JPH1129356A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ５００℃以上の条件下において、圧電定数ｄ
33が２５ｐＣ／Ｎ以上である圧電磁器組成物を提供す
る。 【解決手段】 一般式、(Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)Ｂｉ4Ｔｉ4Ｏ
15で表される主成分に対して、副成分として、マンガン
をＭｎＣＯ3に換算して０．７〜３．０重量％含有する
ことを特徴とする。
33が２５ｐＣ／Ｎ以上である圧電磁器組成物を提供す
る。 【解決手段】 一般式、(Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)Ｂｉ4Ｔｉ4Ｏ
15で表される主成分に対して、副成分として、マンガン
をＭｎＣＯ3に換算して０．７〜３．０重量％含有する
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、圧電磁器組成物、
特に、５００℃を超える高温下で使用される圧電セラミ
ック素子に用いられる圧電磁器組成物に関する。
特に、５００℃を超える高温下で使用される圧電セラミ
ック素子に用いられる圧電磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、圧電セラミックセンサなどの
圧電セラミック素子に用いられる圧電磁器組成物とし
て、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（ＴｉxＺｒ1-x）
Ｏ3、０＜ｘ＜１）、あるいは、チタン酸鉛（ＰｂＴｉ
Ｏ3）を主成分とする圧電磁器組成物が広く用いられて
いる。しかしながら、これらの圧電磁器組成物はキュリ
ー点が２００〜５００℃付近に存在し、それ以上の温度
で圧電性が消失する。このために５００℃以上の温度で
使用が可能な圧電セラミックセンサの材料として用いる
ことができなかった。
圧電セラミック素子に用いられる圧電磁器組成物とし
て、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（ＴｉxＺｒ1-x）
Ｏ3、０＜ｘ＜１）、あるいは、チタン酸鉛（ＰｂＴｉ
Ｏ3）を主成分とする圧電磁器組成物が広く用いられて
いる。しかしながら、これらの圧電磁器組成物はキュリ
ー点が２００〜５００℃付近に存在し、それ以上の温度
で圧電性が消失する。このために５００℃以上の温度で
使用が可能な圧電セラミックセンサの材料として用いる
ことができなかった。
【０００３】これに対して、ビスマス層状化合物Ｎａ
0.5Ｂｉ4.5Ｔｉ4Ｏ15(以下、ＮＢＴとする)はキュリー
点が約６７０℃であり、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン
酸鉛と比較して高いことから、高温での使用が可能な圧
電材料として有望であると考えられている。また、ＮＢ
Ｔの(Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)を一部Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂ、
(Ｋ0.5Ｂｉ0.5)等で置換した組成もＮＢＴ同様、キュリ
ー点の高い圧電材料として知られている。
0.5Ｂｉ4.5Ｔｉ4Ｏ15(以下、ＮＢＴとする)はキュリー
点が約６７０℃であり、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン
酸鉛と比較して高いことから、高温での使用が可能な圧
電材料として有望であると考えられている。また、ＮＢ
Ｔの(Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)を一部Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂ、
(Ｋ0.5Ｂｉ0.5)等で置換した組成もＮＢＴ同様、キュリ
ー点の高い圧電材料として知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビスマ
ス層状化合物を主成分とする上記の圧電磁器組成物は、
一般にチタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸鉛を主成分とす
る圧電磁器組成物と比較して圧電定数ｄ33が小さく、加
速度センサ等のｄ33を利用する圧電セラミックセンサの
材料としては不十分であった。
ス層状化合物を主成分とする上記の圧電磁器組成物は、
一般にチタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸鉛を主成分とす
る圧電磁器組成物と比較して圧電定数ｄ33が小さく、加
速度センサ等のｄ33を利用する圧電セラミックセンサの
材料としては不十分であった。
【０００５】一方、ＮＢＴや、ＮＢＴの(Ｎａ0.5Ｂｉ
0.5)を一部Ｃａに置換した組成(以下、ＮＢＣＴとする)
にマンガンを添加する試みは、「Piezoelectricity in
Ceramics of Ferroelectric Bismuth Compound with La
yer Structure」（S.Ikegamiand I.Ueda, JAPANESE JOU
RNAL OF APPLIED PHYSICS,１９７４）、あるいは、「セ
ラミックス（題目：粒子配向セラミックスの作製と特性
及びその電子材料への応用）」（竹中正・坂田好一郎、
日本セラミックス協会、１９８９）によって開示されて
いる。Ikegami等はＮＢＴにＭｎＯ2の形で５mol％(すな
わち、ＭｎＣＯ3に換算して約０．４２重量％)のマンガ
ンを添加した。しかし、圧電特性に関して顕著な効果が
見られたことは示されていない。また、竹中等はＮＢ
Ｔ、及び、ＮＢＣＴにＭｎＣＯ3の形で０．1〜０．２重
量％のマンガンを添加したが、ｄ33はＮＢＴに０．1重
量％添加した場合で１５．６ｐＣ／Ｎ、ＮＢＣＴに０．
２重量％添加した場合で２０．８ｐＣ／Ｎと、圧電セラ
ミックセンサとして十分使用するにたえるのに必要な２
５ｐＣ／Ｎには依然不十分であった。
0.5)を一部Ｃａに置換した組成(以下、ＮＢＣＴとする)
にマンガンを添加する試みは、「Piezoelectricity in
Ceramics of Ferroelectric Bismuth Compound with La
yer Structure」（S.Ikegamiand I.Ueda, JAPANESE JOU
RNAL OF APPLIED PHYSICS,１９７４）、あるいは、「セ
ラミックス（題目：粒子配向セラミックスの作製と特性
及びその電子材料への応用）」（竹中正・坂田好一郎、
日本セラミックス協会、１９８９）によって開示されて
いる。Ikegami等はＮＢＴにＭｎＯ2の形で５mol％(すな
わち、ＭｎＣＯ3に換算して約０．４２重量％)のマンガ
ンを添加した。しかし、圧電特性に関して顕著な効果が
見られたことは示されていない。また、竹中等はＮＢ
Ｔ、及び、ＮＢＣＴにＭｎＣＯ3の形で０．1〜０．２重
量％のマンガンを添加したが、ｄ33はＮＢＴに０．1重
量％添加した場合で１５．６ｐＣ／Ｎ、ＮＢＣＴに０．
２重量％添加した場合で２０．８ｐＣ／Ｎと、圧電セラ
ミックセンサとして十分使用するにたえるのに必要な２
５ｐＣ／Ｎには依然不十分であった。
【０００６】本発明の目的は、５００℃以上の条件下に
おいて、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎ以上である圧電磁
器組成物を提供することにある。
おいて、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎ以上である圧電磁
器組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願第１の発明の圧電磁
器組成物は、一般式、 (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)Ｂｉ4Ｔｉ4Ｏ15 で表される主成分に対して、副成分として、マンガンを
ＭｎＣＯ3に換算して０．７〜３．０重量％含有するこ
とを特徴とする。
器組成物は、一般式、 (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)Ｂｉ4Ｔｉ4Ｏ15 で表される主成分に対して、副成分として、マンガンを
ＭｎＣＯ3に換算して０．７〜３．０重量％含有するこ
とを特徴とする。
【０００８】また、本願第２の発明の圧電磁器組成物
は、一般式、 (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-xＭxＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15 (ただし、Ｍは２価の金属元素の中から選ばれる少なく
とも１種類、ｘは、０≦ｘ≦０．５）で表される主成分
に対して、副成分として、マンガンをＭｎＣＯ3に換算
して０．７〜３．０重量％含有することを特徴とする。
は、一般式、 (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-xＭxＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15 (ただし、Ｍは２価の金属元素の中から選ばれる少なく
とも１種類、ｘは、０≦ｘ≦０．５）で表される主成分
に対して、副成分として、マンガンをＭｎＣＯ3に換算
して０．７〜３．０重量％含有することを特徴とする。
【０００９】このような組成にすることによって、得ら
れる圧電磁器組成物のキュリー点が６００℃前後となる
ため、５００℃以上の高温下においても、圧電性が消失
することがない。また、圧電定数ｄ33も、２５ｐＣ／Ｎ
以上となり、大きな圧電定数を必要とするセラミックセ
ンサ等にも対応することができる。
れる圧電磁器組成物のキュリー点が６００℃前後となる
ため、５００℃以上の高温下においても、圧電性が消失
することがない。また、圧電定数ｄ33も、２５ｐＣ／Ｎ
以上となり、大きな圧電定数を必要とするセラミックセ
ンサ等にも対応することができる。
【００１０】また、本願第３の発明の圧電磁器組成物に
おいては、前記一般式中のＭは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよ
びＰｂのうち、少なくとも１種類からなることが好まし
い。
おいては、前記一般式中のＭは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよ
びＰｂのうち、少なくとも１種類からなることが好まし
い。
【００１１】このような２価の金属元素を用いることに
よって、圧電定数がより大きい圧電磁器組成物とするこ
とができる。
よって、圧電定数がより大きい圧電磁器組成物とするこ
とができる。
【００１２】また、本願第４の発明の圧電磁器組成物
は、一般式、 (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-y(Ａ10.5Ａ20.5)yＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15 (Ａ1は１価の金属元素の中から選ばれる少なくとも１種
類、Ａ2は３価の金属元素の中から選ばれる少なくとも
１種類、ｙは、０＜ｘ≦０．５）で表される主成分に対
して、副成分として、マンガンをＭｎＣＯ3に換算して
０．７〜３．０重量％含有することを特徴とする。
は、一般式、 (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-y(Ａ10.5Ａ20.5)yＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15 (Ａ1は１価の金属元素の中から選ばれる少なくとも１種
類、Ａ2は３価の金属元素の中から選ばれる少なくとも
１種類、ｙは、０＜ｘ≦０．５）で表される主成分に対
して、副成分として、マンガンをＭｎＣＯ3に換算して
０．７〜３．０重量％含有することを特徴とする。
【００１３】このような組成にすることによって、得ら
れる圧電磁器組成物のキュリー点が６００℃前後となる
ため、５００℃以上の高温下においても、圧電性が消失
することがない。また、圧電定数ｄ33も、２５ｐＣ／Ｎ
以上となり、大きな圧電定数を必要とするセラミックセ
ンサ等にも対応することができる。
れる圧電磁器組成物のキュリー点が６００℃前後となる
ため、５００℃以上の高温下においても、圧電性が消失
することがない。また、圧電定数ｄ33も、２５ｐＣ／Ｎ
以上となり、大きな圧電定数を必要とするセラミックセ
ンサ等にも対応することができる。
【００１４】また、本願第５の発明の圧電磁器組成物に
おいては、前記一般式中のＡ1は、Ｋ、Ｌｉのうち、少
なくとも１種類からなり、かつ、前記一般式中のＡ2
は、Ｂｉであることが好ましい。
おいては、前記一般式中のＡ1は、Ｋ、Ｌｉのうち、少
なくとも１種類からなり、かつ、前記一般式中のＡ2
は、Ｂｉであることが好ましい。
【００１５】このような１価および３価の金属元素の組
み合わせとすることによって、圧電定数がより大きい圧
電磁器組成物とすることができる。
み合わせとすることによって、圧電定数がより大きい圧
電磁器組成物とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の圧電磁器組成物の主成分
は、キュリー点が５００℃を大きく上回るようにするた
めに、ＮＢＴ、または、ＮＢＴの（Ｎａ0.5Ｂｉ0.5）の
一部を２価の金属元素で置き換えたものや、１価および
３価の金属元素で置き換えたものを用いる。
は、キュリー点が５００℃を大きく上回るようにするた
めに、ＮＢＴ、または、ＮＢＴの（Ｎａ0.5Ｂｉ0.5）の
一部を２価の金属元素で置き換えたものや、１価および
３価の金属元素で置き換えたものを用いる。
【００１７】ＮＢＴの（Ｎａ0.5Ｂｉ0.5）の一部を置き
換えるのは、圧電定数をより大きくするためである。ま
た、（Ｎａ0.5Ｂｉ0.5）の一部を置き換える場合には、
（Ｎａ0.5Ｂｉ0.5）量より置き換える元素の量の方が多
くならないようにする必要がある。また、１種類の元素
によって置き換えることに限定するものではなく、複数
の元素によって置き換えることもできる。
換えるのは、圧電定数をより大きくするためである。ま
た、（Ｎａ0.5Ｂｉ0.5）の一部を置き換える場合には、
（Ｎａ0.5Ｂｉ0.5）量より置き換える元素の量の方が多
くならないようにする必要がある。また、１種類の元素
によって置き換えることに限定するものではなく、複数
の元素によって置き換えることもできる。
【００１８】また、圧電磁器組成物の副成分は、圧電定
数ｄ33を２５ｐＣ／Ｎ以上にするために、Ｍｎを用い
る。また、その含有量はＭｎＣＯ3に換算して０．７〜
３．０重量％である。
数ｄ33を２５ｐＣ／Ｎ以上にするために、Ｍｎを用い
る。また、その含有量はＭｎＣＯ3に換算して０．７〜
３．０重量％である。
【００１９】次に、本発明を実施例の基づき、さらに詳
しく説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定され
るものではない。
しく説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定され
るものではない。
【００２０】
（実施例１）本発明の圧電磁器組成物は、まず、出発原
料としてＮａ2ＣＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＴｉＯ2、及び、Ｍｎ
ＣＯ３を用意し、これらを組成式： (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)Ｂｉ4Ｔｉ4Ｏ15＋αＭｎＣＯ3 （αの単位は重量％）となるように秤取して、ボールミ
ルを用いて約４時間湿式混合し、混合物を得た。さら
に、得られた混合物を乾燥した後、７００℃〜９００℃
で仮焼し、仮焼物を得た。そして、得られた仮焼物を粗
粉砕した後、有機バインダを適量加えてボールミルを用
いて４時間湿式粉砕し、４０メッシュのふるいを通して
粒度調整を行い、バインダー混合物とした。次に、バイ
ンダー混合物を１０００kg／cm２の圧力で直径１２．５
mm、厚さ５mmの円柱状の成形体とし、この成形体を大気
中で焼成することで円柱状の圧電性セラミックを得た。
この圧電性セラミックの両主面に、通常の方法により銀
ペーストを塗布焼付けして銀電極を形成した後、１５０
〜２００℃の絶縁オイル中で５〜２０kV／mmの直流電圧
を１０〜３０分間印加して分極処理を施し、圧電性セラ
ミック素子を得た。
料としてＮａ2ＣＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＴｉＯ2、及び、Ｍｎ
ＣＯ３を用意し、これらを組成式： (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)Ｂｉ4Ｔｉ4Ｏ15＋αＭｎＣＯ3 （αの単位は重量％）となるように秤取して、ボールミ
ルを用いて約４時間湿式混合し、混合物を得た。さら
に、得られた混合物を乾燥した後、７００℃〜９００℃
で仮焼し、仮焼物を得た。そして、得られた仮焼物を粗
粉砕した後、有機バインダを適量加えてボールミルを用
いて４時間湿式粉砕し、４０メッシュのふるいを通して
粒度調整を行い、バインダー混合物とした。次に、バイ
ンダー混合物を１０００kg／cm２の圧力で直径１２．５
mm、厚さ５mmの円柱状の成形体とし、この成形体を大気
中で焼成することで円柱状の圧電性セラミックを得た。
この圧電性セラミックの両主面に、通常の方法により銀
ペーストを塗布焼付けして銀電極を形成した後、１５０
〜２００℃の絶縁オイル中で５〜２０kV／mmの直流電圧
を１０〜３０分間印加して分極処理を施し、圧電性セラ
ミック素子を得た。
【００２１】ここで、得られた圧電性セラミック素子に
ついて、キュリー点、及び、圧電定数ｄ３３を測定し
た。その結果を表１に示す。なお、表中の＊印は本発明
の範囲外である。
ついて、キュリー点、及び、圧電定数ｄ３３を測定し
た。その結果を表１に示す。なお、表中の＊印は本発明
の範囲外である。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１に示すように、本発明の実施例１にか
かる各試料については、Ｍｎを添加していない比較例に
比べて圧電定数ｄ３３が大きいことが明らかである。ま
た、キュリー点はいずれも６００℃前後であり、５００
℃以上の高温下での使用が可能な圧電セラミック素子で
あることが確認できる。
かる各試料については、Ｍｎを添加していない比較例に
比べて圧電定数ｄ３３が大きいことが明らかである。ま
た、キュリー点はいずれも６００℃前後であり、５００
℃以上の高温下での使用が可能な圧電セラミック素子で
あることが確認できる。
【００２４】ここで、ＭｎＣＯ3の添加量αを限定した
理由を説明する。αを０．７≦α≦３．０の範囲に限定
したのは、試料番号１のように、αが０．７重量％未満
の場合には、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎより小さくな
り、好ましくないからである。
理由を説明する。αを０．７≦α≦３．０の範囲に限定
したのは、試料番号１のように、αが０．７重量％未満
の場合には、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎより小さくな
り、好ましくないからである。
【００２５】一方、試料番号５のように、αが３．０重
量％より大きい場合には、圧電性セラミックの分極がで
きなくなり、好ましくないからである。
量％より大きい場合には、圧電性セラミックの分極がで
きなくなり、好ましくないからである。
【００２６】（実施例２）本発明の圧電磁器組成物は、
まず、出発原料としてＮａ2ＣＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｔｉ
Ｏ2、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＰｂＯ、および、Ｍｎ
ＣＯ３を用意し、これらを組成式： (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-xＭxＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15＋βＭｎＣＯ3 （ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂから選ばれる少なくとも
１種類、βの単位は重量％）となるように秤取して、ボ
ールミルを用いて約４時間湿式混合し、混合物を得た。
まず、出発原料としてＮａ2ＣＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｔｉ
Ｏ2、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＰｂＯ、および、Ｍｎ
ＣＯ３を用意し、これらを組成式： (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-xＭxＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15＋βＭｎＣＯ3 （ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂから選ばれる少なくとも
１種類、βの単位は重量％）となるように秤取して、ボ
ールミルを用いて約４時間湿式混合し、混合物を得た。
【００２７】これ以後の圧電性セラミック素子を得るま
での工程は、実施例１と同様であるため、説明を省略す
る。ここで、得られた圧電性セラミック素子について、
キュリー点、及び、圧電定数ｄ３３を測定した。その結
果を表２に示す。なお、表中の＊印は本発明の範囲外で
ある。
での工程は、実施例１と同様であるため、説明を省略す
る。ここで、得られた圧電性セラミック素子について、
キュリー点、及び、圧電定数ｄ３３を測定した。その結
果を表２に示す。なお、表中の＊印は本発明の範囲外で
ある。
【００２８】
【表２】
【００２９】表２に示すように、本発明の実施例２にか
かる各試料については、Ｍｎを添加していない比較例に
比べて圧電定数ｄ３３が大きいことが明らかである。ま
た、ＭがＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂのそれぞれの場合にお
いて、キュリー点はいずれも６００℃前後であり、５０
０℃以上の高温下での使用が可能な圧電セラミック素子
であることが確認できる。
かる各試料については、Ｍｎを添加していない比較例に
比べて圧電定数ｄ３３が大きいことが明らかである。ま
た、ＭがＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂのそれぞれの場合にお
いて、キュリー点はいずれも６００℃前後であり、５０
０℃以上の高温下での使用が可能な圧電セラミック素子
であることが確認できる。
【００３０】ここで、ｘおよびＭｎＣＯ3の添加量βを
限定した理由を説明する。ｘを０＜ｘ≦０．５の範囲に
限定したのは、試料番号１８のように、ｘが０．５より
大きい場合には、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎより小さ
くなり、好ましくないからである。
限定した理由を説明する。ｘを０＜ｘ≦０．５の範囲に
限定したのは、試料番号１８のように、ｘが０．５より
大きい場合には、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎより小さ
くなり、好ましくないからである。
【００３１】また、βを０．７≦β≦３．０の範囲に限
定したのは、試料番号１１のように、βが０．７より小
さい場合には、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎより小さく
なり、好ましくないからである。
定したのは、試料番号１１のように、βが０．７より小
さい場合には、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎより小さく
なり、好ましくないからである。
【００３２】一方、試料番号１５のように、βが３．０
より大きい場合には、圧電性セラミックの分極ができな
くなり、好ましくないからである。
より大きい場合には、圧電性セラミックの分極ができな
くなり、好ましくないからである。
【００３３】（実施例３）本発明の圧電磁器組成物は、
まず、出発原料としてＮａ2ＣＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｔｉ
Ｏ2、Ｋ2ＣＯ3、Ｌｉ2ＣＯ3、および、ＭｎＣＯ３を用
意し、これらを組成式： (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-y（Ａ10.5Ａ20.5）yＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15
＋γＭｎＣＯ3 （Ａ1はＫ、Ｌｉから選ばれる少なくとも１種類、Ａ2は
Ｂｉ、γの単位は重量％）となるように秤取して、ボー
ルミルを用いて約４時間湿式混合し、混合物を得た。
まず、出発原料としてＮａ2ＣＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｔｉ
Ｏ2、Ｋ2ＣＯ3、Ｌｉ2ＣＯ3、および、ＭｎＣＯ３を用
意し、これらを組成式： (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-y（Ａ10.5Ａ20.5）yＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15
＋γＭｎＣＯ3 （Ａ1はＫ、Ｌｉから選ばれる少なくとも１種類、Ａ2は
Ｂｉ、γの単位は重量％）となるように秤取して、ボー
ルミルを用いて約４時間湿式混合し、混合物を得た。
【００３４】これ以後の圧電性セラミック素子を得るま
での工程は、実施例１と同様であるため、説明を省略す
る。ここで、得られた圧電性セラミック素子について、
キュリー点、および、圧電定数ｄ３３を測定した。その
結果を表３に示す。なお、表中の＊印は本発明の範囲外
である。
での工程は、実施例１と同様であるため、説明を省略す
る。ここで、得られた圧電性セラミック素子について、
キュリー点、および、圧電定数ｄ３３を測定した。その
結果を表３に示す。なお、表中の＊印は本発明の範囲外
である。
【００３５】
【表３】
【００３６】表３に示すように、本発明の実施例２にか
かる各試料については、Ｍｎを添加していない比較例に
比べて圧電定数ｄ３３が大きいことが明らかである。ま
た、Ａ1がＫ、Ｌｉのそれぞれの場合において、本発明
の圧電性セラミックが５００℃以上の条件下で、圧電定
数が２５以上の圧電性セラミック素子となることが確認
できる。
かる各試料については、Ｍｎを添加していない比較例に
比べて圧電定数ｄ３３が大きいことが明らかである。ま
た、Ａ1がＫ、Ｌｉのそれぞれの場合において、本発明
の圧電性セラミックが５００℃以上の条件下で、圧電定
数が２５以上の圧電性セラミック素子となることが確認
できる。
【００３７】ここで、ｙおよびＭｎＣＯ3の添加量γを
限定した理由を説明する。ｙを０＜ｙ≦０．５の範囲に
限定したのは、試料番号３８のように、ｙが０．５より
大きい場合には、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎより小さ
くなり、好ましくないからである。
限定した理由を説明する。ｙを０＜ｙ≦０．５の範囲に
限定したのは、試料番号３８のように、ｙが０．５より
大きい場合には、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎより小さ
くなり、好ましくないからである。
【００３８】また、γを０．７≦γ≦３．０の範囲に限
定したのは、試料番号３１のように、γが０．７より小
さい場合には、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎより小さく
なり、好ましくないからである。
定したのは、試料番号３１のように、γが０．７より小
さい場合には、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎより小さく
なり、好ましくないからである。
【００３９】一方、試料番号３５のように、γが３．０
より大きい場合には、圧電性セラミックの分極ができな
くなり、好ましくないからである。
より大きい場合には、圧電性セラミックの分極ができな
くなり、好ましくないからである。
【００４０】
【発明の効果】本発明のように、キュリー点が６００℃
前後である一般式：(Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)Ｂｉ4Ｔｉ4Ｏ
15や、一般式：(Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-xＭxＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15
(ただし、Ｍは２価の金属元素の中から選ばれる少なく
とも１種類、ｘは、０＜ｘ≦０．５）や、一般式：(Ｎ
ａ0.5Ｂｉ0.5)1-y(Ａ10.5Ａ20.5)yＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15(Ａ1
は１価の金属元素の中から選ばれる少なくとも１種類、
Ａ2は３価の金属元素の中から選ばれる少なくとも１種
類、ｙは、０≦ｙ≦０．５）で表される主成分に対し
て、副成分として、マンガンをＭｎＣＯ3に換算して
０．７〜３．０重量％含有することによって、５００℃
以上の条件下においても、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎ
以上である圧電磁器組成物とすることができる。
前後である一般式：(Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)Ｂｉ4Ｔｉ4Ｏ
15や、一般式：(Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-xＭxＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15
(ただし、Ｍは２価の金属元素の中から選ばれる少なく
とも１種類、ｘは、０＜ｘ≦０．５）や、一般式：(Ｎ
ａ0.5Ｂｉ0.5)1-y(Ａ10.5Ａ20.5)yＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15(Ａ1
は１価の金属元素の中から選ばれる少なくとも１種類、
Ａ2は３価の金属元素の中から選ばれる少なくとも１種
類、ｙは、０≦ｙ≦０．５）で表される主成分に対し
て、副成分として、マンガンをＭｎＣＯ3に換算して
０．７〜３．０重量％含有することによって、５００℃
以上の条件下においても、圧電定数ｄ33が２５ｐＣ／Ｎ
以上である圧電磁器組成物とすることができる。
Claims (5)
- 【請求項１】 一般式、 (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)Ｂｉ4Ｔｉ4Ｏ15 で表される主成分に対して、 副成分として、マンガンをＭｎＣＯ3に換算して０．７
〜３．０重量％含有することを特徴とする圧電磁器組成
物。 - 【請求項２】 一般式、 (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-xＭxＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15 (ただし、Ｍは２価の金属元素の中から選ばれる少なく
とも１種類、ｘは、０＜ｘ≦０．５）で表される主成分
に対して、 副成分として、マンガンをＭｎＣＯ3に換算して０．７
〜３．０重量％含有することを特徴とする圧電磁器組成
物。 - 【請求項３】 前記一般式中のＭは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ
およびＰｂのうち、少なくとも１種類からなることを特
徴とする請求項２に記載の圧電磁器組成物。 - 【請求項４】 一般式、 (Ｎａ0.5Ｂｉ0.5)1-y(Ａ10.5Ａ20.5)yＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15 (Ａ1は１価の金属元素の中から選ばれる少なくとも１種
類、Ａ2は３価の金属元素の中から選ばれる少なくとも
１種類、ｙは、０＜ｙ≦０．５）で表される主成分に対
して、 副成分として、マンガンをＭｎＣＯ3に換算して０．７
〜３．０重量％含有することを特徴とする圧電磁器組成
物。 - 【請求項５】 前記一般式中のＡ1は、Ｋ、Ｌｉのう
ち、少なくとも１種類からなり、かつ、前記一般式中の
Ａ2は、Ｂｉであることを特徴とする請求項４に記載の
圧電磁器組成物。
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000057811A (ko) * | 1999-02-08 | 2000-09-25 | 무라타 야스타카 | 압전 세라믹 조성물 및 이것을 이용한 압전 세라믹 소자 |
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| JP2007119269A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 圧電磁器組成物および圧電素子 |
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| JP2009029668A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Kyocera Corp | 圧電磁器および圧電素子 |
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| WO2013187338A1 (ja) * | 2012-06-10 | 2013-12-19 | 株式会社富士セラミックス | 圧電磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2014199937A (ja) * | 2014-06-05 | 2014-10-23 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置および圧電素子 |
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Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3775184B2 (ja) * | 1999-08-31 | 2006-05-17 | 日本碍子株式会社 | 圧電体の製造方法 |
| US6465937B1 (en) | 2000-03-08 | 2002-10-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Single crystal thickness and width cuts for enhanced ultrasonic transducer |
| JP3815197B2 (ja) * | 2000-09-22 | 2006-08-30 | 株式会社村田製作所 | 圧電磁器組成物およびそれを用いた圧電セラミック素子 |
| US20070034141A1 (en) * | 2001-11-02 | 2007-02-15 | Pengdi Han | Hybrid stockbarger zone-leveling melting method for directed crystallization and growth of single crystals of lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT) solid solutions and related piezocrystals |
| US6942730B2 (en) * | 2001-11-02 | 2005-09-13 | H. C. Materials Corporation | Hybrid stockbarger zone-leveling melting method for directed crystallization and growth of single crystals of lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT) solid solutions and related piezocrystals |
| JP4430976B2 (ja) * | 2004-05-10 | 2010-03-10 | 富士通株式会社 | 配線基板及びその製造方法 |
| US8643255B2 (en) * | 2008-03-18 | 2014-02-04 | Kyocera Corporation | Piezoelectric ceramic and piezoelectric element using the same |
| US8508103B2 (en) * | 2009-03-23 | 2013-08-13 | Sonavation, Inc. | Piezoelectric identification device and applications thereof |
| 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 |
| CN108947519B (zh) * | 2018-09-18 | 2021-08-03 | 铜仁学院 | 压电陶瓷及其制备方法、压电装置及其应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0581481B1 (en) * | 1992-07-31 | 1997-04-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Bismuth layer compound |
-
1997
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1998
- 1998-07-04 TW TW087110841A patent/TW386985B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-07-07 US US09/111,351 patent/US5945030A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-08 KR KR1019980027418A patent/KR100278346B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-07-09 CN CN98115489A patent/CN1083812C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000057811A (ko) * | 1999-02-08 | 2000-09-25 | 무라타 야스타카 | 압전 세라믹 조성물 및 이것을 이용한 압전 세라믹 소자 |
| JP2006169032A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 圧電磁器組成物および圧電素子 |
| JP2007119269A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 圧電磁器組成物および圧電素子 |
| US7781360B2 (en) | 2006-03-30 | 2010-08-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Dielectric porcelain composition and electronic component |
| WO2007122948A1 (ja) | 2006-03-30 | 2007-11-01 | Ngk Insulators, Ltd. | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
| JP5537931B2 (ja) * | 2007-04-19 | 2014-07-02 | 日本特殊陶業株式会社 | 圧電磁器組成物及び圧電素子 |
| US8502435B2 (en) | 2007-04-19 | 2013-08-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric device |
| WO2008130011A1 (ja) * | 2007-04-19 | 2008-10-30 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | 圧電磁器組成物及び圧電素子 |
| JP2009029668A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Kyocera Corp | 圧電磁器および圧電素子 |
| US7808161B2 (en) | 2008-03-25 | 2010-10-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric device |
| US8142679B2 (en) | 2008-06-30 | 2012-03-27 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric element made by using the same |
| WO2010001542A1 (ja) | 2008-06-30 | 2010-01-07 | 日本特殊陶業株式会社 | 圧電磁器組成物及びこれを用いた圧電素子 |
| JP5714819B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2015-05-07 | 日本特殊陶業株式会社 | 圧電磁器組成物及びこれを用いた圧電素子 |
| WO2013187339A1 (ja) * | 2012-06-10 | 2013-12-19 | 株式会社富士セラミックス | 圧電磁器組成物及びその製造方法 |
| WO2013187338A1 (ja) * | 2012-06-10 | 2013-12-19 | 株式会社富士セラミックス | 圧電磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2013256393A (ja) * | 2012-06-10 | 2013-12-26 | Fuji Ceramics:Kk | 圧電磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2013256394A (ja) * | 2012-06-10 | 2013-12-26 | Fuji Ceramics:Kk | 圧電磁器組成物及びその製造方法 |
| WO2014192164A1 (ja) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | 株式会社富士セラミックス | 圧電磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2014231462A (ja) * | 2013-05-29 | 2014-12-11 | 株式会社富士セラミックス | 圧電磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2014199937A (ja) * | 2014-06-05 | 2014-10-23 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置および圧電素子 |
| CN113896526A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-07 | 厦门乃尔电子有限公司 | 一种压电性高、高温绝缘性好的压电材料及其制备方法 |
Also Published As
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