JPH05139829A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JPH05139829A JPH05139829A JP4121401A JP12140192A JPH05139829A JP H05139829 A JPH05139829 A JP H05139829A JP 4121401 A JP4121401 A JP 4121401A JP 12140192 A JP12140192 A JP 12140192A JP H05139829 A JPH05139829 A JP H05139829A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 キュリー温度が高く、かつキュリー温度付近
に至るまでの電気機械結合係数の低下率及び、機械的品
質係数Ｑｍが小さく、耐熱性に優れ、かつ、機械的強度
が大きい圧電磁器組成物を得る。 【構成】 チタン酸ジルコン酸鉛の、Ｐｂ原子の０．１
〜８モル％をＢａ，Ｓｒ及びＣａの少なくとも１種で置
換し、これにＳｂ，Ｎｂ及びＴａの少なくとも１種をそ
れぞれＳｂ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5に換算して０．５
〜１．９重量％添加し、かつ、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎの少な
くとも１種をそれぞれＣｒ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｍｎ０2に
換算して０．１〜０．８重量％添加し、さらに、Ｓｉ，
Ｇｅの少なくとも１種をそれぞれＳｉＯ2，ＧｅＯ2に換
算して０．００１〜０．２５重量％添加する。
に至るまでの電気機械結合係数の低下率及び、機械的品
質係数Ｑｍが小さく、耐熱性に優れ、かつ、機械的強度
が大きい圧電磁器組成物を得る。 【構成】 チタン酸ジルコン酸鉛の、Ｐｂ原子の０．１
〜８モル％をＢａ，Ｓｒ及びＣａの少なくとも１種で置
換し、これにＳｂ，Ｎｂ及びＴａの少なくとも１種をそ
れぞれＳｂ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5に換算して０．５
〜１．９重量％添加し、かつ、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎの少な
くとも１種をそれぞれＣｒ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｍｎ０2に
換算して０．１〜０．８重量％添加し、さらに、Ｓｉ，
Ｇｅの少なくとも１種をそれぞれＳｉＯ2，ＧｅＯ2に換
算して０．００１〜０．２５重量％添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、セラミックフィル
タ、セラミック発振子などの圧電セラミック素子の材料
として用いられる圧電磁器組成物に関する。
タ、セラミック発振子などの圧電セラミック素子の材料
として用いられる圧電磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックフィルタなどに用いられる圧
電磁器として、従来より、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ
（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ3）を主成分とする圧電磁器が広く
用いられおり、その圧電特性を改善するために種々の微
量添加物を添加した圧電磁器が用いられている。
電磁器として、従来より、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ
（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ3）を主成分とする圧電磁器が広く
用いられおり、その圧電特性を改善するために種々の微
量添加物を添加した圧電磁器が用いられている。
【０００３】そして、特に、群遅延時間（ＧＤＴ）特性
が平坦で、位相歪が小さいセラミックフィルタ用の圧電
磁器としては、機械的品質係数Ｑｍの小さいことが要求
される。そして、このＱｍ値の小さい圧電磁器として
は、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（ＴｉXＺｒ1-X）
Ｏ3）に添加物として、酸化ニオブ、酸化アンチモン、
酸化タンタルなどを添加した圧電磁器が知られている。
が平坦で、位相歪が小さいセラミックフィルタ用の圧電
磁器としては、機械的品質係数Ｑｍの小さいことが要求
される。そして、このＱｍ値の小さい圧電磁器として
は、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（ＴｉXＺｒ1-X）
Ｏ3）に添加物として、酸化ニオブ、酸化アンチモン、
酸化タンタルなどを添加した圧電磁器が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のＱ
ｍ値の小さい圧電磁器組成物は、アクチュエータ用とし
て圧電ｄ定数を増大させたものや、広帯域フィルタ用と
して、電気機械結合係数Ｋを増大させることを主たる目
的とするものが多く、耐熱性が不十分で、表面実装型の
セラミックフィルタ素子として使用した場合、リフロー
はんだ付け工程で高温にさらされると、電気機械結合係
数Ｋが大幅に低下し、フィルタ特性が大きく劣化すると
いう問題点がある。
ｍ値の小さい圧電磁器組成物は、アクチュエータ用とし
て圧電ｄ定数を増大させたものや、広帯域フィルタ用と
して、電気機械結合係数Ｋを増大させることを主たる目
的とするものが多く、耐熱性が不十分で、表面実装型の
セラミックフィルタ素子として使用した場合、リフロー
はんだ付け工程で高温にさらされると、電気機械結合係
数Ｋが大幅に低下し、フィルタ特性が大きく劣化すると
いう問題点がある。
【０００５】また、上記従来のＱｍ値が小さい圧電磁器
組成物は、一般に機械的強度が弱く、フィルタ素子とし
て加工する工程で、割れや欠けが発生しやすいという問
題点がある。
組成物は、一般に機械的強度が弱く、フィルタ素子とし
て加工する工程で、割れや欠けが発生しやすいという問
題点がある。
【０００６】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、機械的強度が大きく、機械的品質係数Ｑｍが小さ
く、かつ、高温での電気機械結合係数Ｋの低下率が小さ
い圧電磁器組成物、特に、群遅延時間特性が平坦で位相
歪が小さく、かつ、表面実装に対応することが可能なセ
ラミックフィルタ素子用の圧電磁器組成物を提供するこ
とを目的とする。
あり、機械的強度が大きく、機械的品質係数Ｑｍが小さ
く、かつ、高温での電気機械結合係数Ｋの低下率が小さ
い圧電磁器組成物、特に、群遅延時間特性が平坦で位相
歪が小さく、かつ、表面実装に対応することが可能なセ
ラミックフィルタ素子用の圧電磁器組成物を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】Ｐｂ（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ
3（但し、Ｘ＝０．４８〜０．５５）で表されるチタン
酸ジルコン酸鉛の、Ｐｂ原子の０．１〜８モル％をＢ
ａ，Ｓｒ及びＣａからなる群より選ばれる少なくとも１
種で置換し、これにＳｂ，Ｎｂ及びＴａからなる群より
選ばれる少なくとも１種をそれぞれＳｂ2Ｏ3，Ｎｂ
2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5に換算して０．５〜１．９重量％添加
し、かつ、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎからなる群より選ばれる少
なくとも１種をそれぞれＣｒ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｍｎ０2
に換算して０．１〜０．８重量％添加し、さらに、Ｓ
ｉ，Ｇｅからなる群より選ばれる少なくとも１種をそれ
ぞれＳｉＯ2，ＧｅＯ2に換算して０．００１〜０．２５
重量％添加してなることを特徴とする。
3（但し、Ｘ＝０．４８〜０．５５）で表されるチタン
酸ジルコン酸鉛の、Ｐｂ原子の０．１〜８モル％をＢ
ａ，Ｓｒ及びＣａからなる群より選ばれる少なくとも１
種で置換し、これにＳｂ，Ｎｂ及びＴａからなる群より
選ばれる少なくとも１種をそれぞれＳｂ2Ｏ3，Ｎｂ
2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5に換算して０．５〜１．９重量％添加
し、かつ、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎからなる群より選ばれる少
なくとも１種をそれぞれＣｒ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｍｎ０2
に換算して０．１〜０．８重量％添加し、さらに、Ｓ
ｉ，Ｇｅからなる群より選ばれる少なくとも１種をそれ
ぞれＳｉＯ2，ＧｅＯ2に換算して０．００１〜０．２５
重量％添加してなることを特徴とする。
【０００８】上記のように、この発明の圧電磁器組成物
は、相転移境界線（ＭＰＢ）よりも正方晶系強誘電体相
（tetragonal相）側のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）
に、これをソフト化させるＳｂ，Ｎｂ，Ｔａの少なくと
も１種を添加し、さらに、これにＰＺＴをハード化させ
るＣｒ，Ｆｅ，Ｍｎの少なくとも１種を微量添加するこ
とにより、電気機械結合係数Ｋを実用程度に大きくし、
かつ、高温でのＫの低下率を小さくするとともに機械的
品質係数Ｑｍを小さくし、さらに、Ｓｉ，Ｇｅの少なく
とも１種を微量添加することにより機械的強度も同時に
向上させたものであり、電気機械結合係数Ｋが大きく、
耐熱性に優れ、かつ、機械的品質係数Ｑｍの小さい圧電
磁器組成物を提供するものである。
は、相転移境界線（ＭＰＢ）よりも正方晶系強誘電体相
（tetragonal相）側のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）
に、これをソフト化させるＳｂ，Ｎｂ，Ｔａの少なくと
も１種を添加し、さらに、これにＰＺＴをハード化させ
るＣｒ，Ｆｅ，Ｍｎの少なくとも１種を微量添加するこ
とにより、電気機械結合係数Ｋを実用程度に大きくし、
かつ、高温でのＫの低下率を小さくするとともに機械的
品質係数Ｑｍを小さくし、さらに、Ｓｉ，Ｇｅの少なく
とも１種を微量添加することにより機械的強度も同時に
向上させたものであり、電気機械結合係数Ｋが大きく、
耐熱性に優れ、かつ、機械的品質係数Ｑｍの小さい圧電
磁器組成物を提供するものである。
【０００９】なお、上記圧電磁器組成物は、セラミック
フィルタ素子用の材料として特に優れた性質を有してお
り、上記の組成で、あるいは必要に応じて他の成分や他
の材料と組み合わせることにより、好適なセラミックフ
ィルタ素子材料として用いることができる。
フィルタ素子用の材料として特に優れた性質を有してお
り、上記の組成で、あるいは必要に応じて他の成分や他
の材料と組み合わせることにより、好適なセラミックフ
ィルタ素子材料として用いることができる。
【００１０】
【実施例】以下にこの発明の実施例と比較例を示して、
この発明をより具体的に説明する。まず、圧電磁器組成
物の構成材料であるＰｂＯ，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，ＳｒＣ
Ｏ3，ＣａＣＯ3，ＢａＣＯ3，Ｓｂ2Ｏ3，Ｃｒ2Ｏ3，Ｆ
ｅ2Ｏ3，Ｍｎ０2，ＳｉＯ2，ＧｅＯ2などの諸成分を所
定の割合で秤取し、これに水を加えボールミルを用いて
湿式混合する。そして、湿式混合により得られた混合物
を乾燥した後、８００〜９００℃で２時間仮焼し、この
仮焼材料をボールミルを用いて湿式粉砕することにより
調整粉末を得た。
この発明をより具体的に説明する。まず、圧電磁器組成
物の構成材料であるＰｂＯ，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，ＳｒＣ
Ｏ3，ＣａＣＯ3，ＢａＣＯ3，Ｓｂ2Ｏ3，Ｃｒ2Ｏ3，Ｆ
ｅ2Ｏ3，Ｍｎ０2，ＳｉＯ2，ＧｅＯ2などの諸成分を所
定の割合で秤取し、これに水を加えボールミルを用いて
湿式混合する。そして、湿式混合により得られた混合物
を乾燥した後、８００〜９００℃で２時間仮焼し、この
仮焼材料をボールミルを用いて湿式粉砕することにより
調整粉末を得た。
【００１１】そして、この調整粉末に水またはポリビニ
ルアルコールなどの粘結材を添加し、プレス成型を行な
った後、１１５０〜１２５０℃の温度で２時間保持し、
焼成を行なった。このようにして得られた磁器を直径１
０mm、厚さ１mmの円板状に研磨し、両端面に銀電極を焼
き付けした後、８０℃の絶縁オイル中で３０分間、２〜
３ｋＶ／mmの電界で分極処理を行ない圧電磁器を得た。
なお、比較のため、上記実施例と同様の操作でこの発明
の範囲外の圧電磁器（比較用）を製造した。
ルアルコールなどの粘結材を添加し、プレス成型を行な
った後、１１５０〜１２５０℃の温度で２時間保持し、
焼成を行なった。このようにして得られた磁器を直径１
０mm、厚さ１mmの円板状に研磨し、両端面に銀電極を焼
き付けした後、８０℃の絶縁オイル中で３０分間、２〜
３ｋＶ／mmの電界で分極処理を行ない圧電磁器を得た。
なお、比較のため、上記実施例と同様の操作でこの発明
の範囲外の圧電磁器（比較用）を製造した。
【００１２】上記のようにして得られたこの発明の実施
例の圧電磁器及び比較用圧電磁器について、径方向の振
動の電気機械結合係数Ｋｐ、機械的品質係数Ｑｍ、キュ
リー温度Ｔｃの測定を行なった。表１に組成を変化させ
た場合の各組成における測定結果を示す。
例の圧電磁器及び比較用圧電磁器について、径方向の振
動の電気機械結合係数Ｋｐ、機械的品質係数Ｑｍ、キュ
リー温度Ｔｃの測定を行なった。表１に組成を変化させ
た場合の各組成における測定結果を示す。
【００１３】なお、表１において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそ
れぞれ、下記の式(1)： Ｐｂ1-YＡY（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ3＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ ……(1) における各成分とその添加割合を示している。すなわ
ち、ＡはＰｂと置換した元素の種類（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃ
ａ）とその割合（モル比）を示しており、Ｂは添加物の
種類（Ｓｂ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5）とその添加割合
（重量％）、Ｃは添加物の種類（Ｃｒ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，
Ｍｎ０2）とその添加割合（重量％）、Ｄは添加物の種
類（ＳｉＯ2，ＧｅＯ2）とその添加割合（重量％）を示
している。また、表１において、＊印を付したものはこ
の発明の範囲外の圧電磁器（比較例）を示している。
れぞれ、下記の式(1)： Ｐｂ1-YＡY（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ3＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ ……(1) における各成分とその添加割合を示している。すなわ
ち、ＡはＰｂと置換した元素の種類（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃ
ａ）とその割合（モル比）を示しており、Ｂは添加物の
種類（Ｓｂ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5）とその添加割合
（重量％）、Ｃは添加物の種類（Ｃｒ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，
Ｍｎ０2）とその添加割合（重量％）、Ｄは添加物の種
類（ＳｉＯ2，ＧｅＯ2）とその添加割合（重量％）を示
している。また、表１において、＊印を付したものはこ
の発明の範囲外の圧電磁器（比較例）を示している。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１に示す測定結果及びその他の試料につ
いての測定結果より、Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａの置換量が合わ
せて８モル％を越えるとキュリー温度Ｔｃが２５０℃以
下となることがわかった。
いての測定結果より、Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａの置換量が合わ
せて８モル％を越えるとキュリー温度Ｔｃが２５０℃以
下となることがわかった。
【００１６】また、圧電磁器をセラミックフィルタ素子
材料として使用する場合には、共振周波数Ｆｒ及び反共
振周波数Ｆａの温度変化率が小さいことが不可欠であ
る。そこで、下記の式(2)： Ｐｂ1-YＡY（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ3＋1.0wt%Ｓｂ2Ｏ3＋ 0.3wt%Ｃｒ2Ｏ3＋0.05wt%ＳｉＯ2 ……(2) で表され、かつ、Ｙの値をＹ＝０．００、Ｙ＝０．０
３、Ｙ＝０．０５と変化させた圧電磁器について、−２
０〜８０℃における共振周波数Ｆｒの温度変化率（Ｆｒ
−ＴＣ（温度係数）と表記）と、Ｔｉのモル比Ｘとの関
係を調べた。その結果を図１に示す。
材料として使用する場合には、共振周波数Ｆｒ及び反共
振周波数Ｆａの温度変化率が小さいことが不可欠であ
る。そこで、下記の式(2)： Ｐｂ1-YＡY（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ3＋1.0wt%Ｓｂ2Ｏ3＋ 0.3wt%Ｃｒ2Ｏ3＋0.05wt%ＳｉＯ2 ……(2) で表され、かつ、Ｙの値をＹ＝０．００、Ｙ＝０．０
３、Ｙ＝０．０５と変化させた圧電磁器について、−２
０〜８０℃における共振周波数Ｆｒの温度変化率（Ｆｒ
−ＴＣ（温度係数）と表記）と、Ｔｉのモル比Ｘとの関
係を調べた。その結果を図１に示す。
【００１７】図１に示すように、Ａ（すなわち、Ｓｒ，
ＢａまたはＣａ）が、合わせて０．１モル％未満の場合
（図１ではＹ＝０．００モル％）には、組成（Ｔｉのモ
ル比Ｘ）の変化に対するＦｒの温度変化率（Ｆｒ−Ｔ
Ｃ）の変動が大きく、Ｆｒの温度変化率（Ｆｒ−ＴＣ）
の絶対値を１００ppm／℃以下に抑えることが非常に困
難になることがわかった。一方、Ｓｒ，ＢａまたはＣａ
が合わせて０．１モル％を越えると（図１では３モル％
及び５モル％）と、Ｆｒの温度変化率（Ｆｒ−ＴＣ）の
変動幅が小さくなることがわかった。
ＢａまたはＣａ）が、合わせて０．１モル％未満の場合
（図１ではＹ＝０．００モル％）には、組成（Ｔｉのモ
ル比Ｘ）の変化に対するＦｒの温度変化率（Ｆｒ−Ｔ
Ｃ）の変動が大きく、Ｆｒの温度変化率（Ｆｒ−ＴＣ）
の絶対値を１００ppm／℃以下に抑えることが非常に困
難になることがわかった。一方、Ｓｒ，ＢａまたはＣａ
が合わせて０．１モル％を越えると（図１では３モル％
及び５モル％）と、Ｆｒの温度変化率（Ｆｒ−ＴＣ）の
変動幅が小さくなることがわかった。
【００１８】また、Ｓｂ，Ｎｂ，Ｔａの添加量が０．５
重量％未満であると異常粒成長を起こし、均一な焼成を
行なうことができずにＱｍ値が４００より高くなり、一
方、添加量が１．９重量％を越えるとキュリー温度Ｔｃ
が２５０℃以下となることがわかった。
重量％未満であると異常粒成長を起こし、均一な焼成を
行なうことができずにＱｍ値が４００より高くなり、一
方、添加量が１．９重量％を越えるとキュリー温度Ｔｃ
が２５０℃以下となることがわかった。
【００１９】さらに、ＴｉとＺｒの割合を規定するＸの
値（すなわち、（ＴｉXＺｒ1-X）のＸの値）について
は、Ｘ＜０．４８ではＴｃの低下により耐熱性が悪化
し、Ｘ＞０．５５では電気機械結合係数Ｋｐが４０％以
下に低下することがわかった。
値（すなわち、（ＴｉXＺｒ1-X）のＸの値）について
は、Ｘ＜０．４８ではＴｃの低下により耐熱性が悪化
し、Ｘ＞０．５５では電気機械結合係数Ｋｐが４０％以
下に低下することがわかった。
【００２０】また、図２にこの発明の実施例にかかる圧
電磁器組成物（試料No.１７）と、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎの
添加量が０．１重量％未満のこの発明の範囲外の比較例
（試料No.３３）の、温度に対する電気機械結合係数Ｋ
ｐの変化の関係を示す。図２に示す２つの材料（試料）
は、そのキュリー温度Ｔｃ及び電気機械結合係数Ｋｐが
ほぼ等しい材料を選択したものであるが、Ｃｒ，Ｆｅ，
Ｍｎを０．１重量％以上添加したこの発明の圧電磁器組
成物は、比較例に比べてキュリー点付近に至るまで（特
に２５０℃付近で）の電気機械結合係数Ｋｐの低下割合
が小さく、セラミックフィルタ素子材料として、極めて
耐熱性に優れていることがわかった。
電磁器組成物（試料No.１７）と、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎの
添加量が０．１重量％未満のこの発明の範囲外の比較例
（試料No.３３）の、温度に対する電気機械結合係数Ｋ
ｐの変化の関係を示す。図２に示す２つの材料（試料）
は、そのキュリー温度Ｔｃ及び電気機械結合係数Ｋｐが
ほぼ等しい材料を選択したものであるが、Ｃｒ，Ｆｅ，
Ｍｎを０．１重量％以上添加したこの発明の圧電磁器組
成物は、比較例に比べてキュリー点付近に至るまで（特
に２５０℃付近で）の電気機械結合係数Ｋｐの低下割合
が小さく、セラミックフィルタ素子材料として、極めて
耐熱性に優れていることがわかった。
【００２１】また、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎの添加量が０．８
重量％を越えると、Ｑｍ値が４００以上と高くなり、か
つ、電気機械結合係数Ｋｐが４０％以下に低下すること
がわかった。
重量％を越えると、Ｑｍ値が４００以上と高くなり、か
つ、電気機械結合係数Ｋｐが４０％以下に低下すること
がわかった。
【００２２】また、図３は、この発明の一実施例にかか
る圧電磁器組成物についての３点曲げ強度試験の結果を
示すものであり、下記の式(3)： Ｐｂ0.95Ｂａ0.05（Ｔｉ0.49Ｚｒ0.51）Ｏ3＋1.0wt%Ｓｂ2Ｏ3＋ 0.4wt%Ｃｒ2Ｏ3＋ＺＤ（ただし、ＤはＳｉＯ2またはＧｅＯ2） ……(3) で表される組成物のＺの値（ＳｉＯ2またはＧｅＯ2の添
加量（重量％））を変化させて測定した、３点曲げ強度
（抗折強度）τとＺの値との関係を示す線図である。
る圧電磁器組成物についての３点曲げ強度試験の結果を
示すものであり、下記の式(3)： Ｐｂ0.95Ｂａ0.05（Ｔｉ0.49Ｚｒ0.51）Ｏ3＋1.0wt%Ｓｂ2Ｏ3＋ 0.4wt%Ｃｒ2Ｏ3＋ＺＤ（ただし、ＤはＳｉＯ2またはＧｅＯ2） ……(3) で表される組成物のＺの値（ＳｉＯ2またはＧｅＯ2の添
加量（重量％））を変化させて測定した、３点曲げ強度
（抗折強度）τとＺの値との関係を示す線図である。
【００２３】図３より、Ｄ（すなわち、ＳｉＯ2または
ＧｅＯ2）の添加量が合わせて０．００１重量％未満の
場合、τが１０００ｋｇ／cm2以下と機械的強度が低下
していることがわかる。
ＧｅＯ2）の添加量が合わせて０．００１重量％未満の
場合、τが１０００ｋｇ／cm2以下と機械的強度が低下
していることがわかる。
【００２４】また、０．２５重量％を越えると電気機械
結合係数Ｋｐが４０％以下に低下してしまうことがわか
った。したがって、Ｓｉ，Ｇｅの添加量は、ＳｉＯ2，
ＧｅＯ2に換算して０．００１〜０．２５重量％の範囲
が好ましい。
結合係数Ｋｐが４０％以下に低下してしまうことがわか
った。したがって、Ｓｉ，Ｇｅの添加量は、ＳｉＯ2，
ＧｅＯ2に換算して０．００１〜０．２５重量％の範囲
が好ましい。
【００２５】
【発明の効果】上述のように、この発明の圧電磁器組成
物は、電気機械結合係数Ｋが実用程度に大きく、かつ、
共振周波数及び反共振周波数の温度変化率が小さく、機
械的品質係数Ｑｍの値を、（例えば、４００以下の）低
い領域で任意に選択することが可能であるため、セラミ
ックフィルタ（圧電フィルタ）素子用の圧電磁器として
用いた場合に、その群遅延時間（ＧＤＴ）特性が平坦
で、しかも位相歪の小さいものをその用途に応じて任意
に選択することができるという効果がある。
物は、電気機械結合係数Ｋが実用程度に大きく、かつ、
共振周波数及び反共振周波数の温度変化率が小さく、機
械的品質係数Ｑｍの値を、（例えば、４００以下の）低
い領域で任意に選択することが可能であるため、セラミ
ックフィルタ（圧電フィルタ）素子用の圧電磁器として
用いた場合に、その群遅延時間（ＧＤＴ）特性が平坦
で、しかも位相歪の小さいものをその用途に応じて任意
に選択することができるという効果がある。
【００２６】また、この発明の圧電磁器組成物は、従来
の機械的品質係数Ｑｍの小さい圧電磁器に比べて機械的
強度が大きいため、セラミックフィルタ素子に加工する
工程で生じる割れや欠けの発生を抑制して製品の歩留り
を大幅に向上させることができる。
の機械的品質係数Ｑｍの小さい圧電磁器に比べて機械的
強度が大きいため、セラミックフィルタ素子に加工する
工程で生じる割れや欠けの発生を抑制して製品の歩留り
を大幅に向上させることができる。
【００２７】また、この発明の圧電磁器組成物は、キュ
リー温度が２５０℃以上と高く、かつ、キュリー温度付
近に至るまでの電気機械結合係数Ｋの低下割合が小さ
い。したがって、この発明にかかる圧電磁器を、リフロ
ーはんだなどにより表面実装されるフィルタ素子材料と
して用いた場合、高温（〜２５０℃）にさらされること
による特性劣化、特にフィルタの通過帯域のずれ、及び
通過帯域幅の減少を小さく抑えることができるため、表
面実装用のセラミックフィルタ素子材料として特に有用
である。
リー温度が２５０℃以上と高く、かつ、キュリー温度付
近に至るまでの電気機械結合係数Ｋの低下割合が小さ
い。したがって、この発明にかかる圧電磁器を、リフロ
ーはんだなどにより表面実装されるフィルタ素子材料と
して用いた場合、高温（〜２５０℃）にさらされること
による特性劣化、特にフィルタの通過帯域のずれ、及び
通過帯域幅の減少を小さく抑えることができるため、表
面実装用のセラミックフィルタ素子材料として特に有用
である。
【図１】Ｐｂイオンの一部をＳｒなどで置換した場合の
置換量に対する、Ｔｉ，Ｚｒのモル比と、Ｆｒ−ＴＣ
（−２０〜８０℃における共振周波数Ｆｒの温度変化
率）との関係を示す線図である。
置換量に対する、Ｔｉ，Ｚｒのモル比と、Ｆｒ−ＴＣ
（−２０〜８０℃における共振周波数Ｆｒの温度変化
率）との関係を示す線図である。
【図２】この発明の組成範囲の試料と比較例の試料の、
温度と電気機械結合係数Ｋｐの関係を示す線図である。
温度と電気機械結合係数Ｋｐの関係を示す線図である。
【図３】ＳｉＯ2，ＧｅＯ2の添加量と三点曲げ強度との
関係を示す線図である。
関係を示す線図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｐｂ（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ3（但し、Ｘ＝
０．４８〜０．５５）で表されるチタン酸ジルコン酸鉛
の、Ｐｂ原子の０．１〜８モル％をＢａ，Ｓｒ及びＣａ
からなる群より選ばれる少なくとも１種で置換し、これ
にＳｂ，Ｎｂ及びＴａからなる群より選ばれる少なくと
も１種をそれぞれＳｂ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5に換算
して０．５〜１．９重量％添加し、かつ、Ｃｒ，Ｆｅ，
Ｍｎからなる群より選ばれる少なくとも１種をそれぞれ
Ｃｒ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｍｎ０2に換算して０．１〜０．
８重量％添加し、さらに、Ｓｉ，Ｇｅからなる群より選
ばれる少なくとも１種をそれぞれＳｉＯ2，ＧｅＯ2に換
算して０．００１〜０．２５重量％添加してなることを
特徴とする圧電磁器組成物。 - 【請求項２】 Ｐｂ（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ3（但し、Ｘ＝
０．４８〜０．５５）で表されるチタン酸ジルコン酸鉛
の、Ｐｂ原子の０．１〜８モル％をＢａ，Ｓｒ及びＣａ
からなる群より選ばれる少なくとも１種で置換し、これ
にＳｂ，Ｎｂ及びＴａからなる群より選ばれる少なくと
も１種をそれぞれＳｂ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5に換算
して０．５〜１．９重量％添加し、かつ、Ｃｒ，Ｆｅ，
Ｍｎからなる群より選ばれる少なくとも１種をそれぞれ
Ｃｒ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｍｎ０2に換算して０．１〜０．
８重量％添加し、さらに、Ｓｉ，Ｇｅからなる群より選
ばれる少なくとも１種をそれぞれＳｉＯ2，ＧｅＯ2に換
算して０．００１〜０．２５重量％添加してなることを
特徴とするセラミックフィルタ素子材料用の圧電磁器組
成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12140192A JP3221049B2 (ja) | 1991-07-23 | 1992-04-14 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-206423 | 1991-07-23 | ||
| JP20642391 | 1991-07-23 | ||
| JP12140192A JP3221049B2 (ja) | 1991-07-23 | 1992-04-14 | 圧電磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05139829A true JPH05139829A (ja) | 1993-06-08 |
| JP3221049B2 JP3221049B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=26458774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12140192A Expired - Lifetime JP3221049B2 (ja) | 1991-07-23 | 1992-04-14 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221049B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051157A (en) * | 1997-12-09 | 2000-04-18 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramic composition |
| US6402981B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-06-11 | Tdk Corporation | Composition of piezoelectric porcelain |
| CN114075073A (zh) * | 2020-08-17 | 2022-02-22 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种PZT-Pb(Sb1/2Nb1/2)三元系压电陶瓷材料及其制备方法和应用 |
-
1992
- 1992-04-14 JP JP12140192A patent/JP3221049B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051157A (en) * | 1997-12-09 | 2000-04-18 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramic composition |
| US6402981B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-06-11 | Tdk Corporation | Composition of piezoelectric porcelain |
| CN114075073A (zh) * | 2020-08-17 | 2022-02-22 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种PZT-Pb(Sb1/2Nb1/2)三元系压电陶瓷材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3221049B2 (ja) | 2001-10-22 |
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