JPH0624841A - アクチュエータ用圧電セラミック組成物 - Google Patents
アクチュエータ用圧電セラミック組成物Info
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- JPH0624841A JPH0624841A JP3230125A JP23012591A JPH0624841A JP H0624841 A JPH0624841 A JP H0624841A JP 3230125 A JP3230125 A JP 3230125A JP 23012591 A JP23012591 A JP 23012591A JP H0624841 A JPH0624841 A JP H0624841A
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- piezo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 圧電歪定数が大きく、キューリ温度が高く、
圧電アクチュエータ用材料として極めて有用なアクチュ
エータ用圧電セラミック組成物を提供する。 【構成】 鉛、ランタン、ジルコニウム、チタン、亜
鉛、ニオブ及び酸素原子よりなり、一般式［Ｉ］ Pb(1-x)Lax[(1-z)(ZryTi(1-y))+z(Zn1/3Nb2/3)](1-x/4)O3…［Ｉ］ で示されるペロブスカイト型化合物の鉛サイトの一部
を、バリウム、カルシウム又はストロンチウムで置換し
てなる、一般式［II］ Pb(1-x-m)LaxAm[(1-z)(ZryTi(1-y))+z(Zn1/3Nb2/3)](1-x/4)O3…［II］ （但し、一般式［Ｉ］，［II］中、０＜ｘ≦０．０７，
０．３０≦ｙ≦０．６５，０＜ｚ＜０．４０，０＜ｍ≦
０．１０，Ａ＝Ｂａ，Ｃａ又はＳｒ） で表されるペロブスカイト型化合物を主体とするアクチ
ュエータ用圧電セラミック組成物より構成される。
圧電アクチュエータ用材料として極めて有用なアクチュ
エータ用圧電セラミック組成物を提供する。 【構成】 鉛、ランタン、ジルコニウム、チタン、亜
鉛、ニオブ及び酸素原子よりなり、一般式［Ｉ］ Pb(1-x)Lax[(1-z)(ZryTi(1-y))+z(Zn1/3Nb2/3)](1-x/4)O3…［Ｉ］ で示されるペロブスカイト型化合物の鉛サイトの一部
を、バリウム、カルシウム又はストロンチウムで置換し
てなる、一般式［II］ Pb(1-x-m)LaxAm[(1-z)(ZryTi(1-y))+z(Zn1/3Nb2/3)](1-x/4)O3…［II］ （但し、一般式［Ｉ］，［II］中、０＜ｘ≦０．０７，
０．３０≦ｙ≦０．６５，０＜ｚ＜０．４０，０＜ｍ≦
０．１０，Ａ＝Ｂａ，Ｃａ又はＳｒ） で表されるペロブスカイト型化合物を主体とするアクチ
ュエータ用圧電セラミック組成物より構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アクチュエータ用圧電
セラミック組成物に係り、特に、圧電歪定数が大きく、
かつキューリ温度が高く、圧電アクチュエータ用材料と
して極めて有用なアクチュエータ用圧電セラミック組成
物に関する。
セラミック組成物に係り、特に、圧電歪定数が大きく、
かつキューリ温度が高く、圧電アクチュエータ用材料と
して極めて有用なアクチュエータ用圧電セラミック組成
物に関する。
【０００２】
【従来の技術】アクチュエータとは、圧電逆効果、即ち
電気的エネルギーから機械的エネルギーへの変換作用を
用い、電圧の印加によりミクロン或いはミクロンアンダ
ーの微少変位を正確に発生させるものであって、ブザー
やポンプ、バルブ等の音響或いは流量の精密コントロー
ル、ＶＴＲヘッドのオートトラッキングやオートフォー
カス、更にはミクロンアンダーの機械的切削バイトの正
確な位置決めや、半導体製造用の微少位置決め装置等へ
の応用開発が、近年急速に進められている。
電気的エネルギーから機械的エネルギーへの変換作用を
用い、電圧の印加によりミクロン或いはミクロンアンダ
ーの微少変位を正確に発生させるものであって、ブザー
やポンプ、バルブ等の音響或いは流量の精密コントロー
ル、ＶＴＲヘッドのオートトラッキングやオートフォー
カス、更にはミクロンアンダーの機械的切削バイトの正
確な位置決めや、半導体製造用の微少位置決め装置等へ
の応用開発が、近年急速に進められている。
【０００３】従来より、アクチュエータ用圧電材料とし
ては、ジルコン酸チタン酸鉛セラミック組成物（ＰＺ
Ｔ）が優れた圧電特性を有するものとして知られてお
り、使用用途に応じて種々の改良がなされている。
ては、ジルコン酸チタン酸鉛セラミック組成物（ＰＺ
Ｔ）が優れた圧電特性を有するものとして知られてお
り、使用用途に応じて種々の改良がなされている。
【０００４】例えば、ジルコン酸チタン酸鉛の一部を、
Ｓｒ2+などの２価イオンや、Ｂｉ3+などの三価イオンで
置換する方法、Ｐｂ（Ｎｉ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 , Ｐｂ（Ｃ
ｏ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 ，Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
などの複合ペロブスカイト化合物との固溶体を合成する
方法などにより、ＰＺＴ系アクチュエータ用圧電材料の
特性の改善がなされている。
Ｓｒ2+などの２価イオンや、Ｂｉ3+などの三価イオンで
置換する方法、Ｐｂ（Ｎｉ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 , Ｐｂ（Ｃ
ｏ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 ，Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
などの複合ペロブスカイト化合物との固溶体を合成する
方法などにより、ＰＺＴ系アクチュエータ用圧電材料の
特性の改善がなされている。
【０００５】ところで、微少変位をミクロン或いはミク
ロンアンダーの精度でコントロールする圧電アクチュエ
ータ素子には、ユニモルフ型、バイモルフ型、積層型の
タイプがあり、その要求特性としては、高い圧電歪定数
（例えば、横モードの圧電歪定数ｄ31＞３００×１０
-12 ｍ／ｖ）及び高いキューリ温度（Ｔｃ＞１５０℃）
を持つことが挙げられる。
ロンアンダーの精度でコントロールする圧電アクチュエ
ータ素子には、ユニモルフ型、バイモルフ型、積層型の
タイプがあり、その要求特性としては、高い圧電歪定数
（例えば、横モードの圧電歪定数ｄ31＞３００×１０
-12 ｍ／ｖ）及び高いキューリ温度（Ｔｃ＞１５０℃）
を持つことが挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、ｄ31が３００×１０-12 ｍ／ｖを超えるような高い
圧電歪定数を持つ材料は、キューリ温度（Ｔｃ）が１０
０℃近傍に低下してしまい、素子の使用温度の上限が５
０〜６０℃に限定され、実用素子としての応用に制約が
あった。また、誘電率ε33 T/ε0 が６０００を超え、高
周波駆動の際、インピーダンスが低下して発熱し易く、
また、大容量の駆動電源を必要とするといった問題点が
あった。
に、ｄ31が３００×１０-12 ｍ／ｖを超えるような高い
圧電歪定数を持つ材料は、キューリ温度（Ｔｃ）が１０
０℃近傍に低下してしまい、素子の使用温度の上限が５
０〜６０℃に限定され、実用素子としての応用に制約が
あった。また、誘電率ε33 T/ε0 が６０００を超え、高
周波駆動の際、インピーダンスが低下して発熱し易く、
また、大容量の駆動電源を必要とするといった問題点が
あった。
【０００７】逆に、キューリ温度（Ｔｃ）の高い材料
は、圧電歪定数（ｄ31）が低くなってしまい、素子の駆
動に高い電圧を必要とするという問題点があった。
は、圧電歪定数（ｄ31）が低くなってしまい、素子の駆
動に高い電圧を必要とするという問題点があった。
【０００８】このような理由から、横モードの圧電歪定
数（ｄ31）が３００×１０-12 ｍ／ｖを超えるような高
い圧電歪定数、低誘電率（例えば、ε33 T/ε0 ＜６００
０）及び高いキューリ温度（例えば、Ｔｃ＞１５０℃）
を合わせ持つ材料の開発が望まれている。
数（ｄ31）が３００×１０-12 ｍ／ｖを超えるような高
い圧電歪定数、低誘電率（例えば、ε33 T/ε0 ＜６００
０）及び高いキューリ温度（例えば、Ｔｃ＞１５０℃）
を合わせ持つ材料の開発が望まれている。
【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あって、高い電気機械結合係数、高い圧電歪定数、低い
誘電率、高いキューリ温度を合わせ持ち、種々の圧電材
料として極めて有用なアクチュエータ用圧電セラミック
組成物を提供することを目的とする。
あって、高い電気機械結合係数、高い圧電歪定数、低い
誘電率、高いキューリ温度を合わせ持ち、種々の圧電材
料として極めて有用なアクチュエータ用圧電セラミック
組成物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及び作用】請求項１のアク
チュエータ用圧電セラミック組成物は、鉛、ランタン、
ジルコニウム、チタン、亜鉛、ニオブ及び酸素原子より
なり、一般式［Ｉ］ Pb(1-x)Lax[(1-z)(ZryTi(1-y))+z(Zn1/3Nb2/3)](1-x/4)O3…［Ｉ］ で示されるペロブスカイト型化合物の鉛サイトの一部
を、バリウム、カルシウム又はストロンチウムで置換し
てなる、一般式［II］ Pb(1-x-m)LaxAm[(1-z)(ZryTi(1-y))+z(Zn1/3Nb2/3)](1-x/4)O3…［II］ （但し、一般式［Ｉ］，［II］中、 ０＜ｘ≦０．０７ ０．３０≦ｙ≦０．６５ ０＜ｚ＜０．４０ ０＜ｍ≦０．１０ Ａ＝Ｂａ，Ｃａ又はＳｒ） で表されるペロブスカイト型化合物を主体とすることを
特徴とする。
チュエータ用圧電セラミック組成物は、鉛、ランタン、
ジルコニウム、チタン、亜鉛、ニオブ及び酸素原子より
なり、一般式［Ｉ］ Pb(1-x)Lax[(1-z)(ZryTi(1-y))+z(Zn1/3Nb2/3)](1-x/4)O3…［Ｉ］ で示されるペロブスカイト型化合物の鉛サイトの一部
を、バリウム、カルシウム又はストロンチウムで置換し
てなる、一般式［II］ Pb(1-x-m)LaxAm[(1-z)(ZryTi(1-y))+z(Zn1/3Nb2/3)](1-x/4)O3…［II］ （但し、一般式［Ｉ］，［II］中、 ０＜ｘ≦０．０７ ０．３０≦ｙ≦０．６５ ０＜ｚ＜０．４０ ０＜ｍ≦０．１０ Ａ＝Ｂａ，Ｃａ又はＳｒ） で表されるペロブスカイト型化合物を主体とすることを
特徴とする。
【００１１】請求項２のアクチュエータ用圧電セラミッ
ク組成物は、上記一般式［II］で表される化合物に対し
てクロムをＣｒ2 Ｏ3 に換算して０．５重量％以下含有
するペロブスカイト型化合物を主体とすることを特徴と
する。
ク組成物は、上記一般式［II］で表される化合物に対し
てクロムをＣｒ2 Ｏ3 に換算して０．５重量％以下含有
するペロブスカイト型化合物を主体とすることを特徴と
する。
【００１２】なお、以下において、この主成分に対する
クロム添加量のＣｒ2 Ｏ3 換算値を単に「Ｃｒ2 Ｏ3 添
加量」と称す。
クロム添加量のＣｒ2 Ｏ3 換算値を単に「Ｃｒ2 Ｏ3 添
加量」と称す。
【００１３】即ち、本発明者らは、前記問題点を解決す
るべく、アクチュエータ用圧電セラミック組成物の組成
について詳細に検討した結果、前記一般式［Ｉ］で示さ
れるペロブスカイト化合物の鉛サイトの一部を更にバリ
ウム、カルシウム又はストロンチウムで置換してなる、
前記一般式［II］で表されるペロブスカイト型化合物、
若しくは、このペロブスカイト型化合物に、更に特定量
以下のクロムを含有してなるペロブスカイト型化合物
が、高い電気機械結合係数、高い圧電歪定数、低い誘電
率及び高いキューリ温度を合わせ持ったセラミック組成
物であることを見出し、本発明を完成させた。以下に本
発明を更に詳細に説明する。
るべく、アクチュエータ用圧電セラミック組成物の組成
について詳細に検討した結果、前記一般式［Ｉ］で示さ
れるペロブスカイト化合物の鉛サイトの一部を更にバリ
ウム、カルシウム又はストロンチウムで置換してなる、
前記一般式［II］で表されるペロブスカイト型化合物、
若しくは、このペロブスカイト型化合物に、更に特定量
以下のクロムを含有してなるペロブスカイト型化合物
が、高い電気機械結合係数、高い圧電歪定数、低い誘電
率及び高いキューリ温度を合わせ持ったセラミック組成
物であることを見出し、本発明を完成させた。以下に本
発明を更に詳細に説明する。
【００１４】本発明のセラミック組成物は高い圧電歪定
数と低い誘電率及び高いキューリ温度を合わせ持つもの
であるが、特に、上記一般式［II］において、０．０３
≦ｘ≦０．０６の範囲のペロブスカイト結晶の相境界
（ＭＰＢ＝モロフォトロピックフェイズバウンダリー）
付近のものは、横モードの圧電歪定数（ｄ31）が３００
×１０-12 ｍ／ｖを超え、誘電率（ε33 T/ε0 ）が５５
００未満と低く、且つキューリ温度（Ｔｃ）が１５０℃
以上と高いため、前述した問題点を克服するものであっ
て、圧電アクチュエータ用材料として、非常に好適なも
のである。
数と低い誘電率及び高いキューリ温度を合わせ持つもの
であるが、特に、上記一般式［II］において、０．０３
≦ｘ≦０．０６の範囲のペロブスカイト結晶の相境界
（ＭＰＢ＝モロフォトロピックフェイズバウンダリー）
付近のものは、横モードの圧電歪定数（ｄ31）が３００
×１０-12 ｍ／ｖを超え、誘電率（ε33 T/ε0 ）が５５
００未満と低く、且つキューリ温度（Ｔｃ）が１５０℃
以上と高いため、前述した問題点を克服するものであっ
て、圧電アクチュエータ用材料として、非常に好適なも
のである。
【００１５】とりわけ、前記一般式［II］において、次
の〜の組成のものは、横モードの圧電歪定数
（ｄ31）が３５０×１０-12 ｍ／ｖを超え、且つ、キュ
ーリ温度（Ｔｃ）が１５０℃以上であり、圧電アクチュ
エータ用材料として優れたものである。
の〜の組成のものは、横モードの圧電歪定数
（ｄ31）が３５０×１０-12 ｍ／ｖを超え、且つ、キュ
ーリ温度（Ｔｃ）が１５０℃以上であり、圧電アクチュ
エータ用材料として優れたものである。
【００１６】 x=0.04,y=0.52,z=0.14,A=Ba,m=0.03（後掲の実施例
４） x=0.06,y=0.57,z=0.06,A=Ba,m=0.03（後掲の実施例
８） x=0.06,y=0.58,z=0.02,A=Ca,m=0.01（後掲の実施例
１０） x=0.06,y=0.57,z=0.02,A=Sr,m=0.01（後掲の実施例
１５） x=0.05,y=0.55,z=0.05,A=Sr,m=0.03,Cr2O3添加量＝
0.1 重量％（後掲の実施例１７） また、次の〜のものは、横モードの圧電歪定数（ｄ
31）が３５０×１０-12 ｍ／ｖを超え、且つ、キュー
リ温度が２００℃を超えるものであって、高い温度環境
下で使用できる高変位材料として、非常に優れた材料で
ある。
４） x=0.06,y=0.57,z=0.06,A=Ba,m=0.03（後掲の実施例
８） x=0.06,y=0.58,z=0.02,A=Ca,m=0.01（後掲の実施例
１０） x=0.06,y=0.57,z=0.02,A=Sr,m=0.01（後掲の実施例
１５） x=0.05,y=0.55,z=0.05,A=Sr,m=0.03,Cr2O3添加量＝
0.1 重量％（後掲の実施例１７） また、次の〜のものは、横モードの圧電歪定数（ｄ
31）が３５０×１０-12 ｍ／ｖを超え、且つ、キュー
リ温度が２００℃を超えるものであって、高い温度環境
下で使用できる高変位材料として、非常に優れた材料で
ある。
【００１７】 x=0.06,y=0.58,z=0.02,A=Ba,m=0.01（後掲の実施例
７） x=0.05,y=0.56,z=0.05,A=Ba,m=0.03，Cr2O3 添加量
＝0.1 重量％（後掲の実施例１１） x=0.05,y=0.56,z=0.05,A=Ba,m=0.03，Cr2O3 添加量
＝0.3 重量％（後掲の実施例１２） x=0.06,y=0.58,z=0.02,A=Ba,m=0.01，Cr2O3 添加量
＝0.1 重量％（後掲の実施例１３） 尚、ここでＬａ量ｘが７ｍｏｌ％を超えるもの（即ち、
ｘ＞０．０７）、或いは、Ｂａ，Ｃａ又はＳｒ量ｍが１
０ｍｏｌ％を超えるもの（即ち、ｍ＞０．１）は、キュ
ーリ温度（Ｔｃ）が１５０℃以下になってしまい圧電ア
クチュエータ用材料としては適さない（後掲の比較例
２、３、４、７）。また、（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）量ｚが
４０ｍｏｌ％以上のもの（即ち、ｚ≧０．４）は、焼結
体中にパイロクロア相が混在し、圧電歪定数が低下する
ため適さない（後掲の比較例５、６、８）。また、Ｚｒ
量ｙが３０ｍｏｌ％未満のもの及び６５ｍｏｌ％を超え
るもの（即ち、ｙ＜０．３，ｙ＞０．６５）は、ペロブ
スカイト結晶の相境界より大きくＺｒ／Ｔｉ組成比がず
れるため、横モードの圧電歪定数（ｄ31）が低下してし
まうので除外される。更に、主成分に対するＣｒ2 Ｏ3
添加量が０．５重量％を超えるもの（後掲の参考例１、
２、３）は、横モードの圧電歪定数（ｄ31）が、Ｃｒを
含まないもの（後掲の実施例５、９、１６）より小さ
く、Ｃｒ添加の効果がない。従って、Ｃｒ2 Ｏ3 添加量
は０．５重量％以下とする。
７） x=0.05,y=0.56,z=0.05,A=Ba,m=0.03，Cr2O3 添加量
＝0.1 重量％（後掲の実施例１１） x=0.05,y=0.56,z=0.05,A=Ba,m=0.03，Cr2O3 添加量
＝0.3 重量％（後掲の実施例１２） x=0.06,y=0.58,z=0.02,A=Ba,m=0.01，Cr2O3 添加量
＝0.1 重量％（後掲の実施例１３） 尚、ここでＬａ量ｘが７ｍｏｌ％を超えるもの（即ち、
ｘ＞０．０７）、或いは、Ｂａ，Ｃａ又はＳｒ量ｍが１
０ｍｏｌ％を超えるもの（即ち、ｍ＞０．１）は、キュ
ーリ温度（Ｔｃ）が１５０℃以下になってしまい圧電ア
クチュエータ用材料としては適さない（後掲の比較例
２、３、４、７）。また、（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）量ｚが
４０ｍｏｌ％以上のもの（即ち、ｚ≧０．４）は、焼結
体中にパイロクロア相が混在し、圧電歪定数が低下する
ため適さない（後掲の比較例５、６、８）。また、Ｚｒ
量ｙが３０ｍｏｌ％未満のもの及び６５ｍｏｌ％を超え
るもの（即ち、ｙ＜０．３，ｙ＞０．６５）は、ペロブ
スカイト結晶の相境界より大きくＺｒ／Ｔｉ組成比がず
れるため、横モードの圧電歪定数（ｄ31）が低下してし
まうので除外される。更に、主成分に対するＣｒ2 Ｏ3
添加量が０．５重量％を超えるもの（後掲の参考例１、
２、３）は、横モードの圧電歪定数（ｄ31）が、Ｃｒを
含まないもの（後掲の実施例５、９、１６）より小さ
く、Ｃｒ添加の効果がない。従って、Ｃｒ2 Ｏ3 添加量
は０．５重量％以下とする。
【００１８】本発明のセラミック組成物は、例えば、各
構成元素の酸化物原料を所定の配合組成になるように秤
量し、ボールミル等で湿式混合仮焼した後、粉砕し、得
られた粉末を１１００℃〜１３００℃で焼結することに
よって得ることができる。
構成元素の酸化物原料を所定の配合組成になるように秤
量し、ボールミル等で湿式混合仮焼した後、粉砕し、得
られた粉末を１１００℃〜１３００℃で焼結することに
よって得ることができる。
【００１９】なお、本発明の組成物において、一般式
［II］で表される化合物の各成分の量関係、特にＺｎと
Ｎｂとの関係、並びに、ＬａとＺｒ、Ｔｉ、Ｚｎ及びＮ
ｂの合計量との関係は、前記一般式通り、即ち、Ｚｎ：
Ｎｂ＝１：２、Ｌａ：（Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｚｎ＋Ｎｂ）＝
ｘ：（１−ｘ／４）が厳密に成立していることが勿論望
ましいが、組成物全体として見れば、原料の秤量の精度
の観点からも、各成分の量比を完全に前記一般式通りと
することは難しい。
［II］で表される化合物の各成分の量関係、特にＺｎと
Ｎｂとの関係、並びに、ＬａとＺｒ、Ｔｉ、Ｚｎ及びＮ
ｂの合計量との関係は、前記一般式通り、即ち、Ｚｎ：
Ｎｂ＝１：２、Ｌａ：（Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｚｎ＋Ｎｂ）＝
ｘ：（１−ｘ／４）が厳密に成立していることが勿論望
ましいが、組成物全体として見れば、原料の秤量の精度
の観点からも、各成分の量比を完全に前記一般式通りと
することは難しい。
【００２０】そこで、アクチュエータ用の圧電セラミッ
ク組成物において、全体として前記一般式［II］で表さ
れるペロブスカイト型化合物の性質が全組成物を実質的
に支配する限り、該組成物は該ペロブスカイト型化合物
が主体となっているとみなすこととして、全組成物中の
各成分の量比が多少前記一般式からはずれる場合も本発
明の範囲に包含されるものと理解されるべきである。
ク組成物において、全体として前記一般式［II］で表さ
れるペロブスカイト型化合物の性質が全組成物を実質的
に支配する限り、該組成物は該ペロブスカイト型化合物
が主体となっているとみなすこととして、全組成物中の
各成分の量比が多少前記一般式からはずれる場合も本発
明の範囲に包含されるものと理解されるべきである。
【００２１】
【実施例】以下に実施例、参考例及び比較例を挙げて、
本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を
超えない限り、以下の実施例により限定されるものでは
ない。
本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を
超えない限り、以下の実施例により限定されるものでは
ない。
【００２２】実施例１〜１８、参考例１〜３及び比較例
１〜８ 純度９９．９％以上の高純度酸化物原料のＰｂＯ，Ｌａ
2 Ｏ3 ，ＴｉＯ，ＺｒＯ2 ，ＺｎＯ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，Ｃｒ
2 Ｏ3 、並びに、ＢａＣＯ3 ，ＣａＣＯ3 又はＳｒＣＯ
3 を所定の量比に秤量後、ボールミルを用いて２４時間
湿式混合を行った。混合物を乾燥、成型処理後、９００
℃で２時間仮焼し、その後、乳鉢で粉砕した後、ボール
ミルで再度２４時間湿式粉砕した。得られた粉体をラバ
ープレス法により静水圧成型した後、鉛雰囲気中で１２
００℃で焼成した。その後、得られた焼結体をスライシ
ングマシンを用いて、円盤状及び棒状に加工した後、Ａ
ｇペーストをスクリーン印刷し、５５０℃で電極焼付け
を行った。分極処理は、温度８０〜１１０℃のシリコン
オイル中で電界強度２．０〜３．０ｋＶ／ｍｍ、時間５
〜２０分で行い、１日経過した後でベクトルインピーダ
ンスアナライザーを用いて共振−反共振法により、１ｋ
Ｈｚでの誘電率（ε33 T/ε0 ）、１ｋＨｚでの誘電損失
（ｔａｎδ）、横モードの電気機械結合係数（Ｋ31）、
横モードの圧電歪定数（ｄ31）の圧電諸物性を測定し
た。また、比誘電率の温度特性を測定し、比誘電率の極
大より、キューリ温度（Ｔｃ）を求めた。結果を表１〜
３に示す。
１〜８ 純度９９．９％以上の高純度酸化物原料のＰｂＯ，Ｌａ
2 Ｏ3 ，ＴｉＯ，ＺｒＯ2 ，ＺｎＯ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，Ｃｒ
2 Ｏ3 、並びに、ＢａＣＯ3 ，ＣａＣＯ3 又はＳｒＣＯ
3 を所定の量比に秤量後、ボールミルを用いて２４時間
湿式混合を行った。混合物を乾燥、成型処理後、９００
℃で２時間仮焼し、その後、乳鉢で粉砕した後、ボール
ミルで再度２４時間湿式粉砕した。得られた粉体をラバ
ープレス法により静水圧成型した後、鉛雰囲気中で１２
００℃で焼成した。その後、得られた焼結体をスライシ
ングマシンを用いて、円盤状及び棒状に加工した後、Ａ
ｇペーストをスクリーン印刷し、５５０℃で電極焼付け
を行った。分極処理は、温度８０〜１１０℃のシリコン
オイル中で電界強度２．０〜３．０ｋＶ／ｍｍ、時間５
〜２０分で行い、１日経過した後でベクトルインピーダ
ンスアナライザーを用いて共振−反共振法により、１ｋ
Ｈｚでの誘電率（ε33 T/ε0 ）、１ｋＨｚでの誘電損失
（ｔａｎδ）、横モードの電気機械結合係数（Ｋ31）、
横モードの圧電歪定数（ｄ31）の圧電諸物性を測定し
た。また、比誘電率の温度特性を測定し、比誘電率の極
大より、キューリ温度（Ｔｃ）を求めた。結果を表１〜
３に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】
【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明のアクチュ
エータ用圧電セラミック組成物は、高い電気機械結合係
数、高い圧電歪定数、低い誘電率、高いキューリ温度を
合わせ持つことから、種々の圧電材料として有効に使用
することが可能である。特に、本発明のアクチュエータ
用圧電セラミック組成物は、圧電歪定数が大きく、かつ
キューリ温度が高いので、素子の使用温度範囲が広く、
圧電アクチュエータ用材料として、極めて有用であり、
その産業利用上の寄与は極めて大きい。
エータ用圧電セラミック組成物は、高い電気機械結合係
数、高い圧電歪定数、低い誘電率、高いキューリ温度を
合わせ持つことから、種々の圧電材料として有効に使用
することが可能である。特に、本発明のアクチュエータ
用圧電セラミック組成物は、圧電歪定数が大きく、かつ
キューリ温度が高いので、素子の使用温度範囲が広く、
圧電アクチュエータ用材料として、極めて有用であり、
その産業利用上の寄与は極めて大きい。
Claims (2)
- 【請求項１】 鉛、ランタン、ジルコニウム、チタン、
亜鉛、ニオブ及び酸素原子よりなり、一般式［Ｉ］ Pb(1-x)Lax[(1-z)(ZryTi(1-y))+z(Zn1/3Nb2/3)](1-x/4)O3…［Ｉ］ で示されるペロブスカイト型化合物の鉛サイトの一部
を、バリウム、カルシウム又はストロンチウムで置換し
てなる、一般式［II］ Pb(1-x-m)LaxAm[(1-z)(ZryTi(1-y))+z(Zn1/3Nb2/3)](1-x/4)O3…［II］ （但し、一般式［Ｉ］，［II］中、 ０＜ｘ≦０．０７ ０．３０≦ｙ≦０．６５ ０＜ｚ＜０．４０ ０＜ｍ≦０．１０ Ａ＝Ｂａ，Ｃａ又はＳｒ） で表されるペロブスカイト型化合物を主体とするアクチ
ュエータ用圧電セラミック組成物。 - 【請求項２】 請求項１の一般式［II］で示される化合
物に対してクロムをＣｒ2 Ｏ3 に換算して０．５重量％
以下含有してなるペロブスカイト型化合物を主体とする
アクチュエータ用圧電セラミック組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3230125A JPH0624841A (ja) | 1990-09-20 | 1991-09-10 | アクチュエータ用圧電セラミック組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25069990 | 1990-09-20 | ||
| JP2-250699 | 1990-09-20 | ||
| JP3230125A JPH0624841A (ja) | 1990-09-20 | 1991-09-10 | アクチュエータ用圧電セラミック組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0624841A true JPH0624841A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=26529157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3230125A Pending JPH0624841A (ja) | 1990-09-20 | 1991-09-10 | アクチュエータ用圧電セラミック組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624841A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0767152A1 (en) * | 1995-10-06 | 1997-04-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic and manufacturing method thereof |
| EP0767151A1 (en) * | 1995-10-06 | 1997-04-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric ceramics and manufacturing method thereof |
| WO2002053514A1 (fr) * | 2000-12-28 | 2002-07-11 | Bosch Automotive Systems Corporation | Matériau céramique et élément piézo-électrique ainsi constitué |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP3230125A patent/JPH0624841A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0767152A1 (en) * | 1995-10-06 | 1997-04-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic and manufacturing method thereof |
| EP0767151A1 (en) * | 1995-10-06 | 1997-04-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric ceramics and manufacturing method thereof |
| WO2002053514A1 (fr) * | 2000-12-28 | 2002-07-11 | Bosch Automotive Systems Corporation | Matériau céramique et élément piézo-électrique ainsi constitué |
| US7045075B2 (en) | 2000-12-28 | 2006-05-16 | Bosch Automotive Systems Corporation | Ceramic material and piezoelectric element using the same |
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