WO2007039971A1

WO2007039971A1 - 圧電磁器組成物及び圧電部品

Info

Publication number: WO2007039971A1
Application number: PCT/JP2006/313231
Authority: WO
Inventors: Hirozumi Ogawa; Masahiko Kimura; Kosuke Shiratsuyu
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2007-04-12
Also published as: KR20080052619A; EP1939152A4; CN101272996B; CN101272996A; US20080169445A1; KR100936008B1; EP1939152A1; JP4826961B2; JPWO2007039971A1; US7510669B2

Abstract

　圧電磁器組成物が、少なくともＳｒ、Ｂｉ、及びＮｂを含有したビスマス層状化合物、例えば、（Ｓｒ0.9Ｎｄ0.1）Ｂｉ２Ｎｂ２Ｏ９を主成分とし、前記主成分１００重量部に対し、ＣｕをＣｕＯに換算して２重量部以下（ただし、０重量部を除く。）、好ましくは０．０４重量部以上０．５重量部以下含有している。また、焼結性を向上させる観点からは前記主成分１００重量部に対しＭｎをＭｎＣＯ３換算で０．１重量部以上２重量部以下含有させるのが好ましい。そしてこれにより、急激な温度変化が生じても圧電性の劣化を招くことのない圧電磁器組成物、及びこれを使用した製造された圧電アクチュエータや圧電共振子等の圧電部品を得ることができる。

Description

明細書

圧電磁器組成物及び圧電部品

技術分野

[0001] 本発明は圧電磁器組成物及び圧電部品に関し、より詳しくはビスマス層状ィ匕合物を主成分とする非鉛系の圧電磁器組成物、及び該圧電磁器組成物を使用した圧電共振子や圧電ァクチユエータ等の圧電部品に関する。

背景技術

[0002] 近年、環境面への配慮等から鉛を含まな!/、非鉛系圧電材料の開発が要請されている。そしてこのような状況下、ビスマス層状化合物を主成分とした圧電磁器組成物が注目されており、 Sr、 Bi、及び Nbを主成分として含有した SrBiNbO系圧電磁器組成物（以下、「SBN系圧電磁器組成物」という。）の研究 '開発が盛んに行なわれている。

[0003] 例えば、 SBN系圧電磁器組成物としては、一般式： Bi (Sr M ) Nb O (ただし、

2 1-x x 2 9

Mは 2価の金属元素、 0≤x≤0. 3)で表され、 Mnを MnCOに換算して 1. 0重量部

3

以下 (0を含まず)含有した圧電磁器組成物が提案されて!ヽる (特許文献 1)。

[0004] 特許文献 1 :特開平 11 322426号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] しカゝしながら、特許文献 1に開示されて!ヽる SBN系圧電磁器組成物は、ビスマス層状ィ匕合物の中でも焦電作用の指標となる焦電係数が比較的高い。このため急激な温度変化が生じた場合に残留分極値の変化の影響を受けて脱分極 (デポール)し易くなり、圧電特性の劣化を招くおそれがあるという問題点があった。

[0006] すなわち、圧電ァクチユエータゃ圧電共振子等の圧電部品は、図 4に示すように、圧電セラミック素体 101の両主面に電極 102a、 102bが形成されている。

[0007] そして、圧電セラミック素体 101が、 SBN系圧電磁器組成物で形成されている場合は、矢印 a方向に分極処理が行なわれており、矢印 a方向に残留分極を有する。したがって通常時は、空気中を浮遊しているイオンが圧電セラミック素体 101の表面を中和するように吸着されており、圧電セラミック素体 101の表面は電気的に中性の状態にある。

[0008] し力しながら、高温から低温への急激な温度変化が生じると、焦電作用により自発分極が増加するため、図 5に示すように、両主面に形成される電荷 (正電荷又は負電荷)の数量も増加する。そしてこのように増加した電荷は空気中のイオンによって中和されずに表面電荷 (焦電電荷)を形成する。

[0009] この電荷は、矢印 bで示す分極を減少させる方向（分極方向（矢印 a)とは逆方向）に電界を発生させることから脱分極 (デポール）が生じ、その結果、分極が十分に行われていない状態で圧電部品は駆動することとなり、十分な圧電特性を得ることができなくなる。

[0010] すなわち、特許文献 1のような SBN系圧電磁器組成物では、急激な温度変化が生じると圧電特性が劣化するという問題点があった。

[0011] 一方、上述したように SBN系圧電磁器組成物は焦電体であり、焦電係数が比較的大きぐ急激な温度変化によって生じる残留分極の影響を受け易いが、共振周波数の温度変化率等が小さぐ温度特性が安定していることから、圧電共振子や圧電ァクチユエータ等の圧電部品の高精度化に適した圧電材料である。

[0012] 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、急激な温度変化が生じても圧電性の劣化を招くことのない圧電磁器組成物、及びこれを使用した製造された圧電ァクチユエータゃ圧電共振子等の圧電部品を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0013] 本発明者らは、上記目的を達成すべく SBN系圧電磁器組成物に着目して鋭意研究を行ったところ、少なくとも Sr、 Bi、及び Nbを含有したビスマス層状化合物を主成分とし、前記主成分 100重量部に対して Cu含有量力CuO換算で 2重量部以下となるように SBN系のビスマス層状化合物に Cuィ匕合物を添加することにより、実用に供しうる程度の圧電特性を維持しながら、焦電作用を抑制することができ、これにより急激な温度変化が生じても残留分極の影響を極力回避することができ、脱分極が生じるのを防止することができるという知見を得た。

[0014] 本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係る圧電磁器組成物は、少なくとも Sr、 Bi、及び Nbを含有したビスマス層状化合物を主成分とし、前記主成分 100重量部に対して Cuを CuOに換算して 2重量部以下 (ただし、 0重量部を除く。）含有することを特徴としている。

[0015] 特に、 Cuの含有量を CuO換算で 0. 04重量部以上 0. 5重量部以下の範囲で焦電作用を効果的に抑制することができる。

[0016] また、本発明の圧電磁器組成物は、前記主成分が、組成式 SrBi Nb Oで表され

2 2 9 ることを特徴としている。

[0017] さらに、本発明の圧電磁器組成物は、前記 Srの一部が、 1価、 2価、及び 3価の金属元素の中から選択された 1種以上の金属元素で置換されて、ることを特徴としてヽる。

[0018] また、本発明の圧電磁器組成物は、前記 Nbの一部が Taで置換されてヽることを特徴としている。

[0019] さらに、本発明の圧電磁器組成物は、前記主成分 100重量部に対して Mnを MnC Oに換算して 0. 1重量部以上 2重量部以下含有することを特徴としている。

3

[0020] また、本発明に係る圧電部品は、セラミック素体の両主面に電極が形成された圧電部品において、前記セラミック素体力上述した圧電磁器組成物で形成されていることを特徴としている。

発明の効果

[0021] 本発明の圧電磁器組成物によれば、少なくとも Sr、 Bi、及び Nbを含有したビスマス層状化合物を主成分とし、前記主成分 100重量部に対して Cuを CuOに換算して 2 重量部以下 (ただし、 0重量部を除く。）含有するので、焦電作用が抑制されて、残留分極の変化に起因した脱分極が生じるのを防止することができる。これにより急激な温度変化が生じても圧電性劣化を招くことのない圧電磁器組成物を得ることが可能となる。

[0022] また、前記主成分 100重量部に対して Cuを CuOに換算して 0. 04重量部以上 0.

5重量部以下の範囲で含有させることにより、圧電定数をほとんど劣化させないで焦電作用を確実に低減させた圧電磁器組成物を実現することができる。

[0023] また、本発明の圧電磁器組成物は、 SBN系のビスマス層状ィ匕合物を主成分とするものに適用でき、糸且成式 SrBi Nb Oで表されるものの

2 2 9 他、 Srの一部が、 1価、 2価、及び 3価の金属元素の中力選択された 1種以上の金属元素で置換されたものや、 Nbの一部が Taで置換されたものについても同様の作用効果を得ることができる。

[0024] また、前記主成分 100重量部に対して Mnを MnCOに換算して 0. 1重量部以上 2

3

重量部以下含有させることにより、焼結性を向上させることができる。

[0025] さらに、本発明の圧電部品によれば、セラミック素体の両主面に電極が形成された圧電部品において、前記セラミック素体力上述した圧電磁器組成物で形成されて Vヽるので、急激な温度変化が生じても圧電性が劣化することのな!/、高精度の圧電部品を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]本発明に係る圧電磁器組成物を使用して製造された圧電部品の一実施の形態を示す断面図である。

[図 2]〔実施例 1〕における CuO含有量と焦電係数との関係を示す特性図である。

[図 3]〔比較例〕における CuO含有量と焦電係数との関係を示す特性図である。

[図 4]焦電体の通常時の電荷分布状態を模式的に示した図である。

[図 5]焦電体に温度変化が生じた場合の電荷分布状態を模式的に示した図である。符号の説明

[0027] 1 圧電セラミック素体

2a, 2b 電極

発明を実施するための最良の形態

[0028] 次に、本発明の実施の形態を詳説する。

本発明に係る圧電磁器組成物は、少なくとも Sr、 Bi、及び Nbを含有したビスマス層状化合物、例えば SrBi Nb Oを主成分とし、前記主成分 100重量部に対して Cuを

2 2 9

CuOに換算して 2重量部以下 (ただし、 0重量部を除く。）含有している。

[0029] すなわち、〔発明が解決しょうとする課題〕の項でも述べたように、 SrBi Nb Oに代

2 2 9 表される SBN系圧電磁器組成物は、自発分極を有する焦電体の中でも焦電係数が大きぐ急激な温度変化が生じると残留分極の影響を受けて脱分極が生じ、圧電性の低下を招く。 [0030] そこで、上記のような課題に対して、本発明者らが鋭意研究を行ったところ、少なくとも Sr、 Bi、及び Nbを含有した SBN系のビスマス層状化合物を主成分とし、前記主成分 100重量部に対して Cu含有量力 ^CuO換算で 2重量部以下 (ただし、 0重量部を除く。）となるように、上記 SBN系のビスマス層状ィ匕合物に Cuィ匕合物を添加することにより、焦電係数 Tpを低下させることができ、これにより急激な温度変化が生じても圧電性劣化を回避できることを見出した。

[0031] ここで、 Cu含有量を CuO換算で 2重量部以下 (ただし、 0重量部を除く。 )としたのは以下の理由による。

[0032] すなわち、 SBN系ビスマス層状ィ匕合物に Cuィ匕合物を添加させることにより、焦電係数 Tpは急激に減少するが、 Cuの含有量力 SCuO換算で 2重量部を超えると圧電定数の急激な低下を招き、圧電機能を奏さなくなって圧電部品としての実用性を損なうおそれがある。

[0033] そこで、本実施の形態では、 Cuの含有量を CuO換算で 2重量部以下に調整している。

[0034] 尚、焦電係数 Tpの低減作用を十分に発揮し、かつ優れた圧電定数を得るためには、 Cuの含有量を CuO換算で 0. 04重量部以上 0. 5重量部以下とするのが好ましい。

[0035] また、 Cuを含有させることにより焦電係数 Tpが低下する理由としては、 SBN系圧電磁器組成物と Cuとの間で何らかの作用が働いているものと推察される。

[0036] 例えば、ビスマス層状化合物を主成分とする圧電磁器組成物であっても、 Sr、 Bi、及び Tiを主成分とした SrBiTiO系圧電磁器組成物（以下、「SBTi系圧電磁器組成物」という。）が知られている（例えば、特開 2002— 47062号公報、特開 2002— 154 872号公報、特開 2004— 189507号公報等)。この SBTi系圧電磁器組成物の場合は Cuを含有させると、却って焦電係数 Tpが上昇することが、本発明者らの実験結果により明ら力となった。このため SBN系圧電磁器組成物の場合には、 Sr、 Bi、及び Nbを主成分とした SBN系圧電磁器組成物と Cuとの間で何らかの作用が働き、焦電係数 Tpの低下に寄与するものと考えられる。

[0037] このように SBN系のビスマス層状化合物に Cuを CuO換算で 2重量部以下（ただし、 0重量部は含まず。）、好ましくは 0. 04重量部以上 0. 5重量部以下含有させることにより、高い圧電定数を維持しながら、焦電係数 Tpを低下させることができる。したがつて温度変化に伴う残留分極の変化が減少するため、温度変化や熱衝撃によって生じる自発分極を弱める方向の電界が小さくなり、これにより、脱分極しにくくなつて温度変化に伴う圧電性の低下を抑制することができる。

[0038] 尚、圧電磁器組成物中の Cuの存在形態としては特に限定されるものではなぐ例えばビスマス層状ィ匕合物に完全固溶してヽる場合やビスマス層状化合物に一部固溶している場合、或いは結晶粒界に存在する場合等、いずれの存在形態であってもよい。

[0039] また、 SBN系ビスマス層状化合物としては、上述した SrBi Nb Oが代表的なもの

2 2 9

として挙げられる力 SrBi Nb O中の Srの一部を 1価の金属元素（Na、 K、 Li等）、

2 2 9

2価の金属元素（Ca、 Ba等）、及び 3価の金属元素（Nd、 Dy, Bi、 La)の中力選択された少なくとも 1種以上で置換させたものであっても同様の作用効果を得ることができる。また、 Nbの一部を Taで置換したものであっても同様の作用効果を得ることができる。ただし、 Nbの一部を Taで置換する場合は、その置換モル量はモル分率で 0. 1 モル以下が好ましい。これは置換モル量が 0. 1モルを超えるとキュリー点が低下して所望の圧電性能を確保できなくなるおそれがある力である。

[0040] また、上記圧電磁器組成物中に焼結助剤として Mnを含有させるのも好ま、。すなわち、 Mnを含有させることにより焼結性が促進されて焼結温度を低下させることができ、その結果、焼成処理に使用される匣（さや)の消耗を抑制することができ、また最高焼成温度を得るためのエネルギーの低減を図ることができる。

[0041] ただし、 Mnの含有量は、前記主成分 100重量部に対して MnCO換算で 0. 1重

3

量部以上 2重量部以下が好ましい。これは Mnの含有量が MnCO換算で 0. 1重量

3

部未満の場合は、含有量が少なすぎるため焼結助剤としての作用を十分に発揮することができず、一方、 Mnの含有量が、前記主成分 100重量部に対して MnCO換算

3 で 2重量部を超えると絶縁抵抗が低下して所望の分極処理を行うことができなくなるおそれがある力である。

[0042] 図 1は上記圧電磁器組成物を使用して得られた圧電部品の一実施の形態を示す断面図であって、該圧電部品は、上述した本発明の圧電磁器組成物からなる圧電セラミック素体 1と、該圧電セラミック素体 1の両主面に形成された Ag等の導電性材料を主成分とした電極 2a、 2bとを有し、矢印 A方向に分極処理が施されている。

[0043] 上記圧電部品は、例えば以下のようにして容易に製造することができる。

[0044] すなわち、主成分組成を構成する素原料としての SrCO、 Bi O、 Nb O、及び必

3 2 3 2 5 要に応じて Nd Oや Ta O等を所定量秤量する。さらに必要に応じ、焼結助剤として

2 3 2 5

の Mnの含有量が主成分 100重量部に対して MnCO換算で 0. 1重量部以上 2重

3

量部以下となるように Mnィ匕合物を秤量する。これら秤量物を粉砕媒体及び水と共にボールミルに投入して混合し、湿式粉砕を行い、その後、脱水'乾燥処理を行い、次 V、で所定温度 (例えば、 800〜1000°C程度)で仮焼処理を行って仮焼物を得る。

[0045] 次に、 Cuの含有量が主成分 100重量部に対して CuO換算で 2重量部以下、好ましくは 0. 04重量部以上 0. 5重量部以下となるように前記仮焼物に Cu化合物を添加し、さらに有機バインダ、分散剤、及び水を粉砕媒体の内有されたボールミル内で混合して再度湿式粉砕し、脱水、乾燥処理を行い、その後プレス加工を行って所定形状に成形されたセラミック成形体を得る。

[0046] 次、で、例えば、 400〜600°C程度の温度で、このセラミック成形体に脱バインダ処理を施した後、密閉された匣（さや）に収容し、 1000°C〜1200°C程度の温度で焼成処理を行ってセラミック焼結体を作製する。その後、該セラミック焼結体の両主面に研磨処理を施して圧電セラミック素体 1を作製し、その後スパッタリング法や真空蒸着法等の薄膜形成法やめつき法、電極ペーストの焼付け処理等の任意の方法で圧電セラミック素体 1の両主面に電極 2a、 2bを形成する。

[0047] そしてこの後、所定温度に加熱されたシリコーンオイル中で所定電界を印加して分極処理を行い、これにより圧電部品を製造することができる。

[0048] このように上記圧電部品は本発明の圧電磁器組成物を使用して製造されて!ヽるので、実用に供しうる程度の圧電定数を維持しつつも焦電係数 Tpを低下させることができる。したがって、急激な温度変化があっても焦電による脱分極が生じ難くなり、急激な温度変化が生じても所望の圧電性を維持することができ、圧電共振子や圧電ァクチユエータ等の用途に好適な圧電部品を提供することができる。 [0049] 尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

[0050] また、圧電部品の構造としては、図 1に示すような単板型が適している。すなわち、内部電極を有する積層型圧電部品の場合は、温度変化により自発分極が増加しても、例えば、内部電極の上面側に負電荷が増加し、下面側に正電荷が増加することとなる。よって、結果的に内部電極の上下面に生じた正電荷と負電荷によって中和され、残留分極は形成され難くなる。これに対し、単板型圧電部品の場合は、内部電極を有していないため、 Cuを含有していない SBN系圧電磁器組成物では、残留分極が形成され、該残留分極の影響を受けて脱分極し易くなる。

[0051] このように本発明の圧電磁器組成物は、用途的には単板型圧電部品に好適する。

実施例

[0052] 次に、本発明の実施例を比較例と共に具体的に説明する。

[0053] 〔実施例 1〕

焼結後の主成分組成が組成式：（Sr Nd ) Bi Nb Oを満たすように SrCO、 Nd

0.9 0.1 2 2 9 3

O、 Bi O、及び Nb Oを秤量した。続いて前記主成分 100重量部に対して焼結助

2 3 2 3 2 5

剤としての MnCOを含有量が 0. 5重量部となるように秤量した。これら秤量物を粉

3

砕媒体としてのジルコユアボールが内有されたボールミルに水と共に投入して混合し

、十分に湿式粉砕を行った。そしてその後、脱水'乾燥処理を行い、温度 800°C〜1 000°Cで仮焼処理を行って仮焼物を得た。

[0054] 次に、前記主成分 100重量部に対し CuOの含有量が 0〜2. 2重量部となるようなセラミック焼結体 (圧電磁器組成物）が得られるように、前記仮焼物に CuOを適宜添加し、さらに酢酸ビニル系の有機ノインダ、アクリル酸系の分散剤、及び水をジルコユアボールと共にボールミル内で混合して再度湿式粉砕し、脱水、乾燥処理を行い粉末を得た。得られた粉末をその後円板状にプレス加工を施し、直径 12mm、厚さ 1 . 2mmのセラミック成形体を得た。

[0055] 次いで、このセラミック成形体に温度 500°Cで脱バインダ処理を施し、その後、密閉された匣（さや）に収容し、温度 1000°C〜1200°Cで焼成処理を行ってセラミック焼結体を作製した。その後、厚さが約 0. 5mm程度になるまで前記セラミック焼結体の両主面に研磨処理を施し、これによりセラミック素体を作製した。次いで Agをターゲットにしてスパッタリング処理を行い、セラミック素体の両主面に Ag力もなる電極を形成した。

[0056] そしてこの後、温度 200°Cのシリコーンオイル中で 4〜8kVZmmの電界を 15分印加して分極処理を行い、これにより CuOの含有量が主成分 100重量部に対し 0〜2. 2重量部の範囲で異なる試料を作製した (試料番号 1〜10)。

[0057] 次に、これら各試料を 10個づっ用意し、一定の割合で温度変化させることが可能な容器に投入し、 0. 5°CZsの温度変化率でもって温度 10°C〜70°Cの範囲で温度を変化させ、焦電電流1 (八（=じ 3) )を測定し、数式（1)に基づいて焦電係数 Tp (C Zm²'°C)を算出した。

[0058] Tp=lZ(S . A t)〜（l)

ここで、 Sは主面の面積 (m²)であり、マイクロメータを使用して試料の直径を測定し、該直径力も算出した。 A tは単位時間当たり温度変化を示す。

[0059] また、 d メータを使用し、両主面の電極間に 100Hzの振動を負荷し、圧電体表面

33

に誘起された電荷を測定し、圧電定数 d

33を求めた。

[0060] 表 1は試料番号 1〜： L0における各試料の CuO含有量、焦電係数 Tp、及び圧電定数 d を示している。また、図 2は CuO含有量と焦電係数 Tpとの関係をプロットしてい

33

る。

[0061] [表 1]

*は本発明範囲外

[0062] この表 1及び図 2から明らかなように、 (Sr Nd ) Bi Nb Oを主成分とする圧電磁

0.9 0.1 2 2 9

器組成物中に CuOを含有させると、実用に供しうる程度の圧電定数を維持しながら焦電係数 Tpが急激に減少することが分かる。

[0063] すなわち、 CuOを含有していない試料番号 1は、焦電係数 Tpが 1. 57 X 10— ⁴(CZ m²-°C)と大きいが、試料番号 2〜： 10のように CuOを含有させると焦電係数 Tpは減少した。特に試料番号 3〜 10のように CuO含有量を 0. 04重量部以上 2. 0重量部以下とすることにより、 1. 0 X 10— ⁴(C/m²'°C)以下に抑制することができ、試料番号 1 に比べて約 2 3程度まで低下させることが可能であることが分力つた。

[0064] ただし、試料番号 10のように CuO含有量が 2. 0重量部を超えてしまうと、圧電定数 d が 5pCZN以下となって実用に供しな、程度に圧電性低下を招くことも分力た [0065] また、特に CuO含有量が 0. 04重量部以上 0. 5重量部以下の場合は、圧電定数 d が 12pCZN以上となり、試料番号 1と比較してもほとんど低下しな、ことが分力つた

33

[0066] これらのことから、主成分 100重量部に対して Cu含有量は CuO換算で 2. 0重量部以下とする必要があり、 0. 04重量部以上 0. 5重量部以下が好ましいことが分かった

[0067] 〔実施例 2〕

焼結後の主成分組成が組成式： SrBi (Nb Ta ) Oを満たすように SrCO、 Bi

2 1.9 0.1 9 3 2

O、 Nb O、及び Ta Oを秤量した。続いて前記主成分 100重量部に対して、焼結

3 2 5 2 5

助剤としての MnCOを含有量が 0. 5重量部となるように秤量し、これら秤量物を粉

3

砕媒体としてのジルコユアボール及び水と共に、ボールミルに投入して混合し、湿式粉砕を行った。そしてその後、脱水'乾燥処理を行った後、温度 800°C〜1000°Cで仮焼処理を行って仮焼物を得た。

[0068] 次に、前記主成分 100重量部に対して CuOの含有量が 0〜0. 5重量部となるようなセラミック焼結体 (圧電磁器組成物）が得られるように、前記仮焼物に CuOを適宜添加し、その後は〔実施例 1〕と同様の方法'手順で CuO含有量の異なる 3種類の試料を作製した (試料番号 21〜23)。

[0069] そして、〔実施例 1〕と同様の方法'手順で焦電係数 Tp (CZm²'°C)、及び圧電定数 d を求めた。

33

[0070] 表 2は試料番号 21〜23における各試料の CuO含有量、焦電係数 Tpの平均値、及び圧電定数 d の平均値を示している。

33

[0071] [表 2] 主成分組成： SrBi₂ (Nl^ . ₉Ta₀.， ) 0₉ 試料 No.

CuO含有量焦電係数 Tp 圧電定数 d₃₃

(重量部） l O" (C/m²-°C) (pC/N)

21 * 0 1 . 42 1 7

22 0. 05 0. 93 1 6

23 0. 5 1 . 02 1 4

*は本発明範囲外

[0072] この表 2から明らかなように SrBi (Nb Ta ) 0を主成分とする圧電磁器組成物中

2 1.9 0.1 9

に CuOを含有させると、実用に供しうる程度の圧電定数を維持しながら焦電係数 Tp が急激に減少することが分かる。

[0073] すなわち、 CuOを含有していない試料番号 21は焦電係数 Tpが 1. 42 X 10"⁴(C/ m²'°C)と大きいが、試料番号 22、 23に示すように CuOを含有させることにより、 1. 1 X 10— ⁴(CZm²'°C)以下に抑制できることが分力つた。また、試料番号 22、 23であれば圧電定数 d もさほど低下しないことが分力つた。

33

[0074] 〔比較例〕

主成分は異なるが類似の組成系である SBT係圧電磁器組成物にっヽて、 CuO含有量と焦電係数 Tpとの関係を調べた。

[0075] すなわち、焼結後の主成分組成が組成式： SrBi Ti O を満たすように SrCO、 Bi

4 4 15 3 2

O、及び TiOを秤量した。続いて前記主成分 100重量部に対して、焼結助剤として

3

の MnCOを含有量が 0. 5重量部となるように秤量し、これら秤量物を粉砕媒体とし

3

てのジルコユアボール及び水と共に、ボールミルに投入して混合し、湿式粉砕を行つた。そしてその後、脱水'乾燥処理を行った後、温度 800°C〜1000°Cで仮焼処理を行い、仮焼物を得た。

[0076] 次に、前記主成分 100重量部に対して CuOの含有量が 0〜0. 5重量部となるようなセラミック焼結体 (圧電磁器組成物）が得られるように、前記仮焼物に CuOを適宜添加し、その後は〔実施例 1〕と同様の方法'手順で CuO含有量の異なる 3種類の試料を作製した (試料番号 31〜33)。

[0077] そして、〔実施例 1〕と同様の方法 ·手順で焦電係数 Tp (C/m²-°C)を算出した。

[0078] 表 3は試料番号 31〜33における各試料の CuO含有量及び焦電係数 Tpを示している。また、図 3は CuO含有量と焦電係数 Tpとの関係をプロットしている。

[0079] [表 3]

*は本発明範囲外

[0080] この表 3及び図 3から明らかなように、 SBTi系圧電磁器組成物は、 SBN系圧電磁器組成物と異なり、 CuOを添加してゆくと焦電係数 Tpが増加することが分力た。すなわち、 CuOの添カ卩による焦電係数 Tpの抑制作用は SBN系圧電磁器組成物に特有のものであることが確認された。

Claims

請求の範囲

[1] 少なくとも Sr、 Bi、及び Nbを含有したビスマス層状化合物を主成分とし、前記主成分 100重量部に対して Cuを CuOに換算して 2重量部以下 (ただし、 0重量部を除く。 )含有することを特徴とする圧電磁器組成物。

[2] 前記主成分 100重量部に対して前記 Cuを CuOに換算して 0. 04重量部以上 0. 5 重量部以下含有することを特徴とする請求項 1記載の圧電磁器組成物。

[3] 前記主成分は、組成式 SrBi Nb Oで表されることを特徴とする請求項 1又は請求

2 2 9

項 2記載の圧電磁器組成物。

[4] 前記 Srの一部が、 1価、 2価、及び 3価の金属元素の中力選択された 1種以上の金属元素で置換されていることを特徴とする請求項 1乃至請求項 3のいずれかに記載の圧電磁器組成物。

[5] 前記 Nbの一部が Taで置換されて、ることを特徴とする請求項 1乃至請求項 4のヽずれかに記載の圧電磁器組成物。

[6] 前記主成分 100重量部に対して Mnを MnCOに換算して 0. 1重量部以上 2重量

3

部以下含有することを特徴とする請求項 1乃至請求項 5のいずれかに記載の圧電磁器組成物。

[7] セラミック素体の両主面に電極が形成された圧電部品において、

前記セラミック素体が、請求項 1乃至請求項 6の、ずれかに記載の圧電磁器組成物で形成されて!ヽることを特徴とする圧電部品。