JPS63151667A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JPS63151667A JPS63151667A JP61300315A JP30031586A JPS63151667A JP S63151667 A JPS63151667 A JP S63151667A JP 61300315 A JP61300315 A JP 61300315A JP 30031586 A JP30031586 A JP 30031586A JP S63151667 A JPS63151667 A JP S63151667A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は高周波共振子等に用いられる圧電磁器組成物に
関し、より詳細には３倍波振動に対して有°用な圧電磁
器組成物に関する。
関し、より詳細には３倍波振動に対して有°用な圧電磁
器組成物に関する。
従来から、圧電磁器組成物としてはＰｂＴｉ０．をはじ
めとしてこれにＰｂ（Ｎｉ＋７Ｊｂ＊ｚｚ）Ｏｚなどを
固溶させたもの、あるいはこれらの系に第３成分を加え
たもの等が知られ、これらによって圧電特性や電気特性
を改善し、焦電素子、圧電振動子、共振子、発振子、セ
ラミックフィルタ、弾性表面波フィルタなどの電子部品
に適用されている。
めとしてこれにＰｂ（Ｎｉ＋７Ｊｂ＊ｚｚ）Ｏｚなどを
固溶させたもの、あるいはこれらの系に第３成分を加え
たもの等が知られ、これらによって圧電特性や電気特性
を改善し、焦電素子、圧電振動子、共振子、発振子、セ
ラミックフィルタ、弾性表面波フィルタなどの電子部品
に適用されている。
近年に至って、上述のような電子部品は小型化が求めら
れているが圧電磁器素子を電子部品に適用する場合、圧
電磁器自体の性質上小型化には限定がある。そこで、特
に高周波用電子部品においては３倍波振動を適用するこ
とによって更に小型化、高性能化を図る試みがなされて
いる。
れているが圧電磁器素子を電子部品に適用する場合、圧
電磁器自体の性質上小型化には限定がある。そこで、特
に高周波用電子部品においては３倍波振動を適用するこ
とによって更に小型化、高性能化を図る試みがなされて
いる。
このように３倍波振動を適用し得る圧電磁器としては例
えば特開昭５７−１２９８６９号に示すようにｐｂＬａ
ＴｉＯ，系にＭｎＯ□を添加することによって厚み縦３
倍波振動の周波数温度特性を改善する試みがなされてい
る。
えば特開昭５７−１２９８６９号に示すようにｐｂＬａ
ＴｉＯ，系にＭｎＯ□を添加することによって厚み縦３
倍波振動の周波数温度特性を改善する試みがなされてい
る。
しかし乍ら、上述の先行技術によれば、Ｌａの酸化物ま
たは炭酸化物とＭｎの酸化物または炭酸化物を共存させ
てボールミル等の湿式混合するとＬａ化合物とＭｎ化合
物との間に分離が発生し易く、製品の特性のバラツキが
生じるとともに波形の乱れが発生し、製品の歩留りを著
しく低下させていた。
たは炭酸化物とＭｎの酸化物または炭酸化物を共存させ
てボールミル等の湿式混合するとＬａ化合物とＭｎ化合
物との間に分離が発生し易く、製品の特性のバラツキが
生じるとともに波形の乱れが発生し、製品の歩留りを著
しく低下させていた。
このような混合不良に対しては、混合、仮焼を何度も操
り返し行うことによって均一分散を行うことができるが
、製造工程が煩雑となるとともに製造コストが高くなる
。
り返し行うことによって均一分散を行うことができるが
、製造工程が煩雑となるとともに製造コストが高くなる
。
また、特殊な混合方法や合成法、例えば共沈法やアルコ
キシド法を用いる場合でも製造コストを考慮した場合、
最適な方法とは言い難い。
キシド法を用いる場合でも製造コストを考慮した場合、
最適な方法とは言い難い。
本発明者等は上記の問題点に対し研究を重ねた結果、Ｐ
ｂＬａＭｎＴｉＱ：＋系のＬａの一部をＳｒ＋ Ｃａ、
Ｂａのいずれかの金属によって置換することにより簡
便なボールミル混合法における分離を低減させることが
でき、それよって圧電磁器の３倍波振動近傍のスプレア
スの発生が低減でき、３倍波振動のＰ／Ｖのバラツキを
抑え、安定した製品の供給を可能としたものである。
ｂＬａＭｎＴｉＱ：＋系のＬａの一部をＳｒ＋ Ｃａ、
Ｂａのいずれかの金属によって置換することにより簡
便なボールミル混合法における分離を低減させることが
でき、それよって圧電磁器の３倍波振動近傍のスプレア
スの発生が低減でき、３倍波振動のＰ／Ｖのバラツキを
抑え、安定した製品の供給を可能としたものである。
以下、□本発明を詳述する。
本発明の圧電磁器組成物は、主成分としてｐｂ。
を４２〜４８．５モルχ特に４４〜４６モルχ、ＴｔＯ
ｚを４８〜５２モルχ特に４９〜５１モルχ含有するも
のであって、これに添加成分としてＳｒ、Ｃａ、Ｂａの
うち少な（とも１種の金属の酸化物とＬａの酸化物とを
その合計量で２．５〜８モルχ、特に４〜６モルχ及び
ＭｎＯｚを０．０５〜２．０モル２、特に０．５〜１．
０モルχ含有してなる組成からなる。なお、添加成分に
おけるＬａは酸化物として０〜８モルχ（但し、０モル
、８モルχは含まず）、特に４〜７モルχであることが
望ましい。
ｚを４８〜５２モルχ特に４９〜５１モルχ含有するも
のであって、これに添加成分としてＳｒ、Ｃａ、Ｂａの
うち少な（とも１種の金属の酸化物とＬａの酸化物とを
その合計量で２．５〜８モルχ、特に４〜６モルχ及び
ＭｎＯｚを０．０５〜２．０モル２、特に０．５〜１．
０モルχ含有してなる組成からなる。なお、添加成分に
おけるＬａは酸化物として０〜８モルχ（但し、０モル
、８モルχは含まず）、特に４〜７モルχであることが
望ましい。
なお、上記の数値限定によれば、ＰｂＯが４２モル２を
下回ると共振の鋭さを示す機械的品質係数が低下し、４
８．５モルχを超えると分極ができ難くなり、Ｔｉ（ｈ
が４８モルχを下回っても分極が難しくなる。また、Ｓ
ｒ、Ｃａ、Ｂｒから選ばれる少なくとも１種とＬａの各
々の酸化物の合計量が２．５モルχを下回ると３倍波振
動の周波数温度係数が大きく、８モルχを上回るとキュ
リ一点が低下し、圧電特性、特にＰ／Ｖが低下する。
下回ると共振の鋭さを示す機械的品質係数が低下し、４
８．５モルχを超えると分極ができ難くなり、Ｔｉ（ｈ
が４８モルχを下回っても分極が難しくなる。また、Ｓ
ｒ、Ｃａ、Ｂｒから選ばれる少なくとも１種とＬａの各
々の酸化物の合計量が２．５モルχを下回ると３倍波振
動の周波数温度係数が大きく、８モルχを上回るとキュ
リ一点が低下し、圧電特性、特にＰ／Ｖが低下する。
さらにＭｎＯ□量が０．１モルχを下回ると周波数温度
係数が大きくなり、２．０モルχを超えると磁器の比抵
抗が低下して１分極し難くなる。
係数が大きくなり、２．０モルχを超えると磁器の比抵
抗が低下して１分極し難くなる。
さらに、本発明によれば、上述の系に対し、更に＾１＋
Ｆｅ、 Ｃｏ、 Ｎｉ＋ Ｓｔ ＋ Ｍｇ＋ Ｃｒの
酸化物のうち少なくとも１種を２．０モル％以下の割合
で配合することにより、さらに品質安定性および機械的
品質係数を向上させることができる。
Ｆｅ、 Ｃｏ、 Ｎｉ＋ Ｓｔ ＋ Ｍｇ＋ Ｃｒの
酸化物のうち少なくとも１種を２．０モル％以下の割合
で配合することにより、さらに品質安定性および機械的
品質係数を向上させることができる。
本発明の圧電磁器の製造に当たり、用いられる原料粉末
は、磁器として前述した組成の酸化物となり得るもので
あればいずれでも使用でき、例えばＭｎＯ２に代わりＭ
ｎＣＯ３を用いることも可能である。
は、磁器として前述した組成の酸化物となり得るもので
あればいずれでも使用でき、例えばＭｎＯ２に代わりＭ
ｎＣＯ３を用いることも可能である。
以下、本発明を次の列で説明する。
原料として、ＰｂＯ＋ Ｔｉ０ｚ、 Ｌａｚｙ：＋＋
５ｒＣＯｓ＋ ＣａＣ０１＋ＢａＣ０，を用い、第１表
の組成で秤量し、ポットミル中で湿式混合した。混合後
に脱水乾燥し８５０℃〜１１００℃で２時間仮焼した。
５ｒＣＯｓ＋ ＣａＣ０１＋ＢａＣ０，を用い、第１表
の組成で秤量し、ポットミル中で湿式混合した。混合後
に脱水乾燥し８５０℃〜１１００℃で２時間仮焼した。
次いで仮焼粉末を粉砕し、有機結合剤を混合して造粒を
行った。このように得られた造粒粉末を約１０００Ｋｇ
／ｃｍ”の圧力で直径１８ｍｍ、厚さ１．５１の円板に
成型した。成型円板を１２５０〜１３５０℃で２時間焼
成して圧電磁器を得た。測定用として厚さ０．３ｍｍに
研摩した後に銀蒸着により電極を形成したものを夫々１
２０〜１５０ ’Ｃ１４〜２ＫＶ／ｍｍ、１０分間分極
処理した。
行った。このように得られた造粒粉末を約１０００Ｋｇ
／ｃｍ”の圧力で直径１８ｍｍ、厚さ１．５１の円板に
成型した。成型円板を１２５０〜１３５０℃で２時間焼
成して圧電磁器を得た。測定用として厚さ０．３ｍｍに
研摩した後に銀蒸着により電極を形成したものを夫々１
２０〜１５０ ’Ｃ１４〜２ＫＶ／ｍｍ、１０分間分極
処理した。
得られたサンプルに対してベクトルインピーダンスメー
タにて厚み縦３倍波振動の電気機械結合係数（Ｋｂ）
、同じく機械的品質係数（０Ｍ３）を測定した。結果は
第１表に示す。なお表中、Ｐ／ＶはＰＡ／Ｒｏ （３倍
波の共振、反共振のインピーダンス比）を表わし、Ｐ／
ＶのＣＶ値はＰ／Ｖのσ（標準偏差）／ｘ （平均値）
を夫々表わす。
タにて厚み縦３倍波振動の電気機械結合係数（Ｋｂ）
、同じく機械的品質係数（０Ｍ３）を測定した。結果は
第１表に示す。なお表中、Ｐ／ＶはＰＡ／Ｒｏ （３倍
波の共振、反共振のインピーダンス比）を表わし、Ｐ／
ＶのＣＶ値はＰ／Ｖのσ（標準偏差）／ｘ （平均値）
を夫々表わす。
第１表中１１ｈ５．１５のサンプルに対し各々４個のサ
ンプルを作成し３倍波振動の波形を調べその波形を第１
図および第２図に示した０図からも明らかなように１１
ｈ５のサンプルはいずれもシャープな波形を示したが比
較例のＮａ１５のサンプルは磁５のサンプルと比較して
シャープさに欠け、しかも各々の波形にバラツキが生じ
ていることがわかる。
ンプルを作成し３倍波振動の波形を調べその波形を第１
図および第２図に示した０図からも明らかなように１１
ｈ５のサンプルはいずれもシャープな波形を示したが比
較例のＮａ１５のサンプルは磁５のサンプルと比較して
シャープさに欠け、しかも各々の波形にバラツキが生じ
ていることがわかる。
第１表の測定結果によれば本発明のサンプルは電気機械
結合係数（Ｋｈ）が５．８以上、機械的品質係数（１Ｍ
３）が３５００以上、Ｐ／Ｖが４０ｄＢ以上、Ｐ／Ｖ
（７）ＣＶ値が２０Ｘ以下といずれも優れた特性を示し
た。
結合係数（Ｋｈ）が５．８以上、機械的品質係数（１Ｍ
３）が３５００以上、Ｐ／Ｖが４０ｄＢ以上、Ｐ／Ｖ
（７）ＣＶ値が２０Ｘ以下といずれも優れた特性を示し
た。
これに対し、他の比較例はいずれも上記特性をすべて満
足するものでなかった。
足するものでなかった。
以上、詳述した通り本発明の圧電磁器組成物は、特定比
率から成るＰｂＬａＭｎＴｉＯｓ系においてＬａの一部
をＳｒ、Ｃａ、Ｂａのいずれかの金属によって置換する
ことによって、製造時Ｌａの酸化物または炭酸化物とＭ
ｎの酸化物または炭酸物とを共存させて、ボールミル等
の湿式混合する場合、Ｓｒ＋Ｃａ、Ｂａの酸化物、炭酸
化物の混入により上述のＬａ化合物とＭｎ化合物の分離
を防止し、均一な組成の磁器を製造することができる。
率から成るＰｂＬａＭｎＴｉＯｓ系においてＬａの一部
をＳｒ、Ｃａ、Ｂａのいずれかの金属によって置換する
ことによって、製造時Ｌａの酸化物または炭酸化物とＭ
ｎの酸化物または炭酸物とを共存させて、ボールミル等
の湿式混合する場合、Ｓｒ＋Ｃａ、Ｂａの酸化物、炭酸
化物の混入により上述のＬａ化合物とＭｎ化合物の分離
を防止し、均一な組成の磁器を製造することができる。
それによって分離によって生じた特性のバラツキや波形
の乱れ（スプレアスの発生）を防止することができ、圧
電特性に優れた磁器組成物を安定に供給することができ
る。しかも本発明では製造工程が簡略であり、ＬａのＭ
ｎの分離に対する特別な対策を必要としないことから廉
価な圧電磁器組成物を供給できる。
の乱れ（スプレアスの発生）を防止することができ、圧
電特性に優れた磁器組成物を安定に供給することができ
る。しかも本発明では製造工程が簡略であり、ＬａのＭ
ｎの分離に対する特別な対策を必要としないことから廉
価な圧電磁器組成物を供給できる。
第１図は本発明の圧電磁器組成物の３倍波振動波形を示
す図、第２図は従来の圧電磁器組成物の３倍波振動波形
を示す図である。
す図、第２図は従来の圧電磁器組成物の３倍波振動波形
を示す図である。
Claims (2)
- （１）ＰｂＯを４２〜４８．５モル％、ＴｉＯ＿２を４
８〜５２モル％、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａのうち少なくとも１
種の金属の酸化物とＬａの酸化物との合計量で２．５〜
８モル％およびＭｎＯ＿２を０．１〜２．０モル％のモ
ル比で配合してなる圧電磁器組成物。 - （２）ＰｂＯを４２〜４８．５モル％、ＴｉＯ＿２を４
８〜５２モル％、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａの少なくとも１種の
金属の酸化物との合計量で２．５〜８モル％、ＭｎＯ＿
２を０．１〜２．０モル％およびＡｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃｒのうち少なくとも１種の金属の酸
化物を２．０モル％以下のモル比で配合してなる圧電磁
器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61300315A JPS63151667A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61300315A JPS63151667A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 圧電磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151667A true JPS63151667A (ja) | 1988-06-24 |
Family
ID=17883300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61300315A Pending JPS63151667A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63151667A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05139825A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-08 | Toyota Motor Corp | チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 |
| US5254278A (en) * | 1991-05-16 | 1993-10-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lead titanate based piezoelectric ceramic material |
| US5788876A (en) * | 1994-11-30 | 1998-08-04 | U.S. Philips Corporation | Complex substituted lanthanum-lead-zirconium-titanium perovskite, ceramic composition and actuator |
| US6090306A (en) * | 1998-02-12 | 2000-07-18 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramics |
| US6539802B1 (en) * | 1999-03-03 | 2003-04-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
| JP2020007198A (ja) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | 日本セラミック株式会社 | 表面実装対応の焦電型赤外線センサ用の焦電性磁器材料 |
-
1986
- 1986-12-16 JP JP61300315A patent/JPS63151667A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5254278A (en) * | 1991-05-16 | 1993-10-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lead titanate based piezoelectric ceramic material |
| JPH05139825A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-08 | Toyota Motor Corp | チタン酸鉛系圧電磁器の製造方法 |
| US5788876A (en) * | 1994-11-30 | 1998-08-04 | U.S. Philips Corporation | Complex substituted lanthanum-lead-zirconium-titanium perovskite, ceramic composition and actuator |
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| US6539802B1 (en) * | 1999-03-03 | 2003-04-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
| JP2020007198A (ja) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | 日本セラミック株式会社 | 表面実装対応の焦電型赤外線センサ用の焦電性磁器材料 |
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