JPS62154681A - アクチユエ−タ−用ｐｌｚｔ電歪磁器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は精密工作機械における位置決め、流体量制御用
バルブ、あるいは光学装置の光路長制御などの駆動源と
して使用されるアクチュエーターに使用される磁器に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のアクチュエーター素材として圧電体が用
いられているが、これはポーリングした後、正電圧から
負電圧をかけて歪を最大限に取り出そうとすると、電界
−歪特性にヒステリシスを呈し、また高い負電圧あるい
は長期にわたる負電圧の印加により脱分極を起こすとい
う問題点があった。この問題点を克服するために電歪材
料の研究がなされている。電歪磁器は、ポーリングを必
要とせず、したがって上記ヒステリシスおよび脱分極を
伴わず、変位素子として優れている。しかしながら、磁
器素材の多くは機械的特性が充分でなく、アクチュエー
ター用として大きな発生力が取れない。

〔解決しようとする問題点〕

そこで本発明は、かズの如き問題点に鑑み、電歪性を示
し、かつ、機械的特性、特に破壊靭性値を向上させた、
アクチュエーター用磁器を提供することを目的とするも
のである。

〔問題、ヴを解決するための手段と作用〕すなわち本発
明者らは、化学式Ｐｂ１−Ｊ、ａｘ（Ｚｒ　ｙ　Ｔ　ｉ
＋−ｙ　）　ｒ　−ＬＯ３において　ｘ＝０．０８〜器
を提供することＫより上記目的を達成するものである。

ｘ＝０．０８〜０．１２．ｙ＝０．６０〜０．７０の範
囲内の組成は、強誘電相と常誘電相との相境界領域であ
り、電界−歪特性は、歪が電解の２乗に比例するという
、いわゆる電歪効果を示すことが知られている。

これらの磁器は、電気光学効果を利用した光変調素子の
如き、光学的な用途では十分な特性を有しているが、ア
クチェーターの如き機械要素として使用する場合には、
機械的特性が不十分であり、が向上する叩出はさたかで
ないが、粒径が減するに従い、常誘電相から強誘電相へ
の転移に伴う粒内での多分域生成が困難となり、粒は単
分域となる。単分域を有する磁器は圧縮性の内部応力を
有し、この応力が外部からの応力を減する働きをするこ
とによるとも考えらｎる。

本発明の磁器の製造方法の具体例を述べると以下の通り
である。使用するＰＬＺＴ粉末の製法として、固相反応
法と共沈法の２種類がある。

前者は、−酸化鉛、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、
酸化チタンの如き粉末をボールミル等により混合した後
、８００℃〜１２００℃で仮焼した後、粉砕により粉末
を得るものである。後者は鉛、ランタン、ジルコニウム
、チタンの硝酸塩、あるいはアルコキシド等をシュウ酸
水溶液あるいは蒸留水中へ添加して沈澱を生成せしめ、
これを仮焼、粉砕して粉末を得るものである。

通常、０．１μｍ程度に粉砕すればよい。もつとも、後
述の焼結をホットプレスまたは熱間静水圧によって行な
う場合は、焼結温度を比較的低くして、粒成長を抑える
ことができるので、０．１μｍよりあらくてもよい。肉
粉末とも本発明の磁器作製の原料として使用できるが、
好ましくは粒径の小さい磁器用原料として要求される微
粒子でかつ粒度分布の狭い粉末という特性を有する共沈
法によるものが望ましい。

このようにして得た粉末を必要な形状に成形する。成形
方法は、金型プレス、ラバープレス、鋳込み成形、射出
成形、押出し成形等の通常の成形法で成形し、常圧で焼
結する方法とホットプレスあるいは熱間静水圧焼結の如
き、亮温・高圧で焼結し、必要な形状を得る方法が有り
、どちらも適用することができる。

この様な工程によって製造された粒径１．５μｉｎ以下
の磁器は高靭性でかつヒステリシスの小さい電歪特性を
示す等優れた特性を有する。

〔実　施　例〕

本発明を以下、実廁例に従って具体的に説明するが、本
発明はこれらに限定ざＢるものではない。

硝酸鉛、硝酸ランタン６水塩、硝酸ジルコニル２水塩お
よび硝酸チタンを表１の種々の組成（表中のＸおよびｙ
は、前記化学式におけるもの乞意味する）を満足する様
秤量し、蒸留水へ溶解させた。

この水溶液をシュウ酸水溶液へ滴下し、沈澱物を得た。

沈澱物を口過水洗した後、９００℃、大気中で１時間仮
焼し、ＰＬＺＴ粉末を得た。この粉末をエタノール中で
ボールミルで１日間粉砕した。

乾燥後、混合粉を１２００℃、２００　ｋｑ／ｄの圧力
で第１表に示す条件下でホットプレスし、神々の粒径を
有する磁器を得た。この磁器を夕゛イヤモンドペースト
による鏡面仕上後、ビッカース硬度計を使用し、５ｋＦ
Ｉの荷重で破壊靭性を測定した。結果を第１表に示す。

次に磁器を板状にスライスして厚さ０．５１）１）Ｌの
素子を得、両面に銀ペーストを焼きつけて電極を形成し
た。１！極間に電圧を印加し、その縦歪を測定した。第
１図は、第１表中のサンプルＡ、ＤおよびＦの素子につ
いてその結果を示したものであり、いず几も歪が電界の
２乗に比１３’ｌｌする電歪的な特性を示している。粒
径が小さくなるにつれ、歪量は小さくなるもののヒステ
リシスも小さくなるという特徴を有し、高靭性で小さい
ヒステリシスというアクチュエーター用として好適に用
いることができることを示している。

第１表 〔効　果〕 以上説明した様に本発明は、 Ｐｋ）＋−ｘＬａｘ（ＺｒｙＴ！＋−ｙ）ｔ−五〇３に
おいて　Ｘ＝０．０８〜０．１２、ｙ＝０．６０〜０．
７０の範囲内の組成であり、かつ１．５μｍ以下の粒径
からなるアクチュエーター用ＰＬＺＴ電歪磁器であって
、高靭性であり、かつ電界−歪特性のヒステリシスが小
さい電歪を示し、アクチュエーター用として好適に用い
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例におけるサンプルＡ、ＤおよびＦの電
界−縦歪特性を示す図である。 特許出願人　　東洋曹達工業株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）化学式 Ｐｂ＿１＿−＿ｘＬａ＿ｘ（Ｚｒ＿ｙＴｉ＿１＿−＿ｙ
   ）＿１＿−＿（＿ｘ＿／＿４＿）Ｏ＿３（式中、ｘは０
   ．０８〜０．１２、ｙは ０．６０〜０．７０の範囲の数である） で表わされ、平均粒径が１．５μｍ以下である、アクチ
   ュエーター用ＰＬＺＴ電歪磁器。