JPH07232962A - 圧電磁器 - Google Patents
圧電磁器Info
- Publication number
- JPH07232962A JPH07232962A JP6021433A JP2143394A JPH07232962A JP H07232962 A JPH07232962 A JP H07232962A JP 6021433 A JP6021433 A JP 6021433A JP 2143394 A JP2143394 A JP 2143394A JP H07232962 A JPH07232962 A JP H07232962A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- main component
- mechanical strength
- powder
- metal powder
- 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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 誘電率や圧電歪定数（ｄ）が大きく、機械的
強度が大きい圧電磁器を提供するものである。 【構成】 チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電磁
器組成物において、主成分に対してパラジウム金属粉末
を０．０２〜０．４重量％添加したことを特徴とする圧
電磁器。
強度が大きい圧電磁器を提供するものである。 【構成】 チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電磁
器組成物において、主成分に対してパラジウム金属粉末
を０．０２〜０．４重量％添加したことを特徴とする圧
電磁器。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘電率や圧電歪定数
（ｄ）等の諸特性を損なうことなく圧電磁器の機械的強
度を向上させた圧電磁器に関する。本発明の圧電磁器は
超音波振動子、超音波モータ、圧電トランス、圧電式ガ
ス点火装置、フィルタ、スピーカ、音響ピックアップ、
圧電アクチュエータ素子、超音波探触子、積層型アクチ
ュエータ、圧電センサ等に有用である。
（ｄ）等の諸特性を損なうことなく圧電磁器の機械的強
度を向上させた圧電磁器に関する。本発明の圧電磁器は
超音波振動子、超音波モータ、圧電トランス、圧電式ガ
ス点火装置、フィルタ、スピーカ、音響ピックアップ、
圧電アクチュエータ素子、超音波探触子、積層型アクチ
ュエータ、圧電センサ等に有用である。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】従来より、圧電材料として
ペロブスカイト構造を有するチタン酸ジルコン酸鉛〔Ｐ
ｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3 〕を主成分とし、用途に応じてＡサ
イトやＢサイトの一部を他の元素に置き換えて圧電特性
を向上させた材料が提案されているが、一般に機械的強
度が低いという問題があった。そこで、磁器の機械的強
度を上げるためにＭｎやＭｇ等を添加する試みがなされ
ている。
ペロブスカイト構造を有するチタン酸ジルコン酸鉛〔Ｐ
ｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3 〕を主成分とし、用途に応じてＡサ
イトやＢサイトの一部を他の元素に置き換えて圧電特性
を向上させた材料が提案されているが、一般に機械的強
度が低いという問題があった。そこで、磁器の機械的強
度を上げるためにＭｎやＭｇ等を添加する試みがなされ
ている。
【０００３】例えば、特開昭４７−４００９９号公報に
はＭｎ添加により機械的強度が向上することが開示され
ているが、該公報の方法により得られる圧電磁器組成物
は誘電率や圧電定数が未だ充分ではなく、Ｍｎ添加によ
り誘電率や圧電定数が低下する傾向にあり、さらに優れ
た圧電磁器が求められている。
はＭｎ添加により機械的強度が向上することが開示され
ているが、該公報の方法により得られる圧電磁器組成物
は誘電率や圧電定数が未だ充分ではなく、Ｍｎ添加によ
り誘電率や圧電定数が低下する傾向にあり、さらに優れ
た圧電磁器が求められている。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、誘電率や圧電歪定数（ｄ）等
の諸特性をあまり損なうことなく大きな機械的強度を有
する圧電磁器を提供することにある。
の諸特性をあまり損なうことなく大きな機械的強度を有
する圧電磁器を提供することにある。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明は、チタン酸ジ
ルコン酸鉛を主成分とする圧電磁器組成物において、主
成分に対してパラジウム金属粉末を０．０２〜０．４重
量％添加したことを特徴とする圧電磁器に関するもので
ある。
ルコン酸鉛を主成分とする圧電磁器組成物において、主
成分に対してパラジウム金属粉末を０．０２〜０．４重
量％添加したことを特徴とする圧電磁器に関するもので
ある。
【０００６】本発明のチタン酸ジルコン酸鉛〔Ｐｂ（Ｚ
ｒＴｉ）Ｏ3 〕を主成分とする圧電磁器組成物として
は、Ｐｂサイトの一部をＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｂｉ
等により置換したり、Ｚｒ、Ｔｉサイトの一部をＭｇ、
Ｎｉ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ｎｂ等により置
換した、（Ｐｂa Ｂａb Ｓｒc Ｃａd Ｌａe Ｂｉf ）
〔（Ｍｇm Ｎｉn Ｌｉo Ｚｎp Ｍｎq Ｃｏr ）1/3 （Ｓ
ｂs Ｎｂt ）2/3 〕x （Ｚｒy Ｔｉz ）Ｏ3 〔ただし、
式中、０＜ａ≦１、０≦ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ＜１、ａ＋
ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１であり、０≦ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，
ｑ，ｒ≦１、ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＋ｑ＋ｒ＝１、かつ０≦
ｓ，ｔ≦１、ｓ＋ｔ＝１であり、０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜
１、０＜ｚ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。〕やＰｂ（Ｓ
ｂ1/2 Ｎｂ1/2）x （Ｚｒy Ｔｉz ）Ｏ3 〔ただし、式
中の添字は前記と同じ意味を表す。〕を挙げることがで
きる。具体例としては例えば、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3 、
（Ｐｂa Ｓｒc ）〔（ＭｇmＮｉn ）1/3 Ｎｂ2/3 〕x
（Ｚｒy Ｔｉz ）Ｏ3 、（Ｐｂa Ｓｒc ）（Ｚｒy Ｔｉ
z ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｓｂ2/3 〕x （Ｚｒy Ｔ
ｉz ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｃｏ1/ 3 Ｎｂ2/3 〕x （Ｚｒy Ｔｉ
z ）Ｏ3 〔ただし、式中の添字は前記と同じ意味を表
す。〕を挙げることができる。
ｒＴｉ）Ｏ3 〕を主成分とする圧電磁器組成物として
は、Ｐｂサイトの一部をＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｂｉ
等により置換したり、Ｚｒ、Ｔｉサイトの一部をＭｇ、
Ｎｉ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ｎｂ等により置
換した、（Ｐｂa Ｂａb Ｓｒc Ｃａd Ｌａe Ｂｉf ）
〔（Ｍｇm Ｎｉn Ｌｉo Ｚｎp Ｍｎq Ｃｏr ）1/3 （Ｓ
ｂs Ｎｂt ）2/3 〕x （Ｚｒy Ｔｉz ）Ｏ3 〔ただし、
式中、０＜ａ≦１、０≦ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ＜１、ａ＋
ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１であり、０≦ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，
ｑ，ｒ≦１、ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＋ｑ＋ｒ＝１、かつ０≦
ｓ，ｔ≦１、ｓ＋ｔ＝１であり、０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜
１、０＜ｚ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。〕やＰｂ（Ｓ
ｂ1/2 Ｎｂ1/2）x （Ｚｒy Ｔｉz ）Ｏ3 〔ただし、式
中の添字は前記と同じ意味を表す。〕を挙げることがで
きる。具体例としては例えば、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3 、
（Ｐｂa Ｓｒc ）〔（ＭｇmＮｉn ）1/3 Ｎｂ2/3 〕x
（Ｚｒy Ｔｉz ）Ｏ3 、（Ｐｂa Ｓｒc ）（Ｚｒy Ｔｉ
z ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｓｂ2/3 〕x （Ｚｒy Ｔ
ｉz ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｃｏ1/ 3 Ｎｂ2/3 〕x （Ｚｒy Ｔｉ
z ）Ｏ3 〔ただし、式中の添字は前記と同じ意味を表
す。〕を挙げることができる。
【０００７】本発明において使用されるパラジウム金属
粉末としては、特に限定されないが比表面積が０．５〜
３０ｍ2 ／ｇのものが好ましい。パラジウム粉末の使用
量としては、過度に多い場合には比誘電率および圧電定
数が低下し、また過度に少ない場合には機械的強度の向
上が少ないので、パラジウム粉末はチタン酸ジルコン酸
鉛を主成分とする圧電磁器組成物に対して０．０２〜
０．４重量％添加される。
粉末としては、特に限定されないが比表面積が０．５〜
３０ｍ2 ／ｇのものが好ましい。パラジウム粉末の使用
量としては、過度に多い場合には比誘電率および圧電定
数が低下し、また過度に少ない場合には機械的強度の向
上が少ないので、パラジウム粉末はチタン酸ジルコン酸
鉛を主成分とする圧電磁器組成物に対して０．０２〜
０．４重量％添加される。
【０００８】本発明の圧電磁器は例えば以下のような方
法により製造することができる。圧電磁器組成物にパラ
ジウム金属（Ｐｄ）粉末を所定量加え、乾式または湿式
混合し加圧成形後、各圧電磁器組成物の所定の焼成温度
で焼結することにより大きな機械的強度を有する圧電磁
器を製造することができる。
法により製造することができる。圧電磁器組成物にパラ
ジウム金属（Ｐｄ）粉末を所定量加え、乾式または湿式
混合し加圧成形後、各圧電磁器組成物の所定の焼成温度
で焼結することにより大きな機械的強度を有する圧電磁
器を製造することができる。
【０００９】
【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明を
さらに具体的に説明する。 実施例１ ＰｂＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＮｉＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＺｒＯ
2 、ＴｉＯ2 を（Ｐｂ 0.97Ｓｒ0.03）〔（Ｍｇ0.1 Ｎｉ
0.9 ）1/3 Ｎｂ2/3 〕0.375 （Ｚｒ0.265 Ｔｉ 0.36）Ｏ
3 の組成になるように秤量し混合したものを約８５０℃
で２時間仮焼した後、ボールミルで粉砕した。粉砕した
仮焼粉に比表面積２４ｍ2 ／ｇのパラジウム金属粉末を
仮焼粉に対して０．０２重量％添加混合し直径２０ｍ
ｍ、厚さ２ｍｍの円板に加圧成形し、１２５０〜１２８
０℃で１時間焼成した。次に焼成した磁器を厚さ１ｍｍ
に研磨し、その両面に電極を付け１５０℃のオイル中で
３〜４ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加して分極したものを
電子工業会の規格に従って測定し圧電特性を求めた。機
械的強度は磁器を断面３×４ｍｍに切断・研磨し３点曲
げ強さを測定した。
さらに具体的に説明する。 実施例１ ＰｂＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＮｉＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＺｒＯ
2 、ＴｉＯ2 を（Ｐｂ 0.97Ｓｒ0.03）〔（Ｍｇ0.1 Ｎｉ
0.9 ）1/3 Ｎｂ2/3 〕0.375 （Ｚｒ0.265 Ｔｉ 0.36）Ｏ
3 の組成になるように秤量し混合したものを約８５０℃
で２時間仮焼した後、ボールミルで粉砕した。粉砕した
仮焼粉に比表面積２４ｍ2 ／ｇのパラジウム金属粉末を
仮焼粉に対して０．０２重量％添加混合し直径２０ｍ
ｍ、厚さ２ｍｍの円板に加圧成形し、１２５０〜１２８
０℃で１時間焼成した。次に焼成した磁器を厚さ１ｍｍ
に研磨し、その両面に電極を付け１５０℃のオイル中で
３〜４ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加して分極したものを
電子工業会の規格に従って測定し圧電特性を求めた。機
械的強度は磁器を断面３×４ｍｍに切断・研磨し３点曲
げ強さを測定した。
【００１０】実施例２〜６ パラジウム粉末の添加量を表１記載のように変えた以外
は実施例１と同様に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、
機械的強度を測定した。その結果を表１に示す。
は実施例１と同様に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、
機械的強度を測定した。その結果を表１に示す。
【００１１】比較例１ パラジウム粉末を添加しなかった以外は実施例１と同様
に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、機械的強度を測定
した。その結果を表１に示す。
に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、機械的強度を測定
した。その結果を表１に示す。
【００１２】比較例２ パラジウム粉末を０．５０重量％添加した以外は実施例
１と同様に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、機械的強
度を測定した。その結果を表１に示す。
１と同様に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、機械的強
度を測定した。その結果を表１に示す。
【００１３】比較例３〜４ パラジウム粉末の代わりにＭｎＣＯ3 を添加剤として表
１記載のように添加した以外は実施例１と同様に行い圧
電磁器を作製し、圧電特性、機械的強度を測定した。そ
の結果を表１に示す。
１記載のように添加した以外は実施例１と同様に行い圧
電磁器を作製し、圧電特性、機械的強度を測定した。そ
の結果を表１に示す。
【００１４】実施例７ ＰｂＯ、ＳｒＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 を（Ｐｂ0.95Ｓｒ
0.05）（Ｚｒ0.545 Ｔｉ0.455 ）Ｏ3 の組成になるよう
に秤量し混合したものを約８５０℃で２時間仮焼した
後、ボールミルで粉砕した。粉砕した仮焼粉に比表面積
２４ｍ2 ／ｇのパラジウム金属粉末を仮焼粉に対して
０．１０重量％添加混合し直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの
円板に加圧成形し、１２８０〜１３３０℃で１時間焼成
した。次いで実施例１と同様な方法により圧電特性およ
び機械的強度を測定した。その結果を表２に示す。
0.05）（Ｚｒ0.545 Ｔｉ0.455 ）Ｏ3 の組成になるよう
に秤量し混合したものを約８５０℃で２時間仮焼した
後、ボールミルで粉砕した。粉砕した仮焼粉に比表面積
２４ｍ2 ／ｇのパラジウム金属粉末を仮焼粉に対して
０．１０重量％添加混合し直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの
円板に加圧成形し、１２８０〜１３３０℃で１時間焼成
した。次いで実施例１と同様な方法により圧電特性およ
び機械的強度を測定した。その結果を表２に示す。
【００１５】実施例８〜９ パラジウム粉末の添加量を表２記載のように変えた以外
は実施例１と同様に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、
機械的強度を測定した。その結果を表２に示す。
は実施例１と同様に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、
機械的強度を測定した。その結果を表２に示す。
【００１６】実施例１０ パラジウム粉末として比表面積１．２ｍ2 ／ｇのパラジ
ウム金属粉末を使用した以外は実施例７と同様に行い圧
電磁器を作製し、圧電特性、機械的強度を測定した。そ
の結果を表２に示す。
ウム金属粉末を使用した以外は実施例７と同様に行い圧
電磁器を作製し、圧電特性、機械的強度を測定した。そ
の結果を表２に示す。
【００１７】比較例５ パラジウム粉末を添加しなかった以外は実施例７と同様
に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、機械的強度を測定
した。その結果を表２に示す。
に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、機械的強度を測定
した。その結果を表２に示す。
【００１８】比較例６ パラジウム粉末を０．５０重量％添加した以外は実施例
７と同様に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、機械的強
度を測定した。その結果を表２に示す。
７と同様に行い圧電磁器を作製し、圧電特性、機械的強
度を測定した。その結果を表２に示す。
【００１９】比較例７〜９ パラジウム粉末の代わりにＭｎＣＯ3 を添加剤として表
２記載のように添加した以外は実施例７と同様に行い圧
電磁器を作製し、圧電特性、機械的強度を測定した。そ
の結果を表２に示す。
２記載のように添加した以外は実施例７と同様に行い圧
電磁器を作製し、圧電特性、機械的強度を測定した。そ
の結果を表２に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】本発明の圧電磁器は、特に機械的強度が
要求される超音波振動子、超音波モータ、圧電トラン
ス、圧電式ガス点火装置などに好適に使用することがで
きる。また、圧電特性と共に機械的強度が要求される薄
板加工を要する超音波探触子、積層型アクチュエータ、
圧電センサなどにも好適に使用することができる。
要求される超音波振動子、超音波モータ、圧電トラン
ス、圧電式ガス点火装置などに好適に使用することがで
きる。また、圧電特性と共に機械的強度が要求される薄
板加工を要する超音波探触子、積層型アクチュエータ、
圧電センサなどにも好適に使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 41/187
Claims (1)
- 【請求項１】 チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする
圧電磁器組成物において、主成分に対してパラジウム金
属粉末を０．０２〜０．４重量％添加したことを特徴と
する圧電磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6021433A JPH07232962A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 圧電磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6021433A JPH07232962A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 圧電磁器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07232962A true JPH07232962A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12054855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6021433A Pending JPH07232962A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 圧電磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07232962A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5935485A (en) * | 1996-10-31 | 1999-08-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Piezoelectric material and piezoelectric element |
| JP2014209642A (ja) * | 2014-06-12 | 2014-11-06 | 京セラ株式会社 | 積層型電子部品およびその製法 |
| CN115466117A (zh) * | 2021-06-10 | 2022-12-13 | 四川大学 | 一种低温制备的具有超高压电常数的pzt基压电陶瓷 |
-
1994
- 1994-02-18 JP JP6021433A patent/JPH07232962A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5935485A (en) * | 1996-10-31 | 1999-08-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Piezoelectric material and piezoelectric element |
| JP2014209642A (ja) * | 2014-06-12 | 2014-11-06 | 京セラ株式会社 | 積層型電子部品およびその製法 |
| CN115466117A (zh) * | 2021-06-10 | 2022-12-13 | 四川大学 | 一种低温制备的具有超高压电常数的pzt基压电陶瓷 |
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