JPH1187792A - 圧電セラミックスとその製造方法 - Google Patents
圧電セラミックスとその製造方法Info
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- JPH1187792A JPH1187792A JP24066397A JP24066397A JPH1187792A JP H1187792 A JPH1187792 A JP H1187792A JP 24066397 A JP24066397 A JP 24066397A JP 24066397 A JP24066397 A JP 24066397A JP H1187792 A JPH1187792 A JP H1187792A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電界−歪特性を線形に制御した圧電セラミッ
クスを提供すること。 【解決手段】 圧電セラミックス粉末として組成比が0.
25Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.5PbTiO3-0.25PbZrO3 ）の仮焼粉
末で平均粒子径約０．２μｍに混合粉砕後乾燥させた粉
末、及び電歪セラミックス粉末として組成比が0.8Pb(Ni
1/3Nb2/3)O3-0.2Pb TiO3）の仮焼粉末で平均粒子径約
０．２μｍに混合粉砕後乾燥させた粉末を別々に有機バ
インダーを用いて造粒した。その後、２種の造粒粉体を
粒子を潰さないように混合し、金型を用いて加圧成形で
長さ１０mm、幅５mm、厚さ約１mmの板状の成形体及び直
径１３mm、厚さ約１mmの円板状の成形体を作製し、これ
を電気炉で１時間焼成し、圧電セラミックスを作製し
た。この圧電セラミックスは、組成的にも２種の領域よ
りなり、圧電セラミックスとして特性の良い領域と電歪
セラミックスとして特性の良い領域の２種の領域よりな
っている。
クスを提供すること。 【解決手段】 圧電セラミックス粉末として組成比が0.
25Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.5PbTiO3-0.25PbZrO3 ）の仮焼粉
末で平均粒子径約０．２μｍに混合粉砕後乾燥させた粉
末、及び電歪セラミックス粉末として組成比が0.8Pb(Ni
1/3Nb2/3)O3-0.2Pb TiO3）の仮焼粉末で平均粒子径約
０．２μｍに混合粉砕後乾燥させた粉末を別々に有機バ
インダーを用いて造粒した。その後、２種の造粒粉体を
粒子を潰さないように混合し、金型を用いて加圧成形で
長さ１０mm、幅５mm、厚さ約１mmの板状の成形体及び直
径１３mm、厚さ約１mmの円板状の成形体を作製し、これ
を電気炉で１時間焼成し、圧電セラミックスを作製し
た。この圧電セラミックスは、組成的にも２種の領域よ
りなり、圧電セラミックスとして特性の良い領域と電歪
セラミックスとして特性の良い領域の２種の領域よりな
っている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合化した圧電セ
ラミックス及び電歪セラミックスに関するものであり、
また、本発明は、圧電アクチュエーター、セラミックフ
イルタ、セラミック発振子等の圧電素子、赤外線センサ
ー、リニアアレイセンサー等の焦電素子、等の用途に用
いることができる圧電セラミックス及びその製造方法に
関するものである。更に、同時に本発明は精密機械の位
置決め、ビデオオートトラッキング用アクチュエーター
等の変位素子になどに有用な電歪セラミックス及びその
製造方法に関するものである。
ラミックス及び電歪セラミックスに関するものであり、
また、本発明は、圧電アクチュエーター、セラミックフ
イルタ、セラミック発振子等の圧電素子、赤外線センサ
ー、リニアアレイセンサー等の焦電素子、等の用途に用
いることができる圧電セラミックス及びその製造方法に
関するものである。更に、同時に本発明は精密機械の位
置決め、ビデオオートトラッキング用アクチュエーター
等の変位素子になどに有用な電歪セラミックス及びその
製造方法に関するものである。
【０００２】また、本発明は、例えば図１のような複合
セラミックス及びその製造法に関するものであり、特に
電界−変位特性の線形性が望まれるアクチュエーター用
圧電セラミックスとして利用されるものである。
セラミックス及びその製造法に関するものであり、特に
電界−変位特性の線形性が望まれるアクチュエーター用
圧電セラミックスとして利用されるものである。
【０００３】
【従来の技術】強誘電性セラミックスあるいは圧電セラ
ミックスとしては、従来よりPb(Ti,Zr)O3二成分系、Pb
(Mg1/3Nb2/3)xTiyZrzO3三成分系、Pb(Zn1/3Nb2/3)A(Sn
1/3Nb2/3)BTiCZrDO3四成分系組成等より成るセラミック
ス材料がある。これらの従来のセラミックス材料は、そ
の構成成分がほとんど全部がセラミックスであり、原料
あるいは仮焼粉末を所定の形状に成形したのち、高温で
焼成して作製される。
ミックスとしては、従来よりPb(Ti,Zr)O3二成分系、Pb
(Mg1/3Nb2/3)xTiyZrzO3三成分系、Pb(Zn1/3Nb2/3)A(Sn
1/3Nb2/3)BTiCZrDO3四成分系組成等より成るセラミック
ス材料がある。これらの従来のセラミックス材料は、そ
の構成成分がほとんど全部がセラミックスであり、原料
あるいは仮焼粉末を所定の形状に成形したのち、高温で
焼成して作製される。
【０００４】また、一方、電歪材料を用いる変位素子
は、圧電材料を用いる変位素子と比べて、分極処理が不
要であること、変位の履歴がない或は少ないこと、エー
ジングによる変化がない或は少ないこと、及び耐熱性に
優れていることなどの特長があり、各種のアクチュエー
ターとして使用されている。電歪セラミックスとして
は、従来よりPb(Mg1/3Nb2/3)xTiyO3二成分系、Pb(Ni1/3
Nb2/3)O3-PbTiO3-Ba(Zn1/3Nb2/3)O3三成分系組成（特公
昭６１−３１９２６号公報）より成るセラミックス材料
がある。これらの従来のセラミックス材料は、その構成
成分がほとんど全部がセラミックスであり、原料あるい
は仮焼粉末を所定の形状に成形したのち、高温で焼成し
て作製される。
は、圧電材料を用いる変位素子と比べて、分極処理が不
要であること、変位の履歴がない或は少ないこと、エー
ジングによる変化がない或は少ないこと、及び耐熱性に
優れていることなどの特長があり、各種のアクチュエー
ターとして使用されている。電歪セラミックスとして
は、従来よりPb(Mg1/3Nb2/3)xTiyO3二成分系、Pb(Ni1/3
Nb2/3)O3-PbTiO3-Ba(Zn1/3Nb2/3)O3三成分系組成（特公
昭６１−３１９２６号公報）より成るセラミックス材料
がある。これらの従来のセラミックス材料は、その構成
成分がほとんど全部がセラミックスであり、原料あるい
は仮焼粉末を所定の形状に成形したのち、高温で焼成し
て作製される。
【０００５】これら従来の圧電セラミックス及び電歪セ
ラミックスは、ほぼ均一な組成で構成されており、それ
らセラミックスの内部はどの部分もばらつきの範囲内で
同じ組成であるとともに、同じ圧電特性及び電歪特性を
示す。これらの組成物では成分の組成比を選ぶことによ
り用途に応じて種々の特性の圧電セラミックス及び電歪
セラミックスが作製され、アクチュエーター、セラミッ
クフイルタ、圧電ブザー、圧電点火栓、超音波振動子な
どの用途に用いられている。
ラミックスは、ほぼ均一な組成で構成されており、それ
らセラミックスの内部はどの部分もばらつきの範囲内で
同じ組成であるとともに、同じ圧電特性及び電歪特性を
示す。これらの組成物では成分の組成比を選ぶことによ
り用途に応じて種々の特性の圧電セラミックス及び電歪
セラミックスが作製され、アクチュエーター、セラミッ
クフイルタ、圧電ブザー、圧電点火栓、超音波振動子な
どの用途に用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の圧電セラミック
スは、主として組成の選択により優れた特性の材料を得
ようとするものであり、圧電特性の制御に限界があり、
任意の必要な特性にすることは困難である。特に、電界
−歪特性の線形性を組成の選択のみで自由に変えること
は困難である。即ち、低電界では歪は電界の増加にほぼ
比例して直線的に増加するが、高電界では歪の増加率が
低下する。このため、広い電界の範囲で電界に正比例し
た直線的な歪を得ることは困難である。
スは、主として組成の選択により優れた特性の材料を得
ようとするものであり、圧電特性の制御に限界があり、
任意の必要な特性にすることは困難である。特に、電界
−歪特性の線形性を組成の選択のみで自由に変えること
は困難である。即ち、低電界では歪は電界の増加にほぼ
比例して直線的に増加するが、高電界では歪の増加率が
低下する。このため、広い電界の範囲で電界に正比例し
た直線的な歪を得ることは困難である。
【０００７】本発明で用いる圧電セラミックスとして
は、圧電性を示すセラミックスについてすべて応用可能
で、具体的には例えばPb(Ti,Zr)O3二成分系、Pb(Mg1/3N
b2/3)XTiYZrZO3三成分系（但し、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）、Pb
(Zn1/3Nb2/3)A(Sn1/3Nb2/3)BTi CZrDO3四成分系（但し、
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）、BaTiO3、PbTiO3、PbNb2O6、(N
a,K)NbO3系組成等よりなるセラミック材料などが挙げら
れる。また、本発明で用いる電歪セラミックスとして
は、電歪を示すセラミックスであれば何でもよく、具体
的には例えば、Pb(Mg1/3Nb2/3)XTiYO3二成分系（但し、
Ｘ＋Ｙ＝１）、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-Ba(Zn1/3Nb
2/3)O3三成分系組成等よりなるセラミック材料などが挙
げられる。電歪セラミックスでは、一般に電界の二乗に
比例した歪が得られる。このため、電界に正比例した直
線的な歪を得ることは困難である。
は、圧電性を示すセラミックスについてすべて応用可能
で、具体的には例えばPb(Ti,Zr)O3二成分系、Pb(Mg1/3N
b2/3)XTiYZrZO3三成分系（但し、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）、Pb
(Zn1/3Nb2/3)A(Sn1/3Nb2/3)BTi CZrDO3四成分系（但し、
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）、BaTiO3、PbTiO3、PbNb2O6、(N
a,K)NbO3系組成等よりなるセラミック材料などが挙げら
れる。また、本発明で用いる電歪セラミックスとして
は、電歪を示すセラミックスであれば何でもよく、具体
的には例えば、Pb(Mg1/3Nb2/3)XTiYO3二成分系（但し、
Ｘ＋Ｙ＝１）、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-Ba(Zn1/3Nb
2/3)O3三成分系組成等よりなるセラミック材料などが挙
げられる。電歪セラミックスでは、一般に電界の二乗に
比例した歪が得られる。このため、電界に正比例した直
線的な歪を得ることは困難である。
【０００８】本発明の圧電セラミックスに電極を付与し
た圧電素子は、主として、圧電アクチュエーターとして
有用であるが、発振子、セラミックフイルター、焦電素
子、強誘電体メモリーとしても使用できる。
た圧電素子は、主として、圧電アクチュエーターとして
有用であるが、発振子、セラミックフイルター、焦電素
子、強誘電体メモリーとしても使用できる。
【０００９】図２は本発明の複合セラミックス１よりな
る圧電素子、焦電素子、または強誘電体メモリー素子４
の構造の一例を示す断面略図である。複合圧電セラミッ
クス１の両面に電極３、５が形成されている。
る圧電素子、焦電素子、または強誘電体メモリー素子４
の構造の一例を示す断面略図である。複合圧電セラミッ
クス１の両面に電極３、５が形成されている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第１番目の圧電セラミックスは、少なくと
も圧電セラミックスと電歪セラミックスの２種の領域よ
りなるという構成を備えたものである。また、本発明の
第２番目の圧電セラミックスは、少なくとも上記二種の
領域の少なくとも一方がそれ自身で三次元的に結合して
なるという構成を備えたものである。
め、本発明の第１番目の圧電セラミックスは、少なくと
も圧電セラミックスと電歪セラミックスの２種の領域よ
りなるという構成を備えたものである。また、本発明の
第２番目の圧電セラミックスは、少なくとも上記二種の
領域の少なくとも一方がそれ自身で三次元的に結合して
なるという構成を備えたものである。
【００１１】前記構成においては、複合セラミックスの
平均結晶粒径が５μｍ以下であることが好ましい。
平均結晶粒径が５μｍ以下であることが好ましい。
【００１２】また前記構成において、電歪セラミックス
または圧電セラミックスの平均結晶粒径が共に５μｍ以
下であるか、あるいは少なくとも一方の電歪セラミック
スまたは圧電セラミックスの平均結晶粒径が５μｍ以下
であり、もう一方の電歪セラミックスまたは圧電セラミ
ックスの領域の平均直径が５μｍ以上５０μｍ以下の範
囲内であることが好ましい。
または圧電セラミックスの平均結晶粒径が共に５μｍ以
下であるか、あるいは少なくとも一方の電歪セラミック
スまたは圧電セラミックスの平均結晶粒径が５μｍ以下
であり、もう一方の電歪セラミックスまたは圧電セラミ
ックスの領域の平均直径が５μｍ以上５０μｍ以下の範
囲内であることが好ましい。
【００１３】次に本発明の複合セラミックスの製造方法
は、組成の異なる少なくとも二種の領域よりなり、かつ
各領域の少なくとも一方がそれ自身で三次元的に結合し
てなる圧電セラミックスで、組成の異なる少なくとも二
種の領域より成る圧電セラミックスを製造するに際して
組成の異なる各粉体の平均粒子径が０．６μｍ以下にな
るように調整することを特徴とする。
は、組成の異なる少なくとも二種の領域よりなり、かつ
各領域の少なくとも一方がそれ自身で三次元的に結合し
てなる圧電セラミックスで、組成の異なる少なくとも二
種の領域より成る圧電セラミックスを製造するに際して
組成の異なる各粉体の平均粒子径が０．６μｍ以下にな
るように調整することを特徴とする。
【００１４】前記構成においては、組成の異なる少なく
とも二種の領域より成る圧電セラミックスを製造するに
際して、組成の異なる粉体を別々に造粒した後混合し、
成形し焼成することが好ましい。
とも二種の領域より成る圧電セラミックスを製造するに
際して、組成の異なる粉体を別々に造粒した後混合し、
成形し焼成することが好ましい。
【００１５】本発明の複合セラミックスの製造方法は、
少なくとも圧電セラミックスと電歪セラミックスの二種
の領域よりなり、かつ各領域の少なくとも一方がそれ自
身で三次元的に結合してなる圧電セラミックスを製造す
るに際して、その粉体の平均粒子径が０．６μｍ以下な
るよう調整することを特徴とする。前記構成に於いて
は、圧電セラミックスと電歪セラミックスの粉体を別々
に造粒した後混合し、成形し焼成する。
少なくとも圧電セラミックスと電歪セラミックスの二種
の領域よりなり、かつ各領域の少なくとも一方がそれ自
身で三次元的に結合してなる圧電セラミックスを製造す
るに際して、その粉体の平均粒子径が０．６μｍ以下な
るよう調整することを特徴とする。前記構成に於いて
は、圧電セラミックスと電歪セラミックスの粉体を別々
に造粒した後混合し、成形し焼成する。
【００１６】前記本発明の第１番目の圧電セラミックス
の構成によれば、少なくとも圧電セラミックスと電歪セ
ラミックスの二種の領域で形成されているので、圧電特
性の改良、特に電界−歪特性の線形性を改良することが
できる。
の構成によれば、少なくとも圧電セラミックスと電歪セ
ラミックスの二種の領域で形成されているので、圧電特
性の改良、特に電界−歪特性の線形性を改良することが
できる。
【００１７】また本発明の第２番目の圧電セラミックス
の構成によれば、圧電セラミックスと電歪セラミックス
の少なくとも二種の領域のいずれか一方が三次元的に結
合して形成されているので、圧電特性の改良、特に電界
−歪特性の線形性を改良することができる。
の構成によれば、圧電セラミックスと電歪セラミックス
の少なくとも二種の領域のいずれか一方が三次元的に結
合して形成されているので、圧電特性の改良、特に電界
−歪特性の線形性を改良することができる。
【００１８】次に本発明の複合セラミックスの製造方法
によれば、前記第１と第２の発明の圧電セラミックスを
効率良く合理的に製造することができる。
によれば、前記第１と第２の発明の圧電セラミックスを
効率良く合理的に製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下実施例を示す。
【００２０】実施例 圧電セラミックス粉末として式１の組成比（式１--0.25
Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.5PbTiO3-0.25PbZrO3 ）の仮焼粉末
（原料を混合後８５０℃で２時間仮焼したのち、媒体撹
拌ミル（アイガーエンジニアリング社製モーターミルＭ
５０、直径０．４ｍｍのジルコニア玉石、撹拌器の周速
１０ｍ／ｓ）で平均粒子径約０．２μｍに混合粉砕後乾
燥させた粉末）及び電歪セラミックス粉末として式２の
組成比（式２--0.8Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.2PbTiO3）の仮
焼粉末（原料を混合後１０００℃で２時間仮焼したの
ち、媒体撹拌ミル（アイガーエンジニアリング社製モー
ターミルＭ５０、直径０．４ｍｍのジルコニア玉石、撹
拌器の周速１０ｍ／ｓ）で平均粒子径約０．２μｍに混
合粉砕後乾燥させた粉末）を別々に有機バインダーを用
いて造粒し、２１２μｍの篩を通過させて整粒した。そ
の後、２種の造粒粉体を（表１）に示す比率に粒子を潰
さないように混合し、混合粉体とした。この粉体を、金
型を用いて加圧成形で長さ１０mm、幅５mm、厚さ約１mm
の板状の成形体及び直径１３mm、厚さ約１mmの円板状の
成形体を作製し、これを電気炉で１時間焼成し、圧電セ
ラミックスを作製した。昇温・降温速度は４００℃／ｈ
である。尚、比較のため、二種を混合しない単独の試料
も作製した。焼成後各々試料の両面にCr−Auの蒸着電極
を付与し、その後１２０℃のシリコンオイル中で両電極
間に３kV/mm の直流電界を３０分間印加して分極処理
し、圧電素子を得た。この試料の両電極間に直流電界を
印加し、差動トランス式変位計を用いて、試料の長さ方
向の歪を測定した。また、この試料について、誘電率、
キュリー点などを測定した。測定結果を（表１）に、ま
た、代表的な電界−歪特性を（図３）に示す。
Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.5PbTiO3-0.25PbZrO3 ）の仮焼粉末
（原料を混合後８５０℃で２時間仮焼したのち、媒体撹
拌ミル（アイガーエンジニアリング社製モーターミルＭ
５０、直径０．４ｍｍのジルコニア玉石、撹拌器の周速
１０ｍ／ｓ）で平均粒子径約０．２μｍに混合粉砕後乾
燥させた粉末）及び電歪セラミックス粉末として式２の
組成比（式２--0.8Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.2PbTiO3）の仮
焼粉末（原料を混合後１０００℃で２時間仮焼したの
ち、媒体撹拌ミル（アイガーエンジニアリング社製モー
ターミルＭ５０、直径０．４ｍｍのジルコニア玉石、撹
拌器の周速１０ｍ／ｓ）で平均粒子径約０．２μｍに混
合粉砕後乾燥させた粉末）を別々に有機バインダーを用
いて造粒し、２１２μｍの篩を通過させて整粒した。そ
の後、２種の造粒粉体を（表１）に示す比率に粒子を潰
さないように混合し、混合粉体とした。この粉体を、金
型を用いて加圧成形で長さ１０mm、幅５mm、厚さ約１mm
の板状の成形体及び直径１３mm、厚さ約１mmの円板状の
成形体を作製し、これを電気炉で１時間焼成し、圧電セ
ラミックスを作製した。昇温・降温速度は４００℃／ｈ
である。尚、比較のため、二種を混合しない単独の試料
も作製した。焼成後各々試料の両面にCr−Auの蒸着電極
を付与し、その後１２０℃のシリコンオイル中で両電極
間に３kV/mm の直流電界を３０分間印加して分極処理
し、圧電素子を得た。この試料の両電極間に直流電界を
印加し、差動トランス式変位計を用いて、試料の長さ方
向の歪を測定した。また、この試料について、誘電率、
キュリー点などを測定した。測定結果を（表１）に、ま
た、代表的な電界−歪特性を（図３）に示す。
【００２１】また、領域の確認はＥＰＭＡを用い定性分
析し、各領域の組成が異なることを調べた。
析し、各領域の組成が異なることを調べた。
【００２２】
【表１】
【００２３】（図１）は本発明の組成の異なる少なくと
も２種の領域よりなる圧電セラミックスの内部構造の１
例を示す概念図であり、多くの結晶粒よりなる組成１の
領域と同じく組成２の領域が入り乱れた構成になってお
り、三次元的には、各々の領域はそれ自身三次元的に結
合した構造である。なお、（図１）のような平面図で
は、同じ組成の領域で結合していない部分が見られて
も、三次元的には結合しているものである。また、本発
明で同じ組成の領域で互いに全く結合していない部分が
若干存在しても本発明の効果を妨げるものではない。
も２種の領域よりなる圧電セラミックスの内部構造の１
例を示す概念図であり、多くの結晶粒よりなる組成１の
領域と同じく組成２の領域が入り乱れた構成になってお
り、三次元的には、各々の領域はそれ自身三次元的に結
合した構造である。なお、（図１）のような平面図で
は、同じ組成の領域で結合していない部分が見られて
も、三次元的には結合しているものである。また、本発
明で同じ組成の領域で互いに全く結合していない部分が
若干存在しても本発明の効果を妨げるものではない。
【００２４】（図２）は本発明の圧電セラミックスより
なる変位素子の構造の１例を示す断面図である。
なる変位素子の構造の１例を示す断面図である。
【００２５】（図３）は圧電セラミックスの電界−歪特
性を示す図である。本発明の比較例であるNo.1とNo.2は
単一組成よりなる圧電セラミックス及び電歪セラミック
スである。No.3〜No.5は式１と２の混合物より作製した
本発明の圧電セラミックスである。（図３）のNo.3〜N
o.5の曲線はNo.1とNo.2の曲線を合成したものと比較的
一致したものである。
性を示す図である。本発明の比較例であるNo.1とNo.2は
単一組成よりなる圧電セラミックス及び電歪セラミック
スである。No.3〜No.5は式１と２の混合物より作製した
本発明の圧電セラミックスである。（図３）のNo.3〜N
o.5の曲線はNo.1とNo.2の曲線を合成したものと比較的
一致したものである。
【００２６】（図３）から明らかなように、互いに電界
−歪特性の異なる二種の組成領域よりなる本発明のNo.3
〜No.5の圧電セラミックスは、単一の組成のNo.1とNo.2
のいずれの電界−歪特性よりも線形性が改善されてい
る。即ち、NO.1とNo.2単体のそれぞれの電界−歪特性の
線形域からのずれを補った特性になっている。これは、
少なくとも二種の圧電または電歪特性の異なる領域を持
つ圧電セラミックスを作製することにより、電界−歪
（変位）特性を制御できることを示している。このこと
は、二つの領域がそれ自身三次元的に結合しており、か
つ両者が結合していることを示している。また、本発明
では、平均粒子径が０．６μｍ以下の微粉体を用いるこ
とにより、１１５０℃の低温で焼成できる。尚、粉体の
平均粒子径が１．０μｍと大きい場合には、焼成温度が
１２９０℃と高くなり、靜電容量の温度特性はピークが
一個になり、単一の領域になっていると考えられる。
−歪特性の異なる二種の組成領域よりなる本発明のNo.3
〜No.5の圧電セラミックスは、単一の組成のNo.1とNo.2
のいずれの電界−歪特性よりも線形性が改善されてい
る。即ち、NO.1とNo.2単体のそれぞれの電界−歪特性の
線形域からのずれを補った特性になっている。これは、
少なくとも二種の圧電または電歪特性の異なる領域を持
つ圧電セラミックスを作製することにより、電界−歪
（変位）特性を制御できることを示している。このこと
は、二つの領域がそれ自身三次元的に結合しており、か
つ両者が結合していることを示している。また、本発明
では、平均粒子径が０．６μｍ以下の微粉体を用いるこ
とにより、１１５０℃の低温で焼成できる。尚、粉体の
平均粒子径が１．０μｍと大きい場合には、焼成温度が
１２９０℃と高くなり、靜電容量の温度特性はピークが
一個になり、単一の領域になっていると考えられる。
【００２７】尚、二種の領域の界面にはいずれの領域と
も組成や電気特性の異なる反応層が生成するものであ
る。
も組成や電気特性の異なる反応層が生成するものであ
る。
【００２８】尚、本発明の実施例ではバルク状素子の特
性を示したが、本発明はバルクに限定されるものではな
く、薄膜状でもよい。圧電セラミックス粉末や電歪セラ
ミックス粉末の粒子径を小さくすることにより圧電セラ
ミックスの厚みを限りなく薄くできる。また、各種セラ
ミックスやステンレス等の金属の基板や電極上に本発明
の圧電セラミックスを作製してもよい。また、本発明の
圧電セラミックスには、その工程上少量の気孔を含むこ
とがある。
性を示したが、本発明はバルクに限定されるものではな
く、薄膜状でもよい。圧電セラミックス粉末や電歪セラ
ミックス粉末の粒子径を小さくすることにより圧電セラ
ミックスの厚みを限りなく薄くできる。また、各種セラ
ミックスやステンレス等の金属の基板や電極上に本発明
の圧電セラミックスを作製してもよい。また、本発明の
圧電セラミックスには、その工程上少量の気孔を含むこ
とがある。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明の構成の圧電セラ
ミックスでは、構成要素として少なくとも圧電セラミッ
クスの領域と電歪セラミックスの領域よりなることによ
り、即ち電気特性の異なる材料を二種以上で複合化する
ことにより、圧電特性を容易に制御できるものである。
このため、圧電セラミックスの線形性を制御でき、例え
ば、様々な圧電及び電歪セラミックスの組み合わせによ
り容易に電界−歪特性を線形に近づけることができる。
ミックスでは、構成要素として少なくとも圧電セラミッ
クスの領域と電歪セラミックスの領域よりなることによ
り、即ち電気特性の異なる材料を二種以上で複合化する
ことにより、圧電特性を容易に制御できるものである。
このため、圧電セラミックスの線形性を制御でき、例え
ば、様々な圧電及び電歪セラミックスの組み合わせによ
り容易に電界−歪特性を線形に近づけることができる。
【図１】本発明の圧電セラミックスの構造の一例を示す
概念図
概念図
【図２】本発明の圧電セラミックスよりなる圧電素子の
構造の一例を示す図
構造の一例を示す図
【図３】本発明の圧電セラミックスの電界−歪特性の一
例を示す図
例を示す図
１ 複合圧電セラミックス ２ 組成１の領域（斜線の部分） ３ 組成２の領域（斜線のない部分） ４ 結晶粒 ５ 電極 ６ 内部電極 ７ 内部電極 ８ カーボンシム材料
Claims (9)
- 【請求項１】 組成比が異なるかあるいは組成が異なる
少なくとも２種の領域よりなり、かつ少なくとも圧電セ
ラミックスと電歪セラミックスの２種の領域の複合した
構成よりなることを特徴とする圧電セラミックス。 - 【請求項２】 少なくとも領域のいずれか一種が三次元
的に結合していることを特徴とする請求項１記載の圧電
セラミックス。 - 【請求項３】 組成が異なるかあるいは少なくとも組成
比が異なる少なくとも２種の領域よりなり、かつその領
域が圧電特性の異なる少なくとも２種の領域であること
を特徴とする圧電セラミックス。 - 【請求項４】 少なくとも領域のいずれか一種が三次元
的に結合していることを特徴とする請求項３記載の圧電
セラミックス。 - 【請求項５】 ２種の領域のうち少なくとも一つの領域
の平均結晶粒径が５μｍ以下であることを特徴とする請
求項１〜４の何れかに記載の圧電セラミックス。 - 【請求項６】 少なくとも圧電セラミックスと電歪セラ
ミックスの二種の領域よりなり、かつ各領域の少なくと
も一方がそれ自身で三次元的に結合してなる圧電セラミ
ックスを製造するに際して、その粉体の平均粒子径が
０．４μｍ以下であることを特徴とする圧電セラミック
スの製造方法。 - 【請求項７】 少なくとも２種の圧電特性を持つ異なる
領域よりなる圧電セラミックスで、かつ各領域の少なく
とも一方がそれ自身で三次元的に結合してなる圧電セラ
ミックスを製造するに際して、その粉体の平均粒子径が
０．４μｍ以下であることを特徴とする圧電セラミック
スの製造方法。 - 【請求項８】 請求項６又は請求項７記載の粉体を粉砕
するときに、その粉砕方法が媒体撹拌ミルを用いること
を特徴とする圧電セラミックスの粉砕方法。 - 【請求項９】 圧電セラミックスと電歪セラミックスの
粉体を別々に造粒した後混合し、成形し焼成することを
特徴とする請求項６又は請求項７記載の圧電セラミック
スの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24066397A JPH1187792A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 圧電セラミックスとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24066397A JPH1187792A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 圧電セラミックスとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1187792A true JPH1187792A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17062860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24066397A Pending JPH1187792A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 圧電セラミックスとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1187792A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007329414A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Nec Tokin Corp | 圧電アクチュエータ |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP24066397A patent/JPH1187792A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007329414A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Nec Tokin Corp | 圧電アクチュエータ |
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