JPH05221717A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
- Publication number
- JPH05221717A JPH05221717A JP4023514A JP2351492A JPH05221717A JP H05221717 A JPH05221717 A JP H05221717A JP 4023514 A JP4023514 A JP 4023514A JP 2351492 A JP2351492 A JP 2351492A JP H05221717 A JPH05221717 A JP H05221717A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compsn
- piezoelectric
- porcelain
- terms
- curve
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 発振子や表面波素子用に使用される圧電材料
に関し、焼成温度が高く組成ばらつきが大きいという課
題を解決し、結晶粒径が小さく、緻密かつ比較的大きな
圧電性を有する圧電磁器組成物を提供することを目的と
する。 【構成】 Ｐｂ（Ｍｅ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎ
ｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ3（但し、ＭｅはＣｏ、Ｎｉ、Ｚ
ｎのいずれか一種であり０．０１≦Ａ≦０．５０、０．
０１≦Ｂ≦０．２５、０．５０≦Ｃ≦０．９５、０≦Ｄ
≦０．６５、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）で示される基本組成
物に副成分としてＣｄをＣｄＣＯ3換算で０．５〜２．
０重量％およびＭｎをＭｎＣＯ3換算で０．５０〜１．
５重量％添加含有してなる圧電磁器組成物により、焼成
温度を下げて組成ばらつきを抑え、安定した性能を有し
た圧電磁器組成物を提供することができる。
に関し、焼成温度が高く組成ばらつきが大きいという課
題を解決し、結晶粒径が小さく、緻密かつ比較的大きな
圧電性を有する圧電磁器組成物を提供することを目的と
する。 【構成】 Ｐｂ（Ｍｅ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎ
ｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ3（但し、ＭｅはＣｏ、Ｎｉ、Ｚ
ｎのいずれか一種であり０．０１≦Ａ≦０．５０、０．
０１≦Ｂ≦０．２５、０．５０≦Ｃ≦０．９５、０≦Ｄ
≦０．６５、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）で示される基本組成
物に副成分としてＣｄをＣｄＣＯ3換算で０．５〜２．
０重量％およびＭｎをＭｎＣＯ3換算で０．５０〜１．
５重量％添加含有してなる圧電磁器組成物により、焼成
温度を下げて組成ばらつきを抑え、安定した性能を有し
た圧電磁器組成物を提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発振子や表面波素子に使
用される圧電磁器組成物に関するものである。
用される圧電磁器組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より圧電磁器組成物としてはチタン
酸バリウム磁器、ジルコン酸チタン酸鉛磁器、マグネシ
ウムニオブ酸チタン酸ジルコン酸磁器、および亜鉛ニオ
ブ酸錫ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛磁器などがあり、
使用目的に応じて種々の改良がなされて使用されてき
た。
酸バリウム磁器、ジルコン酸チタン酸鉛磁器、マグネシ
ウムニオブ酸チタン酸ジルコン酸磁器、および亜鉛ニオ
ブ酸錫ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛磁器などがあり、
使用目的に応じて種々の改良がなされて使用されてき
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の圧電磁器組成物の焼成温度は１２００〜１３００℃
と高く、この焼成温度を下げるために微粒子原料を使用
したとしても上記焼成温度は１１００℃を下ることはな
かった。したがって焼成時の酸化鉛の蒸発が著しく緻密
化が阻害されたり、また仮に十分な焼結がなされたとし
ても組成ばらつきを生じやすく、結果的に磁器の圧電特
性がばらついたり、さらに酸化鉛蒸気が大気中に多量に
放出されることにより環境問題を生じたりしていた。
来の圧電磁器組成物の焼成温度は１２００〜１３００℃
と高く、この焼成温度を下げるために微粒子原料を使用
したとしても上記焼成温度は１１００℃を下ることはな
かった。したがって焼成時の酸化鉛の蒸発が著しく緻密
化が阻害されたり、また仮に十分な焼結がなされたとし
ても組成ばらつきを生じやすく、結果的に磁器の圧電特
性がばらついたり、さらに酸化鉛蒸気が大気中に多量に
放出されることにより環境問題を生じたりしていた。
【０００４】本発明はこのような従来の課題を解決し、
低い焼成温度で安定した圧電特性が得られる圧電磁器組
成物を提供することを目的とするものである。
低い焼成温度で安定した圧電特性が得られる圧電磁器組
成物を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の圧電磁器組成物はＰｂ（Ｍｅ1/3Ｎｂ2/3） A
（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）BＴｉcＺｒDＯ3（但し、ＭｅはＣ
ｏ、Ｎｉ、Ｚｎのいずれか一種であり０．０１≦Ａ≦
０．５０、０．０１≦Ｂ≦０．２５、０．５０≦Ｃ≦
０．９５、０≦Ｄ≦０．６５、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）で
示される基本組成物に副成分としてＣｄをＣｄＣＯ3換
算で０．５〜２．０重量％およびＭｎをＭｎＣＯ3換算
で０．５０〜１．５重量％添加含有した構成としたもの
である。
に本発明の圧電磁器組成物はＰｂ（Ｍｅ1/3Ｎｂ2/3） A
（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）BＴｉcＺｒDＯ3（但し、ＭｅはＣ
ｏ、Ｎｉ、Ｚｎのいずれか一種であり０．０１≦Ａ≦
０．５０、０．０１≦Ｂ≦０．２５、０．５０≦Ｃ≦
０．９５、０≦Ｄ≦０．６５、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）で
示される基本組成物に副成分としてＣｄをＣｄＣＯ3換
算で０．５〜２．０重量％およびＭｎをＭｎＣＯ3換算
で０．５０〜１．５重量％添加含有した構成としたもの
である。
【０００６】
【作用】基本組成物に副成分としてＣｄをＣｄＣＯ3換
算で０．５〜２．０重量％添加することにより組成物の
焼成温度を低下させることができると同時に結晶粒成長
を抑制し、気孔率を下げることができる。したがって、
弾性波の減衰率が低下し圧電特性が向上する。
算で０．５〜２．０重量％添加することにより組成物の
焼成温度を低下させることができると同時に結晶粒成長
を抑制し、気孔率を下げることができる。したがって、
弾性波の減衰率が低下し圧電特性が向上する。
【０００７】また、ＭｎをＭｎＣＯ3換算で０．５０〜
１．５重量％添加含有することによりさらに焼結性、分
極特性、温度特性および経時特性を改善することができ
る。
１．５重量％添加含有することによりさらに焼結性、分
極特性、温度特性および経時特性を改善することができ
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。原料としてＰｂＯ、ＴｉＯ 2、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、
ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｄＣＯ3、ＭｎＣＯ3を（表
１）の組成となるように正確に秤量し、ボールミルによ
りよく混合した。
する。原料としてＰｂＯ、ＴｉＯ 2、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、
ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｄＣＯ3、ＭｎＣＯ3を（表
１）の組成となるように正確に秤量し、ボールミルによ
りよく混合した。
【０００９】
【表１】
【００１０】次に、前記混合物を８５０℃の温度で仮焼
し、さらにボールミルにより粉砕した。これを乾燥した
後結合剤としてのポリビニールアルコール水溶液を加
え、造粒した後１ｔｏｎ／cm2の圧力で加圧成形し、直
径が２０mm、厚さ１mmの円板状成形体を得た。ここで得
られた成形体を閉炉中で１０００〜１２５０℃の温度で
１時間焼成した。この後ラッピングにより磁器厚みを
０．５mmとし、両面に銀電極を焼き付け、１００℃のシ
リコンオイル中で、３ｋＶ／mmの直流電界を３０分間印
加し分極処理した。これらの試料につき密度ρ、
し、さらにボールミルにより粉砕した。これを乾燥した
後結合剤としてのポリビニールアルコール水溶液を加
え、造粒した後１ｔｏｎ／cm2の圧力で加圧成形し、直
径が２０mm、厚さ１mmの円板状成形体を得た。ここで得
られた成形体を閉炉中で１０００〜１２５０℃の温度で
１時間焼成した。この後ラッピングにより磁器厚みを
０．５mmとし、両面に銀電極を焼き付け、１００℃のシ
リコンオイル中で、３ｋＶ／mmの直流電界を３０分間印
加し分極処理した。これらの試料につき密度ρ、
【００１１】
【外１】
【００１２】電気機械結合係数Ｋpおよび機械的品質係
数Ｑmを測定した。測定結果は磁器焼成温度（密度最
大）とともに（表２）にまとめた。
数Ｑmを測定した。測定結果は磁器焼成温度（密度最
大）とともに（表２）にまとめた。
【００１３】
【表２】
【００１４】さらに厚み縦方向振動の圧電特性を測定す
るため、ＥＭＡＳ−６００３に従い直径が１０mm、厚さ
１．０mmの円板状試料を作成し、両面に銀電極を焼き付
け、３ｋＶ／mmの直流電界を１００℃シリコンオイル中
で３０分間印加することにより分極した後電気機械結合
係数Ｋtを測定した。
るため、ＥＭＡＳ−６００３に従い直径が１０mm、厚さ
１．０mmの円板状試料を作成し、両面に銀電極を焼き付
け、３ｋＶ／mmの直流電界を１００℃シリコンオイル中
で３０分間印加することにより分極した後電気機械結合
係数Ｋtを測定した。
【００１５】これら本発明による試料の中でNo.４，No.
９，No.１４および参考例としてNo.３，No.８，No.１３
のそれぞれの試料について分極温度による電気機械結合
係数Ｋtの値を測定したところ図１に示す結果を得た。
図１において曲線ａは参考例であるNo.３の場合を、曲
線ｂは本実施例によるNo.４の場合を、曲線ｃは参考例
であるNo.８の場合を、曲線ｄは本実施例によるNo.９の
場合を、曲線ｅは参考例であるNo.１３の場合を、曲線
ｆは本実施例によるNo.１４の場合を示す。この図１よ
り本発明による実施例ではＭｎを添加含有することによ
り分極が容易となっていることが分かる。
９，No.１４および参考例としてNo.３，No.８，No.１３
のそれぞれの試料について分極温度による電気機械結合
係数Ｋtの値を測定したところ図１に示す結果を得た。
図１において曲線ａは参考例であるNo.３の場合を、曲
線ｂは本実施例によるNo.４の場合を、曲線ｃは参考例
であるNo.８の場合を、曲線ｄは本実施例によるNo.９の
場合を、曲線ｅは参考例であるNo.１３の場合を、曲線
ｆは本実施例によるNo.１４の場合を示す。この図１よ
り本発明による実施例ではＭｎを添加含有することによ
り分極が容易となっていることが分かる。
【００１６】さらにまた、同じ試料の厚み縦方向の周波
数定数Ｎt（Hz・ｍ）を求めたところ図２に示す結果を
得た。図２においても曲線ａは参考例であるNo.３の場
合を、曲線ｂは本実施例によるNo.４の場合を、曲線ｃ
は参考例であるNo.８の場合を、曲線ｄは本実施例によ
るNo.９の場合を、曲線ｅは参考例であるNo.１３の場合
を、曲線ｆは本実施例によるNo.１４の場合を示す。こ
の図２より本発明による実施例ではＭｎを添加含有する
ことにより経時特性が良好となっていることが分かる。
数定数Ｎt（Hz・ｍ）を求めたところ図２に示す結果を
得た。図２においても曲線ａは参考例であるNo.３の場
合を、曲線ｂは本実施例によるNo.４の場合を、曲線ｃ
は参考例であるNo.８の場合を、曲線ｄは本実施例によ
るNo.９の場合を、曲線ｅは参考例であるNo.１３の場合
を、曲線ｆは本実施例によるNo.１４の場合を示す。こ
の図２より本発明による実施例ではＭｎを添加含有する
ことにより経時特性が良好となっていることが分かる。
【００１７】さらに上記と同じセラミック共振子につき
共振周波数の温度特性と経時特性を測定したところ、
（表３）に示す結果を得た。
共振周波数の温度特性と経時特性を測定したところ、
（表３）に示す結果を得た。
【００１８】
【表３】
【００１９】この（表３）の結果からＭｎを添加含有す
ることにより温度特性および経時特性が改善されること
が分かる。
ることにより温度特性および経時特性が改善されること
が分かる。
【００２０】加えて（表２）よりＭｎの添加によってＱ
mが飛躍的に向上していることが分かる。
mが飛躍的に向上していることが分かる。
【００２１】なお、上記本発明の圧電磁器組成物の基本
組成において０．０１≦Ａ≦０．５０、０．０１≦Ｂ≦
０．２５、０．５０≦Ｃ≦０．９５、０≦Ｄ≦０．６５
と限定した理由は、鉛系複合ペロブスカイト型Ｐｂ（Ｍ
ｅ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3およびＰｂ（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3は
共に硬化剤のように作用し、磁器の焼成温度を低下させ
て均一な焼結体を得るという効果があるが、Ａ＜０．０
１あるいはＢ＜０．０１の場合にはそのような効果は無
視される程度のものとなり、焼結性が低下する。またＡ
＞０．５０あるいはＢ＞０．２５の場合にはＫpおよび
Ｋtの低下が著しくなり、０．２５≦Ｃ≦０．９５と限
定したのはＣ＜０．２５、Ｃ＞０．９５では圧電性が低
下するということからである。
組成において０．０１≦Ａ≦０．５０、０．０１≦Ｂ≦
０．２５、０．５０≦Ｃ≦０．９５、０≦Ｄ≦０．６５
と限定した理由は、鉛系複合ペロブスカイト型Ｐｂ（Ｍ
ｅ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3およびＰｂ（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3は
共に硬化剤のように作用し、磁器の焼成温度を低下させ
て均一な焼結体を得るという効果があるが、Ａ＜０．０
１あるいはＢ＜０．０１の場合にはそのような効果は無
視される程度のものとなり、焼結性が低下する。またＡ
＞０．５０あるいはＢ＞０．２５の場合にはＫpおよび
Ｋtの低下が著しくなり、０．２５≦Ｃ≦０．９５と限
定したのはＣ＜０．２５、Ｃ＞０．９５では圧電性が低
下するということからである。
【００２２】また、ＣｄについてはＣｄをＣｄＣＯ3換
算で０．５重量％以下とした場合には焼成温度が１２０
０℃以上必要となり、粒成長が顕著となって圧電特性が
低下する。逆にＣｄをＣｄＣＯ3換算で２．０重量％以
上添加した場合には焼結性が著しく低下することから、
０．５〜２．０重量％の範囲に限定したものである。
算で０．５重量％以下とした場合には焼成温度が１２０
０℃以上必要となり、粒成長が顕著となって圧電特性が
低下する。逆にＣｄをＣｄＣＯ3換算で２．０重量％以
上添加した場合には焼結性が著しく低下することから、
０．５〜２．０重量％の範囲に限定したものである。
【００２３】また、ＭｎについてはＭｎ添加量がＭｎＣ
Ｏ3換算で０．５０重量％以下の場合には機械的品質係
数Ｑm、温度特性および経時特性が低下する。また、Ｍ
ｎをＭｎＣＯ3換算で、１．５重量％以上添加した場合
には焼結性が低下することから、０．５０〜１．５重量
％の範囲に限定したものである。
Ｏ3換算で０．５０重量％以下の場合には機械的品質係
数Ｑm、温度特性および経時特性が低下する。また、Ｍ
ｎをＭｎＣＯ3換算で、１．５重量％以上添加した場合
には焼結性が低下することから、０．５０〜１．５重量
％の範囲に限定したものである。
【００２４】なお、ＣｄおよびＭｎは炭酸塩の形で添加
したが、酸化物、水酸化物などを用いても同等の結果が
得られることは言うまでもない。
したが、酸化物、水酸化物などを用いても同等の結果が
得られることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】上記の実施例から明らかなように本発明
の圧電磁器組成物は焼成温度が低く、かつ結晶粒径が小
さくて緻密であり、比較的大きな圧電性（ＫpおよびＱm
が大きい）を示し、発振子や表面波素子用として最適な
圧電材料といえるものである。
の圧電磁器組成物は焼成温度が低く、かつ結晶粒径が小
さくて緻密であり、比較的大きな圧電性（ＫpおよびＱm
が大きい）を示し、発振子や表面波素子用として最適な
圧電材料といえるものである。
【図１】本発明による圧電磁器組成物ならびに従来の圧
電磁器組成物の分極温度と電気機械結合係数Ｋt（％）
の関係曲線図を比較した特性図
電磁器組成物の分極温度と電気機械結合係数Ｋt（％）
の関係曲線図を比較した特性図
【図２】本発明による圧電磁器組成物ならびに従来の圧
電磁器組成物の時間と周波数定数Ｎt（Hz・ｍ）の関係
曲線図を比較した特性図
電磁器組成物の時間と周波数定数Ｎt（Hz・ｍ）の関係
曲線図を比較した特性図
ａ 参考例であるNo.３ ｂ 本実施例によるNo.４ ｃ 参考例であるNo.８ ｄ 本実施例によるNo.９ ｅ 参考例であるNo.１３
Claims (1)
- 【請求項１】Ｐｂ（Ｍｅ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎｂ
2/3）BＴｉcＺｒDＯ3（但し、ＭｅはＣｏ、Ｎｉ、Ｚｎ
のいずれか一種）として表わしたときＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが
それぞれ、０．０１≦Ａ≦０．５０、０．０１≦Ｂ≦
０．２５、０．５０≦Ｃ≦０．９５、０≦Ｄ≦０．６
５、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１なる条件を満足する固溶体を基
本組成とし、これに副成分としてＣｄをＣｄＣＯ3換算
で０．５〜２．０重量％およびＭｎをＭｎＣＯ3換算で
０．５〜１．５重量％添加含有したことを特徴とする圧
電磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4023514A JPH05221717A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4023514A JPH05221717A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 圧電磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05221717A true JPH05221717A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=12112562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4023514A Pending JPH05221717A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05221717A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6423245B1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-07-23 | Murata Manufacturing Co. Ltd | Piezoelectric ceramic composition for surface acoustic wave device and surface acoustic wave device |
| JP2003012369A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Nikko Co | 圧電体磁器組成物 |
-
1992
- 1992-02-10 JP JP4023514A patent/JPH05221717A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6423245B1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-07-23 | Murata Manufacturing Co. Ltd | Piezoelectric ceramic composition for surface acoustic wave device and surface acoustic wave device |
| JP2003012369A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Nikko Co | 圧電体磁器組成物 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3654408B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH0782024A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3570294B2 (ja) | 圧電磁器材料およびそれを用いて得られた圧電磁器焼結体 | |
| JPH05221717A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH06263535A (ja) | 圧電磁器 | |
| JPH0745882A (ja) | 圧電素子 | |
| JP3912098B2 (ja) | 圧電磁器組成物およびそれを用いた圧電セラミック素子 | |
| JP2910338B2 (ja) | 圧電性磁器組成物 | |
| JP3097217B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP2910340B2 (ja) | 圧電性磁器組成物 | |
| JPH09124367A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP2737451B2 (ja) | 圧電磁器材料 | |
| JP3791300B2 (ja) | 圧電磁器組成物およびそれを用いた圧電セラミック素子 | |
| JPH10167821A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3106508B2 (ja) | 圧電性磁器組成物 | |
| JP2910339B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3106507B2 (ja) | 圧電性磁器組成物 | |
| JP3761970B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3164721B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH08333158A (ja) | 圧電磁器組成物とこれを用いた圧電共振子の製造方法 | |
| JPH10182225A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3318480B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH08231270A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3550918B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH07291726A (ja) | 圧電磁器組成物 |