JPH05847A - 積層圧電素子磁器組成物 - Google Patents
積層圧電素子磁器組成物Info
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
溶体からなる積層圧電素子磁器組成物において、該組成
物を構成する上記個々の酸化物の比率(wt%)がPb
Oが63.17〜72.45、残部がTiO2、ZrO
2 で、且つ、TiO2 /ZrO2 が酸化物重量比で0.
89〜1.22である。
Description
層圧電素子磁器組成物に関し、特に、高調波を利用した
セラミックフィルタ、セラミック発振子等に用いる積層
圧電素子磁器組成物に関するものである。
させて、その高調波を利用した圧電素子に利用する圧電
素子磁器組成物においては、主に、モルフォトロピック
相境界近傍のPbTiO3 −PbZrO3 の2成分系か
らなるPZTに、MnO2 ,Cr2 O3 等の添加物を加
えるか、もしくは、PbTiO3 とPbZrO3 の比は
モルフォトロピック相境界近傍のままとし、MnO2 ,
Nb2 O5 等を加え、Pb(Mn,Nb)O3 −PbT
iO3 −PbZrO3 等とすることにより圧電特性の改
善を計っている。このPZTにおいては、モルフォトロ
ピック相境界近傍の組成が最も圧電性が大きく実効ポア
ソン比が大きい。現在、高周波の圧電フィルタや発振子
のほとんどが単板のエネルギー閉じ込め形であり、単板
でエネルギー閉じ込めができるためには実効ポアソン比
が1/3以上であることが必要であるため、どうしても
モルフォトロピック相境界近傍の圧電素子磁器組成物を
使用せざるを得なかった。
モルフォトロピック相境界近傍の圧電素子磁器組成物
は、温度特性や温度安定性、経時変化特性等が悪いとい
う問題があり、よって、これまでの高周波の圧電素子で
は温度特性や経時変化特性の良好なものを作製すること
ができなかった。
されたもので、温度特性、経時変化特性を改善した積層
圧電素子磁器組成物を提供することを目的とする。
子磁器組成物は、PbO−TiO2 −ZrO2 の3成分
系の固溶体からなる積層圧電素子磁器組成物において、
該組成物を構成する上記個々の酸化物の比率(wt%)
がPbOが63.17〜72.45、残部がTiO2 ,
ZrO2 で、且つ、TiO2 /ZrO2 が酸化物重量比
で0.89〜1.22であることを特徴とする。
成物は、PbO−TiO2 −ZrO2 の3成分系の固溶
体からなる積層圧電素子磁器組成物に、MnO2 及びN
b2 O5 を個々の酸化物組成重量比率で0〜5wt%
(ただし0は含まない)だけ加え、PbO−MnO2 −
Nb2 O5 −TiO2 −ZrO2 の5成分系の主成分か
らなる固溶体とし、該主成分に対し、副成分としてCr
2 O3 を0〜0.3wt%(ただし0は含まない)含有
させたことを特徴とする。
成物は、PbO−MnO2 −Nb2 O5 −TiO2 −Z
rO2 の5成分系からなる主成分に、副成分としてSb
2 O3 を酸化物組成重量比率で0〜2wt%(ただし0
は含まない)だけ含有させたことを特徴とする。
72.45wt%としたのは、63.17wt%未満で
は焼結性が低下する。また、72.45wt%を超えて
も、同様に焼結性が低下するからである。また、TiO
2 とZrO2 の重量比が0.89未満では、温度特性や
経時変化特性が悪く、また1.22を超えると、所望の
温度特性や高い電気機械結合係数が得られない。また、
MnO2 及びNb2 O5 を加えて3成分系にすることに
より、より高い電気機械結合係数を得ることができる
が、各々が5wt%を超えると焼結性が低下する。ま
た、Cr2 O3 を添加することによって、焼結性や経時
変化特性が向上するが、0.3wt%を超えると逆に経
時変化特性が悪くなる。また、Sb2 O3 を添加するこ
とによって、温度特性や電気機械結合係数においての組
成ずれに対する安定性が向上するが、2wt%を超える
と焼結性が低下する。
ように構成することにより積層構造とすると、実効ポア
ソン比が1/3以下の圧電材料において高調波を励振で
きる。また、モルフォトロピック相境界近傍から外れた
組成物とすると、温度特性、経時変化特性の良い組成と
なる。
bO,TiO2 ,ZrO2 ,MnO2 ,Nb2 O5 ,C
r2 O3 ,Sb2 O3 を、表1に示した各組成(wt
%)になるようにそれぞれ調合し、PSZをメディアと
して2時間湿式混合した。これを、900℃で仮焼した
後、バインダー混合工程で原料に対して7.5wt%の
バインダーを分散させてセラミックグリーンシート(20
0 μm) を作製した。
1を8枚用意し、内の1枚について一方の主面に、図1
に示すように、中央に励振電極用導電ペーストを塗布し
て励振電極2を形成し、ペーストが塗布されたシート面
が中央となるように上下で8枚のシートを積層圧着し、
1200℃で焼成した。焼成されたユニットを、ユニッ
ト内部の電極が厚み方向に中心からずれないように550
μmにラップし、ユニットの両主面に、図2のように、
励振用外部電極3,4と引出し電極5,6を形成し、さ
らに、図3に示すように、分極処理を施して圧電素子7
を得た。以上のようにして得られた圧電素子7につい
て、厚さ方向の電気機械結合係数(Kt)、経時変化率
(%)、およびキュリー点における共振、反共振周波数
の周波数温度特性(Fr−Tc、Fa−Tc(ppm/
℃))を測定し、その結果を表2に示した。なお、試料
No欄の*は、本発明の範囲外の組成である。また、経
時変化率は、80℃、100hr放置後の共振周波数の
変化率(ΔFr/Fr)で示す。上記の結果から、電気
機械結合係数(Kt)、経時変化率(%)、および周波
数温度特性(Fr−Tc、Fa−Tc(ppm/℃))
が優れた圧電素子を得ることができる。
で高周波のフィルタや発振子等における大きな問題であ
った温度特性や経時変化特性等について、積層構造によ
る高調波励振素子において温度特性や経時変化特性に優
れた、非常に信頼性の高い素子を得ることができ、製品
としての性能を著しく向上することができる。
するための斜視図である。
斜視図である。
めの図2のA−A線における断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 PbO−TiO2 −ZrO2 の3成分系
の固溶体からなる積層圧電素子磁器組成物において、該
組成物を構成する上記個々の酸化物の比率(wt%)が
PbOが63.17〜72.45、残部がTiO2 ,Z
rO2 で、且つ、TiO2 /ZrO2が酸化物重量比で
0.89〜1.22であることを特徴とする積層圧電素
子磁器組成物。 - 【請求項2】 請求項1記載の積層圧電素子磁器組成物
に、MnO2 及びNb2 O5 を個々の酸化物組成重量比
率で0〜5wt%(ただし0は含まない)だけ加え、P
bO−MnO2 −Nb2 O5 −TiO2 −ZrO2 の5
成分系の主成分からなる固溶体とし、該主成分に対し、
副成分としてCr2 O3 を0〜0.3wt%(ただし0
は含まない)含有させたことを特徴とする積層圧電素子
磁器組成物。 - 【請求項3】 請求項2記載の圧電素子磁器組成物の主
成分に、副成分としてSb2 O3 を酸化物組成重量比率
で0〜2wt%(ただし0は含まない)だけ含有させた
ことを特徴とする積層圧電素子磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3177296A JP2967437B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 積層圧電素子磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3177296A JP2967437B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 積層圧電素子磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05847A true JPH05847A (ja) | 1993-01-08 |
JP2967437B2 JP2967437B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=16028534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3177296A Expired - Lifetime JP2967437B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 積層圧電素子磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2967437B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07301534A (ja) * | 1994-04-29 | 1995-11-14 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電振動ジャイロ |
CN1056629C (zh) * | 1995-08-29 | 2000-09-20 | 北京燕山石油化工公司研究院 | 热塑性导电复合材料的制备方法 |
JP2006504277A (ja) * | 2002-10-25 | 2006-02-02 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 圧電素子 |
KR101330159B1 (ko) * | 2012-08-30 | 2013-11-15 | 한국세라믹기술원 | 캔틸레버형 발전기용 압전 세라믹 후막 및 그 제조 방법 |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP3177296A patent/JP2967437B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07301534A (ja) * | 1994-04-29 | 1995-11-14 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電振動ジャイロ |
CN1056629C (zh) * | 1995-08-29 | 2000-09-20 | 北京燕山石油化工公司研究院 | 热塑性导电复合材料的制备方法 |
JP2006504277A (ja) * | 2002-10-25 | 2006-02-02 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 圧電素子 |
KR101330159B1 (ko) * | 2012-08-30 | 2013-11-15 | 한국세라믹기술원 | 캔틸레버형 발전기용 압전 세라믹 후막 및 그 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2967437B2 (ja) | 1999-10-25 |
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