JPS6110058A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
- Publication number
- JPS6110058A JPS6110058A JP59130152A JP13015284A JPS6110058A JP S6110058 A JPS6110058 A JP S6110058A JP 59130152 A JP59130152 A JP 59130152A JP 13015284 A JP13015284 A JP 13015284A JP S6110058 A JPS6110058 A JP S6110058A
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- Japan
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- displacement
- piezoelectric
- piezoelectric ceramic
- ceramic composition
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- Inorganic Insulating Materials (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は圧電磁器組成物に係り、特に電圧印加により、
大きい機械的変位を必要とする電圧駆動型圧電変位素子
に好適な圧電磁器組成物に関する。
大きい機械的変位を必要とする電圧駆動型圧電変位素子
に好適な圧電磁器組成物に関する。
近年、電磁方式に代わる新方式の駆動源として圧電磁器
の電気歪効果を利用し、電気的エネルギーを機械的エネ
ルギーに変換する。いわゆる電圧駆動型圧電変位素子（
以下変位素子と称す）の実用化がリレー、スイッチ、微
小位置制御機器等。
の電気歪効果を利用し、電気的エネルギーを機械的エネ
ルギーに変換する。いわゆる電圧駆動型圧電変位素子（
以下変位素子と称す）の実用化がリレー、スイッチ、微
小位置制御機器等。
多方面にわたって進められてきている。この種の変位素
子としては例えば第１図に示す如く、金属製弾性板１に
両面から挾む様に電極を付与した圧電磁器板２．２′を
貼り合わせたバイモルフ構造を成すものが知られている
。そしてこの変位素子に直流或は交流電圧を印加すると
電気歪効果（この場合、圧電横効果）に伴なう機械的変
位ｄＳ、或はｄＳ２が生ずる。この機械的変位は用途或
は搭載された際の機構にもよるが、一般的に変位素子と
しての機能上、できるだけ大きい事が望ましく、従って
よシ大きな電気歪効果を有する圧電磁器組成物が有利と
されている。従来より、この目的に合致する圧電磁器組
成物としては例えば比較的圧電定数ｄ５．の大きいＰｂ
（Ｎｅ ＩＡＮｂ２／５）Ｏｓ−ＰｂＺｒＯｓ−Ｐ ｂ
Ｔ ｒ Ｏｓ等の３成分系のものがある。しかしなが
ら従来の組成物のものでは機械的変位が必ずしも十分と
は言えず、変位素子としての利用が極めて狭い範囲に限
定されていた。従って変位素子として広範囲の用途に適
応する上でより大きな機械的変位をもたらす圧電磁器材
料が望まれていた。
子としては例えば第１図に示す如く、金属製弾性板１に
両面から挾む様に電極を付与した圧電磁器板２．２′を
貼り合わせたバイモルフ構造を成すものが知られている
。そしてこの変位素子に直流或は交流電圧を印加すると
電気歪効果（この場合、圧電横効果）に伴なう機械的変
位ｄＳ、或はｄＳ２が生ずる。この機械的変位は用途或
は搭載された際の機構にもよるが、一般的に変位素子と
しての機能上、できるだけ大きい事が望ましく、従って
よシ大きな電気歪効果を有する圧電磁器組成物が有利と
されている。従来より、この目的に合致する圧電磁器組
成物としては例えば比較的圧電定数ｄ５．の大きいＰｂ
（Ｎｅ ＩＡＮｂ２／５）Ｏｓ−ＰｂＺｒＯｓ−Ｐ ｂ
Ｔ ｒ Ｏｓ等の３成分系のものがある。しかしなが
ら従来の組成物のものでは機械的変位が必ずしも十分と
は言えず、変位素子としての利用が極めて狭い範囲に限
定されていた。従って変位素子として広範囲の用途に適
応する上でより大きな機械的変位をもたらす圧電磁器材
料が望まれていた。
本発明はかかる要求に対し、十分応え得るものであり、
電圧印加による電気歪効果が大きく、その結果大きな機
械的変位が発生し、変位素子として広範囲な用途に応用
できる圧電磁器組成物を提供する事を目的とする。
電圧印加による電気歪効果が大きく、その結果大きな機
械的変位が発生し、変位素子として広範囲な用途に応用
できる圧電磁器組成物を提供する事を目的とする。
すなわち本発明の圧電磁器組成物は一般式％式％
を満足する基本組成に対し、副成分としてＮｅｏ ＋Ｆ
ｅ２０ｓ ｒ ＢｊｚＯｓから選ばれた１種を帆０２〜
１重量％添加含有せしめて成る事を特徴とする。
ｅ２０ｓ ｒ ＢｊｚＯｓから選ばれた１種を帆０２〜
１重量％添加含有せしめて成る事を特徴とする。
以下本発明の実施例について参考例と比較しながら詳細
に説明する。
に説明する。
出発原料として化学的純度９９％以上のｐｂｏ 。
ＮｉＯ、Ｎｂ２Ｏ５，５ｂ２０３． ＺｒＯ２，ＴｉＯ
２及び所定の副成分を選び、第１表に示す組成になる様
に精秤した。
２及び所定の副成分を選び、第１表に示す組成になる様
に精秤した。
次にこれら原料をゾールミルで混合した後、乾ＫＬ、８
５０℃で仮焼成した。次いでボールミルによって粉砕し
て得られた粉末に、有機バインダを適量加えて造粒した
後＋ １ ｊｏｎ／ｌｌ’ｌｉ２の圧力で加圧成形し、
１２００〜１２５０℃の温度で数時間焼成した。得られ
た′焼結体を所定の形状に切断、研磨した後、電極を付
与し、シリコーン油中で温度６０〜１００℃の条件下で
直流電場３５〜５０ｋｖ７’ｔｔｎを３０分間印加し２
分極処理を施して圧電的に活性化せしめた。次に所定の
測定方法により。
５０℃で仮焼成した。次いでボールミルによって粉砕し
て得られた粉末に、有機バインダを適量加えて造粒した
後＋ １ ｊｏｎ／ｌｌ’ｌｉ２の圧力で加圧成形し、
１２００〜１２５０℃の温度で数時間焼成した。得られ
た′焼結体を所定の形状に切断、研磨した後、電極を付
与し、シリコーン油中で温度６０〜１００℃の条件下で
直流電場３５〜５０ｋｖ７’ｔｔｎを３０分間印加し２
分極処理を施して圧電的に活性化せしめた。次に所定の
測定方法により。
圧電的諸定数を求めた後、実質的な効果を確認するため
に、更に研磨加工を施して２種類の形状の矩形状圧電素
子、すなわち■長さ１０ ｗａｎ 、幅２■。
に、更に研磨加工を施して２種類の形状の矩形状圧電素
子、すなわち■長さ１０ ｗａｎ 、幅２■。
厚さ１■、■長さ３５閤２幅１０ ｍ 、厚さ帆１５謹
を得た。
を得た。
以下余日
この２種類の圧電素子のうち形状■のものに分極方向と
同方向に５００Ｖの直流電圧を印加し。
同方向に５００Ｖの直流電圧を印加し。
その時に生ずる電気歪量（収縮歪）を測定しΔｔ／を値
で評価した（Δｔ・・・縮み量、ｔ・・・素子長さ）一
方形状■の圧電素子については、更に金属製弾性板に両
面からサンドイッチして第１図に示す様なバイモルフ型
変位素子を作製し、これに３０Ｖの直流電圧を印加して
、一端固定、他端自由状態での先端に発生する機械的変
位（第１図においてｄＳ、に相当する変位）を測定した
。第１表に結果の一例を示す。尚第１表において、＊印
の試料扁は本発明の圧電磁器組成物に該当する。又本発
明をよシ明確に説明するために１本発明の圧電磁器組成
物に係る組成群の各々の代表試料と参考例との比較にお
いて、電圧−機械的変位特性の一例を第２図（、）〜第
２図（ｄ）に示した。尚第２図（、）〜第２図（ｄ）の
試料番号は第１表の試料番号と各々対応する。第１表及
び第２図（、）〜第２図（ｄ）からも明らか゛な様に１
本発明の圧電磁器組成物から成る試料は各々の組成群の
参考例と比較して電気歪量及び機械的変位のいずれも大
きく、変位素子として好都合な特性を有している事は明
白である。
で評価した（Δｔ・・・縮み量、ｔ・・・素子長さ）一
方形状■の圧電素子については、更に金属製弾性板に両
面からサンドイッチして第１図に示す様なバイモルフ型
変位素子を作製し、これに３０Ｖの直流電圧を印加して
、一端固定、他端自由状態での先端に発生する機械的変
位（第１図においてｄＳ、に相当する変位）を測定した
。第１表に結果の一例を示す。尚第１表において、＊印
の試料扁は本発明の圧電磁器組成物に該当する。又本発
明をよシ明確に説明するために１本発明の圧電磁器組成
物に係る組成群の各々の代表試料と参考例との比較にお
いて、電圧−機械的変位特性の一例を第２図（、）〜第
２図（ｄ）に示した。尚第２図（、）〜第２図（ｄ）の
試料番号は第１表の試料番号と各々対応する。第１表及
び第２図（、）〜第２図（ｄ）からも明らか゛な様に１
本発明の圧電磁器組成物から成る試料は各々の組成群の
参考例と比較して電気歪量及び機械的変位のいずれも大
きく、変位素子として好都合な特性を有している事は明
白である。
この様に本発明はＰｂ（（ＮｉいＮｂ２７５人（Ｓｂ、
Ａ陥、Δ）８ＺｒｏＴｉＤ、：ｔｏ、を基本組成とし、
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを各各適度な範囲に設定し、且つ副成分
としてＮ１０゜Ｆｅ２０ｓ 、Ｂ＋２０５の１種を適度
な範囲で添加含有したものであり、特に基本組成におけ
る Ｐｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）０．成分と副成分との相
乗効果により、従来組成物では成し得なかった。よシ大
きな電気歪量２機械的変位が実現したものである。
Ａ陥、Δ）８ＺｒｏＴｉＤ、：ｔｏ、を基本組成とし、
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを各各適度な範囲に設定し、且つ副成分
としてＮ１０゜Ｆｅ２０ｓ 、Ｂ＋２０５の１種を適度
な範囲で添加含有したものであり、特に基本組成におけ
る Ｐｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）０．成分と副成分との相
乗効果により、従来組成物では成し得なかった。よシ大
きな電気歪量２機械的変位が実現したものである。
又本発明においては、副成分であるＮ＋ＯｒＦｅ２０３
ｒ Ｂ＋２０３のうち２種以上添加しても総添加含有量
が帆０２〜１重量％の範囲であれば同様な効果が得られ
る。
ｒ Ｂ＋２０３のうち２種以上添加しても総添加含有量
が帆０２〜１重量％の範囲であれば同様な効果が得られ
る。
尚帆３００）Ａ 、 Ａ）０．５５０ 、 Ｂ）０．０
５０゜０．１２０＞Ｃ、Ｃ＞０．２９０．０．２８０＞
Ｄ 。
５０゜０．１２０＞Ｃ、Ｃ＞０．２９０．０．２８０＞
Ｄ 。
Ｄ）０．４０８から成る基本組成物及び副成分の選ばｔ
た１種が１重量％より多い組成物のものでは電気歪量１
機械的変位が低下し、目的とする変位素子としては好ま
しくなく、又帆００２）Ｂ及び副成分の選ばれた１種が
０．０２重量％より少ない組成物では大幅な改善効果が
認められないため。
た１種が１重量％より多い組成物のものでは電気歪量１
機械的変位が低下し、目的とする変位素子としては好ま
しくなく、又帆００２）Ｂ及び副成分の選ばれた１種が
０．０２重量％より少ない組成物では大幅な改善効果が
認められないため。
本発明の範囲から除外した。
本発明の圧電磁器組成物によれば以下に挙げる用途への
適用が期待できる。
適用が期待できる。
（１）大きな機械的変位を発生するので、小型、軽量化
及び低電圧駆動が可能であり、省エネルギ一時代にマツ
チした新しい変位素子分野に適用できる。
及び低電圧駆動が可能であり、省エネルギ一時代にマツ
チした新しい変位素子分野に適用できる。
（２）比較的低電圧で大きな機械的変位を必要とする変
位素子への応用が可能である。
位素子への応用が可能である。
（３） 片側駆動方式（圧電素子の分種方向と同方向
の直流電圧のみ印加）の採用による大きな機械的変位を
必要とする変位素子に適用できる。尚この場合、印加電
圧の大きさは用途に応じて自由に選択できる。
の直流電圧のみ印加）の採用による大きな機械的変位を
必要とする変位素子に適用できる。尚この場合、印加電
圧の大きさは用途に応じて自由に選択できる。
（４）比較的高い圧電定数（例えば圧電ｄ定数）を有し
ているので、高圧電定数を必要とする各種圧電製品への
適用が可能である。
ているので、高圧電定数を必要とする各種圧電製品への
適用が可能である。
尚本発明の実施例においては、圧電縦効果に伴なう電気
歪量１機械的変位について特にバイモルフ型圧電変位素
子に関連して説明したが同組成物を用い圧電縦効果につ
いても調べ、その改善効果が確認されており、従って例
えば積層型圧電変位素子への適用も十分可能である。
歪量１機械的変位について特にバイモルフ型圧電変位素
子に関連して説明したが同組成物を用い圧電縦効果につ
いても調べ、その改善効果が確認されており、従って例
えば積層型圧電変位素子への適用も十分可能である。
以上詳述した様に１本発明の圧電磁器組成物は広範囲な
用途に利用できる変位素子に好適なものであり、産業上
極めて価値大なるものである。
用途に利用できる変位素子に好適なものであり、産業上
極めて価値大なるものである。
変位素子特性における効果の一例を示すグラフである。
１・・金属製弾性板、 ２ 、２’・・・圧電磁器板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）一般式Ｐｂ〔（Ｎｉ＿１／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）
＿Ａ（Ｓｂ＿１＿／＿２Ｎｂ＿１＿／＿２）＿ＢＺｒ＿
ＣＴｉ＿Ｄ〕Ｏ＿３で示され（但しＡ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１
） ０．３００≦Ａ≦０．５５０ ０．００２≦Ｂ≦０．０５０ ０．１２０≦Ｃ≦０．２９０ ０．２８０≦Ｄ≦０．４０８ を満足する基本組成に対し、副成分としてＮｉＯ、Ｆｅ
＿２Ｏ＿３、Ｂｉ＿２Ｏ＿３から選ばれた１種を０．０
２〜１重量％添加含有せしめて成る事を特徴とする圧電
磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130152A JPS6110058A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130152A JPS6110058A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 圧電磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6110058A true JPS6110058A (ja) | 1986-01-17 |
| JPS6358783B2 JPS6358783B2 (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=15027225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59130152A Granted JPS6110058A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6110058A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002053375A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-19 | Tokin Corp | 圧電磁器組成物 |
-
1984
- 1984-06-26 JP JP59130152A patent/JPS6110058A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002053375A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-19 | Tokin Corp | 圧電磁器組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6358783B2 (ja) | 1988-11-16 |
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