JPH0826825A - Piezoelectric porcelain composition for actuator - Google Patents

Piezoelectric porcelain composition for actuator

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JPH0826825A
JPH0826825A JP6163810A JP16381094A JPH0826825A JP H0826825 A JPH0826825 A JP H0826825A JP 6163810 A JP6163810 A JP 6163810A JP 16381094 A JP16381094 A JP 16381094A JP H0826825 A JPH0826825 A JP H0826825A
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洋一 寺井
Takenobu Sakai
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Abstract

PURPOSE:To produce a piezoelectric porcelain composition having a high strength. CONSTITUTION:This piezoelectric porcelain composition for actuator has a composition represented by the following formula: Pb1-a-b-c-dLaaPbBacSrd(SrxTi1-x-y--zNyMz)O3 [P is at least one or more of Pr, Nd and Sm; N is at least one or more of In, Fe, Co and Ga; M is at least one or more of Sb and Nb; 0.0025<= a 0.010; 0.005<= d <=0.020; 0.010<= c <=0.025; 0.050<= d <=0.150; 0.540<= x <=0.560; 0.002<= y <=0.005; 0.005<= z <=0.030].

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧電磁器組成物に関
し、さらに詳しく述べるならば、アクチュエータのよう
な圧電素子において有利に用いることのできる圧電磁器
組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric ceramic composition, and more particularly to a piezoelectric ceramic composition which can be advantageously used in a piezoelectric element such as an actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電磁器組成物についての研究はかなり
以前から行われており、またかかる圧電磁器組成物を利
用した製品は多岐にわたりかつさまざまな分野において
広く用いられている。このような圧電磁器組成物を利用
した製品としては、例えば、セラミックフィルタ、ガラ
ス遅延線、超音波応用振動子、圧電ブザー、圧電点火ユ
ニット、超音波モータ、圧電ファン、圧電センサ、及び
圧電アクチュエータ等を挙げることができる。ここで、
圧電アクチュエータは、圧電現象を介して発生する変位
及び力を機械的駆動源として利用するものであり、特に
最近、メカトロニクスの分野において注目されてきてい
るものの1つである。この圧電アクチュエータは、圧電
効果を利用した固体素子であるため、磁性体にコイルを
巻いた構成を有する従来の電磁式アクチュエータと比較
して、消費電力が少ない、応答速度が速い、変位量が大
きい、発熱が少ない、寸法及び重量が小さい、等の優れ
た特徴を有している。
BACKGROUND ART Studies on piezoelectric ceramic compositions have been carried out for a long time, and products using such piezoelectric ceramic compositions are widely used in various fields. Examples of products using such piezoelectric ceramic compositions include ceramic filters, glass delay lines, ultrasonic transducers, piezoelectric buzzers, piezoelectric ignition units, ultrasonic motors, piezoelectric fans, piezoelectric sensors, and piezoelectric actuators. Can be mentioned. here,
The piezoelectric actuator utilizes a displacement and force generated through a piezoelectric phenomenon as a mechanical drive source, and is one of the ones that have recently attracted attention in the field of mechatronics. Since this piezoelectric actuator is a solid-state element that utilizes the piezoelectric effect, it consumes less power, has a faster response speed, and has a larger amount of displacement than conventional electromagnetic actuators that have a coil wound around a magnetic body. It has excellent features such as low heat generation, small size and weight.

【0003】上記のような圧電素子に用い得るものとし
て、種々のタイプの圧電磁器組成物が公知である。例え
ば、昭和35年に発行された特許第275421号に記載され
たPZT系セラミックスに単純酸化物を添加する技術か
ら始まって、数多くの圧電磁器組成物が公知となってい
る。米国特許第 2,911,370号は、PZT系セラミックス
にニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、希土類金属等の
元素を添加したり、Pbの一部をストロンチウム(S
r)、カルシウム(Ca)等のアルカリ土類金属の元素
で置換したりして、得られる組成物の圧電定数及び誘電
率を高めることを教示している。特開昭62−298192号公
報は、アクチュエータ素子に用いられる圧電磁器組成物
として、Pb(Zrx Tiy )O3 の基本組成を有する
ものを教示しており、この組成物がアクチュエータ用材
料として使用可能な圧電歪定数を有し、かつ誘電損失が
極めて低いものであることを報告している。
Various types of piezoelectric ceramic compositions are known as those which can be used for the above-mentioned piezoelectric element. For example, many piezoelectric ceramic compositions have been known, starting from the technique of adding a simple oxide to PZT ceramics described in Japanese Patent No. 275421 issued in 1960. U.S. Pat. No. 2,911,370 describes adding elements such as niobium (Nb), tantalum (Ta), and rare earth metals to PZT-based ceramics, or partially adding Pb to strontium (S
It is taught that by substituting with an element of alkaline earth metal such as r) or calcium (Ca), the piezoelectric constant and dielectric constant of the resulting composition are increased. Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-298192 teaches a piezoelectric ceramic composition used for an actuator element, which has a basic composition of Pb (Zr x Ti y ) O 3 , and this composition is used as a material for an actuator. It has been reported that it has a usable piezoelectric strain constant and has an extremely low dielectric loss.

【0004】さらに、特開平4−260662号公報は、Pb
0.89-xSr0.11Bax (Zr a Tib Sbc )O3(式中、0.01≦x
≦0.04、0.545 ≦a≦0.555 、0.445 ≦b≦0.455 、0.
005 ≦c≦0.015 、a+b+c=1である)の組成を有
する、圧電特性が高く、特にキュリー温度の高い、アク
チュエータ用として適した圧電磁器組成物を教示してい
る。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 4-260662 discloses Pb.
0.89-x Sr 0.11 Ba x (Zr a Ti b Sb c ) O 3 (where 0.01 ≦ x
≤0.04, 0.545 ≤a ≤0.555, 0.445 ≤b ≤0.455, 0.
005 ≤ c ≤ 0.015, a + b + c = 1), high piezoelectric properties, in particular high Curie temperature, suitable for piezoelectric actuators.

【0005】この組成物では、3点曲げ強度が75MPa で
あり、これを100 ℃において電圧0〜800Vによる繰り返
し駆動試験を行うと、割れが発生してしまう。これは、
強度が不十分であり、繰り返し駆動試験によってドメイ
ンスイッチングが起こりやすいためである。
This composition has a three-point bending strength of 75 MPa, and when it is subjected to a repeated drive test at 100 ° C. with a voltage of 0 to 800 V, cracking occurs. this is,
This is because the strength is insufficient and domain switching easily occurs due to the repeated drive test.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の圧電
体の有する前記の如き欠点を解消し、圧電特性、特にキ
ュリー温度が高く、かつ強度の高いアクチュエータ用圧
電磁器組成物を提供しようとするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned drawbacks of conventional piezoelectric materials, and provides a piezoelectric ceramic composition for an actuator, which has high piezoelectric characteristics, especially a high Curie temperature, and high strength. To do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の圧電磁器組成物
は、下式により表される組成: Pb1-a-b-c-d Laa b Bac Srd (Zrx Ti
1-x-y-z y z )O3 (上式において、PはPr、Nd、Smのうち少なくと
も1種以上であり、NはIn、Fe、Co、Gaのうち
少なくとも1種以上であり、そしてMはSb、Nbのう
ち少なくとも1種以上であり、0.002 ≦a≦0.010 、0.
005 ≦b≦0.020 、0.010 ≦c≦0.025 、0.050 ≦d≦
0.150 、0.540 ≦x≦0.560 、0.002 ≦y≦0.005 、0.
005 ≦z≦0.030 である)を有することを特徴とするも
のである。
The piezoelectric ceramic composition of the present invention has a composition represented by the following formula: Pb 1-abcd La a P b Ba c Sr d (Zr x Ti
1-xyz N y M z ) O 3 (wherein P is at least one of Pr, Nd and Sm, N is at least one of In, Fe, Co and Ga, and M is at least one of Sb and Nb, and 0.002 ≤ a ≤ 0.010, 0.1.
005 ≤ b ≤ 0.020, 0.010 ≤ c ≤ 0.025, 0.050 ≤ d ≤
0.150, 0.540 ≤ x ≤ 0.560, 0.002 ≤ y ≤ 0.005, 0.
005 ≦ z ≦ 0.030).

【0008】さらに、本発明の圧電磁器組成物は、下式
により表される組成: Pb(1+e)-a-b-c-d Laa b Bac Srd (Zrx
1-x-y-z y z )O 3 (上式において、PはPr、Nd、Smのうち少なくと
も1種以上であり、NはIn、Fe、Co、Gaのうち
少なくとも1種以上であり、そしてMはSb、Nbのう
ち少なくとも1種以上であり、0.002 ≦a≦0.010 、0.
005 ≦b≦0.020 、0.010 ≦c≦0.025 、0.050 ≦d≦
0.150 、0.01≦e≦0.05、0.540 ≦x≦0.560 、0.002
≦y≦0.005 、0.005 ≦z≦0.030 である)を有するこ
とを特徴とするものである。
Further, the piezoelectric ceramic composition of the present invention has the following formula
Composition represented by: Pb(1 + e) -abcdLaaPbBacSrd(ZrxT
i1-xyzNyMz) O 3 (In the above formula, P is at least Pr, Nd, or Sm.
Is also one or more, and N is In, Fe, Co, or Ga.
At least one kind, and M is Sb, Nb
And at least one kind, and 0.002 ≤ a ≤ 0.010, 0.
005 ≤ b ≤ 0.020, 0.010 ≤ c ≤ 0.025, 0.050 ≤ d ≤
0.150, 0.01 ≤ e ≤ 0.05, 0.540 ≤ x ≤ 0.560, 0.002
≤ y ≤ 0.005, 0.005 ≤ z ≤ 0.030)
And are characterized by.

【0009】[0009]

【作用】本発明の圧電磁器組成物は、従来の圧電磁器組
成物、すなわち式、Pb1-a-b Ba a Srb (Zr1-x-yTix-z In
z Sby )O3 で表される組成物において、Pb成分の一部
をLaとPr、Nd、及びSmのうちの少なくとも1種
とを同時に置換したものである。この置換により、得ら
れる組成物の結晶組織が微細化し強度が大幅に向上し、
さらにキュリー温度が向上する。
The piezoelectric ceramic composition of the present invention is a conventional piezoelectric ceramic assembly.
Product, formula, Pb1-abBa aSrb(Zr1-xyTixzIn
zSby) O3In the composition represented by, a part of the Pb component
At least one of La, Pr, Nd, and Sm
And are replaced at the same time. Obtained by this replacement
The crystal structure of the composition is refined and the strength is significantly improved.
Further, the Curie temperature is improved.

【0010】さらに、本発明の組成物において、PbO
の量を0.01〜0.05の範囲で増加させることにより、過剰
なPbOが焼結を促進するため焼成温度を低下させるこ
とができ、さらに結晶組織を微細化させ、強度をさらに
向上させることができる。
Further, in the composition of the present invention, PbO
By increasing the amount in the range of 0.01 to 0.05, excessive PbO promotes sintering, so that the firing temperature can be lowered, the crystal structure can be further refined, and the strength can be further improved.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段の補足説明】本発明の圧電
磁器組成物は、特に自動車の圧電アクチュエータ用とし
て、及びその他の圧電素子用としても利用することがで
きる。例えば、圧電アクチュエータは、公知の方法を用
いて、例えば圧電材料の薄板を2枚張り合わせてバイモ
ルフ型構造とすることにより、又は圧電材料の薄板を数
十〜数百枚積層し、かつその1枚1枚を厚み方向の分極
が逆になるように交互に積層固着させて積層型構造とす
ることにより製造することができる。
Supplementary Explanation of Means for Solving the Problems The piezoelectric ceramic composition of the present invention can be used especially for piezoelectric actuators of automobiles and other piezoelectric elements. For example, a piezoelectric actuator is formed by using a known method, for example, by laminating two thin plates of a piezoelectric material to form a bimorph type structure, or by laminating several tens to several hundreds of thin plates of the piezoelectric material, and one of them. It can be manufactured by alternately stacking and fixing one sheet so that the polarization in the thickness direction is reversed, to form a laminated structure.

【0012】本発明の組成物において、Laは結晶を微
細化させる効果を有し、その量は0.002 ≦a≦0.0010、
すなわち0.2 〜1モル%である。Laの量がこの下限未
満であると微細化の効果がなく、上限値を越えると、微
細化の効果が飽和するとともに、組成物の電気特性が低
下する。
In the composition of the present invention, La has the effect of refining the crystal, and its amount is 0.002 ≤ a ≤ 0.0010,
That is, it is 0.2 to 1 mol%. If the amount of La is less than this lower limit, there is no effect of refining, and if it exceeds the upper limit, the effect of refining is saturated and the electrical properties of the composition deteriorate.

【0013】Baの量は0.010 ≦c≦0.025 、すなわち
1〜2.5 モル%である。Baの量がこの下限未満である
と電気特性が低下し、上限値を越えるとキュリー温度が
低下する。Srの量は0.050 ≦d≦0.150 、すなわち5
〜15モル%である。Srの量がこの範囲外であると、電
気特性が低下する。また、Zrの量は0.540 ≦x≦0.56
0 、すなわち54〜56モル%である。この範囲のZr量に
より、変位特性の高い、正方晶の組成物が得られる。
The amount of Ba is 0.010≤c≤0.025, that is, 1 to 2.5 mol%. If the amount of Ba is less than this lower limit, the electrical characteristics will deteriorate, and if it exceeds the upper limit, the Curie temperature will decrease. The amount of Sr is 0.050 ≤ d ≤ 0.150, that is, 5
~ 15 mol%. If the amount of Sr is outside this range, the electrical characteristics will deteriorate. The amount of Zr is 0.540 ≤ x ≤ 0.56
0, that is, 54 to 56 mol%. With a Zr content in this range, a tetragonal composition having high displacement characteristics can be obtained.

【0014】本発明の組成物において、Pr、Nd、S
mのうち少なくとも1種以上であるPの量は0.005 ≦b
≦0.020 、すなわち0.5 〜2モル%であり、In、F
e、Co、Gaのうち少なくとも1種以上であるNの量
は0.002 ≦y≦0.005 、すなわち0.2 〜0.5 モル%であ
り、そしてSb、Nbのうち少なくとも1種以上である
Mの量は0.005 ≦z≦0.030 、すなわち0.5 〜3モル%
である。これらの範囲にあることにより、組成物の結晶
組織が微細化し、強度が大幅に向上するとともにキュリ
ー温度が向上する。
In the composition of the present invention, Pr, Nd, S
The amount of P, which is at least one of m, is 0.005 ≤ b
≦ 0.020, that is, 0.5 to 2 mol%, In, F
The amount of N, which is at least one of e, Co, and Ga, is 0.002 ≤ y ≤ 0.005, that is, 0.2 to 0.5 mol%, and the amount of M, which is at least one of Sb and Nb, is 0.005 ≤. z ≦ 0.030, that is, 0.5 to 3 mol%
Is. Within this range, the crystal structure of the composition becomes finer, the strength is significantly improved, and the Curie temperature is improved.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を下記実施例により更に詳細に
説明するが、本発明はこれらに制限されるものではな
い。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

【0016】実施例1 Pb1-a-b-c-d Laa Prb Bac Srd (Zrx Ti
1-x-y-z Iny Sbz)O3 で表される組成式におい
て、a=0.005 、c=0.016 、d=0.11、x=0.55、y
=0.003 、z=0.01とし、bが以下の表1の値となるよ
うに、原料PbO、BaCO3 、SrCO3 、Zr
2 、TiO2 、In2 3 、Sb2 5 、La2 3
及びPr6 11を所定量計量し、さらにz=0.002 、0.
003 及び0.005モルを与えるようにIn2 3 を計量
し、これらをボールミルにおいて40時間湿式混合した。
次いで得られた混合粉末を乾燥後、800 ℃において2時
間仮焼し、再度ボールミルにおいて48時間粉砕し、乾燥
した。
Example 1 Pb 1-abcd La a Pr b Ba c Sr d (Zr x Ti
In the composition formula represented by 1-xyz In y Sb z ) O 3 , a = 0.005, c = 0.016, d = 0.11, x = 0.55, y
= 0.003, z = 0.01, and the raw materials PbO, BaCO 3 , SrCO 3 , and Zr are used so that b has the values shown in Table 1 below.
O 2 , TiO 2 , In 2 O 3 , Sb 2 O 5 , La 2 O 3
And Pr 6 O 11 are weighed in predetermined amounts, and z = 0.002, 0.
In 2 O 3 was weighed to give 003 and 0.005 mol and they were wet mixed in a ball mill for 40 hours.
Then, the obtained mixed powder was dried, calcined at 800 ° C. for 2 hours, pulverized again in a ball mill for 48 hours, and dried.

【0017】こうして得られた混合粉末に、バインダと
してPVA(ポリビニルアルコール)を1.5 重量%加
え、1000kg/cm2の成形圧力において直径20mm、厚さ1mm
の円板に成形した。これを1200℃において2時間焼結す
ることによりPr置換量の異なる各圧電素子ペレットを
製造した。
To the mixed powder thus obtained, 1.5% by weight of PVA (polyvinyl alcohol) as a binder was added, and the diameter was 20 mm and the thickness was 1 mm at a molding pressure of 1000 kg / cm 2.
Formed into a circular plate. By sintering this at 1200 ° C. for 2 hours, piezoelectric element pellets having different amounts of Pr substitution were manufactured.

【0018】このペレットの両面に常法により銀電極を
焼付け、100 ℃のシリコンオイル中でDC4kV/cm の電圧
を印加して分極処理を行った。
Silver electrodes were baked on both sides of the pellet by a conventional method, and a polarization treatment was performed by applying a voltage of DC 4 kV / cm in 100 ° C. silicon oil.

【0019】得られたそれぞれの圧電ペレットの比誘電
率(εr ) 、電気機械結合係数(Kp)、キュリー温度
(Tc)及び3点曲げ強度(σ3b、φ15mm、t=0.5mm
のペレットにおいてスパン10mmの3点曲げ強度)を測定
した。この結果を表1に示す。
The relative permittivity (ε r ), electromechanical coupling coefficient (Kp), Curie temperature (Tc) and three-point bending strength (σ 3b , φ15 mm, t = 0.5 mm) of each of the obtained piezoelectric pellets
Bending strength with a span of 10 mm) was measured for the pellets. Table 1 shows the results.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】この表より明らかなように、Prの置換量
が1.0 モル%、すなわちb=0.01のときに強度(σ3b
及びキュリー温度(Tc)が共に最大であった。強度及
びキュリー温度が同時に向上するPr置換量は、0.005
≦b≦0.02である。比較のため、La添加量を0、すな
わちa=0として、Prのみで置換して圧電ペレットを
製造し、その強度及びキュリー温度を測定した。この結
果を表2に示す。
As is clear from this table, the strength (σ 3b ) when the Pr substitution amount is 1.0 mol%, that is, when b = 0.01.
And the Curie temperature (Tc) were both maximum. The Pr substitution amount that improves the strength and the Curie temperature at the same time is 0.005
≦ b ≦ 0.02. For comparison, the amount of La added was set to 0, that is, a = 0, and the piezoelectric pellet was manufactured by substituting only with Pr, and the strength and the Curie temperature were measured. The results are shown in Table 2.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】このサンプルでは、強度はやや向上したも
のの、キュリー温度は低下した。また、Pr添加量を
0、すなわちb=0として、Laのみで置換した結果、
得られたサンプルの強度向上とキュリー温度の向上の効
果はほとんど得られなかった。さらに、Prの代わりに
Nd又はSmで置換してもPrと同様の範囲において強
度及びキュリー温度の向上が得られた。
In this sample, although the strength was slightly improved, the Curie temperature was lowered. Further, as a result of substituting only La with the Pr addition amount set to 0, that is, b = 0,
The effect of improving the strength and improving the Curie temperature of the obtained sample was hardly obtained. Furthermore, even if Nd or Sm was substituted for Pr, the strength and Curie temperature were improved in the same range as Pr.

【0024】表1に示す本発明の組成物(Pr置換量、
b=0.5 〜2.0 )より製造した圧電ペレットを以下に示
す条件において繰り返し駆動試験を行った。 繰り返し駆動試験条件 温度:100 ℃ 電圧:−200 〜600 V プリセット荷重:20 MPa サンプル形状:ペレット、φ16mm、厚さ0.5mm このペレットは1×108 回駆動後においても割れが発生
しなかった。一方Pr置換量、b=0、0.3 、2.3 及び
2.5 である組成物並びに従来材では同じ試験条件におい
て40%のサンプルに割れが発生した。
The composition of the present invention shown in Table 1 (Pr substitution amount,
Piezoelectric pellets manufactured from b = 0.5 to 2.0) were repeatedly driven under the following conditions. Repeated drive test conditions Temperature: 100 ° C. Voltage: −200 to 600 V Preset load: 20 MPa Sample shape: pellet, φ16 mm, thickness 0.5 mm This pellet did not crack even after driving 1 × 10 8 times. On the other hand, Pr substitution amount, b = 0, 0.3, 2.3 and
With the composition of 2.5 and the conventional material, 40% of the samples cracked under the same test conditions.

【0025】実施例2 Pb1-a-b-c-d Laa Prb Bac Srd (Zrx Ti
1-x-y-z Iny Sbz)O3 で表される組成式におい
て、a=0.005 、b=0.01、c=0.016 、d=0.11、x
=0.55、y=0.003 とし、zが以下の表3の値となるよ
うに、実施例1と同様にして圧電ペレットを製造し、そ
の特性を測定した。この結果を表3に示す。
Example 2 Pb 1-abcd La a Pr b Ba c Sr d (Zr x Ti
In the composition formula represented by 1-xyz In y Sb z ) O 3 , a = 0.005, b = 0.01, c = 0.016, d = 0.11, x
= 0.55, y = 0.003, and a piezoelectric pellet was manufactured in the same manner as in Example 1 so that z had the values shown in Table 3 below, and the characteristics were measured. The results are shown in Table 3.

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】電気特性Kp及び強度σ3bは、Sbの置換
量が1モル%、すなわちz=0.01のときが最大であっ
た。電気特性及び強度が同時に向上するSb置換量は、
0.005≦z≦0.03である。また、Sbの代わりにNbで
置換しても、Sbと同様の範囲内で電気特性及び強度が
向上した。
The electrical characteristics Kp and the strength σ 3b were maximum when the Sb substitution amount was 1 mol%, that is, when z = 0.01. The amount of Sb substitution that improves electrical characteristics and strength at the same time is
0.005 ≦ z ≦ 0.03. Further, even if Nb was substituted for Sb, the electrical characteristics and strength were improved within the same range as Sb.

【0028】実施例3 Pb1-a-b-c-d Laa Prb Bac Srd (Zrx Ti
1-x-y-z Iny Sbz)O3 で表される組成式におい
て、a=0.005 、b=0.01、c=0.016 、d=0.11、x
=0.55、z=0.01とし、yが以下の表4の値となるよう
に、実施例1と同様にして圧電ペレットを製造し、その
特性を測定した。この結果を表4に示す。
Example 3 Pb 1-abcd La a Pr b Ba c Sr d (Zr x Ti
In the composition formula represented by 1-xyz In y Sb z ) O 3 , a = 0.005, b = 0.01, c = 0.016, d = 0.11, x
= 0.55, z = 0.01, and y was set to the values in Table 4 below, a piezoelectric pellet was manufactured in the same manner as in Example 1, and the characteristics were measured. Table 4 shows the results.

【0029】[0029]

【表4】 [Table 4]

【0030】電気特性Kp及び強度σ3bは、Inの置換
量が0.3 モル%、すなわちz=0.003 のときが最大であ
った。電気特性及び強度が同時に向上するIn置換量
は、0.002 ≦z≦0.005 である。また、Inの代わりに
Feで置換しても、Inと同様の範囲内で電気特性及び
強度が向上した。
The electrical characteristics Kp and the strength σ 3b were maximum when the In substitution amount was 0.3 mol%, that is, when z = 0.003. The amount of In substitution that improves the electrical properties and strength at the same time is 0.002 ≤ z ≤ 0.005. Also, even if Fe was substituted for In, the electrical characteristics and strength were improved within the same range as In.

【0031】実施例4 Pb(1+e)-a-b-c-d Laa b Bac Srd (Zrx
1-x-y-z y z )O3 で表される組成式において、
a=0.005 、b=0.01、c=0.016 、d=0.11、x=0.
55、y=0.003 、z=0.01とし、eが以下の表5の値と
なるように、実施例1と同様にして圧電ペレットを製造
し、その特性を測定した。この結果を表5に示す。
Example 4 Pb (1 + e) -abcd La a P b Ba c Sr d (Zr x T
In the composition formula represented by i 1-xyz N y M z ) O 3 ,
a = 0.005, b = 0.01, c = 0.016, d = 0.11, x = 0.
Piezoelectric pellets were manufactured in the same manner as in Example 1 such that 55, y = 0.003, z = 0.01, and e had the values shown in Table 5 below, and the characteristics were measured. The results are shown in Table 5.

【0032】[0032]

【表5】 [Table 5]

【0033】この表より明らかなように、PbOの量を
1モル%〜5モル%増加させることにより、すなわち0.
01≦e≦0.05とすることにより、圧電ペレットの強度が
向上する。また、焼成温度を1100〜1200℃としても、従
来1200℃の焼成温度で得られたものと同様の特性が得ら
れる。
As is clear from this table, by increasing the amount of PbO by 1 mol% to 5 mol%, that is,
By setting 01 ≦ e ≦ 0.05, the strength of the piezoelectric pellet is improved. Further, even if the firing temperature is set to 1100 to 1200 ° C, the same characteristics as those obtained at the conventional firing temperature of 1200 ° C can be obtained.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の圧電磁器組成物は、従来の圧電
磁器組成物と比べ、微細な結晶組織を有しており、強度
が大幅に向上しており、またキュリー温度も向上してい
る。さらに、Pb量を増加させることにより焼成温度を
低下させ、強度を向上させることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION The piezoelectric ceramic composition of the present invention has a fine crystal structure, is significantly improved in strength, and is also improved in Curie temperature, as compared with the conventional piezoelectric ceramic composition. . Further, by increasing the amount of Pb, the firing temperature can be lowered and the strength can be improved.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下式により表される組成: Pb1-a-b-c-d Laa b Bac Srd (Zrx Ti
1-x-y-z y z )O3 (上式において、PはPr、Nd、Smのうち少なくと
も1種以上であり、NはIn、Fe、Co、Gaのうち
少なくとも1種以上であり、そしてMはSb、Nbのう
ち少なくとも1種以上であり、0.002 ≦a≦0.010 、0.
005 ≦b≦0.020 、0.010 ≦c≦0.025 、0.050 ≦d≦
0.150 、0.540 ≦x≦0.560 、0.002 ≦y≦0.005 、0.
005 ≦z≦0.030 である)を有することを特徴とするア
クチュエータ用圧電磁器組成物。
1. A composition represented by the following formula: Pb 1-abcd La a P b Ba c Sr d (Zr x Ti
1-xyz N y M z ) O 3 (wherein P is at least one of Pr, Nd and Sm, N is at least one of In, Fe, Co and Ga, and M is at least one of Sb and Nb, and 0.002 ≤ a ≤ 0.010, 0.1.
005 ≤ b ≤ 0.020, 0.010 ≤ c ≤ 0.025, 0.050 ≤ d ≤
0.150, 0.540 ≤ x ≤ 0.560, 0.002 ≤ y ≤ 0.005, 0.
005 ≦ z ≦ 0.030), and a piezoelectric ceramic composition for an actuator.
【請求項2】 下式により表される組成: Pb(1+e)-a-b-c-d Laa b Bac Srd (Zrx
1-x-y-z y z )O 3 (上式において、PはPr、Nd、Smのうち少なくと
も1種以上であり、NはIn、Fe、Co、Gaのうち
少なくとも1種以上であり、そしてMはSb、Nbのう
ち少なくとも1種以上であり、0.002 ≦a≦0.010 、0.
005 ≦b≦0.020 、0.010 ≦c≦0.025 、0.050 ≦d≦
0.150 、0.01≦e≦0.05、0.540 ≦x≦0.560 、0.002
≦y≦0.005 、0.005 ≦z≦0.030 である)を有するこ
とを特徴とするアクチュエータ用圧電磁器組成物。
2. A composition represented by the following formula: Pb(1 + e) -abcdLaaPbBacSrd(ZrxT
i1-xyzNyMz) O 3 (In the above formula, P is at least Pr, Nd, or Sm.
Is also one or more, and N is In, Fe, Co, or Ga.
At least one kind, and M is Sb, Nb
And at least one kind, and 0.002 ≤ a ≤ 0.010, 0.
005 ≤ b ≤ 0.020, 0.010 ≤ c ≤ 0.025, 0.050 ≤ d ≤
0.150, 0.01 ≤ e ≤ 0.05, 0.540 ≤ x ≤ 0.560, 0.002
≤ y ≤ 0.005, 0.005 ≤ z ≤ 0.030)
A piezoelectric ceramic composition for an actuator, comprising:
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