JPS61283182A

JPS61283182A - 複合圧電体

Info

Publication number: JPS61283182A
Application number: JP60124795A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ogawa; 敏夫小川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-06-07
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1986-12-13

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、複合圧電材料に関する。

（従来の技術）柔軟性を有する圧電体として、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、ＲＥ、　Ｎｅｖｎ
ｈａｍらの定＆（Ｍａｔ、　Ｒｅｓ、　Ｂｕｌｌ、　Ｖ
ｏｌ。

Ｉ３．ｐｐ、５２５−５３６．７９７８）によれば、２
…（樹脂と強誘電性セラミクス）の連結形頓により、０
−３型、！−３型等に分類されろ。はしめの数字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（θ次元）。さらに、電極４．４が
層の両面に形成される。また、並列結合型１−３型にお
いては（第３図参照）、樹脂母体ｌ中に強誘電体ファイ
バ３．３．・・・が３軸方向に平行に両端を電極４．４
に接して並列に結合されて配置されている（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。

一方、合成有機高分子圧電体には、たとえば、フッ素系
のポリフッ化ビニリデン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（ＶＩ）ＣＮ−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７ｒが低かった。また、平均圧電歪定数１３３
も、特に合成何機高分子圧電体において低く、変換効率
が小さかった。

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）本発明に係る複合圧電体は、圧電シートと、この圧電シ
ートの両面にそれぞれ接して設けた２枚の可撓性の導電
性シートとからなり、該圧電シートは、複数側の１次元
積層型圧電体を１次元積層型圧電体の両端を導電性シー
トに接して有機高分子層中に導電性ソートに垂直な方向
に並列に配列してなり、該１次元積層型圧電体は、交互
に接続された複数の電極層と、各電極層の間に配置され
たセラミック圧電体層とからなる。

（作　用）本発明に係る複合圧電体において、ｄ３３値が増大され
る。

（実施例）、以下、添付の第１図（ａ）〜（ｆ）の図面を参照して
本発明の詳細な説明する。

第１図（ｂ）に示すように、圧電材料（０，４０Ｐｂ（
Ｎｉ１／ａＮｂｔ／１）Ｏｓ・０．３０ＰｂＴｉＯｓ・
０．３０ＰｂＺｒＯｓＸ以下、ＰＺＴと略する）のセラ
ミックグリーンシート１１ａ、　Ｉ　Ｉａ、　１１ａを
３枚準備し、各表面にパラジウム、白金−パラジウム、
銀−パラジウム等の高融点金属よりなる導電性ペースト
層１１ｂ、Ｉｌｂ、・・・をスクリーン印刷などにより
付与した。なお、最下層のセラミックグリーンシー）ｌ
ｌａの裏面にら同時に導電性ペースト層１１ｂを付与し
た。その後、各セラミックグリーンシート１１ａ、ｌ　
Ｉａ、Ｉ　Ｉａを積み重ねて圧着し、焼成した。この段
階で、セラミックグリーンシート１１ａ、ｌ　Ｉａ、ｌ
　ｌａは磁器化されてセラミック圧電体層になるととも
に、導電性ペースト層ｚｂ。

１１ｂ・・は焼付けられて電極層となる。さらに電極層
Ｉ　ｌｂ、１　ｌｂ、・・・を交互に接続する。なお、
最外層のｉｗ層１１ｂ、Ｉｌｂはセラミックグリーンシ
ートＩ　Ｉａ、Ｉ　Ｉａ、　Ｉ　Ｉａとの同時焼成時に
酸化されやすく、抵抗が上昇する現象が見られる。した
がって、焼成後にたとえば銀ペーストを用いて焼付し、
電極層１１ｂ、ｌｌｂを形成してもよい。

次に、こうして作製した積層型圧電体ファイバ１１．１
　＋、・・・を、多数の穴のあいた２枚の真ちゅう板ラ
ックにより所定の位置に配列する（第１図（ａ）参照）
。次に、有機高分子（ここではシリコンゴム）１２を注
入し、有機高分子と複数個の積層型圧電体ファイバ板１
１．ＩＩ、・・・とからなるシー［３を形成する（第１
図（ｃ）参照）。次に、シート１３の両面を厚さ０．０
５ｍｍの導電ゴムからなる電極１４．１４で被覆する（
第３図（ｄ）参照）。

次に、第１図（ｅ）に示すように直流電界を印加し、積
層型圧電体ファイバー１．Ｉｆ、・・・を分極させる。

必要ならば、たとえば第１図（ｆ）に示す３層積層構造
のように、奇数層の積層構造にする。この場合、第１図
（ｄ）に示すように、電極の端部１４ａを結合すること
により電極が接続できる。

なお、電極については、シート１３を形成した後に、メ
ッキ法で電極（Ｎ　ｉ）をシート１３の両面に形成した
後に、導電ゴムで圧着してもよい。

また、複合圧電体を構成する有機高分子としては、圧電
性のないゴム類や、ポリフッ化ビニリデンなどを用いて
もよい。

表に、３層積層構造の実施例についての誘電率ε３３／
ε０と、圧電定数ｄ。１ｇ３３についての測定値を示す
。

比較のために、ＰＺＴまたはＰＶＤＦのみからなる圧電
体、０−３連結型のＰＺＴとＰＶＤＦまたはノリコンゴ
ムとからなる複合圧〜電体、および、並列結合型１−３
連結型のＰＺＴとＰＶＤＦまたはシリコンゴムとからな
る複合圧電体についてら、同様に測定を行った。

表表より明らかなように、本実施例の複合圧電体は、単な
るθ−３型や並列結合型１−３型複合圧電体よりもｄ３
３値が大きい。また、ＰＺＴのみからなる従来の実用圧
電体よりらｄ３’３値が高く、しかも、可撓性を有する
。

大面積の圧電シートが製造できる。

（発明の効果）本発明により、ｄｌｊ値の大きな可撓性圧電体が堤供で
きる。これにより、たとえば、低電圧駆動の大型平面ス
ピーカーやトランスデユーサが実現できる。

・電極が導電性シートであるので、可撓性シートは非常
に安定であり、しかも、低コストで製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｄは、本発明の実施例の製造工程を順
次示す図である。第２図と第３図は、それぞれ、０−３型と並列結合型１
−３型の度合圧電体の断面図である。１１．１１・・・・・・積層型圧電体ファイバ、１１ａ
、ｌｌａ、・・　・・・セラミック圧（体層、１１ｂ、
ｌｌｂ、・・・・・電極層、１２・・シリコンゴム、１３　・圧電シート、１４．１４・・・　・・導電性シー）（ｆｆｉ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１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧電シートと、この圧電シートの両面にそれぞれ
接して設けた２枚の可撓性の導電性シートとからなり、該圧電シートは、複数個の１次元積層型圧電体を１次元
積層型圧電体の両端を導電性シートに接して有機高分子
層中に導電性シートに垂直な方向に並列に配列してなり
、該１次元積層型圧電体は、交互に接続された複数の電極
層と、各電極層の間に配置されたセラミック圧電体層と
からなる複合圧電体。
（２）特許請求の範囲第１項に記載された複合圧電体に
おいて、奇数枚の上記の圧電シートを積層し、上記の導電性シー
トを各圧電シートの間と積層体の両面に配置し、かつ、
導電性シートを交互に接続してなる複合圧電体。