JPH10101422A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JPH10101422A JPH10101422A JP8258820A JP25882096A JPH10101422A JP H10101422 A JPH10101422 A JP H10101422A JP 8258820 A JP8258820 A JP 8258820A JP 25882096 A JP25882096 A JP 25882096A JP H10101422 A JPH10101422 A JP H10101422A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】共振周波数の温度特性に優れ、高い電気機械結
合係数、低い機械的品質係数を有し、かつ耐熱性を大き
く向上できる圧電磁器組成物を提供する。 【解決手段】モル比による組成式をＰｂa 〔（Ｎｂ2/3
Ｃｏ1/3 ）1-b Ｎｂb 〕c （Ｔｉd Ｚｒ1-d ）1-c Ｏ3
と表した時、ａ、ｂ、ｃおよびｄが、０．９７≦ａ≦
１．０３、０．０６≦ｂ≦０．１５、０．０３≦ｃ≦
０．１２、０．５０≦ｄ≦０．５５を満足する主成分
と、該主成分１００重量部に対してＣｒをＣｒ2Ｏ3 換
算で０．０５〜０．６０重量部含有してなるものであ
る。Ｐｂの一部がＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｌ
ａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一種で置換されて
おり、その置換量が１２モル％以下であることが望まし
い。
合係数、低い機械的品質係数を有し、かつ耐熱性を大き
く向上できる圧電磁器組成物を提供する。 【解決手段】モル比による組成式をＰｂa 〔（Ｎｂ2/3
Ｃｏ1/3 ）1-b Ｎｂb 〕c （Ｔｉd Ｚｒ1-d ）1-c Ｏ3
と表した時、ａ、ｂ、ｃおよびｄが、０．９７≦ａ≦
１．０３、０．０６≦ｂ≦０．１５、０．０３≦ｃ≦
０．１２、０．５０≦ｄ≦０．５５を満足する主成分
と、該主成分１００重量部に対してＣｒをＣｒ2Ｏ3 換
算で０．０５〜０．６０重量部含有してなるものであ
る。Ｐｂの一部がＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｌ
ａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一種で置換されて
おり、その置換量が１２モル％以下であることが望まし
い。
Description
【０００１】
【発明の属する利用分野】本発明は、圧電磁器組成物に
関わり、例えばセラミックフィルタ、セラミックレゾネ
ータ、発振子、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、圧電アクチュ
エータおよび加速度センサ、ノッキングセンサ、ＡＥセ
ンサ等の圧電センサ等に適する圧電磁器組成物に関す
る。
関わり、例えばセラミックフィルタ、セラミックレゾネ
ータ、発振子、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、圧電アクチュ
エータおよび加速度センサ、ノッキングセンサ、ＡＥセ
ンサ等の圧電センサ等に適する圧電磁器組成物に関す
る。
【０００２】
【従来技術】従来から、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、セラミックレゾ
ネータ、発振子、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、圧電アクチ
ュエータ等がある。
としては、例えばセラミックフィルタ、セラミックレゾ
ネータ、発振子、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、圧電アクチ
ュエータ等がある。
【０００３】ここでセラミックフィルタ、セラミックレ
ゾネータ等の素子としては、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ
3 を主成分とした圧電磁器組成物が利用されており、こ
れにＮｂ2 Ｏ5 やＭｎＯ2 等の金属酸化物、Ｐｂ（Ｎｂ
2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 、（Ｎｂ2/3 Ｍｇ1/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ
（Ｎｂ2/3 Ｍｎ1/3 ）Ｏ3 等の複合ペロブスカイト酸化
物を添加したり、置換することにより圧電特性の向上が
図られている。例えば、電気機械結合係数が大きい圧電
性に優れた圧電磁器組成物として、Ｐｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ
1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成
物が知られている。
ゾネータ等の素子としては、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ
3 を主成分とした圧電磁器組成物が利用されており、こ
れにＮｂ2 Ｏ5 やＭｎＯ2 等の金属酸化物、Ｐｂ（Ｎｂ
2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 、（Ｎｂ2/3 Ｍｇ1/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ
（Ｎｂ2/3 Ｍｎ1/3 ）Ｏ3 等の複合ペロブスカイト酸化
物を添加したり、置換することにより圧電特性の向上が
図られている。例えば、電気機械結合係数が大きい圧電
性に優れた圧電磁器組成物として、Ｐｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ
1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成
物が知られている。
【０００４】近年、携帯電話のデジタル通信方式のサー
ビス開始に伴い、セラミックフィルタに組み込まれる圧
電素子は大きい電気機械結合係数を有しながらも、ビッ
トエラーを回避するために機械的品質係数の低いものが
要求されている。
ビス開始に伴い、セラミックフィルタに組み込まれる圧
電素子は大きい電気機械結合係数を有しながらも、ビッ
トエラーを回避するために機械的品質係数の低いものが
要求されている。
【０００５】一方、近年では、セラミックフィルタ，セ
ラミックレゾネータのような圧電部品においても、基板
等の表面に実装可能なように種々の条件に対応できるこ
とが要求されており、このような圧電部品においては、
部品を基板にリフロー半田付けする際、基板に実装され
た部品が２３０℃から３００℃程度の高温に曝されるた
めに部品に組み込まれる圧電素子にも耐熱性が要求され
ている。
ラミックレゾネータのような圧電部品においても、基板
等の表面に実装可能なように種々の条件に対応できるこ
とが要求されており、このような圧電部品においては、
部品を基板にリフロー半田付けする際、基板に実装され
た部品が２３０℃から３００℃程度の高温に曝されるた
めに部品に組み込まれる圧電素子にも耐熱性が要求され
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｐ
ｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉ
Ｏ3 系の圧電磁器組成物は、共振周波数の温度係数が５
０ｐｐｍ／℃以上と大きいため、環境変化の激しい車両
搭載用通信装置などのフィルタ等に用いた場合、阻止の
特性変化によって安定した送受信ができなくなるという
問題があった。
ｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉ
Ｏ3 系の圧電磁器組成物は、共振周波数の温度係数が５
０ｐｐｍ／℃以上と大きいため、環境変化の激しい車両
搭載用通信装置などのフィルタ等に用いた場合、阻止の
特性変化によって安定した送受信ができなくなるという
問題があった。
【０００７】また、機械的品質係数Ｑｍが２５０〜２３
５０程度と大きいため、フラットな群遅延特性が要求さ
れる携帯電話などのフィルタ部品に用いた場合、ビット
エラーが起こりやすく実用上問題であった。
５０程度と大きいため、フラットな群遅延特性が要求さ
れる携帯電話などのフィルタ部品に用いた場合、ビット
エラーが起こりやすく実用上問題であった。
【０００８】さらに、耐熱性が低くリフロー半田付け前
後の圧電特性や共振周波数の変化が大きく、実用上の問
題となっていた。また、熱衝撃試験後の圧電特性や共振
周波数の変化も大きいため、環境変化の激しい車両搭載
用通信装置などのフィルター等に用いた場合、素子の特
性変化によって安定した送受信ができなくなるという問
題があった。
後の圧電特性や共振周波数の変化が大きく、実用上の問
題となっていた。また、熱衝撃試験後の圧電特性や共振
周波数の変化も大きいため、環境変化の激しい車両搭載
用通信装置などのフィルター等に用いた場合、素子の特
性変化によって安定した送受信ができなくなるという問
題があった。
【０００９】本発明は、高い電気機械結合係数を有し、
機械的品質係数が小さく、かつ共振周波数の温度特性が
良好であるとともに、耐熱性を向上することができる圧
電磁器組成物を提供することを目的とする。
機械的品質係数が小さく、かつ共振周波数の温度特性が
良好であるとともに、耐熱性を向上することができる圧
電磁器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】本発明者は、Ｐｂ、Ｚ
ｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｏを含む複合ペロブスカイト型化合
物からなる主成分に対して、ＣｒをＣｒ2 Ｏ3 換算で所
定量含有することにより、共振周波数の温度特性に優
れ、高い電気機械結合係数および低い機械的品質係数を
有するとともに、耐熱性を大きく向上できることを知見
し、本発明に至った。
ｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｏを含む複合ペロブスカイト型化合
物からなる主成分に対して、ＣｒをＣｒ2 Ｏ3 換算で所
定量含有することにより、共振周波数の温度特性に優
れ、高い電気機械結合係数および低い機械的品質係数を
有するとともに、耐熱性を大きく向上できることを知見
し、本発明に至った。
【００１１】即ち、本発明の圧電磁器組成物は、金属元
素として少なくともＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、ＮｂおよびＣｏ
を含むペロブスカイト型複合酸化物であって、そのモル
比による組成式を Ｐｂa 〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b Ｎｂb 〕c （Ｔｉd
Ｚｒ1-d ）1-c Ｏ3 と表した時、前記ａ、ｂ、ｃおよびｄが、０．９７≦ａ
≦１．０３、０．０６≦ｂ≦０．１５、０．０３≦ｃ≦
０．１２、０．５０≦ｄ≦０．５５を満足する主成分
と、該主成分１００重量部に対してＣｒをＣｒ2 Ｏ3 換
算で０．０５〜０．６０重量部含有してなるものであ
る。
素として少なくともＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、ＮｂおよびＣｏ
を含むペロブスカイト型複合酸化物であって、そのモル
比による組成式を Ｐｂa 〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b Ｎｂb 〕c （Ｔｉd
Ｚｒ1-d ）1-c Ｏ3 と表した時、前記ａ、ｂ、ｃおよびｄが、０．９７≦ａ
≦１．０３、０．０６≦ｂ≦０．１５、０．０３≦ｃ≦
０．１２、０．５０≦ｄ≦０．５５を満足する主成分
と、該主成分１００重量部に対してＣｒをＣｒ2 Ｏ3 換
算で０．０５〜０．６０重量部含有してなるものであ
る。
【００１２】ここで、Ｐｂの一部がＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、
Ｎｄ、Ｇｄ、Ｌａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一
種で置換されており、その置換量が０．１２モル以下で
あることが望ましい。
Ｎｄ、Ｇｄ、Ｌａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一
種で置換されており、その置換量が０．１２モル以下で
あることが望ましい。
【００１３】
【作用】本発明の圧電磁器組成物では、ＰｂＺｒＯ3 −
ＰｂＴｉＯ3 系の圧電磁器組成物のＺｒおよびＴｉの一
部をＮｂ、Ｃｏで置換し、かつＮｂを過剰に含有させる
ことにより、共振周波数の温度特性に優れ、高い電気機
械結合係数および低い機械的品質係数を示す材料を得る
ことが可能となる。そして、さらにＣｒを所定量含有せ
しめることにより、耐熱性を大きく向上することができ
る。
ＰｂＴｉＯ3 系の圧電磁器組成物のＺｒおよびＴｉの一
部をＮｂ、Ｃｏで置換し、かつＮｂを過剰に含有させる
ことにより、共振周波数の温度特性に優れ、高い電気機
械結合係数および低い機械的品質係数を示す材料を得る
ことが可能となる。そして、さらにＣｒを所定量含有せ
しめることにより、耐熱性を大きく向上することができ
る。
【００１４】また、Ｐｂの一部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎ
ｄ、Ｇｄ、Ｌａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一種
で置換することにより、共振周波数の温度特性を更に優
れたものにすることが可能となる。
ｄ、Ｇｄ、Ｌａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一種
で置換することにより、共振周波数の温度特性を更に優
れたものにすることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の圧電磁器組成物は、モル
比による組成式をＰｂa 〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/ 3 ）1-b Ｎ
ｂb 〕c （Ｔｉd Ｚｒ1-d ）1-c Ｏ3 と表した時、ａ、
ｂ、ｃおよびｄが、０．９７≦ａ≦１．０３、０．０６
≦ｂ≦０．１５、０．０３≦ｃ≦０．１２、０．５０≦
ｄ≦０．５５を満足する主成分と、該主成分１００重量
部に対してＣｒをＣｒ2 Ｏ3 換算で０．０５〜０．６０
重量部含有してなるものである。
比による組成式をＰｂa 〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/ 3 ）1-b Ｎ
ｂb 〕c （Ｔｉd Ｚｒ1-d ）1-c Ｏ3 と表した時、ａ、
ｂ、ｃおよびｄが、０．９７≦ａ≦１．０３、０．０６
≦ｂ≦０．１５、０．０３≦ｃ≦０．１２、０．５０≦
ｄ≦０．５５を満足する主成分と、該主成分１００重量
部に対してＣｒをＣｒ2 Ｏ3 換算で０．０５〜０．６０
重量部含有してなるものである。
【００１６】ここで、上記組成式において、ａ、ｂ、ｃ
およびｄを上記のように設定した理由について説明す
る。Ｐｂ量を表すａを０．９７≦ａ≦１．０３としたの
は、ａが０．９７未満の場合や１．０３よりも大きい場
合には、電気機械結合係数Ｋｐが低下するからである。
Ｐｂ量を表すａは、電気機械結合係数Ｋｐを向上すると
いう観点から０．９９≦ａ≦１．０３であることが特に
望ましい。
およびｄを上記のように設定した理由について説明す
る。Ｐｂ量を表すａを０．９７≦ａ≦１．０３としたの
は、ａが０．９７未満の場合や１．０３よりも大きい場
合には、電気機械結合係数Ｋｐが低下するからである。
Ｐｂ量を表すａは、電気機械結合係数Ｋｐを向上すると
いう観点から０．９９≦ａ≦１．０３であることが特に
望ましい。
【００１７】またＮｂ量ｂを０．０６≦ｂ≦０．１５と
したのは、Ｎｂ量を調整することにより機械的品質係数
Ｑｍを低下させると同時に、共振周波数の温度特性を調
整することができるからである。ｂが０．０６より少な
い場合には機械的品質係数Ｑｍが大きくなり、フィルタ
特性の群遅延特性が悪くなり、ｂが０．１５より大きい
場合には共振周波数の温度特性が悪化し、耐熱性が低下
するからである。Ｎｂ量ｂは、０．０６≦ｂ≦０．０８
であることが特に望ましい。
したのは、Ｎｂ量を調整することにより機械的品質係数
Ｑｍを低下させると同時に、共振周波数の温度特性を調
整することができるからである。ｂが０．０６より少な
い場合には機械的品質係数Ｑｍが大きくなり、フィルタ
特性の群遅延特性が悪くなり、ｂが０．１５より大きい
場合には共振周波数の温度特性が悪化し、耐熱性が低下
するからである。Ｎｂ量ｂは、０．０６≦ｂ≦０．０８
であることが特に望ましい。
【００１８】さらに〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b Ｎ
ｂb 〕の（Ｔｉd Ｚｒ1-d ）への置換量ｃを０．０３≦
ｃ≦０．１２としたのは、ｃが０．０３未満である場合
には共振周波数の温度特性が悪化し、またｃが０．１２
より大きい場合には電気機械結合係数Ｋｐが急激に低下
するからである。ｃは、共振周波数の温度特性および電
気機械結合係数Ｋｐを向上するという観点から０．０３
≦ｃ≦０．０８であることが特に望ましい。
ｂb 〕の（Ｔｉd Ｚｒ1-d ）への置換量ｃを０．０３≦
ｃ≦０．１２としたのは、ｃが０．０３未満である場合
には共振周波数の温度特性が悪化し、またｃが０．１２
より大きい場合には電気機械結合係数Ｋｐが急激に低下
するからである。ｃは、共振周波数の温度特性および電
気機械結合係数Ｋｐを向上するという観点から０．０３
≦ｃ≦０．０８であることが特に望ましい。
【００１９】ＴｉのＺｒへの置換量ｄを０．５０≦ｄ≦
０．５５としたのは、Ｔｉ量ｄを０．５０未満の場合に
は耐熱性が低下し、０．５５より大きい場合には電気機
械結合係数Ｋｐが小さくなりすぎるからである。
０．５５としたのは、Ｔｉ量ｄを０．５０未満の場合に
は耐熱性が低下し、０．５５より大きい場合には電気機
械結合係数Ｋｐが小さくなりすぎるからである。
【００２０】そして、上記主成分１００重量部に対して
ＣｒをＣｒ2 Ｏ3 換算で０．０５〜０．６０重量部含有
せしめたのは、０．０５重量部よりも少ない場合には耐
熱性向上の効果が小さく、０．６０重量部よりも多くな
ると電気機械結合係数Ｋｐが小さくなったり、機械的品
質係数Ｑｍが増加したり、共振周波数の温度特性が悪化
するからである。Ｃｒは、耐熱性を向上し、他の圧電特
性も高いという点から主成分１００重量部に対してＣｒ
2 Ｏ3 換算で０．２０〜０．４０重量部含有することが
望ましい。
ＣｒをＣｒ2 Ｏ3 換算で０．０５〜０．６０重量部含有
せしめたのは、０．０５重量部よりも少ない場合には耐
熱性向上の効果が小さく、０．６０重量部よりも多くな
ると電気機械結合係数Ｋｐが小さくなったり、機械的品
質係数Ｑｍが増加したり、共振周波数の温度特性が悪化
するからである。Ｃｒは、耐熱性を向上し、他の圧電特
性も高いという点から主成分１００重量部に対してＣｒ
2 Ｏ3 換算で０．２０〜０．４０重量部含有することが
望ましい。
【００２１】また、Ｐｂの一部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎ
ｄ、Ｇｄ、Ｌａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一種
で０．１２モル以下で置換したのは、Ｎｂ量ｂの調整と
Ｐｂの一部をＣａ、Ｓｒ等で置換することを組み合わせ
ることで、共振周波数の温度特性を更に良好にすること
ができるからである。ここでＣａ、Ｓｒ等で０．１２モ
ル以下置換したのは、Ｃａ、Ｓｒ等で０．１２モルより
も多く置換すると電気機械結合係数Ｋｐが低下する傾向
があるからである。Ｃａ、Ｓｒ等によるＰｂの置換量は
０．０２〜０．０４モルであることが望ましい。
ｄ、Ｇｄ、Ｌａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一種
で０．１２モル以下で置換したのは、Ｎｂ量ｂの調整と
Ｐｂの一部をＣａ、Ｓｒ等で置換することを組み合わせ
ることで、共振周波数の温度特性を更に良好にすること
ができるからである。ここでＣａ、Ｓｒ等で０．１２モ
ル以下置換したのは、Ｃａ、Ｓｒ等で０．１２モルより
も多く置換すると電気機械結合係数Ｋｐが低下する傾向
があるからである。Ｃａ、Ｓｒ等によるＰｂの置換量は
０．０２〜０．０４モルであることが望ましい。
【００２２】そして、本発明の圧電磁器組成物は、例え
ば、原料としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ
5 、ＣｏＯ、ＳｒＣＯ3 の各原料粉末を所定量秤量し、
ボールミル等で１０〜２４時間湿式混合し、次いで、こ
の混合物を脱水、乾燥した後、５００〜１１００℃で１
〜５時間仮焼し当該仮焼物を再びボールミル等で粉砕す
る。
ば、原料としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ
5 、ＣｏＯ、ＳｒＣＯ3 の各原料粉末を所定量秤量し、
ボールミル等で１０〜２４時間湿式混合し、次いで、こ
の混合物を脱水、乾燥した後、５００〜１１００℃で１
〜５時間仮焼し当該仮焼物を再びボールミル等で粉砕す
る。
【００２３】その後、この粉砕物に有機バインダーを混
合し、造粒後、例えば、所定圧力で成形体を作製し、こ
れらを大気中において１２００〜１３５０℃で０．５〜
５．０時間焼成することにより得られる。
合し、造粒後、例えば、所定圧力で成形体を作製し、こ
れらを大気中において１２００〜１３５０℃で０．５〜
５．０時間焼成することにより得られる。
【００２４】本発明においては、さらに耐熱性を向上す
るという観点から、ＭｎＯ2 を添加しても良い。また、
Ａｌ，Ｆｅ，Ｓ，Ｓｉ，Ｃｌ，Ｅｕ，Ｙ，Ｔｂ，Ｋ，
Ｐ，Ｃｕ，Ｍｇ等が不可避不純物として混入する場合も
あるが、特性上問題ない。
るという観点から、ＭｎＯ2 を添加しても良い。また、
Ａｌ，Ｆｅ，Ｓ，Ｓｉ，Ｃｌ，Ｅｕ，Ｙ，Ｔｂ，Ｋ，
Ｐ，Ｃｕ，Ｍｇ等が不可避不純物として混入する場合も
あるが、特性上問題ない。
【００２５】さらに、本発明においては、Ｐｂa ［（Ｎ
ｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b Ｎｂb ］c （Ｔｉd Ｚｒ1-d ）
1-c Ｏ3 で表されるペロブスカイト型結晶を主結晶相と
するもので、他の結晶としてパイロクロアが少々存在し
ていてもよい。ＮｂおよびＣｒは主に主結晶相中に存在
するが、粒界にも存在する。
ｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b Ｎｂb ］c （Ｔｉd Ｚｒ1-d ）
1-c Ｏ3 で表されるペロブスカイト型結晶を主結晶相と
するもので、他の結晶としてパイロクロアが少々存在し
ていてもよい。ＮｂおよびＣｒは主に主結晶相中に存在
するが、粒界にも存在する。
【００２６】
【実施例】原料粉末としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、Ｔｉ
Ｏ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＣｏＯ、ＳｒＣＯ3 、ＢａＣＯ3 、
Ｎｄ2 Ｏ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｐｒ6 Ｏ11およ
びＳｍ2 Ｏ3 の各原料粉末を、焼結体が表１の組成とな
るように所定量秤量し、ＺｒＯ2 ボールを用いたボール
ミルで１２時間湿式混合し、次いで、この混合物を脱
水、乾燥した後、９００℃で３時間仮焼し、当該仮焼物
を再びボールミルで粉砕した。
Ｏ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＣｏＯ、ＳｒＣＯ3 、ＢａＣＯ3 、
Ｎｄ2 Ｏ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｐｒ6 Ｏ11およ
びＳｍ2 Ｏ3 の各原料粉末を、焼結体が表１の組成とな
るように所定量秤量し、ＺｒＯ2 ボールを用いたボール
ミルで１２時間湿式混合し、次いで、この混合物を脱
水、乾燥した後、９００℃で３時間仮焼し、当該仮焼物
を再びボールミルで粉砕した。
【００２７】その後、この粉砕物に有機バインダー（Ｐ
ＶＡ）を混合し、造粒した。得られた粉末を１．５ｔ／
ｃｍ2 の圧力で直径２３ｍｍ、厚さ２ｍｍの寸法からな
る円板にプレス成形した。更に、これらの成形体をＭｇ
Ｏ等からなる容器内に密閉し、大気中１３００℃で２時
間の条件で焼成した。
ＶＡ）を混合し、造粒した。得られた粉末を１．５ｔ／
ｃｍ2 の圧力で直径２３ｍｍ、厚さ２ｍｍの寸法からな
る円板にプレス成形した。更に、これらの成形体をＭｇ
Ｏ等からなる容器内に密閉し、大気中１３００℃で２時
間の条件で焼成した。
【００２８】得られた焼結体を研磨して直径２０ｍｍ厚
み０．５ｍｍの円板を形成した。この円板の両主面にＡ
ｇペーストを焼き付けることにより電極を形成し、８０
℃のシリコンオイル中で３ｋＶ／ｍｍの直流電圧を３０
分間印加して分極処理した後、電気機械結合係数Ｋｐ、
機械的品質係数Ｑｍ、共振周波数の温度係数Ｔ．Ｃ．ｆ
ｒおよび耐熱性Δｆｒを評価した。
み０．５ｍｍの円板を形成した。この円板の両主面にＡ
ｇペーストを焼き付けることにより電極を形成し、８０
℃のシリコンオイル中で３ｋＶ／ｍｍの直流電圧を３０
分間印加して分極処理した後、電気機械結合係数Ｋｐ、
機械的品質係数Ｑｍ、共振周波数の温度係数Ｔ．Ｃ．ｆ
ｒおよび耐熱性Δｆｒを評価した。
【００２９】電気機械結合係数Ｋｐ、機械的品質係数Ｑ
ｍは、インピーダンスアナライザーで測定した、共振周
波数Ｆｒ、反共振周波数Ｆａ、電気容量Ｃ、共振抵抗Ｒ
ｏの値から次の計算式により求めた。
ｍは、インピーダンスアナライザーで測定した、共振周
波数Ｆｒ、反共振周波数Ｆａ、電気容量Ｃ、共振抵抗Ｒ
ｏの値から次の計算式により求めた。
【００３０】 Ｋｐ＝〔２．５３×（Ｆａ−Ｆｒ）／Ｆｒ〕1/2 Ｑｍ＝Ｆａ2 ／〔２πＦｒＲｏＣ（Ｆａ2 −Ｆｒ2 ）〕 共振周波数の温度係数Ｔ．Ｃ．ｆｒ（ｐｐｍ／℃）は、 Ｔ．Ｃ．ｆｒ＝（Ｆｒ80−Ｆｒ-20 ）／（Ｆｒ20×１０
０）×１０6 （ここで、Ｆｒ80，Ｆｒ-20 ，Ｆｒ20それぞれ＋８０
℃、−２０℃、＋２０℃での共振周波数の値を示す）の
式を用いて算出した。
０）×１０6 （ここで、Ｆｒ80，Ｆｒ-20 ，Ｆｒ20それぞれ＋８０
℃、−２０℃、＋２０℃での共振周波数の値を示す）の
式を用いて算出した。
【００３１】耐熱性は、２５０℃をピークとする半田リ
フロー炉を３回連続して通過させる試験を行った際の、
試験前の共振周波数ｆｒ1 と試験後の共振周波数ｆｒ2
の値から、△ｆｒ＝｜（ｆｒ2 −ｆｒ1 ）｜／ｆｒ1 ×
１００の式を用いて算出した変化率△ｆｒで評価した。
これらの結果を表１および表２に示す。
フロー炉を３回連続して通過させる試験を行った際の、
試験前の共振周波数ｆｒ1 と試験後の共振周波数ｆｒ2
の値から、△ｆｒ＝｜（ｆｒ2 −ｆｒ1 ）｜／ｆｒ1 ×
１００の式を用いて算出した変化率△ｆｒで評価した。
これらの結果を表１および表２に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】表１および表２から、本発明の圧電磁器組
成物は、電気機械結合係数Ｋｐが５０％以上と大きく、
機械的品質係数Ｑｍが２００以下と小さく、しかも共振
周波数の温度係数Ｔ．Ｃ．ｆｒが５０ｐｐｍ／℃以内と
優れた圧電特性を有することが判る。また、試料Ｎo.２
３〜２８よりＣｒの含有量を増加していくと耐熱性が向
上し、△ｆｒが０．１０％以下となることが判る。
成物は、電気機械結合係数Ｋｐが５０％以上と大きく、
機械的品質係数Ｑｍが２００以下と小さく、しかも共振
周波数の温度係数Ｔ．Ｃ．ｆｒが５０ｐｐｍ／℃以内と
優れた圧電特性を有することが判る。また、試料Ｎo.２
３〜２８よりＣｒの含有量を増加していくと耐熱性が向
上し、△ｆｒが０．１０％以下となることが判る。
【００３５】また、試料Ｎo.２９および３０〜４５か
ら、Ｐｂの一部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｌ
ａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一種で０．１２モ
ル以下で置換することにより、共振周波数の温度特性を
良好にできることが判る。
ら、Ｐｂの一部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｌ
ａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一種で０．１２モ
ル以下で置換することにより、共振周波数の温度特性を
良好にできることが判る。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明の圧電磁器
組成物では、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 系の圧電磁器
組成物のＺｒおよびＴｉの一部をＮｂ、Ｃｏで置換し、
かつＮｂを過剰に含有させ、さらにＣｒを所定量含有せ
しめることにより、共振周波数の温度特性に優れ、高い
電気機械結合係数Ｋｐおよび低い機械的品質係数Ｑｍを
有し、かつ耐熱性を大きく向上できる。また、Ｐｂの一
部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｐｒおよび
Ｓｍのうち少なくとも一種で置換することにより、共振
周波数の温度特性を更に優れたものにすることができ、
携帯電話など通信機用圧電部品として有効に用いられる
圧電磁器組成物を得ることができる。
組成物では、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 系の圧電磁器
組成物のＺｒおよびＴｉの一部をＮｂ、Ｃｏで置換し、
かつＮｂを過剰に含有させ、さらにＣｒを所定量含有せ
しめることにより、共振周波数の温度特性に優れ、高い
電気機械結合係数Ｋｐおよび低い機械的品質係数Ｑｍを
有し、かつ耐熱性を大きく向上できる。また、Ｐｂの一
部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｐｒおよび
Ｓｍのうち少なくとも一種で置換することにより、共振
周波数の温度特性を更に優れたものにすることができ、
携帯電話など通信機用圧電部品として有効に用いられる
圧電磁器組成物を得ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】金属元素として少なくともＰｂ、Ｚｒ、Ｔ
ｉ、ＮｂおよびＣｏを含むペロブスカイト型複合酸化物
であって、そのモル比による組成式を Ｐｂa 〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b Ｎｂb 〕c （Ｔｉd
Ｚｒ1-d ）1-c Ｏ3 と表した時、前記ａ、ｂ、ｃおよびｄが ０．９７≦ａ≦１．０３ ０．０６≦ｂ≦０．１５ ０．０３≦ｃ≦０．１２ ０．５０≦ｄ≦０．５５ を満足する主成分と、該主成分１００重量部に対してＣ
ｒをＣｒ2 Ｏ3 換算で０．０５〜０．６０重量部含有し
てなることを特徴とする圧電磁器組成物。 - 【請求項２】Ｐｂの一部がＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｇ
ｄ、Ｌａ、ＰｒおよびＳｍのうち少なくとも一種で置換
されており、その置換量が０．１２モル以下であること
を特徴とする請求項１記載の圧電磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8258820A JPH10101422A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8258820A JPH10101422A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 圧電磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10101422A true JPH10101422A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17325502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8258820A Pending JPH10101422A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10101422A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003201174A (ja) * | 2001-11-02 | 2003-07-15 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型圧電体セラミック素子およびそれを用いた積層型圧電体電子部品 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP8258820A patent/JPH10101422A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003201174A (ja) * | 2001-11-02 | 2003-07-15 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型圧電体セラミック素子およびそれを用いた積層型圧電体電子部品 |
| JP4492022B2 (ja) * | 2001-11-02 | 2010-06-30 | 株式会社村田製作所 | 積層型圧電体セラミック素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060105 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060425 |