JPS61283180A - 積層圧電体 - Google Patents

積層圧電体

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JPS61283180A
JPS61283180A JP60124793A JP12479385A JPS61283180A JP S61283180 A JPS61283180 A JP S61283180A JP 60124793 A JP60124793 A JP 60124793A JP 12479385 A JP12479385 A JP 12479385A JP S61283180 A JPS61283180 A JP S61283180A
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JP
Japan
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piezoelectric
electrodes
laminated
layer
laminated piezoelectric
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Application number
JP60124793A
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Toshio Ogawa
敏夫 小川
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
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    • C04B35/491Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、柔軟性(flexibility)を有する
圧電材料に関する。
(従来の技術) 柔軟性を有する圧電材料としては、複合圧電体と合成有
機高分子圧電体とが挙げられる。
複合圧電体は、樹脂(高分子)中に強誘電性セラミクス
を配列させたものである。たとえば、RlE、 New
nhamらの定義(Mat、 Res、 Bull、 
Vol。
13、pp、525−536.1978)によれば、2
相(樹脂と強誘電性セラミクス)の連結形態により、O
−3型、1−3型等に分類される。はじめの数字0.1
は、強誘電性セラミクスの次元を示し、後の数字3は、
樹脂の次元を示す。たとえば、0−3型においては(第
2図参照)、樹脂母体1中に強誘電体粉末2,2.・・
・が分散されていて、1゜2.3軸のどの方向にも連結
しておらず柔軟である(O次元)。また、1−3型にお
いては(第3図参照)、樹脂母体1中に強誘電体ファイ
バ3,3゜・・・が方向3に平行に配置されている(1
次元)。並列結合型1−3連結型圧電シートは、1,2
軸方向に柔軟であり、また、圧電シートは薄いので、事
実上3軸方向にも柔軟である。さらに、電極4゜4が層
の両面に形成される。
一方、合成有機高分子圧電体には、たとえば、フッ素系
のポリ7ツ化ビニリデンPVDF、PVDF系共重合体
、P(VDF−TrFE)や、シアン系のポリシアン化
ビニリデン・酢酸ビニルp(VDCN・VAC)がある
(発明の解決すべき問題点) ところで、従来の柔軟性を有する圧電材料は、その平均
比誘電率εrが低かった。また、平均圧電歪定数d。も
、特に合成有機高分子圧電体において低く、変換効率が
小さかった。
変換効率を大きくするため、複数枚の圧電素子を積層し
た積層圧電素子が研究されている。たとえば、特開昭5
3−118800号公報と特開昭56−158491号
公報には、それぞれ異った種類のO−3型圧電シートの
積層物が開示されている。また、特願昭56−4719
9号公報には、高分子圧電体を折り重ねて構成した積層
体が開示されている。
しかし、これらの積層圧電体においても、電気歪変換の
効率はさほど大きくない(後で説明する表のN004〜
7参照)。
本発明の目的は、電気圧力変換の効率の大きい積層圧電
体を提供することである。
(問題点を解決するための手段) 本発明に係る積層圧電体は、分極させた複数個の1次元
の強誘電体を高分子層中に層の厚み方向に並設した複合
圧電層を表裏面に電極を形成したうえで積層し、かつ、
電極を交互に電気的に接続してなる。
(作 用) 柔軟性を有する複合圧電層を積層することにより、電気
歪変換効率が実用圧電材料と同程度がそれ以上に大きく
なる。
(実施例) 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。
Pb(T;0.48 Z’0.52 )03に1u+L
%Nb2O5を添加したものからなるチタン酸ジルコン
酸鉛PZTの0.211II11厚のセラミックス板を
焼成し、分極させる。(なお、積層の後に分極させても
よい。)次に、このセラミックス板を2mm角に切る0
次に、この角板(PZTファイバ)をならべておき、シ
リコンゴム(No、 1 )または合成有機高分子圧電
体であるPVDF(No、2)を流し、複合圧電体の圧
電シート11を製造する(第1図(a))。次に、圧電
シートの両面に、 Niメッキ、導電シート、蒸着、ス
パッタなどにより電極12.12を形成する(第1図(
b))。次に、電極付けした圧電シートを所定の枚数だ
け積み重ね、接着または熱圧着で固定する。積層化した
圧電シーFの両側面で、電極12゜12)・・・を外部
電極13.13で交互に接続する。
(なお、外部電極は、スルーホール型でもよい。)こう
して作製した圧電シートについて、見掛は上の比誘電定
数ε、圧電歪定数d23、圧電電圧定数g、3および静
水圧圧電電圧定数g、を測定した。
その結果を表に示す。
圧電歪定数4zが大きいことは、印加電界により誘起さ
れる歪が大きいことを示す。したがって、d))の大き
い圧電シートは、スピーカー等のアクチュエータ用に有
用である。また、圧電電圧定数Fiz、が大きいことは
、印加応力により誘起される電界が大きいことを示す。
したがって、g33の天外な圧電シート1よ、マイクロ
フォン、ハイドロフオン等のセンサとして有用である。
(なお、一般に、g+z = 4s /ε である、) 本実施例の複合圧電シートの性質と比較するため、PZ
T単相の圧電シート(No、 3 )、有機高分子積層
圧電体(PVDF(No、4)とP(VDCN−VAC
)(No、S))およびO−3型積層圧電体(PZT粉
末+シリコンゴム(No、 6 )または有機圧電体で
あるPVDF(No、7))を作製し、その性質を測定
した。
以下余白 表から明らかなように、積層型構造にすることにより、
見掛は上のε は、6〜30倍大とくなす、d33は、
1.2〜9倍大きくなる。また、g3cも1.2〜1.
3倍大きくなり、ghも1.2〜1.7倍大きくなる。
特に、本発明に係る実施例(No、1と2)においては
、見掛は上のd、が、実用圧電材料であるPZT(No
、3)を大きく越えた。すなわち、電気歪変換効率が実
用材料と同程度かそれ以上に大きく、かつ、柔軟性を有
する圧電シートが得られた。
(発明の効果) 本発明により、電界から圧力への変換効率が大きく、か
つ、柔軟性を有する圧電体が得られた。
この圧電体を用いると、低電圧駆動が可能であり、した
がって、高能率平面型圧電スピーカ、送信用ハイドロ7
オン等に有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(c)は、積層圧電体の製造工程を示す
図である。 第2図と第3図は、それぞれ、O−3型と1−3型の積
層圧電体の断面図である。 1・・・高分子、  3,3.・・・・・・強誘電体、
11.11.・・・・・・1−3型複合圧電層、12.
12.・・・; 13,13.・・・・・・電極。 特許出願人   株式会社 村田製作所代  理  人
 弁理士 前出 葆ほか2名第2図       第3

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)分極させた複数個の1次元の強誘電体を高分子層
    中に層の厚み方向に並設した複合圧電層を表裏面に電極
    を形成したうえで積層し、かつ、電極を交互に電気的に
    接続してなる積層圧電体。
  2. (2)特許請求の範囲第1項に記載した積層圧電体にお
    いて、 上記高分子層が圧電体層であることを特徴とする積層圧
    電体。
JP60124793A 1985-06-07 1985-06-07 積層圧電体 Pending JPS61283180A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100400258B1 (ko) * 2001-04-30 2003-10-01 한국도로전산 주식회사 피브이디에프 필름을 이용한 축중감지기 제조방법
US6798123B2 (en) * 2000-11-06 2004-09-28 Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering External electrodes on piezoceramic multilayer actuators
JP2005217111A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd 高分子圧電体及びそれを製造する装置
CN110981475A (zh) * 2019-12-19 2020-04-10 电子科技大学 一种制备锆钛酸铅压电气凝胶的溶胶-溶剂热法
CN112713234A (zh) * 2020-12-16 2021-04-27 昆山微电子技术研究院 一种压电体及其制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6798123B2 (en) * 2000-11-06 2004-09-28 Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering External electrodes on piezoceramic multilayer actuators
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