JPH10338572A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JPH10338572A JPH10338572A JP9149111A JP14911197A JPH10338572A JP H10338572 A JPH10338572 A JP H10338572A JP 9149111 A JP9149111 A JP 9149111A JP 14911197 A JP14911197 A JP 14911197A JP H10338572 A JPH10338572 A JP H10338572A
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- piezoelectric
- coupling coefficient
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高い電気機械結合係数Ｋｐを有し良好な温度特
性を示す圧電磁器組成物を提供する。 【解決手段】金属元素のモル比組成式を、（Ｐｂa-b Ｍ
ｅb ）〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）e （Ｎｂ1/2 Ｓｂ1/2 ）
f （Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）1-e-f 〕c （Ｚｒ1-d Ｔｉd ）
1-c Ｏ3 と表した時、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆ
が、０．９８≦ａ≦１．０３、０＜ｂ≦０．１２、０．
０５≦ｃ≦０．１５、０．５０≦ｄ≦０．５４、０．３
０≦ｅ≦０．８０、０．０２≦ｆ≦０．０６、ｅ＋ｆ＜
１（Ｍｅ：アルカリ土類金属および希土類元素のうち少
なくとも一種）を満足するものである。
性を示す圧電磁器組成物を提供する。 【解決手段】金属元素のモル比組成式を、（Ｐｂa-b Ｍ
ｅb ）〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）e （Ｎｂ1/2 Ｓｂ1/2 ）
f （Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）1-e-f 〕c （Ｚｒ1-d Ｔｉd ）
1-c Ｏ3 と表した時、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆ
が、０．９８≦ａ≦１．０３、０＜ｂ≦０．１２、０．
０５≦ｃ≦０．１５、０．５０≦ｄ≦０．５４、０．３
０≦ｅ≦０．８０、０．０２≦ｆ≦０．０６、ｅ＋ｆ＜
１（Ｍｅ：アルカリ土類金属および希土類元素のうち少
なくとも一種）を満足するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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、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、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、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、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（Ｍｇ1/3
Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 やＰｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 等の複
合ペロブスカイト型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。
ゾネータ等の素子としては、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ
3 を主成分とした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（Ｍｇ1/3
Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 やＰｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 等の複
合ペロブスカイト型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。
【０００４】このような圧電磁器組成物としては、電気
機械結合係数Ｋｐが大きく圧電性に優れた材料として、
例えばＰｂ（Ｃｏ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −
ＰｂＴｉＯ3 系の圧電磁器組成物が開示されており（特
公昭４５−１３１４６号公報参照）、電気機械結合係数
Ｋｐを５０％以上と大きくすることが可能である。
機械結合係数Ｋｐが大きく圧電性に優れた材料として、
例えばＰｂ（Ｃｏ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −
ＰｂＴｉＯ3 系の圧電磁器組成物が開示されており（特
公昭４５−１３１４６号公報参照）、電気機械結合係数
Ｋｐを５０％以上と大きくすることが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｐｂ（Ｃｏ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴ
ｉＯ3 系の圧電磁器組成物は、環境変化の激しい車両搭
載用通信装置や屋外での使用を前提としている携帯電話
機などのフィルタ用として用いた場合、圧電素子の共振
周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．が５０ｐｐｍ／℃より大
きいため、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。
Ｐｂ（Ｃｏ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴ
ｉＯ3 系の圧電磁器組成物は、環境変化の激しい車両搭
載用通信装置や屋外での使用を前提としている携帯電話
機などのフィルタ用として用いた場合、圧電素子の共振
周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．が５０ｐｐｍ／℃より大
きいため、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。
【０００６】本発明は、高い電気機械結合係数Ｋｐを有
するとともに温度特性の良好な圧電磁器組成物を提供す
ることを目的とする。
するとともに温度特性の良好な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】本発明者は、Ｐｂ、Ｚ
ｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｙｂ、Ｃｏ、Ｓｂを一定の比率で含有
する複合ペロブスカイト型化合物であって、Ｐｂの一部
をＣａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属やＮｄ、Ｇ
ｄ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ等の希土類元素で置換したもの
は、高い電気機械結合係数Ｋｐを示すとともに温度特性
が良好であることを知見し本発明に至った。
ｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｙｂ、Ｃｏ、Ｓｂを一定の比率で含有
する複合ペロブスカイト型化合物であって、Ｐｂの一部
をＣａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属やＮｄ、Ｇ
ｄ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ等の希土類元素で置換したもの
は、高い電気機械結合係数Ｋｐを示すとともに温度特性
が良好であることを知見し本発明に至った。
【０００８】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、Ｃｏ、Ｓ
ｂ、Ｙｂを含む複合ペロブスカイト型化合物であって、
これらの金属元素のモル比による組成式を、（Ｐｂa-b
Ｍｅb ）〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/ 3 ）e （Ｎｂ1/2 Ｓ
ｂ1/2 ）f （Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）1-e-f 〕c （Ｚｒ1-d
Ｔｉd ）1-c Ｏ3 と表した時、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ
およびｆが、０．９８≦ａ≦１．０３、０＜ｂ≦０．１
２、０．０５≦ｃ≦０．１５、０．５０≦ｄ≦０．５
４、０．３０≦ｅ≦０．８０、０．０２≦ｆ≦０．０
６、ｅ＋ｆ＜１（Ｍｅ：アルカリ土類金属および希土類
元素のうち少なくとも一種）を満足するものである。
素として少なくともＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｓ
ｂ、Ｙｂを含む複合ペロブスカイト型化合物であって、
これらの金属元素のモル比による組成式を、（Ｐｂa-b
Ｍｅb ）〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/ 3 ）e （Ｎｂ1/2 Ｓ
ｂ1/2 ）f （Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）1-e-f 〕c （Ｚｒ1-d
Ｔｉd ）1-c Ｏ3 と表した時、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ
およびｆが、０．９８≦ａ≦１．０３、０＜ｂ≦０．１
２、０．０５≦ｃ≦０．１５、０．５０≦ｄ≦０．５
４、０．３０≦ｅ≦０．８０、０．０２≦ｆ≦０．０
６、ｅ＋ｆ＜１（Ｍｅ：アルカリ土類金属および希土類
元素のうち少なくとも一種）を満足するものである。
【０００９】
【作用】本発明の圧電磁器組成物では、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、Ｙｂ、Ｃｏ、Ｓｂを一定の比率で含有し、上
記組成式で示される複合ペロブスカイト型化合物であっ
て、Ｐｂの一部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類
金属やＮｄ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ等の希土類元素で
置換することにより、電気機械結合係数Ｋｐが５０％以
上であり、共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．が５０ｐ
ｐｍ／℃以下という優れた特性を有する。
ｉ、Ｎｂ、Ｙｂ、Ｃｏ、Ｓｂを一定の比率で含有し、上
記組成式で示される複合ペロブスカイト型化合物であっ
て、Ｐｂの一部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類
金属やＮｄ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ等の希土類元素で
置換することにより、電気機械結合係数Ｋｐが５０％以
上であり、共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．が５０ｐ
ｐｍ／℃以下という優れた特性を有する。
【００１０】電気機械結合係数Ｋｐが５０％以上、共振
周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．が５０ｐｐｍ／℃以下の
特性を有する圧電磁器組成物としては、従来からＰｂ
（Ｃｒ1/2 Ｆｅ1/2 ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3 系、Ｐｂ（Ｃｒ
1/2 Ｍｎ1/2 ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3 系のものが知られてい
るが、本願のようなＰｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）（ＺｒＴ
ｉ）Ｏ3 系の圧電磁器組成物では、従来技術の欄で記載
したように、電気機械結合係数Ｋｐが５０％以上である
ものの、共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．が５０ｐｐ
ｍ／℃よりも大きいものであった。
周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．が５０ｐｐｍ／℃以下の
特性を有する圧電磁器組成物としては、従来からＰｂ
（Ｃｒ1/2 Ｆｅ1/2 ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3 系、Ｐｂ（Ｃｒ
1/2 Ｍｎ1/2 ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3 系のものが知られてい
るが、本願のようなＰｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）（ＺｒＴ
ｉ）Ｏ3 系の圧電磁器組成物では、従来技術の欄で記載
したように、電気機械結合係数Ｋｐが５０％以上である
ものの、共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．が５０ｐｐ
ｍ／℃よりも大きいものであった。
【００１１】そこで、本願発明では、Ｐｂ（Ｎｂ2/3 Ｃ
ｏ1/3 ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3 系の圧電磁器組成物において
所定の元素を含有せしめることにより、電気機械結合係
数Ｋｐを５０％以上、かつ共振周波数の温度係数Ｆｒ．
ＴＣ．を５０ｐｐｍ／℃以下の優れた特性が得られるの
である。
ｏ1/3 ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3 系の圧電磁器組成物において
所定の元素を含有せしめることにより、電気機械結合係
数Ｋｐを５０％以上、かつ共振周波数の温度係数Ｆｒ．
ＴＣ．を５０ｐｐｍ／℃以下の優れた特性が得られるの
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】上記組成式においてａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅおよびｆを上記のように設定した理由について説
明する。ペロブスカイト型化合物のＡサイトＢサイト比
ａを０．９８≦ａ≦１．０３としたのは、ａが０．９８
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ａは０．９
９≦ａ≦１．０１であることが特に望ましい。
ｄ、ｅおよびｆを上記のように設定した理由について説
明する。ペロブスカイト型化合物のＡサイトＢサイト比
ａを０．９８≦ａ≦１．０３としたのは、ａが０．９８
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ａは０．９
９≦ａ≦１．０１であることが特に望ましい。
【００１３】また金属元素ＭｅのＰｂへの置換量ｂを０
＜ｂ≦０．１２としたのは、Ｐｂの一部を金属元素によ
り置換することにより温度特性を改善することができる
からである。ｂを０．１２以下にした理由は、ｂが０．
１２より大きい場合には、電気機械結合係数Ｋｐが低下
すると同時に共振周波数の温度特性が逆に悪くなるため
である。具体的なＭｅ元素としてはアルカリ土類金属が
望ましく、そのなかでも特にＢａが最適である。またＭ
ｅ量ｂはアルカリ土類金属の場合には、０．０４≦ｂ≦
０．０６、および希土類元素の場合には、０．０１≦ｂ
≦０．０３が特に望ましい。
＜ｂ≦０．１２としたのは、Ｐｂの一部を金属元素によ
り置換することにより温度特性を改善することができる
からである。ｂを０．１２以下にした理由は、ｂが０．
１２より大きい場合には、電気機械結合係数Ｋｐが低下
すると同時に共振周波数の温度特性が逆に悪くなるため
である。具体的なＭｅ元素としてはアルカリ土類金属が
望ましく、そのなかでも特にＢａが最適である。またＭ
ｅ量ｂはアルカリ土類金属の場合には、０．０４≦ｂ≦
０．０６、および希土類元素の場合には、０．０１≦ｂ
≦０．０３が特に望ましい。
【００１４】さらに〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）e （Ｎｂ
1/2 Ｓｂ1/2 ）f （Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2）1-e-f 〕の（Ｚ
ｒ1-d Ｔｉd ）への置換量ｃを０．０５≦ｃ≦０．１５
としたのは、ｃが０．０５未満および０．１５より大き
い場合には、電気機械結合係数Ｋｐが低下するからであ
る。〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）e （Ｎｂ1/2 Ｓｂ1/2 ）f
（Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）1-e-f 〕量ｃは、０．０８≦ｃ≦
０．１０であることが特に望ましい。
1/2 Ｓｂ1/2 ）f （Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2）1-e-f 〕の（Ｚ
ｒ1-d Ｔｉd ）への置換量ｃを０．０５≦ｃ≦０．１５
としたのは、ｃが０．０５未満および０．１５より大き
い場合には、電気機械結合係数Ｋｐが低下するからであ
る。〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）e （Ｎｂ1/2 Ｓｂ1/2 ）f
（Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）1-e-f 〕量ｃは、０．０８≦ｃ≦
０．１０であることが特に望ましい。
【００１５】ＴｉのＺｒへの置換量ｄを０．５０≦ｄ≦
０．５４としたのは、Ｔｉ量ｄが０．５０未満になると
共振周波数の温度特性が悪くなり、０．５４より大きく
なると電気機械結合係数Ｋｐが低下するためである。Ｔ
ｉ量ｄは、０．５１≦ｄ≦０．５３であることが特に望
ましい。
０．５４としたのは、Ｔｉ量ｄが０．５０未満になると
共振周波数の温度特性が悪くなり、０．５４より大きく
なると電気機械結合係数Ｋｐが低下するためである。Ｔ
ｉ量ｄは、０．５１≦ｄ≦０．５３であることが特に望
ましい。
【００１６】Ｂサイト中の（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）比ｅを
０．３０≦ｅ≦０．８０としたのは、ｅが０．３０より
小さいときは共振周波数の温度特性が悪くなり、またｅ
が０．８０より大きいときは電気機械結合係数Ｋｐが小
さくなるからである。（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）比ｅは０．
４０≦ｅ≦０．６０であることが特に望ましい。
０．３０≦ｅ≦０．８０としたのは、ｅが０．３０より
小さいときは共振周波数の温度特性が悪くなり、またｅ
が０．８０より大きいときは電気機械結合係数Ｋｐが小
さくなるからである。（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）比ｅは０．
４０≦ｅ≦０．６０であることが特に望ましい。
【００１７】また、ｂサイト中の（Ｎｂ1/2 Ｓｂ1/2 ）
比ｆを０．０２≦ｆ≦０．０６としたのは、ｆが０．０
２未満および０．０６より大きい場合には、電気機械結
合係数Ｋｐが低下するからである。特にｆは０．０４で
あることが望ましい。
比ｆを０．０２≦ｆ≦０．０６としたのは、ｆが０．０
２未満および０．０６より大きい場合には、電気機械結
合係数Ｋｐが低下するからである。特にｆは０．０４で
あることが望ましい。
【００１８】本発明の圧電磁器組成物は、例えば、原料
としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｃｏ
3 Ｏ4 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｙｂ2 Ｏ3 、アルカリ土類金属酸
化物、希土類元素酸化物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
〜３時間仮焼し当該仮焼物を再びボールミル等で粉砕す
る。
としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｃｏ
3 Ｏ4 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｙｂ2 Ｏ3 、アルカリ土類金属酸
化物、希土類元素酸化物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
〜３時間仮焼し当該仮焼物を再びボールミル等で粉砕す
る。
【００１９】その後、この粉砕物に有機バインダーを混
合し、造粒後、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０．５〜１０時間
焼成することにより得られる。
合し、造粒後、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０．５〜１０時間
焼成することにより得られる。
【００２０】本発明は、（Ｐｂa-b Ｍｅb ）〔（Ｎｂ
2/3 Ｃｏ1/3 ）e （Ｎｂ1/2 Ｓｂ1/2）f （Ｎｂ1/2 Ｙ
ｂ1/2 ）1-e-f 〕c （Ｚｒ1-d Ｔｉd ）1-c Ｏ3 で表わ
されるペロブスカイト型結晶を主結晶相とするもので、
他の結晶相としてパイロクロア相が少々存在していても
よい。
2/3 Ｃｏ1/3 ）e （Ｎｂ1/2 Ｓｂ1/2）f （Ｎｂ1/2 Ｙ
ｂ1/2 ）1-e-f 〕c （Ｚｒ1-d Ｔｉd ）1-c Ｏ3 で表わ
されるペロブスカイト型結晶を主結晶相とするもので、
他の結晶相としてパイロクロア相が少々存在していても
よい。
【００２１】本願の主結晶相は、上記したような式によ
り表されるが、その平均結晶粒径は、１〜１０μｍであ
ることが望ましい。
り表されるが、その平均結晶粒径は、１〜１０μｍであ
ることが望ましい。
【００２２】また本発明では共振周波数の温度特性の向
上という観点からＰｂの一部をアルカリ土類金属、希土
類金属元素により置換しているが、アルカリ土類金属ま
たは希土類金属元素の一種または２種以上、あるいはこ
れらのアルカリ土類金属および希土類金属元素を複合さ
せても良い。
上という観点からＰｂの一部をアルカリ土類金属、希土
類金属元素により置換しているが、アルカリ土類金属ま
たは希土類金属元素の一種または２種以上、あるいはこ
れらのアルカリ土類金属および希土類金属元素を複合さ
せても良い。
【００２３】さらに、耐熱性向上という観点から、Ｃｒ
2 Ｏ3 および／またはＭｎＯ2 を添加してもよい。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。
2 Ｏ3 および／またはＭｎＯ2 を添加してもよい。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。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を次の実施例で説明する。
【００２５】原料粉末としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ
2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｃｏ3 Ｏ4 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｙｂ
2 Ｏ3 、ＣａＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＢａＣＯ3 、Ｎｄ2
Ｏ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｐｒ2 Ｏ3 、Ｓｍ2 Ｏ
3 の各原料粉末を、焼結体の組成が表１、表２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
ボールミルで粉砕する。
2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｃｏ3 Ｏ4 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｙｂ
2 Ｏ3 、ＣａＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＢａＣＯ3 、Ｎｄ2
Ｏ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｐｒ2 Ｏ3 、Ｓｍ2 Ｏ
3 の各原料粉末を、焼結体の組成が表１、表２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
ボールミルで粉砕する。
【００２６】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１０ｍｍ、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１０ｍｍ、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。
【００２７】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。
厚み０．５ｍｍの円板を形成した。
【００２８】この円板の両主面にＡｇペーストを焼き付
け、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を行なった後、電気機械
結合係数Ｋｐ、共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣを評価
した。
け、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を行なった後、電気機械
結合係数Ｋｐ、共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣを評価
した。
【００２９】電気機械結合係数Ｋｐ、共振周波数の温度
係数Ｆｒ．ＴＣ．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の値から次の
計算式により求めた。
係数Ｆｒ．ＴＣ．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の値から次の
計算式により求めた。
【００３０】Ｋｐ＝〔２．５３×（Ｆａ−Ｆｒ）／Ｆ
ｒ〕1/2 ×１００ 共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ（ｐｐｍ／℃）は、 Ｆｒ．ＴＣ．＝（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。結果を表１、表２に示す。
ｒ〕1/2 ×１００ 共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ（ｐｐｍ／℃）は、 Ｆｒ．ＴＣ．＝（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。結果を表１、表２に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】この表１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、しか
も共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．は５０ｐｐｍ／℃
以内と温度特性も良好であることが判る。
は、電気機械結合係数Ｋｐが５０％以上と大きく、しか
も共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．は５０ｐｐｍ／℃
以内と温度特性も良好であることが判る。
【００３４】これに対して、金属元素ＭｅのＰｂへの置
換量ｂが０である試料Ｎo.９では、電気機械結合係数Ｋ
ｐは大きいものの、共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．
が８１ｐｐｍ／℃と非常に悪いことが判る。
換量ｂが０である試料Ｎo.９では、電気機械結合係数Ｋ
ｐは大きいものの、共振周波数の温度係数Ｆｒ．ＴＣ．
が８１ｐｐｍ／℃と非常に悪いことが判る。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明によれば、
ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成物のＺｒおよ
びＴｉの一部をＮｂ、Ｙｂ、Ｃｏ、Ｓｂで置換し、かつ
Ｐｂの一部をアルカリ土類金属、希土類元素のうち一種
で置換することにより、電気機械結合係数Ｋｐが高く、
かつ共振周波数の温度特性の良好な圧電磁器組成物を得
ることが可能となり、携帯電話など通信機用圧電部品と
して有用な圧電磁器組成物を得ることができる。
ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成物のＺｒおよ
びＴｉの一部をＮｂ、Ｙｂ、Ｃｏ、Ｓｂで置換し、かつ
Ｐｂの一部をアルカリ土類金属、希土類元素のうち一種
で置換することにより、電気機械結合係数Ｋｐが高く、
かつ共振周波数の温度特性の良好な圧電磁器組成物を得
ることが可能となり、携帯電話など通信機用圧電部品と
して有用な圧電磁器組成物を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 春美 鹿児島県国分市山下町１番４号 京セラ株 式会社総合研究所内 (72)発明者 吉村 健一 鹿児島県国分市山下町１番４号 京セラ株 式会社総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】金属元素として少なくともＰｂ、Ｚｒ、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ｙｂを含む複合ペロブスカイト
型化合物であって、これらの金属元素のモル比による組
成式を （Ｐｂa-b Ｍｅb ）〔（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）e （Ｎｂ
1/2 Ｓｂ1/2 ）f（Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）1-e-f 〕c （Ｚ
ｒ1-d Ｔｉd ）1-c Ｏ3 と表した時、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆが ０．９８≦ａ≦１．０３ ０ ＜ｂ≦０．１２ ０．０５≦ｃ≦０．１５ ０．５０≦ｄ≦０．５４ ０．３０≦ｅ≦０．８０ ０．０２≦ｆ≦０．０６ ｅ＋ｆ＜１ Ｍｅ：アルカリ土類金属および希土類元素のうち少なく
とも一種を満足することを特徴とする圧電磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9149111A JPH10338572A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9149111A JPH10338572A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 圧電磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10338572A true JPH10338572A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15467956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9149111A Pending JPH10338572A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10338572A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284668A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-12 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子及び圧電アクチュエータ並びに噴射装置 |
| JP2002329900A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Kyocera Corp | 圧電トランス |
| EP1354861A1 (en) * | 2000-12-28 | 2003-10-22 | Bosch Automotive Systems Corporation | Ceramic material and piezoelectric element using the same |
| JP2011066381A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-03-31 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置 |
-
1997
- 1997-06-06 JP JP9149111A patent/JPH10338572A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284668A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-12 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子及び圧電アクチュエータ並びに噴射装置 |
| EP1354861A1 (en) * | 2000-12-28 | 2003-10-22 | Bosch Automotive Systems Corporation | Ceramic material and piezoelectric element using the same |
| US7045075B2 (en) | 2000-12-28 | 2006-05-16 | Bosch Automotive Systems Corporation | Ceramic material and piezoelectric element using the same |
| EP1354861A4 (en) * | 2000-12-28 | 2007-02-28 | Bosch Automotive Systems Corp | MAT RIC C RAMIQUE AND PI ZO- LECTRIQUE PI SO CONSTITU |
| JP2002329900A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Kyocera Corp | 圧電トランス |
| JP2011066381A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-03-31 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置 |
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