JP3189582B2 - Piezoelectric ceramic composition for actuator - Google Patents

Piezoelectric ceramic composition for actuator

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JP3189582B2 JP16381094A JP16381094A JP3189582B2 JP 3189582 B2 JP3189582 B2 JP 3189582B2 JP 16381094 A JP16381094 A JP 16381094A JP 16381094 A JP16381094 A JP 16381094A JP 3189582 B2 JP3189582 B2 JP 3189582B2
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧電磁器組成物に関
し、さらに詳しく述べるならば、アクチュエータのよう
な圧電素子において有利に用いることのできる圧電磁器
組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric ceramic composition, and more particularly, to a piezoelectric ceramic composition which can be advantageously used in a piezoelectric element such as an actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電磁器組成物についての研究はかなり
以前から行われており、またかかる圧電磁器組成物を利
用した製品は多岐にわたりかつさまざまな分野において
広く用いられている。このような圧電磁器組成物を利用
した製品としては、例えば、セラミックフィルタ、ガラ
ス遅延線、超音波応用振動子、圧電ブザー、圧電点火ユ
ニット、超音波モータ、圧電ファン、圧電センサ、及び
圧電アクチュエータ等を挙げることができる。ここで、
圧電アクチュエータは、圧電現象を介して発生する変位
及び力を機械的駆動源として利用するものであり、特に
最近、メカトロニクスの分野において注目されてきてい
るものの1つである。この圧電アクチュエータは、圧電
効果を利用した固体素子であるため、磁性体にコイルを
巻いた構成を有する従来の電磁式アクチュエータと比較
して、消費電力が少ない、応答速度が速い、変位量が大
きい、発熱が少ない、寸法及び重量が小さい、等の優れ
た特徴を有している。
2. Description of the Related Art Research on piezoelectric ceramic compositions has been conducted for a long time, and products using such piezoelectric ceramic compositions are widely used in various fields. Products using such piezoelectric ceramic compositions include, for example, ceramic filters, glass delay lines, ultrasonic transducers, piezoelectric buzzers, piezoelectric ignition units, ultrasonic motors, piezoelectric fans, piezoelectric sensors, and piezoelectric actuators. Can be mentioned. here,
2. Description of the Related Art Piezoelectric actuators utilize displacement and force generated through a piezoelectric phenomenon as a mechanical drive source, and are one of the things that have recently attracted attention in the field of mechatronics. Since this piezoelectric actuator is a solid-state element utilizing the piezoelectric effect, it consumes less power, has a faster response speed, and has a larger displacement compared to a conventional electromagnetic actuator having a configuration in which a coil is wound around a magnetic material. It has excellent features such as low heat generation, small size and weight.

【0003】上記のような圧電素子に用い得るものとし
て、種々のタイプの圧電磁器組成物が公知である。例え
ば、昭和35年に発行された特許第275421号に記載され
たPZT系セラミックスに単純酸化物を添加する技術か
ら始まって、数多くの圧電磁器組成物が公知となってい
る。米国特許第 2,911,370号は、PZT系セラミックス
にニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、希土類金属等の
元素を添加したり、Pbの一部をストロンチウム(S
r)、カルシウム(Ca)等のアルカリ土類金属の元素
で置換したりして、得られる組成物の圧電定数及び誘電
率を高めることを教示している。特開昭62−298192号公
報は、アクチュエータ素子に用いられる圧電磁器組成物
として、Pb(Zrx Tiy )O3 の基本組成を有する
ものを教示しており、この組成物がアクチュエータ用材
料として使用可能な圧電歪定数を有し、かつ誘電損失が
極めて低いものであることを報告している。
[0003] Various types of piezoelectric ceramic compositions are known as those which can be used for the piezoelectric element as described above. For example, many piezoelectric ceramic compositions have been known, starting from the technique of adding a simple oxide to PZT-based ceramics described in Japanese Patent No. 275421 issued in 1960. U.S. Pat. No. 2,911,370 discloses that PZT-based ceramics are added with elements such as niobium (Nb), tantalum (Ta), and rare earth metals, or a part of Pb is converted into strontium (S).
It teaches to increase the piezoelectric constant and dielectric constant of the resulting composition by substituting it with an element of an alkaline earth metal such as r) or calcium (Ca). JP-A-62-298192 teaches a piezoelectric ceramic composition having a basic composition of Pb (Zr x Ti y ) O 3 as a piezoelectric ceramic composition used for an actuator element, and this composition is used as a material for an actuator. It reports that it has a usable piezoelectric strain constant and extremely low dielectric loss.

【0004】さらに、特開平4−260662号公報は、Pb
0.89-xSr0.11Bax (Zr a Tib Sbc )O3(式中、0.01≦x
≦0.04、0.545 ≦a≦0.555 、0.445 ≦b≦0.455 、0.
005 ≦c≦0.015 、a+b+c=1である)の組成を有
する、圧電特性が高く、特にキュリー温度の高い、アク
チュエータ用として適した圧電磁器組成物を教示してい
る。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-260662 discloses a Pb
0.89-x Sr 0.11 Ba x (Zr a Ti b Sb c ) O 3 (where 0.01 ≦ x
≤ 0.04, 0.545 ≤ a ≤ 0.555, 0.445 ≤ b ≤ 0.455, 0.
005 ≦ c ≦ 0.015, a + b + c = 1), and teaches a piezoelectric ceramic composition having a high piezoelectric property and a particularly high Curie temperature, which is suitable for an actuator.

【0005】この組成物では、3点曲げ強度が75MPa で
あり、これを100 ℃において電圧0〜800Vによる繰り返
し駆動試験を行うと、割れが発生してしまう。これは、
強度が不十分であり、繰り返し駆動試験によってドメイ
ンスイッチングが起こりやすいためである。
[0005] This composition has a three-point bending strength of 75 MPa. When the composition is subjected to a repeated driving test at 100 ° C. and a voltage of 0 to 800 V, cracks occur. this is,
This is because the strength is insufficient and domain switching is likely to occur in a repeated driving test.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の圧電
体の有する前記の如き欠点を解消し、圧電特性、特にキ
ュリー温度が高く、かつ強度の高いアクチュエータ用圧
電磁器組成物を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional piezoelectric material and to provide a piezoelectric ceramic composition for an actuator having high piezoelectric characteristics, particularly high Curie temperature, and high strength. Is what you do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の圧電磁器組成物
は、下式により表される組成: Pb1-a-b-c-d Laab Bac Srd (Zrx Ti
1-x-y-zyz )O3(上式において、PはPr、N
d、Smのうち少なくとも1種以上であり、NはIn、
Feのうち少なくとも1種以上であり、そしてMはS
b、Nbのうち少なくとも1種以上であり、 0.002 ≦a≦0.010 、0.005 ≦b≦0.020 、0.010 ≦c
≦0.025 、0.050 ≦d≦0.150 、0.540 ≦x≦0.560 、
0.002 ≦y≦0.005 、0.005 ≦z≦0.030 である)を有
することを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems] The piezoelectric ceramic composition of the present invention, the composition represented by the following formula: Pb 1-abcd La a P b Ba c Sr d (Zr x Ti
1-xyz N y M z) in O 3 (the above equation, P is Pr, N
d, at least one of Sm, and N is In,
Fe is at least one or more and M is S
at least one of b and Nb, 0.002 ≦ a ≦ 0.010, 0.005 ≦ b ≦ 0.020, 0.010 ≦ c
≦ 0.025, 0.050 ≦ d ≦ 0.150, 0.540 ≦ x ≦ 0.560,
0.002 ≦ y ≦ 0.005 and 0.005 ≦ z ≦ 0.030).

【0008】さらに、本発明の圧電磁器組成物は、下式
により表される組成: Pb(1+e)-a-b-c-d Laab Bac Srd (Zrx
1-x-y-zyz )O3 (上式において、PはPr、Nd、Smのうち少なくと
も1種以上であり、NはIn、Feのうち少なくとも1
種以上であり、そしてMはSb、Nbのうち少なくとも
1種以上であり、 0.002 ≦a≦0.010 、0.005 ≦b≦0.020 、0.010 ≦c
≦0.025 、0.050 ≦d≦0.150 、0.01≦e≦0.05、0.54
0 ≦x≦0.560 、0.002 ≦y≦0.005 、0.005 ≦z≦0.
030 である)を有することを特徴とするものである。
Furthermore, the piezoelectric ceramic composition of the present invention, the composition represented by the following formula: Pb (1 + e) -abcd La a P b Ba c Sr d (Zr x T
i 1-xyz N y M z ) O 3 (where P is at least one of Pr, Nd and Sm, and N is at least one of In and Fe)
And M is at least one of Sb and Nb, 0.002 ≦ a ≦ 0.010, 0.005 ≦ b ≦ 0.020, 0.010 ≦ c
≦ 0.025, 0.050 ≦ d ≦ 0.150, 0.01 ≦ e ≦ 0.05, 0.54
0 ≦ x ≦ 0.560, 0.002 ≦ y ≦ 0.005, 0.005 ≦ z ≦ 0.
030).

【0009】[0009]

【作用】本発明の圧電磁器組成物は、従来の圧電磁器組
成物、すなわち式、Pb1-a-b Ba a Srb (Zr1-x-yTix-z In
z Sby )O3 で表される組成物において、Pb成分の一部
をLaとPr、Nd、及びSmのうちの少なくとも1種
とを同時に置換したものである。この置換により、得ら
れる組成物の結晶組織が微細化し強度が大幅に向上し、
さらにキュリー温度が向上する。
The piezoelectric ceramic composition of the present invention comprises a conventional piezoelectric ceramic set.
The product, ie the formula, Pb1-abBa aSrb(Zr1-xyTixzIn
zSby) OThreeIn the composition represented by, a part of the Pb component
Is at least one of La, Pr, Nd, and Sm
And at the same time. With this substitution,
The crystal structure of the composition to be refined and the strength greatly improved,
Further, the Curie temperature is improved.

【0010】さらに、本発明の組成物において、PbO
の量を0.01〜0.05の範囲で増加させることにより、過剰
なPbOが焼結を促進するため焼成温度を低下させるこ
とができ、さらに結晶組織を微細化させ、強度をさらに
向上させることができる。
Further, in the composition of the present invention, PbO
By increasing the amount in the range of 0.01 to 0.05, excess PbO promotes sintering, so that the firing temperature can be lowered, the crystal structure can be further refined, and the strength can be further improved.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段の補足説明】本発明の圧電
磁器組成物は、特に自動車の圧電アクチュエータ用とし
て、及びその他の圧電素子用としても利用することがで
きる。例えば、圧電アクチュエータは、公知の方法を用
いて、例えば圧電材料の薄板を2枚張り合わせてバイモ
ルフ型構造とすることにより、又は圧電材料の薄板を数
十〜数百枚積層し、かつその1枚1枚を厚み方向の分極
が逆になるように交互に積層固着させて積層型構造とす
ることにより製造することができる。
Supplementary Explanation of the Means for Solving the Problems The piezoelectric ceramic composition of the present invention can be used particularly for a piezoelectric actuator of an automobile and also for other piezoelectric elements. For example, a piezoelectric actuator may be formed by using a known method, for example, by bonding two thin plates of a piezoelectric material to form a bimorph structure, or by stacking tens to hundreds of thin plates of a piezoelectric material, and using one of them. It can be manufactured by alternately laminating and fixing one sheet so that the polarization in the thickness direction is reversed to form a laminated structure.

【0012】本発明の組成物において、Laは結晶を微
細化させる効果を有し、その量は0.002 ≦a≦0.0010、
すなわち0.2 〜1モル%である。Laの量がこの下限未
満であると微細化の効果がなく、上限値を越えると、微
細化の効果が飽和するとともに、組成物の電気特性が低
下する。
In the composition of the present invention, La has an effect of refining the crystal, and its amount is 0.002 ≦ a ≦ 0.0010;
That is, it is 0.2 to 1 mol%. If the amount of La is less than the lower limit, there is no effect of miniaturization, and if it exceeds the upper limit, the effect of miniaturization is saturated and the electrical properties of the composition are deteriorated.

【0013】Baの量は0.010 ≦c≦0.025 、すなわち
1〜2.5 モル%である。Baの量がこの下限未満である
と電気特性が低下し、上限値を越えるとキュリー温度が
低下する。Srの量は0.050 ≦d≦0.150 、すなわち5
〜15モル%である。Srの量がこの範囲外であると、電
気特性が低下する。また、Zrの量は0.540 ≦x≦0.56
0 、すなわち54〜56モル%である。この範囲のZr量に
より、変位特性の高い、正方晶の組成物が得られる。
The amount of Ba is 0.010 ≦ c ≦ 0.025, that is, 1 to 2.5 mol%. If the amount of Ba is less than this lower limit, the electrical properties will decrease, and if it exceeds the upper limit, the Curie temperature will decrease. The amount of Sr is 0.050 ≦ d ≦ 0.150, that is, 5
~ 15 mol%. If the amount of Sr is out of this range, the electrical characteristics will be degraded. The amount of Zr is 0.540 ≦ x ≦ 0.56
0, that is, 54 to 56 mol%. With a Zr content in this range, a tetragonal composition having high displacement characteristics can be obtained.

【0014】本発明の組成物において、Pr、Nd、S
mのうち少なくとも1種以上であるPの量は0.005 ≦b
≦0.020 、すなわち0.5 〜2モル%であり、In、Fe
うち少なくとも1種以上であるNの量は0.002 ≦y≦
0.005 、すなわち0.2 〜0.5モル%であり、そしてS
b、Nbのうち少なくとも1種以上であるMの量は0.00
5 ≦z≦0.030 、すなわち0.5 〜3モル%である。これ
らの範囲にあることにより、組成物の結晶組織が微細化
し、強度が大幅に向上するとともにキュリー温度が向上
する。
In the composition of the present invention, Pr, Nd, S
The amount of P which is at least one of m is 0.005 ≦ b
≦ 0.020, that is, 0.5 to 2 mol%, and In, Fe
The amount of N is at least one or more of 0.002 ≦ y ≦
0.005, ie 0.2-0.5 mol%, and S
The amount of M which is at least one of b and Nb is 0.00
5 ≦ z ≦ 0.030, that is, 0.5 to 3 mol%. By being within these ranges, the crystal structure of the composition becomes finer, the strength is greatly improved, and the Curie temperature is improved.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を下記実施例により更に詳細に
説明するが、本発明はこれらに制限されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0016】実施例1 Pb1-a-b-c-d Laa Prb Bac Srd (Zrx Ti
1-x-y-z Iny Sbz)O3 で表される組成式におい
て、a=0.005 、c=0.016 、d=0.11、x=0.55、y
=0.003 、z=0.01とし、bが以下の表1の値となるよ
うに、原料PbO、BaCO3 、SrCO3 、Zr
2 、TiO2 、In2 3 、Sb2 5 、La2 3
及びPr6 11を所定量計量し、さらにz=0.002 、0.
003 及び0.005モルを与えるようにIn2 3 を計量
し、これらをボールミルにおいて40時間湿式混合した。
次いで得られた混合粉末を乾燥後、800 ℃において2時
間仮焼し、再度ボールミルにおいて48時間粉砕し、乾燥
した。
[0016] Example 1 Pb 1-abcd La a Pr b Ba c Sr d (Zr x Ti
In 1-xyz In y Sb z) O 3 represented by formula, a = 0.005, c = 0.016 , d = 0.11, x = 0.55, y
= 0.003, z = 0.01, and the raw materials PbO, BaCO 3 , SrCO 3 , Zr such that b becomes the value in Table 1 below.
O 2 , TiO 2 , In 2 O 3 , Sb 2 O 5 , La 2 O 3
And Pr 6 O 11 are weighed in predetermined amounts, and further, z = 0.002, 0.
In 2 O 3 was weighed to give 003 and 0.005 moles and these were wet mixed in a ball mill for 40 hours.
Next, the obtained mixed powder was dried, calcined at 800 ° C. for 2 hours, pulverized again in a ball mill for 48 hours, and dried.

【0017】こうして得られた混合粉末に、バインダと
してPVA(ポリビニルアルコール)を1.5 重量%加
え、1000kg/cm2の成形圧力において直径20mm、厚さ1mm
の円板に成形した。これを1200℃において2時間焼結す
ることによりPr置換量の異なる各圧電素子ペレットを
製造した。
To the mixed powder thus obtained, 1.5% by weight of PVA (polyvinyl alcohol) was added as a binder, and a diameter of 20 mm and a thickness of 1 mm were applied at a molding pressure of 1000 kg / cm 2.
Into a disk. This was sintered at 1200 ° C. for 2 hours to produce piezoelectric element pellets having different Pr substitution amounts.

【0018】このペレットの両面に常法により銀電極を
焼付け、100 ℃のシリコンオイル中でDC4kV/cm の電圧
を印加して分極処理を行った。
A silver electrode was baked on both sides of the pellet by a conventional method, and a polarization treatment was performed by applying a voltage of 4 kV / cm DC in silicon oil at 100 ° C.

【0019】得られたそれぞれの圧電ペレットの比誘電
率(εr ) 、電気機械結合係数(Kp)、キュリー温度
(Tc)及び3点曲げ強度(σ3b、φ15mm、t=0.5mm
のペレットにおいてスパン10mmの3点曲げ強度)を測定
した。この結果を表1に示す。
The relative permittivity (ε r ), electromechanical coupling coefficient (Kp), Curie temperature (Tc), and three-point bending strength (σ 3b , φ15 mm, t = 0.5 mm) of each of the obtained piezoelectric pellets
(3 point bending strength with a span of 10 mm) was measured. Table 1 shows the results.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】この表より明らかなように、Prの置換量
が1.0 モル%、すなわちb=0.01のときに強度(σ3b
及びキュリー温度(Tc)が共に最大であった。強度及
びキュリー温度が同時に向上するPr置換量は、0.005
≦b≦0.02である。比較のため、La添加量を0、すな
わちa=0として、Prのみで置換して圧電ペレットを
製造し、その強度及びキュリー温度を測定した。この結
果を表2に示す。
As is clear from this table, when the substitution amount of Pr is 1.0 mol%, that is, when b = 0.01, the strength (σ 3b ) is obtained.
And Curie temperature (Tc) were both maximum. The Pr substitution amount at which the strength and the Curie temperature are simultaneously improved is 0.005.
≦ b ≦ 0.02. For comparison, a piezoelectric pellet was produced by substituting only Pr with the amount of La added being 0, that is, a = 0, and the strength and Curie temperature were measured. Table 2 shows the results.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】このサンプルでは、強度はやや向上したも
のの、キュリー温度は低下した。また、Pr添加量を
0、すなわちb=0として、Laのみで置換した結果、
得られたサンプルの強度向上とキュリー温度の向上の効
果はほとんど得られなかった。さらに、Prの代わりに
Nd又はSmで置換してもPrと同様の範囲において強
度及びキュリー温度の向上が得られた。
In this sample, although the strength was slightly improved, the Curie temperature was lowered. Further, as a result of replacing the amount of Pr with 0, that is, b = 0, and replacing only with La,
The effect of improving the strength and Curie temperature of the obtained sample was hardly obtained. Furthermore, even if it replaced with Nd or Sm instead of Pr, the improvement of intensity | strength and Curie temperature was obtained in the same range as Pr.

【0024】表1に示す本発明の組成物(Pr置換量、
b=0.5 〜2.0 )より製造した圧電ペレットを以下に示
す条件において繰り返し駆動試験を行った。 繰り返し駆動試験条件 温度:100 ℃ 電圧:−200 〜600 V プリセット荷重:20 MPa サンプル形状:ペレット、φ16mm、厚さ0.5mm このペレットは1×108 回駆動後においても割れが発生
しなかった。一方Pr置換量、b=0、0.3 、2.3 及び
2.5 である組成物並びに従来材では同じ試験条件におい
て40%のサンプルに割れが発生した。
The compositions of the present invention shown in Table 1 (Pr substitution amount,
b = 0.5-2.0) The piezoelectric pellets manufactured according to the following conditions were repeatedly subjected to a driving test. Repetitive driving test conditions Temperature: 100 ° C. Voltage: −200 to 600 V Preset load: 20 MPa Sample shape: pellet, φ16 mm, thickness 0.5 mm This pellet did not crack even after driving 1 × 10 8 times. On the other hand, the Pr substitution amount, b = 0, 0.3, 2.3, and
With the composition of 2.5 and the conventional material, 40% of samples cracked under the same test conditions.

【0025】実施例2 Pb1-a-b-c-d Laa Prb Bac Srd (Zrx Ti
1-x-y-z Iny Sbz)O3 で表される組成式におい
て、a=0.005 、b=0.01、c=0.016 、d=0.11、x
=0.55、y=0.003 とし、zが以下の表3の値となるよ
うに、実施例1と同様にして圧電ペレットを製造し、そ
の特性を測定した。この結果を表3に示す。
[0025] Example 2 Pb 1-abcd La a Pr b Ba c Sr d (Zr x Ti
1-xyz In y Sb z) in the represented formula in O 3, a = 0.005, b = 0.01, c = 0.016, d = 0.11, x
= 0.55, y = 0.003, and a piezoelectric pellet was manufactured in the same manner as in Example 1 so that z became the value shown in Table 3 below, and its characteristics were measured. Table 3 shows the results.

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】電気特性Kp及び強度σ3bは、Sbの置換
量が1モル%、すなわちz=0.01のときが最大であっ
た。電気特性及び強度が同時に向上するSb置換量は、
0.005≦z≦0.03である。また、Sbの代わりにNbで
置換しても、Sbと同様の範囲内で電気特性及び強度が
向上した。
The electric characteristics Kp and the strength σ 3b were maximum when the substitution amount of Sb was 1 mol%, that is, when z = 0.01. The amount of Sb replacement at which the electrical properties and strength are simultaneously improved is
0.005 ≦ z ≦ 0.03. In addition, even when substitution was made with Nb instead of Sb, the electrical characteristics and strength were improved within the same range as Sb.

【0028】実施例3 Pb1-a-b-c-d Laa Prb Bac Srd (Zrx Ti
1-x-y-z Iny Sbz)O3 で表される組成式におい
て、a=0.005 、b=0.01、c=0.016 、d=0.11、x
=0.55、z=0.01とし、yが以下の表4の値となるよう
に、実施例1と同様にして圧電ペレットを製造し、その
特性を測定した。この結果を表4に示す。
[0028] Example 3 Pb 1-abcd La a Pr b Ba c Sr d (Zr x Ti
1-xyz In y Sb z) in the represented formula in O 3, a = 0.005, b = 0.01, c = 0.016, d = 0.11, x
= 0.55, z = 0.01, and a piezoelectric pellet was manufactured in the same manner as in Example 1 so that y became the value shown in Table 4 below, and its characteristics were measured. Table 4 shows the results.

【0029】[0029]

【表4】 [Table 4]

【0030】電気特性Kp及び強度σ3bは、Inの置換
量が0.3 モル%、すなわちz=0.003 のときが最大であ
った。電気特性及び強度が同時に向上するIn置換量
は、0.002 ≦z≦0.005 である。また、Inの代わりに
Feで置換しても、Inと同様の範囲内で電気特性及び
強度が向上した。
The electric characteristics Kp and the strength σ 3b were maximum when the substitution amount of In was 0.3 mol%, that is, when z = 0.003. The In substitution amount at which the electrical properties and strength are simultaneously improved is 0.002 ≦ z ≦ 0.005. In addition, even when substituted by Fe instead of In, the electrical characteristics and strength were improved within the same range as In.

【0031】実施例4 Pb(1+e)-a-b-c-d Laa b Bac Srd (Zrx
1-x-y-z y z )O3 で表される組成式において、
a=0.005 、b=0.01、c=0.016 、d=0.11、x=0.
55、y=0.003 、z=0.01とし、eが以下の表5の値と
なるように、実施例1と同様にして圧電ペレットを製造
し、その特性を測定した。この結果を表5に示す。
[0031] Example 4 Pb (1 + e) -abcd La a P b Ba c Sr d (Zr x T
i 1-xyz N y M z ) In the composition formula represented by O 3 ,
a = 0.005, b = 0.01, c = 0.016, d = 0.11, x = 0.
55, y = 0.003, z = 0.01, and a piezoelectric pellet was manufactured in the same manner as in Example 1 so that e became a value shown in Table 5 below, and its characteristics were measured. Table 5 shows the results.

【0032】[0032]

【表5】 [Table 5]

【0033】この表より明らかなように、PbOの量を
1モル%〜5モル%増加させることにより、すなわち0.
01≦e≦0.05とすることにより、圧電ペレットの強度が
向上する。また、焼成温度を1100〜1200℃としても、従
来1200℃の焼成温度で得られたものと同様の特性が得ら
れる。
As is apparent from this table, the amount of PbO is increased by 1 mol% to 5 mol%, that is, by increasing the amount of PbO by 0.1 mol%.
By setting 01 ≦ e ≦ 0.05, the strength of the piezoelectric pellet is improved. Further, even when the firing temperature is set to 1100 to 1200 ° C, the same characteristics as those conventionally obtained at the firing temperature of 1200 ° C are obtained.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の圧電磁器組成物は、従来の圧電
磁器組成物と比べ、微細な結晶組織を有しており、強度
が大幅に向上しており、またキュリー温度も向上してい
る。さらに、Pb量を増加させることにより焼成温度を
低下させ、強度を向上させることができる。
The piezoelectric porcelain composition of the present invention has a fine crystal structure, is significantly improved in strength, and has a higher Curie temperature than conventional piezoelectric porcelain compositions. . Further, by increasing the amount of Pb, the firing temperature can be lowered and the strength can be improved.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/42 - 35/49 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 35/42-35/49 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下式により表される組成: Pb1-a-b-c-d Laab Bac Srd (Zrx Ti
1-x-y-zyz )O3(上式において、PはPr、N
d、Smのうち少なくとも1種以上であり、NはIn、
Feのうち少なくとも1種以上であり、そしてMはS
b、Nbのうち少なくとも1種以上であり、 0.002 ≦a≦0.010 、0.005 ≦b≦0.020 、0.010 ≦c
≦0.025 、0.050 ≦d≦0.150 、0.540 ≦x≦0.560 、
0.002 ≦y≦0.005 、0.005 ≦z≦0.030 である)を有
することを特徴とするアクチュエータ用圧電磁器組成
物。
1. A composition represented by the following formula: Pb 1-abcd La a P b Ba c Sr d (Zr x Ti
1-xyz N y M z) in O 3 (the above equation, P is Pr, N
d, at least one of Sm, and N is In,
Fe is at least one or more and M is S
at least one of b and Nb, 0.002 ≦ a ≦ 0.010, 0.005 ≦ b ≦ 0.020, 0.010 ≦ c
≦ 0.025, 0.050 ≦ d ≦ 0.150, 0.540 ≦ x ≦ 0.560,
0.002 ≦ y ≦ 0.005, 0.005 ≦ z ≦ 0.030).
【請求項2】 下式により表される組成: Pb(1+e)-a-b-c-d Laab Bac Srd (Zrx
1-x-y-zyz )O3 (上式において、PはPr、Nd、Smのうち少なくと
も1種以上であり、NはIn、Feのうち少なくとも1
種以上であり、そしてMはSb、Nbのうち少なくとも
1種以上であり、 0.002 ≦a≦0.010 、0.005 ≦b≦0.020 、0.010 ≦c
≦0.025 、0.050 ≦d≦0.150 、0.01≦e≦0.05、0.54
0 ≦x≦0.560 、0.002 ≦y≦0.005 、0.005 ≦z≦0.
030 である)を有することを特徴とするアクチュエータ
用圧電磁器組成物。
2. A composition represented by the following formula: Pb (1 + e) -abcd La a P b Ba c Sr d (Zr x T
i 1-xyz N y M z ) O 3 (where P is at least one of Pr, Nd and Sm, and N is at least one of In and Fe)
And M is at least one of Sb and Nb, 0.002 ≦ a ≦ 0.010, 0.005 ≦ b ≦ 0.020, 0.010 ≦ c
≦ 0.025, 0.050 ≦ d ≦ 0.150, 0.01 ≦ e ≦ 0.05, 0.54
0 ≦ x ≦ 0.560, 0.002 ≦ y ≦ 0.005, 0.005 ≦ z ≦ 0.
030). A piezoelectric ceramic composition for an actuator, comprising:
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