JPH0338892A - 圧電性磁器組成物 - Google Patents
圧電性磁器組成物Info
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- JPH0338892A JPH0338892A JP1175256A JP17525689A JPH0338892A JP H0338892 A JPH0338892 A JP H0338892A JP 1175256 A JP1175256 A JP 1175256A JP 17525689 A JP17525689 A JP 17525689A JP H0338892 A JPH0338892 A JP H0338892A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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）
本発明は圧電磁器組成物、特に、自動車のノッキングセ
ンサーなどのように高温下で使用される圧電素子並びに
高周波用のフィルターおよび発振素子の材料として有用
な、ｍｌ熱性および焼結性に優れた低誘電率圧電磁器組
成物に関する。
ンサーなどのように高温下で使用される圧電素子並びに
高周波用のフィルターおよび発振素子の材料として有用
な、ｍｌ熱性および焼結性に優れた低誘電率圧電磁器組
成物に関する。
（従来の技術）
従来、自動車のノッキングセンサーなどのように高温で
使用される圧電素子の材料、あるいは高周波用のフィル
ターや発振子の材料としては、チタン酸鉛系圧電磁器組
成物が採用されている。この圧電磁器組成物は、通常、
焼結性を向上させるため、ｐｂの一部をＬａやＣａなど
で置換することが行われている。
使用される圧電素子の材料、あるいは高周波用のフィル
ターや発振子の材料としては、チタン酸鉛系圧電磁器組
成物が採用されている。この圧電磁器組成物は、通常、
焼結性を向上させるため、ｐｂの一部をＬａやＣａなど
で置換することが行われている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、チタン酸鉛のｐｂの一部をＬａ等で置換
するとキュリー点の低下を招き、使用限界温度が低下す
るという問題があった。しかも、Ｐｂの一部をＬａやＣ
ａで多量に置換すると、誘電率の増大を招くため、低い
誘電率であることが要求される高周波素子用材料として
適したものを得ることは困難であった。
するとキュリー点の低下を招き、使用限界温度が低下す
るという問題があった。しかも、Ｐｂの一部をＬａやＣ
ａで多量に置換すると、誘電率の増大を招くため、低い
誘電率であることが要求される高周波素子用材料として
適したものを得ることは困難であった。
これを防止するためＰｂの置換量を少なくすると、十分
焼結させるための最適焼成温度範囲が狭くなり、焼成コ
ントロールが非常に困難となるという問題があった。ま
た、チタン酸鉛に微量添加物を含有させた磁器も提案さ
れているが、焼結が困難で、しかも、焼成後に放置して
おくと、自然崩壊することかあった。
焼結させるための最適焼成温度範囲が狭くなり、焼成コ
ントロールが非常に困難となるという問題があった。ま
た、チタン酸鉛に微量添加物を含有させた磁器も提案さ
れているが、焼結が困難で、しかも、焼成後に放置して
おくと、自然崩壊することかあった。
他方、ＰｂＴｉＯ３にＢ１Ｆｅ０＋を複合させてキュリ
ー点を向上させた強誘電体磁器組成物が提案されてはい
るか、絶縁抵抗か低く圧電性を付与する分極処理ができ
ないため実用に供することは不ｒｉＪ能であった。
ー点を向上させた強誘電体磁器組成物が提案されてはい
るか、絶縁抵抗か低く圧電性を付与する分極処理ができ
ないため実用に供することは不ｒｉＪ能であった。
従って、本発明は、焼結性に優れキュリー点か高く、か
つ、低誘電率の圧電磁器組成物を提供することを目的と
するものである。
つ、低誘電率の圧電磁器組成物を提供することを目的と
するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は、前記課題を解決するための手段として、一般
式 ％式％（０３ （但し、Δは２価の金属元素、０．８≦ａ≦１２．０．
８≦ｂ≦１．２．０＜ｘ≦０．４．０＜ｙ＜０．２．０
＜ｚ≦５である。）で表される組成を有する圧電磁器組
成物を提供するものである。
式 ％式％（０３ （但し、Δは２価の金属元素、０．８≦ａ≦１２．０．
８≦ｂ≦１．２．０＜ｘ≦０．４．０＜ｙ＜０．２．０
＜ｚ≦５である。）で表される組成を有する圧電磁器組
成物を提供するものである。
前記一般式で示される圧電磁器組成物における２価の金
属元素としては、具体的には、Ｃａ、５ｒｆ３ ａなど
か挙げられるか、これらに限定されるものではない。
属元素としては、具体的には、Ｃａ、５ｒｆ３ ａなど
か挙げられるか、これらに限定されるものではない。
（作用）
本発明においては、ＰｂＴｉＯ３とｆ３：Ｆｅｏｓとを
所定の組成比で配合し、これにＭｎを添加することによ
って、焼結性および絶縁抵抗を向」ニさせると同時に、
ＰｂＴｉＯ３に含有させたＢｉＦｅＯ３はキュリー点を
高める作用をする。また、必要に応じてＰ ｂの一部を
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａて置換することにより破壊電圧を低下
させることなく分極処理を行うことを可能にする。
所定の組成比で配合し、これにＭｎを添加することによ
って、焼結性および絶縁抵抗を向」ニさせると同時に、
ＰｂＴｉＯ３に含有させたＢｉＦｅＯ３はキュリー点を
高める作用をする。また、必要に応じてＰ ｂの一部を
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａて置換することにより破壊電圧を低下
させることなく分極処理を行うことを可能にする。
本発明において、各成分のＩＩＩ ５３Ｅ比を１ｒＩ記
のように限定した理由は次の通りである。
のように限定した理由は次の通りである。
一般式において、Ｐ ｂａＴ ｉ ０３に於けるＰ ｂ
のモル分率、ａか０８未満および１．２を越えると焼結
性が悪くなる。なお、ａか０８〜）の範囲ては焼戊輻度
を高くすると、Ｔ ｉか析出することがあるので、］
２００〜１３００’Ｃの温度範囲て焼成するのか望まし
い。また、ｐｂの一部をＣａＳｒ、Ｂａなどの２価の金
属元素て置換した場合、その置換元素のモル分率、ｙｌ
が０２を超えると、キュリー温度か著しく低下すると共
に、破壊電圧か著しく小さくなって分極させることかで
きなくなり、また、比誘電率が小さくならず、電気機械
結合係数を大きくできないので０２未満とした。
のモル分率、ａか０８未満および１．２を越えると焼結
性が悪くなる。なお、ａか０８〜）の範囲ては焼戊輻度
を高くすると、Ｔ ｉか析出することがあるので、］
２００〜１３００’Ｃの温度範囲て焼成するのか望まし
い。また、ｐｂの一部をＣａＳｒ、Ｂａなどの２価の金
属元素て置換した場合、その置換元素のモル分率、ｙｌ
が０２を超えると、キュリー温度か著しく低下すると共
に、破壊電圧か著しく小さくなって分極させることかで
きなくなり、また、比誘電率が小さくならず、電気機械
結合係数を大きくできないので０２未満とした。
Ｂ ｉ 、Ｏ，及びＦｅ、０３はキュリー点を向上させ
るために添加されるか、Ｂ１４、Ｆｅｄ３のモル分率が
０．４を超えると、破壊電圧が著しく低下し、電気機械
結合係数も低下するので前記範囲とした。
るために添加されるか、Ｂ１４、Ｆｅｄ３のモル分率が
０．４を超えると、破壊電圧が著しく低下し、電気機械
結合係数も低下するので前記範囲とした。
また、ｂが０．８未満および１２を越えるとキュリー点
４−、昇の効果かはとんと得られなくなる。
４−、昇の効果かはとんと得られなくなる。
Ｍｎは主として焼結性および絶縁抵抗を向上させるため
に添加されるか、その含有量、Ｚ、が５Ｗ（％を超える
と、破壊電圧か低下し、良好な圧電特性か得られなくな
るので前記範囲とした。
に添加されるか、その含有量、Ｚ、が５Ｗ（％を超える
と、破壊電圧か低下し、良好な圧電特性か得られなくな
るので前記範囲とした。
（実施例）
出発原料としてｐｂ、ｏ４、ＴｉＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｆ
ｅ２Ｏ３、Ｍ ｎ ＣＯ３，Ｃａ ＣＯ３、ＢａＣＯ３
、ＳｒＣＯ３を用い、これらの原料粉末を、第１表に示
す組成を有する磁器が得られるように秤量した。得られ
た原料粉末の混合物を湿式混合した後、７００〜９００
’Ｃで２時ｍＪ仮焼し、粉砕して仮焼粉末を得た。この
仮焼粉末にバインダーを加えて湿式混合し、乾燥、造粒
した後、２０００ｋｇ／ｃｍ’の圧力て円板状に成形し
、１０５０〜１２５０’Ｃて焼成し、直径１４ｍｍ、厚
さ１ｍｍ（７）磁器円板を得た。
ｅ２Ｏ３、Ｍ ｎ ＣＯ３，Ｃａ ＣＯ３、ＢａＣＯ３
、ＳｒＣＯ３を用い、これらの原料粉末を、第１表に示
す組成を有する磁器が得られるように秤量した。得られ
た原料粉末の混合物を湿式混合した後、７００〜９００
’Ｃで２時ｍＪ仮焼し、粉砕して仮焼粉末を得た。この
仮焼粉末にバインダーを加えて湿式混合し、乾燥、造粒
した後、２０００ｋｇ／ｃｍ’の圧力て円板状に成形し
、１０５０〜１２５０’Ｃて焼成し、直径１４ｍｍ、厚
さ１ｍｍ（７）磁器円板を得た。
各円板の両面に銀ペーストを塗布し、８００°Ｃて２時
間焼き付けて銀電極を形成した後、シリコンオイル中、
１５０〜２００°Ｃで３〜７ｋｖ／ｍｍの直流電圧を印
加して分極し試料を得た。
間焼き付けて銀電極を形成した後、シリコンオイル中、
１５０〜２００°Ｃで３〜７ｋｖ／ｍｍの直流電圧を印
加して分極し試料を得た。
各試料について、比誘電率（ε）、電気機械結合係数（
ｋｔ）、機械的品質係数（Ｑｍ）、破壊電圧およびキュ
リー点を測定した。それらの結果を第１表に示す。第１
表中、＊は本発明の範囲外の組成を有する試料を示し、
それ以外のものは本発明の範囲内のものである。
ｋｔ）、機械的品質係数（Ｑｍ）、破壊電圧およびキュ
リー点を測定した。それらの結果を第１表に示す。第１
表中、＊は本発明の範囲外の組成を有する試料を示し、
それ以外のものは本発明の範囲内のものである。
（以 下 余 白）
第１表
０１
０．１
０．１
１
１
０．４
０．４
０．４
５
０．１５
１５
０．１５
０．１５
０．１５
４
４
５
０．１
４１
０３
０４
０．２
０．１８
０．０４
０４
０．０４
１５
０．０５
０４
０．０４
０．２
０．１５
０．０４
０．０５
２
０．０４
０．０４
０．０５
０
５
０
０
６．０
１、Ｏ
０
１，０
１，０
１，５
０
１，０
５
６，０
０
０
５
０
０
１，０
０
１，０
１，０
０
１，０
０
１，０
０
１，０
０
０
＋、０
＋、０
１．０
＋、０
０
１．０
０
０
０
０
１．０
０
０
１．０
０
０
０
０
１．０
０
＋、０
０
０
０
０
０
第１表（つつき）
１
０．３５
０．３５
０゜３５
５
１
０．１
０．１
０．１
０．１
０４
０．０３
０．０５
０．１８
０３
０．０４
０．０４
０．０４
０．０４
０．０４
０
５
４．０
１．０
５
１
１
１
１
１
１．０
１．０
１．０
＋、０
１．０
０．９
９
０
１．０
＋、１
１．０
１．０
０
０
０
０．９
１．０
０．８５
１．１５
１
ε１３／ε。
４１
３４
８０
５３
焼結せず
３４
２６
６１
５０
４８
４０
４、 ＯＯ
８１
焼結せず
３１
１０
３９
４５
３９
９５
００
６０
６０
２０
２０
７０
６０
００
００
９０
１０
００
００
８０
５０
１０
００
９０
破壊電圧
（ｋｖ／ｍｍ）
０
６
４．９
１
５．２
４．０
０
１３．７
８．０
５
８
４．１
４．８
３
４．０
０
５．５
２
Ｔｃ
（°Ｃ）
９６
０１
５０
６２
３２
３６
６１
４１
９２
９８
４３
５０
３５
６１
４０
９０
９３
３３
ε３３／ε。
３８
３３
２２
３７
３６
３０
５２
４１
３０
４０
０ｍ
３０
２０
９０
５０
８０
＋８０
００
３０
００
８０
破壊電圧 Ｔｃ
（ｋｖ／ｍｍ） （’Ｃ）
５．８ ５２９
６５３４
４、Ｉ ：３４９
４．０ ５３５
７．９ ４８０
７．０ ４８８
８、＋ ４８５
７．８ ４９８
６．８ ５０１
７．５ ４８８
第１表の結果から、ＰｂＴｉＯ２にＢｉＦｅＯ３を所定
量固溶させた２成分系絹戊物にＭｎを添加することによ
り絶縁抵抗を大きくして分極処理が可能となると同時に
、焼結性を向」ニさせることがてき、キュリー点および
電気機械結合係数が高く、誘電率の低い圧電磁器が得ら
れることが判る。また、分極処理を容易にするため、Ｌ
ａ、Ｃａ、Ｂａなどの２価の元素でＰｂの一部を置換し
ても破壊電圧を低下させることかないことが判る。
量固溶させた２成分系絹戊物にＭｎを添加することによ
り絶縁抵抗を大きくして分極処理が可能となると同時に
、焼結性を向」ニさせることがてき、キュリー点および
電気機械結合係数が高く、誘電率の低い圧電磁器が得ら
れることが判る。また、分極処理を容易にするため、Ｌ
ａ、Ｃａ、Ｂａなどの２価の元素でＰｂの一部を置換し
ても破壊電圧を低下させることかないことが判る。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明に係る圧電磁器絹戊物は、
高いキュリー点と安定した焼結性を有するため、自動車
の７ツキングセンサーなどのように高温の環境下で使用
しても特性劣化の少ない圧電素子が得られる。
高いキュリー点と安定した焼結性を有するため、自動車
の７ツキングセンサーなどのように高温の環境下で使用
しても特性劣化の少ない圧電素子が得られる。
また、誘電率が低く、電気機械結合係数が大きいので高
周波フィルタや発振子としても使用できるなど、優れた
効果が得られる。
周波フィルタや発振子としても使用できるなど、優れた
効果が得られる。
特 許 出 願 人 株式会社村田製作所代 理 人
弁理士 青山 葆 はか１名１
弁理士 青山 葆 はか１名１
Claims (1)
- （１）一般式： （１−Ｘ）［（Ｐｂ＿ａ＿−＿ｙＡ＿ｙ）ＴｉＯ＿３］
＋ｘＢｉ＿ｂＦｅＯ＿３＋ｚｍｏｌ％Ｍｎ （但し、Ａは２価の金属元素、０．８≦ａ≦１．２、０
．８≦ｂ≦１．２、０＜ｘ≦０．４、０＜ｙ＜０．２、
０＜ｚ≦５である。）で表される組成を有する圧電磁器
組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1175256A JPH0338892A (ja) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | 圧電性磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1175256A JPH0338892A (ja) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | 圧電性磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0338892A true JPH0338892A (ja) | 1991-02-19 |
Family
ID=15992985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1175256A Pending JPH0338892A (ja) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | 圧電性磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0338892A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5376610A (en) * | 1992-04-15 | 1994-12-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | Catalyst for exhaust gas purification and method for exhaust gas purification |
| CN102044628A (zh) * | 2008-04-01 | 2011-05-04 | 精工爱普生株式会社 | 压电材料及压电元件 |
-
1989
- 1989-07-06 JP JP1175256A patent/JPH0338892A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5376610A (en) * | 1992-04-15 | 1994-12-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | Catalyst for exhaust gas purification and method for exhaust gas purification |
| CN102044628A (zh) * | 2008-04-01 | 2011-05-04 | 精工爱普生株式会社 | 压电材料及压电元件 |
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