JP3096919B2 - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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Description
し,特に電気機械結合係数が低下する事なく,磁器の結
晶粒径が小さく且つ均一で,機械的強度が良好であり高
出力超音波振動子として好適な電圧磁器組成物に関す
る。
子,超音波モータ,アクチュエータ,セラミックフィル
ター等広範囲の用途に利用されている。超音波振動子に
ついて更に言えばこの様に大振幅,高出力下で応用され
る超音波振動子は,搭載される機器,装置の機能上,或
は高信頼性の上から所望の電気機械結合係数を有すると
共に,大きい機械的強度が要求される。
超音波振動子として用いる圧電磁器としては,例えば,
Pb(Mn1/3 Me2/3 )O3 −PbZrO3 −PbT
iO3 (ここで,Me…Sb,Nb,Ta等)等の比較
的機械的品質係数Qmの高い三成分系組成物が知られて
いる。上記組成物の場合,基本的には超音波振動子とし
ての機能を果たすが,近年,増々高信頼化の要求が成さ
れている中にあって,尚一層優れた特性を有する圧電磁
器材料の出現が望まれている。そこで,本発明の技術的
課題は,電気機械結合係数が低下する事なしに,磁器の
結晶粒径が小さく且つ均一で良好な微細構造を有し,機
械的強度も大きく,信頼性の高い,高出力超音波振動子
として好適な圧電磁器組成物を提供することにある。
組成物は,Pb(Mn1/3 Sb2/3 ) O3 −PbZrO
3 −PbTiO3 で示される三成分系基本組成に対し,
副成分としてSb2 O3 0.03〜0.15重量%及び
SiO20.02〜0.15重量%添加含有してなるこ
とを特徴とする。ここで,本発明において,副成分であ
るSb2 O3 が0.03重量%より少なく,SiO2 が
0.02重量%より少ない組成物のものでは結晶粒径の
微細化或は機械的強度の改善効果が認められず,又Sb
2 O3 が0.15重量%より多く,SiO2 が0.15
重量%より多い組成物のものでは,電気機械結合係数が
低下すると共に,機械的強度も低下する等,好ましくな
い,いずれも本発明の範囲から除外した。
しながら詳細に説明する。出発原料として化学的純度9
9%以上のPbO,ZrO2 ,TiO2 ,Sb2 O3 ,
MnO及び所定の副成分を選び,表1に示す組成になる
様に精秤した。尚,副成分としたSiO2 は市販の原料
粉末を粉砕した後,平均粒径1μ以下に調整したものを
用いた。次に,これら原料をボールミルで混合した後,
乾燥し,850℃で仮焼成した。次いでボールミルによ
って粉砕して得られた粉末に,有機バインダを適量加え
て造粒した後,1トン/cm2 の圧力で加圧成形し,12
00〜1250℃の温度で数時間焼成した。得られた焼
結体をφ17.5,厚さ1mmに切断,研磨した後,Ag
蒸着電極を付与し,シリコーン油中で温度140〜18
0℃の条件下で直流電場40〜60KV/cmを30分間印
加し,分極処理を施して圧電的に活性化せしめ特性評価
試料とした。次に所定の測定方法により電気機械結合係
数KPを調べた。尚,電気機械結合係数KPは数1式か
ら算出して求めた。但し,frは共振周波数,faは反
共振周波数である。
グ後,SEMを用い,n=30の結晶粒径から平均粒径
で評価した。磁器の機械的強度は焼結体を切断,加工
し,JIS R 1601試験方法に準じ,3点曲げ強
さとして評価した。3点曲げ強さは数2式により算出し
た。
大荷重(kgf),Lは下部支点間距離(mm),Wは試験片
の幅(mm),tは試験片の厚さ(mm)である。表1に結
果の一例を示す。尚,表1中に於いて,*印の試料N
o.は本発明の実施例に係る圧電磁器組成物に該当す
る。表1からも明らかな様に,本発明の実施例に係る圧
電磁器組成物から成る試料は,参考例と比較して電気機
械結合係数KPが低下する事なく,結晶粒径が小さく且
つ均一であり,機械的強度も大きく,高出力超音波振動
子として好都合な特性を有している事は明白である。こ
の様に本発明の実施例においてはPb(Mn1/3 Sb
2/3 ) O3 −PbZrO3 −PbTiO3 を基本組成と
し,副成分としてSb2 O3 及びSiO2 を各々適度な
範囲で同時に添加含有したものであり特に副成分の相乗
効果により,電気機械結合係数が低下する事なしに,磁
器の結晶粒径が小さく,且つ均一で良好な微細構造を有
し,機械的強度も大きく,信頼性の高い高出力超音波振
動子として好適な圧電磁器組成物と実現したものであ
る。又上記圧電磁器組成物を形成する粉体或は原料粉末
を,例えば,微粉化,粉末粒子の均一化等して改善する
事によって,尚一層の良好な特性を有する圧電磁器が得
られる事は言うまでもない。
組成物は,広範囲に利用できる高出力超音波振動子に好
適なものであり,産業上極めて価値大である。
Claims (1)
- 【請求項1】 Pb(Mn1/3 Sb2/3 )O3 −PbZ
rO3 −PbTiO3 で示される三成分系基本組成に対
し,副成分としてSb2 O3 0.03〜0.15重量%
及びSiO2 0.02〜0.15重量%添加含有してな
ることを特徴とする圧電磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03126461A JP3096919B2 (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03126461A JP3096919B2 (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 圧電磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04331771A JPH04331771A (ja) | 1992-11-19 |
JP3096919B2 true JP3096919B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=14935793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP03126461A Expired - Lifetime JP3096919B2 (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3096919B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100455217B1 (ko) * | 2001-10-08 | 2004-11-12 | 주식회사 에스세라 | 고주파 레조네이터용 세라믹 조성물 |
WO2005068394A1 (ja) * | 2004-01-20 | 2005-07-28 | Iai Corporation | 圧電磁器組成物 |
-
1991
- 1991-05-01 JP JP03126461A patent/JP3096919B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04331771A (ja) | 1992-11-19 |
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