JPH0376280A - 圧電磁器組成物およびその製造方法 - Google Patents
圧電磁器組成物およびその製造方法Info
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- JPH0376280A JPH0376280A JP1213238A JP21323889A JPH0376280A JP H0376280 A JPH0376280 A JP H0376280A JP 1213238 A JP1213238 A JP 1213238A JP 21323889 A JP21323889 A JP 21323889A JP H0376280 A JPH0376280 A JP H0376280A
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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、サーフェイスマウンテ
ィングにおけるフローまたはりフローハンダ付け、若し
くは自動車の７ツキングセンサー等のように高温にさら
される圧電素子、あるいは高周波フィルタや発振子など
の材料として有用な低誘電率圧電磁器組成物に関する。
ィングにおけるフローまたはりフローハンダ付け、若し
くは自動車の７ツキングセンサー等のように高温にさら
される圧電素子、あるいは高周波フィルタや発振子など
の材料として有用な低誘電率圧電磁器組成物に関する。
（従来の技術）
一般に、ノッキングセンサーや高周波フィルタあるいは
発振子の材料としては、ｐｂの一部をＬａやＣａ等で置
換したチタン酸鉛系磁器組成物が採用され、一部ではＰ
ｂＴｉ０−に微量添加物を含有させた磁器組成物も提案
されている。
発振子の材料としては、ｐｂの一部をＬａやＣａ等で置
換したチタン酸鉛系磁器組成物が採用され、一部ではＰ
ｂＴｉ０−に微量添加物を含有させた磁器組成物も提案
されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、この種のチタン酸鉛系磁器は安定に焼結
させるためｐｂのかなりの量をＬａやＣａ等で置換する
と、キュリー点の低下を招き使用可能な温度が低くなる
だけでなく、誘電率の増大を招き、誘電率が低いことを
要求される高周波用途に適用することができなくなると
いう問題があった。他方、キュリー点の低下や誘電率の
増大を抑制するためＬａ等の含有量を少なくすると、最
適焼成温度の範囲が狭くなり十分に焼結させるための焼
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、微量添加物を含有させた磁器は、焼結が困難で
あり、しかも焼結させることができても、焼成後、放置
しておくと自然崩壊することもあった。
させるためｐｂのかなりの量をＬａやＣａ等で置換する
と、キュリー点の低下を招き使用可能な温度が低くなる
だけでなく、誘電率の増大を招き、誘電率が低いことを
要求される高周波用途に適用することができなくなると
いう問題があった。他方、キュリー点の低下や誘電率の
増大を抑制するためＬａ等の含有量を少なくすると、最
適焼成温度の範囲が狭くなり十分に焼結させるための焼
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、微量添加物を含有させた磁器は、焼結が困難で
あり、しかも焼結させることができても、焼成後、放置
しておくと自然崩壊することもあった。
従って、本発明はキュリー点が高く、低誘電率で良好な
焼結性を示す圧電磁器組成物を得ることを目的とするも
のである。
焼結性を示す圧電磁器組成物を得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、チタ
ン酸鉛にＢ１Ｆｅ０．を固溶させ、かつ、ＭｎＯを所定
量含有させるようにしたものである。
ン酸鉛にＢ１Ｆｅ０．を固溶させ、かつ、ＭｎＯを所定
量含有させるようにしたものである。
即ち、本発明の要旨は、一般式：
％式％
（但し、Ａ Ｂ Ｏｓは少なくともＰｂおよびＴｉを含
むペロブスカイト型化合物、ｎはＭｎＯのモル百分ペロ
ブスカイト型化合物、ｎはそれぞれ、０．０１＜ｘ＜Ｑ
、４．０．１＜ｎ＜５を満足する。）で示される圧電磁
器組成物にある。
むペロブスカイト型化合物、ｎはＭｎＯのモル百分ペロ
ブスカイト型化合物、ｎはそれぞれ、０．０１＜ｘ＜Ｑ
、４．０．１＜ｎ＜５を満足する。）で示される圧電磁
器組成物にある。
一般式：ＡＢＯｓで表される少なくともＰｂおよびＴｉ
を含むペロブスカイト型化合物としては、ＰｂＴｉＯｓ
のｐｂおよび／またはＴｉの一部を希土類元素もしくは
アルカリ土類金属、またはＺｒ等の４価の金属元素で置
換した一般式： ％式％） （但し、Ｍ ｅ ’は希土類元素もしくはアルカリ土類
金属、Ｍｅｔは４価の金属元素をそれぞれ表し、αく０
，５、β〈０．５を満足する。）で示される化合物、例
えば、（Ｐ ｂｌ−ｓｔｔａＬａａ）Ｔ ｔ０３などが
挙げられる。
を含むペロブスカイト型化合物としては、ＰｂＴｉＯｓ
のｐｂおよび／またはＴｉの一部を希土類元素もしくは
アルカリ土類金属、またはＺｒ等の４価の金属元素で置
換した一般式： ％式％） （但し、Ｍ ｅ ’は希土類元素もしくはアルカリ土類
金属、Ｍｅｔは４価の金属元素をそれぞれ表し、αく０
，５、β〈０．５を満足する。）で示される化合物、例
えば、（Ｐ ｂｌ−ｓｔｔａＬａａ）Ｔ ｔ０３などが
挙げられる。
前記圧電磁器組成物は、従来公知の任意方法により製造
できるが、ＡＢＯ，で示されるペロブスカイト型化合物
の構成元素の原料以外の原料粉末のうち、少なくともＢ
ｉおよびＦｅの原料粉末の一部を予め反応させ、その反
応粉末を残余の原料粉末と混合した後、焼結させる方法
により製造するのが好適である。
できるが、ＡＢＯ，で示されるペロブスカイト型化合物
の構成元素の原料以外の原料粉末のうち、少なくともＢ
ｉおよびＦｅの原料粉末の一部を予め反応させ、その反
応粉末を残余の原料粉末と混合した後、焼結させる方法
により製造するのが好適である。
（作用）
ＢｉＦｅＯｓはキュリー点が約８５０℃であるため、こ
れをチタン酸鉛に固溶させることによってキュリー点の
上昇をもたらし、またＭｎＯの添加により誘電率の増大
が制御される。特に、ＢｉＦｅＯ３の効果は、予めＢｉ
ＦｅＯ３を生成させておき、これを残余の原料と配合し
、焼結させた場合に著しい。
れをチタン酸鉛に固溶させることによってキュリー点の
上昇をもたらし、またＭｎＯの添加により誘電率の増大
が制御される。特に、ＢｉＦｅＯ３の効果は、予めＢｉ
ＦｅＯ３を生成させておき、これを残余の原料と配合し
、焼結させた場合に著しい。
本発明に係る圧電磁器組成物の組成範囲を前記のように
限定したのは、次の理由による。
限定したのは、次の理由による。
即ち、Ｂ１ＦｅＯｓのモル分率が０．０１未満では、そ
の効果が十分に期待できず、０．４を越えると絶縁破壊
電圧の低下が著しく、分極処理ができなくなり、圧電特
性が得られないからである。
の効果が十分に期待できず、０．４を越えると絶縁破壊
電圧の低下が著しく、分極処理ができなくなり、圧電特
性が得られないからである。
また、ＭｎＯを添加すると焼結性が良くなり、誘電率の
増大が抑制されるが、添加量が０．１モル％未満ではそ
の効果が十分に期待できず、５モル％を越えると絶縁破
壊電圧の低下が著しくなり、分極が不十分となって圧電
特性が低下する。
増大が抑制されるが、添加量が０．１モル％未満ではそ
の効果が十分に期待できず、５モル％を越えると絶縁破
壊電圧の低下が著しくなり、分極が不十分となって圧電
特性が低下する。
（実施例）
原料としてＰｂａＯ＋、Ｔ １０ ｔｓ Ｂ １ ｔ
Ｏｓ、Ｆｅ、Ｏ，、ＭｎＣＯ３、ＬａｔＯ−を用い、こ
れらの粉末を組成がそれぞれＰｂｏ、ｅａＬａｏ、ｏ＊
ＴｉＯｓ＋４モル％Ｍｎ０１Ｐｂｏ、ｓ＋Ｌａｏ、ｏｓ
Ｔｌｏｓ ＋ ４モル％ＭｎＯ，およびＢ１ＦｅＯｓ＋
４モル％ＭｎＯとなるように秤量し、これらの３種類の
原料粉末混合物をボールミルで湿式混合した後、７００
〜９００’Ｃの温度で仮焼した。得られた３種類の仮焼
粉末を第１表に試料１．２で示す組成となるように秤量
し、その混合粉末をバインダと共に粉砕した後、円板状
に成形し、１１８０−１２１０’Ｃで２時間焼成して、
直径１４ ｎｏｎ、厚さ１ｍｍの磁器円板を得た。
Ｏｓ、Ｆｅ、Ｏ，、ＭｎＣＯ３、ＬａｔＯ−を用い、こ
れらの粉末を組成がそれぞれＰｂｏ、ｅａＬａｏ、ｏ＊
ＴｉＯｓ＋４モル％Ｍｎ０１Ｐｂｏ、ｓ＋Ｌａｏ、ｏｓ
Ｔｌｏｓ ＋ ４モル％ＭｎＯ，およびＢ１ＦｅＯｓ＋
４モル％ＭｎＯとなるように秤量し、これらの３種類の
原料粉末混合物をボールミルで湿式混合した後、７００
〜９００’Ｃの温度で仮焼した。得られた３種類の仮焼
粉末を第１表に試料１．２で示す組成となるように秤量
し、その混合粉末をバインダと共に粉砕した後、円板状
に成形し、１１８０−１２１０’Ｃで２時間焼成して、
直径１４ ｎｏｎ、厚さ１ｍｍの磁器円板を得た。
この磁器円板の両面に銀電極を焼き付け、次いでシリコ
ンオイル中１５０〜２００℃の温度で３〜７ＫＶ／ｍｉ
＋の直流電圧を印加して分極して圧電素子の試料１．２
を得た。
ンオイル中１５０〜２００℃の温度で３〜７ＫＶ／ｍｉ
＋の直流電圧を印加して分極して圧電素子の試料１．２
を得た。
また、これとは別に、前記原料を第１表に試料３．４に
示す組成となるように秤量、混合し、そノ原料混合粉末
をボールミルで湿式混合した後、７００〜９００°Ｃの
温度で仮焼し、その仮焼粉末をバインダと共に粉砕した
後、円板状に底形し、１１８０〜１２１０°Ｃで２時間
焼成して、直径１４ｍｍ、厚さ１ｍｌ１１の磁器円板を
得、その両面に銀電極を焼き付けた後、前記条件下で分
極処理して圧電素子の試料３，４を得た。
示す組成となるように秤量、混合し、そノ原料混合粉末
をボールミルで湿式混合した後、７００〜９００°Ｃの
温度で仮焼し、その仮焼粉末をバインダと共に粉砕した
後、円板状に底形し、１１８０〜１２１０°Ｃで２時間
焼成して、直径１４ｍｍ、厚さ１ｍｌ１１の磁器円板を
得、その両面に銀電極を焼き付けた後、前記条件下で分
極処理して圧電素子の試料３，４を得た。
各試料について、比誘電率（ε、３／ε。）、電気機械
結合係数（ｋｔ）、機械的品質係数（Ｑｍ）およびキュ
リー点（Ｔｃ）を測定した。それらの結果を第１表に示
す。
結合係数（ｋｔ）、機械的品質係数（Ｑｍ）およびキュ
リー点（Ｔｃ）を測定した。それらの結果を第１表に示
す。
（以 下 余 白）
第１表に示す結果から明らかなように、本発明に係る圧
電素子は、キュリー点が最高で約４５０°Ｃと従来のも
のの３００℃に比べて著しく高＜、また、比誘１ｉ率も
最高でも２００と比較的低い値を示す。特に、予めＢ
ｉ Ｆ ｅｏ ３を生成させ、その仮焼粉末を残余の粉
末と混合して得た試料１，２は、従来法による試料３，
４よりも高いキュリー点を示し、また、比誘電率も小さ
くなっている。
電素子は、キュリー点が最高で約４５０°Ｃと従来のも
のの３００℃に比べて著しく高＜、また、比誘１ｉ率も
最高でも２００と比較的低い値を示す。特に、予めＢ
ｉ Ｆ ｅｏ ３を生成させ、その仮焼粉末を残余の粉
末と混合して得た試料１，２は、従来法による試料３，
４よりも高いキュリー点を示し、また、比誘電率も小さ
くなっている。
（発明の効果）
本発明によれば、半ユリー点が高く、安定な焼結性を有
する高温に耐えうる圧電磁器組成物が得られ、従って、
自動車のノッキングセンサー等、高温雰囲気でも使用可
能な圧電素子を得ることができる。また、本発明に係る
圧電磁器組成物は、比誘電率が低く電気機械゛結合係数
が高いので、損失が少なく高効率の高周波用フィルタや
振動子をも得ることができる。
する高温に耐えうる圧電磁器組成物が得られ、従って、
自動車のノッキングセンサー等、高温雰囲気でも使用可
能な圧電素子を得ることができる。また、本発明に係る
圧電磁器組成物は、比誘電率が低く電気機械゛結合係数
が高いので、損失が少なく高効率の高周波用フィルタや
振動子をも得ることができる。
Claims (2)
- （１）一般式： ｘＢｉＦｅＯ＿３＋（１−ｘ）ＡＢＯ＿３＋ｎＭｎＯ（
但し、ＡＢＯ＿３は少なくともＰｂおよびＴｉを含むペ
ロブスカイト型化合物、ｎはＭｎＯのモル百分率を表し
、ｘおよびｎはそれぞれ、０．０１＜ｘ≦０．４、０．
１≦ｎ≦５を満足する。）で示される圧電磁器組成物。 - （２）一般式： ｘＢｉＦｅＯ＿３＋（１−ｘ）ＡＢＯ＿３＋ｎＭｎＯ（
但し、ＡＢＯ＿３は少なくともＰｂおよびＴｉを含むペ
ロブスカイト型化合物、ｎはＭｎＯのモル百分率を表し
、ｘおよびｎはそれぞれ、０．０１＜ｘ＜０．４、０．
１＜ｎ＜５を満足する。）で示される圧電磁器組成物を
製造するに当たり、一般式ＡＢＯ＿２で示されるペロブ
スカイト型化合物の構成元素の原料以外の原料粉末のう
ち、少なくともＢｉおよびＦｅの原料粉末の一部を予め
反応させ、その反応粉末を残余の原料粉末と混合した後
、焼結させることを特徴とする圧電磁器組成物の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213238A JPH0376280A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 圧電磁器組成物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213238A JPH0376280A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 圧電磁器組成物およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0376280A true JPH0376280A (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=16635810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1213238A Pending JPH0376280A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 圧電磁器組成物およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0376280A (ja) |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP1213238A patent/JPH0376280A/ja active Pending
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