JPH0524916A - 圧電磁器材料 - Google Patents
圧電磁器材料Info
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- JPH0524916A JPH0524916A JP3201275A JP20127591A JPH0524916A JP H0524916 A JPH0524916 A JP H0524916A JP 3201275 A JP3201275 A JP 3201275A JP 20127591 A JP20127591 A JP 20127591A JP H0524916 A JPH0524916 A JP H0524916A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ｛ＰｂＳｒ｝｛（ＴｉＺｒ）（ＭｎＮｂ）｝
Ｏ3 系の圧電磁器材料において、ＳｉＯ2 を０．００５
〜０．０４０重量％およびＡｌ2 Ｏ3 を０．００５〜
０．０４０重量％の少なくとも一方を含有する。 【効果】 焼成する際の酸化鉛蒸発量を抑制し、焼成時
における焼成炉中の鉛雰囲気状態をコントロールし、低
温で焼結でき、焼結体の電気的特性のばらつきを改善す
ることができる、圧電磁器材料を提供する。
Ｏ3 系の圧電磁器材料において、ＳｉＯ2 を０．００５
〜０．０４０重量％およびＡｌ2 Ｏ3 を０．００５〜
０．０４０重量％の少なくとも一方を含有する。 【効果】 焼成する際の酸化鉛蒸発量を抑制し、焼成時
における焼成炉中の鉛雰囲気状態をコントロールし、低
温で焼結でき、焼結体の電気的特性のばらつきを改善す
ることができる、圧電磁器材料を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は圧電磁器材料に関し、
特にたとえば通信機用圧電フィルタなどに用いられる、
圧電磁器材料に関する。
特にたとえば通信機用圧電フィルタなどに用いられる、
圧電磁器材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、通信機用圧電フィルタなどに、
｛ＰｂＳｒ｝｛（ＴｉＺｒ）（ＭｎＮｂ）｝Ｏ3 系の圧
電磁器材料が用いられている。
｛ＰｂＳｒ｝｛（ＴｉＺｒ）（ＭｎＮｂ）｝Ｏ3 系の圧
電磁器材料が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の圧電磁器材料では、焼成時に酸化鉛の蒸発が
約０．８重量％も発生し、焼成炉中に高濃度の鉛雰囲気
を形成していた。これによって、鉛雰囲気の濃度勾配な
どの焼結性を阻害する要因が生じ、焼結体の変形不良な
どを発生させていた。この酸化鉛の蒸発量を抑制するに
は、適当な手段がなく、焼成温度，焼成排風量，匣密度
などの外的手段で行っており、コスト面などでリスクが
大きい。また、従来の材料では、焼成温度が１２５０℃
以上と高く、また、得られた焼結体の電気的特性にばら
つきが生じる。
うな従来の圧電磁器材料では、焼成時に酸化鉛の蒸発が
約０．８重量％も発生し、焼成炉中に高濃度の鉛雰囲気
を形成していた。これによって、鉛雰囲気の濃度勾配な
どの焼結性を阻害する要因が生じ、焼結体の変形不良な
どを発生させていた。この酸化鉛の蒸発量を抑制するに
は、適当な手段がなく、焼成温度，焼成排風量，匣密度
などの外的手段で行っており、コスト面などでリスクが
大きい。また、従来の材料では、焼成温度が１２５０℃
以上と高く、また、得られた焼結体の電気的特性にばら
つきが生じる。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、焼
成する際の酸化鉛蒸発量を抑制し、焼成時の鉛雰囲気状
態をコントロールし、低温で焼結でき、焼結体の電気的
特性のばらつきを改善することができる、圧電磁器材料
を提供することである。
成する際の酸化鉛蒸発量を抑制し、焼成時の鉛雰囲気状
態をコントロールし、低温で焼結でき、焼結体の電気的
特性のばらつきを改善することができる、圧電磁器材料
を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、｛ＰｂＳ
ｒ｝｛（ＴｉＺｒ）（ＭｎＮｂ）｝Ｏ3 系の圧電磁器材
料において、ＳｉＯ2 を０．００５〜０．０４０重量％
およびＡｌ2 Ｏ3 を０．００５〜０．０４０重量％のう
ち少なくとも一方を含有することを特徴とする、圧電磁
器材料である。
ｒ｝｛（ＴｉＺｒ）（ＭｎＮｂ）｝Ｏ3 系の圧電磁器材
料において、ＳｉＯ2 を０．００５〜０．０４０重量％
およびＡｌ2 Ｏ3 を０．００５〜０．０４０重量％のう
ち少なくとも一方を含有することを特徴とする、圧電磁
器材料である。
【０００６】
【作用】ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 を添加することに
よって、焼成時に、これらの添加物と鉛との化合物が形
成される。それによって、焼成時における酸化鉛の蒸発
量が抑制される。また、これらの添加物の添加量によっ
て、焼成時における焼成炉中の鉛雰囲気の状態がコント
ロールされる。
よって、焼成時に、これらの添加物と鉛との化合物が形
成される。それによって、焼成時における酸化鉛の蒸発
量が抑制される。また、これらの添加物の添加量によっ
て、焼成時における焼成炉中の鉛雰囲気の状態がコント
ロールされる。
【０００７】さらに、形成されたＳｉ化合物やＡｌ化合
物は低融点物質であるため、焼成時における材料の拡散
性が向上する。
物は低融点物質であるため、焼成時における材料の拡散
性が向上する。
【０００８】
【発明の効果】この発明によれば、酸化鉛の蒸発量が抑
制されるため、焼成時の鉛雰囲気の濃度勾配などの焼結
性を阻害する要因が軽減され、変形不良の改善などに効
果的である。さらに、ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 の添
加量によって、焼成時の鉛雰囲気状態がコントロールさ
れるため、従来のような焼成温度，焼成排風量，匣密度
などの外的手段が軽減できる。
制されるため、焼成時の鉛雰囲気の濃度勾配などの焼結
性を阻害する要因が軽減され、変形不良の改善などに効
果的である。さらに、ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 の添
加量によって、焼成時の鉛雰囲気状態がコントロールさ
れるため、従来のような焼成温度，焼成排風量，匣密度
などの外的手段が軽減できる。
【０００９】また、Ｓｉ化合物，Ａｌ化合物の形成によ
って、材料の拡散力が向上するため、低温焼成化や焼結
安定温度域の拡張が図れ、焼結体のばらつき、すなわち
電気特性としての電気機械結合係数の分散を縮小するこ
とができる。
って、材料の拡散力が向上するため、低温焼成化や焼結
安定温度域の拡張が図れ、焼結体のばらつき、すなわち
電気特性としての電気機械結合係数の分散を縮小するこ
とができる。
【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００１１】
【実施例】｛ＰｂＳｒ｝｛（ＴｉＺｒ）（ＭｎＮｂ）｝
Ｏ3 系の圧電磁器材料の製造工程において、ＰｂＯ，Ｔ
ｉＯ2 ，ＺｒＯ2 などの素原料を調合する工程、あるい
はこれらの仮焼物にバインダなどを添加する工程でＳｉ
Ｏ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 あるいはＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との両
方を一定量添加する。
Ｏ3 系の圧電磁器材料の製造工程において、ＰｂＯ，Ｔ
ｉＯ2 ，ＺｒＯ2 などの素原料を調合する工程、あるい
はこれらの仮焼物にバインダなどを添加する工程でＳｉ
Ｏ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 あるいはＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との両
方を一定量添加する。
【００１２】これを原料として、成形して焼成すると、
鉛とＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 との化合物が形成され
る。そして、未反応酸化鉛が減少し、焼成時の酸化鉛蒸
発量が抑制される。また、ＳｉＯ2あるいはＡｌ2 Ｏ3
の添加量によって、酸化鉛蒸発量が変化する。そのた
め、焼成時の酸化鉛蒸発量さらには焼成時の鉛雰囲気濃
度が、ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 の添加量で調整でき
る。
鉛とＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 との化合物が形成され
る。そして、未反応酸化鉛が減少し、焼成時の酸化鉛蒸
発量が抑制される。また、ＳｉＯ2あるいはＡｌ2 Ｏ3
の添加量によって、酸化鉛蒸発量が変化する。そのた
め、焼成時の酸化鉛蒸発量さらには焼成時の鉛雰囲気濃
度が、ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 の添加量で調整でき
る。
【００１３】さらに、Ｓｉ化合物やＡｌ化合物などの低
融点物質が形成されるため、焼結時の材料の拡散力が向
上し、低温で焼結でき、焼結体の電気的特性のばらつき
を改善することができる。
融点物質が形成されるため、焼結時の材料の拡散力が向
上し、低温で焼結でき、焼結体の電気的特性のばらつき
を改善することができる。
【００１４】（実施例１）まず、出発原料としてＰｂ
Ｏ，ＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，ＳｒＣＯ3 ，ＭｎＣＯ3 およ
びＮｂ2 Ｏ5 を使用し、これらの粉末を｛Ｐｂ1.00Ｓｒ
0.01｝｛（Ｔｉ0.55Ｚｒ0.45）（Ｍｎ0.9 Ｎｂ0.1 ）
0.01｝Ｏ3 の化学式になるように秤量し、秤量物を得
た。この秤量物にＣｒ2 Ｏ3 ，ＷＯ3 を一定量添加し、
水を媒体に混合し粉砕して、スラリを得た。こうして得
られたスラリを脱水し乾燥した後、９００℃で仮焼し、
仮焼物を得た。さらに、この仮焼物をハンマーミルで乾
式粉砕し、再度水を媒体としてポリビニルアルコール系
バインダを１．５重量％添加して、スラリを得た。この
ときに、ＳｉＯ2 を０．０２〜０．０４重量％あるいは
Ａｌ2 Ｏ3 を０．０２〜０．０４重量％同時に添加し、
十分な混合を行った。
Ｏ，ＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，ＳｒＣＯ3 ，ＭｎＣＯ3 およ
びＮｂ2 Ｏ5 を使用し、これらの粉末を｛Ｐｂ1.00Ｓｒ
0.01｝｛（Ｔｉ0.55Ｚｒ0.45）（Ｍｎ0.9 Ｎｂ0.1 ）
0.01｝Ｏ3 の化学式になるように秤量し、秤量物を得
た。この秤量物にＣｒ2 Ｏ3 ，ＷＯ3 を一定量添加し、
水を媒体に混合し粉砕して、スラリを得た。こうして得
られたスラリを脱水し乾燥した後、９００℃で仮焼し、
仮焼物を得た。さらに、この仮焼物をハンマーミルで乾
式粉砕し、再度水を媒体としてポリビニルアルコール系
バインダを１．５重量％添加して、スラリを得た。この
ときに、ＳｉＯ2 を０．０２〜０．０４重量％あるいは
Ａｌ2 Ｏ3 を０．０２〜０．０４重量％同時に添加し、
十分な混合を行った。
【００１５】このスラリをスプレドライヤによって造粒
し乾燥して、粉末を得た。この粉末をプレス機で、成形
圧１ｔ／ｃｍ2 で２５×３５ｍｍの角板状に成形して、
成形体を得た。こうして得られた成形体を一度脱バイン
ダを行う目的で７００℃で仮焼成し、仮焼成体の重量を
測定後、再度１２６０℃で本焼成し、焼結体の重量を測
定した。
し乾燥して、粉末を得た。この粉末をプレス機で、成形
圧１ｔ／ｃｍ2 で２５×３５ｍｍの角板状に成形して、
成形体を得た。こうして得られた成形体を一度脱バイン
ダを行う目的で７００℃で仮焼成し、仮焼成体の重量を
測定後、再度１２６０℃で本焼成し、焼結体の重量を測
定した。
【００１６】図１は一実施例および従来例の本焼成時の
重量減（％）を示すグラフである。。なお、本焼成時の
重量減（％）は、次式によって計算される。
重量減（％）を示すグラフである。。なお、本焼成時の
重量減（％）は、次式によって計算される。
【００１７】
【００１８】図１に示すように、本焼成時の重量減
（％）は、ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 を添加すること
によって減少する。すなわち、仮焼成（７００℃）後の
本焼成時に蒸発する物質は、酸化鉛に限定されるため、
ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 と酸化鉛とが化合すること
によって、本焼成時の酸化鉛蒸発量が抑制できる。
（％）は、ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 を添加すること
によって減少する。すなわち、仮焼成（７００℃）後の
本焼成時に蒸発する物質は、酸化鉛に限定されるため、
ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 と酸化鉛とが化合すること
によって、本焼成時の酸化鉛蒸発量が抑制できる。
【００１９】さらに、酸化鉛の蒸発量は、ＳｉＯ2 ある
いはＡｌ2 Ｏ3 の添加量によって変化することから、本
焼成時の酸化鉛蒸発量さらには本焼成時の鉛雰囲気濃度
は、ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 の添加量によってコン
トロールできる。
いはＡｌ2 Ｏ3 の添加量によって変化することから、本
焼成時の酸化鉛蒸発量さらには本焼成時の鉛雰囲気濃度
は、ＳｉＯ2 あるいはＡｌ2 Ｏ3 の添加量によってコン
トロールできる。
【００２０】次に、上述の成形体の中から、代表的なも
のとして、ＳｉＯ2の０．０２重量％添加品とＡｌ2 Ｏ
3 の０．０２重量％添加品とを１１００℃，１１５０
℃，１２００℃，１２５０℃の各温度で本焼成した。そ
して、そのときの収縮率（成形体長さ／焼成体長さ）を
測定した。
のとして、ＳｉＯ2の０．０２重量％添加品とＡｌ2 Ｏ
3 の０．０２重量％添加品とを１１００℃，１１５０
℃，１２００℃，１２５０℃の各温度で本焼成した。そ
して、そのときの収縮率（成形体長さ／焼成体長さ）を
測定した。
【００２１】図２はこの発明の一実施例および従来例の
本焼成時の収縮率を示すグラフである。
本焼成時の収縮率を示すグラフである。
【００２２】図２に示すように、ＳｉＯ2 あるいはＡｌ
2 Ｏ3 を０．０２重量％添加することによって、焼成開
始温度が３０〜５０℃低温側にシフトしている。さら
に、収縮の安定域が１１５０〜１２００℃にまで拡大し
ている。
2 Ｏ3 を０．０２重量％添加することによって、焼成開
始温度が３０〜５０℃低温側にシフトしている。さら
に、収縮の安定域が１１５０〜１２００℃にまで拡大し
ている。
【００２３】（実施例２）まず、出発原料としてＰｂ
Ｏ，ＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，ＳｒＣＯ3 ，ＭｎＣＯ3 およ
びＮｂ2 Ｏ5 を使用し、これらの粉末を｛Ｐｂ1.00Ｓｒ
0.01｝｛（Ｔｉ0.55Ｚｒ0.45）（Ｍｎ0.9 Ｎｂ0.1 ）
0.01｝Ｏ3 の化学式になるように秤量し、秤量物を得
た。この秤量物を水を媒体に混合し粉砕して、スラリを
得た。こうして得られたスラリを脱水し乾燥した後、８
８０℃で仮焼し、仮焼物を得た。さらに、この仮焼物を
乾式粉砕し、再度水を媒体としてＳｉＯ2 を０．０１５
重量％添加し、ポリビニルアルコール系バインダ１．５
重量％とともに混合してスラリを得た。
Ｏ，ＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，ＳｒＣＯ3 ，ＭｎＣＯ3 およ
びＮｂ2 Ｏ5 を使用し、これらの粉末を｛Ｐｂ1.00Ｓｒ
0.01｝｛（Ｔｉ0.55Ｚｒ0.45）（Ｍｎ0.9 Ｎｂ0.1 ）
0.01｝Ｏ3 の化学式になるように秤量し、秤量物を得
た。この秤量物を水を媒体に混合し粉砕して、スラリを
得た。こうして得られたスラリを脱水し乾燥した後、８
８０℃で仮焼し、仮焼物を得た。さらに、この仮焼物を
乾式粉砕し、再度水を媒体としてＳｉＯ2 を０．０１５
重量％添加し、ポリビニルアルコール系バインダ１．５
重量％とともに混合してスラリを得た。
【００２４】このスラリをスプレドライヤによって造粒
し乾燥して、粉末を得た。この粉末をロータリプレス機
で角板状に成形して、成形体を得た。こうして得られた
成形体をアルミナ磁器匣にＺｒＯ2 パウダをふりかけ、
６枚積み重ねた。このように積み重ねた成形体の山を１
つの匣内に６山匣詰めして、トンネル炉において１２６
５℃の温度で焼成した。
し乾燥して、粉末を得た。この粉末をロータリプレス機
で角板状に成形して、成形体を得た。こうして得られた
成形体をアルミナ磁器匣にＺｒＯ2 パウダをふりかけ、
６枚積み重ねた。このように積み重ねた成形体の山を１
つの匣内に６山匣詰めして、トンネル炉において１２６
５℃の温度で焼成した。
【００２５】このようにして得られた焼結体のうち、上
下各１枚を除く２４枚（＝４枚×６山）のセラミックス
に電極として、銀を焼き付けした。そして、４ｋＶの電
界を印加して分極し、１５０℃で３分間エージングを行
ったのち、圧電特性を測定した。
下各１枚を除く２４枚（＝４枚×６山）のセラミックス
に電極として、銀を焼き付けした。そして、４ｋＶの電
界を印加して分極し、１５０℃で３分間エージングを行
ったのち、圧電特性を測定した。
【００２６】表１に示すように、焼結体間の電気特性と
しての電気機械結合係数の分散（σ2 ）が、ＳｉＯ2 無
添加品に比べて約１／３に減少する。
しての電気機械結合係数の分散（σ2 ）が、ＳｉＯ2 無
添加品に比べて約１／３に減少する。
【００２７】
【表１】
【図１】この発明の一実施例および従来例の本焼成時の
重量減（％）を示すグラフである。
重量減（％）を示すグラフである。
【図２】この発明の一実施例および従来例の本焼成時の
収縮率を示すグラフである。
収縮率を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ｛ＰｂＳｒ｝｛（ＴｉＺｒ）（ＭｎＮ
ｂ）｝Ｏ3 系の圧電磁器材料において、 ＳｉＯ2 を０．００５〜０．０４０重量％およびＡｌ2
Ｏ3 を０．００５〜０．０４０重量％のうち少なくとも
一方を含有することを特徴とする、圧電磁器材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20127591A JP3163664B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 圧電磁器材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20127591A JP3163664B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 圧電磁器材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0524916A true JPH0524916A (ja) | 1993-02-02 |
| JP3163664B2 JP3163664B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=16438266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20127591A Expired - Lifetime JP3163664B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 圧電磁器材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3163664B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2793788A1 (fr) * | 1999-05-20 | 2000-11-24 | Murata Manufacturing Co | Matiere ceramique piezoelectrique et corps fritte obtenu au moyen de cette matiere |
| DE10048373C2 (de) * | 1999-09-29 | 2003-02-06 | Murata Manufacturing Co | Piezoelektrische Keramiken und Verwendung derselben als Oberflächenwellenbauelemente |
| EP1728773A1 (en) * | 2004-03-26 | 2006-12-06 | TDK Corporation | Piezoelectric ceramic composition |
| DE10140396B4 (de) * | 2000-08-18 | 2007-02-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo | Gesinterter Piezoelektrischer Keramikpressling, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP20127591A patent/JP3163664B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2793788A1 (fr) * | 1999-05-20 | 2000-11-24 | Murata Manufacturing Co | Matiere ceramique piezoelectrique et corps fritte obtenu au moyen de cette matiere |
| US6299791B1 (en) * | 1999-05-20 | 2001-10-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic material and piezoelectric ceramic sintered body obtained using the same |
| CN1102554C (zh) * | 1999-05-20 | 2003-03-05 | 株式会社村田制作所 | 压电陶瓷材料及由其制成的压电陶瓷烧结体 |
| DE10024823B4 (de) * | 1999-05-20 | 2005-03-10 | Murata Manufacturing Co | Piezoelektrisches Keramikmaterial und unter Verwendung desselben erhaltener gesinterter piezoelektrischer Keramikkörper |
| KR100487420B1 (ko) * | 1999-05-20 | 2005-05-03 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 압전 세라믹 재료 및 이를 사용하여 얻은 압전 세라믹 소결체 |
| DE10048373C2 (de) * | 1999-09-29 | 2003-02-06 | Murata Manufacturing Co | Piezoelektrische Keramiken und Verwendung derselben als Oberflächenwellenbauelemente |
| DE10140396B4 (de) * | 2000-08-18 | 2007-02-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo | Gesinterter Piezoelektrischer Keramikpressling, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
| EP1728773A1 (en) * | 2004-03-26 | 2006-12-06 | TDK Corporation | Piezoelectric ceramic composition |
| EP1728773A4 (en) * | 2004-03-26 | 2009-08-19 | Tdk Corp | PIEZOELECTRIC CERAMIC COMPOSITION |
| US8142677B2 (en) | 2004-03-26 | 2012-03-27 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramic composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3163664B2 (ja) | 2001-05-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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