JPWO2018164068A1 - Complex oxide - Google Patents

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JPWO2018164068A1 JP2019504581A JP2019504581A JPWO2018164068A1 JP WO2018164068 A1 JPWO2018164068 A1 JP WO2018164068A1 JP 2019504581 A JP2019504581 A JP 2019504581A JP 2019504581 A JP2019504581 A JP 2019504581A JP WO2018164068 A1 JPWO2018164068 A1 JP WO2018164068A1
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Abstract

本発明は、下記式(I)または(II):Pb1−z/2([ZrxSn1−x]1−yTiy)1−zM1zO3(I);Pb1−w([ZrxSn1−x]1−yTiy)1−wM2wO3(II)[式中:xおよびyが、(x,y)の値によって描画される三角相図上で点A1(0.50,0.07)、点A2(0.50,0.17)、点A3(0.65,0.17)、点A4(0.75,0.13)、点A5(0.75,0.05)、点A6(0.70,0.03)、および点A7(0.60,0.07)を直線で結んだ領域(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、zが0.02以上0.06以下であり、wが0.02以上0.06以下である複合酸化物を提供する。The present invention provides the following formula (I) or (II): Pb1-z / 2 ([ZrxSn1-x] 1-yTiy) 1-zM1zO3 (I); Pb1-w ([ZrxSn1-x] 1-yTiy) 1. -WM2wO3 (II) [where: x and y are points A1 (0.50, 0.07) and A2 (0.50, 0) on the triangular phase diagram drawn by the values of (x, y). .17), point A3 (0.65, 0.17), point A4 (0.75, 0.13), point A5 (0.75, 0.05), point A6 (0.70, 0.03) ) And a point A7 (0.60, 0.07) connected by a straight line (not including the boundary), z is 0.02 or more and 0.06 or less, and w is 0. Provided is a composite oxide of 0.02 or more and 0.06 or less.

Description

本発明は、複合酸化物、詳細には、電気熱量効果を示す複合酸化物に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite oxide, and more particularly to a composite oxide exhibiting an electrocaloric effect.

近年、小型携帯機器(スマートフォン、タブレットPC)、さらにはデータサーバー等の電子機器においては、中央処理装置(CPU)やハードディスク(HDD)等の発熱による、機器のパフォーマンスの低下、電子機器の寿命の短命化、故障といった問題が顕在化している。このような問題に対しては、電子機器における熱マネージメントが重要である。しかしながら、スマートフォン等の小型電子機器は、その電源容量が小さく、また、大きな冷却デバイスを設置可能なスペースを有していない。したがって、このような小型電子機器では、現状、温度の制御は、筺体を介する放熱による手段しかなく、熱源と筺体をサーマルシートなどで熱結合し熱を逃がしている。一方、サーバーなどの大型電子機器では、電源容量およびスペースが十分にあるので、エアコンディショナーなどの空調設備、ペルチェ式冷却デバイス等が用いられている。   In recent years, in small portable devices (smartphones, tablet PCs), and further in electronic devices such as data servers, the heat generated by the central processing unit (CPU), hard disk (HDD), etc. causes a decrease in device performance and a decrease in the life of electronic devices. Problems such as shortening of life and breakdown are becoming apparent. Thermal management in electronic devices is important for such problems. However, small electronic devices such as smartphones have a small power supply capacity and do not have a space for installing a large cooling device. Therefore, in such a small electronic device, at present, the only means for controlling the temperature is to radiate heat through the housing, and the heat source and the housing are thermally coupled by a thermal sheet or the like to release the heat. On the other hand, large electronic devices such as servers have sufficient power supply capacity and space, so that air conditioning equipment such as air conditioners, Peltier cooling devices, and the like are used.

上記のような電気熱量効果を示す材料としては、例えば非特許文献1には、Pb0.99[(Zr0.75Sn0.20Ti0.050.98Nb0.02]O(Pb0.99Nb0.02[(Zr0.789Sn0.2110.95Ti0.05]Oと等価)という組成からなるペロブスカイト構造を有するニオブ添加チタン酸ジルコン酸スズ酸鉛系セラミックスが開示されている。非特許文献1では、このセラミックスの電気熱量効果をDirect測定法により評価し、161℃で3MV/mの電場印加時にΔT=2.6Kの電気熱量効果が発現することが記載されている。As a material exhibiting the above-mentioned electrocaloric effect, for example, in Non-Patent Document 1, Pb 0.99 [(Zr 0.75 Sn 0.20 Ti 0.05 ) 0.98 Nb 0.02 ] O 3 (Pb 0.99 Nb 0.02 [(Zr 0.789 Sn 0.211 ) 0.95 Ti 0.05 ] O 3 equivalent) Niobium titanate lead zirconate stannate having a perovskite structure having the composition Ceramics are disclosed. In Non-Patent Document 1, the electrocaloric effect of this ceramic is evaluated by the Direct measurement method, and it is described that the electrocaloric effect of ΔT = 2.6K is exhibited when an electric field of 3 MV / m is applied at 161 ° C.

また、非特許文献2には、BaTiOをベースとした商用の積層セラミックスコンデンサが開示されている。このセラミックスコンデンサの電気熱量効果を評価し、30MV/mの電場印加が可能であること、ΔT=0.55Kの電気熱量効果が発現することが記載されている。Non-Patent Document 2 discloses a commercial multilayer ceramic capacitor based on BaTiO 3 . The electrocaloric effect of this ceramic capacitor is evaluated, and it is described that an electric field of 30 MV / m can be applied and that the electrocaloric effect of ΔT = 0.55K is exhibited.

B. A. Tuttle and D. A. Payne, Ferroelectrics, 37, 603-606 (1981)B. A. Tuttle and D. A. Payne, Ferroelectrics, 37, 603-606 (1981) S Kar-Narayan and N D Mathur, J. Phys. D: Appl. Phys.43(2010) 032002 (4pp)S Kar-Narayan and N D Mathur, J. Phys. D: Appl. Phys. 43 (2010) 032002 (4pp)

小型電子機器において、上記のような筺体を介する放熱は、筺体の表面積が限られていることから限界がある。したがって、各熱源の温度を測定し、温度が所定の温度以上になった場合に、CPUなどのパフォーマンスを制限する(発熱自体を抑制する)ことで対応している。即ち、筺体の温度上昇が、CPU等のパフォーマンスの妨げになっていることがある。   In small electronic devices, there is a limit to heat dissipation through the housing as described above because the surface area of the housing is limited. Therefore, the temperature of each heat source is measured, and when the temperature exceeds a predetermined temperature, the performance of the CPU or the like is limited (the heat generation itself is suppressed). That is, an increase in the temperature of the housing may hinder the performance of the CPU or the like.

また、大型電子機器では、上記のような空調設備等により十分な冷却効果を得ることはできるが、消費電力が非常に大きいため熱マネジメントのために電力コストがかかる問題がある。   Further, in a large-sized electronic device, although a sufficient cooling effect can be obtained by the air conditioning equipment as described above, there is a problem in that the power consumption is so large that the power cost is required for the heat management.

そこで、本発明者は、上記の電気熱量効果に着目し、この電気熱量効果を示す複合酸化物を熱搬送デバイスに利用することに思い至った。本現象では制御電圧が必要であるが、上記複合酸化物は、絶縁体の強誘電体であるために消費電力は非常に小さく、電力コストが低く、電源容量の限られた小型携帯機器でも使用可能である。   Therefore, the present inventor has focused on the above-mentioned electrocaloric effect, and has come to the idea of using a composite oxide exhibiting this electrocaloric effect in a heat transfer device. A control voltage is required for this phenomenon, but since the above complex oxide is a ferroelectric insulator, it consumes very little power, has a low power cost, and is used in small portable devices with limited power capacity. It is possible.

電気熱量効果をサーバー冷却などの高温環境で利用する際に問題となるのが取り扱える熱量と素子の絶縁性である。電気熱量効果を用いた素子単一で取り扱える熱量をより大きくするためには、大きな電気熱量効果を示す材料を素子の誘電体層に用いる必要がある。また、電気熱量効果は印加できる電場が高いほど取り扱える熱量が大きくなるが、誘電体セラミックスは一般に高温で絶縁性が低下し、電圧印加時にリーク電流が流れることでジュール熱が発生してしまう。   When using the electrocaloric effect in a high temperature environment such as server cooling, the problem is the amount of heat that can be handled and the insulating properties of the elements. In order to further increase the amount of heat that can be handled by a single element using the electrocaloric effect, it is necessary to use a material having a large electrocaloric effect for the dielectric layer of the element. Further, as for the electrocaloric effect, the amount of heat that can be handled increases as the electric field that can be applied increases. However, in general, dielectric ceramics have low insulating properties at high temperatures, and Joule heat is generated due to leakage current flowing when a voltage is applied.

上記の非特許文献1に開示されたセラミックスは、高電場を印加することが難しいという問題がある。また、非特許文献2に開示されたセラミックスは、電気熱量効果の小さいBaTiOをベースとした強誘電体材料を用いているため、ΔTが小さいという問題がある。The ceramic disclosed in Non-Patent Document 1 has a problem that it is difficult to apply a high electric field. Further, since the ceramic disclosed in Non-Patent Document 2 uses a ferroelectric material based on BaTiO 3 which has a small electrocaloric effect, there is a problem that ΔT is small.

従って、本発明の目的は、大きな電気熱量効果を示し、かつ、絶縁性の高い複合酸化物を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a composite oxide exhibiting a large electrocaloric effect and having a high insulating property.

本発明者らは、鋭意検討した結果、Pb(Zr,Sn,Ti)複合酸化物に、Nb、Ta、WまたはMoをドープし、さらにこれらの割合を所定の範囲内とすることにより、大きな電気熱量効果と高い絶縁性を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that a Pb (Zr, Sn, Ti) composite oxide is doped with Nb, Ta, W, or Mo, and the proportion thereof is set within a predetermined range to obtain a large value. The inventors have found that an electrocaloric effect and high insulation can be achieved, and have completed the present invention.

本発明の第1の要旨によれば、下記式(I)または(II):
Pb1−z/2([ZrSn1−x1−yTi1−z (I)
Pb1−w([ZrSn1−x1−yTi1−w (II)
[式中:
は、NbまたはTaであり、
は、WまたはMoであり、
xおよびyは、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点A1(0.50,0.07)、
点A2(0.50,0.17)、
点A3(0.65,0.17)、
点A4(0.75,0.13)、
点A5(0.75,0.05)、
点A6(0.70,0.03)、および
点A7(0.60,0.07)
を直線で結んだ領域(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、
zは、0.02以上0.06以下であり、
wは、0.02以上0.06以下である。]
で表される複合酸化物が提供される。
According to the first aspect of the present invention, the following formula (I) or (II):
Pb 1-z / 2 ([ Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-z M 1 z O 3 (I)
Pb 1-w ([Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-w M 2 w O 3 (II)
[In the formula:
M 1 is Nb or Ta,
M 2 is W or Mo,
x and y are points A1 (0.50, 0.07) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point A2 (0.50, 0.17),
Point A3 (0.65, 0.17),
Point A4 (0.75, 0.13),
Point A5 (0.75,0.05),
Point A6 (0.70,0.03) and point A7 (0.60,0.07)
It is in the range surrounded by the area connecting straight lines (but not including the boundary),
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
w is 0.02 or more and 0.06 or less. ]
A complex oxide represented by:

本発明の第2の要旨によれば、
下記式(I)または(II):
Pb1−z/2([ZrSn1−x1−yTi1−z (I)
Pb1−w([ZrSn1−x1−yTi1−w (II)
[式中:
は、NbまたはTaであり、
は、WまたはMoであり、
xおよびyは、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点A11(0.55,0.15)、
点A12(0.70,0.15)、
点A13(0.75,0.13)、
点A14(0.75,0.05)、
点A15(0.70,0.05)、
点A16(0.65,0.08)、
点A17(0.60,0.09)および
点A18(0.55,0.09)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にあり、
zは0.02以上0.06以下であり、
wは0.02以上0.06以下である。]
式(I)または(II)で表される複合酸化物が提供される。
According to the second aspect of the present invention,
Formula (I) or (II) below:
Pb 1-z / 2 ([ Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-z M 1 z O 3 (I)
Pb 1-w ([Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-w M 2 w O 3 (II)
[In the formula:
M 1 is Nb or Ta,
M 2 is W or Mo,
x and y are points A11 (0.55, 0.15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point A12 (0.70, 0.15),
Point A13 (0.75, 0.13),
Point A14 (0.75,0.05),
Point A15 (0.70,0.05),
Point A16 (0.65, 0.08),
Point A17 (0.60,0.09) and point A18 (0.55,0.09)
It is in the range surrounded by the area that connects
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
w is 0.02 or more and 0.06 or less. ]
A composite oxide represented by formula (I) or (II) is provided.

本発明の第3の要旨によれば、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMを含む複合酸化物であって、
は、NbまたはTaであり、
は、WまたはMoであり、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C1(50,7)、
点C2(50,17)、
点C3(65,17)、
点C4(75,13)、
点C5(75,5)、
点C6(70,3)、および
点C7(60,7)
を直線で結んだ領域(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下である、
複合酸化物が提供される。
According to the third aspect of the present invention,
A composite oxide containing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 or M 2 ,
M 1 is Nb or Ta,
M 2 is W or Mo,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C1 (50, 7) on the trigonometric diagram drawn by the value of (p, q),
Point C2 (50,17),
Point C3 (65, 17),
Point C4 (75,13),
Point C5 (75,5),
Point C6 (70,3) and point C7 (60,7)
It is in the range surrounded by the area connecting straight lines (but not including the boundary),
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
A composite oxide is provided.

本発明の第4の要旨によれば、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMを含む複合酸化物であって、
は、NbまたはTaであり、
は、WまたはMoであり、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C11(55,15)、
点C12(70,15)、
点C13(75,13)、
点C14(75,5)、
点C15(70,5)、
点C16(65,8)、
点C17(60,9)および
点C18(55,9)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にあり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下である、
複合酸化物が提供される。
According to the fourth aspect of the present invention,
A composite oxide containing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 or M 2 ,
M 1 is Nb or Ta,
M 2 is W or Mo,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C11 (55, 15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point C12 (70,15),
Point C13 (75,13),
Point C14 (75,5),
Point C15 (70,5),
Point C16 (65,8),
Point C17 (60,9) and point C18 (55,9)
It is in the range surrounded by the area that connects
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
A composite oxide is provided.

本発明の第5の要旨によれば、複数の電極層と、該電極層間に位置する複数の誘電体層とを有して成る積層体を含んで成る吸発熱素子であって、前記誘電体層が、上記の複合酸化物から構成される吸発熱素子が提供される。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an endothermic device comprising a laminated body having a plurality of electrode layers and a plurality of dielectric layers located between the electrode layers, the dielectric body comprising: There is provided an endothermic heating element whose layer is composed of the above complex oxide.

本発明の第6の要旨によれば、上記の吸発熱素子を有してなる電子機器が提供される。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electronic device including the heat absorbing / heating element.

本発明の第7の要旨によれば、
Pb、Zr、Sn、TiおよびM(Mは、NbまたはTaである)またはM(Mは、WまたはMoである)を含む複合酸化物の製造方法であって、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMの酸化物または塩を、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C1(50,7)、
点C2(50,17)、
点C3(65,17)、
点C4(75,13)、
点C5(75,5)、
点C6(70,3)、および
点C7(60,7)
を直線で結んだ領域(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下である、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−(r/2))モル部、または
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−s)モル部、
となる割合で混合し、焼成後に前記割合となるような鉛雰囲気下で焼成することによる製造方法が提供される。
According to the seventh aspect of the present invention,
A method for producing a composite oxide containing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 (M 1 is Nb or Ta) or M 2 (M 2 is W or Mo), comprising:
Pb, Zr, Sn, Ti and an oxide or salt of M 1 or M 2 ,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C1 (50, 7) on the trigonometric diagram drawn by the value of (p, q),
Point C2 (50,17),
Point C3 (65, 17),
Point C4 (75,13),
Point C5 (75,5),
Point C6 (70,3) and point C7 (60,7)
It is in the range surrounded by the area connecting straight lines (but not including the boundary),
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
When M 1 is included, the content of Pb based on 100 parts by mole of Zr, Sn, Ti and M 1 is (100− (r / 2)), or when M 2 is included, Zr, Sn, The content of Pb contained in 100 parts by mole of Ti and M 2 is (100-s) parts by mole,
A manufacturing method is provided by mixing the above components in a proportion such that the above content is obtained and then firing in a lead atmosphere such that the above content is obtained.

本発明の第8の要旨によれば、
Pb、Zr、Sn、TiおよびM(Mは、NbまたはTaである)またはM(Mは、WまたはMoである)を含む複合酸化物の製造方法であって、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMの酸化物または塩を、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C11(55,15)、
点C12(70,15)、
点C13(75,13)、
点C14(75,5)、
点C15(70,5)、
点C16(65,8)、
点C17(60,9)および
点C18(55,9)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にあり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下であり、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−(r/2))モル部、または
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−s)モル部、
となる割合で混合し、焼成後に前記割合となるような鉛雰囲気下で焼成することによる製造方法が提供される。
According to the eighth aspect of the present invention,
A method for producing a composite oxide containing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 (M 1 is Nb or Ta) or M 2 (M 2 is W or Mo), comprising:
Pb, Zr, Sn, Ti and an oxide or salt of M 1 or M 2 ,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C11 (55, 15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point C12 (70,15),
Point C13 (75,13),
Point C14 (75,5),
Point C15 (70,5),
Point C16 (65,8),
Point C17 (60,9) and point C18 (55,9)
It is in the range surrounded by the area that connects
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
When M 1 is included, the content of Pb based on 100 parts by mole of Zr, Sn, Ti and M 1 is (100− (r / 2)), or when M 2 is included, Zr, Sn, The content of Pb contained in 100 parts by mole of Ti and M 2 is (100-s) parts by mole,
A manufacturing method is provided by mixing the above components in a proportion such that the above content is obtained and then firing in a lead atmosphere such that the above content is obtained.

本発明によれば、電気熱量効果が大きく、絶縁性が高い複合酸化物を提供することができる。   According to the present invention, a composite oxide having a large electrocaloric effect and a high insulating property can be provided.

図1は、本発明に用いられる吸発熱素子の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an endothermic heat generating element used in the present invention. 図2は、本発明に用いられる別の吸発熱素子の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another heat absorbing / heating element used in the present invention. 図3は、実施例におけるz=0.02の試料(試料番号1〜27)についてのZr、SnおよびTiの組成三角相図である。FIG. 3 is a compositional triangular phase diagram of Zr, Sn, and Ti with respect to the sample of z = 0.02 (Sample Nos. 1 to 27) in the example. 図4は、試料番号22に関する、ΔTの電場依存性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the electric field dependence of ΔT for sample number 22. 図5は、試料番号22に関する、電場印加時のΔTの温度依存性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the temperature dependence of ΔT when an electric field is applied, for sample number 22.

本発明の電気熱量効果を示す材料は、MまたはMがドープされたPb(Zr,Sn,Ti)複合酸化物である。The material exhibiting the electrocaloric effect of the present invention is a Pb (Zr, Sn, Ti) complex oxide doped with M 1 or M 2 .

一の態様において、本発明の複合酸化物は、下記式(I)または(II):
Pb1−z/2([ZrSn1−x1−yTi1−z (I)
Pb1−w([ZrSn1−x1−yTi1−w (II)
[式中:
は、NbまたはTaであり、
は、WまたはMoであり、
xは、0.55以上0.75以下、好ましくは0.55以上0.70以下であり、
yは、0.05以上0.15以下であり、
zは、0.02以上0.06以下であり、
wは、0.02以上0.06以下である。]
で表される複合酸化物である。
In one embodiment, the composite oxide of the present invention has the following formula (I) or (II):
Pb 1-z / 2 ([ Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-z M 1 z O 3 (I)
Pb 1-w ([Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-w M 2 w O 3 (II)
[In the formula:
M 1 is Nb or Ta,
M 2 is W or Mo,
x is 0.55 or more and 0.75 or less, preferably 0.55 or more and 0.70 or less,
y is 0.05 or more and 0.15 or less,
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
w is 0.02 or more and 0.06 or less. ]
Is a complex oxide represented by.

上記式中、xは、0.55以上0.75以下、好ましくは0.55以上0.70以下、より好ましくは0.60より大きく0.70以下であり、例えば0.60より大きく0.65以下または0.65以上0.70以下であり得る。   In the above formula, x is 0.55 or more and 0.75 or less, preferably 0.55 or more and 0.70 or less, more preferably more than 0.60 and 0.70 or less, for example, more than 0.60 and 0. It may be 65 or less or 0.65 or more and 0.70 or less.

上記式中、yは、0.05以上0.15以下、好ましくは0.05以上0.10以下、より好ましくは0.05以上0.08未満、例えば0.05、0.06または0.07であり得る。また、別の態様において、yは、好ましくは0.07以上0.10以下、より好ましくは0.09以上0.10以下であってもよい。   In the above formula, y is 0.05 or more and 0.15 or less, preferably 0.05 or more and 0.10 or less, more preferably 0.05 or more and less than 0.08, for example, 0.05, 0.06 or 0. It can be 07. In another aspect, y may be preferably 0.07 or more and 0.10 or less, more preferably 0.09 or more and 0.10 or less.

xおよびyについて、上記の範囲とすることにより、本発明の複合酸化物は、大きな電気熱量効果を発現し得る。特に、本発明の複合酸化物は、80℃以上160℃以下の温度範囲であっても、大きな電気熱量効果を発現し得る。さらに、本発明の複合酸化物は、高い耐電圧性等を有し得る。特に、本発明の複合酸化物は、80℃以上160℃以下の温度範囲であっても、高い耐電圧性を有し得る。   By setting x and y within the above ranges, the composite oxide of the present invention can exhibit a large electrocaloric effect. In particular, the composite oxide of the present invention can exhibit a large electrocaloric effect even in the temperature range of 80 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. Furthermore, the composite oxide of the present invention can have high withstand voltage and the like. In particular, the composite oxide of the present invention can have high withstand voltage even in the temperature range of 80 ° C. or higher and 160 ° C. or lower.

上記式中、zは、0.02以上0.06以下、例えば0.03以上0.06以下または0.03以上0.05以下であり得る。   In the above formula, z may be 0.02 or more and 0.06 or less, for example 0.03 or more and 0.06 or less, or 0.03 or more and 0.05 or less.

上記式中、wは、0.02以上0.06以下、例えば0.03以上0.06以下または0.03以上0.05以下であり得る。   In the above formula, w may be 0.02 or more and 0.06 or less, for example 0.03 or more and 0.06 or less, or 0.03 or more and 0.05 or less.

zおよびwについて、上記の範囲とすることにより、本発明の複合酸化物は、広い温度範囲にわたって高い絶縁性を有し得る。   By setting z and w in the above ranges, the composite oxide of the present invention can have high insulating properties over a wide temperature range.

一の態様において、本発明の複合酸化物は、
xおよびyが、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点A1(0.50,0.07)、
点A2(0.50,0.17)、
点A3(0.65,0.17)、
点A4(0.75,0.13)、
点A5(0.75,0.05)、
点A6(0.70,0.03)、および
点A7(0.60,0.07)
を直線で結んだ領域(即ち、A1−A2−A3−A4−A5−A6−A7−A1を順に結んだ領域)(ただし、境界は含まない)に囲まれる範囲にあり、
zが0.02以上0.06以下であり、
wが0.02以上0.06以下である、上記式(I)または(II)で表される複合酸化物であり得る。
In one aspect, the complex oxide of the present invention is
x and y are points A1 (0.50, 0.07) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point A2 (0.50, 0.17),
Point A3 (0.65, 0.17),
Point A4 (0.75, 0.13),
Point A5 (0.75,0.05),
Point A6 (0.70,0.03) and point A7 (0.60,0.07)
In a range surrounded by a straight line (that is, a region in which A1-A2-A3-A4-A5-A6-A7-A1 are sequentially connected) (however, the boundary is not included),
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
It may be a composite oxide represented by the above formula (I) or (II), in which w is 0.02 or more and 0.06 or less.

別の態様において、本発明の複合酸化物は、
xおよびyが、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点A1(0.50,0.07)、
点A2(0.50,0.17)、
点A3(0.65,0.17)、
点A4(0.75,0.13)、
点A5(0.75,0.05)、
点A6(0.70,0.03)、および
点A8(0.65,0.07)
を直線で結んだ領域(即ち、A1−A2−A3−A4−A5−A6−A8−A1を順に結んだ領域)(ただし、境界は含まない)に囲まれる範囲にあり、
zが0.02以上0.06以下であり、
wが0.02以上0.06以下である、上記式(I)または(II)で表される複合酸化物であり得る。
In another aspect, the complex oxide of the present invention is
x and y are points A1 (0.50, 0.07) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point A2 (0.50, 0.17),
Point A3 (0.65, 0.17),
Point A4 (0.75, 0.13),
Point A5 (0.75,0.05),
Point A6 (0.70,0.03) and point A8 (0.65,0.07)
Is in a range surrounded by a straight line (that is, a region in which A1-A2-A3-A4-A5-A6-A8-A1 are sequentially connected) (however, the boundary is not included),
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
It may be a composite oxide represented by the above formula (I) or (II), in which w is 0.02 or more and 0.06 or less.

好ましい態様において、本発明の複合酸化物は、
xおよびyが、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点A11(0.55,0.15)、
点A12(0.70,0.15)、
点A13(0.75,0.13)、
点A14(0.75,0.05)、
点A15(0.70,0.05)、
点A16(0.65,0.08)、
点A17(0.60,0.09)および
点A18(0.55,0.09)
を直線で結んだ領域(即ち、A11−A12−A13−A14−A15−A16−A17−A18−A11を順に結んだ領域)に囲まれる範囲にあり、
zが0.02以上0.06以下であり、
wが0.02以上0.06以下である、上記式(I)または(II)で表される複合酸化物であり得る。
In a preferred embodiment, the composite oxide of the present invention is
x and y are points A11 (0.55, 0.15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point A12 (0.70, 0.15),
Point A13 (0.75, 0.13),
Point A14 (0.75,0.05),
Point A15 (0.70,0.05),
Point A16 (0.65, 0.08),
Point A17 (0.60,0.09) and point A18 (0.55,0.09)
In a region connected by a straight line (that is, a region in which A11-A12-A13-A14-A15-A16-A17-A18-A11 are sequentially connected),
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
It may be a composite oxide represented by the above formula (I) or (II), in which w is 0.02 or more and 0.06 or less.

好ましい態様において、本発明の複合酸化物は、
xおよびyが、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点B1(0.55,0.15)、
点B2(0.60,0.15)、
点B3(0.65,0.15)、
点B4(0.70,0.13)、
点B5(0.70,0.09)、
点B6(0.70,0.05)、
点B7(0.65,0.07)、
点B8(0.60,0.09)および
点B9(0.55,0.09)
を直線で結んだ領域(即ち、B1−B2−B3−B4−B5−B6−B7−B8−B9−B1を順に結んだ領域)に囲まれる範囲にあり、
zが0.02以上0.06以下であり、
wが0.02以上0.06以下である、上記式(I)または(II)で表される複合酸化物であり得る。
In a preferred embodiment, the composite oxide of the present invention is
x and y are points B1 (0.55, 0.15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point B2 (0.60, 0.15),
Point B3 (0.65, 0.15),
Point B4 (0.70, 0.13),
Point B5 (0.70,0.09),
Point B6 (0.70,0.05),
Point B7 (0.65, 0.07),
Point B8 (0.60,0.09) and point B9 (0.55,0.09)
In a region surrounded by a straight line (that is, a region in which B1-B2-B3-B4-B5-B6-B7-B8-B9-B1 are sequentially connected),
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
It may be a composite oxide represented by the above formula (I) or (II), in which w is 0.02 or more and 0.06 or less.

別の好ましい態様において、本発明の複合酸化物は、
xおよびyが、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点B1(0.55,0.15)、
点B2(0.60,0.15)、
点B3(0.65,0.15)、
点B4(0.70,0.13)、
点B5(0.70,0.09)、
点B6(0.70,0.05)、
点B7’(0.65,0.08)、
点B8(0.60,0.09)および
点B9(0.55,0.09)
を直線で結んだ領域(即ち、B1−B2−B3−B4−B5−B6−B7’−B8−B9−B1を順に結んだ領域)に囲まれる範囲にあり、
zが0.02以上0.06以下であり、
wが0.02以上0.06以下である、上記式(I)または(II)で表される複合酸化物であり得る。
In another preferred embodiment, the composite oxide of the present invention is
x and y are points B1 (0.55, 0.15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point B2 (0.60, 0.15),
Point B3 (0.65, 0.15),
Point B4 (0.70, 0.13),
Point B5 (0.70,0.09),
Point B6 (0.70,0.05),
Point B7 '(0.65, 0.08),
Point B8 (0.60,0.09) and point B9 (0.55,0.09)
In a region surrounded by a straight line (that is, a region in which B1-B2-B3-B4-B5-B6-B7'-B8-B9-B1 are sequentially connected),
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
It may be a composite oxide represented by the above formula (I) or (II), in which w is 0.02 or more and 0.06 or less.

より好ましい態様において、本発明の複合酸化物は、
xおよびyが、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点B11(0.60,0.13)、
点B12(0.70,0.13)および
点B13(0.70,0.09)
を直線で結んだ領域(即ち、B11−B12−B13−B11を順に結んだ領域)に囲まれる範囲にあり、
zが0.02以上0.06以下であり、
wが0.02以上0.06以下である、上記式(I)または(II)で表される複合酸化物であり得る。
In a more preferred embodiment, the composite oxide of the present invention is
x and y are points B11 (0.60, 0.13) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point B12 (0.70, 0.13) and point B13 (0.70, 0.09)
In a region surrounded by a straight line (that is, a region in which B11-B12-B13-B11 are sequentially connected),
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
It may be a composite oxide represented by the above formula (I) or (II), in which w is 0.02 or more and 0.06 or less.

上記の範囲とすることにより、本発明の複合酸化物は、より大きな電気熱量効果およびより高い耐電圧性等を有し得る。   By setting it as the said range, the composite oxide of this invention can have a larger electrocaloric effect, higher withstand voltage, etc.

一の態様において、本発明の複合酸化物は、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMを含む複合酸化物であって、
は、NbまたはTaであり、
は、WまたはMoであり、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pは、55以上75以下、好ましくは55以上70以下であり、
qは、5以上15以下であり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下である、
複合酸化物であり得る。
In one aspect, the complex oxide of the present invention is
A composite oxide containing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 or M 2 ,
M 1 is Nb or Ta,
M 2 is W or Mo,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p is 55 or more and 75 or less, preferably 55 or more and 70 or less,
q is 5 or more and 15 or less,
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
It can be a complex oxide.

上記pは、55以上75以下、好ましくは55以上70以下、より好ましくは60より大きく70以下であり、例えば60より大きく65以下または65以上70以下であり得る。   The above p may be 55 or more and 75 or less, preferably 55 or more and 70 or less, more preferably more than 60 and 70 or less, for example, more than 60 and 65 or less, or 65 or more and 70 or less.

上記qは、5以上15以下、好ましくは5以上10以下、より好ましくは5以上8未満、例えば5、6または7であり得る。また、別の態様において、qは、好ましくは7以上10以下、より好ましくは9以上10以下であってもよい。   The q may be 5 or more and 15 or less, preferably 5 or more and 10 or less, more preferably 5 or more and less than 8, such as 5, 6 or 7. In another aspect, q may be preferably 7 or more and 10 or less, more preferably 9 or more and 10 or less.

pおよびqについて、上記の範囲とすることにより、本発明の複合酸化物は、大きな電気熱量効果を発現し得る。特に、本発明の複合酸化物は、80℃以上160℃以下の温度範囲であっても、大きな電気熱量効果を発現し得る。さらに、本発明の複合酸化物は、高い耐電圧性等を有し得る。特に、本発明の複合酸化物は、80℃以上160℃以下の温度範囲であっても、高い耐電圧性を有し得る。   By setting p and q within the above ranges, the composite oxide of the present invention can exhibit a large electrocaloric effect. In particular, the composite oxide of the present invention can exhibit a large electrocaloric effect even in the temperature range of 80 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. Furthermore, the composite oxide of the present invention can have high withstand voltage and the like. In particular, the composite oxide of the present invention can have high withstand voltage even in the temperature range of 80 ° C. or higher and 160 ° C. or lower.

上記rは、2以上6以下、例えば3以上6以下または3以上5以下であり得る。   The r may be 2 or more and 6 or less, for example 3 or more and 6 or less, or 3 or more and 5 or less.

上記sは、2以上6以下、例えば3以上6以下または3以上5以下であり得る。   The s can be 2 or more and 6 or less, for example 3 or more and 6 or less, or 3 or more and 5 or less.

rおよびsについて、上記の範囲とすることにより、本発明の複合酸化物は、広い温度範囲にわたって高い絶縁性を有し得る。   By setting r and s in the above ranges, the composite oxide of the present invention can have high insulating properties over a wide temperature range.

一の態様において、本発明の複合酸化物は、
pおよびqが、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C1(50,7)、
点C2(50,17)、
点C3(65,17)、
点C4(75,13)、
点C5(75,5)、
点C6(70,3)、および
点C7(60,7)
を直線で結んだ領域(即ち、C1−C2−C3−C4−C5−C6−C7−C1を順に結んだ領域)(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、
rが2以上6以下であり、
sが2以上6以下である、上記の複合酸化物であり得る。
In one aspect, the complex oxide of the present invention is
p and q are points C1 (50, 7) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point C2 (50,17),
Point C3 (65, 17),
Point C4 (75,13),
Point C5 (75,5),
Point C6 (70,3) and point C7 (60,7)
Is in a range surrounded by a straight line (that is, a region in which C1-C2-C3-C4-C5-C6-C7-C1 are sequentially connected) (however, the boundary is not included),
r is 2 or more and 6 or less,
It may be the above composite oxide in which s is 2 or more and 6 or less.

別の態様において、本発明の複合酸化物は、
pおよびqが、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C1(50,7)、
点C2(50,17)、
点C3(65,17)、
点C4(75,13)、
点C5(75,5)、
点C6(70,3)、および
点C8(65,7)
を直線で結んだ領域(即ち、C1−C2−C3−C4−C5−C6−C8−C1を順に結んだ領域)(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、
rが2以上6以下であり、
sが2以上6以下である、上記の複合酸化物であり得る。
In another aspect, the complex oxide of the present invention is
p and q are points C1 (50, 7) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point C2 (50,17),
Point C3 (65, 17),
Point C4 (75,13),
Point C5 (75,5),
Point C6 (70,3) and point C8 (65,7)
In a range surrounded by a straight line (that is, a region in which C1-C2-C3-C4-C5-C6-C8-C1 are sequentially connected) (however, the boundary is not included),
r is 2 or more and 6 or less,
It may be the above composite oxide in which s is 2 or more and 6 or less.

好ましい態様において、本発明の複合酸化物は、
pおよびqが、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C11(55,15)、
点C12(70,15)、
点C13(75,13)、
点C14(75,5)、
点C15(70,5)、
点C16(65,8)、
点C17(60,9)および
点C18(55,9)
を直線で結んだ領域(即ち、C11−C12−C13−C14−C15−C16−C17−C18−C11を順に結んだ領域)に囲まれる範囲にあり、
rが2以上6以下であり、
sが2以上6以下である、上記の複合酸化物であり得る。
In a preferred embodiment, the composite oxide of the present invention is
p and q are points C11 (55, 15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point C12 (70,15),
Point C13 (75,13),
Point C14 (75,5),
Point C15 (70,5),
Point C16 (65,8),
Point C17 (60,9) and point C18 (55,9)
In a region connected by a straight line (that is, a region in which C11-C12-C13-C14-C15-C16-C17-C18-C11 are sequentially connected),
r is 2 or more and 6 or less,
It may be the above composite oxide in which s is 2 or more and 6 or less.

好ましい態様において、本発明の複合酸化物は、
pおよびqが、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点D1(55,15)、
点D2(60,15)、
点D3(65,15)、
点D4(70,13)、
点D5(70,9)、
点D6(70,5)、
点D7(65,7)、
点D8(60,9)および
点D9(55,9)
を直線で結んだ領域(即ち、D1−D2−D3−D4−D5−D6−D7−D8−D9−D1を順に結んだ領域)に囲まれる範囲にあり、rが2以上6以下であり、sが2以上6以下である、上記の複合酸化物であり得る。
In a preferred embodiment, the composite oxide of the present invention is
p and q are points D1 (55, 15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point D2 (60,15),
Point D3 (65,15),
Point D4 (70,13),
Point D5 (70,9),
Point D6 (70,5),
Point D7 (65,7),
Point D8 (60,9) and point D9 (55,9)
In a range surrounded by a straight line (that is, a region in which D1-D2-D3-D4-D5-D6-D7-D8-D9-D1 are sequentially connected), r is 2 or more and 6 or less, It may be the above composite oxide in which s is 2 or more and 6 or less.

別の好ましい態様において、本発明の複合酸化物は、
pおよびqが、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点D1(55,15)、
点D2(60,15)、
点D3(65,15)、
点D4(70,13)、
点D5(70,9)、
点D6(70,5)、
点D7’(65,8)、
点D8(60,9)および
点D9(55,9)
を直線で結んだ領域(即ち、D1−D2−D3−D4−D5−D6−D7−D8−D9−D1を順に結んだ領域)に囲まれる範囲にあり、rが2以上6以下であり、sが2以上6以下である、上記の複合酸化物であり得る。
In another preferred embodiment, the composite oxide of the present invention is
p and q are points D1 (55, 15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point D2 (60,15),
Point D3 (65,15),
Point D4 (70,13),
Point D5 (70,9),
Point D6 (70,5),
Point D7 '(65,8),
Point D8 (60,9) and point D9 (55,9)
In a range surrounded by a straight line (that is, a region in which D1-D2-D3-D4-D5-D6-D7-D8-D9-D1 are sequentially connected), r is 2 or more and 6 or less, It may be the above composite oxide in which s is 2 or more and 6 or less.

より好ましい態様において、本発明の複合酸化物は、
pおよびqが、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点D11(60,13)、
点D12(70,13)および
点D13(70,9)
を直線で結んだ領域(即ち、D11−D12−D13−D11を順に結んだ領域)に囲まれる範囲にあり、rが2以上6以下であり、sが2以上6以下である、上記の複合酸化物であり得る。
In a more preferred embodiment, the composite oxide of the present invention is
p and q are points D11 (60, 13) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point D12 (70,13) and point D13 (70,9)
Is in a range surrounded by a region in which a straight line is connected (that is, a region in which D11-D12-D13-D11 are sequentially connected), r is 2 or more and 6 or less, and s is 2 or more and 6 or less. It can be an oxide.

上記の範囲とすることにより、本発明の複合酸化物は、より大きな電気熱量効果およびより高い耐電圧性等を有し得る。   By setting it as the said range, the composite oxide of this invention can have a larger electrocaloric effect, higher withstand voltage, etc.

一の態様において、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部は、(100−(r/2))モル部であり、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部は、(100−s)モル部である。
In one aspect,
When M 1 is included, the content of Pb contained in Zr, Sn, Ti, and M 1 is 100 ((r / 2)).
When M 2 is included, the content of Pb in 100 parts by mole of Zr, Sn, Ti and M 2 is (100-s).

本発明の複合酸化物は、ペロブスカイト構造を有し得る。   The composite oxide of the present invention may have a perovskite structure.

本発明の複合酸化物は、サーバーや電子部品の冷却に必要な80℃以上160℃以下の温度領域で大きな電気熱量効果を奏し得る。本発明は如何なる理論にも拘束されないが、本発明の複合酸化物は、母相の有する強誘電、反強誘電および常誘電の3つの相転移点が1点に集まるような組成領域を利用することで無電場下での状態数が多くなり、低電場でも大きなエントロピー変化を引き起こすことが可能になると考えられる。その結果、これまでにない大きなΔTを達成できる。また、本発明の複合酸化物は、Nb、Ta、WまたはMo等のドナー元素を添加することにより、高い温度領域まで、例えば80℃以上160℃以下の温度領域において、絶縁性が高く、印加電場の低下が抑制される。また、素子の熱的破壊につながるリーク電流によるジュール発熱が抑制される。   The complex oxide of the present invention can exert a large electrocaloric effect in the temperature range of 80 ° C. or higher and 160 ° C. or lower required for cooling servers and electronic components. Although the present invention is not bound by any theory, the composite oxide of the present invention utilizes a composition region in which the three phase transition points of the parent phase, ferroelectric, antiferroelectric and paraelectric, are gathered at one point. As a result, the number of states under a non-electric field increases and it is possible to cause a large entropy change even in a low electric field. As a result, an unprecedentedly large ΔT can be achieved. Further, the composite oxide of the present invention has a high insulating property by adding a donor element such as Nb, Ta, W, or Mo to a high temperature region, for example, in a temperature region of 80 ° C. or higher and 160 ° C. or lower, The reduction of the electric field is suppressed. In addition, Joule heat generation due to a leak current that leads to thermal destruction of the element is suppressed.

上記のように本発明の複合酸化物は、80℃以上160℃以下の温度領域において、大きな電気熱量効果を示す。具体的には、本発明の複合酸化物は、80℃以上160℃以下の温度領域において、10MV/mの電場を印加した場合に、2.0K以上、好ましくは2.5K以上、より好ましくは3.0K以上のΔTを示す。   As described above, the composite oxide of the present invention exhibits a large electrocaloric effect in the temperature range of 80 ° C or higher and 160 ° C or lower. Specifically, the composite oxide of the present invention is 2.0 K or more, preferably 2.5 K or more, more preferably when an electric field of 10 MV / m is applied in a temperature range of 80 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. A ΔT of 3.0 K or more is shown.

ここに、ΔTとは、試料への電場の印加および除去により生じる試料の温度変化を意味する。ΔTは、試料に極細熱電対を直接はりつけ、電場印加時および除去時の温度変化を測定することにより、求めることができる。また、ΔTの測定方法は試料の温度が測定可能な方法であれば白金測温抵抗体やサーミスタ素子を直接貼りつけてもよく、非接触でIRカメラ(赤外線カメラ・サーモビュワー)を用いてもよい。   Here, ΔT means a temperature change of the sample caused by application and removal of an electric field to the sample. ΔT can be obtained by directly attaching an ultrafine thermocouple to the sample and measuring the temperature change during the application and removal of the electric field. As for the method of measuring ΔT, a platinum resistance temperature detector or a thermistor element may be directly attached as long as the temperature of the sample can be measured, or an IR camera (infrared camera / thermoviewer) may be used without contact. Good.

また、本発明の複合酸化物は、広い温度範囲にわたって高い絶縁性を有し得る。   Moreover, the complex oxide of the present invention can have high insulating properties over a wide temperature range.

本発明の複合酸化物は、例えば、80℃以上160℃以下の温度領域において、1×10Ω・cm以上、1×1014Ω・cm以下、好ましくは1×10Ω・cm以上、1×1012Ω・cm以下、より好ましくは1×1010Ω・cm以上、1×1012Ω・cm以下の比抵抗を有する。The complex oxide of the present invention has, for example, 1 × 10 8 Ω · cm or more and 1 × 10 14 Ω · cm or less, preferably 1 × 10 9 Ω · cm or more, in a temperature range of 80 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. It has a specific resistance of 1 × 10 12 Ω · cm or less, more preferably 1 × 10 10 Ω · cm or more and 1 × 10 12 Ω · cm or less.

また、本発明の複合酸化物は、広い温度範囲にわたって高い耐電圧特性を有し得る。   Further, the composite oxide of the present invention can have high withstand voltage characteristics over a wide temperature range.

本発明の複合酸化物は、80℃以上160℃以下の温度領域において、10MV/m以上、好ましくは20MV/m以上、より好ましくは30MV/mの耐電圧を示す。   The composite oxide of the present invention exhibits a withstand voltage of 10 MV / m or more, preferably 20 MV / m or more, more preferably 30 MV / m in the temperature range of 80 ° C. or more and 160 ° C. or less.

また、本発明の複合酸化物は、比較的低い電場であっても、相転移することができ、即ち大きな電気熱量効果を発現することができる。従って、本発明の複合酸化物は、強電場を印加しにくい比較的厚みの大きな形状であっても、高い電気熱量効果を発現し得る。   Further, the complex oxide of the present invention can undergo a phase transition even if the electric field is relatively low, that is, it can exhibit a large electrocaloric effect. Therefore, the complex oxide of the present invention can exhibit a high electrocaloric effect even in a shape having a relatively large thickness in which it is difficult to apply a strong electric field.

本発明の複合酸化物は、例えば、Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMの酸化物または塩を混合し、焼成することにより得ることができる。Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMが所定の割合となるように混合し、鉛雰囲気中で焼成を行うことにより、得られる複合酸化物からの鉛揮発を抑制することができる。The composite oxide of the present invention can be obtained by, for example, mixing Pb, Zr, Sn, Ti and an oxide or salt of M 1 or M 2 and firing the mixture. By mixing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 or M 2 in a predetermined ratio and firing in a lead atmosphere, lead volatilization from the obtained composite oxide can be suppressed.

即ち、本発明は、
Pb、Zr、Sn、TiおよびM(Mは、NbまたはTaである)またはM(Mは、WまたはMoである)を含む複合酸化物の製造方法であって、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMの酸化物または塩を、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pは、55以上75以下、好ましくは55以上70以下であり、
qは、5以上15以下であり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下である、
となる割合で混合し、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−(r/2))モル部、または
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−s)モル部、
となるような鉛雰囲気下で焼成することによる製造方法を提供する。
That is, the present invention is
A method for producing a composite oxide containing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 (M 1 is Nb or Ta) or M 2 (M 2 is W or Mo), comprising:
Pb, Zr, Sn, Ti and an oxide or salt of M 1 or M 2 ,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p is 55 or more and 75 or less, preferably 55 or more and 70 or less,
q is 5 or more and 15 or less,
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
Mix in the ratio
When M 1 is included, the content of Pb based on 100 parts by mole of Zr, Sn, Ti and M 1 is (100− (r / 2)), or when M 2 is included, Zr, Sn, The content of Pb contained in 100 parts by mole of Ti and M 2 is (100-s) parts by mole,
A manufacturing method is provided by firing in a lead atmosphere such that

一の態様において、本発明は、Pb、Zr、Sn、TiおよびM(Mは、NbまたはTaである)またはM(Mは、WまたはMoである)を含む複合酸化物の製造方法であって、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMの酸化物または塩を、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C1(50,7)、
点C2(50,17)、
点C3(65,17)、
点C4(75,13)、
点C5(75,5)、
点C6(70,3)、および
点C7(60,7)
を直線で結んだ領域(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下であり、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−(r/2))モル部、または
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−s)モル部、
となる割合で混合し、焼成後に前記割合となるような鉛雰囲気下で焼成することによる製造方法を提供する。
In one aspect, the present invention provides a composite oxide comprising Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 (M 1 is Nb or Ta) or M 2 (M 2 is W or Mo). A manufacturing method,
Pb, Zr, Sn, Ti and an oxide or salt of M 1 or M 2 ,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C1 (50, 7) on the trigonometric diagram drawn by the value of (p, q),
Point C2 (50,17),
Point C3 (65, 17),
Point C4 (75,13),
Point C5 (75,5),
Point C6 (70,3) and point C7 (60,7)
It is in the range surrounded by the area connecting straight lines (but not including the boundary),
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
When M 1 is included, the content of Pb based on 100 parts by mole of Zr, Sn, Ti and M 1 is (100− (r / 2)), or when M 2 is included, Zr, Sn, The content of Pb contained in 100 parts by mole of Ti and M 2 is (100-s) parts by mole,
There is provided a manufacturing method by mixing in the following ratio and baking after baking in a lead atmosphere such that the above ratio is obtained.

別の態様において、本発明は、Pb、Zr、Sn、TiおよびM(Mは、NbまたはTaである)またはM(Mは、WまたはMoである)を含む複合酸化物の製造方法であって、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMの酸化物または塩を、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C1(50,7)、
点C2(50,17)、
点C3(65,17)、
点C4(75,13)、
点C5(75,5)、
点C6(70,3)、および
点C8(65,7)
を直線で結んだ領域(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下であり、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−(r/2))モル部、または
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−s)モル部、
となる割合で混合し、焼成後に前記割合となるような鉛雰囲気下で焼成することによる製造方法を提供する。
In another aspect, the present invention provides a composite oxide comprising Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 (M 1 is Nb or Ta) or M 2 (M 2 is W or Mo). A manufacturing method,
Pb, Zr, Sn, Ti and an oxide or salt of M 1 or M 2 ,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C1 (50, 7) on the trigonometric diagram drawn by the value of (p, q),
Point C2 (50,17),
Point C3 (65, 17),
Point C4 (75,13),
Point C5 (75,5),
Point C6 (70,3) and point C8 (65,7)
It is in the range surrounded by the area connecting straight lines (but not including the boundary),
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
When M 1 is included, the content of Pb based on 100 parts by mole of Zr, Sn, Ti and M 1 is (100− (r / 2)), or when M 2 is included, Zr, Sn, The content of Pb contained in 100 parts by mole of Ti and M 2 is (100-s) parts by mole,
There is provided a manufacturing method by mixing in the following ratio, and baking after baking in a lead atmosphere such that the above ratio is obtained.

一の態様において、本発明は、Pb、Zr、Sn、TiおよびM(Mは、NbまたはTaである)またはM(Mは、WまたはMoである)を含む複合酸化物の製造方法であって、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMの酸化物または塩を、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C11(55,15)、
点C12(70,15)、
点C13(75,13)、
点C14(75,5)、
点C15(70,5)、
点C16(65,8)、
点C17(60,9)および
点C18(55,9)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にあり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下であり、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−(r/2))モル部、または
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−s)モル部、
となる割合で混合し、焼成後に前記割合となるような鉛雰囲気下で焼成することによる製造方法を提供する。
In one aspect, the present invention provides a composite oxide comprising Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 (M 1 is Nb or Ta) or M 2 (M 2 is W or Mo). A manufacturing method,
Pb, Zr, Sn, Ti and an oxide or salt of M 1 or M 2 ,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C11 (55, 15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point C12 (70,15),
Point C13 (75,13),
Point C14 (75,5),
Point C15 (70,5),
Point C16 (65,8),
Point C17 (60,9) and point C18 (55,9)
It is in the range surrounded by the area that connects
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
When M 1 is included, the content of Pb based on 100 parts by mole of Zr, Sn, Ti and M 1 is (100− (r / 2)), or when M 2 is included, Zr, Sn, The content of Pb contained in 100 parts by mole of Ti and M 2 is (100-s) parts by mole,
There is provided a manufacturing method by mixing in the following ratio and baking after baking in a lead atmosphere such that the above ratio is obtained.

好ましくは、上記の製造方法の混合工程において、さらに、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−(r/2))モル部であるように、あるいは
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−s)モル部であるように、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMの酸化物または塩、好ましくは酸化物を混合する。
Preferably, in the mixing step of the above production method,
When M 1 is included, the content of Pb is 100 ((r / 2)), or when M 2 is included, the content of Pb based on 100 parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is 100. The total molar content of Pb based on 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 2 is (100-s) molar part,
Mix Pb, Zr, Sn, Ti and an oxide or salt of M 1 or M 2 , preferably an oxide.

本発明の複合酸化物は、優れた電気熱量効果を示すことから、吸発熱素子の材料として用いることができる。   Since the complex oxide of the present invention exhibits an excellent electrocaloric effect, it can be used as a material for an endothermic element.

以下、本発明の吸発熱素子について、図面を参照しながら説明する。但し、下記する実施形態の吸発熱素子および各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。   Hereinafter, the heat absorbing / heating element of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the shapes and arrangements of the heat absorption and heat generation elements and the constituent elements of the embodiments described below are not limited to the illustrated examples.

図1に示すように、本発明の第1の実施形態の吸発熱素子1aは、一対の電極2,4と、該一対の電極の間に位置する本発明の複合酸化物から構成される誘電体部6とを有して成る。電極2,4間に電圧が印加されると、誘電体部6に電場が印加される。その結果、誘電体部6は発熱する。また、電極2,4間の電圧が除去されると、誘電体部6に印加された電場が消失する。その結果、誘電体部6は吸熱する。   As shown in FIG. 1, a heat-absorbing element 1a according to a first embodiment of the present invention is a dielectric composed of a pair of electrodes 2 and 4 and a complex oxide of the present invention located between the pair of electrodes. And a body portion 6. When a voltage is applied between the electrodes 2 and 4, an electric field is applied to the dielectric part 6. As a result, the dielectric part 6 generates heat. When the voltage between the electrodes 2 and 4 is removed, the electric field applied to the dielectric part 6 disappears. As a result, the dielectric part 6 absorbs heat.

誘電体部6の形状は、特に限定されず、例えばシート状、ブロック状、その他種々の形状に成形することができる。成形方法は、特に限定されず、圧縮、焼結等を用いることができる。また、樹脂またはガラス等のバインダーと混合して成形してもよい。   The shape of the dielectric part 6 is not particularly limited, and can be formed into various shapes such as a sheet shape, a block shape and the like. The molding method is not particularly limited, and compression, sintering or the like can be used. Moreover, you may mix and shape with binders, such as resin or glass.

電極2,4を構成する材料としては、特に限定されないが、Ag、Cu、Pt、Ni、Al、Pd、Au、またはこれらの合金(例えば、Ag−Pd等)が挙げられる。中でも、Pt、Ag、PdまたはAg−Pdが好ましい。   The material forming the electrodes 2 and 4 is not particularly limited, but examples thereof include Ag, Cu, Pt, Ni, Al, Pd, Au, and alloys thereof (for example, Ag—Pd). Among them, Pt, Ag, Pd or Ag-Pd is preferable.

電極2,4は、誘電体部に電場を与える機能に加え、誘電体部の熱量を搬送する機能をも有し得る。従って、熱搬送の観点からは、電極を構成する材料は、熱伝導率が高い材料、例えばAgが好ましい。   The electrodes 2 and 4 may have a function of transporting the amount of heat of the dielectric part in addition to the function of applying an electric field to the dielectric part. Therefore, from the viewpoint of heat transfer, the material forming the electrode is preferably a material having high thermal conductivity, for example, Ag.

電極2,4の形状は、特に限定されないが、熱搬送の観点からは、誘電体部6の一の表面全体を覆うような形状が好ましい。   The shapes of the electrodes 2 and 4 are not particularly limited, but from the viewpoint of heat transfer, a shape that covers the entire one surface of the dielectric portion 6 is preferable.

本発明の吸発熱素子は、優れた電気熱量効果を示すことから、熱マネジメント素子、特に冷却素子として用いることができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY Since the heat absorbing / heating element of the present invention exhibits an excellent electrocaloric effect, it can be used as a heat management element, particularly as a cooling element.

本発明の吸発熱素子は、80℃以上160℃以下の温度領域において、大きな電気熱量効果を示す材料から構成される誘電体部を用いている。従って、本発明の吸発熱素子は、特にサーバーなど比較的高温環境下での用途において好適に用いることができる。   The heat absorbing / heating element of the present invention uses the dielectric part made of a material that exhibits a large electrocaloric effect in the temperature range of 80 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. Therefore, the heat absorbing / heating element of the present invention can be preferably used especially in applications such as servers under a relatively high temperature environment.

好ましい態様において、本発明の吸発熱素子は、複数の電極と複数の誘電体層の積層体を含み得る。即ち、本発明は、複数の電極層と、該電極層間に位置する複数の誘電体層とを有して成る積層体を含んで成る吸発熱素子であって、前記誘電体層が、本発明の複合酸化物から構成される吸発熱素子を提供する。   In a preferred embodiment, the heat sinking / heating element of the present invention may include a laminate of a plurality of electrodes and a plurality of dielectric layers. That is, the present invention is an endothermic device comprising a laminated body having a plurality of electrode layers and a plurality of dielectric layers located between the electrode layers, wherein the dielectric layer is the present invention. Provided is an endothermic element which is composed of the complex oxide of.

例えば、図2に示すような吸発熱素子1bとすることができる。本発明の第2の実施形態の吸発熱素子1bにおいて、複数の内部電極12a,12bと、複数の誘電体部14が交互に積層されている。内部電極12aおよび12bは、それぞれ、吸発熱素子1bの端面に配置される外部電極16aおよび16bに、電気的に接続されている。外部電極16aおよび16bから電圧を印加すると、内部電極12aおよび12b間に電場が形成される。この電場により誘電体部14は発熱する。また、電圧が除去されると、電場が消失し、その結果、誘電体部14は吸熱する。   For example, the heat absorbing / heating element 1b as shown in FIG. 2 can be used. In the heat absorbing / heating element 1b of the second embodiment of the present invention, the plurality of internal electrodes 12a and 12b and the plurality of dielectric portions 14 are alternately laminated. The internal electrodes 12a and 12b are electrically connected to the external electrodes 16a and 16b, respectively, which are arranged on the end faces of the heat absorbing / heating element 1b. When a voltage is applied from the outer electrodes 16a and 16b, an electric field is formed between the inner electrodes 12a and 12b. The electric field causes the dielectric part 14 to generate heat. When the voltage is removed, the electric field disappears, and as a result, the dielectric portion 14 absorbs heat.

一の態様において、積層される誘電体部14は、すべて同じ組成であってもよく、異なる組成を有する1またはそれ以上誘電体部を積層してもよい。   In one aspect, the dielectric portions 14 to be laminated may all have the same composition, or one or more dielectric portions having different compositions may be laminated.

このような構造とすることにより、誘電体部14により強い電場を印加することが可能になり、より大きなΔTを得ることができる。また、内部電極が、誘電体部内部への熱の伝搬経路としても機能することから、効率のよい熱マネジメントを可能にする。   With such a structure, it becomes possible to apply a stronger electric field to the dielectric portion 14, and a larger ΔT can be obtained. Further, since the internal electrode also functions as a heat propagation path into the inside of the dielectric portion, efficient heat management is possible.

以上で説明した吸発熱素子1aおよび1bは、電極と誘電体部が、実質的に全面で接触しているが、本発明はこのような構造に限定されず、誘電体部に電場を印加できる構造であればよい。また、吸発熱素子1aおよび1bは、直方体のブロック形状であるが、本発明の吸発熱素子の形状はこれに限定されず、例えば円筒状、シート状であってもよく、さらに凹凸または貫通孔等を有していてもよい。   In the heat absorbing / heating elements 1a and 1b described above, the electrodes and the dielectric part are in contact with each other over substantially the entire surface, but the present invention is not limited to such a structure, and an electric field can be applied to the dielectric part. Any structure will do. Further, although the heat absorbing / heating elements 1a and 1b have a rectangular parallelepiped block shape, the shape of the heat absorbing / heating element of the present invention is not limited to this, and may be, for example, a cylindrical shape or a sheet shape, and further, the unevenness or the through holes. Etc. may be included.

本発明の吸発熱素子は、主に電場が解除されて吸熱する際に、またはこの吸熱により吸発熱素子の温度が低下した際に、発熱源で生じた熱を吸収する。また、本発明の吸発熱素子は、主に電場が印加されて放熱する際に、吸収した熱を外部に放出する。従って、本発明の吸発熱素子は、冷却デバイスとして利用することができる。   The heat-absorbing element of the present invention absorbs the heat generated by the heat source mainly when the electric field is released and heat is absorbed, or when the temperature of the heat-absorbing element is lowered by this heat absorption. Further, the heat absorbing / heating element of the present invention releases the absorbed heat to the outside mainly when an electric field is applied to radiate the heat. Therefore, the heat absorbing / heating element of the present invention can be used as a cooling device.

以上、本発明の吸発熱素子を説明したが、本発明は、上記の実施態様に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。   Although the endothermic and exothermic element of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

本発明はまた、本発明の吸発熱素子を有して成る電子部品、ならびに本発明の吸発熱素子または電子部品を有して成る電子機器をも提供する。   The present invention also provides an electronic component including the heat absorbing / heating element of the present invention, and an electronic device including the heat absorbing / heating element or the electronic component of the present invention.

電子部品としては、特に限定するものではないが、例えば、中央処理装置(CPU)、ハードディスク(HDD)、パワーマネージメントIC(PMIC)、パワーアンプ(PA)、トランシーバーIC、ボルテージレギュレータ(VR)などの集積回路(IC)、発光ダイオード(LED)、白熱電球、半導体レーザーなどの発光素子、電界効果トランジスタ(FET)などの熱源となり得る部品、および、その他の部品、例えば、リチウムイオンバッテリー、基板、ヒートシンク、筐体等の電子機器に一般的に用いられる部品が挙げられる。   The electronic components are not particularly limited, but include, for example, a central processing unit (CPU), a hard disk (HDD), a power management IC (PMIC), a power amplifier (PA), a transceiver IC, a voltage regulator (VR), and the like. Integrated circuits (ICs), light emitting diodes (LEDs), incandescent light bulbs, light emitting devices such as semiconductor lasers, parts that can be a heat source such as field effect transistors (FETs), and other parts such as lithium ion batteries, substrates, heat sinks Components generally used for electronic devices such as housings can be cited.

電子機器としては、特に限定するものではないが、例えば、携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータ(PC)、タブレット型端末、ハードディスクドライブ、データサーバー等が挙げられる。   The electronic device is not particularly limited, but examples thereof include a mobile phone, a smartphone, a personal computer (PC), a tablet terminal, a hard disk drive, and a data server.

・吸発熱素子の調製
Pb1−z/2([ZrSn1−x1−yTi1−zNbにおいて、Pb、ZrO、SnO、TiOおよびNbを準備して、表1に示した組成(試料番号1〜39)になるように秤量した後、ボールミルにより粉砕および混合した。得られた混合物を、850℃にて大気中で仮焼を行うことで、ペロブスカイト構造を有する仮焼粉を調製した。
In Preparation of endothermic and exothermic elements Pb 1-z / 2 ([ Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-z Nb z O 3, Pb 3 O 4, ZrO 2, SnO, TiO 2 and Nb 2 O 5 was prepared, weighed so as to have the composition shown in Table 1 (sample numbers 1 to 39), and then pulverized and mixed by a ball mill. The obtained mixture was calcined in the air at 850 ° C. to prepare a calcined powder having a perovskite structure.

この仮焼粉に、ポリビニルブチラール系バインダー、可塑剤およびエタノールを加えて、ボールミルにより湿式混合し、セラミックスラリーを作製した。このセラミックスラリーをドクターブレード法により、焼成後の誘電体層の厚みが40μmになるようにシート成形し、グリーンシートを得た。次に、上記セラミックスグリーンシート上にPtペーストをスクリーン印刷し、内部電極を構成した。   A polyvinyl butyral binder, a plasticizer and ethanol were added to this calcined powder and wet mixed by a ball mill to prepare a ceramic slurry. This ceramic slurry was formed into a green sheet by a doctor blade method so that the thickness of the dielectric layer after firing would be 40 μm. Next, Pt paste was screen-printed on the ceramic green sheet to form internal electrodes.

次に、内部電極が形成されたセラミックスグリーンシートを内部電極の引き出されている側が互い違いになるように複数枚積層し、積層体グリーンチップを得た。この積層体を450〜550℃のN:大気=1:1雰囲気下で脱脂後、アルミナ密閉鞘に10gのPbZrO粉末と1〜2gのグリーンチップを封入し1300℃で4時間焼成を行い、セラミックス積層体を得た。最後にAgペーストを外部電極として塗布し、焼き付けを行うことで、積層体の吸発熱素子を調製した。Next, a plurality of ceramic green sheets on which the internal electrodes were formed were laminated so that the drawn-out sides of the internal electrodes were staggered to obtain a laminated green chip. This laminated body was degreased under an atmosphere of N 2 : atmosphere = 1: 1 at 450 to 550 ° C., 10 g of PbZrO 3 powder and 1 to 2 g of green chips were enclosed in an alumina closed sheath, and the mixture was baked at 1300 ° C. for 4 hours. A ceramic laminate was obtained. Finally, Ag paste was applied as an external electrode and baked to prepare a laminated heat-absorbing element.

上記のようにして得られた積層吸発熱素子の外形寸法は、幅7.2mm、長さ10mm、厚さ0.92mmであり、内部電極間に介在する誘電体層の厚みは40μm、内部電極厚みは1.5μmであった。また、有効誘電体層の総数は20であり、一層当たりの対向電極面積は40.2mmであった。The external dimensions of the laminated heat generating and heating element obtained as described above are 7.2 mm in width, 10 mm in length, and 0.92 mm in thickness, and the thickness of the dielectric layer interposed between the internal electrodes is 40 μm and the internal electrodes are 40 μm. The thickness was 1.5 μm. The total number of effective dielectric layers was 20, and the counter electrode area per layer was 40.2 mm 2 .

Figure 2018164068
Figure 2018164068

(評価)
・元素分析
上記で得られた積層吸発熱素子を溶解し、ICP(Inductively Coupled Plasma)分析をしたところ、内部電極成分のPtを除いて、Zr、Sn、[ZrSn]、Ti、[ZrSnTi]、Nbの各組成が表1に示すような組成であることが確認された。
(Evaluation)
-Elemental analysis When the laminated endothermic heating element obtained above was dissolved and subjected to ICP (Inductively Coupled Plasma) analysis, Zr, Sn, [ZrSn], Ti, [ZrSnTi], except for Pt as an internal electrode component, It was confirmed that each composition of Nb was as shown in Table 1.

・XRD構造解析
上記で得られた積層吸発熱素子を、XRD(X‐ray diffraction)構造解析により分析したところ、主成分がペロブスカイト構造を有していることが確認された。
-XRD structural analysis When the laminated endothermic heat generating element obtained above was analyzed by XRD (X-ray diffraction) structural analysis, it was confirmed that the main component had a perovskite structure.

・電気熱量効果の測定(ΔT測定)
上記で得られた積層吸発熱素子の電気熱量効果特性を、φ=0.5mmの極細熱電対を素子に直接貼り付け80℃〜200℃にて、電場印加時の温度変化ΔTを測定し、ΔTの温度依存性を評価した。結果を表2に示す。
・ Measurement of electrocaloric effect (ΔT measurement)
With respect to the electrocaloric effect characteristics of the laminated endothermic heat generating element obtained above, an ultrafine thermocouple of φ = 0.5 mm was directly attached to the element, and the temperature change ΔT when an electric field was applied was measured at 80 ° C. to 200 ° C., The temperature dependence of ΔT was evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 2018164068
Figure 2018164068

80℃〜200℃の温度範囲で10MV/mの電場印加時に絶縁破壊を生じる試料は、小型電子機器の冷却デバイスとして利用するのに不利であるためNGとした。さらに、ΔTのピークトップ温度が80℃〜200℃の温度範囲にない試料、およびピークトップ温度におけるΔTが2K未満の試料も、同理由によりNGとした。ΔTのピークトップ温度が80℃〜200℃の温度範囲にあり、ピークトップ温度におけるΔTが2K以上である試料をGとし、特にピークトップ温度におけるΔTが3K以上である試料をG※とした。z=0.02の試料(試料番号1〜27)に関して、Zr、SnおよびTiの組成三角相図を図3に示す。図3において、●はG※を、○はGを、×はNGを示す。また、試料番号22のΔTの電場依存性を図4に示し、電場印加時のΔTの温度依存性を図5に示す。   A sample that causes dielectric breakdown when an electric field of 10 MV / m is applied in a temperature range of 80 ° C. to 200 ° C. is disadvantageous in being used as a cooling device for small electronic devices, and thus was rejected. Further, a sample whose ΔT peak top temperature is not in the temperature range of 80 ° C. to 200 ° C. and a sample whose ΔT at the peak top temperature is less than 2K were also regarded as NG for the same reason. A sample having a ΔT peak top temperature in the temperature range of 80 ° C. to 200 ° C. and a ΔT at the peak top temperature of 2K or higher was designated as G, and a sample having a ΔT at the peak top temperature of 3K or higher was designated as G *. FIG. 3 shows a compositional triangular phase diagram of Zr, Sn and Ti for the sample of z = 0.02 (Sample Nos. 1-27). In FIG. 3, ● indicates G *, ○ indicates G, and × indicates NG. Further, FIG. 4 shows the electric field dependence of ΔT of Sample No. 22 and FIG. 5 shows the temperature dependence of ΔT when the electric field is applied.

尚、上記の実施例では、チタン酸ジルコン酸スズ酸鉛系反強誘電体セラミックスに対してNbやTaを添加した例を示したが、添加元素はこれに限るものではない。母材セラミックにドナーとして働き、かつ、ペロブスカイト構造である母材セラミックのBサイト元素(Zr、Sn、Ti)の組成比を考慮した平均イオン半径より、添加元素の平均イオン半径が小さい場合であればよいと考えられる。これを満たす元素としてはMo、Wがあり、これらを添加した場合も、同様の効果を得ることができると考えられる。   In addition, in the above-described embodiment, an example in which Nb or Ta is added to the lead zirconate titanate stannate antiferroelectric ceramics is shown, but the additive element is not limited to this. When the average ionic radius of the additive element is smaller than the average ionic radius of the matrix ceramic that acts as a donor in the matrix ceramic and has a composition ratio of B site elements (Zr, Sn, Ti) of the matrix ceramic having a perovskite structure. It is considered good. Elements that satisfy this include Mo and W, and it is considered that similar effects can be obtained even when these elements are added.

本発明の複合酸化物は、高い電気熱量効果を発現することが吸発熱素子の材料として好適に用いることができる。本発明の吸発熱素子は、冷蔵庫または冷凍庫などにおける熱マネジメント素子として用いることができ、また、種々の電子機器、例えば、熱対策問題が顕著化している携帯電話などの小型電子機器の冷却デバイスとして利用することができる。   The composite oxide of the present invention can be preferably used as a material for an endothermic heating element because it exhibits a high electrocaloric effect. INDUSTRIAL APPLICABILITY The heat absorbing / heating element of the present invention can be used as a heat management element in a refrigerator or a freezer, and is also used as a cooling device for various electronic devices, for example, small electronic devices such as mobile phones in which the heat countermeasure problem has become remarkable. Can be used.

1a,1b…吸発熱素子
2,4…電極
6…誘電体部
12a,12b…内部電極
14…誘電体層
16a,16b…外部電極
1a, 1b ... Heat absorbing / heating element 2, 4 ... Electrode 6 ... Dielectric part 12a, 12b ... Internal electrode 14 ... Dielectric layer 16a, 16b ... External electrode

Claims (15)

下記式(I)または(II):
Pb1−z/2([ZrSn1−x1−yTi1−z (I)
Pb1−w([ZrSn1−x1−yTi1−w (II)
[式中:
は、NbまたはTaであり、
は、WまたはMoであり、
xおよびyは、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点A1(0.50,0.07)、
点A2(0.50,0.17)、
点A3(0.65,0.17)、
点A4(0.75,0.13)、
点A5(0.75,0.05)、
点A6(0.70,0.03)、および
点A7(0.60,0.07)
を直線で結んだ領域(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、
zは0.02以上0.06以下であり、
wは0.02以上0.06以下である。]
式(I)または(II)で表される複合酸化物。
Formula (I) or (II) below:
Pb 1-z / 2 ([ Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-z M 1 z O 3 (I)
Pb 1-w ([Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-w M 2 w O 3 (II)
[In the formula:
M 1 is Nb or Ta,
M 2 is W or Mo,
x and y are points A1 (0.50, 0.07) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point A2 (0.50, 0.17),
Point A3 (0.65, 0.17),
Point A4 (0.75, 0.13),
Point A5 (0.75,0.05),
Point A6 (0.70,0.03) and point A7 (0.60,0.07)
It is in the range surrounded by the area connecting straight lines (but not including the boundary),
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
w is 0.02 or more and 0.06 or less. ]
A composite oxide represented by formula (I) or (II).
下記式(I)または(II):
Pb1−z/2([ZrSn1−x1−yTi1−z (I)
Pb1−w([ZrSn1−x1−yTi1−w (II)
[式中:
は、NbまたはTaであり、
は、WまたはMoであり、
xおよびyは、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点A11(0.55,0.15)、
点A12(0.70,0.15)、
点A13(0.75,0.13)、
点A14(0.75,0.05)、
点A15(0.70,0.05)、
点A16(0.65,0.08)、
点A17(0.60,0.09)および
点A18(0.55,0.09)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にあり、
zは0.02以上0.06以下であり、
wは0.02以上0.06以下である。]
式(I)または(II)で表される複合酸化物。
Formula (I) or (II) below:
Pb 1-z / 2 ([ Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-z M 1 z O 3 (I)
Pb 1-w ([Zr x Sn 1-x] 1-y Ti y) 1-w M 2 w O 3 (II)
[In the formula:
M 1 is Nb or Ta,
M 2 is W or Mo,
x and y are points A11 (0.55, 0.15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point A12 (0.70, 0.15),
Point A13 (0.75, 0.13),
Point A14 (0.75,0.05),
Point A15 (0.70,0.05),
Point A16 (0.65, 0.08),
Point A17 (0.60,0.09) and point A18 (0.55,0.09)
It is in the range surrounded by the area that connects
z is 0.02 or more and 0.06 or less,
w is 0.02 or more and 0.06 or less. ]
A composite oxide represented by formula (I) or (II).
xおよびyが、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点B1(0.55,0.15)、
点B2(0.60,0.15)、
点B3(0.65,0.15)、
点B4(0.70,0.13)、
点B5(0.70,0.09)、
点B6(0.70,0.05)、
点B7(0.65,0.07)、
点B8(0.60,0.09)および
点B9(0.55,0.09)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にある、
請求項1または2に記載の式(I)または(II)で表される複合酸化物。
x and y are points B1 (0.55, 0.15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point B2 (0.60, 0.15),
Point B3 (0.65, 0.15),
Point B4 (0.70, 0.13),
Point B5 (0.70,0.09),
Point B6 (0.70,0.05),
Point B7 (0.65, 0.07),
Point B8 (0.60,0.09) and point B9 (0.55,0.09)
It is in the range surrounded by the area that connects
The composite oxide represented by the formula (I) or (II) according to claim 1 or 2.
xおよびyが、(x,y)の値によって描画される三角相図上で
点B11(0.60,0.13)、
点B12(0.70,0.13)および
点B13(0.70,0.09)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にある、
請求項1または2に記載の式(I)または(II)で表される複合酸化物。
x and y are points B11 (0.60, 0.13) on the triangular phase diagram drawn by the value of (x, y),
Point B12 (0.70, 0.13) and point B13 (0.70, 0.09)
It is in the range surrounded by the area that connects
The composite oxide represented by the formula (I) or (II) according to claim 1 or 2.
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMを含む複合酸化物であって、
は、NbまたはTaであり、
は、WまたはMoであり、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C1(50,7)、
点C2(50,17)、
点C3(65,17)、
点C4(75,13)、
点C5(75,5)、
点C6(70,3)、および
点C7(60,7)
を直線で結んだ領域(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、
rは2以上6以下であり、
sは2以上6以下である、
複合酸化物。
A composite oxide containing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 or M 2 ,
M 1 is Nb or Ta,
M 2 is W or Mo,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C1 (50, 7) on the trigonometric diagram drawn by the value of (p, q),
Point C2 (50,17),
Point C3 (65, 17),
Point C4 (75,13),
Point C5 (75,5),
Point C6 (70,3) and point C7 (60,7)
It is in the range surrounded by the area connecting straight lines (but not including the boundary),
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
Complex oxide.
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMを含む複合酸化物であって、
は、NbまたはTaであり、
は、WまたはMoであり、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C11(55,15)、
点C12(70,15)、
点C13(75,13)、
点C14(75,5)、
点C15(70,5)、
点C16(65,8)、
点C17(60,9)および
点C18(55,9)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にあり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下である、
複合酸化物。
A composite oxide containing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 or M 2 ,
M 1 is Nb or Ta,
M 2 is W or Mo,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C11 (55, 15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point C12 (70,15),
Point C13 (75,13),
Point C14 (75,5),
Point C15 (70,5),
Point C16 (65,8),
Point C17 (60,9) and point C18 (55,9)
It is in the range surrounded by the area that connects
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
Complex oxide.
pおよびqが、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点D1(55,15)、
点D2(60,15)、
点D3(65,15)、
点D4(70,13)、
点D5(70,9)、
点D6(70,5)、
点D7(65,7)、
点D8(60,9)および
点D9(55,9)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にある、請求項5または6に記載の複合酸化物。
p and q are points D1 (55, 15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point D2 (60,15),
Point D3 (65,15),
Point D4 (70,13),
Point D5 (70,9),
Point D6 (70,5),
Point D7 (65,7),
Point D8 (60,9) and point D9 (55,9)
7. The complex oxide according to claim 5 or 6, which is in a range surrounded by a region in which is connected by a straight line.
pおよびqが、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点D11(60,13)、
点D12(70,13)および
点D13(70,9)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にある、請求項5または6に記載の複合酸化物。
p and q are points D11 (60, 13) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point D12 (70,13) and point D13 (70,9)
7. The complex oxide according to claim 5 or 6, which is in a range surrounded by a region in which is connected by a straight line.
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部は、(100−(r/2))モル部であり、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部は、(100−s)モル部である、請求項5〜8のいずれかに記載の複合酸化物。
When M 1 is included, the content of Pb contained in Zr, Sn, Ti, and M 1 is 100 ((r / 2)).
The complex oxidation according to any one of claims 5 to 8, wherein when M 2 is contained, the content mole part of Pb with respect to 100 mole parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 is (100-s) mole part. object.
前記複合酸化物は、主成分がペロブスカイト構造を有する、請求項1〜9のいずれかに記載の複合酸化物。   The composite oxide according to claim 1, wherein the main component of the composite oxide has a perovskite structure. 複数の電極層と、該電極層間に位置する複数の誘電体層とを有して成る積層体を含んで成る吸発熱素子であって、前記誘電体層が、請求項1〜10のいずれかに記載の複合酸化物から構成される、吸発熱素子。   A heat-absorbing element comprising a laminate having a plurality of electrode layers and a plurality of dielectric layers located between the electrode layers, wherein the dielectric layer is any one of claims 1 to 10. An endothermic heat generating element comprising the complex oxide according to 1. 請求項11に記載の吸発熱素子を有してなる電子機器。   An electronic device comprising the heat absorbing / heating element according to claim 11. Pb、Zr、Sn、TiおよびM(Mは、NbまたはTaである)またはM(Mは、WまたはMoである)を含む複合酸化物の製造方法であって、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMの酸化物または塩を、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C1(50,7)、
点C2(50,17)、
点C3(65,17)、
点C4(75,13)、
点C5(75,5)、
点C6(70,3)、および
点C7(60,7)
を直線で結んだ領域(ただし、境界含まない)に囲まれる範囲にあり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下であり、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−(r/2))モル部、または
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−s)モル部、
となる割合で混合し、焼成後に前記割合となるような鉛雰囲気下で焼成することによる製造方法。
A method for producing a composite oxide containing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 (M 1 is Nb or Ta) or M 2 (M 2 is W or Mo), comprising:
Pb, Zr, Sn, Ti and an oxide or salt of M 1 or M 2 ,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C1 (50, 7) on the trigonometric diagram drawn by the value of (p, q),
Point C2 (50,17),
Point C3 (65, 17),
Point C4 (75,13),
Point C5 (75,5),
Point C6 (70,3) and point C7 (60,7)
It is in the range surrounded by the area connecting straight lines (but not including the boundary),
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
When M 1 is included, the content of Pb based on 100 parts by mole of Zr, Sn, Ti and M 1 is (100− (r / 2)), or when M 2 is included, Zr, Sn, The content of Pb contained in 100 parts by mole of Ti and M 2 is (100-s) parts by mole,
And a firing method under firing in a lead atmosphere such that the firing rate is the same.
Pb、Zr、Sn、TiおよびM(Mは、NbまたはTaである)またはM(Mは、WまたはMoである)を含む複合酸化物の製造方法であって、
Pb、Zr、Sn、TiおよびMまたはMの酸化物または塩を、
ZrおよびSnの合計100モル部におけるZrの含有モル部が、pモル部であり、
Zr、SnおよびTiの合計100モル部におけるTiの含有モル部が、qモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、rモル部であり、
Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部におけるMの含有モル部が、sモル部であり、
pおよびqは、(p,q)の値によって描画される三角相図上で
点C11(55,15)、
点C12(70,15)、
点C13(75,13)、
点C14(75,5)、
点C15(70,5)、
点C16(65,8)、
点C17(60,9)および
点C18(55,9)
を直線で結んだ領域に囲まれる範囲にあり、
rは、2以上6以下であり、
sは、2以上6以下であり、
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−(r/2))モル部、または
を含む場合、Zr、Sn、TiおよびMの合計100モル部に対するPbの含有モル部が、(100−s)モル部、
となる割合で混合し、焼成後に前記割合となるような鉛雰囲気下で焼成することによる製造方法。
A method for producing a composite oxide containing Pb, Zr, Sn, Ti and M 1 (M 1 is Nb or Ta) or M 2 (M 2 is W or Mo), comprising:
Pb, Zr, Sn, Ti and an oxide or salt of M 1 or M 2 ,
The molar part of Zr contained in 100 molar parts of Zr and Sn is p molar part,
The molar portion of Ti contained in 100 molar portions of Zr, Sn and Ti is q molar portion,
The content molar part of M 1 in the total 100 molar parts of Zr, Sn, Ti and M 1 is r molar part,
In 100 mol parts in total of Zr, Sn, Ti and M 2 , the contained mol part of M 2 is s mol part,
p and q are points C11 (55, 15) on the triangular phase diagram drawn by the value of (p, q),
Point C12 (70,15),
Point C13 (75,13),
Point C14 (75,5),
Point C15 (70,5),
Point C16 (65,8),
Point C17 (60,9) and point C18 (55,9)
It is in the range surrounded by the area that connects
r is 2 or more and 6 or less,
s is 2 or more and 6 or less,
When M 1 is included, the content of Pb based on 100 parts by mole of Zr, Sn, Ti and M 1 is (100− (r / 2)), or when M 2 is included, Zr, Sn, The content of Pb contained in 100 parts by mole of Ti and M 2 is (100-s) parts by mole,
And a firing method under firing in a lead atmosphere such that the firing rate is the same.
前記複合酸化物は、主成分がペロブスカイト構造を有する、請求項13または14に記載の複合酸化物の製造方法。   The method for producing a composite oxide according to claim 13 or 14, wherein the main component of the composite oxide has a perovskite structure.
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