JPS60144984A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JPS60144984A JPS60144984A JP59001108A JP110884A JPS60144984A JP S60144984 A JPS60144984 A JP S60144984A JP 59001108 A JP59001108 A JP 59001108A JP 110884 A JP110884 A JP 110884A JP S60144984 A JPS60144984 A JP S60144984A
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- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 title abstract description 8
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- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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、（Ｐｂ−Ｂａ） （Ｚｒ−Ｔ ｉ）Ｏ，系磁
器を主成分とする圧電磁器組成物の改良に関し、更に詳
しくは、機械的変位量が大きく、かつキュリ一温度が高
いため、特に限定されるものではないが、例えばＶＴＲ
用ダイナミック・アクチュエータなど微動変位体の駆動
用圧電バイモルフ等に最適な圧電磁器組成物に関するも
のである。
器を主成分とする圧電磁器組成物の改良に関し、更に詳
しくは、機械的変位量が大きく、かつキュリ一温度が高
いため、特に限定されるものではないが、例えばＶＴＲ
用ダイナミック・アクチュエータなど微動変位体の駆動
用圧電バイモルフ等に最適な圧電磁器組成物に関するも
のである。
圧電バイモルフ・アクチュエータは、圧電歪を利用した
微動変位体駆動用の素子であって、サブミクロンから数
百ミクロンまでの微調整が可能であり、それを用いるこ
とによって、例えばＶＴＲの磁気ヘッドをトラックと垂
直方向に変位させて、スロー、静止、高速サーチ時に忠
実なトラッキングを行わせることができる。このような
応用分野において、圧電材料にめられる性質は、圧電歪
定数（ｄ定数ニ一定印加電圧に対するひずみ量）が大き
く、キュリ一温度並びに抗電界が高い乙とである。
微動変位体駆動用の素子であって、サブミクロンから数
百ミクロンまでの微調整が可能であり、それを用いるこ
とによって、例えばＶＴＲの磁気ヘッドをトラックと垂
直方向に変位させて、スロー、静止、高速サーチ時に忠
実なトラッキングを行わせることができる。このような
応用分野において、圧電材料にめられる性質は、圧電歪
定数（ｄ定数ニ一定印加電圧に対するひずみ量）が大き
く、キュリ一温度並びに抗電界が高い乙とである。
実際に使用する場合には、一応キユリ一温度の約半分位
までの温度が使用目安となるので、圧電材料としては、
キュリ一温度が１５０℃程度以上であることが必要だし
、低電圧動作を可能にするためにも圧電歪定数ｌ ｄ３
□１は少なくてモ２５０Ｘ １０−１２ｍ／Ｖ程度以上
でなければならない。
までの温度が使用目安となるので、圧電材料としては、
キュリ一温度が１５０℃程度以上であることが必要だし
、低電圧動作を可能にするためにも圧電歪定数ｌ ｄ３
□１は少なくてモ２５０Ｘ １０−１２ｍ／Ｖ程度以上
でなければならない。
ところが、従来から種々の組成の高歪圧電材料が知られ
ているが、これらのうち圧電歪定数１ｄ３，１が３００
Ｘ １０−１２ｍ／Ｖ程度の大きいものはキュリ一温度
Ｔｃが１１０℃程度と低く、逆にキュリ一温度が１５０
℃以上のものは圧電歪定数１ ｄ３’、 １が２５０Ｘ
１０”２ｍ／Ｖ未満と低く、実用上満足のいくもので
はなかった。
ているが、これらのうち圧電歪定数１ｄ３，１が３００
Ｘ １０−１２ｍ／Ｖ程度の大きいものはキュリ一温度
Ｔｃが１１０℃程度と低く、逆にキュリ一温度が１５０
℃以上のものは圧電歪定数１ ｄ３’、 １が２５０Ｘ
１０”２ｍ／Ｖ未満と低く、実用上満足のいくもので
はなかった。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、圧電歪定数が大きく、がっキュリ一温度が高く、それ
故、バイモルフ・アクチュエータ等の変位素子用材料と
して最適な圧電磁器組成物を提供することにある。
、圧電歪定数が大きく、がっキュリ一温度が高く、それ
故、バイモルフ・アクチュエータ等の変位素子用材料と
して最適な圧電磁器組成物を提供することにある。
以下、本発明について詳しく説明する。本発明にかかる
圧電磁器組成物は、（１−ｘ） Ｐ ｂ、、Ａ。
圧電磁器組成物は、（１−ｘ） Ｐ ｂ、、Ａ。
ＢａＡ［Ｚｒ、Ｔｉ −）Ｏ＋ｘＰｂ −ＢａＮ ８１
３ （１＾） ＾ ［Ｂｉ２／３ ＷＩ ７３ ］ ｏ３なる組成式で表わ
され、０．００５≦ｘ≦０．０１５．０．１７；Ａ≦０
．２５．０．５３１；Ｂ≦０５５なる組成のものである
。つまり、本発明は、（Ｐｂ−Ｂａ）（Ｚｒ−Ｔ １）
０３系磁器を主成分とし、それニ（Ｐ ｂ −Ｂ ａ）
（Ｂ ｉ −Ｗ）０３系磁器を少量添加した構成であ
る。ここで、（Ｐｂ−Ｂａ）（Ｂ ｉ −Ｗ）０３系磁
器の添加割合ｘ Ｊ！ｔＯ，００５≦ｘ ≦００１５と
したのは、Ｘが小さすぎると仮焼きを含めて焼結性が悪
く、通常１２００〜１３００’ｅ程度で焼結しうるもの
が１３５０〜１４００℃といったように高くなってしま
うし、逆にＸが大きすぎると、他の結晶系が部分的に生
成され、圧電活性が小さくなる、具体的には電気機械結
合係数ｋＰが小さくなるためである。つまりＢｉは融点
が低く、それを入れることによって仮焼きが進行し、焼
成も低い温度で行えるのである。試作結果によれば、な
かでもＸの値がほぼ００１である場合に特に良好な結果
が得られている。
３ （１＾） ＾ ［Ｂｉ２／３ ＷＩ ７３ ］ ｏ３なる組成式で表わ
され、０．００５≦ｘ≦０．０１５．０．１７；Ａ≦０
．２５．０．５３１；Ｂ≦０５５なる組成のものである
。つまり、本発明は、（Ｐｂ−Ｂａ）（Ｚｒ−Ｔ １）
０３系磁器を主成分とし、それニ（Ｐ ｂ −Ｂ ａ）
（Ｂ ｉ −Ｗ）０３系磁器を少量添加した構成であ
る。ここで、（Ｐｂ−Ｂａ）（Ｂ ｉ −Ｗ）０３系磁
器の添加割合ｘ Ｊ！ｔＯ，００５≦ｘ ≦００１５と
したのは、Ｘが小さすぎると仮焼きを含めて焼結性が悪
く、通常１２００〜１３００’ｅ程度で焼結しうるもの
が１３５０〜１４００℃といったように高くなってしま
うし、逆にＸが大きすぎると、他の結晶系が部分的に生
成され、圧電活性が小さくなる、具体的には電気機械結
合係数ｋＰが小さくなるためである。つまりＢｉは融点
が低く、それを入れることによって仮焼きが進行し、焼
成も低い温度で行えるのである。試作結果によれば、な
かでもＸの値がほぼ００１である場合に特に良好な結果
が得られている。
また、主成分となる（Ｐｂ−Ｂａ） （Ｚｒ−Ｔ １）
０３系磁器において、ＰｂとＢａの割合Ａを０．１７≦
Ａ≦０２５としたのは、Ａが０．２５を超えるとキュリ
一温度が下がり急激に圧電歪定数が小さくなるし、逆に
Ａが０．１７未満だと誘電率が下がって圧電歪定数が小
さくなるためである。
０３系磁器において、ＰｂとＢａの割合Ａを０．１７≦
Ａ≦０２５としたのは、Ａが０．２５を超えるとキュリ
一温度が下がり急激に圧電歪定数が小さくなるし、逆に
Ａが０．１７未満だと誘電率が下がって圧電歪定数が小
さくなるためである。
更に、主成分となる（Ｐｂ−Ｂａ）（Ｚｒ−Ｔｉ）０３
系磁器において、ＺｒとＴｉの割合Ｂを０．５３≦Ｂ≦
０５５としたのは、Ｂが０１５５を超えるとキュリ一温
度が下がり圧電歪定数が小さくなる傾向にあり、逆にＢ
が０．５３未満の場合も圧電歪定数が小さくなるからで
ある。特にこのＺｒとＴｉの割合Ｂは、ＰｂとＢａとの
割合Ａと相関があり、Ａが０２０以上のときは０．５３
〜０．５４が特に望ましく、Ａが０．２０以下のときは
ｏ、５３近傍が特に望ましい。
系磁器において、ＺｒとＴｉの割合Ｂを０．５３≦Ｂ≦
０５５としたのは、Ｂが０１５５を超えるとキュリ一温
度が下がり圧電歪定数が小さくなる傾向にあり、逆にＢ
が０．５３未満の場合も圧電歪定数が小さくなるからで
ある。特にこのＺｒとＴｉの割合Ｂは、ＰｂとＢａとの
割合Ａと相関があり、Ａが０２０以上のときは０．５３
〜０．５４が特に望ましく、Ａが０．２０以下のときは
ｏ、５３近傍が特に望ましい。
次に本発明の実施例について述べる。
［実施例コ
ＰｂＯ，ＺｒＯ２，ＴｉＯ２，ＢａＣＯ３，ＷＯｏ。
Ｂｉ２Ｏ３の各原料を秤量配合しボールミルで２０時間
混合する。そして、得られた混合物を８００〜９００℃
で２時間仮焼きする。その後、再度ボールミルで微粉砕
し、乾燥した後、ポリビニルアルコール等の結合剤を加
えて造粒し、１ｏｏｏ〜３０００ｋｇ ／ ｃｌ＆の圧
力で２０ｍｍφの円板状に成形する。
混合する。そして、得られた混合物を８００〜９００℃
で２時間仮焼きする。その後、再度ボールミルで微粉砕
し、乾燥した後、ポリビニルアルコール等の結合剤を加
えて造粒し、１ｏｏｏ〜３０００ｋｇ ／ ｃｌ＆の圧
力で２０ｍｍφの円板状に成形する。
コレラ１２００〜１３００℃で１〜２時間焼成する。焼
成した円板をラップ盤で厚さ１ ｍｍに研磨加工し、そ
の表面に銀電極を焼き付ける。最後に、その電極に直流
電圧２０〜３０ｋｖ／ｃｍヲ３０〜５０℃程度のシリコ
ンオイル中で１時間程度印加しつづけ分極する。
成した円板をラップ盤で厚さ１ ｍｍに研磨加工し、そ
の表面に銀電極を焼き付ける。最後に、その電極に直流
電圧２０〜３０ｋｖ／ｃｍヲ３０〜５０℃程度のシリコ
ンオイル中で１時間程度印加しつづけ分極する。
このようにして得られた１９種の試料について、誘電率
ε３３Ｔ／ε。、電気−機械結合係数ｋｐ（％）、圧電
歪定数１ ｄ３．１ （ｘ ｌｏ−１２ｍ／Ｖ）、キュ
リ一温度Ｔ。（℃）、および抗電界Ｅ。（ｋＶ／ｃ＋ｎ
）を一定した。抗電界はソーヤ・タワ回路を用い６０Ｈ
ｚで測定した。測定結果の一例を次表に示す。
ε３３Ｔ／ε。、電気−機械結合係数ｋｐ（％）、圧電
歪定数１ ｄ３．１ （ｘ ｌｏ−１２ｍ／Ｖ）、キュ
リ一温度Ｔ。（℃）、および抗電界Ｅ。（ｋＶ／ｃ＋ｎ
）を一定した。抗電界はソーヤ・タワ回路を用い６０Ｈ
ｚで測定した。測定結果の一例を次表に示す。
表
この表において、本印で示す組成が本発明範囲に含まれ
る組成を示しており、いずれも圧電歪定数１ｄ３．ｌが
２５０Ｘ １０−１２ｍ／Ｖ以上で、かつキュリ一温度
Ｔ。も１５０℃以上となる良好な特性を呈する。また、
特に零＊印で示す試料番号７，９゜１０の組成のものは
、圧電歪定数１ｄ３１１が２９０ＸＩＯ−１２ｍ／Ｖ以
上てキュリ一温度Ｔ。も１５０℃以上となり、極めて良
好なものが得られる。
る組成を示しており、いずれも圧電歪定数１ｄ３．ｌが
２５０Ｘ １０−１２ｍ／Ｖ以上で、かつキュリ一温度
Ｔ。も１５０℃以上となる良好な特性を呈する。また、
特に零＊印で示す試料番号７，９゜１０の組成のものは
、圧電歪定数１ｄ３１１が２９０ＸＩＯ−１２ｍ／Ｖ以
上てキュリ一温度Ｔ。も１５０℃以上となり、極めて良
好なものが得られる。
本発明は前記のような組成の圧電磁器組成物であるから
、圧電歪定数が大きく、かつキュリ一温度が高いという
すぐれた効果を奏しうるものであり、それ故、バイモル
フ・アクチュエータ等の変位素子用材料として最適な圧
電磁器組成物である。
、圧電歪定数が大きく、かつキュリ一温度が高いという
すぐれた効果を奏しうるものであり、それ故、バイモル
フ・アクチュエータ等の変位素子用材料として最適な圧
電磁器組成物である。
特許出願人 富士電気化学株式会社
代理人 茂 見 積
手続補正書（方式）
％式％
１、事件の表示
昭和５９年特許願第１１０８号
２、発明の名称
圧電磁器組成物
３補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 東京都港区新橋５丁目３６番１１層名称 富士電
気化学株式会社 ４代理人 住所 〒１０５ 東京都港区新橋５丁目１２番４号昭和
５９年３月２７日 （発送日） ６ 補正の対象
気化学株式会社 ４代理人 住所 〒１０５ 東京都港区新橋５丁目１２番４号昭和
５９年３月２７日 （発送日） ６ 補正の対象
Claims (1)
- １（Ｉ Ｘ） Ｐ ｂｔ Ｌ−Ａ、Ｂ ”Ａ ［Ｚ ｒ
８Ｔ Ｉ Ｌ Ｌ−ｅ＋ ］ Ｏｓ ＋ｘＰｂ（１−Ａ
Ｉ Ｂ ａＡ［Ｂ ＋ 。／ ３ Ｗ ｒ ｔ ３］
０３なる組成式で表わされ、０．００５≦Ｘ≦０．０
１５．０．１７≦Ａ≦０．２５．０．５３≦Ｂ≦０．５
５なる組成の圧電磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59001108A JPS60144984A (ja) | 1984-01-07 | 1984-01-07 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59001108A JPS60144984A (ja) | 1984-01-07 | 1984-01-07 | 圧電磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60144984A true JPS60144984A (ja) | 1985-07-31 |
| JPH0442351B2 JPH0442351B2 (ja) | 1992-07-13 |
Family
ID=11492275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59001108A Granted JPS60144984A (ja) | 1984-01-07 | 1984-01-07 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60144984A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG115500A1 (en) * | 2002-10-09 | 2005-10-28 | Inst Materials Research & Eng | Method to produce a reliable piezoelectric thick film on a substrate |
-
1984
- 1984-01-07 JP JP59001108A patent/JPS60144984A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG115500A1 (en) * | 2002-10-09 | 2005-10-28 | Inst Materials Research & Eng | Method to produce a reliable piezoelectric thick film on a substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0442351B2 (ja) | 1992-07-13 |
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