JP5044437B2 - 圧電/電歪磁器焼結体の製造方法 - Google Patents
圧電/電歪磁器焼結体の製造方法 Download PDFInfo
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Description
{組成}
本発明の望ましい実施形態に係る圧電/電歪磁器組成物は、Aサイト元素としてリチウム(Li),ナトリウム(Na)及びカリウム(K)を含み、Bサイト元素としてニオブ(Nb)及びタンタル(Ta)のうちの少なくともNbを含み、Bサイト元素の総原子数に対するAサイト元素の総原子数の比(いわゆるA/B比)が1より大きいペロブスカイト型酸化物を含む。なお、ペロブスカイト型酸化物は、Aサイト元素として銀(Ag)等の1価元素をさらに含んでいていもよいし、Bサイト元素としてアンチモン(Sb)やバナジウム(V)等の5価元素をさらに含んでいてもよい。また、ペロブスカイト型酸化物に微量のMn化合物を添加してもよい。
図1は、圧電/電歪磁器組成物の原料粉末の製造の流れを示す流れ図である。
図2は、圧電/電歪磁器組成物の焼結体の製造の流れを示す流れ図である。
{全体構造}
図3及び図4は、先述の圧電/電歪磁器組成物を用いた圧電/電歪アクチュエータ1,2の構造例の模式図であり、図3は、単層型の圧電/電歪アクチュエータ1の断面図、図4は、多層型の圧電/電歪アクチュエータ2の断面図となっている。
圧電/電歪体膜122,222,224は、先述の圧電/電歪磁器組成物の焼結体である。
電極膜121,123,221,223,225の材質は、白金、パラジウム、ロジウム、金もしくは銀等の金属又はこれらの合金である。中でも、焼成時の耐熱性が高い点で白金又は白金を主成分とする合金が好ましい。また、焼成温度によっては、銀−パラジウム等の合金も好適に用いることができる。
基体11,21の材質は、セラミックスであるが、その種類に制限はない。もっとも、耐熱性、化学的安定性及び絶縁性の観点から、安定された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ムライト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ガラスからなる群から選択される少なくとも1種類を含むセラミックスが好ましい。中でも、機械的強度及び靭性の観点から安定化された酸化ジルコニウムがさらに好ましい。ここで、「安定化された酸化ジルコニウム」とは、安定化剤の添加によって結晶の相転移を抑制した酸化ジルコニウムをいい、安定化酸化ジルコニウムの他、部分安定化酸化ジルコニムを包含する。
単層型の圧電/電歪アクチュエータ1の製造にあたっては、まず、基体11の上に電極膜121を形成する。電極膜121は、イオンビーム、スパッタリング、真空蒸着、PVD(Physical Vapor Deposition)、イオンプレーティング、CVD(Chemical Vapor Deposition)、メッキ、エアロゾルデポジション、スクリーン印刷、スプレー又はディッピング等の方法で形成することができる。中でも、基体11と圧電/電歪体膜122との接合性の観点から、スパッタリング法又はスクリーン印刷法が好ましい。形成された電極膜121は、熱処理により、基体11及び圧電/電歪体膜122と固着することができる。熱処理の温度は、電極膜121の材質や形成方法に応じて異なるが、概ね500〜1400℃である。
122,222,224 圧電/電歪体膜
121,123,221,223,225 電極膜
Claims (2)
- Aサイト元素としてLi,Na及びKを含み、Bサイト元素としてNb及びTaのうちの少なくともNbを含み、Bサイト元素の総原子数に対するAサイト元素の総原子数の比が1より大きいペロブスカイト型酸化物を含む圧電/電歪磁器焼結体の製造方法であって、
混合した素原料の粉末を最高温度が600℃以上800℃以下の仮焼プロファイルを用いて仮焼する第1の工程と、
前記第1の工程により得られた粉末をBET比表面積が5m2/g以上15m2/g以下となるように粉砕する第2の工程と、
前記第2の工程により得られた粉末を最高温度が650℃以上900℃以下の仮焼プロファイルを用いて仮焼する第3の工程と、
前記第3の工程により得られた粉末をBET比表面積が10m2/g以下となるように粉砕する第4の工程と、
前記第4の工程により得られた原料粉末の成形体を焼成して焼結体を得る第5の工程と、
を備え、
前記第5の工程において、Ta,Nb及びSbから選択される1種類以上の元素を含む酸化物の偏析相を前記焼結体中に析出させ、
前記焼結体中に占める前記偏析相の体積が0.1体積%以上50体積%以下である圧電/電歪磁器焼結体の製造方法。 - 前記偏析相の粒径が0.5μm以下である請求項1に記載の圧電/電歪磁器焼結体の製造方法。
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