JPS5941312B2 - 酸化物圧電材料 - Google Patents
酸化物圧電材料Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
- H10N30/8548—Lead-based oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- 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り、さらに詳しくは（Ｐｂ
ｌ−ｙＣａｙ）〔（Ｍｅ！／閃ＹＳ）ｘＴｉ１−ｘ〕０
３なる一般式で表わされる基本組成（ただし式中、Ｍｅ
はＴａ、Ｎｂのいずれか一種）を有する酸化物圧電材料
に関する。
ｌ−ｙＣａｙ）〔（Ｍｅ！／閃ＹＳ）ｘＴｉ１−ｘ〕０
３なる一般式で表わされる基本組成（ただし式中、Ｍｅ
はＴａ、Ｎｂのいずれか一種）を有する酸化物圧電材料
に関する。
最近になり酸化物圧電材料を用いた各種の超音波振動子
や表面波素子が閲見されている。
や表面波素子が閲見されている。
このような利用に対してＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３二
元糸やＴｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（ＭｇハＮｂ
Ｓ）０３三元系にＣｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＮｉＯ等の添
加物を加えた材料も閲見されているが、これらの圧電材
料は誘電率が３５０〜２０００と大きく、高周波領域で
の使用には適さない。又これらの材料を高周波で使用し
た場合には電気機械結合係数のうち厚み方向の結合係数
Ｋｔと広がり方向の結合係数Ｋｐがほぼ同様な値である
ため広がり方向の結合係数Ｋｐのオーバートーンによる
スプリアスが発生しやすい欠点が存在した。このため高
周波における応用においてはＫｔ／Ｋｐの比が出来るだ
け大きいものが望ましいとされていた。また厚み方向の
結合係数Ｋｔと広がり方向の結合係数Ｋｐの値が大きく
異なる結合係数の異方性を有するＰｂＴｉＯ３糸材料も
報告されているが、焼結後に起るヒビ割れのため直径２
０ｍｍ以上の大型焼結体を得る事が出来ず、また分極条
件も２００℃において印加電圧６０ｋＶ／ｃｍと非常に
厳しいための放電破壊を起しやすく大型の振動子を得る
事が困難であつた。
元糸やＴｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（ＭｇハＮｂ
Ｓ）０３三元系にＣｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＮｉＯ等の添
加物を加えた材料も閲見されているが、これらの圧電材
料は誘電率が３５０〜２０００と大きく、高周波領域で
の使用には適さない。又これらの材料を高周波で使用し
た場合には電気機械結合係数のうち厚み方向の結合係数
Ｋｔと広がり方向の結合係数Ｋｐがほぼ同様な値である
ため広がり方向の結合係数Ｋｐのオーバートーンによる
スプリアスが発生しやすい欠点が存在した。このため高
周波における応用においてはＫｔ／Ｋｐの比が出来るだ
け大きいものが望ましいとされていた。また厚み方向の
結合係数Ｋｔと広がり方向の結合係数Ｋｐの値が大きく
異なる結合係数の異方性を有するＰｂＴｉＯ３糸材料も
報告されているが、焼結後に起るヒビ割れのため直径２
０ｍｍ以上の大型焼結体を得る事が出来ず、また分極条
件も２００℃において印加電圧６０ｋＶ／ｃｍと非常に
厳しいための放電破壊を起しやすく大型の振動子を得る
事が困難であつた。
さらに従来のＰｂＴｉ０３材料では厚み方向の結合係数
Ｋｔは４０〜４８％であり、広がり方向の結合係数Ｋｐ
は８％以上であるため、結合係数の比Ｋｔ／Ｋｐは４〜
６程度が限界であり広がり方向の結合係数Ｋｐのオーバ
ートーンによるスプリアスが無視出来なかつた。
Ｋｔは４０〜４８％であり、広がり方向の結合係数Ｋｐ
は８％以上であるため、結合係数の比Ｋｔ／Ｋｐは４〜
６程度が限界であり広がり方向の結合係数Ｋｐのオーバ
ートーンによるスプリアスが無視出来なかつた。
さらに従来のＰｂＴｉＯ３糸材料を表面波素子として応
用しようとする場合には誘電率が２００以下と小さい組
成において表面波温度係数の２ＯＰＰＩ［ｌ以下の材料
を得る事は出来なかつた。
用しようとする場合には誘電率が２００以下と小さい組
成において表面波温度係数の２ＯＰＰＩ［ｌ以下の材料
を得る事は出来なかつた。
又、これらの材料の温度係数はすべてマイナス傾向であ
りフェライトコイル等を用いて温度係数の改善を計るこ
とが出来なかつた。本発明の目的は以上の問題点を解決
したもので厚み方向の結合係数であるＫｔが５０％以上
と大きく、広がり方向の結合係数Ｋｐが３〜５％、すな
わちＫｔ／Ｋｐが１〜１９の値を示す材料であり、さら
に誘電率が３００以下と小さく、焼結が容易なため５０
φ儂以上の大型振動子が得られ、かつ従来のＰｂＴｌＯ
３材料に比較してはるかに分極操作の容易な酸化物圧電
材料を提供するものである。
りフェライトコイル等を用いて温度係数の改善を計るこ
とが出来なかつた。本発明の目的は以上の問題点を解決
したもので厚み方向の結合係数であるＫｔが５０％以上
と大きく、広がり方向の結合係数Ｋｐが３〜５％、すな
わちＫｔ／Ｋｐが１〜１９の値を示す材料であり、さら
に誘電率が３００以下と小さく、焼結が容易なため５０
φ儂以上の大型振動子が得られ、かつ従来のＰｂＴｌＯ
３材料に比較してはるかに分極操作の容易な酸化物圧電
材料を提供するものである。
さらに本発明の材料においては表面波温度係数の優れた
材料を得る事も出来る。本発明は（Ｐｂｌ−，Ｃａｙ）
〔（Ｍｅ％Ｙ％）ＸＴｉｌ−ｘ〕０３（ただしＭｅはＴ
ａ，Ｎｂのいずれか一種）の一般式で表わされ、０．０
５≦ｙ≦０．３５，０．０１≦Ｘ≦０．１０の組成から
成り、又必要に応じこれに副成分としてＭｎＯ３，Ｎｉ
ＯＦｅ２Ｏ３の少なくとも１つを０．０５〜２．０重量
？添加含有した酸化物圧電材料である。
材料を得る事も出来る。本発明は（Ｐｂｌ−，Ｃａｙ）
〔（Ｍｅ％Ｙ％）ＸＴｉｌ−ｘ〕０３（ただしＭｅはＴ
ａ，Ｎｂのいずれか一種）の一般式で表わされ、０．０
５≦ｙ≦０．３５，０．０１≦Ｘ≦０．１０の組成から
成り、又必要に応じこれに副成分としてＭｎＯ３，Ｎｉ
ＯＦｅ２Ｏ３の少なくとも１つを０．０５〜２．０重量
？添加含有し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
金的方法によつて容易に製造することができる。
金的方法によつて容易に製造することができる。
例えば、ＰｂＯ，ＴｉＯ２ＣａＣＯ３，ＮｉＯ，ＭｎＣ
Ｏ３，Ｆｅ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，Ｙ２Ｏ３
などの原料酸化物を所定の割合に正確に秤取し、これら
をボールミルなどによつて混合する。なお、この際用い
る原料は加熱によつて酸化物に転する化合物例えば水酸
化物，炭酸塩，シユウ酸塩等であつてもよい。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つて粉砕して調整粉末
とする。
Ｏ３，Ｆｅ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，Ｙ２Ｏ３
などの原料酸化物を所定の割合に正確に秤取し、これら
をボールミルなどによつて混合する。なお、この際用い
る原料は加熱によつて酸化物に転する化合物例えば水酸
化物，炭酸塩，シユウ酸塩等であつてもよい。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つて粉砕して調整粉末
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、０．５〜２１０ｎ／Ｃ
ＴＩ程度の圧力で加圧成形した後、１１００〜１２００
℃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
は閉炉内で行ない、ま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。さらに本発明について詳
述する。まず（Ｐｂｌ−ＹＣａｙ）〔（Ｍｅ％Ｙ％）Ｘ
Ｔｉｌ−ｏ′）０３基本組成（ただしＭｅはＴａ，Ｎｂ
のいずれか一種）において０．０５≦ｙ≦０４３５と限
定した理由はｙ〈０．０５でもｙ〉０．３５でもＫｐの
値が５％以上となり、Ｋｔ／Ｋｐの比が１０未満となり
スブリアスの発生が多くなるためである。
ルなどの粘結剤を添加配合して、０．５〜２１０ｎ／Ｃ
ＴＩ程度の圧力で加圧成形した後、１１００〜１２００
℃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
は閉炉内で行ない、ま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。さらに本発明について詳
述する。まず（Ｐｂｌ−ＹＣａｙ）〔（Ｍｅ％Ｙ％）Ｘ
Ｔｉｌ−ｏ′）０３基本組成（ただしＭｅはＴａ，Ｎｂ
のいずれか一種）において０．０５≦ｙ≦０４３５と限
定した理由はｙ〈０．０５でもｙ〉０．３５でもＫｐの
値が５％以上となり、Ｋｔ／Ｋｐの比が１０未満となり
スブリアスの発生が多くなるためである。
又ｙ＞０．３５では誘電率の値が３００以上となり、特
に衣面波素子材料としての応用や高周波での応用に不利
となるためである。また、ｘ−：０．０１〜０．１０と
限定した理由はＸ〈０．０１では磁器の焼成温度を低下
させて均一な焼結体を得る働きのＰｂ（Ｍｅ％Ｙ％）０
３（ただしＭｅはＴａ，Ｎｂのいずれか一種）の効果が
現れず、ｘ〉０．１０ではＫｐが大きくなりＫｔ／Ｋｐ
の比が１０未満となるためである。
に衣面波素子材料としての応用や高周波での応用に不利
となるためである。また、ｘ−：０．０１〜０．１０と
限定した理由はＸ〈０．０１では磁器の焼成温度を低下
させて均一な焼結体を得る働きのＰｂ（Ｍｅ％Ｙ％）０
３（ただしＭｅはＴａ，Ｎｂのいずれか一種）の効果が
現れず、ｘ〉０．１０ではＫｐが大きくなりＫｔ／Ｋｐ
の比が１０未満となるためである。
又、ＭｎＯ，ＮｉＯ，Ｆｅ２Ｏ３のいずれか一種の添加
含有量を０．０５〜２．０重量？としたのは０．０５重
量％より少なくてはＰｂＴｉＯ３磁器の焼結性、および
分極特性を改善するというこれらの副成分の顕著な効果
が得られず２．０重量？より多くては磁器の焼結性が悪
くなる事があるためである。
含有量を０．０５〜２．０重量？としたのは０．０５重
量％より少なくてはＰｂＴｉＯ３磁器の焼結性、および
分極特性を改善するというこれらの副成分の顕著な効果
が得られず２．０重量？より多くては磁器の焼結性が悪
くなる事があるためである。
かくして本発明に依り次に掲げるような効果を得る事が
出来る。第１に従来のＰＺＴ材料、三成成分糸材料では
厚み方向の結合係数Ｋｔと広がり方向の結合係数Ｋｐと
の値はほぼ同等であるため、厚み振動を利用した振動子
を作成する場合に広がり方向の振動のオーバートーンに
よるスプリアスのため実用上問題があつたのに対し、本
発明の材料では厚み方向の結合係数は５０％以上の大き
な値を示しながら、広がり方向の結合係数Ｋｐは３〜５
％と小さな値のため、高周波におけるスプリアスが小さ
く、実用上有利となる。第２にＰｂの一部をＣａで置換
する事に依り、又焼成温度の低いＰｂ（Ｍｅ％Ｙ％）０
３を一部固溶させる事により焼成温度を低下させ、Ｐｂ
ＴｉＯ３糸材料の焼結性を向上させ衣面波基板材料に用
いることの出来るようなボアの少ない緻密な磁器が得ら
れる様になる。さらに、従来のＰｂＴｉＯ３糸材料では
２００℃の高温で６０ｋＶ／（：Ｔｎの電界を印加しな
ければ充分な結合係数Ｋｔを引き出すことが出来ないた
め分極時に放電破壊を起しやすく大型の振動子が得にく
い欠点が存在した。本発明の材料ではＰｂの一部をＣａ
で置換しているため分極が容易となり、１００℃，３０
〜５０ｋ／ＣＴｒＬの分極条件で充分な結合係数Ｋｔを
得ることが出来るため分極時の放電破壊はほとんど起ら
ず安定に大型の振動子を作成出来る。
出来る。第１に従来のＰＺＴ材料、三成成分糸材料では
厚み方向の結合係数Ｋｔと広がり方向の結合係数Ｋｐと
の値はほぼ同等であるため、厚み振動を利用した振動子
を作成する場合に広がり方向の振動のオーバートーンに
よるスプリアスのため実用上問題があつたのに対し、本
発明の材料では厚み方向の結合係数は５０％以上の大き
な値を示しながら、広がり方向の結合係数Ｋｐは３〜５
％と小さな値のため、高周波におけるスプリアスが小さ
く、実用上有利となる。第２にＰｂの一部をＣａで置換
する事に依り、又焼成温度の低いＰｂ（Ｍｅ％Ｙ％）０
３を一部固溶させる事により焼成温度を低下させ、Ｐｂ
ＴｉＯ３糸材料の焼結性を向上させ衣面波基板材料に用
いることの出来るようなボアの少ない緻密な磁器が得ら
れる様になる。さらに、従来のＰｂＴｉＯ３糸材料では
２００℃の高温で６０ｋＶ／（：Ｔｎの電界を印加しな
ければ充分な結合係数Ｋｔを引き出すことが出来ないた
め分極時に放電破壊を起しやすく大型の振動子が得にく
い欠点が存在した。本発明の材料ではＰｂの一部をＣａ
で置換しているため分極が容易となり、１００℃，３０
〜５０ｋ／ＣＴｒＬの分極条件で充分な結合係数Ｋｔを
得ることが出来るため分極時の放電破壊はほとんど起ら
ず安定に大型の振動子を作成出来る。
第３にＭｎＯ，ＮｉＯ，Ｆｅ２Ｏ３の少なくとも一種を
添加含有せしめることに依りさらに焼結性、分散特性お
よび共振周波数の経時特性を向上させることが出来る。
添加含有せしめることに依りさらに焼結性、分散特性お
よび共振周波数の経時特性を向上させることが出来る。
第４に本発明の材料糸においては基本波の共振周波政の
温度係数の小さな材料を得る事も出来る従来のＰｂＴｉ
Ｏ３糸材料ではＰｂＴｉＯ３成分が６０ｍ０１％以上の
領域での共振周波数の温度係数はすべてマイナス傾向と
されていた。
温度係数の小さな材料を得る事も出来る従来のＰｂＴｉ
Ｏ３糸材料ではＰｂＴｉＯ３成分が６０ｍ０１％以上の
領域での共振周波数の温度係数はすべてマイナス傾向と
されていた。
又、その値は添加物、固溶成分を加えても−２０ＰＶｉ
ｆＡ以下のものは不可能とされていたがＰｂの一部をＣ
ａで１０〜１５ｍ０１％置換することにより温度係数を
反転する事が出来±２０ＰＩ）［１１以内の温度係数を
有する材料を得る事も出来る。この現象はＭｇ，Ｓｒ，
Ｂａ等の置換では認められずＣａに特有の現象である。
ｆＡ以下のものは不可能とされていたがＰｂの一部をＣ
ａで１０〜１５ｍ０１％置換することにより温度係数を
反転する事が出来±２０ＰＩ）［１１以内の温度係数を
有する材料を得る事も出来る。この現象はＭｇ，Ｓｒ，
Ｂａ等の置換では認められずＣａに特有の現象である。
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２０φ×０．５ｍｍ１こ研磨し、両面
に電極を焼き付け１０『Ｃ，５ＯｋＶ／ＣＴｒＬの条件
で分極した後、ＰｒＯｃ．ＩＲＥ．ＶＯｌ．ｌ３７（１
９４９）１３７８〜１３９５などに示された標準回路方
法によつて圧電特性を各々測定した。
に電極を焼き付け１０『Ｃ，５ＯｋＶ／ＣＴｒＬの条件
で分極した後、ＰｒＯｃ．ＩＲＥ．ＶＯｌ．ｌ３７（１
９４９）１３７８〜１３９５などに示された標準回路方
法によつて圧電特性を各々測定した。
これらの測定結果をそれらの焼結体の組成比とともに第
１表〜第４表に示す。なお、これらの表においてＦ．Ｔ
は焼成温度ＣＯを、Ｄは比重（２３℃で測定）を、εは
誘電率（１ＫＨｚ２３℃で測定）を、Ｋｔは厚み力向の
結合係政（イ）を、Ｋｐは広がり方向の結合係酪）を、
Ｋｔ／Ｋｐは結合係数の比を、それぞれ示す。
１表〜第４表に示す。なお、これらの表においてＦ．Ｔ
は焼成温度ＣＯを、Ｄは比重（２３℃で測定）を、εは
誘電率（１ＫＨｚ２３℃で測定）を、Ｋｔは厚み力向の
結合係政（イ）を、Ｋｐは広がり方向の結合係酪）を、
Ｋｔ／Ｋｐは結合係数の比を、それぞれ示す。
これらの試料中実施例１５、参考例１の試料について分
極温度に依る電気機械結合係数Ｋｔの値を測定したとこ
ろ第１図に示す結果を得た。第１図において曲線Ａは実
施・例１５の場合を曲線Ｂは参考例１の場合を示す。本
発明の実施例は従来のＰｂＴｉＯ３糸セラミツクに比較
して低温度でも充分な結合係数Ｋｔを得る事が出来、分
極が容易になつている事がわかる。次にこれらの試料中
実施例、９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１
６参考例１，２，３，４の試料の結合係数Ｋｔ，Ｋｐの
変化と結合係数比ＫｔＺＫｐを測定したところ第２図に
示す様な結果を得た。
極温度に依る電気機械結合係数Ｋｔの値を測定したとこ
ろ第１図に示す結果を得た。第１図において曲線Ａは実
施・例１５の場合を曲線Ｂは参考例１の場合を示す。本
発明の実施例は従来のＰｂＴｉＯ３糸セラミツクに比較
して低温度でも充分な結合係数Ｋｔを得る事が出来、分
極が容易になつている事がわかる。次にこれらの試料中
実施例、９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１
６参考例１，２，３，４の試料の結合係数Ｋｔ，Ｋｐの
変化と結合係数比ＫｔＺＫｐを測定したところ第２図に
示す様な結果を得た。
第２図において試料Ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈは
実施例９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６
を試料１，ｊ，ｋ川は参考例１，２，３，４をそれぞれ
示す。
実施例９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６
を試料１，ｊ，ｋ川は参考例１，２，３，４をそれぞれ
示す。
第２図からあきらかの様に０．０５≦ｙ≦０．３５の範
囲においては結合係数Ｋｔは５０％以上の値を示しなが
ら、結合係数Ｋｐは３〜５％と小さく、結合係数比Ｋｔ
Ａｐは１０〜１９に達する。
囲においては結合係数Ｋｔは５０％以上の値を示しなが
ら、結合係数Ｋｐは３〜５％と小さく、結合係数比Ｋｔ
Ａｐは１０〜１９に達する。
第３図はｘ＝０．０５の場合におけるＣａＴｉＯ３ｍＯ
ｌ％と誘電率εの関係を示す。誘電率はｙ≦０．３５で
は３００以下の小さな値を示す。第４図はｘ二０．０５
の場合におけるＣａＴｉＯ３ｍＯｌ％と基本波の共振問
波数Ｆｒの温度係数を示す。ＣａＴｌＯ３が１０〜１５
ｍ０１％の粗成範囲においては温度係数±２０ｐｐＩｎ
以下の材料が得られる。この様に誘電率が２００以下で
温度係数の優れた材料が得られる。第５図は本発明に係
る材料の基本組成範囲を概略的に示す図である。
ｌ％と誘電率εの関係を示す。誘電率はｙ≦０．３５で
は３００以下の小さな値を示す。第４図はｘ二０．０５
の場合におけるＣａＴｉＯ３ｍＯｌ％と基本波の共振問
波数Ｆｒの温度係数を示す。ＣａＴｌＯ３が１０〜１５
ｍ０１％の粗成範囲においては温度係数±２０ｐｐＩｎ
以下の材料が得られる。この様に誘電率が２００以下で
温度係数の優れた材料が得られる。第５図は本発明に係
る材料の基本組成範囲を概略的に示す図である。
かくして本発明に係る酸化物圧電材料は例えば次の様な
用途に適するものと言える。
用途に適するものと言える。
１）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つた。
め高周波領域での用途に適さないと言う難点があつた。
一般にインピーダンスＺはＺ＝ｄ／（２πｆ・ε・ｓ）
（ここでｄ（１１：Ｓはそれぞれ試料の厚さと断面積、
ｆは使用周波数、εは誘電率である。従つて、ｄはｆに
反比例して薄くする必要がある。結局Ｚｃ（１／（Ｆ２
・ε・ｓ）となるが、ｆが高くなれば２乗で効いてきて
、Ｚは急速に減少する。Ｚ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は
小さくする力が有利である。本発明の圧電材料は誘電率
εが１８０〜３００程度で従来のものとくらべ１／３〜
ＩＡＯである。従つて従来の材料で１０ＭＨｚまで使用
可能ノ了らば、本発明の材料を使えば５０ＭＨｚぐらい
まで可能となる。又、結合係数比Ｋｔ／Ｋｐが１０〜１
９と大きいため、Ｋｐのオーバートーンによるスプリア
スの影響が小さく、振動子を作成した場合に実用上有利
となる。
（ここでｄ（１１：Ｓはそれぞれ試料の厚さと断面積、
ｆは使用周波数、εは誘電率である。従つて、ｄはｆに
反比例して薄くする必要がある。結局Ｚｃ（１／（Ｆ２
・ε・ｓ）となるが、ｆが高くなれば２乗で効いてきて
、Ｚは急速に減少する。Ｚ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は
小さくする力が有利である。本発明の圧電材料は誘電率
εが１８０〜３００程度で従来のものとくらべ１／３〜
ＩＡＯである。従つて従来の材料で１０ＭＨｚまで使用
可能ノ了らば、本発明の材料を使えば５０ＭＨｚぐらい
まで可能となる。又、結合係数比Ｋｔ／Ｋｐが１０〜１
９と大きいため、Ｋｐのオーバートーンによるスプリア
スの影響が小さく、振動子を作成した場合に実用上有利
となる。
２）リニア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
に伴つて大型形状化、薄板化が要求される。
診断装置用プローブにおける音波変換素子は、高周波化
に伴つて大型形状化、薄板化が要求される。
素子の大型形状化、薄板化は従来のＰｂＴｉＯ３糸圧電
材料では困難であつたが、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５０〜１００ｍ、幅１５〜２０ｍ１Ｌ、厚さ２０
０μｍ）が容易に実限される。｛）表面波用基板として
の応用 最近、酸化物圧電材料を用いた表面波フイルタが開発さ
れているが特に表面波用圧電材料として要求される特性
は表面波の温度係数が小さい（２０ＰＰ［［ｌ以下が望
ましい）事である。
材料では困難であつたが、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５０〜１００ｍ、幅１５〜２０ｍ１Ｌ、厚さ２０
０μｍ）が容易に実限される。｛）表面波用基板として
の応用 最近、酸化物圧電材料を用いた表面波フイルタが開発さ
れているが特に表面波用圧電材料として要求される特性
は表面波の温度係数が小さい（２０ＰＰ［［ｌ以下が望
ましい）事である。
さらに誘電率が大きい材料では弾性衣面波フイルタのイ
ンピーダンスが小さくなり外部回路とのミスマツチング
が問題となる。このため誘電率の値はなるべく小さいほ
ど望ましいとされている。これらの要求に対してＰｂＴ
ｉＯ３−ＰｂＺ，Ｏ３糸材料（ＰＺＴ材料）やＰｂＴｌ
Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３Ｐｂ（Ｓｎ％Ｓｂ％）０３糸材料（
三元糸材料）を使用する事が試みられたが、これらの材
料で温度係数が２０ＰＰ以下の領域では誘電率が３５０
〜１０００であり表面波フイルタ材料としては誘電率が
大きすぎる欠点があつた。又これらの材料では共振周波
数の経時変化が大きく安定性に欠点もあつた。
ンピーダンスが小さくなり外部回路とのミスマツチング
が問題となる。このため誘電率の値はなるべく小さいほ
ど望ましいとされている。これらの要求に対してＰｂＴ
ｉＯ３−ＰｂＺ，Ｏ３糸材料（ＰＺＴ材料）やＰｂＴｌ
Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３Ｐｂ（Ｓｎ％Ｓｂ％）０３糸材料（
三元糸材料）を使用する事が試みられたが、これらの材
料で温度係数が２０ＰＰ以下の領域では誘電率が３５０
〜１０００であり表面波フイルタ材料としては誘電率が
大きすぎる欠点があつた。又これらの材料では共振周波
数の経時変化が大きく安定性に欠点もあつた。
本発明の材料を用いることにより誘電率が小さく共振周
波数の温度係数が±２０ｐｐ［ｎ以内で経時特性の優れ
た衣面波用に適した酸化物圧電材料を得る事も出来る。
波数の温度係数が±２０ｐｐ［ｎ以内で経時特性の優れ
た衣面波用に適した酸化物圧電材料を得る事も出来る。
以上述べたように本発明の圧電材料を使用すれｆ従来不
可能であつた用途にも有用である事がわかる〇
可能であつた用途にも有用である事がわかる〇
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る酸化物圧電材料の特性を説明するた
めのもので、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ＣａＴｉＯ３のモル？と結合係
数Ｋｔ（０Ａ），Ｋｐ（％）およびその比の関係曲線図
、第３図はＣａＴｉＯ３のモル？と誘電率εの関係曲線
図、第４図はＣａＴｉＯ３のモル？と共振周波数Ｆｒの
温度係数の関係曲線図、第５図は本発明の材料の基本組
成範囲を示す三元図である。
めのもので、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ＣａＴｉＯ３のモル？と結合係
数Ｋｔ（０Ａ），Ｋｐ（％）およびその比の関係曲線図
、第３図はＣａＴｉＯ３のモル？と誘電率εの関係曲線
図、第４図はＣａＴｉＯ３のモル？と共振周波数Ｆｒの
温度係数の関係曲線図、第５図は本発明の材料の基本組
成範囲を示す三元図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ （Ｐｂ＿１＿−＿ｙＣａ＿ｙ）〔（Ｍｅ＿１＿／＿
２Ｙ＿１＿／＿２）＿ｘＴｉ＿１＿−＿ｘ〕Ｏ＿３（た
だしＭｅはＴａ、Ｎｂのいずれか一種）なる一般式で表
わされ、０．０５≦ｙ≦０．３５、０．０１≦ｘ≦０．
１０なる基本組成を有することを特徴とする酸化物圧電
材料。 ２ 副成分としてＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ＿２Ｏ＿３の少
なくとも一種を０．０５〜２．０重量％添加含有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸化物圧電
材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55145197A JPS5941312B2 (ja) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | 酸化物圧電材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55145197A JPS5941312B2 (ja) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | 酸化物圧電材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5769787A JPS5769787A (en) | 1982-04-28 |
| JPS5941312B2 true JPS5941312B2 (ja) | 1984-10-05 |
Family
ID=15379653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55145197A Expired JPS5941312B2 (ja) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | 酸化物圧電材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941312B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532731B2 (ja) * | 1985-10-11 | 1993-05-17 | Konishiroku Photo Ind |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60123079A (ja) * | 1983-12-06 | 1985-07-01 | Nippon Soken Inc | セラミック圧電材料 |
-
1980
- 1980-10-17 JP JP55145197A patent/JPS5941312B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532731B2 (ja) * | 1985-10-11 | 1993-05-17 | Konishiroku Photo Ind |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5769787A (en) | 1982-04-28 |
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