JPWO2004026789A1 - 圧電磁器組成物、圧電素子及びこれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)Ag及び/又はAg化合物、並びに、Mo及び/又はMo化合物
(b)モリブデン酸銀[Ag2MoO4]
Ag2O添加量−MoO3添加量≦0.12モル% …(i)
0.24モル%≦Ag2O添加量≦0.48モル% …(ii)
0.12モル%≦MoO3添加量≦0.36モル% …(iii)
すなわち、Pb、Zr及びTiの元素を主成分とするペロブスカイト構造を有する複合酸化物に、Agまたはその化合物をAg2Oに、Moまたはその化合物をMoO3にそれぞれ換算したとき、Ag2O添加量−MoO3添加量≦0.12モル%の条件下でAg2Oを0.24モル%〜0.48モル%、MoO3を0.12モル%〜0.36モル%添加したことを特徴とする圧電磁器組成物が好ましい。
(A)Ag及び/又はAg化合物、Mo及び/又はMo化合物、並びに、W及び/又はW化合物
(B)モリブデンタングステン酸銀[Ag2Mo(1−X)WXO4](但し、Xは0.3〜0.7の数である。)
Ag2O添加量−((1−X)・MoO3+X・WO3)添加量≦0.12モル% …(1)
0.24モル%≦Ag2O添加量≦0.48モル% …(2)
0.12モル%≦(MoO3+WO3)添加量≦0.36モル% …(3)
[但し、Xは0.3〜0.7の数である。]
図2は、本発明による圧電素子の製造工程を示すフロー図である。
図3は、本発明による積層型圧電素子の第1の実施形態を示す模式断面図である。
図4は、本発明による積層型圧電素子の第2の実施形態を示す模式断面図である。
図5は、実施例における単板又は積層型圧電素子の製造工程を示すフロー図である。
図6は、試料41と試料49を成形したものを、熱分析装置により収縮挙動を調べた結果を示すグラフである。
(a)Ag及び/又はAg化合物、並びに、Mo及び/又はMo化合物
(b)モリブデン酸銀[Ag2MoO4]
Ag2O添加量−MoO3添加量≦0.12モル% …(i)
0.24モル%≦Ag2O添加量≦0.48モル% …(ii)
0.12モル%≦MoO3添加量≦0.36モル% …(iii)
(A)Ag及び/又はAg化合物、Mo及び/又はMo化合物、並びに、W及び/又はW化合物
(B)モリブデンタングステン酸銀[Ag2Mo(1−X)WXO4](但し、Xは0.3〜0.7の数である。)
Ag2O添加量−((1−X)・MoO3+X・WO3)添加量≦0.12モル% …(1)
0.24モル%≦Ag2O添加量≦0.48モル% …(2)
0.12モル%≦(MoO3+WO3)添加量≦0.36モル% …(3)
図5は、実施例における単板又は積層型圧電素子の製造工程を示すフロー図である。まず、複合酸化物の原料化合物(第1の原料)として、PbO、ZnO、Nb2O5、MgCO3、TiO2、ZrO2を準備し、基本組成が0.1Pb(Zn1/3Nb2/3)O3−0.2Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−0.38PbTiO3−0.32PbZrO3になるように各原料を秤量して配合させた。
上述のようにして得られた試料1〜24の単板圧電素子及び積層型圧電素子を用いて、各種の特性評価を行った。なお、試料1〜2では第2の原料を用いず、試料3では第2の原料としてAg2Oのみを用い、試料4では第2の原料としてMoO3のみを用い、試料5〜14では第2の原料としてAg2O及びMoO3を用い、試料15〜24では第2の原料としてAg2MoO4を用いて、上述の方法により単板圧電素子及び積層型圧電素子を作製した。まず、得られた単板圧電素子の試料に、120℃の絶縁油中で電圧2〜3kV/mm、30分の条件で分極処理を施した後、インピーダンスアナライザーを用いて、処理後の試料の静電容量C、共振周波数fr及び反共振周波数faを測定し、これらの結果から圧電歪定数d31を求めた。
第2の原料として、Ag2O、MoO3、Ag2MoO4に代えて、Ag2O、MoO3、WO3の3種類の酸化物、又はAg2(Mo0.5W0.5)O4を、表2に示す添加量にしたがって、又は、表3に示す組成となるように秤量して添加したこと以外は、実施例Aにおける単板及び積層型圧電素子の製造と同様にして試料25〜52の単板及び積層型圧電素子を製造した。なお、試料25の圧電素子では、内部電極として金属成分Pd:Ag=30:70である合金を用い、その他の試料では金属成分としてAgのみを用いた。
得られた試料25〜52の単板及び積層型圧電素子を用いて、各種の特性評価を行った。なお、試料25〜26では第2の原料を用いず、試料27では第2の原料としてAg2Oのみを用い、試料28では第2の原料としてMoO3及びWO3のみを用い、試料29〜38では第2の原料としてAg2O、MoO3及びWO3を用い、試料39〜48では第2の原料としてAg2(Mo0.5W0.5)O4を用い、試料49〜52では第2の原料としてAg2Mo(1−X)WXO4(但し、Xは0、0.3、0.7又は1。)を用いて、上述の方法により単板圧電素子及び積層型圧電素子を作製した。まず、得られた単板圧電素子の試料に、120℃の絶縁油中で電圧2〜3kV/mm、30分の条件で分極処理を施した後、インピーダンスアナライザーを用いて、処理後の試料の静電容量C、共振周波数fr及び反共振周波数faを測定し、これらの結果から圧電歪定数d31を求めた。
Claims (28)
- Pb、Zr及びTiを主成分とするペロブスカイト構造を有する複合酸化物と、下記(a)成分及び/又は(b)成分と、を含有する圧電磁器組成物。
(a)Ag及び/又はAg化合物、並びに、Mo及び/又はMo化合物
(b)モリブデン酸銀[Ag2MoO4] - Pb、Zr及びTiを主成分とするペロブスカイト構造を有する複合酸化物に、Ag及び/又はAg化合物、並びに、Mo及び/又はMo化合物を添加してなるものであり、モリブデン酸銀[Ag2MoO4]を含有する圧電磁器組成物。
- Pb、Zr及びTiを主成分とするペロブスカイト構造を有する複合酸化物に、モリブデン酸銀[Ag2MoO4]を0.12〜0.36モル%添加してなる圧電磁器組成物。
- Pb、Zr及びTiを主成分とするペロブスカイト構造を有する複合酸化物に、Ag及び/又はAg化合物、並びに、Mo及び/又はMo化合物を添加してなるものであり、AgをAg2Oに、MoをMoO3にそれぞれ換算したときの添加量が、下記式(i)〜(iii)の全てを満たす圧電磁器組成物。
Ag2O添加量−MoO3添加量≦0.12モル% …(i)
0.24モル%≦Ag2O添加量≦0.48モル% …(ii)
0.12モル%≦MoO3添加量≦0.36モル% …(iii) - モリブデン酸鉛[Pb2MoO5]を更に含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物。
- Pb、Zr及びTiを主成分とするペロブスカイト構造を有する複合酸化物と、下記(A)成分及び/又は(B)成分と、を含有する圧電磁器組成物。
(A)Ag及び/又はAg化合物、Mo及び/又はMo化合物、並びに、W及び/又はW化合物
(B)モリブデンタングステン酸銀[Ag2Mo(1−X)WXO4](但し、Xは0.3〜0.7の数である。) - Pb、Zr及びTiを主成分とするペロブスカイト構造を有する複合酸化物に、Ag及び/又はAg化合物、Mo及び/又はMo化合物、並びに、W及び/又はW化合物を添加してなるものであり、モリブデンタングステン酸銀[Ag2Mo(1−X)WXO4](但し、Xは0.3〜0.7の数である。)を含有する圧電磁器組成物。
- Pb、Zr及びTiを主成分とするペロブスカイト構造を有する複合酸化物に、モリブデンタングステン酸銀[Ag2Mo(1−X)WXO4](但し、Xは0.3〜0.7の数である。)を0.12〜0.36モル%添加してなる圧電磁器組成物。
- Pb、Zr及びTiを主成分とするペロブスカイト構造を有する複合酸化物に、Ag及び/又はAg化合物、Mo及び/又はMo化合物、並びに、W及び/又はW化合物を添加してなるものであり、Ag、Mo及びWをそれぞれAg2O、MoO3及びWO3に換算したときの添加量が、下記式(1)〜(3)の全てを満たす圧電磁器組成物。
Ag2O添加量−((1−X)・MoO3+X・WO3)添加量≦0.12モル% …(1)
0.24モル%≦Ag2O添加量≦0.48モル% …(2)
0.12モル%≦(MoO3+WO3)添加量≦0.36モル% …(3)
[但し、Xは0.3〜0.7の数である。] - モリブデンタングステン酸鉛[Pb2Mo(1−X)WXO4](但し、Xは0.3〜0.7の数である。)を更に含有する請求項6〜9のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物。
- 前記複合酸化物は、Zn、Mg及びNbを更に含有する請求項1〜10のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物。
- 前記複合酸化物は、aPb(Zn1/3Nb2/3)O3−bPb(Mg1/3Nb2/3)O3−cPbTiO3−dPbZrO3(但し、a+b+c+d=1である。)である請求項1〜11のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物を焼成してなり、モリブデン酸銀[Ag2MoO4]を含有する圧電素体。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物を焼成してなり、モリブデン酸銀[Ag2MoO4]及びモリブデン酸鉛[Pb2MoO5]を含有する圧電素体。
- 請求項6〜9のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物を焼成してなり、モリブデンタングステン酸銀[Ag2Mo(1−X)WXO4](但し、Xは0.3〜0.7の数である。)を含有する圧電素体。
- 請求項6〜10のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物を焼成してなり、モリブデンタングステン酸銀[Ag2Mo(1−X)WXO4](但し、Xは0.3〜0.7の数である。)及びモリブデンタングステン酸鉛[Pb2Mo(1−X)WXO4](但し、Xは0.3〜0.7の数である。)を含有する圧電素体。
- 互いに対抗する2つの電極と、該電極間に配置された圧電体層と、を備える単板圧電素子であって、
前記圧電体層は、請求項1〜12のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物からなる単板圧電素子。 - 互いに対抗する2つの電極と、該電極間に配置された圧電体層と、を備える単板圧電素子であって、
前記圧電体層は、請求項13〜16のいずれか一項に記載の圧電素体である単板圧電素子。 - 内部電極、圧電体層及び外部電極を備え、前記内部電極と前記圧電体層が交互に積層され、且つ、前記内部電極が前記外部電極に接続された積層型圧電素子であって、
前記圧電体層は、請求項1〜12のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物からなる積層型圧電素子。 - 内部電極、圧電体層及び外部電極を備え、前記内部電極と前記圧電体層が交互に積層され、且つ、前記内部電極が前記外部電極に接続された積層型圧電素子であって、
前記圧電体層は、請求項13〜16のいずれか一項に記載の圧電素体である積層型圧電素子。 - 内部電極、圧電体層及び外部電極を備え、前記内部電極と前記圧電体層が交互に積層され、且つ、前記積層方向に形成されたスルーホール内部の導体により前記内部電極と前記外部電極とが接続された積層型圧電素子であって、
前記圧電体層は、請求項1〜12のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物からなる積層型圧電素子。 - 内部電極、圧電体層及び外部電極を備え、前記内部電極と前記圧電体層が交互に積層され、且つ、前記積層方向に形成されたスルーホール内部の導体により前記内部電極と前記外部電極とが接続された積層型圧電素子であって、
前記圧電体層は、請求項13〜16のいずれか一項に記載の圧電素体である積層型圧電素子。 - 前記内部電極は、Agからなる請求項19〜22のいずれか一項に記載の積層型圧電素子。
- Pb、Zr及びTiを含む原料を仮焼成してペロブスカイト構造を有する複合酸化物を形成する工程と、
前記複合酸化物に、Ag及び/又はAg化合物、並びに、Mo及び/又はMo化合物を添加する工程と、
を有する圧電磁器組成物の製造方法。 - Pb、Zr及びTiを含む原料を仮焼成してペロブスカイト構造を有する複合酸化物を形成する工程と、
前記複合酸化物に、モリブデン酸銀[Ag2MoO4]を添加する工程と、
を有する圧電磁器組成物の製造方法。 - Pb、Zr及びTiを含む原料を仮焼成してペロブスカイト構造を有する複合酸化物を形成する工程と、
前記複合酸化物に、Ag及び/又はAg化合物、Mo及び/又はMo化合物、並びに、W及び/又はW化合物を添加する工程と、
を有する圧電磁器組成物の製造方法。 - Pb、Zr及びTiを含む原料を仮焼成してペロブスカイト構造を有する複合酸化物を形成する工程と、
前記複合酸化物に、モリブデンタングステン酸銀[Ag2Mo(1−X)WXO4](但し、Xは0.3〜0.7の数である。)を添加する工程と、
を有する圧電磁器組成物の製造方法。 - 請求項1〜12のいずれか一項に記載の圧電磁器組成物を備える本焼成前の圧電素子前駆体を、焼成温度850〜950℃で焼成する圧電素子の製造方法。
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