y,a,b及びｃが
それぞれ 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表される大変位量
圧電磁器組成物であり、 また、（８）上記の組成式でx,y,a,b及びｃがそれぞ
れ 0.70＜ｘ＜0.75、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦0.15、 0.001≦ｂ≦0.06及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表されることを特
徴とする上記（７）の大変位量圧電磁器組成物であり、 （９）式１の組成式でx,y,a,b及びｃがそれぞれ 0.75≦ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.02≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値である組成式で表されることを特
徴とする上記（７）の大変位量圧電磁器組成物である。
本発明においては、まずPBZT骨格組成が重要であり、
上述の組成式において、x,y,a,cはおのおの 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.85≦ｃ≦1.15 である。
上述の組成式において、x,y,a,cはおのおの 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.85≦ｃ≦1.15 である。
ｘの値が0.70より小さいか、ｙの値が0.65を越える場
合、ａの値が0.85未満であるか、1.15を越える場合、あ
るいはｃの値が0.85未満であるか、1.15を越える場合
は、電歪材料となるため、抗電界が0kV/cmになり且つ歪
が小さくなる為に不適当である。一方、ｘの値が0.80よ
り大きいか、ｙの値が0.45未満の時にはhard圧電材料と
なるため、抗電界が5kV/cmを越え、分極処理が必要にな
り、得られる歪も小さくなり、これも又不適当である。
合、ａの値が0.85未満であるか、1.15を越える場合、あ
るいはｃの値が0.85未満であるか、1.15を越える場合
は、電歪材料となるため、抗電界が0kV/cmになり且つ歪
が小さくなる為に不適当である。一方、ｘの値が0.80よ
り大きいか、ｙの値が0.45未満の時にはhard圧電材料と
なるため、抗電界が5kV/cmを越え、分極処理が必要にな
り、得られる歪も小さくなり、これも又不適当である。
本発明においては、PBZT骨格組成に微量成分として
（即ち、上記の組成式におけるMeとして）、Th,Ta,Nb,N
d,Y,BiおよびＷよりなる群より選ばれた少なくとも一種
の元素を添加しなければならない。US−996393,US−833
834号にはAl2O3を添加することを特徴とする特許が出願
されているが、本発明者らが見い出した以外の元素を添
加しても歪を大きくするのに何の役も立たないばかり
か、実施例43,44に示す通りAlやFeのようなものは抗電
界を大巾に増大させ歪を小さくするので有害ですらあ
る。
（即ち、上記の組成式におけるMeとして）、Th,Ta,Nb,N
d,Y,BiおよびＷよりなる群より選ばれた少なくとも一種
の元素を添加しなければならない。US−996393,US−833
834号にはAl2O3を添加することを特徴とする特許が出願
されているが、本発明者らが見い出した以外の元素を添
加しても歪を大きくするのに何の役も立たないばかり
か、実施例43,44に示す通りAlやFeのようなものは抗電
界を大巾に増大させ歪を小さくするので有害ですらあ
る。
微量添加物の添加量は、上記組成式においてPBZT骨格
組成のx,y,a,cがそれぞれ 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.85≦ｃ≦1.15 の時、 0.001≦ｂ≦0.10 である。
組成のx,y,a,cがそれぞれ 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.85≦ｃ≦1.15 の時、 0.001≦ｂ≦0.10 である。
ｂの値が0.10を越えると電歪材料となり、抗電界が0k
V/cmとなり歪が著しく小さくなる為不適当である。逆に
ｂの値が0.001未満では、抗電界は5kV/cmを越えるハー
ドな圧電特性を示しやはり歪が小さい為に不適当であ
る。
V/cmとなり歪が著しく小さくなる為不適当である。逆に
ｂの値が0.001未満では、抗電界は5kV/cmを越えるハー
ドな圧電特性を示しやはり歪が小さい為に不適当であ
る。
ｂの値は、好ましくは 0.70＜ｘ＜0.75、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.85≦ｃ≦1.15 の時 0.001≦ｂ≦0.06 であり、 0.75≦ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.85≦ｃ≦1.15 の時 0.02≦ｂ≦0.10 である。
本発明による大変位量積層圧電縦効果素子の構造とし
ては、図3a）および3b）に例示したように、本発明によ
る磁器組成物の膜または薄板と内部電極板とが交互に積
層されており、その内部電極板は一層毎に正，負の極が
変わるように配線され、外部回路と接続できるようにリ
ード線や外部接続端子等を備えている。
ては、図3a）および3b）に例示したように、本発明によ
る磁器組成物の膜または薄板と内部電極板とが交互に積
層されており、その内部電極板は一層毎に正，負の極が
変わるように配線され、外部回路と接続できるようにリ
ード線や外部接続端子等を備えている。
素子の大きさは任意であり、その素子が組み込まれる
システムに規定される。
システムに規定される。
磁器組成物の膜または薄板の厚みもまた任意である
が、低電圧で大変位量を示す素子にするには薄い方が好
ましく、通常は2000μｍ以下、より好ましくは500μｍ
以下、更に好ましくは200μｍ以下である。但し、あま
りに薄くなると、駆動時に割れが生じやすくなったり、
各電極間の絶縁ができなくなる等の好ましくない効果も
現われる。その意味で磁器組成物の膜または薄膜の厚み
は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以
上、更に好ましくは６μｍ以上である。
が、低電圧で大変位量を示す素子にするには薄い方が好
ましく、通常は2000μｍ以下、より好ましくは500μｍ
以下、更に好ましくは200μｍ以下である。但し、あま
りに薄くなると、駆動時に割れが生じやすくなったり、
各電極間の絶縁ができなくなる等の好ましくない効果も
現われる。その意味で磁器組成物の膜または薄膜の厚み
は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以
上、更に好ましくは６μｍ以上である。
内部電極板材料としては、金，銀，パラジウム，白
金，銅，ニッケル等およびそれらの合金が通常用いられ
る。内部電極板は図２に示すように素子断面の一部分を
覆うだけでも良いが、この場合は内部電極のある部分と
ない部分の境界付近に駆動時に応力が集中して破壊する
ことがあるので、素子全断面に内部電極板が存在する方
が好ましい。
金，銅，ニッケル等およびそれらの合金が通常用いられ
る。内部電極板は図２に示すように素子断面の一部分を
覆うだけでも良いが、この場合は内部電極のある部分と
ない部分の境界付近に駆動時に応力が集中して破壊する
ことがあるので、素子全断面に内部電極板が存在する方
が好ましい。
この内部電極板と前記磁器組成物の膜または薄板の積
層枚数は任意である。積層の枚数が１枚、即ち単板であ
ってもよい。また積層の仕方としては、厚みの異なる磁
器組成物を積層しても良いし、組成の異なる磁器組成物
を積層しても良い。特に後者の場合、素子の変位量以外
の特性値（例えば、誘電率tanδ、温度特性等）をその
素子が組み込まれるシステムの要求に合わせることがで
きる点で有利である。
層枚数は任意である。積層の枚数が１枚、即ち単板であ
ってもよい。また積層の仕方としては、厚みの異なる磁
器組成物を積層しても良いし、組成の異なる磁器組成物
を積層しても良い。特に後者の場合、素子の変位量以外
の特性値（例えば、誘電率tanδ、温度特性等）をその
素子が組み込まれるシステムの要求に合わせることがで
きる点で有利である。
また、本発明による素子は内部電極板とリード線また
は外部接続端子との接続部を保護するために、封止され
ることもある。封止材料は可撓性の樹脂が好ましい。封
止部分は内部電極板に垂直な４面であり、内部電極板に
並行な２面は通常封止をしない。
は外部接続端子との接続部を保護するために、封止され
ることもある。封止材料は可撓性の樹脂が好ましい。封
止部分は内部電極板に垂直な４面であり、内部電極板に
並行な２面は通常封止をしない。
本発明の磁器組成物を製造するための出発原料とし
て、Pb、Ba、Me（Ta、Nb、Nd、Ｙ、Th、BiおよびＷから
なる群から選ばれる金属）、Zr及びTiの化合物のうち、
加熱により各々の酸化物になるものであれば、いかなる
化合物であっても良い。
て、Pb、Ba、Me（Ta、Nb、Nd、Ｙ、Th、BiおよびＷから
なる群から選ばれる金属）、Zr及びTiの化合物のうち、
加熱により各々の酸化物になるものであれば、いかなる
化合物であっても良い。
そのような化合物としては各々の金属元素の酸化物、
水酸化物、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、オキシ硝酸塩、
オキシ硫酸塩、オキシ塩化物、塩化、弗化、臭化もしく
は沃化合物等のハロゲン化物、炭酸塩、しゅう酸、酢
酸、クエン酸等の有機カルボン酸の塩等が例示される。
水酸化物、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、オキシ硝酸塩、
オキシ硫酸塩、オキシ塩化物、塩化、弗化、臭化もしく
は沃化合物等のハロゲン化物、炭酸塩、しゅう酸、酢
酸、クエン酸等の有機カルボン酸の塩等が例示される。
これらの原料は計量され、所定の割合で混合される。
混合にはボールミルを用いることが推奨されるが、他の
装置、例えば、ホモミキサー、アトライター、振動ミル
等の粉末の混合に常用されている装置を利用することも
可能である。混合時間は、混合装置や原料の性状にもよ
るが、通常２時間以上20時間以下である。勿論この混合
時間は特に限定されるものではない。
混合にはボールミルを用いることが推奨されるが、他の
装置、例えば、ホモミキサー、アトライター、振動ミル
等の粉末の混合に常用されている装置を利用することも
可能である。混合時間は、混合装置や原料の性状にもよ
るが、通常２時間以上20時間以下である。勿論この混合
時間は特に限定されるものではない。
次に、この原料粉末を仮焼する。仮焼時間は、600〜1
000℃、好ましくは、800〜900℃で、大気中で１時間〜1
0時間程度仮焼することが望ましい。
000℃、好ましくは、800〜900℃で、大気中で１時間〜1
0時間程度仮焼することが望ましい。
仮焼温度が600℃未満では、所定の歪み率が得られ
ず、また、逆に1000℃を越えると結晶粒子が粗大となり
過ぎる。また、10時間を越えて仮焼しても、見るべき効
果がなく、これ以上長時間の仮焼は経済的観点からも望
ましくない。また、この仮焼は大気中のほか、窒素中、
酸素中またはアルゴンガス中等でも行うことができる。
ず、また、逆に1000℃を越えると結晶粒子が粗大となり
過ぎる。また、10時間を越えて仮焼しても、見るべき効
果がなく、これ以上長時間の仮焼は経済的観点からも望
ましくない。また、この仮焼は大気中のほか、窒素中、
酸素中またはアルゴンガス中等でも行うことができる。
仮焼した粉末は、次の工程で微粉砕される。この微粉
砕には、例えば、ボールミル、振動ミル、アトライタが
用いられ、原料は約80メッシュ程度まで粉砕される。こ
のような微粉砕を行うのは、仮焼工程で生じた結晶粒成
長の悪影響を除去するためである。
砕には、例えば、ボールミル、振動ミル、アトライタが
用いられ、原料は約80メッシュ程度まで粉砕される。こ
のような微粉砕を行うのは、仮焼工程で生じた結晶粒成
長の悪影響を除去するためである。
このようにして得られた仮焼粉末から本発明の素子を
製造する方法としては、前述の構成を満たす方法であれ
ばどのような方法であっても良い。通常行なわれている
方法はドクターブレード成形法である。この方法では、
まず、この仮焼粉に適当なバインダ及び溶剤を混合し、
混合物を用いてドクターブレード法により薄膜を作成す
る。この薄膜に金属電極を印刷し、積層後、熱圧着す
る。次いで成形体中のバインダ等の有機成分を除去した
後、1000〜1350℃、好ましくは、1200〜1320℃で焼結
し、内部電極板と磁器組成物の積層体を得る。最後に、
この積層体の側端面に出ている内部電極板とリード線等
外部回路と接続するものをつけ、封止を行なう。
製造する方法としては、前述の構成を満たす方法であれ
ばどのような方法であっても良い。通常行なわれている
方法はドクターブレード成形法である。この方法では、
まず、この仮焼粉に適当なバインダ及び溶剤を混合し、
混合物を用いてドクターブレード法により薄膜を作成す
る。この薄膜に金属電極を印刷し、積層後、熱圧着す
る。次いで成形体中のバインダ等の有機成分を除去した
後、1000〜1350℃、好ましくは、1200〜1320℃で焼結
し、内部電極板と磁器組成物の積層体を得る。最後に、
この積層体の側端面に出ている内部電極板とリード線等
外部回路と接続するものをつけ、封止を行なう。
上記の方法は、比較的低コストで大量に素子を作る時
には有利であるが、別の方法としてはあらかじめ磁器組
成物を焼結しておき、これを必要な厚みに切り出した
後、その薄片状磁器組成物と電極板とを接着剤で貼り合
せて作ることもできる。
には有利であるが、別の方法としてはあらかじめ磁器組
成物を焼結しておき、これを必要な厚みに切り出した
後、その薄片状磁器組成物と電極板とを接着剤で貼り合
せて作ることもできる。
勿論単板の場合は貼り合せる必要はない。更に又、CV
DやPVDによって電極板上に磁器組成物を析出させた後、
その上面に接着剤等で電極板を貼り、再びCVD,PVD等で
磁器組成物を析出させることを繰り返して、製造するこ
とも可能である。
DやPVDによって電極板上に磁器組成物を析出させた後、
その上面に接着剤等で電極板を貼り、再びCVD,PVD等で
磁器組成物を析出させることを繰り返して、製造するこ
とも可能である。
（実施例） 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例１ PbO 26.06g、BaCO3 8.523g、ZrO2 11.178g、TiO2 5.9
3g、Bi2O3 0.736gを秤量し、ボールミルで10時間混合し
た。得られた混合物を空気中で、850℃、２時間仮焼し
た。その後、仮焼物を湿式で微粉砕した。粉砕時のスラ
リー濃度は30重量％とした。乾燥した後2t/cm2の圧力で
円板上状に成型した。これを1250℃で５時間焼結した。
焼結体密度は７〜7.2g/cm3であった。
3g、Bi2O3 0.736gを秤量し、ボールミルで10時間混合し
た。得られた混合物を空気中で、850℃、２時間仮焼し
た。その後、仮焼物を湿式で微粉砕した。粉砕時のスラ
リー濃度は30重量％とした。乾燥した後2t/cm2の圧力で
円板上状に成型した。これを1250℃で５時間焼結した。
焼結体密度は７〜7.2g/cm3であった。
焼結した円板を厚さ0.3mmに切断し、その表面に銀電
極を焼きつけた。
極を焼きつけた。
この様にして得られた試料について、両端に電界を印
加し10kV/cmでの歪率及び抗電界を測定した。歪率及び
抗電界の測定はポテンショメータにより行った。測定結
果を表１に示す。
加し10kV/cmでの歪率及び抗電界を測定した。歪率及び
抗電界の測定はポテンショメータにより行った。測定結
果を表１に示す。
実施例２〜45 実施例１と同様にして実験を行った。但し、Pb、Ba、
Zr、Ti及び微量添加物の仕込量は、表１に示す組成にな
るようにした。またPb、Ba、Zr、Tiの出発原料は実施例
１と同様のものとし、微量添加物については、それぞ
れ、Ta2O5、Nb2O5、ThO2、YO3、Bn2O3、WO3、Nd2O3を用
いた。
Zr、Ti及び微量添加物の仕込量は、表１に示す組成にな
るようにした。またPb、Ba、Zr、Tiの出発原料は実施例
１と同様のものとし、微量添加物については、それぞ
れ、Ta2O5、Nb2O5、ThO2、YO3、Bn2O3、WO3、Nd2O3を用
いた。
結果を表１に示す。表中に＊印を付けたものは比較例
である。
である。
実施例46 PbO 271g、BaCO3 88g、ZrO2 110g、TiO2 58g及びTa2O
5 7.3gを秤量し、ボールミルで10時間混合した。得られ
た混合物を、850℃で空気中２時間仮焼した。この仮焼
物は再度ボールミルに仕込み水50gを添加して18時間粉
砕した後乾燥した。
5 7.3gを秤量し、ボールミルで10時間混合した。得られ
た混合物を、850℃で空気中２時間仮焼した。この仮焼
物は再度ボールミルに仕込み水50gを添加して18時間粉
砕した後乾燥した。
この仮焼粉砕粉末100gにポリビニルブチラール10g,ブ
チルフタルグリコール2g,キシレン20gを加えたものをボ
ールミルに入れ、粉末が溶液に十分分散し、ポリビニル
ブチラールが十分溶解するまで混合した。得られたスラ
リーの粘度は、6000cpであった。このスラリーを利用し
てドクターブレード成膜を行ない厚み120μｍのセラミ
ックスの膜を得た。
チルフタルグリコール2g,キシレン20gを加えたものをボ
ールミルに入れ、粉末が溶液に十分分散し、ポリビニル
ブチラールが十分溶解するまで混合した。得られたスラ
リーの粘度は、6000cpであった。このスラリーを利用し
てドクターブレード成膜を行ない厚み120μｍのセラミ
ックスの膜を得た。
この膜の片面に内部電極用白金ペーストを印刷した
後、巾30mm、長さ50mmになるように切り出した。次い
で、その切り出したもの50枚をセラミックスの膜と膜の
間に上記のように印刷して電極用ペーストがはさまれる
ように積層し、さらに、むき出しになっている電極用ペ
ーストを覆うために、更に一枚印刷をしてない膜を積層
した後、80℃で熱プレスを行った。得られた積層体を空
気気流中で室温から450℃まで約３日間かけて徐々に昇
温し脱脂を行った。得られた脱脂体を1250℃で５時間焼
結した。この焼結体のセラミックス膜一層の厚みは約10
0μ、電極奏の厚みは約３μであった。この焼結体の積
層枚数を保持したまま、セラミックス膜に垂直な方向に
切り出し5mm×5mmの小片を得た。
後、巾30mm、長さ50mmになるように切り出した。次い
で、その切り出したもの50枚をセラミックスの膜と膜の
間に上記のように印刷して電極用ペーストがはさまれる
ように積層し、さらに、むき出しになっている電極用ペ
ーストを覆うために、更に一枚印刷をしてない膜を積層
した後、80℃で熱プレスを行った。得られた積層体を空
気気流中で室温から450℃まで約３日間かけて徐々に昇
温し脱脂を行った。得られた脱脂体を1250℃で５時間焼
結した。この焼結体のセラミックス膜一層の厚みは約10
0μ、電極奏の厚みは約３μであった。この焼結体の積
層枚数を保持したまま、セラミックス膜に垂直な方向に
切り出し5mm×5mmの小片を得た。
この小片の側面に露出している内部電極を、図3a）、
3b）に概念的に示すように隣りあう電極同士が互いに
正，負反対の電極になるようにガラス質絶縁層を設け、
更に銀ペーストを外部電極として付け最後にリード線を
取りつけて、積層型圧電縦効果素子を作った。
3b）に概念的に示すように隣りあう電極同士が互いに
正，負反対の電極になるようにガラス質絶縁層を設け、
更に銀ペーストを外部電極として付け最後にリード線を
取りつけて、積層型圧電縦効果素子を作った。
この積層素子の歪率及び抗電界を実施例１と全く同様
にして測定した。
にして測定した。
結果は、歪率0.12％，抗電界1.4kV/cmであった。
〔発明の効果〕 以上の実施例により明らかなように、本発明の圧電縦
効果素子は、10kV/cmの電界の下で歪率が0.10％以上で
あり中には0.13％に達するものがある。これは、市販品
が0.06％程度であることを考慮すると予想される応用範
囲の広さは莫大であり画期的なものと言える。
効果素子は、10kV/cmの電界の下で歪率が0.10％以上で
あり中には0.13％に達するものがある。これは、市販品
が0.06％程度であることを考慮すると予想される応用範
囲の広さは莫大であり画期的なものと言える。
図１（ａ）、図１（ｂ）および図１（ｃ）は、それぞれ
電歪材料、hard圧電材料およびSoft圧電材料での電界−
歪曲線である。 図１（ａ）、図１（ｂ）および図１（ｃ）中、Ａは10kV
/cmにおける変位量Δl/lを示し、Ｂは抗電界を示す。 図２は内部電極板が素子断面の一部を覆っている形の積
層圧電縦効果素子である。 図２中、１は磁器組成物、２は外部電極、３は内部電
極、４はリード線を示す。 図３（ａ）は、内部電核板が素子全断面を覆っている形
の積層圧電縦効果素子である。この図は簡単に示す為に
外部電極、リード線は省略してある。 図３（ａ）中、５は磁器組成物、６は絶縁層、７は、内
部電極を示す。 図３（ｂ）は、内部電極板が素子全断面をおおっている
形の積層−圧電縦効果素子であり、図３（ａ）のＡ面,B
面を垂直に切った断面図である。 図３（ｂ）中、８は外部電極、９は絶縁層、10は内部電
極、11はリード線、12は磁器組成物を示す。 図４は、単板の圧電縦効果素子である。図４中、13は磁
器組成物、14は電極を示す。
電歪材料、hard圧電材料およびSoft圧電材料での電界−
歪曲線である。 図１（ａ）、図１（ｂ）および図１（ｃ）中、Ａは10kV
/cmにおける変位量Δl/lを示し、Ｂは抗電界を示す。 図２は内部電極板が素子断面の一部を覆っている形の積
層圧電縦効果素子である。 図２中、１は磁器組成物、２は外部電極、３は内部電
極、４はリード線を示す。 図３（ａ）は、内部電核板が素子全断面を覆っている形
の積層圧電縦効果素子である。この図は簡単に示す為に
外部電極、リード線は省略してある。 図３（ａ）中、５は磁器組成物、６は絶縁層、７は、内
部電極を示す。 図３（ｂ）は、内部電極板が素子全断面をおおっている
形の積層−圧電縦効果素子であり、図３（ａ）のＡ面,B
面を垂直に切った断面図である。 図３（ｂ）中、８は外部電極、９は絶縁層、10は内部電
極、11はリード線、12は磁器組成物を示す。 図４は、単板の圧電縦効果素子である。図４中、13は磁
器組成物、14は電極を示す。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/42 - 35/49 H01B 3/00 - 3/14 H01L 41/18
Claims (9)
- 【請求項１】組成式 （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値であり、ｄは各元素の酸化状態に
より定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Nd、Ｙ、Th、Bi
およびＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属
である）で表され、かつ抗電界が０より大きく5kV/cm以
下である電歪効果を示す磁器組成物の薄膜の上下両面に
電極を設けることから実質的になる大変位量圧電効果素
子。 - 【請求項２】組成式 （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.70＜ｘ＜0.75、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.06及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値であり、ｄは各元素の酸化状態に
より定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Nd、Ｙ、Th、Bi
およびＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属
である）で表されることを特徴とする請求項１記載の大
変位量圧電効果素子。 - 【請求項３】組成式 （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.75≦ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.02≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値であり、ｄは各元素の酸化状態に
より定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Nd、Ｙ、Th、Bi
およびＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属
である）で表されることを特徴とする請求項１記載の大
変位量圧電効果素子。 - 【請求項４】組成式 （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値であり、ｄは各元素の酸化状態に
より定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Ｙ、Th、Biおよ
びＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属であ
る）で表され、かつ抗電界が０より大きく5kV/cm以下で
ある電歪効果を示す磁器組成物と電極板とを交互に積み
重ね、さらに外部電極を設けることから実質的になる大
変位量積層圧電効果素子。 - 【請求項５】組成式 （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.70＜ｘ＜0.75、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.06及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値であり、ｄは各元素の酸化状態に
より定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Ｙ、Th、Biおよ
びＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属であ
る）で表されることを特徴とする請求項４記載の大変位
量積層圧電効果素子。 - 【請求項６】組成式 （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.75≦ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.02≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値であり、ｄは各元素の酸化状態に
より定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Ｙ、Th、Biおよ
びＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属であ
る）で表されることを特徴とする請求項４記載の大変位
量積層圧電効果素子。 - 【請求項７】組成式 （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.70＜ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値であり、ｄは各元素の酸化状態に
より定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Ｙ、Th、Biおよ
びＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属であ
る）で表される大変位量圧電磁器組成物。 - 【請求項８】組成式 （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.70＜ｘ＜0.75、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.001≦ｂ≦0.06及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値あり、ｄは各元素の酸化状態によ
り定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Ｙ、Th、Biおよび
Ｗからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属であ
る）で表される請求項７記載の大変位量圧電磁器組成
物。 - 【請求項９】組成式 （PbxBa1-x）aMeb（ZryTi1-y）cOy （式中、ｘ、ｙ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ 0.75≦ｘ＜0.80、 0.45≦ｙ≦0.65、 0.85≦ａ≦1.15、 0.02≦ｂ≦0.1及び 0.85≦ｃ≦1.15 の条件を満足する数値あり、ｄは各元素の酸化状態によ
り定まる数値であり、Meは、Ta、Nb、Ｙ、Th、Biおよび
Ｗからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属であ
る）で表される請求項７記載の大変位量圧電磁器組成
物。
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