JPH1029864A - 圧電磁器材料 - Google Patents
圧電磁器材料Info
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- JPH1029864A JPH1029864A JP8189312A JP18931296A JPH1029864A JP H1029864 A JPH1029864 A JP H1029864A JP 8189312 A JP8189312 A JP 8189312A JP 18931296 A JP18931296 A JP 18931296A JP H1029864 A JPH1029864 A JP H1029864A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気機械結合係数ｋｐ＝３０〜６０％，誘電
率ε＞５００，機械的品質係数Ｑｍ＞５００，共振周波
数の温度係数Tkfr＜１００ｐｐｍ／℃，機械的品質係数
ΔＱｍ／Ｑｍ＜５０％の特性を満たす圧電磁器材料を提
供すること。 【解決手段】 圧電磁器材料は，一般式ａ・ＰｂＴｉＯ
3 ＋ｂ・ＰｂＺｒＯ3 ＋ｃ・Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 （但し，ａ＝４６．０〜５４．０ｍｏｌ％，ｂ＝４
１．０〜５２．０ｍｏｌ％，ｃ＝２．０〜５．０ｍｏｌ
％，であり，ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ｍｏｌ％）で示される
組成を有する主成分と，前記主成分に添加された一般式
ｄ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋ｅ・Ｓｍ2 Ｏ3 で示される組成を有す
る副成分（但し，主成分と副成分の合量を重量で１００
％としたときｄ＝０．０〜０．５ｗｔ％，ｅ＝０．０〜
２．２ｗｔ％，ｅ／ｄ＝１．０〜４．４）とを含む。
率ε＞５００，機械的品質係数Ｑｍ＞５００，共振周波
数の温度係数Tkfr＜１００ｐｐｍ／℃，機械的品質係数
ΔＱｍ／Ｑｍ＜５０％の特性を満たす圧電磁器材料を提
供すること。 【解決手段】 圧電磁器材料は，一般式ａ・ＰｂＴｉＯ
3 ＋ｂ・ＰｂＺｒＯ3 ＋ｃ・Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 （但し，ａ＝４６．０〜５４．０ｍｏｌ％，ｂ＝４
１．０〜５２．０ｍｏｌ％，ｃ＝２．０〜５．０ｍｏｌ
％，であり，ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ｍｏｌ％）で示される
組成を有する主成分と，前記主成分に添加された一般式
ｄ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋ｅ・Ｓｍ2 Ｏ3 で示される組成を有す
る副成分（但し，主成分と副成分の合量を重量で１００
％としたときｄ＝０．０〜０．５ｗｔ％，ｅ＝０．０〜
２．２ｗｔ％，ｅ／ｄ＝１．０〜４．４）とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，圧電磁器材料に関
し，特に，圧電振動ジャイロに使用される圧電磁器材料
に関するものである。
し，特に，圧電振動ジャイロに使用される圧電磁器材料
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年，圧電振動子を用いた小型で低価格
のジャイロが市場に提供されるようになり携帯ビデオカ
メラ及び携帯カメラの手ぶれ防止や自動車のナビゲ−シ
ョンシステム，ＡＢＳシステムに活用されている。これ
らの圧電ジャイロは，現在大まかに，次の（イ）〜
（ニ）のように分類される。
のジャイロが市場に提供されるようになり携帯ビデオカ
メラ及び携帯カメラの手ぶれ防止や自動車のナビゲ−シ
ョンシステム，ＡＢＳシステムに活用されている。これ
らの圧電ジャイロは，現在大まかに，次の（イ）〜
（ニ）のように分類される。
【０００３】（イ）恒弾性金属の音叉に圧電セラミック
を貼りつけた振動子で直行する２方向の振動モ−ドを利
用して一方を駆動，他方を角速度で発生するコリオリ力
で誘起する直交方向の振動から角速度を検出に用いる方
式。
を貼りつけた振動子で直行する２方向の振動モ−ドを利
用して一方を駆動，他方を角速度で発生するコリオリ力
で誘起する直交方向の振動から角速度を検出に用いる方
式。
【０００４】（ロ）恒弾性金属の４角柱に圧電セラミッ
クを接合し棒の屈曲振動を発生させコリオリ力で発生す
る直交した屈曲振動を別の圧電セラミックで検出する方
式。
クを接合し棒の屈曲振動を発生させコリオリ力で発生す
る直交した屈曲振動を別の圧電セラミックで検出する方
式。
【０００５】（ハ）圧電セラミックの円柱に交差指電極
を表面に長さ方向に形成し分極してなる振動子で一組の
電極で一方向の屈曲振動を発生させ，他の二組の電極で
発生電圧を検出する構成でコリオリ力に応じて発生する
直交方向の振動の効果で検出側の出力のアンバランスか
ら出力電圧差を検出し角速度を検出する方式。
を表面に長さ方向に形成し分極してなる振動子で一組の
電極で一方向の屈曲振動を発生させ，他の二組の電極で
発生電圧を検出する構成でコリオリ力に応じて発生する
直交方向の振動の効果で検出側の出力のアンバランスか
ら出力電圧差を検出し角速度を検出する方式。
【０００６】（ニ）例えば（イ），及び（ロ）と（ハ）
の折衷方式として，恒弾性金属の三角柱の側面に圧電セ
ラミックを三枚接合し一つを駆動用他の二つを検出用に
用いる方式が実用化されている。
の折衷方式として，恒弾性金属の三角柱の側面に圧電セ
ラミックを三枚接合し一つを駆動用他の二つを検出用に
用いる方式が実用化されている。
【０００７】上記（ハ）の方式（以下，セラミック丸棒
方式と呼ぶ）は，接着工程を必要とせず構成が単純で信
頼性が高い利点を有する。しかし，振動子特性の全てが
圧電セラミックの材質特性で決定されるため使用できる
材料の選択範囲は著しく限定される。
方式と呼ぶ）は，接着工程を必要とせず構成が単純で信
頼性が高い利点を有する。しかし，振動子特性の全てが
圧電セラミックの材質特性で決定されるため使用できる
材料の選択範囲は著しく限定される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記セラミック丸棒方
式による振動ジャイロの特性は，圧電セラミックの材料
特性に密接に関連する。
式による振動ジャイロの特性は，圧電セラミックの材料
特性に密接に関連する。
【０００９】まず，機械的品質係数Ｑｍは感度の大き
さに比例するが一般に圧電セラミックの機械的品質係数
の温度係数は大きく中には使用温度領域内で数百％にな
る材質もある。この場合感度の温度変化も大きくなり実
用上の問題が発生する。
さに比例するが一般に圧電セラミックの機械的品質係数
の温度係数は大きく中には使用温度領域内で数百％にな
る材質もある。この場合感度の温度変化も大きくなり実
用上の問題が発生する。
【００１０】対策として駆動電圧にＱｍの温度変化と逆
の温度特性を持たせ感度の温度変化を補正することで出
力の温度変動を抑制できる。しかしながらこの場合駆動
電圧が温度によって変動することになり安定な動作が得
られにくくなる。とくにカ−ナビゲ−ションへの応用の
場合ヌル電圧の変動が位置精度の誤差要因となる実用上
の問題があるが駆動電圧が変動することはこのヌル電圧
変動の大きな要因となる。
の温度特性を持たせ感度の温度変化を補正することで出
力の温度変動を抑制できる。しかしながらこの場合駆動
電圧が温度によって変動することになり安定な動作が得
られにくくなる。とくにカ−ナビゲ−ションへの応用の
場合ヌル電圧の変動が位置精度の誤差要因となる実用上
の問題があるが駆動電圧が変動することはこのヌル電圧
変動の大きな要因となる。
【００１１】また共振周波数の温度変化も駆動周波数
の変動要因となり感度及びヌル電圧の変動要因になる。
更に感度を決める要素としてＱｍの絶対値と電気機械結
合係数がある。基本的にはＱｍが大きく電気機械結合係
数も大きい方が好ましい。
の変動要因となり感度及びヌル電圧の変動要因になる。
更に感度を決める要素としてＱｍの絶対値と電気機械結
合係数がある。基本的にはＱｍが大きく電気機械結合係
数も大きい方が好ましい。
【００１２】従って一定値以上のＱｍを有し，その温度
変化が少なく共振周波数の温度変化も少ない圧電磁器組
成物を提供する事が必要である。
変化が少なく共振周波数の温度変化も少ない圧電磁器組
成物を提供する事が必要である。
【００１３】ジャイロ特性と材料特性との関連を把握す
るために種々の特性を有する圧電磁器で丸棒型のジャイ
ロを試作した結果を下記表１に示す。
るために種々の特性を有する圧電磁器で丸棒型のジャイ
ロを試作した結果を下記表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】上記表１の特性項目の内容については，下
記表２，及び表３に詳細をまとめる。
記表２，及び表３に詳細をまとめる。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】上記表１から材料特性とジャイロ特性の関
連について以下の（い）〜（ほ）のように結論づけられ
る。
連について以下の（い）〜（ほ）のように結論づけられ
る。
【００１９】（い）感度ＳはＱｍに強く支配され，Ｑｍ
が同じ程度の場合ｋｐが小さい方が感度が高い傾向にあ
るが，６０％以上の場合も充分な感度が得られていな
い。
が同じ程度の場合ｋｐが小さい方が感度が高い傾向にあ
るが，６０％以上の場合も充分な感度が得られていな
い。
【００２０】（ろ）感度Ｓは誘電率に依存する。
【００２１】（は）感度変化率ΔＳ／ＳはＱｍの変化率
ΔＱｍ／Ｑｍに支配され，ΔＱｍ／Ｑｍが小さいほど感
度の変化は小さくなる。
ΔＱｍ／Ｑｍに支配され，ΔＱｍ／Ｑｍが小さいほど感
度の変化は小さくなる。
【００２２】（に）ヌル電圧変動ΔＮは共振周波数の温
度変化Ｔｋｆｒに強く支配されＴｋｆｒが小さいほどヌ
ル電圧変動の少ない材料が得られる。
度変化Ｔｋｆｒに強く支配されＴｋｆｒが小さいほどヌ
ル電圧変動の少ない材料が得られる。
【００２３】（ほ）Ｓ／Ｎ比は感度に比例し感度が大き
いほど良好になる。
いほど良好になる。
【００２４】以上の実験結果を踏まえてカ−ナビゲ−シ
ョンに使用できる感度が高くてその温度変化も少なく，
またヌル電圧の変動の少ない丸棒型圧電ジャイロを実現
するための丸棒型圧電セラミックジャイロの基準スペッ
クとして下記表４の値を設けた。
ョンに使用できる感度が高くてその温度変化も少なく，
またヌル電圧の変動の少ない丸棒型圧電ジャイロを実現
するための丸棒型圧電セラミックジャイロの基準スペッ
クとして下記表４の値を設けた。
【００２５】
【表４】
【００２６】上記表１の実験結果と上記表４の基準スペ
ックとを対照させた結果，カ−ナビゲ−ションに対応で
きる丸棒型圧電セラミックを実現できる圧電セラミック
を提供するためには，圧電セラミックの基本特性とし
て，下記表５の要求条件を実現する事が必要であること
が分かった。
ックとを対照させた結果，カ−ナビゲ−ションに対応で
きる丸棒型圧電セラミックを実現できる圧電セラミック
を提供するためには，圧電セラミックの基本特性とし
て，下記表５の要求条件を実現する事が必要であること
が分かった。
【００２７】
【表５】
【００２８】従って，本発明の技術的課題は，上記表５
の特性を実現することにある。特に機械的品質係数の温
度安定性と，共振周波数の温度安定性を両立させた材料
は従来提供されていなかった。
の特性を実現することにある。特に機械的品質係数の温
度安定性と，共振周波数の温度安定性を両立させた材料
は従来提供されていなかった。
【００２９】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め種々の検討を行った結果，本発明者らは，一般式ａ・
ＰｂＴｉＯ3 ＋ｂ・ＰｂＺｒＯ3 ＋ｃ・Ｐｂ（Ｍｎ1/3
Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （但し，ａ＝４６．０〜５４．０ｍｏｌ
％，ｂ＝４１．０〜５２．０ｍｏｌ％，ｃ＝２．０〜
５．０ｍｏｌ％，ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ｍｏｌ％）で示さ
れる組成を有する主成分と，前記主成分に添加された一
般式ｄ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋ｅ・Ｓｍ2 Ｏ3 で示される組成を
有する副成分（但し，主成分と副成分との合量を重量で
１００％としたとき，ｄ＝０．０〜０．５ｗｔ％，ｅ＝
０．０〜２．２ｗｔ％，ｅ／ｄ＝１．０〜４．４）とを
含むことにより，温度安定性の高いジャイロを提供でき
る圧電磁器材料が得られることを見いだしたものであ
る。
め種々の検討を行った結果，本発明者らは，一般式ａ・
ＰｂＴｉＯ3 ＋ｂ・ＰｂＺｒＯ3 ＋ｃ・Ｐｂ（Ｍｎ1/3
Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （但し，ａ＝４６．０〜５４．０ｍｏｌ
％，ｂ＝４１．０〜５２．０ｍｏｌ％，ｃ＝２．０〜
５．０ｍｏｌ％，ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ｍｏｌ％）で示さ
れる組成を有する主成分と，前記主成分に添加された一
般式ｄ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋ｅ・Ｓｍ2 Ｏ3 で示される組成を
有する副成分（但し，主成分と副成分との合量を重量で
１００％としたとき，ｄ＝０．０〜０．５ｗｔ％，ｅ＝
０．０〜２．２ｗｔ％，ｅ／ｄ＝１．０〜４．４）とを
含むことにより，温度安定性の高いジャイロを提供でき
る圧電磁器材料が得られることを見いだしたものであ
る。
【００３０】即ち，本発明によれば，一般式ａ・ＰｂＴ
ｉＯ3 ＋ｂ・ＰｂＺｒＯ3 ＋ｃ・Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 （但し，ａ＝４６．０〜５４．０ｍｏｌ％，
ｂ＝４１．０〜５２．０ｍｏｌ％，ｃ＝２．０〜５．０
ｍｏｌ％，であり，ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ｍｏｌ％）で示
される組成を有する主成分と，前記主成分に添加された
一般式ｄ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋ｅ・Ｓｍ2 Ｏ3 で示される組成
を有する副成分（但し，主成分と副成分の合量を重量で
１００％としたときｄ＝０．０〜０．５ｗｔ％，ｅ＝
０．０〜２．２ｗｔ％，ｅ／ｄ＝１．０〜４．４）とを
含むことを特徴とする圧電磁器材料が得られる。
ｉＯ3 ＋ｂ・ＰｂＺｒＯ3 ＋ｃ・Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 （但し，ａ＝４６．０〜５４．０ｍｏｌ％，
ｂ＝４１．０〜５２．０ｍｏｌ％，ｃ＝２．０〜５．０
ｍｏｌ％，であり，ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ｍｏｌ％）で示
される組成を有する主成分と，前記主成分に添加された
一般式ｄ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋ｅ・Ｓｍ2 Ｏ3 で示される組成
を有する副成分（但し，主成分と副成分の合量を重量で
１００％としたときｄ＝０．０〜０．５ｗｔ％，ｅ＝
０．０〜２．２ｗｔ％，ｅ／ｄ＝１．０〜４．４）とを
含むことを特徴とする圧電磁器材料が得られる。
【００３１】本発明のように，ジャイロ用の圧電磁器材
料は，前述のようにＱｍが５００以上であること，ΔＱ
ｍ／Ｑｍが５０％以上であること（−４０〜＋８０
℃），Ｋｐが３０％〜６０％であること，εｒが５００
以上であること，そしてＴｋｆｒが１００ｐｐｍ／℃以
下であること（−４０〜＋８０℃）等が必要である。
料は，前述のようにＱｍが５００以上であること，ΔＱ
ｍ／Ｑｍが５０％以上であること（−４０〜＋８０
℃），Ｋｐが３０％〜６０％であること，εｒが５００
以上であること，そしてＴｋｆｒが１００ｐｐｍ／℃以
下であること（−４０〜＋８０℃）等が必要である。
【００３２】一般に，圧電材料は，ＰｂＴｉＯ3 −Ｐｂ
ＺｒＯ3 の固溶体（二成分系ＰＺＴセラミック）に，複
合プロブスカイト化合物を一種もしくは複数種固溶させ
ることにより，二成分系では得られなかった誘電的，圧
電的な特性改善がなされて広く実用に供されている。こ
こで，ジャイロ用の圧電磁器材料を考えた場合，第三成
分としてＰｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 を固溶させたＰ
ｂＴｉＯ3 −ＰｂＺｒＯ3 −Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 系圧電セラミックが数百〜数千のＱｍと高い誘電
的，圧電的な特性とが得られるという，ハード材料とし
ての特徴を持つ点で望ましい。
ＺｒＯ3 の固溶体（二成分系ＰＺＴセラミック）に，複
合プロブスカイト化合物を一種もしくは複数種固溶させ
ることにより，二成分系では得られなかった誘電的，圧
電的な特性改善がなされて広く実用に供されている。こ
こで，ジャイロ用の圧電磁器材料を考えた場合，第三成
分としてＰｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 を固溶させたＰ
ｂＴｉＯ3 −ＰｂＺｒＯ3 −Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 系圧電セラミックが数百〜数千のＱｍと高い誘電
的，圧電的な特性とが得られるという，ハード材料とし
ての特徴を持つ点で望ましい。
【００３３】しかし，Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 の
比率が５．０ｍｏｌ％以上になると，Ｑｍの温度変化
（ΔＱｍ／Ｑｍ）が大きくなりジャイロの感度及びヌル
電圧の温度安定性が低下するため適当でない。さらに，
Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3が２．０ｍｏｌ％以下に
なると，Ｑｍレベルが５００以下になりジャイロ感度が
低下してしまうので望ましくない。
比率が５．０ｍｏｌ％以上になると，Ｑｍの温度変化
（ΔＱｍ／Ｑｍ）が大きくなりジャイロの感度及びヌル
電圧の温度安定性が低下するため適当でない。さらに，
Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3が２．０ｍｏｌ％以下に
なると，Ｑｍレベルが５００以下になりジャイロ感度が
低下してしまうので望ましくない。
【００３４】また，ＰｂＴｉＯ3 −ＰｂＺｒＯ3 の比率
も本発明の範囲を超えるとＫｐやεｒが低下し，十分な
感度が得られなくなるため適さない。また，本発明の範
囲のうち，主成分のみでは共振周波数の温度変化（Ｔｋ
ｆｒ）が大きい範囲も含まれており，この場合，Ｔｋｆ
ｒを改善し１００ｐｐｍ／℃以下とすることで感度及び
ヌル電圧の温度安定性の低下を防ぐことが必要となる。
また，Ｔｋｆｒの改善は副成分としてＦｅ2 Ｏ3 とＳｍ
2 Ｏ3 を一定の比率で添加することにより達成できる。
即ち，Ｓｍ2 Ｏ3 ／Ｆｅ2 Ｏ3 ＝１．０〜４．４（ｗｔ
％比）となるように添加した場合に，Ｔｋｆｒの改善が
なされることが確認された。
も本発明の範囲を超えるとＫｐやεｒが低下し，十分な
感度が得られなくなるため適さない。また，本発明の範
囲のうち，主成分のみでは共振周波数の温度変化（Ｔｋ
ｆｒ）が大きい範囲も含まれており，この場合，Ｔｋｆ
ｒを改善し１００ｐｐｍ／℃以下とすることで感度及び
ヌル電圧の温度安定性の低下を防ぐことが必要となる。
また，Ｔｋｆｒの改善は副成分としてＦｅ2 Ｏ3 とＳｍ
2 Ｏ3 を一定の比率で添加することにより達成できる。
即ち，Ｓｍ2 Ｏ3 ／Ｆｅ2 Ｏ3 ＝１．０〜４．４（ｗｔ
％比）となるように添加した場合に，Ｔｋｆｒの改善が
なされることが確認された。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００３６】主成分及び副成分の原料として，ＰｂＯ，
ＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，ＭｎＣＯ3 ，ＮｂＣｌ5 ，Ｆｅ2
Ｏ3 ，Ｓｍ2 Ｏ3 を目的の組成となるように秤量した。
この原料粉をジルコニアボールとともにアクリルポット
中に入れ，２０時間湿式混合した。この混合粉を脱水乾
燥後，アルミナこう鉢中で８００℃，２時間の予焼を行
った。この予焼粉をアクリルポット中ジルコニアボール
にて１５時間湿式粉砕した。続いて蒸発乾燥し，得られ
た予焼粉砕粉にバインダを混合して加圧し，φ２０×１
５ｍｍ厚に成形した。この成形体を１２００℃〜１２６
０℃で２時間焼成し，得られた焼結体を１ｍｍの厚さに
加工した後，両面に銀ペーストを塗布し，４５０℃で焼
き付けて電極を形成し，試料とした。このようにして得
られた試料を，１００℃，４ｋＶ／ｍｍ，１５分で分極
処理をし，比誘電率εｒ，電気機械結合係数Ｋｐ，機械
的品質係数Ｑｍを測定した。さらにこの試料を２×１０
ｍｍの矩形板に切断し，−４０℃〜＋８０℃の温度範囲
でＱｍと共振周波数ｆｒを測定し，ΔＱｍ／Ｑｍ及びＴ
ｋｆｒを求めた。その測定結果は，下記表６に示す。
ＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，ＭｎＣＯ3 ，ＮｂＣｌ5 ，Ｆｅ2
Ｏ3 ，Ｓｍ2 Ｏ3 を目的の組成となるように秤量した。
この原料粉をジルコニアボールとともにアクリルポット
中に入れ，２０時間湿式混合した。この混合粉を脱水乾
燥後，アルミナこう鉢中で８００℃，２時間の予焼を行
った。この予焼粉をアクリルポット中ジルコニアボール
にて１５時間湿式粉砕した。続いて蒸発乾燥し，得られ
た予焼粉砕粉にバインダを混合して加圧し，φ２０×１
５ｍｍ厚に成形した。この成形体を１２００℃〜１２６
０℃で２時間焼成し，得られた焼結体を１ｍｍの厚さに
加工した後，両面に銀ペーストを塗布し，４５０℃で焼
き付けて電極を形成し，試料とした。このようにして得
られた試料を，１００℃，４ｋＶ／ｍｍ，１５分で分極
処理をし，比誘電率εｒ，電気機械結合係数Ｋｐ，機械
的品質係数Ｑｍを測定した。さらにこの試料を２×１０
ｍｍの矩形板に切断し，−４０℃〜＋８０℃の温度範囲
でＱｍと共振周波数ｆｒを測定し，ΔＱｍ／Ｑｍ及びＴ
ｋｆｒを求めた。その測定結果は，下記表６に示す。
【００３７】
【表６】
【００３８】上記表６からは，本発明の圧電材料に関し
て組成範囲を決定する理由として，排除されるべき以下
の（ｉ）〜（iii)の不適事項を列挙することができる。
即ち，εｒ≧５００，３０％≦Ｋｐ≦６０％，Ｑｍ≧５
００，ΔＱｍ／Ｑｍ≦５０％，Ｔｋｆｒ≦１００ｐｐｍ
／℃を満たさない場合，本発明の範囲から除外すること
とした。
て組成範囲を決定する理由として，排除されるべき以下
の（ｉ）〜（iii)の不適事項を列挙することができる。
即ち，εｒ≧５００，３０％≦Ｋｐ≦６０％，Ｑｍ≧５
００，ΔＱｍ／Ｑｍ≦５０％，Ｔｋｆｒ≦１００ｐｐｍ
／℃を満たさない場合，本発明の範囲から除外すること
とした。
【００３９】（ｉ）上記表６の試料Ｎｏ．２のように，
ＰｂＴｉＯ3 量ａが５４．０ｍｏｌ％を越えると，εｒ
が低下するため好ましくない。また，上記表６の試料Ｎ
ｏ．４のように，ａが４６．０ｍｏｌ％未満，ｂが５
２．０ｍｏｌ％未満では，Ｋｐが低い値となるため好ま
しくない。
ＰｂＴｉＯ3 量ａが５４．０ｍｏｌ％を越えると，εｒ
が低下するため好ましくない。また，上記表６の試料Ｎ
ｏ．４のように，ａが４６．０ｍｏｌ％未満，ｂが５
２．０ｍｏｌ％未満では，Ｋｐが低い値となるため好ま
しくない。
【００４０】（ii）上記表６の試料Ｎｏ．８のように，
Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 量ｃが２．０ｍｏｌ％未
満では，Ｑｍが低い値となるため望ましくない。また，
試料Ｎｏ．５のように，５．０ｍｏｌ％を越えると，Δ
Ｑｍ／Ｑｍが大きくなり好ましくない。
Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 量ｃが２．０ｍｏｌ％未
満では，Ｑｍが低い値となるため望ましくない。また，
試料Ｎｏ．５のように，５．０ｍｏｌ％を越えると，Δ
Ｑｍ／Ｑｍが大きくなり好ましくない。
【００４１】（iii)試料Ｎｏ．９及びＮｏ．１２のよう
に，Ｆｅ2 Ｏ3 量ｄ，及びＳｍ2 Ｏ3 量ｅがｅ／ｄ＝
１．０〜４．４（ｗｔ％比）の範囲を越えると，Ｔｋｆ
ｒの改善がなされず適さない。さらに，試料Ｎｏ．１３
のように，ｄが０．５ｗｔ％を越えると，Ｋｐが低下す
るため望ましくない。
に，Ｆｅ2 Ｏ3 量ｄ，及びＳｍ2 Ｏ3 量ｅがｅ／ｄ＝
１．０〜４．４（ｗｔ％比）の範囲を越えると，Ｔｋｆ
ｒの改善がなされず適さない。さらに，試料Ｎｏ．１３
のように，ｄが０．５ｗｔ％を越えると，Ｋｐが低下す
るため望ましくない。
【００４２】上記の理由により，ジャイロ用の圧電磁器
材料には，一般式ａ・ＰｂＴｉＯ3＋ｂ・ＰｂＺｒＯ3
＋ｃ・Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （但し，ａ＝４
６．０〜５４．０ｍｏｌ％，ｂ＝４１．０〜５２．０ｍ
ｏｌ％，ｃ＝２．０〜５．０ｍｏｌ％，ａ＋ｂ＋ｃ＝１
００ｍｏｌ％）で示される組成を有する主成分と，前記
主成分に添加された一般式ｄ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋ｅ・Ｓｍ2
Ｏ3 で示される組成を有する副成分（但し，主成分と副
成分との合量を重量で１００％としたとき，ｄ＝０．０
〜０．５ｗｔ％，ｅ＝０．０〜２．２ｗｔ％，ｅ／ｄ＝
１．０〜４．４）とを含む電磁器材料が適当であること
が判明した。
材料には，一般式ａ・ＰｂＴｉＯ3＋ｂ・ＰｂＺｒＯ3
＋ｃ・Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （但し，ａ＝４
６．０〜５４．０ｍｏｌ％，ｂ＝４１．０〜５２．０ｍ
ｏｌ％，ｃ＝２．０〜５．０ｍｏｌ％，ａ＋ｂ＋ｃ＝１
００ｍｏｌ％）で示される組成を有する主成分と，前記
主成分に添加された一般式ｄ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋ｅ・Ｓｍ2
Ｏ3 で示される組成を有する副成分（但し，主成分と副
成分との合量を重量で１００％としたとき，ｄ＝０．０
〜０．５ｗｔ％，ｅ＝０．０〜２．２ｗｔ％，ｅ／ｄ＝
１．０〜４．４）とを含む電磁器材料が適当であること
が判明した。
【００４３】本発明の実施の形態による圧電磁器材料に
ついて，ジャイロ特性を評価した一例を下記表７に示
す。
ついて，ジャイロ特性を評価した一例を下記表７に示
す。
【００４４】
【表７】
【００４５】
【発明の効果】以上の説明の通り，本発明による圧電磁
器材料を丸棒型圧電振動ジャイロに使用した場合，適度
の電気機械結合係数，及び機械的品質係数により高い感
度を示すと同時に共振周波数の安定性からヌル電圧変動
が抑制される。
器材料を丸棒型圧電振動ジャイロに使用した場合，適度
の電気機械結合係数，及び機械的品質係数により高い感
度を示すと同時に共振周波数の安定性からヌル電圧変動
が抑制される。
【００４６】また，本発明による圧電磁器材料において
は，機械的品質係数の温度安定性から感度の温度安定性
が得られ温度補正回路が不用となる。この場合，駆動電
圧の安定性が得られるのでヌル電圧変動の他の要因も改
善できる。以上の結果ヌル電圧の安定性が得られカーナ
ビゲーションにも対応できる高精度で安価な圧電振動ジ
ャイロが提供できるようになった。
は，機械的品質係数の温度安定性から感度の温度安定性
が得られ温度補正回路が不用となる。この場合，駆動電
圧の安定性が得られるのでヌル電圧変動の他の要因も改
善できる。以上の結果ヌル電圧の安定性が得られカーナ
ビゲーションにも対応できる高精度で安価な圧電振動ジ
ャイロが提供できるようになった。
Claims (1)
- 【請求項１】 一般式ａ・ＰｂＴｉＯ3 ＋ｂ・ＰｂＺｒ
Ｏ3 ＋ｃ・Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （但し，ａ＝
４６．０〜５４．０ｍｏｌ％，ｂ＝４１．０〜５２．０
ｍｏｌ％，ｃ＝２．０〜５．０ｍｏｌ％，であり，ａ＋
ｂ＋ｃ＝１００ｍｏｌ％）で示される組成を有する主成
分と，前記主成分に添加された一般式ｄ・Ｆｅ2 Ｏ3 ＋
ｅ・Ｓｍ2 Ｏ3 で示される組成を有する副成分（但し，
主成分と副成分の合量を重量で１００％としたときｄ＝
０．０〜０．５ｗｔ％，ｅ＝０．０〜２．２ｗｔ％，ｅ
／ｄ＝１．０〜４．４）とを含むことを特徴とする圧電
磁器材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8189312A JPH1029864A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 圧電磁器材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8189312A JPH1029864A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 圧電磁器材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1029864A true JPH1029864A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16239251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8189312A Withdrawn JPH1029864A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 圧電磁器材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1029864A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102385269A (zh) * | 2010-09-06 | 2012-03-21 | 佳能株式会社 | 磁性载体和双组分显影剂 |
-
1996
- 1996-07-18 JP JP8189312A patent/JPH1029864A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102385269A (zh) * | 2010-09-06 | 2012-03-21 | 佳能株式会社 | 磁性载体和双组分显影剂 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |