JPWO2019201353A5 - - Google Patents
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Claims (20)
- 第１鉛フリー圧電材料のＴ／Ｏ相境界を調整し、具体的には、第１鉛フリー圧電材料に対して、その正方相Ｔと斜方晶相Ｏとの間のＴ／Ｏ相境界をドーピングにより室温付近、または、ドーピングにより材料の使用温度付近に調整し、前記使用温度付近は、－２０℃～４０℃程度、－２０℃以下、又は４０℃以上を含むステップＳ１００と、
Ｃ／Ｔ相境界とＯ／Ｒ相境界をさらに調整し、具体的には、さらにドーピングにより、常誘電性立方相Ｃと正方相Ｔとの間のＣ／Ｔ相境界、及び斜方晶相Ｏと菱面体晶相Ｒとの間のＯ／Ｒ相境界を調整して、Ｃ／Ｔ相境界とＯ／Ｒ相境界をＴ／Ｏ相境界へ接近させるステップＳ２００と、
第２鉛フリー圧電材料を取得し、具体的には、Ｃ／Ｔ相境界とＯ／Ｒ相境界がＴ／Ｏ相境界に接近する過程において、圧電定数ｄ３３、キュリー温度Ｔｃの異なる複数種の第２鉛フリー圧電材料を取得するステップＳ３００と、を含む鉛フリー圧電材料の取得方法。 - 前記ステップＳ２００では、前記Ｃ／Ｔ相境界とＯ／Ｒ相境界がＴ／Ｏ相境界へ接近することは、さらに、
Ｃ／Ｔ相境界、Ｏ／Ｒ相境界、及びＴ／Ｏ相境界が一点に集まる傾向を示す場合、又は
Ｃ／Ｔ相境界、Ｏ／Ｒ相境界、及びＴ／Ｏ相境界が互いに接近であれば、明らかに一点に集まることも、暗黙的に一点に集まることもない場合を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 鉛フリー圧電材料の成分の一般式は、（１－ｍ－ｎ）［（Ｋ０．５－ｙＮａ０．５＋ｙ）０．９６Ｌｉ０．０４Ｎｂ１－ｘＳｂｘＯ３］－ｍ［（Ｂｉ０．５（ＮａｚＫ１－ｚ）０．５ＺｒＯ３］－ｎＡＺｒＯ３ で示され、式中、０≦ｍ≦０．０２、０≦ｎ≦０．１、０≦ｘ≦０．０７、０≦ｙ≦０．１、ｚ＝０、１、ＡはＣａ、Ｍｇ、Ｂａから選ばれる二価金属イオンのうちの１種又はこれらの組み合わせである、ことを特徴とする鉛フリー圧電材料。
- 圧電定数ｄ３３の範囲が、１９０ｐＣ／Ｎ～６７０ｐＣ／Ｎである、ことを特徴とする請求項３に記載の鉛フリー圧電材料。
- キュリー温度Ｔｃの範囲が、１３０℃～４１０℃である、ことを特徴とする請求項３に記載の鉛フリー圧電材料。
- キュリー温度Ｔｃの範囲が２９０℃～４１０℃である場合、Ｃ／Ｔ相境界とＴ／Ｏ相境界との間の温度差が２７０℃～３５０℃であり、そのｄ３３の範囲が、１９０ｐＣ／Ｎ～３３０ｐＣ／Ｎである、ことを特徴とする請求項３に記載の鉛フリー圧電材料。
- 前記鉛フリー圧電材料の成分は、
０．９９（Ｋ０．４８Ｎａ０．５２）０．９６Ｌｉ０．０４ＮｂＯ３－０．０１Ｂｉ０．５Ｋ０．５ＺｒＯ３、
０．９９（Ｋ０．４８Ｎａ０．５２）０．９６Ｌｉ０．０４Ｎｂ０．９７Ｓｂ０．０３Ｏ３－０．０１Ｂｉ０．５Ｋ０．５ＺｒＯ３、及び
０．９９（Ｋ０．４８Ｎａ０．５２）０．９６Ｌｉ０．０４Ｎｂ０．９４Ｓｂ０．０６Ｏ３－０．０１Ｂｉ０．５Ｋ０．５ＺｒＯ３のうちの１種である、ことを特徴とする請求項３に記載の鉛フリー圧電材料。 - Ｔｃの範囲が２００℃～２９０℃である場合、Ｃ／Ｔ相境界とＴ／Ｏ相境界との間の温度差が１８０℃～２７０℃であり、そのｄ３３の範囲が３１０ｐＣ／Ｎ～４６０ｐＣ／Ｎである、ことを特徴とする請求項３に記載の鉛フリー圧電材料。
- 前記鉛フリー圧電材料の成分は、
０．９７（Ｋ０．４８Ｎａ０．５２）０．９６Ｌｉ０．０４Ｎｂ０．９４Ｓｂ０．０６Ｏ３－０．０１Ｂｉ０．５Ｋ０．５ＺｒＯ３－０．０２ＣａＺｒＯ３、及び
０．９６（Ｋ０．４８Ｎａ０．５２）０．９６Ｌｉ０．０４Ｎｂ０．９４Ｓｂ０．０６Ｏ３－０．０１Ｂｉ０．５Ｋ０．５ＺｒＯ３－０．０３ＣａＺｒＯ３のうちの１種である、ことを特徴とする請求項３に記載の鉛フリー圧電材料。 - Ｔｃの範囲が１３０℃～２００℃である場合、Ｃ／Ｔ相境界とＴ／Ｏ相境界との間の温度差が１１０℃～１８０℃であり、そのｄ３３の範囲が４６０ｐＣ／Ｎ～６７０ｐＣ／Ｎである、ことを特徴とする請求項３に記載の鉛フリー圧電材料。
- 前記鉛フリー圧電材料の成分は、
０．９５（Ｋ０．４８Ｎａ０．５２）０．９６Ｌｉ０．０４Ｎｂ０．９４Ｓｂ０．０６Ｏ３－０．０１Ｂｉ０．５Ｋ０．５ＺｒＯ３－０．０４ＣａＺｒＯ３、
０．９４（Ｋ０．４８Ｎａ０．５２）０．９６Ｌｉ０．０４Ｎｂ０．９４Ｓｂ０．０６Ｏ３－０．０１Ｂｉ０．５Ｋ０．５ＺｒＯ３－０．０５ＣａＺｒＯ３、及び
０．９３５（Ｋ０．４８Ｎａ０．５２）０．９６Ｌｉ０．０４Ｎｂ０．９４Ｓｂ０．０６Ｏ３－０．０１Ｂｉ０．５Ｋ０．５ＺｒＯ３－０．０５５ＣａＺｒＯ３のうちの１種である、ことを特徴とする請求項３に記載の鉛フリー圧電材料。 - 鉛フリー圧電材料の成分の一般式は、（１－ｘ－ｙ）ＢａＴｉＯ３－ｘ（Ｂａ０．５Ｃａ０．５）ＳｎＯ３－ｙＢａ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３ で示され、式中、０≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．１である、ことを特徴とする鉛フリー圧電材料。
- 圧電定数ｄ３３の範囲が３００ｐＣ／Ｎ～１１２０ｐＣ／Ｎである、ことを特徴とする請求項１２に記載の鉛フリー圧電材料。
- キュリー温度Ｔｃの範囲が０℃～１００℃である、ことを特徴とする請求項１２に記載の鉛フリー圧電材料。
- 前記鉛フリー圧電材料の成分は、０．８９ＢａＴｉＯ３－０．１１（Ｂａ０．５Ｃａ０．５）ＳｎＯ３である、ことを特徴とする請求項１４に記載の鉛フリー圧電材料。
- 請求項３～１５のいずれか１項に記載の鉛フリー圧電材料を製造するための鉛フリー圧電材料の製造プロセスであって、
対応する化学一般式に従って、原料を選択して配合するステップＴ００１と、
従来の固相セラミック焼結プロセスを用いて前記鉛フリー圧電材料を製造するステップＴ００２と、を含む鉛フリー圧電材料の製造プロセス。 - 前記原料は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、五酸化ニオブ、三酸化アンチモン、酸化ビスマス、ジルコニア、酸化マグネシウム、酸化スズ、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、及び炭酸バリウムから選ばれる、ことを特徴とする請求項１６に記載の製造プロセス。
- 請求項３～１５のいずれか１項に記載の鉛フリー圧電材料を用いたハード圧電セラミック又はソフト圧電セラミック。
- 請求項１８に記載のハード圧電セラミックを用いる、ことを特徴とする高エネルギー変換器、電子素子、又は電子機器。
- 請求項１８に記載のソフト圧電セラミックを用いる、ことを特徴とするセンサ、電子素子、又は電子機器。
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