JPH07247164A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JPH07247164A JPH07247164A JP7026321A JP2632195A JPH07247164A JP H07247164 A JPH07247164 A JP H07247164A JP 7026321 A JP7026321 A JP 7026321A JP 2632195 A JP2632195 A JP 2632195A JP H07247164 A JPH07247164 A JP H07247164A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電定数と機械的品質係数がともに大きく、
温度特性の安定性に優れ、しかも低温焼成が可能な、超
音波モータ、超音波振動子、圧電アクチュエータなどの
材料として用いるのに適した圧電磁器組成物を提供す
る。 【構成】 一般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表される組成物の、前記ａ，ｂ，ｃをそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）とする。
温度特性の安定性に優れ、しかも低温焼成が可能な、超
音波モータ、超音波振動子、圧電アクチュエータなどの
材料として用いるのに適した圧電磁器組成物を提供す
る。 【構成】 一般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表される組成物の、前記ａ，ｂ，ｃをそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、圧電磁器組成物に関
し、詳しくは、超音波モータ、超音波振動子、圧電アク
チュエータなどに用いられる圧電磁器組成物に関する。
し、詳しくは、超音波モータ、超音波振動子、圧電アク
チュエータなどに用いられる圧電磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波モータ、超音波振動子、圧電アク
チュエータなどに用いられる圧電材料としては、機械的
品質係数が大きくて高電圧印加時の発熱が少なく、ま
た、圧電定数が大きくて振動振幅が大きい材料（圧電磁
器組成物）が望まれている。
チュエータなどに用いられる圧電材料としては、機械的
品質係数が大きくて高電圧印加時の発熱が少なく、ま
た、圧電定数が大きくて振動振幅が大きい材料（圧電磁
器組成物）が望まれている。
【０００３】また、例えば、超音波モータ用の圧電材料
としては、安定した回転数やトルクを得るために温度特
性が安定していることが重要な要件となる。
としては、安定した回転数やトルクを得るために温度特
性が安定していることが重要な要件となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の圧電磁
器組成物では、機械的品質係数と圧電定数の両方を同時
に十分に大きくすることは困難であり、また、温度特性
の安定性も十分ではない場合が多い。
器組成物では、機械的品質係数と圧電定数の両方を同時
に十分に大きくすることは困難であり、また、温度特性
の安定性も十分ではない場合が多い。
【０００５】また、上記要件をできるだけ満たすように
組成を調整した圧電磁器組成物は、焼成温度が１２００
〜１３００℃と高い場合が多い。
組成を調整した圧電磁器組成物は、焼成温度が１２００
〜１３００℃と高い場合が多い。
【０００６】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、圧電定数と機械的品質係数がともに大きく、温度
特性の安定性に優れ、しかも低温焼成が可能な、超音波
モータ、超音波振動子、圧電アクチュエータなどの材料
として用いるのに適した圧電磁器組成物を提供すること
を目的とする。
あり、圧電定数と機械的品質係数がともに大きく、温度
特性の安定性に優れ、しかも低温焼成が可能な、超音波
モータ、超音波振動子、圧電アクチュエータなどの材料
として用いるのに適した圧電磁器組成物を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明の圧電磁器組成物は、一般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にあることを特徴とする。
に、本願発明の圧電磁器組成物は、一般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にあることを特徴とする。
【０００８】また、本願発明の圧電磁器組成物は、一般
式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にある組成物に対して、Ｍｇ，Ｃｏ，
Ｎｉの少なくとも１種を、それぞれＭｇ（ＯＨ）2，Ｃ
ｏＯ，ＮｉＯに換算して０．５０ｗｔ％以下の割合で添
加したことを特徴とする。
式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にある組成物に対して、Ｍｇ，Ｃｏ，
Ｎｉの少なくとも１種を、それぞれＭｇ（ＯＨ）2，Ｃ
ｏＯ，ＮｉＯに換算して０．５０ｗｔ％以下の割合で添
加したことを特徴とする。
【０００９】さらに、本願発明の圧電磁器組成物は、一
般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にあり、かつ、Ｐｂの５モル％以下
が、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種により置
換されていることを特徴とする。
般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にあり、かつ、Ｐｂの５モル％以下
が、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種により置
換されていることを特徴とする。
【００１０】さらに、本願発明の圧電磁器組成物は、一
般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にあり、かつ、Ｐｂの５モル％以下
が、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種により置
換されている組成物に対して、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉの少な
くとも１種を、それぞれＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，Ｎｉ
Ｏに換算して０．５０ｗｔ％以下の割合で添加したこと
を特徴とする。
般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にあり、かつ、Ｐｂの５モル％以下
が、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種により置
換されている組成物に対して、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉの少な
くとも１種を、それぞれＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，Ｎｉ
Ｏに換算して０．５０ｗｔ％以下の割合で添加したこと
を特徴とする。
【００１１】
【実施例】以下、本願発明の実施例を示して、その特徴
とするところをさらに具体的に説明する。
とするところをさらに具体的に説明する。
【００１２】一般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 ……(1) （但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００） で表わした場合に、ｘ，ａ，ｂ，ｃが表１，表２，表
３，表４に示すような割合になるように構成された基本
組成物に対して、ＰｂＯ，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，ＭｎＣＯ
3，Ｓｂ2Ｏ3，ＷＯ3の各原料と各添加物を表１〜表４に
示すような組成となるように秤取し、ボールミルを用い
て湿式混合する。なお、表１〜表４において、Ｍｇ，Ｃ
ｏ，Ｎｉは、それぞれ添加したＭｇ化合物，Ｃｏ化合
物，Ｎｉ化合物をＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，ＮｉＯに換
算した値を示す。
ｃＰｂＺｒＯ3 ……(1) （但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００） で表わした場合に、ｘ，ａ，ｂ，ｃが表１，表２，表
３，表４に示すような割合になるように構成された基本
組成物に対して、ＰｂＯ，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，ＭｎＣＯ
3，Ｓｂ2Ｏ3，ＷＯ3の各原料と各添加物を表１〜表４に
示すような組成となるように秤取し、ボールミルを用い
て湿式混合する。なお、表１〜表４において、Ｍｇ，Ｃ
ｏ，Ｎｉは、それぞれ添加したＭｇ化合物，Ｃｏ化合
物，Ｎｉ化合物をＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，ＮｉＯに換
算した値を示す。
【００１３】それから、湿式混合することにより得られ
た混合物を乾燥した後、８５０〜９５０℃で２時間仮焼
し、この仮焼原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。
た混合物を乾燥した後、８５０〜９５０℃で２時間仮焼
し、この仮焼原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。
【００１４】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剤を添加し、プレス成形を行っ
た後、１１００〜１２００℃の温度で２時間保持して焼
成を行った。
ルアルコールなどの粘結剤を添加し、プレス成形を行っ
た後、１１００〜１２００℃の温度で２時間保持して焼
成を行った。
【００１５】次に、焼成することにより得られた磁器を
直径１０mm、厚さ１mmの円板状に研磨し、両端面に銀電
極を焼き付けした後、８０℃の絶縁オイル中で６０分
間、３〜４ｋＶの電界で分極処理を行って圧電磁器を得
た。
直径１０mm、厚さ１mmの円板状に研磨し、両端面に銀電
極を焼き付けした後、８０℃の絶縁オイル中で６０分
間、３〜４ｋＶの電界で分極処理を行って圧電磁器を得
た。
【００１６】上記のようにして得られた圧電磁器につい
て調べた特性を表１，表２，表３，表４に示す。
て調べた特性を表１，表２，表３，表４に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】表１〜表４において、試料No.に*印を付し
たものは、この発明の範囲外の比較例であり、その他の
ものはこの発明の範囲内の実施例である。
たものは、この発明の範囲外の比較例であり、その他の
ものはこの発明の範囲内の実施例である。
【００２２】なお、表中のｄ31は圧電定数、Ｑｍは機械
的品質係数、Ｃ−ＴＣは静電容量の−２０〜８０℃にお
ける温度係数である。
的品質係数、Ｃ−ＴＣは静電容量の−２０〜８０℃にお
ける温度係数である。
【００２３】但し、圧電特性は、インピーダンス測定器
により共振周波数及び反共振周波数を測定し、計算によ
り求めた（日本電子材料工業会標準規格（ＥＭＡＳ−６
１００）による）。また、温度係数の測定周波数は１ｋ
Ｈｚである。
により共振周波数及び反共振周波数を測定し、計算によ
り求めた（日本電子材料工業会標準規格（ＥＭＡＳ−６
１００）による）。また、温度係数の測定周波数は１ｋ
Ｈｚである。
【００２４】この発明の圧電磁器組成物において、基本
組成の第三成分内の比率及び酸化物の比率、すなわち、
ａ，ｂ，ｃの値を前記のように定めたのは、この範囲外
では、圧電定数（ｄ31）や機械的品質係数（Ｑｍ）が小
さくなったり、温度係数（Ｃ−ＴＣ）が悪くなったりす
ることによる。以下に、その限定理由を詳しく説明す
る。
組成の第三成分内の比率及び酸化物の比率、すなわち、
ａ，ｂ，ｃの値を前記のように定めたのは、この範囲外
では、圧電定数（ｄ31）や機械的品質係数（Ｑｍ）が小
さくなったり、温度係数（Ｃ−ＴＣ）が悪くなったりす
ることによる。以下に、その限定理由を詳しく説明す
る。
【００２５】表１，表２の試料No.１〜２３の各圧電磁
器（試料）の特性を検討することにより、ａ，ｂ，ｃの
値がこの発明の範囲外の試料（比較例）は、圧電定数
（ｄ31）と機械的品質係数（Ｑｍ）の少なくとも一方が
極めて小さいか、温度係数（Ｃ−ＴＣ）が大きくて温度
特性が悪いことがわかる。
器（試料）の特性を検討することにより、ａ，ｂ，ｃの
値がこの発明の範囲外の試料（比較例）は、圧電定数
（ｄ31）と機械的品質係数（Ｑｍ）の少なくとも一方が
極めて小さいか、温度係数（Ｃ−ＴＣ）が大きくて温度
特性が悪いことがわかる。
【００２６】まず、ａの値については、例えば、表１の
試料No.７に示すように、ａの値が２モル％未満の試料
（試料No.７では１．０モル％）においては、圧電定数
（ｄ31）及び機械的品質係数（Ｑｍ）が悪くなってお
り、また、表１の試料No.１７に示すように、ａの値が
１０モル％を越える試料（試料No.１７では１２．０モ
ル％）においては、圧電定数（ｄ31）及び機械的品質係
数（Ｑｍ）が悪く、温度係数（Ｃ−ＴＣ）も悪くなって
いることがわかる。
試料No.７に示すように、ａの値が２モル％未満の試料
（試料No.７では１．０モル％）においては、圧電定数
（ｄ31）及び機械的品質係数（Ｑｍ）が悪くなってお
り、また、表１の試料No.１７に示すように、ａの値が
１０モル％を越える試料（試料No.１７では１２．０モ
ル％）においては、圧電定数（ｄ31）及び機械的品質係
数（Ｑｍ）が悪く、温度係数（Ｃ−ＴＣ）も悪くなって
いることがわかる。
【００２７】したがって、上記一般式(1)のａの値は、
２モル％〜１０モル％の範囲にあることが好ましい。
２モル％〜１０モル％の範囲にあることが好ましい。
【００２８】また、ｂの値については、表１の試料No.
１８に示すように、ｂの値が４０モル％未満の試料（試
料No.１８では３８．０モル％）においては、圧電定数
（ｄ31）が低く、温度係数（Ｃ−ＴＣ）も悪くなってお
り、また、表２の試料No.２２，２３に示すように、ｂ
の値が５２モル％を越える試料（試料No.２２では５
４．０モル％、試料No.２３では５８．０モル％）にお
いては、圧電定数（ｄ31）が悪くなっていることがわか
る。
１８に示すように、ｂの値が４０モル％未満の試料（試
料No.１８では３８．０モル％）においては、圧電定数
（ｄ31）が低く、温度係数（Ｃ−ＴＣ）も悪くなってお
り、また、表２の試料No.２２，２３に示すように、ｂ
の値が５２モル％を越える試料（試料No.２２では５
４．０モル％、試料No.２３では５８．０モル％）にお
いては、圧電定数（ｄ31）が悪くなっていることがわか
る。
【００２９】したがって、上記一般式(1)のｂの値は、
４０モル％〜５２モル％の範囲にあることが好ましい。
４０モル％〜５２モル％の範囲にあることが好ましい。
【００３０】また、上記一般式(1)のｃの値は、ａ＋ｂ
＋ｃ＝１００であることから、ａとｂの値により自動的
に定まる値である。
＋ｃ＝１００であることから、ａとｂの値により自動的
に定まる値である。
【００３１】この発明の圧電磁器組成物においては、ｘ
の値に特別の制約を設けていないが、良好な特性を有す
る実用可能な圧電磁器を得るためには、ｘは概略３５〜
４８％（０．３５〜０．４８）の範囲にあることが好ま
しい。なお、例えば、試料No.１のｘが３５％（０．３
５）未満の圧電磁器はそりの発生する可能性が高く、実
用には適していない。
の値に特別の制約を設けていないが、良好な特性を有す
る実用可能な圧電磁器を得るためには、ｘは概略３５〜
４８％（０．３５〜０．４８）の範囲にあることが好ま
しい。なお、例えば、試料No.１のｘが３５％（０．３
５）未満の圧電磁器はそりの発生する可能性が高く、実
用には適していない。
【００３２】また、表２の試料No.２４〜３５は、Ｍｇ
（Ｍｇ化合物）を添加し、その添加量を変化させた圧電
磁器である。これらの試料より、Ｍｇを添加すると機械
的品質係数（Ｑｍ）が向上するが、Ｍｇの添加量がＭｇ
（ＯＨ）2に換算して０．５０重量％を越えると、逆に
機械的品質係数（Ｑｍ）が大幅に低下することがわか
る。
（Ｍｇ化合物）を添加し、その添加量を変化させた圧電
磁器である。これらの試料より、Ｍｇを添加すると機械
的品質係数（Ｑｍ）が向上するが、Ｍｇの添加量がＭｇ
（ＯＨ）2に換算して０．５０重量％を越えると、逆に
機械的品質係数（Ｑｍ）が大幅に低下することがわか
る。
【００３３】また、表２の試料No.３６〜４０は、Ｃｏ
（Ｃｏ化合物）を添加し、その添加量を変化させた圧電
磁器である。これらの試料より、Ｃｏの添加による特性
の変化には、上記Ｍｇの添加による特性の変化と同様の
傾向があることがわかる。
（Ｃｏ化合物）を添加し、その添加量を変化させた圧電
磁器である。これらの試料より、Ｃｏの添加による特性
の変化には、上記Ｍｇの添加による特性の変化と同様の
傾向があることがわかる。
【００３４】また、表３の試料No.４１〜４５は、Ｎｉ
（Ｎｉ化合物）を添加し、その添加量を変化させた圧電
磁器であるが、Ｎｉの添加による特性の変化にも上記Ｍ
ｇの添加による特性の変化と同様の傾向がある。
（Ｎｉ化合物）を添加し、その添加量を変化させた圧電
磁器であるが、Ｎｉの添加による特性の変化にも上記Ｍ
ｇの添加による特性の変化と同様の傾向がある。
【００３５】さらに、表３の試料No.４６〜４８より、
Ｍｇ（Ｍｇ化合物），Ｃｏ（Ｃｏ化合物），Ｎｉ（Ｎｉ
化合物）を２種以上添加した場合にも、圧電定数
（ｄ31）及び機械的品質係数（Ｑｍ）が大きく、良好な
温度特性を有する圧電磁器が得られていることがわか
る。但し、表３の試料No.４９に示すように、Ｍｇ，Ｃ
ｏ，Ｎｉの添加量の合計（Ｍｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，Ｎ
ｉＯへの換算値の合計）が０．５０重量％を越えると機
械的品質係数（Ｑｍ）が大幅に低下する傾向がある。
Ｍｇ（Ｍｇ化合物），Ｃｏ（Ｃｏ化合物），Ｎｉ（Ｎｉ
化合物）を２種以上添加した場合にも、圧電定数
（ｄ31）及び機械的品質係数（Ｑｍ）が大きく、良好な
温度特性を有する圧電磁器が得られていることがわか
る。但し、表３の試料No.４９に示すように、Ｍｇ，Ｃ
ｏ，Ｎｉの添加量の合計（Ｍｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，Ｎ
ｉＯへの換算値の合計）が０．５０重量％を越えると機
械的品質係数（Ｑｍ）が大幅に低下する傾向がある。
【００３６】したがって、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉの添加量
は、それぞれをＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，ＮｉＯに換算
した値の合計量が０．５０重量％以下になるように調整
することが必要である。
は、それぞれをＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，ＮｉＯに換算
した値の合計量が０．５０重量％以下になるように調整
することが必要である。
【００３７】さらに、Ｍｇ−Ｃｏ，Ｍｇ−Ｎｉ，Ｃｏ−
Ｎｉ，Ｍｇ−Ｃｏ−Ｎｉを組み合わせて添加した場合の
特性を表５，表６に示す。なお、表５，表６において、
Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉは、それぞれ添加したＭｇ化合物，Ｃ
ｏ化合物，Ｎｉ化合物をＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，Ｎｉ
Ｏに換算した値を示す。また、表５，表６において、試
料No.に*印を付したものは、この発明の範囲外の比較例
であり、その他のものはこの発明の範囲内の実施例であ
る。
Ｎｉ，Ｍｇ−Ｃｏ−Ｎｉを組み合わせて添加した場合の
特性を表５，表６に示す。なお、表５，表６において、
Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉは、それぞれ添加したＭｇ化合物，Ｃ
ｏ化合物，Ｎｉ化合物をＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，Ｎｉ
Ｏに換算した値を示す。また、表５，表６において、試
料No.に*印を付したものは、この発明の範囲外の比較例
であり、その他のものはこの発明の範囲内の実施例であ
る。
【００３８】
【表５】
【００３９】
【表６】
【００４０】なお、表５，表６には、比較を容易にする
ために、上記表３の試料No.４６〜４９のデータを重複
して示している。
ために、上記表３の試料No.４６〜４９のデータを重複
して示している。
【００４１】表５，表６に示すように、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎ
ｉを、それぞれ、Ｍｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，ＮｉＯに換
算した場合の合計量が０．５０ｗｔ％以下になるような
種々の割合で組み合わせて添加した場合にも、圧電定数
（ｄ31）及び機械的品質係数（Ｑｍ）が大きく、良好な
温度特性を有する圧電磁器を得ることができる。
ｉを、それぞれ、Ｍｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，ＮｉＯに換
算した場合の合計量が０．５０ｗｔ％以下になるような
種々の割合で組み合わせて添加した場合にも、圧電定数
（ｄ31）及び機械的品質係数（Ｑｍ）が大きく、良好な
温度特性を有する圧電磁器を得ることができる。
【００４２】また、表４の試料No.５０〜５４は、Ｃａ
によりＰｂの一部を置換した試料である。置換量がこの
発明の範囲内の試料においては、機械的品質係数（Ｑ
ｍ）が増加するが、置換量が５モル％を越えると圧電定
数（ｄ31）及び温度係数（Ｃ−ＴＣ）が悪化する（試料
No.５４）。また、Ｐｂ（すなわちＡサイト）を置換す
ることにより、上記の効果の他にさらに焼結性を向上さ
せるという効果が得られる。
によりＰｂの一部を置換した試料である。置換量がこの
発明の範囲内の試料においては、機械的品質係数（Ｑ
ｍ）が増加するが、置換量が５モル％を越えると圧電定
数（ｄ31）及び温度係数（Ｃ−ＴＣ）が悪化する（試料
No.５４）。また、Ｐｂ（すなわちＡサイト）を置換す
ることにより、上記の効果の他にさらに焼結性を向上さ
せるという効果が得られる。
【００４３】さらに、表４の試料No.５５〜７０より、
ＰｂをＣａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種で置換
した系においても、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉを添加した場合に
は、Ｐｂを置換しない系における場合の添加効果と同様
の添加効果が認められ、その添加量がＭｇ（ＯＨ）2，
ＣｏＯ，ＮｉＯに換算して０．５０重量％以下であれば
圧電定数（ｄ31）が向上することがわかる。
ＰｂをＣａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種で置換
した系においても、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉを添加した場合に
は、Ｐｂを置換しない系における場合の添加効果と同様
の添加効果が認められ、その添加量がＭｇ（ＯＨ）2，
ＣｏＯ，ＮｉＯに換算して０．５０重量％以下であれば
圧電定数（ｄ31）が向上することがわかる。
【００４４】なお、上記Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉを添加した系
においても、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種
によるＰｂの置換量の合計が５モル％を越えると、試料
No.５７，６０，７０に示すように、圧電定数（ｄ31）
や温度係数（Ｃ−ＴＣ）が悪化することがわかる。
においても、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種
によるＰｂの置換量の合計が５モル％を越えると、試料
No.５７，６０，７０に示すように、圧電定数（ｄ31）
や温度係数（Ｃ−ＴＣ）が悪化することがわかる。
【００４５】したがって、Ｐｂの、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，
Ｌａの少なくとも１種による置換量は、５モル％以下で
あることが好ましい。
Ｌａの少なくとも１種による置換量は、５モル％以下で
あることが好ましい。
【００４６】但し、Ｐｂ（すなわちＡサイト）の５モル
％以下を置換した試料においても、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉの
添加量（それぞれをＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，ＮｉＯに
換算した値の合計量）が０．５０重量％を越えると機械
的品質係数（Ｑｍ）が大幅に低下する（試料No.６４）
傾向がある。
％以下を置換した試料においても、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉの
添加量（それぞれをＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，ＮｉＯに
換算した値の合計量）が０．５０重量％を越えると機械
的品質係数（Ｑｍ）が大幅に低下する（試料No.６４）
傾向がある。
【００４７】なお、種々の条件で各添加物（Ｍｇ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ）の添加と各置換元素（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌ
ａ）による置換を組み合わせた場合の特性を表７〜１１
に示す。なお、表７〜１１において、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉ
は、それぞれ添加したＭｇ化合物，Ｃｏ化合物，Ｎｉ化
合物をＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，ＮｉＯに換算した値を
示す。また、表７〜１１において、試料No.に*印を付し
たものは、この発明の範囲外の比較例であり、その他の
ものはこの発明の範囲内の実施例である。
ｏ，Ｎｉ）の添加と各置換元素（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌ
ａ）による置換を組み合わせた場合の特性を表７〜１１
に示す。なお、表７〜１１において、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉ
は、それぞれ添加したＭｇ化合物，Ｃｏ化合物，Ｎｉ化
合物をＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，ＮｉＯに換算した値を
示す。また、表７〜１１において、試料No.に*印を付し
たものは、この発明の範囲外の比較例であり、その他の
ものはこの発明の範囲内の実施例である。
【００４８】
【表７】
【００４９】
【表８】
【００５０】
【表９】
【００５１】
【表１０】
【００５２】
【表１１】
【００５３】なお、表７〜１１には、比較を容易にする
ために、上記表４の試料No.５０〜７０のデータを重複
して示している。
ために、上記表４の試料No.５０〜７０のデータを重複
して示している。
【００５４】表７〜１１に示すように、各添加物（Ｍ
ｇ，Ｃｏ，Ｎｉ）の添加と各置換元素（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ，Ｌａ）による置換を組み合わせた場合にも、圧電定
数（ｄ31）及び機械的品質係数（Ｑｍ）が大きく、良好
な温度特性を有する圧電磁器が得られることがわかる。
ｇ，Ｃｏ，Ｎｉ）の添加と各置換元素（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ，Ｌａ）による置換を組み合わせた場合にも、圧電定
数（ｄ31）及び機械的品質係数（Ｑｍ）が大きく、良好
な温度特性を有する圧電磁器が得られることがわかる。
【００５５】
【発明の効果】上述のように、一般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表される組成物のａ，ｂ，ｃの値（モル％）を ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ とするとともに、必要に応じてＭｇ，Ｃｏ，Ｎｉの少な
くとも１種を添加し、さらに、Ｐｂの一部をＣａ，Ｓ
ｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種により置換した本願発
明の圧電磁器組成物は、実施例にも示したように、圧電
定数及び機械的品質係数がともに大きく、しかも温度特
性が安定しており、温度が変動するような条件下におい
ても安定して大きな振動を得ることができる。
ｃＰｂＺｒＯ3 で表される組成物のａ，ｂ，ｃの値（モル％）を ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ とするとともに、必要に応じてＭｇ，Ｃｏ，Ｎｉの少な
くとも１種を添加し、さらに、Ｐｂの一部をＣａ，Ｓ
ｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種により置換した本願発
明の圧電磁器組成物は、実施例にも示したように、圧電
定数及び機械的品質係数がともに大きく、しかも温度特
性が安定しており、温度が変動するような条件下におい
ても安定して大きな振動を得ることができる。
【００５６】また、従来の圧電磁器組成物に比べて約１
００℃程度低い温度で焼成することが可能になるため、
酸化鉛の蒸発を抑えて、再現性の良好な圧電磁器を得る
ことが可能になる。
００℃程度低い温度で焼成することが可能になるため、
酸化鉛の蒸発を抑えて、再現性の良好な圧電磁器を得る
ことが可能になる。
【００５７】したがって、本願発明の圧電磁器組成物
は、超音波モータ、超音波振動子、圧電アクチュエータ
などの圧電材料として、特に有意義であり、工業的にも
広く利用することが可能である。
は、超音波モータ、超音波振動子、圧電アクチュエータ
などの圧電材料として、特に有意義であり、工業的にも
広く利用することが可能である。
Claims (4)
- 【請求項１】 一般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にあることを特徴とする圧電磁器組成
物。 - 【請求項２】 一般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にある組成物に対して、Ｍｇ，Ｃｏ，
Ｎｉの少なくとも１種を、それぞれＭｇ（ＯＨ）2，Ｃ
ｏＯ，ＮｉＯに換算して０．５０ｗｔ％以下の割合で添
加したことを特徴とする圧電磁器組成物。 - 【請求項３】 一般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にあり、かつ、Ｐｂの５モル％以下
が、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種により置
換されていることを特徴とする圧電磁器組成物。 - 【請求項４】 一般式： ａＰｂ（ＭｎxＳｂ-4x+2Ｗ3x-1）Ｏ3−ｂＰｂＴｉＯ3−
ｃＰｂＺｒＯ3 で表され、前記ａ，ｂ，ｃがそれぞれ、 ２≦ａ≦１０ ４０≦ｂ≦５２ ３８≦ｃ≦５８ （但し、ａ，ｂ，ｃはモル％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１０
０である）の範囲にあり、かつ、Ｐｂの５モル％以下
が、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａの少なくとも１種により置
換されている組成物に対して、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉの少な
くとも１種を、それぞれＭｇ（ＯＨ）2，ＣｏＯ，Ｎｉ
Ｏに換算して０．５０ｗｔ％以下の割合で添加したこと
を特徴とする圧電磁器組成物。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02632195A JP3785648B2 (ja) | 1994-01-21 | 1995-01-20 | 圧電磁器組成物 |
| SG1996000292A SG33665A1 (en) | 1995-01-20 | 1996-01-18 | Piezoelectric ceramic compositions |
| KR1019960000959A KR0161349B1 (ko) | 1995-01-20 | 1996-01-18 | 압전 자기 조성물 |
| DE69602381T DE69602381T2 (de) | 1995-01-20 | 1996-01-19 | Piezoelektrische keramische Zusammensetzung |
| US08/588,859 US5607614A (en) | 1995-01-20 | 1996-01-19 | Piezoelectric ceramic compositions |
| EP96100784A EP0722918B1 (en) | 1995-01-20 | 1996-01-19 | Piezoelectric ceramic composition |
| CN96101416A CN1076879C (zh) | 1995-01-20 | 1996-01-20 | 压电陶瓷组合物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-22046 | 1994-01-21 | ||
| JP2204694 | 1994-01-21 | ||
| JP02632195A JP3785648B2 (ja) | 1994-01-21 | 1995-01-20 | 圧電磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07247164A true JPH07247164A (ja) | 1995-09-26 |
| JP3785648B2 JP3785648B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=26359205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02632195A Expired - Fee Related JP3785648B2 (ja) | 1994-01-21 | 1995-01-20 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3785648B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007139111A1 (ja) * | 2006-05-30 | 2009-10-08 | 林化学工業株式会社 | 低温焼成圧電材料 |
| JP2010120835A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-06-03 | Tdk Corp | 圧電磁器、振動子及び超音波モータ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5526945B2 (ja) | 2010-03-31 | 2014-06-18 | Ｔｄｋ株式会社 | 圧電組成物、圧電磁器、振動子、及び超音波モータ |
-
1995
- 1995-01-20 JP JP02632195A patent/JP3785648B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007139111A1 (ja) * | 2006-05-30 | 2009-10-08 | 林化学工業株式会社 | 低温焼成圧電材料 |
| JP2010120835A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-06-03 | Tdk Corp | 圧電磁器、振動子及び超音波モータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3785648B2 (ja) | 2006-06-14 |
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