JPS60215568A - 強誘電体磁器組成物 - Google Patents
強誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPS60215568A JPS60215568A JP59069050A JP6905084A JPS60215568A JP S60215568 A JPS60215568 A JP S60215568A JP 59069050 A JP59069050 A JP 59069050A JP 6905084 A JP6905084 A JP 6905084A JP S60215568 A JPS60215568 A JP S60215568A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- ceramic composition
- range
- high dielectric
- dielectric ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は化学式Ｐｂ、−ｉＩＡ、Ｃ（Ｎ＋ １ＮｂＬ）
０３ 〕え３ （（Ｚｒ、 Ｔｉ 、−、）ｏ、 ：］ 、−。
０３ 〕え３ （（Ｚｒ、 Ｔｉ 、−、）ｏ、 ：］ 、−。
（ただしＡはＬａ、ＢｉＯ中から選ばれた一者）で表わ
される三成分固溶体に、Ｃｒ、 ０．を重量比で０７〜
０５％の範囲内で加えることからなり、大きな圧電性を
有する新規にして有用な強誘電体磁器組成物に関するも
のである。
される三成分固溶体に、Ｃｒ、 ０．を重量比で０７〜
０５％の範囲内で加えることからなり、大きな圧電性を
有する新規にして有用な強誘電体磁器組成物に関するも
のである。
従来、圧電物質としてロッシェル塩、チタン酸バリウム
等が知られているが、ロッシェル塩ハ水溶性のため大き
な結晶の育成が困離であり、またチタン酸バリウム磁器
はθ℃とｈθ℃付近に相変態点を有するため高温、低湿
での使用が不可能であった。その後、通常ＰＺＴと呼ば
れているＰｌ）ＺｒＯｌとＰｂＴｉ０．との固溶体が開
発され、この物質（Ｊキューり点が３０θ℃以」二と高
く、化学的にｔｔｌ安定であり、さらに圧電性が上記の
三者に比べて優れている。然るにＰｂ Ｚｒ Ｏｊ−Ｐ
Ｉ） Ｔｉ Ｏ，固溶体に種々の添加物、あるいは第三
成分を加えて特性の向上を計ろうとする研究が精力的に
行なわれてきた。
等が知られているが、ロッシェル塩ハ水溶性のため大き
な結晶の育成が困離であり、またチタン酸バリウム磁器
はθ℃とｈθ℃付近に相変態点を有するため高温、低湿
での使用が不可能であった。その後、通常ＰＺＴと呼ば
れているＰｌ）ＺｒＯｌとＰｂＴｉ０．との固溶体が開
発され、この物質（Ｊキューり点が３０θ℃以」二と高
く、化学的にｔｔｌ安定であり、さらに圧電性が上記の
三者に比べて優れている。然るにＰｂ Ｚｒ Ｏｊ−Ｐ
Ｉ） Ｔｉ Ｏ，固溶体に種々の添加物、あるいは第三
成分を加えて特性の向上を計ろうとする研究が精力的に
行なわれてきた。
そしてすぐれた旧ネコ１が次々に開発され圧電着火、ソ
ーナー、フィルター等の能動素子として種々のディバイ
スに使用されている。
ーナー、フィルター等の能動素子として種々のディバイ
スに使用されている。
最近圧電磁器を用いたブザー、発音体、アクチュエータ
ー等の開発が活発になり、大きな面積を有する薄い板状
磁器の作製が急務となっている。
ー等の開発が活発になり、大きな面積を有する薄い板状
磁器の作製が急務となっている。
しかしこれらのＰＺＴ磁器は焼結温度が／、２θθ℃以
上と高いため薄板磁器焼結上いくつかの大きな障害をも
たらしている。たとえば厚さＳθ〜！θθμ？ｎ、直径
３０胴の薄板状サンプルを数枚から十数枚積み重ねて焼
結すると、一枚一枚がはがれにくくなったり、あるいは
周辺が反ったりする。又。
上と高いため薄板磁器焼結上いくつかの大きな障害をも
たらしている。たとえば厚さＳθ〜！θθμ？ｎ、直径
３０胴の薄板状サンプルを数枚から十数枚積み重ねて焼
結すると、一枚一枚がはがれにくくなったり、あるいは
周辺が反ったりする。又。
焼結温度が高いため鉛の蒸発が著しくふん囲気制御が十
分でないと特性が劣化する。さらにアルミナあるいはジ
ルコニウムのセッターなど炉材の消耗が著しい等々であ
る。これらはいずれも焼結温度の低減化によってかなり
改善されるべき性質のものである。また圧電的特性の観
点からみて通常のＰＺＴ磁器の圧電定数”３１は／７０
〜．２０θＸＩθｍ ／ Ｖ程度であるが、さらに低電
圧化をはかるためには３０θＸ７θ ｍ ／ Ｖ程度の
圧電定数を有する側斜の開発が急がれている。
分でないと特性が劣化する。さらにアルミナあるいはジ
ルコニウムのセッターなど炉材の消耗が著しい等々であ
る。これらはいずれも焼結温度の低減化によってかなり
改善されるべき性質のものである。また圧電的特性の観
点からみて通常のＰＺＴ磁器の圧電定数”３１は／７０
〜．２０θＸＩθｍ ／ Ｖ程度であるが、さらに低電
圧化をはかるためには３０θＸ７θ ｍ ／ Ｖ程度の
圧電定数を有する側斜の開発が急がれている。
本発明はこれらの点に着目し、ＰｂＺｒ０ヨーｐｂＴｉ
Ｏ，に第三成分としてＰｂ （Ｎ１ｈＮｂｉ） Ｏｊ
を加え、３ さらにＢｉ、Ｌａにより一部変性し、Ｃｒ、０．を添加
剤として加え、圧電的特性の改良と共に、低温焼結を可
能ならしめたものであり、薄板状磁器作製上、優れた素
材を提供するものである。Ｐ＋）（Ｎ１ｈＮｂｉ） ０
３はキューり点を−／、２θ℃に持つ複合へＩコブスカ
イト型酸化物であり、これとＰＩ〕ＺｒＯ−Ｐｂ Ｔｉ
Ｏ，との固溶体をつくることにｊ二り、組成比に応じ
キューり点を任意に選ぶことができ、よって誘電率を向
上させることが可能である。ざらにｐｂの一部をＢｉあ
るいは■、ａ元素によって置換し、添加物Ｃｒ、 ０．
を加えることにより電気機械結合係数を向上させ、ｄｓ
＋＝３θθ＞１０−”ｍ ／ Ｖ 以−ｌ＝、ノ大きな
圧電定数値を得ることができた。また従来の磁器に比べ
、焼結温度が／Ｓθ℃以−１−低く、薄板磁器の量産に
最適な利料である。
Ｏ，に第三成分としてＰｂ （Ｎ１ｈＮｂｉ） Ｏｊ
を加え、３ さらにＢｉ、Ｌａにより一部変性し、Ｃｒ、０．を添加
剤として加え、圧電的特性の改良と共に、低温焼結を可
能ならしめたものであり、薄板状磁器作製上、優れた素
材を提供するものである。Ｐ＋）（Ｎ１ｈＮｂｉ） ０
３はキューり点を−／、２θ℃に持つ複合へＩコブスカ
イト型酸化物であり、これとＰＩ〕ＺｒＯ−Ｐｂ Ｔｉ
Ｏ，との固溶体をつくることにｊ二り、組成比に応じ
キューり点を任意に選ぶことができ、よって誘電率を向
上させることが可能である。ざらにｐｂの一部をＢｉあ
るいは■、ａ元素によって置換し、添加物Ｃｒ、 ０．
を加えることにより電気機械結合係数を向上させ、ｄｓ
＋＝３θθ＞１０−”ｍ ／ Ｖ 以−ｌ＝、ノ大きな
圧電定数値を得ることができた。また従来の磁器に比べ
、焼結温度が／Ｓθ℃以−１−低く、薄板磁器の量産に
最適な利料である。
このように本発明磁器月利は、大きな圧電定数を有し、
かつ低温焼結が可能であるため、圧電ブザー、発音体素
子の大型化、薄膜化に多大な貢献をするものと期待され
る。
かつ低温焼結が可能であるため、圧電ブザー、発音体素
子の大型化、薄膜化に多大な貢献をするものと期待され
る。
以下実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。
本発明の磁器製造には、出発原料として純度２９ｓチ以
上の一酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ジルコニウム（Ｚｒ０２
）、酸化チタン（Ｔｉｅ、） 、および純度２り？壬の
五酸化ニオブ（Ｎｂ、０．） 、酸化ランタン（Ｌａ２
０．） 、酸化ビスマス（Ｂｉ、０３） 、酸化ニッケ
ル（Ｎｉｐ） 、酸化クロム（Ｃｒ、Ｏ，）を用いた。
上の一酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ジルコニウム（Ｚｒ０２
）、酸化チタン（Ｔｉｅ、） 、および純度２り？壬の
五酸化ニオブ（Ｎｂ、０．） 、酸化ランタン（Ｌａ２
０．） 、酸化ビスマス（Ｂｉ、０３） 、酸化ニッケ
ル（Ｎｉｐ） 、酸化クロム（Ｃｒ、Ｏ，）を用いた。
その製造過程は次の通りである。まずこれらの原料を目
的の組成になるように秤量し、ボールミルを用い蒸留水
を加えて約β時間混合する。乾燥後ｇ、５θ℃で約７５
時間−次焼成し反応物をつくる。
的の組成になるように秤量し、ボールミルを用い蒸留水
を加えて約β時間混合する。乾燥後ｇ、５θ℃で約７５
時間−次焼成し反応物をつくる。
さらに２時間乳鉢により乾式混合し、粒径をそろえる。
それからこの粉体にバインダーとしてＰＶＡ５％溶液を
少量加え、油圧プレスにより金型を用い、！θθＡｙ／
ｌｓｌの圧力で直径、２１１ｔｔａｎ、厚さ／θ覇の円
柱に成形する。この試料をアルミナ製角型ルツボに数個
入れ、周囲に少量のＰｂＺｒ０．粉末を置き鉛ふん囲気
をつくり焼結する。これらの磁器の焼結性を見るため温
度を／θθθ℃〜／２３θ℃の範囲で変化させ、マツフ
ル炉を用い約７時間大気ふん囲気中で焼結した。その結
果、／θＳθ℃〜／２θθ℃の範囲では密度に大差はな
く、理論密度の２７５− チ以上の値が得られ、／θＳ０℃焼成の可能なことが判
明した。しかし、７０５０℃以下あるいは／、２θθ℃
以上では密度の減少が見られた。焼結時間に関しては７
〜３時間の範囲では特に密度の変化はなかった。次いで
焼結物を約／θ閣厚に切断し測定用試料とした。なお電
極は銀ペーストを７０θ℃で焼付けて使用した。分極は
室温で２θＫＶ ７ｃｍの電圧を／θ分間加え、圧電的
に活性化し、２９時間室温で放置後諸定数を測定した。
少量加え、油圧プレスにより金型を用い、！θθＡｙ／
ｌｓｌの圧力で直径、２１１ｔｔａｎ、厚さ／θ覇の円
柱に成形する。この試料をアルミナ製角型ルツボに数個
入れ、周囲に少量のＰｂＺｒ０．粉末を置き鉛ふん囲気
をつくり焼結する。これらの磁器の焼結性を見るため温
度を／θθθ℃〜／２３θ℃の範囲で変化させ、マツフ
ル炉を用い約７時間大気ふん囲気中で焼結した。その結
果、／θＳθ℃〜／２θθ℃の範囲では密度に大差はな
く、理論密度の２７５− チ以上の値が得られ、／θＳ０℃焼成の可能なことが判
明した。しかし、７０５０℃以下あるいは／、２θθ℃
以上では密度の減少が見られた。焼結時間に関しては７
〜３時間の範囲では特に密度の変化はなかった。次いで
焼結物を約／θ閣厚に切断し測定用試料とした。なお電
極は銀ペーストを７０θ℃で焼付けて使用した。分極は
室温で２θＫＶ ７ｃｍの電圧を／θ分間加え、圧電的
に活性化し、２９時間室温で放置後諸定数を測定した。
下表は、７０５０℃で焼結した本発明磁器月利のいくつ
かの物性定数の測定結果を示す。
かの物性定数の測定結果を示す。
ここで表中の記号の意味は次のとおりである。
ｔ。 誘電率（分極前、／Ｉ（ＴＩｚ室温で測定）９も
誘電率（分極後、／ ＫＩ−１ｚ室温で測定）ｔｄＩ
′Ｉ／ 誘電損失（分極後、／ＫＨｚ室温で測定）犬、
径方向電気機械結合係数（％） ”ｊｌ 長さ方向電気機械結合係数（％）４＋ 圧電定
数（／θ−”７＋１／Ｖ）Ｃ１よＯ，添加剤（チ、重量
比） ６− 表１ 表から明らかなようにＡ＝Ｂｉ、α＝θθ／、ズーθグ
θ、ｙ−θｑθ、クロム添加量θ／ｗｔ％の組成におい
てろ一６９％、 ！、、＝’１２敷ｄ、、 ＝ ３０．
２Ｘ／θｍ／ Ｖと非常に大きな値が得られた。この時
のキュ９温度は７９０℃であるが／４／θ℃までの温度
上昇下降試験において１．ν性の劣化は見られず、よっ
て圧電ブザー等室温（＝１近での使用に対し全く問題は
ない。又これらの４Ａ ｆ’ｌの品質係数Ｑ は乙θ〜
ｇθ閂 の範囲にあり ｋＱ拐に属する。
誘電率（分極後、／ ＫＩ−１ｚ室温で測定）ｔｄＩ
′Ｉ／ 誘電損失（分極後、／ＫＨｚ室温で測定）犬、
径方向電気機械結合係数（％） ”ｊｌ 長さ方向電気機械結合係数（％）４＋ 圧電定
数（／θ−”７＋１／Ｖ）Ｃ１よＯ，添加剤（チ、重量
比） ６− 表１ 表から明らかなようにＡ＝Ｂｉ、α＝θθ／、ズーθグ
θ、ｙ−θｑθ、クロム添加量θ／ｗｔ％の組成におい
てろ一６９％、 ！、、＝’１２敷ｄ、、 ＝ ３０．
２Ｘ／θｍ／ Ｖと非常に大きな値が得られた。この時
のキュ９温度は７９０℃であるが／４／θ℃までの温度
上昇下降試験において１．ν性の劣化は見られず、よっ
て圧電ブザー等室温（＝１近での使用に対し全く問題は
ない。又これらの４Ａ ｆ’ｌの品質係数Ｑ は乙θ〜
ｇθ閂 の範囲にあり ｋＱ拐に属する。
図１はＡ ＝ Ｂ ｉ、α＝θθ八ｔ−へグθ、ｙ−θ
グθの組成に対し、Ｃｒ、Ｏ，の量をθ、θへθ２、θ
３と変えたときの圧電定数の変化を示すグラフである。
グθの組成に対し、Ｃｒ、Ｏ，の量をθ、θへθ２、θ
３と変えたときの圧電定数の変化を示すグラフである。
添加量θ／のとき、定数は無添加に比べ約ＪＪ向上し最
大値を示す。これは微少な添加物が焼結性の向」二と共
に圧電特性の向」−に大きな役割を演じていることがわ
かる。この様にこれらの組成物は圧電磁器として十分有
望な利ネ゛１と言える。
大値を示す。これは微少な添加物が焼結性の向」二と共
に圧電特性の向」−に大きな役割を演じていることがわ
かる。この様にこれらの組成物は圧電磁器として十分有
望な利ネ゛１と言える。
終りに本発明において、その組成をα＝θθθＳ〜θθ
３、ズーθθＳ〜θ乙θ、ｙ−θ２θ〜θｇθの範囲お
よび添加剤Ｃｒ２Ｏ３め範囲をθ／〜θ５チに選んだ理
由は、この範囲外の組成では圧電定数が小さく実用に適
しないためである。叙上のように本発明の強誘電体磁器
は圧電性に優れているため種々の低電圧駆動トランスジ
ューサに応用できかつ鉛の蒸発が少なく低温焼結が可能
であるなど工業上、顕著な効果を奏するものである。
３、ズーθθＳ〜θ乙θ、ｙ−θ２θ〜θｇθの範囲お
よび添加剤Ｃｒ２Ｏ３め範囲をθ／〜θ５チに選んだ理
由は、この範囲外の組成では圧電定数が小さく実用に適
しないためである。叙上のように本発明の強誘電体磁器
は圧電性に優れているため種々の低電圧駆動トランスジ
ューサに応用できかつ鉛の蒸発が少なく低温焼結が可能
であるなど工業上、顕著な効果を奏するものである。
第１図は酸化クロムＣｒ２Ｏ，の添加量（重量比）に対
する圧電定数ｄ３＋の関係を示す線図である。 特許出願人 財団法人 小林理学研究所
する圧電定数ｄ３＋の関係を示す線図である。 特許出願人 財団法人 小林理学研究所
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｐｂ （ＮＩ＋Ｎｂ子） ＯＪ ＰＩ） Ｚｒ ｏ、
ＰｂＴｌ ０３で構成される三成分系固溶体のＰＩ）の
一部をＡ元素で置換し、これを次式のように表わしたと
き、Ｐｂ、４．ｌＡ、 Ｃ（Ｎｉ４ＮＩｉ；） Ｏ，］
、 Ｃ（Ｚｒ、 Ｔｉ、−７）０３〕１−又 （ただしＡはＬａ、Ｂｉの中から選ばれた一者）α、芝
およびｙの値がそれぞれα＝％θＳ〜θθ３、ｔ＝θθ
Ｓ〜θ乙θ、ｙ−θノθ〜θざθの範囲にある配合比を
有し、さらに添加剤としてＣｒ、０．を重量比で０７〜
０５％の範囲内で加えることを特徴とする強誘電体磁器
組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59069050A JPS60215568A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 強誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59069050A JPS60215568A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 強誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60215568A true JPS60215568A (ja) | 1985-10-28 |
| JPS6358777B2 JPS6358777B2 (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=13391355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59069050A Granted JPS60215568A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 強誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60215568A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6645395B2 (en) | 2000-05-11 | 2003-11-11 | Denso Corporation | Piezoelectric material and manufacturing method thereof |
| WO2008096761A1 (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 圧電磁器および圧電素子 |
| JP2009221096A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Ngk Insulators Ltd | 圧電／電歪磁器組成物 |
| US8871111B2 (en) | 2008-03-18 | 2014-10-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive ceramic composition |
| CN112892520A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-04 | 南京大学 | 一种铋酸镧复合光催化材料及其制备方法和应用 |
-
1984
- 1984-04-09 JP JP59069050A patent/JPS60215568A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6645395B2 (en) | 2000-05-11 | 2003-11-11 | Denso Corporation | Piezoelectric material and manufacturing method thereof |
| WO2008096761A1 (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 圧電磁器および圧電素子 |
| US7965020B2 (en) | 2007-02-07 | 2011-06-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic and piezoelectric element |
| JP2009221096A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Ngk Insulators Ltd | 圧電／電歪磁器組成物 |
| US8871111B2 (en) | 2008-03-18 | 2014-10-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive ceramic composition |
| CN112892520A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-04 | 南京大学 | 一种铋酸镧复合光催化材料及其制备方法和应用 |
| CN112892520B (zh) * | 2021-01-26 | 2022-04-22 | 南京大学 | 一种铋酸镧复合光催化材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6358777B2 (ja) | 1988-11-16 |
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