JP4665456B2 - 圧電セラミックス、その製造方法、圧電アクチュエータ - Google Patents
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Description
本発明の実施形態に係る圧電セラミックスは、化学組成式Pb0.985Bi0.01(Zn1/12Ni3/12Nb2/3)0.5Ti0.32Zr0.18O3で表される第1の材料と、化学組成式Pb0.97Bi0.02(Zn1/3Nb2/3)0.15Ti0.42Zr0.43O3で表される第2の材料とを任意の混合比で混合して得られる。すなわち、本実施形態で得られる圧電セラミックスの各成分元素の組成は、PbaBibZncNidNbeTifZrgO3(0.970≦a≦0.985 0.01≦b≦0.02 0.040≦c≦0.049 0<d≦0.125 0.099≦e≦0.200 0.380≦f≦0.420 0.180≦g≦0.430)で表される。
原料粉末として高純度のPbO、ZrO2、TiO2、Bi2O3、Nb2O5、ZnO、NiOを使用し、これらを第1の材料の組成Pb0.985Bi0.01(Zn1/12Ni3/12Nb2/3)0.5Ti0.32Zr0.18O3となるように秤量する。
上記粉末をボールミルに入れ純水を加えて20時間の湿式混合を行う。
湿式混合を終えた粉末を乾燥させ粉砕後、850℃で3時間仮焼きする。
仮焼きされた粉末を再びボールミルに入れて湿式混合を行い、その後乾燥及び粉砕を行う。混合、乾燥、粉砕の各種条件は上記ステップS2a〜S4aにおける混合、乾燥、粉砕の条件と同じである。
上記粉末をボールミルに入れ純水を加えて20時間の湿式混合を行う。
湿式混合を終えた粉末を乾燥させ粉砕後、850℃で3時間仮焼きする。
仮焼きされた粉末を再びボールミルに入れて湿式混合を行い、その後乾燥及び粉砕を行う。混合、乾燥、粉砕の各種条件は上記ステップS2b〜S4bにおける混合、乾燥、粉砕の条件と同じである。
ステップS8aまでの工程を終えた第1の材料の粉末と、ステップS8bまでの工程を終えた第2の材料の粉末とを所望の混合比、例えば、第1の材料が25重量%に対して第2の材料が75重量%、第1の材料が50重量%に対して第2の材料が50重量%、第1の材料が75重量%に対して第2の材料が25重量%などの混合比になるように秤量し、それら粉末をボールミルに入れ純水を加えて10時間の湿式混合を行う。
湿式混合を終えた粉末の乾燥、粉砕を行った後、有機バインダー(例えばポリビニルアルコール)を加えて造粒する。
上記造粒工程を終えた粉末を8kg/cm2の圧力でプレス成型し、角型の成型体を得る。そして、この成型体をMgOなどからなる容器内に密閉し、酸素雰囲気、温度1250〜1300℃で5時間焼成した。
上述したような本実施形態に係る圧電セラミックスを用いて圧電アクチュエータを作製すると、高温使用条件下でも大きな振幅が得られ、さらに振幅劣化も小さく耐熱性に優れた圧電アクチュエータとすることができる。
図4及びその[A]−[A]線方向の拡大断面図である図5は、本実施形態に係る圧電アクチュエータの応用例を示す。
Claims (1)
- PbO粉末、ZrO 2 粉末、TiO 2 粉末、Bi 2 O 3 粉末、Nb 2 O 5 粉末、ZnO粉末及びNiO粉末を所定の割合で湿式混合して第1の原料粉末を作製し、
前記第1の原料粉末を乾燥及び粉砕した後、仮焼して第1の仮焼粉末を作製し、
前記第1の仮焼粉末を湿式混合、乾燥及び粉砕してPb 0.985 Bi 0.01 (Zn 1/12 Ni 3/12 Nb 2/3 ) 0.5 Ti 0.32 Zr 0.18 O 3 からなる第1の材料粉末を作製し、
PbO粉末、ZrO 2 粉末、TiO 2 粉末、Bi 2 O 3 粉末、Nb 2 O 5 粉末、ZnO粉末及びNiO粉末を所定の割合で湿式混合して第2の原料粉末を作製し、
前記第2の原料粉末を乾燥及び粉砕した後、仮焼して第2の仮焼粉末を作製し、
前記第2の仮焼粉末を湿式混合、乾燥及び粉砕してPb 0.97 Bi 0.02 (Zn 1/3 Nb 2/3 ) 0.15 Ti 0.42 Zr 0.43 O 3 からなる第2の材料粉末を作製し、
前記第1の材料粉末と前記第2の材料粉末とを所定の割合で湿式混合し、乾燥、粉砕した後焼結する
圧電セラミックスの製造方法。
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