JPH061655A - 圧電磁器 - Google Patents
圧電磁器Info
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- JPH061655A JPH061655A JP4189961A JP18996192A JPH061655A JP H061655 A JPH061655 A JP H061655A JP 4189961 A JP4189961 A JP 4189961A JP 18996192 A JP18996192 A JP 18996192A JP H061655 A JPH061655 A JP H061655A
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- piezoelectric
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械的品質係数Ｑｍ値が小さく、かつ、耐熱
性に優れた圧電磁器であって、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
が可能なフィルタ素子用の圧電磁器を得る。 【構成】 ＰｂＺｒ1-XＴｉXＯ3（但し、Ｘ＝０．４５
〜０．５４）で表されるチタン酸ジルコン酸鉛のＰｂ原
子の０．１〜５．０モル％を、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓ
ｍ，Ｅｕ，及びＧｄからなる群より選ばれる少なくとも
１種で置換し、さらに、Ｐｂ原子の８モル％までを、Ｃ
ａ，Ｓｒ，及びＢａからなる群より選ばれる少なくとも
１種で置換してなる組成物に対して、ＭｎをＭｎＯ2に
換算して０．００５〜０．９重量％含有させる。
性に優れた圧電磁器であって、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
が可能なフィルタ素子用の圧電磁器を得る。 【構成】 ＰｂＺｒ1-XＴｉXＯ3（但し、Ｘ＝０．４５
〜０．５４）で表されるチタン酸ジルコン酸鉛のＰｂ原
子の０．１〜５．０モル％を、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓ
ｍ，Ｅｕ，及びＧｄからなる群より選ばれる少なくとも
１種で置換し、さらに、Ｐｂ原子の８モル％までを、Ｃ
ａ，Ｓｒ，及びＢａからなる群より選ばれる少なくとも
１種で置換してなる組成物に対して、ＭｎをＭｎＯ2に
換算して０．００５〜０．９重量％含有させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、セラミック発振子、
セラミックフィルタ、セラミックディスクリミネータな
どの圧電素子、特に、耐熱性が要求される表面実装型の
圧電部品に使用される圧電磁器に関する。
セラミックフィルタ、セラミックディスクリミネータな
どの圧電素子、特に、耐熱性が要求される表面実装型の
圧電部品に使用される圧電磁器に関する。
【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
用いられており、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
用いられており、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（圧電フィ
ルタ）用の圧電磁器としては、機械的品質係数Ｑｍ値の
小さいことが要求される。そして、この機械的品質係数
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
圧電磁器や、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（ＴｉXＺｒ
1-X）Ｏ3）のＰｂ原子の一部を希土類元素で置換した圧
電磁器などが知られている。
平坦で、位相歪が小さいセラミックフィルタ（圧電フィ
ルタ）用の圧電磁器としては、機械的品質係数Ｑｍ値の
小さいことが要求される。そして、この機械的品質係数
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
圧電磁器や、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（ＴｉXＺｒ
1-X）Ｏ3）のＰｂ原子の一部を希土類元素で置換した圧
電磁器などが知られている。
【０００４】また、上記の圧電磁器の他にも、圧電磁器
に微量成分を拡散させた材料として、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔ
ｉ0.48）Ｏ3にＭｎを拡散させた材料が報告されている
（M.Takahashi and S.takahashi ; Japan. J. Appl. ph
ys. Vol.9, No8, pp.1006 (1970) ）。
に微量成分を拡散させた材料として、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔ
ｉ0.48）Ｏ3にＭｎを拡散させた材料が報告されている
（M.Takahashi and S.takahashi ; Japan. J. Appl. ph
ys. Vol.9, No8, pp.1006 (1970) ）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の機
械的品質係数Ｑｍ値の小さい圧電磁器は、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、キュリー温度が低く、耐熱
性が不十分なものが多い。
械的品質係数Ｑｍ値の小さい圧電磁器は、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、キュリー温度が低く、耐熱
性が不十分なものが多い。
【０００６】また、上記従来の機械的品質係数Ｑｍ値が
小さい圧電磁器は、キュリー温度が高いものであって
も、半田付け工程などで温度上昇を伴う場合において
は、圧電磁器の両端に形成した電極間を短絡させたとき
はよいが、開放したときには、電気機械結合係数Ｋが低
下し、共振・反共振周波数が大きくずれてしまうという
問題点がある。
小さい圧電磁器は、キュリー温度が高いものであって
も、半田付け工程などで温度上昇を伴う場合において
は、圧電磁器の両端に形成した電極間を短絡させたとき
はよいが、開放したときには、電気機械結合係数Ｋが低
下し、共振・反共振周波数が大きくずれてしまうという
問題点がある。
【０００７】このため、上記従来のＱｍ値が小さい圧電
磁器は、表面実装型のフィルタ素子として使用した場
合、リフロー半田付けの工程で高温（約２５０℃）にさ
らされると、フィルタ特性が大きく劣化するという問題
点がある。
磁器は、表面実装型のフィルタ素子として使用した場
合、リフロー半田付けの工程で高温（約２５０℃）にさ
らされると、フィルタ特性が大きく劣化するという問題
点がある。
【０００８】また、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3にＭ
ｎを拡散させた材料（M.Takahashi and S.takahashi ;
Japan. J. Appl. phys. Vol.9, No8, pp.1006 (1970)
）では、共振・反共振周波数の温度特性が悪いという
問題点があり、フィルタ素子用の材料として用いるには
不適当である。
ｎを拡散させた材料（M.Takahashi and S.takahashi ;
Japan. J. Appl. phys. Vol.9, No8, pp.1006 (1970)
）では、共振・反共振周波数の温度特性が悪いという
問題点があり、フィルタ素子用の材料として用いるには
不適当である。
【０００９】この発明は、上記の問題点を解決するもの
であり、機械的品質係数Ｑｍ値が小さく、かつ、耐熱性
に優れた圧電磁器であって、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
可能なフィルタ素子用の圧電磁器を提供することを目的
とする。
であり、機械的品質係数Ｑｍ値が小さく、かつ、耐熱性
に優れた圧電磁器であって、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
可能なフィルタ素子用の圧電磁器を提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、この発明の圧電磁器は、ＰｂＺｒ1-XＴｉXＯ
3（但し、Ｘ＝０．４５〜０．５４）で表されるチタン
酸ジルコン酸鉛のＰｂ原子の０．１〜５．０モル％を、
Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，及びＧｄからなる群よ
り選ばれる少なくとも１種で置換し、さらに、Ｐｂ原子
の８モル％までを、Ｃａ，Ｓｒ，及びＢａからなる群よ
り選ばれる少なくとも１種で置換してなる圧電磁器に対
して、ＭｎをＭｎＯ2に換算して０．００５〜０．９重
量％含有させたことを特徴とする。
めに、この発明の圧電磁器は、ＰｂＺｒ1-XＴｉXＯ
3（但し、Ｘ＝０．４５〜０．５４）で表されるチタン
酸ジルコン酸鉛のＰｂ原子の０．１〜５．０モル％を、
Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，及びＧｄからなる群よ
り選ばれる少なくとも１種で置換し、さらに、Ｐｂ原子
の８モル％までを、Ｃａ，Ｓｒ，及びＢａからなる群よ
り選ばれる少なくとも１種で置換してなる圧電磁器に対
して、ＭｎをＭｎＯ2に換算して０．００５〜０．９重
量％含有させたことを特徴とする。
【００１１】また、この発明の圧電磁器は、前記Ｍｎ
が、拡散により含有せしめたものであることを特徴とす
る。
が、拡散により含有せしめたものであることを特徴とす
る。
【００１２】また、この発明の圧電磁器は、前記Ｍｎ
が、圧電磁器の粒内部より、粒界層に高濃度で存在して
いることを特徴とする。
が、圧電磁器の粒内部より、粒界層に高濃度で存在して
いることを特徴とする。
【００１３】上記のように、この発明の圧電磁器は、機
械的品質係数Ｑｍ値が小さく、キュリー温度が高い圧電
磁器に対して、Ｍｎを含有させることにより、抵抗率を
低下させることを特徴とするものであり、特に、Ｍｎを
（例えば９００〜１１００℃の温度で）圧電磁器中に拡
散させ、Ｍｎを粒内部よりも粒界層で高濃度になるよう
に偏在させることにより、その抵抗率を低下させるよう
にしたものである。
械的品質係数Ｑｍ値が小さく、キュリー温度が高い圧電
磁器に対して、Ｍｎを含有させることにより、抵抗率を
低下させることを特徴とするものであり、特に、Ｍｎを
（例えば９００〜１１００℃の温度で）圧電磁器中に拡
散させ、Ｍｎを粒内部よりも粒界層で高濃度になるよう
に偏在させることにより、その抵抗率を低下させるよう
にしたものである。
【００１４】
【作用】例えば、分極処理済みの圧電磁器を加熱し、こ
れを室温に戻したときには焦電電荷が発生する。この焦
電電荷による電場は、圧電磁器の分極方向と反対方向に
発生し、圧電磁器の分極の大きさを減少させる。
れを室温に戻したときには焦電電荷が発生する。この焦
電電荷による電場は、圧電磁器の分極方向と反対方向に
発生し、圧電磁器の分極の大きさを減少させる。
【００１５】この発明は、焦電電荷を速やかに消滅さ
せ、圧電磁器の分極の大きさが低下することを防止する
ために、圧電磁器にＭｎを含有させるものであり、特
に、Ｍｎを、例えば９００〜１１００℃の温度で拡散さ
せて含有させることにより、圧電磁器の抵抗率を低下さ
せ、焦電電荷を速やかに放電させ、分極方向と反対方向
の電場が長時間印加されることを防止する。そして、こ
れにより、残留分極の大きさが減少することを抑制し、
共振・反共振周波数の変化量を減少させる。
せ、圧電磁器の分極の大きさが低下することを防止する
ために、圧電磁器にＭｎを含有させるものであり、特
に、Ｍｎを、例えば９００〜１１００℃の温度で拡散さ
せて含有させることにより、圧電磁器の抵抗率を低下さ
せ、焦電電荷を速やかに放電させ、分極方向と反対方向
の電場が長時間印加されることを防止する。そして、こ
れにより、残留分極の大きさが減少することを抑制し、
共振・反共振周波数の変化量を減少させる。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の実施例を示して、発明をさ
らに具体的に説明する。まず、圧電磁器の構成材料であ
るＰｂＯ，ＳｒＣＯ3，ＣｅＯ2，Ｐｒ2Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，
Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，の
各原料を表１に示すような組成となるように秤取し、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、８０
０〜９００℃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。
らに具体的に説明する。まず、圧電磁器の構成材料であ
るＰｂＯ，ＳｒＣＯ3，ＣｅＯ2，Ｐｒ2Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，
Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，の
各原料を表１に示すような組成となるように秤取し、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、８０
０〜９００℃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。
【００１７】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時間焼成を行
ない、直径１０mm、厚さ１mmの円板状の磁器を得た。こ
の磁器の表面に、ＭｎＣＯ3をワニスで練って作製した
ペーストを筆で塗布し、乾燥させた後、これを９００〜
１１００℃の温度で２時間加熱して拡散処理を施した。
その後、この磁器を厚さ０．５mmに研磨し、両端面（両
主面）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（振動子試料）を得た。なお、比較のため、
上記実施例と同様の方法でこの発明の範囲外の圧電磁器
（振動子試料）を作製した。
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時間焼成を行
ない、直径１０mm、厚さ１mmの円板状の磁器を得た。こ
の磁器の表面に、ＭｎＣＯ3をワニスで練って作製した
ペーストを筆で塗布し、乾燥させた後、これを９００〜
１１００℃の温度で２時間加熱して拡散処理を施した。
その後、この磁器を厚さ０．５mmに研磨し、両端面（両
主面）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（振動子試料）を得た。なお、比較のため、
上記実施例と同様の方法でこの発明の範囲外の圧電磁器
（振動子試料）を作製した。
【００１８】そして、これらの試料について、比抵抗
ρ，径方向の振動における電気機械結合係数Ｋｐ，機械
的品質係数Ｑｍｐ，及び−２０℃〜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）を測定した。
ρ，径方向の振動における電気機械結合係数Ｋｐ，機械
的品質係数Ｑｍｐ，及び−２０℃〜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）を測定した。
【００１９】また、振動子試料を２５０℃の恒温槽に３
分間入れて加熱処理を施し、両端電極間を開放させたま
ま取り出した後、約１時間放置し、共振周波数Ｆｒ及び
反共振周波数Ｆａの変化量ΔＦｒ，ΔＦａを測定した。
分間入れて加熱処理を施し、両端電極間を開放させたま
ま取り出した後、約１時間放置し、共振周波数Ｆｒ及び
反共振周波数Ｆａの変化量ΔＦｒ，ΔＦａを測定した。
【００２０】上記実施例における、各特性（比抵抗ρ，
電気機械結合係数Ｋｐ，機械的品質係数Ｑｍｐ，共振周
波数Ｆｒの温度変化率（Ｆｒ−ＴＣ），共振周波数及び
反共振周波数の変化量ΔＦｒ，ΔＦａ）についての測定
結果を表１に示す。
電気機械結合係数Ｋｐ，機械的品質係数Ｑｍｐ，共振周
波数Ｆｒの温度変化率（Ｆｒ−ＴＣ），共振周波数及び
反共振周波数の変化量ΔＦｒ，ΔＦａ）についての測定
結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】なお、表１において、Ａ，ｘ，Ｂ，ｙ，
ｚ，αはそれぞれ、下記の式(1)： Ｐｂ1-X-YＡXＢYＺｒ1-ZＴｉZＯ3 ＋ α(wt%)ＭｎＯ2 ……(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（Ｂａ，Ｓｒ，及びＣａの
少なくとも１種）の種類，ｘはその割合（モル％）を示
しており、ＢはＰｂと置換した元素（Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎ
ｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，及びＧｄの少なくとも１種）の種類，
ｙはその割合（モル％）を示している。また、ｚはＴｉ
の割合（モル％）を示しており、αはＭｎＯ2の含有割
合（重量％）を示している。
ｚ，αはそれぞれ、下記の式(1)： Ｐｂ1-X-YＡXＢYＺｒ1-ZＴｉZＯ3 ＋ α(wt%)ＭｎＯ2 ……(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（Ｂａ，Ｓｒ，及びＣａの
少なくとも１種）の種類，ｘはその割合（モル％）を示
しており、ＢはＰｂと置換した元素（Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎ
ｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，及びＧｄの少なくとも１種）の種類，
ｙはその割合（モル％）を示している。また、ｚはＴｉ
の割合（モル％）を示しており、αはＭｎＯ2の含有割
合（重量％）を示している。
【００２３】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。
明の範囲外の圧電磁器（比較例）を示している。
【００２４】表１に示す各試料、及び表１には示してい
ない他の試料についての測定結果より、Ａ（Ｓｒ，Ｂ
ａ，Ｃａ）の置換量が合計８モル％を越えるとキュリー
温度が低下するとともに、加熱後の共振・反共振周波数
の変化量ΔＦｒ，ΔＦａが大きくなり、耐熱性が悪化す
ることがわかった。
ない他の試料についての測定結果より、Ａ（Ｓｒ，Ｂ
ａ，Ｃａ）の置換量が合計８モル％を越えるとキュリー
温度が低下するとともに、加熱後の共振・反共振周波数
の変化量ΔＦｒ，ΔＦａが大きくなり、耐熱性が悪化す
ることがわかった。
【００２５】また、Ｂ（Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅ
ｕ，Ｇｄ）の置換量ｙが０．１モル％未満の場合、Ｆｒ
の温度変化率Ｆｒ−ＴＣが大きくなるなどの問題があ
り、また、置換量ｙが５．０モル％を越えるとキュリー
温度が低下し、耐熱性が悪化することがわかった。
ｕ，Ｇｄ）の置換量ｙが０．１モル％未満の場合、Ｆｒ
の温度変化率Ｆｒ−ＴＣが大きくなるなどの問題があ
り、また、置換量ｙが５．０モル％を越えるとキュリー
温度が低下し、耐熱性が悪化することがわかった。
【００２６】さらに、Ｔｉの割合ｚが５４モル％を越え
ると電気機械結合係数Ｋｐが低下し、また、ｚが４５モ
ル％未満になるとキュリー温度が低下し、耐熱性が悪化
することがわかった。
ると電気機械結合係数Ｋｐが低下し、また、ｚが４５モ
ル％未満になるとキュリー温度が低下し、耐熱性が悪化
することがわかった。
【００２７】また、表１より、この発明の範囲外の試料
（試料No.１）とこの発明の実施例の試料（例えば、試
料No.２）を比較すると、実施例の圧電磁器（試料No.
２）は、Ｍｎを含有していない試料（試料No.１）に比
べて、比抵抗（抵抗率）ρが１桁以上小さくなっている
ことがわかる。
（試料No.１）とこの発明の実施例の試料（例えば、試
料No.２）を比較すると、実施例の圧電磁器（試料No.
２）は、Ｍｎを含有していない試料（試料No.１）に比
べて、比抵抗（抵抗率）ρが１桁以上小さくなっている
ことがわかる。
【００２８】また、試料No.２について、透過型電子顕
微鏡を用いて粒内部と粒界層に存在する元素を特性Ｘ線
のスペクトルにより分析した。その結果をそれぞれ、図
１及び図２に示す。
微鏡を用いて粒内部と粒界層に存在する元素を特性Ｘ線
のスペクトルにより分析した。その結果をそれぞれ、図
１及び図２に示す。
【００２９】図１及び図２より、拡散により含有させた
Ｍｎは、圧電磁器（セラミックス）の粒内部よりも粒界
層において高濃度で分布していることがわかる。すなわ
ち、Ｍｎが圧電磁器の粒界層に偏在することにより、圧
電磁器の比抵抗（抵抗率）ρが低下したことがわかる。
Ｍｎは、圧電磁器（セラミックス）の粒内部よりも粒界
層において高濃度で分布していることがわかる。すなわ
ち、Ｍｎが圧電磁器の粒界層に偏在することにより、圧
電磁器の比抵抗（抵抗率）ρが低下したことがわかる。
【００３０】そして、比抵抗ρが低下した結果、表１に
示すように、加熱後の共振周波数及び反共振周波数の周
波数変化量ΔＦｒ，ΔＦａが大幅に小さくなっているこ
とがわかる。しかもこの場合、機械的品質係数Ｑｍｐは
Ｍｎを含有しない試料No.１とほとんど変らず、Ｋｐの
値は、試料No.１よりもかなり大きくなっており、この
点においても、実施例の圧電磁器はその特性が向上して
いることがわかる。
示すように、加熱後の共振周波数及び反共振周波数の周
波数変化量ΔＦｒ，ΔＦａが大幅に小さくなっているこ
とがわかる。しかもこの場合、機械的品質係数Ｑｍｐは
Ｍｎを含有しない試料No.１とほとんど変らず、Ｋｐの
値は、試料No.１よりもかなり大きくなっており、この
点においても、実施例の圧電磁器はその特性が向上して
いることがわかる。
【００３１】なお、Ｍｎの添加量がＭｎＯ2に換算して
０．００５重量％未満の場合、比抵抗（抵抗率）ρや周
波数変化量ΔＦｒ，ΔＦａなどの特性改善の効果が不十
分であり、また、０．９重量％を越えると機械的品質係
数Ｑｍｐが大きくなったり、周波数変化量ΔＦｒ，ΔＦ
ａが大きくなったりするという問題が生じるため、Ｍｎ
の添加量は、ＭｎＯ2に換算して０．００５〜０．９重
量％の範囲にあることが好ましい。
０．００５重量％未満の場合、比抵抗（抵抗率）ρや周
波数変化量ΔＦｒ，ΔＦａなどの特性改善の効果が不十
分であり、また、０．９重量％を越えると機械的品質係
数Ｑｍｐが大きくなったり、周波数変化量ΔＦｒ，ΔＦ
ａが大きくなったりするという問題が生じるため、Ｍｎ
の添加量は、ＭｎＯ2に換算して０．００５〜０．９重
量％の範囲にあることが好ましい。
【００３２】
【発明の効果】上述のように、この発明の圧電磁器は、
ＰｂＺｒ1-XＴｉXＯ3（但し、Ｘ＝０．４５〜０．５
４）で表されるチタン酸ジルコン酸鉛のＰｂ原子の０．
１〜５．０モル％を、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，
及びＧｄからなる群より選ばれる少なくとも１種で置換
し、さらに、Ｐｂ原子の８モル％までを、Ｃａ，Ｓｒ，
及びＢａからなる群より選ばれる少なくとも１種で置換
してなる圧電磁器に対して、ＭｎをＭｎＯ2に換算して
０．００５〜０．９重量％含有させるようにしているの
で、電気機械結合係数Ｋが大きく、かつ、共振周波数及
び反共振周波数の温度変化率、及び機械的品質係数Ｑｍ
の値が小さい（例えばＱｍ＝１００以下）圧電磁器を得
ることができる。
ＰｂＺｒ1-XＴｉXＯ3（但し、Ｘ＝０．４５〜０．５
４）で表されるチタン酸ジルコン酸鉛のＰｂ原子の０．
１〜５．０モル％を、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，
及びＧｄからなる群より選ばれる少なくとも１種で置換
し、さらに、Ｐｂ原子の８モル％までを、Ｃａ，Ｓｒ，
及びＢａからなる群より選ばれる少なくとも１種で置換
してなる圧電磁器に対して、ＭｎをＭｎＯ2に換算して
０．００５〜０．９重量％含有させるようにしているの
で、電気機械結合係数Ｋが大きく、かつ、共振周波数及
び反共振周波数の温度変化率、及び機械的品質係数Ｑｍ
の値が小さい（例えばＱｍ＝１００以下）圧電磁器を得
ることができる。
【００３３】そして、この発明の圧電磁器をセラミック
フィルタ（圧電フィルタ）素子に用いた場合、広い周波
数帯域において、群遅延時間（ＧＤＴ）特性が平坦で、
しかも位相歪が小さいという優れた特性を発揮させるこ
とが可能になり、デジタル信号に対してビット誤りを生
じにくくすることが可能になる。したがって、この発明
の圧電磁器は、デジタル対応の圧電フィルタ素子用の材
料として特に有意義である。
フィルタ（圧電フィルタ）素子に用いた場合、広い周波
数帯域において、群遅延時間（ＧＤＴ）特性が平坦で、
しかも位相歪が小さいという優れた特性を発揮させるこ
とが可能になり、デジタル信号に対してビット誤りを生
じにくくすることが可能になる。したがって、この発明
の圧電磁器は、デジタル対応の圧電フィルタ素子用の材
料として特に有意義である。
【００３４】また、この発明の圧電磁器は、加熱及び加
熱後の冷却に対する共振周波数及び反共振周波数の変化
量が小さいという特徴を有している。したがって、この
発明にかかる圧電磁器は、リフロー半田などにより表面
実装されるフィルタ素子材料として用いられた場合に
も、高温（〜２５０℃）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割合が小さ
く、表面実装に十分に対応することができる。
熱後の冷却に対する共振周波数及び反共振周波数の変化
量が小さいという特徴を有している。したがって、この
発明にかかる圧電磁器は、リフロー半田などにより表面
実装されるフィルタ素子材料として用いられた場合に
も、高温（〜２５０℃）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割合が小さ
く、表面実装に十分に対応することができる。
【図１】この発明の実施例の試料No.２の圧電磁器の粒
内部の特性Ｘ線スペクトルを示す図である。
内部の特性Ｘ線スペクトルを示す図である。
【図２】この発明の実施例の試料No.２の圧電磁器の粒
界層の特性Ｘ線スペクトルを示す図である。
界層の特性Ｘ線スペクトルを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 康信 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 ＰｂＺｒ1-XＴｉXＯ3（但し、Ｘ＝０．
４５〜０．５４）で表されるチタン酸ジルコン酸鉛のＰ
ｂ原子の０．１〜５．０モル％を、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，
Ｓｍ，Ｅｕ，及びＧｄからなる群より選ばれる少なくと
も１種で置換し、さらに、Ｐｂ原子の８モル％までを、
Ｃａ，Ｓｒ，及びＢａからなる群より選ばれる少なくと
も１種で置換してなる圧電磁器に対して、ＭｎをＭｎＯ
2に換算して０．００５〜０．９重量％含有させたこと
を特徴とする圧電磁器。 - 【請求項２】 前記Ｍｎが、拡散により含有せしめたも
のであることを特徴とする請求項１記載の圧電磁器。 - 【請求項３】 前記Ｍｎが、圧電磁器の粒内部より、粒
界層に高濃度で存在していることを特徴とする請求項１
記載の圧電磁器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18996192A JP3257046B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 圧電磁器 |
| DE69318071T DE69318071T2 (de) | 1992-06-23 | 1993-06-22 | Piezoelektrische Keramiken |
| EP93109963A EP0575966B1 (en) | 1992-06-23 | 1993-06-22 | Piezoelectric ceramics |
| SG1996003179A SG50515A1 (en) | 1992-06-23 | 1993-06-22 | Piezoelectric ceramic |
| US08/081,480 US5419844A (en) | 1992-06-23 | 1993-06-23 | Piezoelectric ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18996192A JP3257046B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 圧電磁器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH061655A true JPH061655A (ja) | 1994-01-11 |
| JP3257046B2 JP3257046B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=16250091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18996192A Expired - Fee Related JP3257046B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 圧電磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3257046B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0773594A1 (en) | 1995-11-08 | 1997-05-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic |
| CN110520397A (zh) * | 2017-03-28 | 2019-11-29 | Tdk株式会社 | 压电组合物及压电元件 |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP18996192A patent/JP3257046B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0773594A1 (en) | 1995-11-08 | 1997-05-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic |
| CN110520397A (zh) * | 2017-03-28 | 2019-11-29 | Tdk株式会社 | 压电组合物及压电元件 |
| US11659769B2 (en) | 2017-03-28 | 2023-05-23 | Tdk Corporation | Piezoelectric composition and piezoelectric element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3257046B2 (ja) | 2002-02-18 |
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