JPS5988322A - 欠陥型タンタル酸リチウム系強誘電体組成物 - Google Patents
欠陥型タンタル酸リチウム系強誘電体組成物Info
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- JPS5988322A JPS5988322A JP57199493A JP19949382A JPS5988322A JP S5988322 A JPS5988322 A JP S5988322A JP 57199493 A JP57199493 A JP 57199493A JP 19949382 A JP19949382 A JP 19949382A JP S5988322 A JPS5988322 A JP S5988322A
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- lithium tantalate
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、タンタル酸リチウム（Ｌｉ−’１．’ａＯ３
）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ０３） ｋ母体として
、そる。
）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ０３） ｋ母体として
、そる。
Ｌｉ’ｉ’ａＯ３およびり、ｉ、Ｎｂｏ３は共にへ方晶
糸に属する同形の結晶で、前者は６乙Ｏ″Ｃに、後者は
７７９５°Ｃにそれぞれ高いキュリ一点を持つ強誘電体
である。多くは単結晶の形で用いられるが、電気光学た
めに単結晶育成において融液の組成変動が起り単結晶に
割れ目が入りやすく、更にはレーザー光による光損傷を
受けやすい短所がある。また高周波用圧電材料として用
いる場合には、高い異方性のために高緻密な焼結体を得
ることは困難となっている。これらの問題へ全改善する
ために、ＬｉＴａ０ａやＬｉＮｂＯ３１母体として、Ｌ
ｉ位置のＮａ置換やその両隅イオン位置にＣａ冑オンと
Ｚｒイオンの複合置換などの試みがあるが、この結晶型
は融通性に欠けるために置換固溶範囲は狭く、四に置換
固溶量に対して強誘電的性質は急激に変動するために一
定した性能を再現性よく製造することはむづかしい。
糸に属する同形の結晶で、前者は６乙Ｏ″Ｃに、後者は
７７９５°Ｃにそれぞれ高いキュリ一点を持つ強誘電体
である。多くは単結晶の形で用いられるが、電気光学た
めに単結晶育成において融液の組成変動が起り単結晶に
割れ目が入りやすく、更にはレーザー光による光損傷を
受けやすい短所がある。また高周波用圧電材料として用
いる場合には、高い異方性のために高緻密な焼結体を得
ることは困難となっている。これらの問題へ全改善する
ために、ＬｉＴａ０ａやＬｉＮｂＯ３１母体として、Ｌ
ｉ位置のＮａ置換やその両隅イオン位置にＣａ冑オンと
Ｚｒイオンの複合置換などの試みがあるが、この結晶型
は融通性に欠けるために置換固溶範囲は狭く、四に置換
固溶量に対して強誘電的性質は急激に変動するために一
定した性能を再現性よく製造することはむづかしい。
本発明者はＬｊ−’Ｉ’ａＯ３型構造の不定比性につい
て研究を重ねた結果、Ｌ１位置ｉＺｒイオンなどで固溶
置換することにより陽イオン空格子点を持つＬ ｊ ’
Ｊ’ ａ、ｏ３固溶体が広範囲に生成することを見出し
、その欠陥型固溶体はキュリ一点において非常に高い誘
電率を示す強誘電体で、母体材料に比べて焼結性が良く
、更に融点も低くなることから単結晶育成に有利な点を
持ち、誘電圧電材料や電気光学材料として応用可能なセ
ラミック機能性拐料を提供するものである。
て研究を重ねた結果、Ｌ１位置ｉＺｒイオンなどで固溶
置換することにより陽イオン空格子点を持つＬ ｊ ’
Ｊ’ ａ、ｏ３固溶体が広範囲に生成することを見出し
、その欠陥型固溶体はキュリ一点において非常に高い誘
電率を示す強誘電体で、母体材料に比べて焼結性が良く
、更に融点も低くなることから単結晶育成に有利な点を
持ち、誘電圧電材料や電気光学材料として応用可能なセ
ラミック機能性拐料を提供するものである。
本発明による欠陥型強誘電体磁器は、一般式％式％（１
） （式中のＭはｚｎ 、 Ｎｘ 、 ＭｇオよびＣａ）中
から選ばれた少なくとも７種の金属元素、Ｘは００３〜
０．５３の数、ｙは００〜１０の数を示す）に相当する
組成を持つＬｉ’Ｉ’ａＯ３型化合物である。すなわち
上記の組成式に相当するモル比で混合し焼成すると、陽
イオン欠損性の安定な六方晶Ｌｉ−ＴａＯ３固溶体が形
成される。この欠陥型固溶体では、２つのＬｉイオンに
対して１つの２価金属イオンが固溶置換すると、７つの
割合で陽イオン空格子点が形成されることになる。Ｚｎ
系ではＬ１位置全最大２ｇ％も空格子点にすることがで
きる。このような多くの空格子点を持つＬｉＴａＯ３型
強誘電体の報告例はない。
） （式中のＭはｚｎ 、 Ｎｘ 、 ＭｇオよびＣａ）中
から選ばれた少なくとも７種の金属元素、Ｘは００３〜
０．５３の数、ｙは００〜１０の数を示す）に相当する
組成を持つＬｉ’Ｉ’ａＯ３型化合物である。すなわち
上記の組成式に相当するモル比で混合し焼成すると、陽
イオン欠損性の安定な六方晶Ｌｉ−ＴａＯ３固溶体が形
成される。この欠陥型固溶体では、２つのＬｉイオンに
対して１つの２価金属イオンが固溶置換すると、７つの
割合で陽イオン空格子点が形成されることになる。Ｚｎ
系ではＬ１位置全最大２ｇ％も空格子点にすることがで
きる。このような多くの空格子点を持つＬｉＴａＯ３型
強誘電体の報告例はない。
この欠陥型固溶体の製造にあたって、調合成分はいずれ
も微細粉末状で混合されるが、混合方式としては乾式混
合、湿式混合のいずれを用いてもよい。焼成温度は固溶
体組成にもよるが、ｇ００〜／／夕０′Ｃで仮焼し、粉
砕混合後、金型で加圧成形して９００〜／Ｓ００°Ｃで
本焼成する。
も微細粉末状で混合されるが、混合方式としては乾式混
合、湿式混合のいずれを用いてもよい。焼成温度は固溶
体組成にもよるが、ｇ００〜／／夕０′Ｃで仮焼し、粉
砕混合後、金型で加圧成形して９００〜／Ｓ００°Ｃで
本焼成する。
本発明によって任意的に形成された陽イオン空格子点の
存在は隣接する酸素八面体に対して静電的な相互作用が
外部的に働き、強誘電性の起因となっている極性的なイ
オン変位に影響力を及ばず結果となる。それ故この欠陥
型固溶体の強誘電性はＺｎイオンなどの置換固溶によっ
て比較的なだらかに変性される。また多くの陽イオン空
格子点の発生は結晶中において化学結合の切れ目を作り
、融点を低Ｆさせるものと考えられる。
存在は隣接する酸素八面体に対して静電的な相互作用が
外部的に働き、強誘電性の起因となっている極性的なイ
オン変位に影響力を及ばず結果となる。それ故この欠陥
型固溶体の強誘電性はＺｎイオンなどの置換固溶によっ
て比較的なだらかに変性される。また多くの陽イオン空
格子点の発生は結晶中において化学結合の切れ目を作り
、融点を低Ｆさせるものと考えられる。
この欠陥型固溶体の形成する範囲において、強誘電体の
キュリ一点温度は置換固溶量（ｘ）の増加と共にＺｎ糸
、Ｍｇ系およびＣａ系では低温側に、Ｎ１系では高温側
に移動する傾向を示す。また欠陥型固溶体のキュリ一点
温度と軸比Ｑ ／ａ（ａおよびＣは六方晶の格子定数）
とは相関性があり、軸比が人きく（小さく）なると、キ
ュリ一点温度は」二昇（降下）する傾向を示す。
キュリ一点温度は置換固溶量（ｘ）の増加と共にＺｎ糸
、Ｍｇ系およびＣａ系では低温側に、Ｎ１系では高温側
に移動する傾向を示す。また欠陥型固溶体のキュリ一点
温度と軸比Ｑ ／ａ（ａおよびＣは六方晶の格子定数）
とは相関性があり、軸比が人きく（小さく）なると、キ
ュリ一点温度は」二昇（降下）する傾向を示す。
本発明にかかる欠陥型固溶体は置換固溶量によってキュ
リ一点温度を選定したり最大誘電率を大きくすることが
でき、まｒｃ Ｌ：ｈ’ｌ’ａＯ３やＬｉ−ＮｂＯ３ノ
／３）体材料に比較して、一段と焼結性がよく、強誘電
体磁器の低眞焼成化を導き、更にＬｉ原料に比べて酸化
亜鉛や酸化マグネシウムなどの原料は安価であるために
製造コス）１下げることができ、誘″ｔＥ圧電材料や電
気光学材料として有利な応用面を持っている。
リ一点温度を選定したり最大誘電率を大きくすることが
でき、まｒｃ Ｌ：ｈ’ｌ’ａＯ３やＬｉ−ＮｂＯ３ノ
／３）体材料に比較して、一段と焼結性がよく、強誘電
体磁器の低眞焼成化を導き、更にＬｉ原料に比べて酸化
亜鉛や酸化マグネシウムなどの原料は安価であるために
製造コス）１下げることができ、誘″ｔＥ圧電材料や電
気光学材料として有利な応用面を持っている。
以下に実施例を示す。
前記の欠陥型固溶体組成式（υにおいてｙ 二ｏ、 。
で、Ｍ’（Ｈｚｎ元素としてｘ＝ ００．０／、０２．
０３．０４ｔおよび０５となる６個の配合組成およびＭ
全Ｎｉ元素として工＝ ０．０３．０ハ０．２．０３と
なるグ個の配合組成全炭酸リチウム、五酸化タンクル、
酸化亜鉛および酸化ニッケルを月Ｊいてそれぞれ所定量
秤量し、よく攪拌混合した。この７０種の調合配合物は
まず７１００°Ｃにて２０時間仮焼し、更に粉砕混合後
、成形圧２トン／ Ｃａで直径１０肩肩厚さ／朋の円板
状にブレス成３ｆ６し、その円板状試料を数枚重ねて密
閉したアルミナルツボ 本焼成した。誘電率の測定は試料の両面に銀ペーストを
焼付はキャパシタンスブリッヂを用いて行なった。この
ようにして得られた試料はＸ線回折装置を用いて検査し
、いずれも単一＋１１の六方晶ＬｉＴａＯ３型に特有な
Ｘ線パターンであった。第図にはＺｎ系の格子定数変化
を、第２図にはｚｎ系およびＮｉ系のキュリ一点温度変
化を示す。いずれの試料についてもキュリ一点において
誘電率の極大値を示し、その最大誘電率はＺｎ系および
Ｎｉ−系においてもＸ値の増加と共に大きくなり、例え
ばＮｊ系で：Ｊ：、＝０３の場合には最大誘電率は乙、
ｔ３０にも達し、ｍ体月料ＬｉＴａ０３（ｘ二００）に
比べておよそグ倍も大きい。これらの結果はこの欠陥型
Ｌ ｊ−Ｔ ＩＪ、 ０３固溶体が連続的に且つ広範囲
に生成していることを示しており、四に強誘電体である
ことは明らかである。
０３．０４ｔおよび０５となる６個の配合組成およびＭ
全Ｎｉ元素として工＝ ０．０３．０ハ０．２．０３と
なるグ個の配合組成全炭酸リチウム、五酸化タンクル、
酸化亜鉛および酸化ニッケルを月Ｊいてそれぞれ所定量
秤量し、よく攪拌混合した。この７０種の調合配合物は
まず７１００°Ｃにて２０時間仮焼し、更に粉砕混合後
、成形圧２トン／ Ｃａで直径１０肩肩厚さ／朋の円板
状にブレス成３ｆ６し、その円板状試料を数枚重ねて密
閉したアルミナルツボ 本焼成した。誘電率の測定は試料の両面に銀ペーストを
焼付はキャパシタンスブリッヂを用いて行なった。この
ようにして得られた試料はＸ線回折装置を用いて検査し
、いずれも単一＋１１の六方晶ＬｉＴａＯ３型に特有な
Ｘ線パターンであった。第図にはＺｎ系の格子定数変化
を、第２図にはｚｎ系およびＮｉ系のキュリ一点温度変
化を示す。いずれの試料についてもキュリ一点において
誘電率の極大値を示し、その最大誘電率はＺｎ系および
Ｎｉ−系においてもＸ値の増加と共に大きくなり、例え
ばＮｊ系で：Ｊ：、＝０３の場合には最大誘電率は乙、
ｔ３０にも達し、ｍ体月料ＬｉＴａ０３（ｘ二００）に
比べておよそグ倍も大きい。これらの結果はこの欠陥型
Ｌ ｊ−Ｔ ＩＪ、 ０３固溶体が連続的に且つ広範囲
に生成していることを示しており、四に強誘電体である
ことは明らかである。
またこの欠陥型固溶体磁器はいずれも良好な焼結性を示
し、理論密度に対して９０％以上の相対密度を持つ。Ｌ
ｊ−’１’ａ０３単味＜Ｘ＝ＯＯに相当する〕の場合に
は相対密度は７／％であるので、この欠陥型固溶体磁器
は格段に高緻密化された焼結体であると云える。
し、理論密度に対して９０％以上の相対密度を持つ。Ｌ
ｊ−’１’ａ０３単味＜Ｘ＝ＯＯに相当する〕の場合に
は相対密度は７／％であるので、この欠陥型固溶体磁器
は格段に高緻密化された焼結体であると云える。
第１図は（／ −ｘ ） Ｌｉ２Ｏ−ｘ ＺｎＯ−’ｒ
ａｚｏ５系固溶体においてＸ値に対する格子定数（六方
晶、砦およびＣは格子定数パラメータ）の変化全示しｔ
ものである。第２図は（／−ｘ ） Ｌｊ−２０−ｘＭ
。 ’ｔ’ａ２０５系固溶体において、Ｍ ｉ Ｚｎ元素お
よびＮｉ元素とした時のＸ値に対するキュリ一点温度の
変化を示したものである。この場合 曲線１はＺｎ系で
、曲線ＢはＮｉ糸である。
ａｚｏ５系固溶体においてＸ値に対する格子定数（六方
晶、砦およびＣは格子定数パラメータ）の変化全示しｔ
ものである。第２図は（／−ｘ ） Ｌｊ−２０−ｘＭ
。 ’ｔ’ａ２０５系固溶体において、Ｍ ｉ Ｚｎ元素お
よびＮｉ元素とした時のＸ値に対するキュリ一点温度の
変化を示したものである。この場合 曲線１はＺｎ系で
、曲線ＢはＮｉ糸である。
Claims (1)
- 一般式（／−ｘ ） Ｌｉ−ｚｏ−ｒ：Ｍｏ −（／−
Ｗ ）Ｔ ａ２０５ ・Ｗ Ｎ ｂｚ Ｏｓにおいて、
Ｍ成分を亜鉛、ニッケル、マグネシウムおよび力μシウ
ムの中から選ばれた少なくとも７種の金属酸化物とし、
Ｘ−００３〜θＳＳおよびｙ＝ｏｏ〜１０の成分範囲の
組成混合物ｆｇ００〜／３００′Ｃにて加熱焼成するこ
とによって生成するタンタル酸リチウム（ｒＪｉ’ｉ’
ａｏ３）型固溶体で、陽イオン空格子点を有することを
特徴とする、誘電圧電材料や電気光学材料として応用可
能な強誘電体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57199493A JPS5988322A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 欠陥型タンタル酸リチウム系強誘電体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57199493A JPS5988322A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 欠陥型タンタル酸リチウム系強誘電体組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5988322A true JPS5988322A (ja) | 1984-05-22 |
| JPS6247818B2 JPS6247818B2 (ja) | 1987-10-09 |
Family
ID=16408725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57199493A Granted JPS5988322A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 欠陥型タンタル酸リチウム系強誘電体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5988322A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1346966A2 (en) * | 2002-03-20 | 2003-09-24 | Denso Corporation | Piezoelectric ceramic composition, its production method and piezoelectric device |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP57199493A patent/JPS5988322A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1346966A2 (en) * | 2002-03-20 | 2003-09-24 | Denso Corporation | Piezoelectric ceramic composition, its production method and piezoelectric device |
| EP1346966A3 (en) * | 2002-03-20 | 2004-12-01 | Denso Corporation | Piezoelectric ceramic composition, its production method and piezoelectric device |
| US7150838B2 (en) * | 2002-03-20 | 2006-12-19 | Denso Corporation | Piezoelectric ceramic composition, its production method and piezoelectric device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6247818B2 (ja) | 1987-10-09 |
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