JPS5841790B2 - 酸化物圧電材料 - Google Patents
酸化物圧電材料Info
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- JPS5841790B2 JPS5841790B2 JP52158930A JP15893077A JPS5841790B2 JP S5841790 B2 JPS5841790 B2 JP S5841790B2 JP 52158930 A JP52158930 A JP 52158930A JP 15893077 A JP15893077 A JP 15893077A JP S5841790 B2 JPS5841790 B2 JP S5841790B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸化物圧電材料に係る。
さらに詳しくは、（１−ｘ ）ＰｂＴｉ０３−ｘＰｂ
（Ｃｏ 、 ７２Ｗ１／２）０３二成分基本組威におい
てＸ＝０．０１〜０．２０であり、かつｐｂ原子の二部
をＢａ、 ＳｒおよびＣａの少なくとも一種の原子で０
．５〜２０原子嶺置換した酸化物圧電材料及び該圧電材
料に副成分として、ＭｎＯ，ＮｉＯおよびＦｅ２Ｏ３の
少なくとも一種を０．０５〜２．０重量多添加含有せし
めた酸化物圧電材料に関する。
（Ｃｏ 、 ７２Ｗ１／２）０３二成分基本組威におい
てＸ＝０．０１〜０．２０であり、かつｐｂ原子の二部
をＢａ、 ＳｒおよびＣａの少なくとも一種の原子で０
．５〜２０原子嶺置換した酸化物圧電材料及び該圧電材
料に副成分として、ＭｎＯ，ＮｉＯおよびＦｅ２Ｏ３の
少なくとも一種を０．０５〜２．０重量多添加含有せし
めた酸化物圧電材料に関する。
周知のように圧電材料は超音波用振動素子、メカニカル
フィルターなどのトランスデユーサ用素子、セラミック
フィルター、セラミック共振子用素子、振動計、加速計
などの素子として広い分野で利用されている。
フィルターなどのトランスデユーサ用素子、セラミック
フィルター、セラミック共振子用素子、振動計、加速計
などの素子として広い分野で利用されている。
このような利用に対してＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３二
元系酸化物圧電材料について改良を加えたものが開発さ
れている。
元系酸化物圧電材料について改良を加えたものが開発さ
れている。
例えば上記ＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３二元系にＢ ｉ
２０３ ｓＣｒ ２０３９Ｍｎ０２ ｔ Ｚ ｎＯなど
の添加物を加えて圧電特性の改善を図ることが試みられ
ている。
２０３ ｓＣｒ ２０３９Ｍｎ０２ ｔ Ｚ ｎＯなど
の添加物を加えて圧電特性の改善を図ることが試みられ
ている。
またＰｂＴｉＯｓ ＰｂＺｒ０３−ｐｂ （Ｍｇｌ／
３Ｎｂ２／３）０３三元系の圧電材料も開発されている
。
３Ｎｂ２／３）０３三元系の圧電材料も開発されている
。
しかしながらこれらの圧電材料は強誘電性キュリ一温度
が３００℃程度で、それ以上の温度下で使用し得なかっ
た。
が３００℃程度で、それ以上の温度下で使用し得なかっ
た。
昔た上記圧電材料の誘電率は１０００程度で、高周波領
域での応用には適さない。
域での応用には適さない。
他方、誘電率が１５０〜２５０と小さい値を持つＰｂＴ
ｉ０ａ系材料も報告されているが、焼結後に起るひび割
れのため直径２０ｍｍ以上の大型焼結体を得ることがで
きず、分極条件も２００℃において印加電圧６０ ＫＶ
／ｃｒＩ′Ｌ と非常に厳しいために、製品の妻止りが
低い等の欠点がそれぞれ存在した。
ｉ０ａ系材料も報告されているが、焼結後に起るひび割
れのため直径２０ｍｍ以上の大型焼結体を得ることがで
きず、分極条件も２００℃において印加電圧６０ ＫＶ
／ｃｒＩ′Ｌ と非常に厳しいために、製品の妻止りが
低い等の欠点がそれぞれ存在した。
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、キュリ一温度
が高くて３００℃以上の高温でも安定に使用でき、かつ
数ＭＨｚ以上の高周波領域の用途に適し、さらに従来の
ＰｂＴｉＯ３系圧電材料に比較してはるかに分極操作の
容易なＰｂＴｉＯ３系酸化物圧電材料を提供することに
ある。
が高くて３００℃以上の高温でも安定に使用でき、かつ
数ＭＨｚ以上の高周波領域の用途に適し、さらに従来の
ＰｂＴｉＯ３系圧電材料に比較してはるかに分極操作の
容易なＰｂＴｉＯ３系酸化物圧電材料を提供することに
ある。
すなわち、本発明に係る酸化物圧電材料は、ＰｂＴｉ０
３−Ｐｂ（Ｃｏｌ／２−Ｗ１／２）０３二元系において
ｐｂの一部をＢａ、 Ｓｒ ＞よびＣａのうち少なくと
も一種の元素で置換したものであり、並びに副成分とし
てＭｎ０ｒ ＮｉＯおよびＦｅ２Ｏ３の少なくとも一種
の酸化物を少量添加含有せしめることによりさらに信頼
性を高めたものである。
３−Ｐｂ（Ｃｏｌ／２−Ｗ１／２）０３二元系において
ｐｂの一部をＢａ、 Ｓｒ ＞よびＣａのうち少なくと
も一種の元素で置換したものであり、並びに副成分とし
てＭｎ０ｒ ＮｉＯおよびＦｅ２Ｏ３の少なくとも一種
の酸化物を少量添加含有せしめることによりさらに信頼
性を高めたものである。
さらに詳しくは、（１−ｘ ） ＰｂＴ ｉ０３−ｘＰ
ｂ（Ｃｏ １／２Ｗ１／２）０３二成分基本組成におい
て、ｘ＝０．０１〜０．２０であり、かつｐｂ原子の一
部をＢ ａ ＋ Ｓ ｒおよびＣａの少なくとも一種の
原子で０．５〜２０原子係置換したものである。
ｂ（Ｃｏ １／２Ｗ１／２）０３二成分基本組成におい
て、ｘ＝０．０１〜０．２０であり、かつｐｂ原子の一
部をＢ ａ ＋ Ｓ ｒおよびＣａの少なくとも一種の
原子で０．５〜２０原子係置換したものである。
すなわち一般式で表わせばＰｂ、 Ｍｅ （（Ｃ
ｏｌ／２Ｗｌ／２）ｘＴｉｌ ｘ）０３（ＭｅはＢ ａ
、Ｓ ｒおよびＣａからなる元素群を総括的に表示す
る。
ｏｌ／２Ｗｌ／２）ｘＴｉｌ ｘ）０３（ＭｅはＢ ａ
、Ｓ ｒおよびＣａからなる元素群を総括的に表示す
る。
以下同じ。
）である組成において、ｘ＝０．０１〜０．２０ 、
ａ＝ｏ、ｏ Ｏ５〜０．２０であることを特徴とする酸
化物圧電材料である。
ａ＝ｏ、ｏ Ｏ５〜０．２０であることを特徴とする酸
化物圧電材料である。
また、本発明の材料は、上記成分に加え副成分としてＭ
ｎＯ，ＮｉＯおよびＦ ｅ ２０ ｓの少なくとも１種
を０．０５〜２．０重量優添加含有せしめた酸化物圧電
材料である。
ｎＯ，ＮｉＯおよびＦ ｅ ２０ ｓの少なくとも１種
を０．０５〜２．０重量優添加含有せしめた酸化物圧電
材料である。
このような本発明の酸化物圧電材料は一般的には粉末冶
金的方法によって容易に製造することができる。
金的方法によって容易に製造することができる。
例えば、Ｐｂ０ｔ ＴｉＯ２＋ ＣｏｏｔＷＯ３ｙＢａ
ｉｔ ＳｒＯ，ＣａＯなどの原料酸化物を所定の割合に
正確に秤取し、これらをボール□ルなどによってよく混
合する。
ｉｔ ＳｒＯ，ＣａＯなどの原料酸化物を所定の割合に
正確に秤取し、これらをボール□ルなどによってよく混
合する。
なお、この除用いる原料は加熱によって酸化物に転する
化合物例えば水酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩などであっ
てもよい。
化合物例えば水酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩などであっ
てもよい。
次いで前記混合物を例えば６００〜９００℃程度の温度
で予備焼成し、さらにボールミルなどによって粉砕して
調製粉末とする。
で予備焼成し、さらにボールミルなどによって粉砕して
調製粉末とする。
しかる後この調製粉末に水あるいはポリビニルアルコー
ルなどの粘結剤を添加配合して、０．５〜２ ｔｏｎ
／ｆｆｌ程度の圧力で加圧成形した後、１０００〜１２
５０℃程度の温度で焼成する。
ルなどの粘結剤を添加配合して、０．５〜２ ｔｏｎ
／ｆｆｌ程度の圧力で加圧成形した後、１０００〜１２
５０℃程度の温度で焼成する。
この焼成において一つの組成分たるＰｂＯの一部が蒸発
揮散する恐れもあるので焼成は閉炉内で行なう。
揮散する恐れもあるので焼成は閉炉内で行なう。
ｌた最高温度での保持は一般に０．５〜３時間程度で充
分である。
分である。
さらに、本発明について詳述する。
１ず、（１−ｘ ） ＰｂＴｉ０３−ｘＰｂ （Ｃｏ
１／２Ｗ１／２）０３の基本組成において、Ｘ二０．０
１〜０．２０と限定した理由は、ｘ＜０．０１では焼結
性が悪く緻密な磁器が得られず、ｘ＞０．２０ではキュ
リ一温度が３５０’Ｃ以下に低下し３００℃以上の高温
で安定して使用できない上に、誘電率も２５０以上とな
って高周波領域にむける使用が困難となるからである。
１／２Ｗ１／２）０３の基本組成において、Ｘ二０．０
１〜０．２０と限定した理由は、ｘ＜０．０１では焼結
性が悪く緻密な磁器が得られず、ｘ＞０．２０ではキュ
リ一温度が３５０’Ｃ以下に低下し３００℃以上の高温
で安定して使用できない上に、誘電率も２５０以上とな
って高周波領域にむける使用が困難となるからである。
次にＢａ、Ｓｒ ＊−よびＣａの少なくとも一種によ
るｐｂの置換量を０．５〜２０原子咎と限定したのは、
０．５原子饅より少なくてはＰｂＴｉｏ３系圧電材料の
分極を容易にし、また磁器の焼結を容易にするという置
換の効果がほとんど現れないからであり、２０原子係よ
り多くてはキュリ一温度が３５０°Ｃ以下となり高温で
の使用が困難となるからである。
るｐｂの置換量を０．５〜２０原子咎と限定したのは、
０．５原子饅より少なくてはＰｂＴｉｏ３系圧電材料の
分極を容易にし、また磁器の焼結を容易にするという置
換の効果がほとんど現れないからであり、２０原子係よ
り多くてはキュリ一温度が３５０°Ｃ以下となり高温で
の使用が困難となるからである。
さらに、副成分としてのＭｎＯ，ＮｉＯおよびＦｅ２Ｏ
３の少なくとも一種の添加含有量を、０．０５〜２．０
重量嶺と限定したのは、０．０５重量幅より少なくては
、ＰｂＴｉＯ３系セラ□ツクの温度特性、経時特性およ
び機械的品質係数を改善するという、これら副成分の効
果を示さず、２．０重量係より多くてはセラミックの焼
結性が悪くなるからである。
３の少なくとも一種の添加含有量を、０．０５〜２．０
重量嶺と限定したのは、０．０５重量幅より少なくては
、ＰｂＴｉＯ３系セラ□ツクの温度特性、経時特性およ
び機械的品質係数を改善するという、これら副成分の効
果を示さず、２．０重量係より多くてはセラミックの焼
結性が悪くなるからである。
特に、本発明においてＸを０．０１〜０．０５とし、ｐ
ｂの置換量を０．５〜１０原子優とし、さらにＭｎＯ、
ＮｉＯｂよびＦｅ２Ｏ３を０．０５〜１．０重量多添加
した場合は、キューリ一温度４５０℃以上で、機械的品
質係数が１０００以上（最大２０００程度）の優れた圧
電材料が得られる事を確認した。
ｂの置換量を０．５〜１０原子優とし、さらにＭｎＯ、
ＮｉＯｂよびＦｅ２Ｏ３を０．０５〜１．０重量多添加
した場合は、キューリ一温度４５０℃以上で、機械的品
質係数が１０００以上（最大２０００程度）の優れた圧
電材料が得られる事を確認した。
かくして、本発明の圧電材料はいずれも次に掲げるよう
な効果を得ることができる。
な効果を得ることができる。
第１に、ＰｂＴ ｉ ０３はキュリ一温度が５００’Ｃ
付近にあって有望な圧電材料とされていたが、焼結性に
難点があるため実用性がなかったのに較べ本発明ではＰ
ｂ （Ｃｏ１／２Ｗ１／２）０３を特に一方の成分とし
て用いており、またｐｂの一部をＢａ 、Ｓ ｒ ｙ
Ｃａ 等で置換しているために、これらが一方では鉱
化剤的に働き焼結を容易化ならしめている。
付近にあって有望な圧電材料とされていたが、焼結性に
難点があるため実用性がなかったのに較べ本発明ではＰ
ｂ （Ｃｏ１／２Ｗ１／２）０３を特に一方の成分とし
て用いており、またｐｂの一部をＢａ 、Ｓ ｒ ｙ
Ｃａ 等で置換しているために、これらが一方では鉱
化剤的に働き焼結を容易化ならしめている。
この焼結の容易化は結局焼結温度を低下せしめることに
なり、組成の一部を成すＰｂＯの蒸発揮散を抑制し、も
って最終的に緻密な圧電材料が容易に得られることにな
る。
なり、組成の一部を成すＰｂＯの蒸発揮散を抑制し、も
って最終的に緻密な圧電材料が容易に得られることにな
る。
渣た、ＰｂＴｉＯ３系セラミックスにおいてはグレイン
の成長を抑える様に焼結を行うことが重要であるが、本
発明においてはｐｂ原子の一部をＢａｔＳｒ およびＣ
ａの少なくとも一種で置換したことにより、グレインの
成長を３〜５μｍ以下に抑えることができ、焼結も容易
にすることができるという効果がある。
の成長を抑える様に焼結を行うことが重要であるが、本
発明においてはｐｂ原子の一部をＢａｔＳｒ およびＣ
ａの少なくとも一種で置換したことにより、グレインの
成長を３〜５μｍ以下に抑えることができ、焼結も容易
にすることができるという効果がある。
第２に、ｐｂの一部をＢ ａ ｐ Ｓ ｒ およびＣａ
の少なくとも一種で置換することにより、分極が困難で
あったＰｂＴｉＯ３系セラミックの分極を容易にするこ
とができる。
の少なくとも一種で置換することにより、分極が困難で
あったＰｂＴｉＯ３系セラミックの分極を容易にするこ
とができる。
すなわち、従来のＰｂＴｉＯ３系セラミックは、分極条
件として１８０〜２００℃の高温で６０〜８０ＫＶ／ｌ
の電圧を必要としたが、本発明の圧電材料は８０〜１０
０℃、４０〜６０Ｋｖ／ｃｆｒＬという緩和された条件
で充分に分極することができる。
件として１８０〜２００℃の高温で６０〜８０ＫＶ／ｌ
の電圧を必要としたが、本発明の圧電材料は８０〜１０
０℃、４０〜６０Ｋｖ／ｃｆｒＬという緩和された条件
で充分に分極することができる。
また、副成分としてＭｎＯ＋ Ｎｔ Ｏ釦よびＦ 、ｅ
２０ ｓの少なく、とも一種を添加含有せしめた本発
明の圧電材料にあっては、従来のＰｂＴｉＯ３系セラ□
ツクに比較して温度特性、経時特性上よび機械的品質係
数を大幅に改善することができ、更に例えば１
２ ５０ψ×１．１００ ×２０ｗ×１ｔの形状１で経時特
性の優れた焼結体を容易に製造することができる。
２０ ｓの少なく、とも一種を添加含有せしめた本発
明の圧電材料にあっては、従来のＰｂＴｉＯ３系セラ□
ツクに比較して温度特性、経時特性上よび機械的品質係
数を大幅に改善することができ、更に例えば１
２ ５０ψ×１．１００ ×２０ｗ×１ｔの形状１で経時特
性の優れた焼結体を容易に製造することができる。
次に、本発明の実施例について記載する。
焼結された試料を２０ψＸ １． Ｏｍｍ ｊに研磨し
両面に銀電極を焼き付けｉｏｏ℃、６０に■／ｃｒｆＬ
の条件で分極した後、Ｐｒｏｃ、 ＩＲＥ Ｖｏｌ、１
３７（’４９）１３７８〜１３９５などに示された標準
回路方法によって圧電特性を各々測定した。
両面に銀電極を焼き付けｉｏｏ℃、６０に■／ｃｒｆＬ
の条件で分極した後、Ｐｒｏｃ、 ＩＲＥ Ｖｏｌ、１
３７（’４９）１３７８〜１３９５などに示された標準
回路方法によって圧電特性を各々測定した。
これらの測定結果を、それら焼結体の組成化とともに第
１表に示す。
１表に示す。
なお、第１表において、Ｆ、Ｔ は焼成温度（Ｃ）を、
Ｄは比重（２３℃で測定）を、εは誘電率（Ｉ ＫＣ／
Ｓ、 ２３℃で測定）を、Ｋｔは電気機械結合係数（多
）を、蜘は機械的品質係数を、Ｔｃはキュリ一温度をそ
れぞれ示す。
Ｄは比重（２３℃で測定）を、εは誘電率（Ｉ ＫＣ／
Ｓ、 ２３℃で測定）を、Ｋｔは電気機械結合係数（多
）を、蜘は機械的品質係数を、Ｔｃはキュリ一温度をそ
れぞれ示す。
これらの試料中、実施例２１．参考例１の試料について
分極温度による電気機械結合係数ＫｔＯ値を測定したと
ころ第１図に示す結果を得た。
分極温度による電気機械結合係数ＫｔＯ値を測定したと
ころ第１図に示す結果を得た。
第１図にあ・いて曲線ａは実施例２１の場合を、曲線す
は参考例１の場合を示す。
は参考例１の場合を示す。
本発明の実施例は、従来のＰｂＴｉＯ３系セラミックに
比較して分極が容易になっていることがわかる。
比較して分極が容易になっていることがわかる。
次に、これらの試料中実施例１０，１３および参考例６
の試料について、温度による誘電率の変化を測定したと
ころ、第２図に示す結果を得た。
の試料について、温度による誘電率の変化を測定したと
ころ、第２図に示す結果を得た。
第２図に釦いて、曲線ａは実施例１０の場合を、曲線す
は実施例１３の場合を、曲線Ｃは参考例６の場合を示す
。
は実施例１３の場合を、曲線Ｃは参考例６の場合を示す
。
本発明の実施例１０（曲線ａ）および１３（曲線ｂ）は
キュリ一温度が高く、３−００°Ｃ以上での使用が可能
であることがわかる。
キュリ一温度が高く、３−００°Ｃ以上での使用が可能
であることがわかる。
さらに、同じ試料について電気機械結合係数Ｋｔの温度
に対する変化を測定したところ、第３図に示す結果を得
た。
に対する変化を測定したところ、第３図に示す結果を得
た。
第３図に釦いて、曲線ａは実施例１０の場合を、曲線す
は実施例１３の場合を、曲線Ｃは参考例６の場合を示す
。
は実施例１３の場合を、曲線Ｃは参考例６の場合を示す
。
この図によると本発明の実施例１０および１３は、いず
れもギュリ一温度が高いためＫｔは常温〜４００℃の広
い温度範囲でほとんど一定である。
れもギュリ一温度が高いためＫｔは常温〜４００℃の広
い温度範囲でほとんど一定である。
第２図および第３図に示した結果は、本発明に係る圧電
材料は、圧電材料としては最高の使用温度で利用し得る
ことを示している。
材料は、圧電材料としては最高の使用温度で利用し得る
ことを示している。
さらにまた、実施例２１の試料と、これと基本組成を等
しくするが副成分としてＭｎ０ｙ Ｎ ｉＯの少なくと
も一種を添加含有せしめたものである実施例４６．４２
および４７の試料でセラミック共振子を作成し、周波数
定数Ｎｔ（Ｈ２−ｍ）の経時特性を求めたところ第４図
に示す結果を得た。
しくするが副成分としてＭｎ０ｙ Ｎ ｉＯの少なくと
も一種を添加含有せしめたものである実施例４６．４２
および４７の試料でセラミック共振子を作成し、周波数
定数Ｎｔ（Ｈ２−ｍ）の経時特性を求めたところ第４図
に示す結果を得た。
第４図にかいて、曲線ａは実施例２１の場合を、曲７１
ｂ、ｃ＞よびｄはそれぞれ実施例４６，４２および４７
の場合を示す。
ｂ、ｃ＞よびｄはそれぞれ実施例４６，４２および４７
の場合を示す。
Ｍｎ０ｔ Ｎｉｐ：を添加含有せしめることにより、経
時特性が良好となることがわかる。
時特性が良好となることがわかる。
さらに、上記と同じ試料のセラミック共振子について共
振周波数の温度特性と経時特性を測定したところ、第２
表に示す結果を得た。
振周波数の温度特性と経時特性を測定したところ、第２
表に示す結果を得た。
ＭｎＯｓ Ｎ ｉＯを添加含有せしめることにより、温
度特性お・よび経時特性が改善されることがわかる。
度特性お・よび経時特性が改善されることがわかる。
また、実施例４３．４８の試料はＦｅ２Ｏ３を含有した
組成であるがＭｎＯと同様に良好な特性を示し、添加含
有の効果を示している。
組成であるがＭｎＯと同様に良好な特性を示し、添加含
有の効果を示している。
以上の実施例から明らかなように本発明に係る圧電材料
は３００℃以上の高温でも安定して使用でき、昔た高周
波領域で使用できるなど多くの特長をもっている。
は３００℃以上の高温でも安定して使用でき、昔た高周
波領域で使用できるなど多くの特長をもっている。
また温度特性、経時特性などの変化率も少いので、各種
の変換素子としてすぐれた機能を発揮することができる
。
の変換素子としてすぐれた機能を発揮することができる
。
かくして本発明に係る酸化物圧電材料は例えば次のよう
な用途に適するものと言える。
な用途に適するものと言える。
（１）高温物体の振動、加速度測定、および圧力測定、
５００℃に近い温度に達する物体や温度変化のはげしい
物体の振動や加速度を測定することができる。
５００℃に近い温度に達する物体や温度変化のはげしい
物体の振動や加速度を測定することができる。
同様に高温物体内の圧力も測定できる。
（２）高温物体の超音波応用
高温物体の超音波加工の際の超音波発生源として使用し
たり、高温物体の超音波検査用素子などとしても使用で
きる。
たり、高温物体の超音波検査用素子などとしても使用で
きる。
（３）強力超音波の発生
通常の圧電材料は大振幅動作をさせると発熱のため温度
が上昇して使えなくなるが、本発明に係る圧電材料は３
００℃以上の使用にも耐え得るので、大振幅動作による
強力超音波の発生に有利である。
が上昇して使えなくなるが、本発明に係る圧電材料は３
００℃以上の使用にも耐え得るので、大振幅動作による
強力超音波の発生に有利である。
（４）高周波における応用
従来の圧電材料は誘電率が１０００程度と大き過ぎるた
め高周波領域での用途に適さないと言う難点があった。
め高周波領域での用途に適さないと言う難点があった。
一般にインピーダンス２はｚ二ｄ／（２πｆ・ε・ｓ）
（ここでｄ、ｓは試料の厚さと断面積、ｆは使用周波数
、εは誘電率である。
（ここでｄ、ｓは試料の厚さと断面積、ｆは使用周波数
、εは誘電率である。
）で与えられる。従って、ｄはｆに反比例して薄くする
必要がある。
必要がある。
結局ＺＯＣＩ／（ｆ２ ・ε・Ｓ）となるが、ｆが高く
なれば、２は２乗で効いてきて、急速に減少する。
なれば、２は２乗で効いてきて、急速に減少する。
２の整合にはＳかεを小さくする必要があるが、Ｓには
加工上の限界もあるので、εを小さくする方が有利であ
る。
加工上の限界もあるので、εを小さくする方が有利であ
る。
本発明の圧電材料は誘電率εが１５０〜２５０程度で従
来のものと、くらべ１１５〜１／１０である。
来のものと、くらべ１１５〜１／１０である。
従って従来の材料で１０ＭＨｚｌで使用可能ならば、本
発明の材料を使えば５０ＭＨｚ ぐらい昔で可能とな
る。
発明の材料を使えば５０ＭＨｚ ぐらい昔で可能とな
る。
（５） リニヤスキャン型超音波診断装置用プローブ
超音波診断装置用プローブにおける音波変換素子は、高
周波化に伴って大型形状化、薄板化が要求される。
超音波診断装置用プローブにおける音波変換素子は、高
周波化に伴って大型形状化、薄板化が要求される。
素子の大型形状化、薄板化は従来の圧電材料では困難で
あったが、本発明の材料によれば焼結性が良好なために
機械的強度に優れた大型薄板化（例えば、長さ５０〜１
００ｍ、幅１５〜２０ｎｍ１１厚さ２００μｍ）が容易
に実現される。
あったが、本発明の材料によれば焼結性が良好なために
機械的強度に優れた大型薄板化（例えば、長さ５０〜１
００ｍ、幅１５〜２０ｎｍ１１厚さ２００μｍ）が容易
に実現される。
以上述べたように本発明の圧電材料を使用すれば従来不
可能であった用途にも有用であることがわかる。
可能であった用途にも有用であることがわかる。
なお高周波用フィルタ、共振子として使用する場合、周
波数の温度特性、経時特性が問題どなるが、これらの変
化率も小さいので満足して充分実用に供しうる。
波数の温度特性、経時特性が問題どなるが、これらの変
化率も小さいので満足して充分実用に供しうる。
図面は本発明に係る酸化物圧電材料の特性例を示すもの
で第１図は分極温度と電気機械結合係数Ｋｔ（％）の関
係曲線図、第２図は温度と誘電率の関係曲線図、第３図
は温度と電気機械結合係数Ｋｔ（％）の関係曲線図、第
４図は時間と周波数定数Ｎｔ（Ｈｚ、ｍ） の関係曲
線図をそれぞれ示す。
で第１図は分極温度と電気機械結合係数Ｋｔ（％）の関
係曲線図、第２図は温度と誘電率の関係曲線図、第３図
は温度と電気機械結合係数Ｋｔ（％）の関係曲線図、第
４図は時間と周波数定数Ｎｔ（Ｈｚ、ｍ） の関係曲
線図をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ （１ｘ ）ＰｂＴｉＯ３ｘＰｂ （Ｃｏ 、１／
２Ｗ １ ／２ ）０３ 二成分基本組成に釦いて、
Ｘ二０．０１〜０．２０であり、かつｐｂ原子の一部を
Ｂａ、 ＳｒおよびＣａの少なくとも一種の原子で０．
５〜２０原子係置換したことを特徴とする酸化物圧電材
料。 ２ （１−ｘ ）ＰｂＴｉ０３−ｘＰｂ （Ｃｏ □
７２Ｗ １ ／２） Ｏｓ二成分基本組成において、Ｘ
二０．０１〜０．２０であり、かつｐｂ原子の一部をＢ
ａ、ＳｒおよびＣａの少なくとも一種の原子で０．５〜
２０原子饅置換したものを主成分とし、さらに、副成分
として、ＭｎＯ，ＮｉＯ、ｂよびＦｅ２Ｏ３の少なくと
も一種を、０．０５〜２，０重量係添加含有して成るこ
とを特徴とする酸化物圧電材料。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52158930A JPS5841790B2 (ja) | 1977-12-29 | 1977-12-29 | 酸化物圧電材料 |
| US05/974,545 US4224174A (en) | 1977-12-29 | 1978-12-29 | Piezoelectric oxide materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52158930A JPS5841790B2 (ja) | 1977-12-29 | 1977-12-29 | 酸化物圧電材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5491799A JPS5491799A (en) | 1979-07-20 |
| JPS5841790B2 true JPS5841790B2 (ja) | 1983-09-14 |
Family
ID=15682439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52158930A Expired JPS5841790B2 (ja) | 1977-12-29 | 1977-12-29 | 酸化物圧電材料 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4224174A (ja) |
| JP (1) | JPS5841790B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01149396U (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6023512B2 (ja) * | 1980-02-18 | 1985-06-07 | 株式会社東芝 | 酸化物圧電材料 |
| US4428752A (en) | 1982-07-22 | 1984-01-31 | Bertrand Goldenstein | High bulk olefin blended yarn |
| JP2543021B2 (ja) * | 1984-12-17 | 1996-10-16 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | アクチュエ−タ用セラミツク圧電材料 |
| US4764492A (en) * | 1986-06-10 | 1988-08-16 | North American Philips Corporation | Lead calcium titanate piezoelectric ceramic element |
| GB2221477C (en) * | 1988-08-31 | 2009-08-27 | Philip John Poole | Window blinds |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3068177A (en) * | 1958-09-15 | 1962-12-11 | Brush Crystal Company Ltd | Ferroelectric ceramic materials |
| US3463732A (en) * | 1966-08-26 | 1969-08-26 | Ngk Spark Plug Co | Polarizable ferroelectric ceramic compositions |
| JPS5231010B2 (ja) * | 1972-06-21 | 1977-08-12 | ||
| JPS4920159A (ja) * | 1972-06-23 | 1974-02-22 | ||
| JPS4929398A (ja) * | 1972-07-15 | 1974-03-15 |
-
1977
- 1977-12-29 JP JP52158930A patent/JPS5841790B2/ja not_active Expired
-
1978
- 1978-12-29 US US05/974,545 patent/US4224174A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01149396U (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4224174A (en) | 1980-09-23 |
| JPS5491799A (en) | 1979-07-20 |
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