JPS6021863A - 焦電体用磁器材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は焦電係数が大きく、比誘電率の小さい焦電性能
及び実用性の優れた安定な焦電体磁器材料に関するもの
である。

常温付近の物体の表面温度あるいは人体の皮膚温などを
、それらに直接触れることなく測定する方法として、そ
れら被検知物体からその温度に応じて放射される赤外線
強度を焦電形赤外線検出素子で検知する方法が広く用い
られている。

この焦電形検出素子は、被検知物体から放射される赤外
線を吸収することによって、その焦電体材料の温度変化
に起因する自発分極の変化を信号として利用するもので
、被検知物体の表面温度を容易かつ精度よく検知するこ
とができる。常温近くの温度に対応する赤外線強度は、
その極大値が波長１０ミクロン付近にあり、これを検知
する焦電形赤外線検出素子が通常広く利用されている。

このような焦電形赤外線検出素子に用いる焦電体材料は
、温度変化に対する自発分極の変化の大きいほど、すな
わち焦電係数（ｄＰｓ／ｄ、、Ｔ）が大きいほど、また
比誘電率（Ｋ、）は小さいほど優れたものであって、焦
電性が消滅する温度、すなわちキューリ点（ＴＣ）の高
いものが安価に提供されることが実用上からも工業的に
も望ましい。

このような焦電性材料として、従来、硫酸グリシン、ニ
オブ酸リチウム（ＬｉＮ　ｂｏ　３　）　、タンタル酸
リチウム（ＬｉＴａＯ３）などの単結晶材料やチタン酸
鉛（ＰｂＴｉ０３　）　、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ
ＺｒＴｉ０３　）などの磁性材料が知られている。

しかし、硫酸グリシン結晶は水溶性でもろいうえ、その
加工が困難で焦電性材料を製造することが容易でなく、
さらに焦電性の消滅する温度、すなわちキューリ温度が
５２℃であって著しく低いため、その使用温度範囲が大
幅に制限される。まだ、ニオブ酸リチウム結晶は、加工
性は良好であるが、焦電係数（ａｐｓ／ａＴ）が小さく
高価であるため実用上好ましくなく、タンタル酸リチウ
ムは加工性が良く焦電性能指数も比較的大きいので好ま
しい材料であるが、高価であるため工業的に不利である
。さらに、チタン酸鉛はｄｏｓ／ｄＴが大きく、比誘電
率も比較的小さいが、焼結しに＜＜、焼成中に鉛成分が
蒸発し、均一組成の安定した焦電特性をもった磁器材料
が得られ難いという欠点を有し、またチタン酸ジルコン
酸鉛は、加工性カ良くｄｏｓ／ａＴも太きいが、Ｅｓが
大きいという欠点がある。

本発明者らは、特にチタン酸ジルコン酸鉛系焦電体磁器
材料の長所を保有し、欠点が大幅に改善された安価な材
料を提供すべく研究を重ねた結果、比誘電率が極めて小
さく、含有させるストロンチウム量によｐ’ｄＰｓ／ｄ
Ｔ及びＴｃを変更選択しうる極めて好都合な材料を見出
し、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は式 ％式％） で表わされ、式中のＸが０．０１〜０．０６、ｙが０．
１θ〜０．３０及び２が０．０１〜０．１０の組成の化
合物を主成分とし、さらに酸化クロム（Ｏｒ２０３）を
該化合物の０．１〜１．５重量％の範囲で含有している
ことを特徴とする焦電体磁気材料を提供するものである
。

本発明の磁器材料に用いられる上記式で表わされるＥｌ
ｒ含有チタン酸ジルコン酸鉛系化合物は、式中のＸが０
．０１−０．０６の範囲内、ｙが０．１０〜０．３０の
範囲内及び２が０．０１〜０．１０の範囲内であること
が重要であって、その組合せ範囲を逸脱した化合物では
、焦電係数（ｄｏｓ／ｄＴ）が小さくなるか比誘電率（
ＥＳ）が大となシ、焦電性能が低下するので焦電性拐料
として不適切である。Ｘ　＋　７　＋２の好ましい範囲
は、それぞれ０．０３〜０．０５　。

０．１５〜０．２０及び０．０３〜０．０５である。

また、本発明の拐料に用いられる酸化クロム（ｃｒ２０
３）は、上記式で表わされる化合物に対し、０．１〜１
．５重量％配合使用される。この添加成分量は少なすぎ
ても多すぎても焦電性能が低下するので好ましくない。

本発明の焦電体磁器材料は、上記式で表わされる組成の
金属酸化物複合体を形成させるだめの成分として、例え
ばＰｂＯ、Ｎ’ｂ２０５　、　ＺｒＯ２、ＴｉＯ２及び
Ｆ３ｒＣＯ３の化学的に高純度の粉末が好都合に用いら
れ、式中のｘ、ｙ及び２が所望の値となるように、上記
の各金属酸化物成分ｌを秤取し、さらにこれらにその合
計重量に対し、０．１〜１．５重量％の粉末状の０ｒ２
０３が添加され、好ましくはこれら混合粉をさらに粉砕
混合して、可及的微細かつ均一な混合物としたのち、例
えば１０００℃程度の混加使用される有機バインダーを
加えて混線後、所望の形状に加圧成形し、さらに高い温
度、例えば１２００℃で２時間程度本焼成することによ
り製造することができる。この材料は焦電性付与のため
に焼成成形体、例えば円板の両面に電極をとり付け、こ
れを例えば５０〜１５０℃に加温した油中で、例えば３
ＫＶ／ｍｍの高い直流電圧を印加して分極される。

このようにして提供される本発明の焦電体磁器材料は製
造が容易で、その成形体は極めてち密であシ、また耐水
、耐熱性がよく比較的高い可変可能なキューり点を有し
、しかも大きな焦電係数と小さな比誘電率をあわせもっ
た焦電性能の優れたものでアシ、工業的に極めて有用な
材料である。

次に実施例によシ本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１〜６ 化学的に高純度のＰ’ｂＯ、Ｎｂ２Ｏ５、、Ｚｒ０）４
　、　ＴｉＯ２及びＳ　ｒ　Ｃ０３の粉末に用い、これ
らの金属酸化物類に、さらに添加成分として０ｒ２０３
粉末を加え、それらの混合物をボールミルに入れて充分
に混合したのち、約１０００℃の温度で約２時間仮焼成
を行った。この仮焼成物を再びボールミルにより充分に
粉砕混合し、次いで有機バインダーを加えて混練したの
ち、２　ｔｏｎ１０＋！の圧力で直径２０ｍｍ、厚さ１
鴫の円板を加圧成形した。得られた円板を、約１２００
℃の温度で約２時間本焼成したのち、円板の両面に電極
を接触させ、これを約ｇ　ｏ　−ｉｏ。

℃の温度の油中に入れ１３　ＫＶ／ｎａの直流電圧を印
加し分極させた。

このような方法により、前記式で表わされる組成の化合
物の式中のＸを一定（Ｏ，Ｏ３）にし、２を０．０５又
は０．１０にしてｙの値の異なる化合物を主成分とする
各種焦電性磁器材料を作成し、それぞれの焦電係数（ａ
、ｐｓ／ｄＴ）、比誘電率（ＥＳ）及びキューり点（Ｔ
ｃ）を測定した。なお添加成分としてのＣｒ　２０３の
式の化合物に対する添加量は、すべて０．５重量％であ
る。

変動させたｙの値及び各材料の測定結果を第１表にまと
めて示す。また表中には焦電性能指数［（ｄＰｓ／ｄＴ
）／Ｅｓ：］も併せて示した。

実施例７〜１１ 前記式で表わされる組成の化合物において、式中のＸ及
びｙの値をそれぞれ０．０３及び０．１５とし、２の値
の異なる化合物を主成分とする円板磁器材料及びｙが０
．１５並びに２が０．０５の値で、Ｘの値のみを変えた
円板磁器材料を前実施例と同様にして作成し、前と同じ
測定項目についてしらべた。

なお、各材料にはすべて組成化合物に対し、０．５重量
％のＣｒ２Ｏ３添加成分が配合されている。

それぞれの測定結果を化合物組成とともに、下掲第２表
に示す。

実施例１２〜１３ 実施例１と同様にして、高純度ＰｂＯ＋　Ｎｂ２Ｏ５＋
ＺｒＯ２’、　ＴｉＯ２及びＳ　ｒ　ＣＯ３の各粉末を
用い、それらの金属酸化物類の秤取量を変えることなく
、添加−成分としてのＣｒ２Ｏ３の添加量を変えた各種
焦電体磁器材料を作成した。それら金属酸化物から形成
される化合物の前記式中のｘ、ｙ及び２の組成値は、Ｘ
が０．０３、ｙが０．１５及び２が０．０５であって、
すべての作成材料中に同一組成化合物が形成されている
。

０ｒ２０３添加量のみを変えた３種の磁器材料の焦電特
性及びＴｃの測定結果を第３表に示す。

なお、従来知られた各種焦電性材料の焦電特性その信実
用性などを参考のだめに次の第４表に示す。

第　４　表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １式 ％式％） で表わされ、式中のＸが０．０１〜０．．０６、ｙが０
   ．１０〜０．３０及び２が０．０１〜０．１０の組成の
   化合物を主成分とし、さらに酸化クロムを該化合物の０
   ．１〜１．５重量％の範囲で含有していることを特徴と
   する焦電体用磁器材料。