JPH0336773A - 圧電性磁器材料 - Google Patents
圧電性磁器材料Info
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- JPH0336773A JPH0336773A JP1172529A JP17252989A JPH0336773A JP H0336773 A JPH0336773 A JP H0336773A JP 1172529 A JP1172529 A JP 1172529A JP 17252989 A JP17252989 A JP 17252989A JP H0336773 A JPH0336773 A JP H0336773A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、セラミックフィルタ、セラミック発振子、セ
ラミックディスクリミネータ、表面弾性波素子などの圧
電素子に用いられる圧電性磁器材料に関するものである
。
ラミックディスクリミネータ、表面弾性波素子などの圧
電素子に用いられる圧電性磁器材料に関するものである
。
（従来技術）
従来、上述のような圧電素子に用いられる圧電性磁器材
料には、ＰｂＴ ｔ０３−ＰｂＺｒ０３−Ｐｂ （Ｍｇ
１／３Ｎｂ２／３）０３系やＰｂＴｌ０３−ＰｂＺｒＯ
３Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏｓ系などの三元系の
ものがあった。
料には、ＰｂＴ ｔ０３−ＰｂＺｒ０３−Ｐｂ （Ｍｇ
１／３Ｎｂ２／３）０３系やＰｂＴｌ０３−ＰｂＺｒＯ
３Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏｓ系などの三元系の
ものがあった。
しかしながら、このような三元系の圧電性磁器材料は、
３００℃程度のキュリー点を有しているが、実際には、
第１図の圧電特性（径方向の電気機械結合係数〉と温度
との関係を示す特性図の点ＭＡから理解できるように、
キュリー点よりも１００℃以下低い温度から圧電特性が
劣化しはじめる。このために、従来の三元系の圧電性磁
器材料の使用上限温度を２００℃程度の限定しなければ
ならず、耐熱性が悪かった。この原因としては、第３戒
分として固溶させた Ｐ ｂ （Ｍ ｎ ！／３Ｎ ｂ ２／３） ＯｓｔＰ
ｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）０３ のキュリー点が低いこと、圧電性磁器材料が本質的に脱
分極を起こしやすいことなどが挙げられる。
３００℃程度のキュリー点を有しているが、実際には、
第１図の圧電特性（径方向の電気機械結合係数〉と温度
との関係を示す特性図の点ＭＡから理解できるように、
キュリー点よりも１００℃以下低い温度から圧電特性が
劣化しはじめる。このために、従来の三元系の圧電性磁
器材料の使用上限温度を２００℃程度の限定しなければ
ならず、耐熱性が悪かった。この原因としては、第３戒
分として固溶させた Ｐ ｂ （Ｍ ｎ ！／３Ｎ ｂ ２／３） ＯｓｔＰ
ｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）０３ のキュリー点が低いこと、圧電性磁器材料が本質的に脱
分極を起こしやすいことなどが挙げられる。
また一方では、近年、電子部品のチップ化が進んでおり
、小型で表面実装が可能なチップ型圧電素子が開発され
ている。このようなチップ型圧電素子は、半田付は時に
３００℃程度の高温にさらされるようになり、従来の三
元系の圧電性磁器材料では、耐熱性において信頼性の高
いチップ型圧型素子ｔ−得ることができず、耐熱性の高
い圧電性磁器材料の要求が高まっている。
、小型で表面実装が可能なチップ型圧電素子が開発され
ている。このようなチップ型圧電素子は、半田付は時に
３００℃程度の高温にさらされるようになり、従来の三
元系の圧電性磁器材料では、耐熱性において信頼性の高
いチップ型圧型素子ｔ−得ることができず、耐熱性の高
い圧電性磁器材料の要求が高まっている。
また、従来の三元系の圧電性磁器材料では、第２図の共
振周波数変化率と経過時間との関係を示す特性図の点＊
Ｃから理解できるように、共振周波数の変化率が０．５
％／Ｔｉｍｅ ｄｉｃａｄｅ程度になり、圧電素子に加
工した後で、圧電素子の共振周波数を初期の値から大き
く変動してしまった。
振周波数変化率と経過時間との関係を示す特性図の点＊
Ｃから理解できるように、共振周波数の変化率が０．５
％／Ｔｉｍｅ ｄｉｃａｄｅ程度になり、圧電素子に加
工した後で、圧電素子の共振周波数を初期の値から大き
く変動してしまった。
このような問題点を解決するために、
ＰｂＴ１０３ ＰｂＺｒ０３−
Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｎｂ１／２）０３系の三元系の圧電性
磁器材料が案出されている（特公昭４５−１０３１１号
公報参照）。
磁器材料が案出されている（特公昭４５−１０３１１号
公報参照）。
←従来技術の問題点）
上述した圧電性磁器材料は、耐熱性や共振周波数の経時
変化率については改良されるものの、焼成後の圧電素子
に寸法的に大きな反りやうねりが生じ、実際に使用する
ことは困難であった。
変化率については改良されるものの、焼成後の圧電素子
に寸法的に大きな反りやうねりが生じ、実際に使用する
ことは困難であった。
そこで本発明は、上述した問題点を解消しようとするも
のであり、耐熱性、共振周波数の経時変化率に優れ、し
かも圧電素子に生じる反りやうねりが小さい圧電性磁器
材料を提供することを目的とするものである。
のであり、耐熱性、共振周波数の経時変化率に優れ、し
かも圧電素子に生じる反りやうねりが小さい圧電性磁器
材料を提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明の圧電性磁器材料は、上述した目的を達成するた
めに次のような構成が採用される。
めに次のような構成が採用される。
すなわち、
一般式：
％式％
で表され、その組成比の範囲が、
０．９５ ≦ ＾ ≦ １，０５
０．２０ ≦ α ≦ ０．８０
（但し、α＝０．５を除く）
０．０１ ≦ Ｘ ≦ ０．２０
０ ≦ ｙ ５０．７０
０．２９ ≦ ２ ≦ ０．９９
（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）であることを特徴とする。
本発明の圧電性磁器材料が一般式：
％式％
で表わされ、その組成比の範囲を、
０．９５ ≦ Ａ ≦ １．０５
０．２０ ≦ α ≦ ０．８０
（但し、α＝０．５を除く）
０．０１ ≦ Ｘ ≦ ０．２０
０ ≦ ｙ ≦ ０．７０
０．２９ ≦ ２ ≦ ０５９９
に限定するのは、次のような理由からである。
１）Ａが０．９５未満あるいは１．０５を超えた場合に
は、製造時の焼結性が悪くなってしまう。
は、製造時の焼結性が悪くなってしまう。
２）αが０．２未満あるいは０．８を超えた場合には、
所望の高い電気機械結合係数が得られず、また、α＝０
．５の場合では焼成後の圧電素子に大きな反りやうねり
を生じさせてしまう。
所望の高い電気機械結合係数が得られず、また、α＝０
．５の場合では焼成後の圧電素子に大きな反りやうねり
を生じさせてしまう。
３）ｘが０．０１未満では、耐熱性を向上させることが
できず、また、Ｘが０．２０を超えると耐熱性が低下し
てしまう。
できず、また、Ｘが０．２０を超えると耐熱性が低下し
てしまう。
４）ｙが０．７０を超えると、所望の高い電気機械結合
係数が得られない。
係数が得られない。
５ ） ｚが０．２９未満では、所望の高い電気機械結
合係数が得られず、また２が０．９９を超えるとｘ＋ｙ
＋ｚ＝１のためＸは０．０１未満となり耐熱性を向上す
ることができない。
合係数が得られず、また２が０．９９を超えるとｘ＋ｙ
＋ｚ＝１のためＸは０．０１未満となり耐熱性を向上す
ることができない。
（実施例）
以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。
まず、出発原料としてＰｂＯ，ＴｌＯ２゜ＺｒＯ２＊
Ｙｂ２０３ｔ Ｎｂ２Ｏ５の各酸化物を所定の割合で、
第１表に示す一般式： ％式％） で表される組成になるように秤量しこれら酸化物をボー
ルミルにて湿式混合を行い、原料粉末を得た。
Ｙｂ２０３ｔ Ｎｂ２Ｏ５の各酸化物を所定の割合で、
第１表に示す一般式： ％式％） で表される組成になるように秤量しこれら酸化物をボー
ルミルにて湿式混合を行い、原料粉末を得た。
次に、この原料粉末を乾燥後、７００〜９００℃の温度
で２〜３時間、仮焼し、仮焼粉末を得た。
で２〜３時間、仮焼し、仮焼粉末を得た。
次に、この仮焼粉末にＰＶＡのような有機系バインダー
を加え、再びボールミルにて湿式混合を行なった後、整
粒し、成形圧力１ｔ／Ｃｍ２で加圧成形することによっ
て、円板状の成形体を得た。
を加え、再びボールミルにて湿式混合を行なった後、整
粒し、成形圧力１ｔ／Ｃｍ２で加圧成形することによっ
て、円板状の成形体を得た。
次に、この成形体を１０００〜１２５０℃の温度で２〜
８時間焼成し、直径２０ｍｍ、厚さ１ｍｍの圧電性磁器
を得た。
８時間焼成し、直径２０ｍｍ、厚さ１ｍｍの圧電性磁器
を得た。
次に、この圧電性磁器の両生表面に焼付けることによっ
て銀電極を形成した後、５０〜８０℃の絶縁油中におい
て、２〜３ＫＶ／ｍｍの電圧を印加して３０分間分極処
理を行い、圧電素子の試料を得た。
て銀電極を形成した後、５０〜８０℃の絶縁油中におい
て、２〜３ＫＶ／ｍｍの電圧を印加して３０分間分極処
理を行い、圧電素子の試料を得た。
この試料について、誘電率（εｒＬ径方向の電気機械結
合係数（Ｋｐｙ％）９機械的品質係数（Ｑｍ）、耐熱温
度（’Ｃ）および反り、うねり変形量（ｍ ｍ ）を測
定し、その結果を第２表に示した。
合係数（Ｋｐｙ％）９機械的品質係数（Ｑｍ）、耐熱温
度（’Ｃ）および反り、うねり変形量（ｍ ｍ ）を測
定し、その結果を第２表に示した。
なお、耐熱温度は、試料を３分間保持して、Ｋｐの値が
初期値に対して９０％以上の値を示す温度の中での最高
温度を示した。
初期値に対して９０％以上の値を示す温度の中での最高
温度を示した。
また、反り、うねり変形量は、第３図に示すように、圧
電素子１を板３の上におき、板８の上面から圧電素子１
の反り部２の上面までの距離（Ｔ）から圧電素子１の厚
み（１）を減した値で示した。
電素子１を板３の上におき、板８の上面から圧電素子１
の反り部２の上面までの距離（Ｔ）から圧電素子１の厚
み（１）を減した値で示した。
さらに、第１表中の「＊」印は、本発明の範囲外を示す
。
。
また、第１図および第２図には、従来の圧電性磁器材料
との圧電特性を比較するために、本発明の圧電性磁器材
料の実施例である試料（試料番号１３）ｔ−用いて、本
発明の圧電性磁器材料の径方向の電気機械結合係数を測
定し、その結果をそれぞれ実線Ｂおよび実線りとして示
している。
との圧電特性を比較するために、本発明の圧電性磁器材
料の実施例である試料（試料番号１３）ｔ−用いて、本
発明の圧電性磁器材料の径方向の電気機械結合係数を測
定し、その結果をそれぞれ実線Ｂおよび実線りとして示
している。
（以下、余白）
第１表
＊印は本発明の範囲外
星主炎
本印は本発明の範囲外
第１表および第２表から一般式：
ＰｂＡ（（ＹｂａＮｂｌ−ａ）ｘＴｌｙＺｒｚ ）０３
で表された、Ａ、α、ｘ、ｙ、ｚの組成比の範囲を、０
．９５ ≦ Ａ ≦ １．０５ ０．２０ ≦ α ≦ ０．８０ （但し、α＝０．５を除く） ０．０１ ≦ Ｘ ≦ ０．２０ ０ ≦ ｙ ：５０．７０ ０．２９ ≦ ２ ≦ ０．９９ としたことによって本発明が成り立つことが明らかであ
る。
で表された、Ａ、α、ｘ、ｙ、ｚの組成比の範囲を、０
．９５ ≦ Ａ ≦ １．０５ ０．２０ ≦ α ≦ ０．８０ （但し、α＝０．５を除く） ０．０１ ≦ Ｘ ≦ ０．２０ ０ ≦ ｙ ：５０．７０ ０．２９ ≦ ２ ≦ ０．９９ としたことによって本発明が成り立つことが明らかであ
る。
まず、Ａについては試料番号１〜５に注目すれば明らか
なように、本発明の試料（試料番号２〜４）は本発明の
範囲外の試料（試料番号１，５）に比べて、誘電率、電
気機械結合係数２機械的品質係数、耐熱温度に優れてい
る。
なように、本発明の試料（試料番号２〜４）は本発明の
範囲外の試料（試料番号１，５）に比べて、誘電率、電
気機械結合係数２機械的品質係数、耐熱温度に優れてい
る。
αについては、試料番号６〜１０に注目すれば明らかな
ように、本発明の試Ｎ（試料番号７，９）は、本発明の
範囲外の試料（試料番号６．１０）に比べて、誘電率、
電気機械結合係数２機械的品質係数、耐熱温度に優れて
おり、また、α＝０゜５の試料（試料番号８）と比べる
と、反り、うねり変形量を約９０％小さくできるように
なる。
ように、本発明の試Ｎ（試料番号７，９）は、本発明の
範囲外の試料（試料番号６．１０）に比べて、誘電率、
電気機械結合係数２機械的品質係数、耐熱温度に優れて
おり、また、α＝０゜５の試料（試料番号８）と比べる
と、反り、うねり変形量を約９０％小さくできるように
なる。
Ｘについては、試料番号１１〜１４に注目すれば明らか
なように、本発明の試料（試料番号１２゜１３）は本発
明の範囲外の試料（試料番号１１゜１４）に比べて、耐
熱性が向上することがわかる。
なように、本発明の試料（試料番号１２゜１３）は本発
明の範囲外の試料（試料番号１１゜１４）に比べて、耐
熱性が向上することがわかる。
’Ｗｓ Ｚについては、試料番号１５〜１９に注目す
れば明らかなように、本発明の試料（試料番号１５〜１
７）は、本発明の範囲外の試′！４（試料番号１８．１
９）に比べて、高い電気機械結合係数を得ることができ
る。
れば明らかなように、本発明の試料（試料番号１５〜１
７）は、本発明の範囲外の試′！４（試料番号１８．１
９）に比べて、高い電気機械結合係数を得ることができ
る。
また、第１図から明らかなように、本発明の圧電性磁器
材料は径方向の電気機械結合係数が８００℃になっても
大きく劣化することがなく、従来のものと比べて、耐熱
性が向上している。
材料は径方向の電気機械結合係数が８００℃になっても
大きく劣化することがなく、従来のものと比べて、耐熱
性が向上している。
さらに、第２図から明らかなように、本発明の圧電性磁
器材料は、共振周波数の変化率が０６１／Ｔ１ｍｅ ｄ
ｅｃａｄｅ程度になり、従来のものに比べて共振周波数
の経時変化が非常に小さくなっている。
器材料は、共振周波数の変化率が０６１／Ｔ１ｍｅ ｄ
ｅｃａｄｅ程度になり、従来のものに比べて共振周波数
の経時変化が非常に小さくなっている。
また、本発明の圧電性磁器材料によれば、焼成後の圧電
素子の反り、うねりの変化量を従来のものに比べて、約
９０％減少させることができる。
素子の反り、うねりの変化量を従来のものに比べて、約
９０％減少させることができる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明は圧電性磁器材料によれば
、高い耐熱性を得ることができ、しかも共振周波数の経
時変化を小さくすることができる。
、高い耐熱性を得ることができ、しかも共振周波数の経
時変化を小さくすることができる。
第１図は圧電性磁器材料の圧電特性←径方向の電気機械
結合係数）と温度との関係を示す特性図、第２図は圧電
性磁器材料の共振周波数変化率と経過時間との関係を示
す特性図、第３図は圧電素子の反り、うねり変形量を説
明するための一部側面図である。 １・・・圧電素子、２・・・反り部、３・・・板。
結合係数）と温度との関係を示す特性図、第２図は圧電
性磁器材料の共振周波数変化率と経過時間との関係を示
す特性図、第３図は圧電素子の反り、うねり変形量を説
明するための一部側面図である。 １・・・圧電素子、２・・・反り部、３・・・板。
Claims (1)
- （１）一般式： Ｐｂ＿Ａ｛（ＹｂαＮｂ＿１−α）ｘＴｉｙＺｒｚ｝Ｏ
＿３で表され、その組成比の範囲が、 ０．９５≦ ＿Ａ≦１．０５ ０．２０≦α≦０．８０ （但し、α＝０．５を除く） ０．０１≦ｘ≦０．２０ ０≦ｙ≦０．７０ ０．２９≦ｚ≦０．９９ （但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）であることを特徴とする圧電
性磁器材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172529A JPH0336773A (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 圧電性磁器材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172529A JPH0336773A (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 圧電性磁器材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0336773A true JPH0336773A (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=15943610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1172529A Pending JPH0336773A (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 圧電性磁器材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0336773A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0663700A1 (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-19 | TDK Corporation | Piezoelectric ceramic composition |
-
1989
- 1989-07-04 JP JP1172529A patent/JPH0336773A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0663700A1 (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-19 | TDK Corporation | Piezoelectric ceramic composition |
| US5527481A (en) * | 1993-12-27 | 1996-06-18 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramic composition |
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