JP6249670B2 - 圧電磁器およびこれを用いた圧電素子 - Google Patents
圧電磁器およびこれを用いた圧電素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6249670B2 JP6249670B2 JP2013166120A JP2013166120A JP6249670B2 JP 6249670 B2 JP6249670 B2 JP 6249670B2 JP 2013166120 A JP2013166120 A JP 2013166120A JP 2013166120 A JP2013166120 A JP 2013166120A JP 6249670 B2 JP6249670 B2 JP 6249670B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- subcomponent
- less
- piezoelectric ceramic
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 28
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 9
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical group 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 1
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Description
本発明の圧電磁器は、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分としており、圧電素子の材料としてアクチュエータ、圧電ブザー、センサ、超音波モータ等に用いられる。このような圧電磁器は、結晶粒子と粒界とから形成されている。
上記のような圧電磁器を用いて圧電素子を構成することができる。図1は、圧電素子100を示す側断面図である。圧電素子は、圧電体層101と内部電極層102a、102bとが交互に積層されて形成されている。圧電体層101は、圧電磁器からなる。これにより、高い圧電特性を有し、低温焼成可能な圧電素子を実現できる。内部電極層102a、102bは、圧電体層101と一体焼成されて形成されている。
圧電磁器は、少なくとも(Pba-xBx)(TiyZr1-y)O3(BはCa、SrおよびBaからなる元素群、ならびにBi、La等を含む希土類からなる元素群より選ばれる少なくとも1種の元素を表し、a、xおよびyは0.96≦a≦1.03、0≦x≦0.2、0.3≦y≦0.7を満たす)の複合酸化物100重量部に対してZn化合物粉末をZnO換算で0.01〜1.0重量部添加したものを仮焼する。添加するZn化合物としては、ZnOやZnCO3等がある。
主成分として(Pba-xBx)(TiyZr1-y)O3、第1副成分としてPb(ZnbM1c)O3、第2副成分としてPb(M2dM3e)O3を含有するペロブスカイト型複合酸化物について、それぞれの原料PbO、SrO、ZrO2、TiO2、ZnO、Nb2O5、MnCO3、Ta2O5、NiO、MgOと、ZnOを0.1〜0.8%加えた(図2、図3参照)。そして、ボールミルで湿式混合した後、900℃で2時間仮焼した。
101 圧電体層
102a、102b 内部電極層
103a、103b 外部電極
Claims (5)
- (Pb a−x B x )(Ti y Zr 1−y )O 3 で表される複合酸化物を主成分とした圧電磁器であって、
(Pba−xBx)(TiyZr1−y)O3で表される複合酸化物を主成分とする結晶粒子と、
前記結晶粒子の隙間に存在し、Zn元素が偏在する粒界と、を備え、
前記Bで表される元素はCa、SrおよびBa、BiならびにLa等を含む希土類からなる群より選ばれる少なくとも1種の元素であり、
前記a、xおよびyは、0.96≦a≦1.03、0≦x≦0.2、0.3≦y≦0.7を満たし、
前記Zn元素の含有量は、前記結晶粒子を100wt%とした場合、ZnO換算で、0.1wt%以上0.5wt%以下であり、
前記結晶粒子は、Pb(M2 d M3 e )O 3 で表される複合酸化物に換算される第2副成分の元素が固溶しており、
前記M2は、MgおよびNiからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、
前記M3は、Ta、Nb、SbおよびWからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、
前記第2副成分は、d+e=1を満たし、
前記第2副成分の元素の含有量は、前記結晶粒子を100wt%とした場合、4wt%以上7wt%以下であることを特徴とする圧電磁器。 - 前記結晶粒子は、Pb(ZnbM1c)O3 で表される複合酸化物に換算される第1副成分の元素が固溶しており、
前記第1副成分は、b+c≦1を満たし、
前記M1は、Ta、Nb、SbおよびWからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、
前記第1副成分の元素の含有量は、前記結晶粒子を100wt%とした場合、25wt%以下であることを特徴とする請求項1記載の圧電磁器。 - 前記結晶粒子の平均粒径は、0.1μm以上5μm以下であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の圧電磁器。
- 請求項1から請求項3のいずれかに記載の圧電磁器からなる圧電体層と、AgとPdを含む内部電極層と、が交互に積層されて形成されていることを特徴とする圧電素子。
- 前記内部電極層のPdの比率が10%以下であることを特徴とする請求項4記載の圧電素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013166120A JP6249670B2 (ja) | 2013-03-27 | 2013-08-09 | 圧電磁器およびこれを用いた圧電素子 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013066879 | 2013-03-27 | ||
JP2013066879 | 2013-03-27 | ||
JP2013166120A JP6249670B2 (ja) | 2013-03-27 | 2013-08-09 | 圧電磁器およびこれを用いた圧電素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014208562A JP2014208562A (ja) | 2014-11-06 |
JP6249670B2 true JP6249670B2 (ja) | 2017-12-20 |
Family
ID=51903105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013166120A Active JP6249670B2 (ja) | 2013-03-27 | 2013-08-09 | 圧電磁器およびこれを用いた圧電素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6249670B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5931127B2 (ja) * | 2013-11-08 | 2016-06-08 | 太陽誘電株式会社 | 圧電セラミックス、その製造方法、及び、それを有する圧電セラミックスピーカ |
JP6321562B2 (ja) * | 2015-01-29 | 2018-05-09 | 京セラ株式会社 | 圧電磁器組成物、圧電素子および圧電振動装置 |
JP6256406B2 (ja) * | 2015-04-10 | 2018-01-10 | Tdk株式会社 | 圧電磁器および圧電素子 |
CN108285341A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-07-17 | 聊城大学 | 一种稀土掺杂的钛酸钡基陶瓷及其制备方法和同时调节压电性能和发光性能的电场调节方法 |
CN116396075B (zh) * | 2022-12-16 | 2023-12-22 | 惠州市鑫永诚传感科技有限公司 | 热释电陶瓷材料及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3781317B2 (ja) * | 1995-11-15 | 2006-05-31 | Necトーキン株式会社 | 圧電磁器材料 |
JP3481832B2 (ja) * | 1997-09-30 | 2003-12-22 | 京セラ株式会社 | 圧電磁器 |
JP3830315B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2006-10-04 | 京セラ株式会社 | 圧電磁器組成物 |
JP4925516B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2012-04-25 | 京セラ株式会社 | 積層型圧電アクチュエータ及び噴射装置 |
JP2005194150A (ja) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電セラミックス |
JP2007258301A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Tdk Corp | 積層型圧電素子及びその製造方法 |
-
2013
- 2013-08-09 JP JP2013166120A patent/JP6249670B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014208562A (ja) | 2014-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5348885B2 (ja) | 圧電/電歪磁器組成物及びその製造方法 | |
JP5386848B2 (ja) | 圧電磁器 | |
JP5782457B2 (ja) | 圧電セラミックス、圧電セラミックス部品、及び該圧電セラミックス部品を用いた圧電デバイス | |
JP2007258280A (ja) | 積層型圧電素子 | |
JP6249670B2 (ja) | 圧電磁器およびこれを用いた圧電素子 | |
JP5929640B2 (ja) | 圧電磁器および圧電素子 | |
JP2011144100A (ja) | 圧電/電歪セラミックス焼結体 | |
JP6186625B2 (ja) | 圧電磁器およびこれを用いた圧電素子 | |
JP5597368B2 (ja) | 積層型電子部品およびその製法 | |
JP2004075448A (ja) | 圧電磁器組成物、圧電磁器組成物の製造方法および圧電セラミック部品 | |
US7564176B2 (en) | Laminated piezoelectric element and production method of the same | |
JP2013128006A (ja) | 圧電/電歪体膜の製造方法 | |
JP4390082B2 (ja) | 圧電磁器組成物及び積層型圧電素子 | |
JP6156434B2 (ja) | 圧電磁器および圧電素子 | |
JP4735837B2 (ja) | 積層型圧電素子の製造方法及び積層型圧電素子 | |
JP5190894B2 (ja) | 圧電体又は誘電体磁器組成物並びに圧電体デバイス及び誘電体デバイス | |
JP4998668B2 (ja) | 圧電磁器の製造方法および圧電素子の製造方法 | |
JP2006193414A (ja) | 圧電磁器の製造方法および圧電素子の製造方法 | |
JP5894222B2 (ja) | 積層型電子部品およびその製法 | |
JP2012178584A (ja) | 積層型圧電素子 | |
JP6256406B2 (ja) | 圧電磁器および圧電素子 | |
WO2015012344A1 (ja) | 結晶配向圧電セラミックス、圧電体素子および結晶配向圧電セラミックスの製造方法 | |
JP5018602B2 (ja) | 圧電磁器組成物、並びにこれを用いた圧電磁器及び積層型圧電素子 | |
JP2013128002A (ja) | 圧電/電歪体膜の製造方法及びその製造に用いられる粉末組成物 | |
JP5035076B2 (ja) | 圧電磁器及びこれを用いた積層型圧電素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20150327 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20160415 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160714 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170316 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170328 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170524 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171031 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6249670 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |