WO2009113535A1 - 非鉛系圧電材料 - Google Patents

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文鳳 劉
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Definitions

  • the present invention relates to a lead-free piezoelectric material that does not contain harmful elements such as Pb.
  • Piezoelectric materials have the effect of expanding and contracting (electrostrictive effect) when a voltage is applied, and generating a voltage (piezoelectric effect) when a force is applied, so a very important substance that carries the conversion between mechanical energy and electrical energy.
  • These materials are widely applied in the field of energy conversion, such as actuators and sensors, and have penetrated from state-of-the-art technology to daily life, making them indispensable for modern society.
  • PZT Pb (Ti, Zr) O 3 polycrystal
  • This material system has the best piezoelectric properties so far (the highest value of the piezoelectric coefficient d 33 of undoped PZT is about 220 pC / N, and the improved soft PZT by addition is about 400-580 pC / N), Since half a century, it has become a “pronoun” for piezoelectric materials. However, since PZT contains a large amount of toxic lead, it has been severely regulated in recent years from the viewpoint of environmental problems. Therefore, the development of high performance lead-free piezoelectric materials comparable to PZT has become a pressing issue worldwide.
  • the present invention has an object to provide a lead-free piezoelectric material that can have a high piezoelectric coefficient (d 33 > 500 pC / N) that surpasses that of soft PZT.
  • Invention 1 is a lead-free piezoelectric material that does not contain harmful elements such as Pb, and ⁇ [(Ba 1-x1 M1 x1 ) ((Ti 1-x Zr x ) 1-y1 N1 y1 ) O 3 ] ⁇ ⁇ % [(Ba 1 ⁇ y Ca y ) 1 ⁇ x2 M2 x2 ) (Ti 1 ⁇ y2 N2 y2 ) O 3 ] ⁇ (M1, N1, M2, N2 are additive elements) pseudo binary solid solution (abbreviated as BZT) ⁇ % BCT).
  • BZT pseudo binary solid solution
  • Invention 2 is the lead-free piezoelectric material of Invention 1, wherein the quasi-binary solid solution has a crystal phase boundary (MPB).
  • MPB crystal phase boundary
  • BZT- ⁇ % BCT has a morphotropic phase boundary (MPB)
  • FIG. 1 shows [Ba (Ti 0.8 Zr 0.2 ) O 3 ] ⁇ %
  • Example of (Ba 0.7 Ca 0.3 ) TiO 3 it was found that the composition near MPB has very high piezoelectric properties (d 33 > 580 pC / N) that surpass PZT (FIG. 2, FIG. 2). 3).
  • a material using the pseudo binary solid solution having the MPB is invented.
  • the two terminal compositions used in the present invention are Ba (Ti 1-x Zr x ) O 3 having a rhomboboral (R) structure and (Ba 1-y Ca y ) TiO 3 having a tetragonal (T) structure.
  • R rhomboboral
  • Ba 1-y Ca y TiO 3 having a tetragonal
  • the present invention includes a quasi-binary lead-free piezoelectric material shown in the following examples that is partially substituted with an element having the same valence as the composition ion. Therefore, in the present invention, ⁇ [(Ba 1 ⁇ x1 M1 x1 ) ((Ti 1 ⁇ x Zr x ) 1 ⁇ y1 N1 y1 ) O 3 ] ⁇ % [(Ba 1 ⁇ y Ca y ) 1 ⁇ x2 M2 x2) (Ti 1-y2 N2 y2) O 3] ⁇ (M1, N1, M2, N2 showed additive element) and.
  • BZT-BCT has an A 2+ B 4+ O 3 type perovskite structure
  • Ba 2+ and Ca 2+ occupy the A 2+ site
  • Ti 4+ and Zr 4+ occupy the B 4+ site.
  • “An element having the same valence as the composition ion” means a 2 + -valent element (for example, Sr 2+ ) in the case of an element that substitutes for an A 2+ site, and a 4 + -valent element (for example, Hf in the case of an element that substitutes for a B 4+ site). 4+ , Sn 4+ ).
  • the “equivalent additive element” can be created by a combination of elements having different valences (for example, by replacing A 2+ sites with 1 / 2Bi 3+ 1 ⁇ 2Na + (average valence is 2+). Good).
  • Acceptor additive element Additive elements (M1, M2) having a valence of +2 or less substituted at the position of A 2+ : Additive elements of +4 valence or less substituted at the position of B 4+ such as K + , Na + , Li + , Ag + N2): Mn 3+ , Fe 3+ , Co 3+ , Ni 2+ , Cu 2+ and the like.
  • Acceptor element addition is an improved method often used to reduce the loss of the piezoelectric material. Also in the present invention, an improved material by “Addition of acceptor element” using BZT-BCT is within the scope of the present invention.
  • Donor additive elements +2 or more valence of the additive element to be replaced to the position of A 2+: La 3+, Bi 3+ , Y 3+, Ce 3+, +4 valence or more additive elements substituting the position of the Rh 3+, etc.
  • B 4+ Nb 5+, Ta 5+
  • Donor element addition is an improved method often used to improve the piezoelectric characteristics of piezoelectric materials. Also in the present invention, an improved material by “adding a donor element” while using BZT-BCT is within the scope of the present invention.
  • a material of the above-mentioned material formed into a known shape such as a polycrystal, a single crystal, a thin film, or a multilayer film is also within the scope of the present invention. Furthermore, the use of these in composite materials, parts, apparatuses, devices, etc. is in a category that can be easily recalled from conventionally known techniques.
  • phase diagram of the [Ba (Ti 0.8 Zr 0.2 ) O 3 ] - ⁇ % [(Ba 0.7 Ca 0.3 ) TiO 3 ] pseudo binary system is shown in FIG.
  • Sample preparation method Raw material: BaZrO 3 (99.9%), CaCO 3 (99.9%) BaCO 3 (99.9%) and TiO 2 (99.9%) How to make: Standard solid phase sintering. Synthesis is 1350 ° C. for 2 hours, sintering is 1450 ° C. for 3 hours. (The synthesis temperature is 1200 °C -1400 °C and the sintering temperature is 1300 °C -1500 °C) Electrode: Ag electrode Polarization condition: The sample is slowly cooled to room temperature while applying an electric field about twice as large as the coercive field at a temperature equal to or higher than the Curie temperature (110 ° C.).
  • piezoelectric coefficient d 33 is measured according to ZJ-6B type d 33 meter. Electric field-Displacement measurements were taken with Radiant Technologies' Workstation and MTI2000 optical displacement sensor.
  • FIG. 2 is based on measured values (Table 1) showing the relationship (room temperature) between the piezoelectric coefficient d 33 and the composition ⁇ %.
  • Table 1 shows the relationship (room temperature) between the piezoelectric coefficient d 33 and the composition ⁇ %.
  • FIG. 2 shows that the piezoelectric coefficient is large in the vicinity of the MPB.
  • the present invention proposes a lead-free piezoelectric material using this MPB.
  • the lead-free piezoelectric material of the present invention has not only two to several times more piezoelectric properties than other lead-free piezoelectric materials, but also has piezoelectric properties that surpass most PZT. ing. This figure well represents the inventiveness of the present invention.
  • the electric field-displacement relationship represents the piezoelectric characteristics under a large electric field. From this figure, it can be seen that the piezoelectric characteristics of the lead-free piezoelectric material of the present invention under a large electric field greatly exceed all PZT.

Abstract

【課題】 本発明では、ソフトＰＺＴをも凌駕する高い圧電係数（ｄ３３＞５００ｐＣ／Ｎ）を持つことができる非鉛圧電材料を提供することを課題とした。 【解決手段】 本発明１は、Ｐｂ等の有害元素を含まない非鉛系圧電材料であって、｛［（Ｂａ１－ｘ１Ｍ１ｘ１）（（Ｔｉ１－ｘＺｒｘ）１－ｙ１Ｎ１ｙ１）Ｏ３］―δ％［（Ｂａ１－ｙＣａｙ）１－ｘ２Ｍ２ｘ２）（Ｔｉ１－ｙ２Ｎ２ｙ２）Ｏ３］｝（Ｍ１，Ｎ1，Ｍ２，Ｎ２は添加元素）の擬二元系固溶体（略称ＢＺＴ－δ％ＢＣＴ）からなることを特徴とする。  

Description

非鉛系圧電材料
　本発明は、Ｐｂ等の有害元素を含まない非鉛系圧電材料に関する。
圧電材料は電圧を加えると伸縮（電歪効果）し、逆に力を加えると電圧が発生する（圧電効果）という効果を持っているため、機械エネルギーと電気エネルギーの変換を背負う大変重要な物質群である。これらの材料はアクチュエーターやセンサーなどのエネルギー変換の分野に広く応用され、最先端技術から日常生活まで浸透し、現代社会に欠かせない存在となっている。
５０年間の間、殆どの圧電応用はＰＺＴ（Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３多結晶体）に支配されている。この材料系は、これまで最高の圧電特性（無添加のＰＺＴの圧電係数ｄ３３の最高値は約220ｐＣ／Ｎで、添加による改良されたソフトＰＺＴは約４００－５８０ｐＣ／Ｎ）を持つため、半世紀以来、圧電材料の“代名詞”となっている。しかし、ＰＺＴは有毒な鉛が大量に含むため、環境問題の観点から近年厳しく規制されつつある。そのため、ＰＺＴに匹敵する高性能非鉛の圧電材料の開発は世界的に緊迫した課題になっている。
この背景の中、近年非鉛圧電材料は数多く研究されてきたが、しかし、圧電・電歪特性はＰＺＴに遠く及ばない（殆どの材料のｄ３３は２００ｐＣ／Ｎ以下）。最近開発されたＫＮＮ－ＬＴ（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３－ＬｉＴａＯ３）及びＫＮＮ－ＬＮ（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３－ＬｉＮｂＯ３）系非鉛圧電材料の圧電係数ｄ３３は約１５０－３００ｐＣ／Ｎと比較的に良いが、ソフトＰＺＴまでは及んでいない。
更にＫＮＮ－ＬＴ及びＫＮＮ－ＬＮ系は合成困難、コスト高い（高価な元素Ｔａ，Ｌａを大量に含むため）など重要な欠点を持っている。
Ｚｈｉ　Ｙｕ，　Ｒｕｙａｎ　Ｇｕｏ，　ａｎｄ　Ａ．　Ｓ．　Ｂｈａｌｌａ，　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　Ｂａ（Ｔｉ１－ｘＺｒｘ）Ｏ３　ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌｓ． 　Ｊ．　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　８８，　４１０　（２０００） Ｔ．　Ｍｉｔｓｕｉ　ａｎｄ　Ｗ．　Ｂ．　Ｗｅｓｔｐｈａｌ，　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｎｄ　Ｘ－Ｒａｙ　Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｆ　ＣａｘＢａ１－ｘＴｉＯ３　ａｎｄ　ＣａｘＳｒ１－ｘＴｉＯ３．　Ｐｈｙｓ．　Ｒｅｖ．　１２４，　１３５４－１３５９　（１９６１）
本発明では、以上の重要な問題を解決するため、ソフトＰＺＴも凌駕する高い圧電係数（ｄ３３＞５００ｐＣ／Ｎ）を持つことができる非鉛圧電材料を提供することを課題とした。
発明１は、Ｐｂ等の有害元素を含まない非鉛系圧電材料であって、｛［（Ｂａ１－ｘ１Ｍ１ｘ１）（（Ｔｉ１－ｘＺｒｘ）１－ｙ１Ｎ１ｙ１）Ｏ３　］―δ％　［（Ｂａ１－ｙＣａｙ）１－ｘ２Ｍ２ｘ２）（Ｔｉ１－ｙ２Ｎ２ｙ２）Ｏ３］｝（Ｍ１，Ｎ1，Ｍ２，Ｎ２は添加元素）の擬二元系固溶体（略称ＢＺＴ－δ％ＢＣＴ）からなることを特徴とする。
発明２は、発明１の非鉛系圧電材料において、擬二元系固溶体は、結晶相境界（ｍｏｒｐｈｏｔｒｏｐｈｉｃ　ｐｈａｓｅ　ｂｏｕｎｄａｒｙ、ＭＰＢ）が存在することを特徴とする。
発明人は、ＢＺＴ－δ％ＢＣＴが結晶相境界（ｍｏｒｐｈｏｔｒｏｐｈｉｃ　ｐｈａｓｅ　ｂｏｕｎｄａｒｙ（ＭＰＢ））を持つことを発見し（図１は［Ｂａ（Ｔｉ０．８Ｚｒ０．２）Ｏ３　］―δ％　［（Ｂａ０．７Ｃａ０．３）ＴｉＯ３］の例）、ＭＰＢ近傍の組成でＰＺＴを凌駕する非常に高い圧電特性（ｄ３３＞５８０ｐＣ／Ｎ）を持つことを発見した（図２，図３）。本発明では、この発見に基づいて、このＭＰＢを持つ擬二元系固溶体を利用した材料を発明する。
この材料は非常に高い圧電効果を示し、ＭＰＢ組成（δ％＝５０％）において室温での圧電係数ｄ３３＞５８０ｐＣ／Ｎに及び（図２）、従来の非鉛圧電材料の数倍以上である（図３）。ＰＺＴファミリと比較しても従来のソフトＰＺＴ（ｄ３３＞４００ｐＣ／Ｎ）を超えることとなり、ソフトＰＺＴの最高峰ＰＺＴ－５Ｈに相当する（図３）。電場―歪関係で圧電効果を評価すると、ＭＰＢ組成（δ％＝５０％）の圧電特性はＰＺＴ－５Hを超えることが分かる。（図４）
殆どのＭＰＢ組成において、室温から７０℃の温度範囲で高い圧電特性（ｄ３３＞３５０ｐＣ／Ｎ）を確認しており（図５）、室温付近での応用は十分適している。また、この材料を添加元素で特性を更に改善する可能性がある。
この材料系は非常に安定な酸化物からできた材料であるため、ＫＮＮ系や（Ｂｉ０．５Ｎａ０．５）ＴｉＯ３のような揮発問題は持っていない、大変良い焼結性を持ち、製造は非常に容易である。また、ＮｂやＴａなど高価な原料を使用しないため、原料コストと製造コストが低い。更に、ＫＮＮ系のような潮解性或いは湿気に敏感する問題もない。
以上の特徴から、本発明で提案した材料系は室温付近（或いは室温以下）の応用でＰＺＴを代替できる有力候補である。
［Ｂａ（Ｔｉ０．８Ｚｒ０．２）Ｏ３　］―δ％　［（Ｂａ０．７Ｃａ０．３）ＴｉＯ３］擬２元系の状態図。ＭＰＢはδ％＝４０～６０％の組成範囲で存在する。誘電率―温度の関係はｉｎｓｅｔに示す。 ［Ｂａ（Ｔｉ０．８Ｚｒ０．２）Ｏ３　］―δ％　［（Ｂａ０．７Ｃａ０．３）ＴｉＯ３］の室温圧電特性ｄ３３の組成（δ％）依存性を示すグラフ。ＭＰＢの組成範囲で圧電係数ｄ３３は一番高い値を示す。 ＭＰＢ組成δ％＝５０％ＢＣＴの圧電材料の圧電特性ｄ３３と他の圧電材料との比較。 分極したδ％＝５０％試料の電歪と電場の関係を示す（室温）グラフ。ソフトＰＺＴを凌駕することが分かる。 δ％＝４０％，４５％，５０％試料の圧電係数ｄ３３の温度依存性を示すグラフ。
ＭＰＢを形成するために、異なる構造を持つ２つのｔｅｒｍｉｎａｌから形成される固溶体が必要である。本発明で使われる２つのｔｅｒｍｉｎａｌ組成は、ｒｈｏｍｂｏｈｅｄｒａｌ（Ｒ）構造を持つＢａ（Ｔｉ１－ｘＺｒｘ）Ｏ３とｔｅｔｒａｇｏｎａｌ（Ｔ）構造を持つ（Ｂａ１－ｙＣａｙ）ＴｉＯ３である。Ｂａ（Ｔｉ１－ｘＺｒｘ）Ｏ３　のＲ構造を安定化させるには、ｘ＞０．１が必要であるが（文献１）、ｘ＞０．５の場合は、強誘電性は著しく低下する。従って、ｘ＝０．１～０．５は妥当である。　（Ｂａ１－ｙＣａｙ）ＴｉＯ３　のＴ構造を－５０℃まで安定化させるには、ｙ＞０．１が必要である（文献２）が、ｙ＞０．７の場合は強誘電性が著しく低下する。従って、ｙ＝０．１～０．７が妥当。上記の理由で、請求項１で示したｘ＝０．１～０．５、ｙ＝０．１～０．７は妥当である。また、下記の〔００１２〕～〔００１５〕項で示した添加元素Ｍ１，Ｎ１，Ｍ２，Ｎ２を上記材料系に入れてもＭＰＢの存在に影響がないので、添加元素が入った上記の材料系も本発明に含まれるものである。
　上記の二つｔｅｒｍｉｎａｌ組成から作られた擬二元系固溶体の状態図の一例として、［Ｂａ（Ｔｉ０．８Ｚｒ０．２）Ｏ３］―δ％［（Ｂａ０．７Ｃａ０．３）ＴｉＯ３］の状態図は図１に示す。δ％＝４０％～６０％ＢＣＴの組成範囲でＲ／Ｔ相のＭＰＢの存在は明らかである。
図２、図３より、δ％＝５０％において最も良い特性（ｄ３３＝５８４ｐＣ／Ｎ）を持つことが分かる。
図４は分極したδ％＝５０％試料の電歪と電場の関係（室温）を示す。この材料の圧電特性はソフトＰＺＴの最高峰であるＰＺＴ－５Ｈを含むすべてのＰＺＴを凌駕することが分かる。
図５は、δ％＝４０％，４５％，５０％試料の圧電係数ｄ３３の温度依存性を示すグラフである。ＭＰＢ付近のこの三組成は７０℃まで大きな圧電係数を維持していることがわかる（δ％＝４５％，５０％試料この温度範囲ではｄ３３＞３５０ｐＣ／Ｎ）。従って、本発明の非鉛圧電材料は室温付近の応用に適している。
なお、化学式が異なっても、実効化学組成は発明１、２の材料に同等であることは当然であり、例えば、（ＢａＣａ）（ＴｉＺｒ）Ｏ３、ＢａＴｉＯ３－ＢａＺｒＯ３－ＣａＴｉＯ３などのｆｏｒｍｕｌａで表示されたものの本発明に含まれるものである。
また、下記実施例に示す擬二元系非鉛系圧電材料に組成イオンと同価数の元素と部分的に置換したものも本願発明に含まれるものである。
それ故に、本発明では、｛［（Ｂａ１－ｘ１Ｍ１ｘ１）（（Ｔｉ１－ｘＺｒｘ）１－ｙ１Ｎ１ｙ１）Ｏ３］―δ％［（Ｂａ１－ｙＣａｙ）１－ｘ２Ｍ２ｘ２）（Ｔｉ１－ｙ２Ｎ２ｙ２）Ｏ３］｝（Ｍ１，Ｎ１，Ｍ２，　Ｎ２は添加元素）と示した。
ＢＺＴ－ＢＣＴはＡ２＋Ｂ４＋Ｏ３型ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ構造を持っているため、Ａ２＋サイトにＢａ２＋とＣａ２＋が占有し、Ｂ４＋サイトにＴｉ４＋とＺｒ４＋が占有している。「組成イオンと同価数の元素」とは、Ａ２＋サイトに置換する元素の場合は２＋価の元素（例えばＳｒ２＋）、Ｂ４＋サイトに置換する元素の場合は４＋価の元素（例えばＨｆ４＋、Ｓｎ４＋）である。また、「同価の添加元素」は異なる価数の元素の組み合わせで作り出すことも可能である（例えばＡ２＋サイトに１／２Ｂｉ３＋１／２Ｎａ＋（平均価数は２＋）で置換してもよい）。
また、「Ａｃｃｅｐｔｏｒ添加元素」で一部置換することも可能である。
Ａｃｃｅｐｔｏｒ添加元素：
Ａ２＋の位置に置換する＋２以下の価数を持つ添加元素（Ｍ１,Ｍ２）：Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ａｇ＋など
Ｂ４＋の位置に置換する＋４価以下の添加元素（Ｎ１, Ｎ２）：Ｍｎ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｏ３＋、Ｎｉ２＋、Ｃｕ２＋など。
「Ａｃｃｅｐｔｏｒ元素添加」は圧電材料のロスを低減するために良く使われる改良法である。本発明においても、ＢＺＴ－ＢＣＴを利用しながら、「Ａｃｃｅｐｔｏｒ元素添加」による改良した材料が本発明の範囲である。
「ｄｏｎｏｒ添加元素」で一部置換することも可能である。
Ｄｏｎｏｒ添加元素：
Ａ２＋の位置に置換する＋２以上の価数の添加元素：Ｌａ３＋、Ｂｉ３＋、Ｙ３＋、Ｃｅ３＋、Ｒｈ３＋など
Ｂ４＋の位置に置換する＋４価以上の添加元素：Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋など。
「Ｄｏｎｏｒ元素添加」は圧電材料の圧電特性を向上するために良く使われる改良法である。本発明においても、ＢＺＴ－ＢＣＴを利用しながら、「ｄｏｎｏｒ元素添加」による改良した材料が本発明の範囲である。
「Ａｃｃｅｐｔｏｒ添加元素」と「Ｄｏｎｏｒ添加元素」の両方で同時に一部置換することも可能である。
上記材料の多結晶、単結晶あるいは薄膜、多層膜等従来周知の形状に形成されたものでも本発明の範疇にあるものである。さらに、これらを複合材料、部品、装置、デバイスなどに用いることは従来周知の技術より容易に想起し得る範疇にあるものである。
［Ｂａ（Ｔｉ０．８Ｚｒ０．２）Ｏ３　］―δ％［（Ｂａ０．７Ｃａ０．３）ＴｉＯ３］擬２元系の状態図は図１で示す。誘電率―温度の関係はｉｎｓｅｔに示す。δ％　＝４０－６０％の組成範囲でＭＰＢが存在することがわかる。
試料の製作方法：
原料：ＢａＺｒＯ３　（９９．９％），　ＣａＣＯ３　（９９．９％）　ＢａＣＯ３（９９．　９％）　ａｎｄ　ＴｉＯ２　（９９．９％）
作り方：標準固相焼結法。合成は１３５０℃２時間、焼結は１４５０℃３時間。（合成温　度は１２００℃―１４００℃、焼結温度は１３００℃―１５００℃が必要）
電極：Ａｇ電極
分極条件：Ｃｕｒｉｅ温度以上の温度（１１０℃）で試料にｃｏｅｒｃｉｖｅ　ｆｉｅｌｄより２倍程度の電場をかけながら試料を室温までゆっくり冷やす。
試料の形状とサイズ：試料の厚みは６．５ｍｍ、直径は８ｍｍのディスクである。
圧電特性の測定方法：　圧電係数ｄ３３はＺＪ－６Ｂ型ｄ３３メーターによる測定。電場―　　変位測定はＲａｄｉａｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ及びＭＴＩ２０００光学変位センサーによる測定。
　図２は、圧電係数ｄ３３と組成δ％の関係（室温）を示す測定値（表1）に基づくものである。図２より、ＭＰＢ付近で大きい圧電係数を持つことが分かる。特にδ％＝５０％において最も良い特性（ｄ３３＝５８３ｐＣ／Ｎ）を持つことが分かる。本発明はこのＭＰＢを利用した非鉛圧電材料を提案するものである。
[規則26に基づく補充 12.05.2009]　
Figure WO-DOC-TABLE-1
　図３は、δ％＝５０％の非鉛圧電材料と他の非鉛圧電材料及びＰＺＴファミリの圧電係数ｄ３３の比較を示す測定値（表2）に基づくものである。
この図で明らかになったように、本発明の非鉛圧電材料は他の非鉛圧電材料より２倍から数倍以上の圧電特性を持つだけでなく、殆どのＰＺＴも凌駕する圧電特性を持っている。この図は本発明の先進性をよく表す。
[規則26に基づく補充 12.05.2009]　
Figure WO-DOC-TABLE-2
　図４は、分極したδ％＝５０％の本発明の非鉛圧電材料の電場―変位関係とＰＺＴファミリとの比較を示す測定値（表3）に基づくものである。
電場―変位関係は大きい電場下の圧電特性を表す。この図より、本発明の非鉛圧電材料の大電場下の圧電特性はすべてのＰＺＴより大きく上回ることが分かる。
[規則26に基づく補充 12.05.2009]　
Figure WO-DOC-TABLE-3
 
図５は、δ％＝４０％，４５％，５０％試料の圧電係数ｄ３３の温度依存性を示す測定値（表1）に基づくグラフである。
ＭＰＢ付近のこの三組成は７０℃まで大きな圧電係数を維持していることがわかる。従って、本発明の非鉛圧電材料は室温付近の応用に適している。
[規則26に基づく補充 12.05.2009]　
Figure WO-DOC-TABLE-4
従来ＰＺＴ及び他の圧電材料の室温付近（７０℃まで）の応用にほぼ全部使える。いくつかの例を以下に挙げる。
家電製品や時計の電子音源
魚群探知機やソナーなどの水中探査源
ガスライターの着火源
金属、コンクリート、地殻など固体中の探査源
加湿器や吸入器の霧化源
各種洗浄機の超音波源
自動車のバック、コーナーセンサ
インクジェットプリンターのポンプ源
液晶モニタのインバータトランス
電子顕微鏡の走査微動源
医用診断装置やマッサージ器の超音波源
電話機やリモコンのクロック信号源
歩数計のカウント源
ＰＣモニターのタッチセンサ

Claims (2)

  1. Ｐｂ等の有害元素を含まない非鉛系圧電材料であって、｛［（Ｂａ１－ｘ１Ｍ１ｘ１）（（Ｔｉ１－ｘＺｒｘ）１－ｙ１Ｎ１ｙ１）Ｏ３］―δ％［（Ｂａ１－ｙＣａｙ）１－ｘ２Ｍ２ｘ２）（Ｔｉ１－ｙ２Ｎ２ｙ２）Ｏ３］｝（Ｍ１，Ｎ１，Ｍ２，Ｎ２は添加元素）の擬二元系固溶体（略称ＢＺＴ－δ％ＢＣＴ）からなることを特徴とする。
  2. 請求項１に記載の非鉛系圧電材料において、擬二元系固溶体は、結晶相境界（ｍｏｒｐｈｏｔｒｏｐｈｉｃ　ｐｈａｓｅ　ｂｏｕｎｄａｒｙ、ＭＰＢ）が存在することを特徴とする。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101935212A (zh) * 2010-09-09 2011-01-05 西北工业大学 一种锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷及其制备方法
JP2013216565A (ja) * 2012-03-16 2013-10-24 Canon Inc 圧電材料、圧電素子、および電子機器

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011181764A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Tdk Corp 圧電体素子及びその製造方法
JP2011243722A (ja) * 2010-05-18 2011-12-01 Seiko Epson Corp 圧電素子、液滴噴射ヘッドおよび液滴噴射装置
JP5979992B2 (ja) 2011-07-05 2016-08-31 キヤノン株式会社 圧電材料
WO2013005702A1 (en) 2011-07-05 2013-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric material
CN103056098B (zh) 2011-10-20 2015-08-19 佳能株式会社 压电设备、灰尘去除装置及成像装置
CN102503409A (zh) * 2011-11-02 2012-06-20 聊城大学 一种锡钛酸钡钙无铅压电陶瓷及其制备工艺
EP2837045B1 (en) 2012-03-30 2016-11-02 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramics, piezoelectric element, liquid ejection head, ultrasonic motor, and dust removing device
WO2013147107A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramic, method for manufacturing piezoelectric ceramic, piezoelectric element, and electronic device
CN102815938B (zh) * 2012-08-27 2014-08-06 天津大学 一种钛酸钡基无铅电致伸缩陶瓷及其制备方法
TWI581472B (zh) 2012-11-02 2017-05-01 佳能股份有限公司 壓電材料、壓電元件、及電子裝置
TWI545814B (zh) 2012-11-02 2016-08-11 佳能股份有限公司 壓電式材料、壓電式元件及電子設備
US9520549B2 (en) 2012-12-28 2016-12-13 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric material, piezoelectric element, and electronic apparatus
EP2749550B1 (en) 2012-12-28 2017-05-17 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric material, piezoelectric element, and electronic apparatus
US9780295B2 (en) 2013-01-28 2017-10-03 Oregon State University Office Of Technology Transfer Lead-free piezoelectric material
JP2014172799A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Ricoh Co Ltd 圧電材料、圧電材料の製造方法、圧電アクチュエータ、圧電アクチュエータの製造方法
KR101448512B1 (ko) 2013-04-29 2014-10-13 경원산업 주식회사 압전 세라믹 조성물 및 그 제조방법
JP2015038953A (ja) 2013-06-28 2015-02-26 セイコーエプソン株式会社 圧電材料、圧電素子、液体噴射ヘッド、液体噴射装置、超音波センサー、圧電モーター及び発電装置
JP5761540B2 (ja) 2013-06-28 2015-08-12 セイコーエプソン株式会社 圧電材料、圧電素子、液体噴射ヘッド、液体噴射装置、超音波センサー、圧電モーター及び発電装置
JP5754660B2 (ja) 2013-06-28 2015-07-29 セイコーエプソン株式会社 圧電材料、圧電素子、液体噴射ヘッド、液体噴射装置、超音波センサー、圧電モーター及び発電装置
EP2824094B8 (en) 2013-07-12 2018-12-19 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric material, piezoelectric element, and electronic apparatus
JP6362087B2 (ja) 2013-07-12 2018-07-25 キヤノン株式会社 圧電材料、圧電素子、および電子機器
EP2824091B1 (en) 2013-07-12 2020-02-19 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric material, piezoelectric element, and electronic equipment
JP6381294B2 (ja) 2013-07-12 2018-08-29 キヤノン株式会社 圧電材料、圧電素子、および電子機器
DE102013110978A1 (de) * 2013-10-02 2015-04-16 Epcos Ag Keramischer Vielschichtkondensator
JP2015084393A (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 セイコーエプソン株式会社 圧電素子、液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置
JP2015134707A (ja) 2013-12-18 2015-07-27 キヤノン株式会社 圧電材料、圧電素子および電子機器
JP2015135958A (ja) 2013-12-18 2015-07-27 キヤノン株式会社 圧電材料、圧電素子、および電子機器
JP2015135957A (ja) 2013-12-18 2015-07-27 キヤノン株式会社 圧電素子、積層圧電素子、液体吐出装置、超音波モータ
KR20160096170A (ko) 2013-12-18 2016-08-12 캐논 가부시끼가이샤 압전 재료, 압전 소자 및 전자 기기
US9136460B2 (en) 2014-01-29 2015-09-15 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric element, method for manufacturing piezoelectric element, and electronic apparatus
EP2902377B1 (en) 2014-01-29 2018-11-14 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramic, method for manufacturing the same, piezoelectric element, and electronic apparatus
US10256393B2 (en) 2014-02-25 2019-04-09 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric material, piezoelectric element, and electronic apparatus
US9680085B2 (en) * 2014-03-07 2017-06-13 Canon Kabushiki Kaisha Ceramic powder, piezoelectric ceramic, piezoelectric element, and electronic equipment
EP2953177B1 (en) * 2014-05-30 2017-01-25 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric material, piezoelectric element, and electronic device
TWI601581B (zh) 2014-05-30 2017-10-11 佳能股份有限公司 壓電材料、壓電元件、壓電元件製造方法和電子設備
WO2016103514A1 (ja) 2014-12-26 2016-06-30 セイコーエプソン株式会社 圧電材料及びその製造方法、並びに圧電素子及び圧電素子応用デバイス
US9614141B2 (en) 2015-01-09 2017-04-04 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramic, piezoelectric element, piezoelectric device and piezoelectric ceramic manufacturing method
US9698337B2 (en) 2015-01-09 2017-07-04 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramic, piezoelectric element, and electronic appliance
US10516091B2 (en) 2015-11-27 2019-12-24 Canon Kabushiki Kaisha Ultrasonic motor, drive control system, optical apparatus, and vibrator
US10536097B2 (en) 2015-11-27 2020-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Ultrasonic motor, drive control system, optical apparatus, and vibrator
US10775681B2 (en) 2015-11-27 2020-09-15 Canon Kabushiki Kaisha Ultrasonic motor, drive control system, optical apparatus, and vibrator
ITUB20156052A1 (it) 2015-12-01 2017-06-01 St Microelectronics Srl Soluzione precursore e metodo per la preparazione di un materiale piezoelettrico privo di piombo
US10696597B2 (en) 2015-12-01 2020-06-30 Stmicroelectronics S.R.L. Precursor solution and method for the preparation of a lead-free piezoelectric material
ITUB20156056A1 (it) 2015-12-01 2017-06-01 St Microelectronics Srl Soluzione precursore da precursori anidri o deidrati e metodo per la preparazione di un materiale piezoelettrico privo di piombo
CN105720188A (zh) * 2016-03-03 2016-06-29 天津理工大学 一种基于磁电效应的铁电/铁磁复合薄膜的磁电存储元件
CN105742479B (zh) * 2016-03-03 2018-07-24 天津理工大学 具有压电增强效应的基于bzt-bct的双层铁电薄膜
JP6753756B2 (ja) * 2016-10-06 2020-09-09 シャープ株式会社 駆動装置、及びカメラモジュール
JP2018107437A (ja) 2016-12-27 2018-07-05 キヤノン株式会社 振動子、振動波駆動装置、振動波モータおよび電子機器
US10868232B2 (en) 2017-02-14 2020-12-15 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric material, manufacturing method for piezoelectric material, piezoelectric element, vibration wave motor, optical equipment, and electronic device
CN106939560A (zh) * 2017-02-22 2017-07-11 西安交通大学 一种基于无铅压电陶瓷的可发电减速带
JP7191519B2 (ja) 2017-03-03 2022-12-19 キヤノン株式会社 圧電素子の製造方法、振動波モータの製造方法、光学機器の製造方法および電子機器の製造方法
US11038440B2 (en) 2017-04-26 2021-06-15 Canon Kabushiki Kaisha Vibrator with low power consumption, vibration type actuator, and electronic apparatus
US11201279B2 (en) 2017-08-02 2021-12-14 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric material, piezoelectric element, vibration wave motor, optical apparatus, and electronic apparatus
US11272080B2 (en) 2018-02-06 2022-03-08 Canon Kabushiki Kaisha Vibration device for dust removal and imaging device
US11515468B2 (en) 2018-02-07 2022-11-29 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramics, manufacturing method for piezoelectric ceramics, piezoelectric element, vibration device, and electronic device
US11647677B2 (en) 2018-06-08 2023-05-09 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramics, piezoelectric element, and electronic apparatus
CN112397643B (zh) * 2020-11-17 2023-04-18 武汉理工大学 一种在室温附近具有高电卡效应的薄膜材料及其制备方法
IT202100009503A1 (it) 2021-04-15 2022-10-15 St Microelectronics Srl Metodo per la preparazione di un materiale piezoelettrico privo di piombo e soluzione precursore

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002274937A (ja) * 2001-03-21 2002-09-25 Kyocera Corp 温度特性に優れた誘電体磁器
JP2003109430A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Murata Mfg Co Ltd 誘電体磁器組成物及びそれを用いたコンデンサ
JP2004006722A (ja) * 2002-03-27 2004-01-08 Seiko Epson Corp 圧電アクチュエータ、インクジェット式ヘッド及び吐出装置
JP2006206429A (ja) * 2004-12-28 2006-08-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 圧電性固溶体組成物及びこれを焼結した圧電セラミックス並びにこの圧電セラミックスを用いた圧電・誘電素子
JP2007331956A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Tdk Corp 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法
JP2008151638A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd ケーブル状圧力センサ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0581251A3 (en) * 1992-07-31 1995-02-08 Taiyo Yuden Kk Ceramic materials with a high dielectric constant and capacitors made from them.
WO2002049143A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-20 Paratek Microwave, Inc. Electrically tunable notch filters
TWI228493B (en) * 2002-12-18 2005-03-01 Showa Denko Kk Barium titanate and electronic parts using the same
CN100335415C (zh) * 2003-02-28 2007-09-05 新加坡纳米材料科技有限公司 一种制备各种晶态钙钛矿类化合物粉体的方法
US9005568B2 (en) * 2004-08-13 2015-04-14 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Process for production of powder of perovskite compound
US7433173B2 (en) * 2004-11-25 2008-10-07 Kyocera Corporation Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same
JP4483597B2 (ja) * 2005-01-20 2010-06-16 Ｔｄｋ株式会社 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法
JP2007331958A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Tdk Corp 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002274937A (ja) * 2001-03-21 2002-09-25 Kyocera Corp 温度特性に優れた誘電体磁器
JP2003109430A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Murata Mfg Co Ltd 誘電体磁器組成物及びそれを用いたコンデンサ
JP2004006722A (ja) * 2002-03-27 2004-01-08 Seiko Epson Corp 圧電アクチュエータ、インクジェット式ヘッド及び吐出装置
JP2006206429A (ja) * 2004-12-28 2006-08-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 圧電性固溶体組成物及びこれを焼結した圧電セラミックス並びにこの圧電セラミックスを用いた圧電・誘電素子
JP2007331956A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Tdk Corp 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法
JP2008151638A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd ケーブル状圧力センサ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2251313A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101935212A (zh) * 2010-09-09 2011-01-05 西北工业大学 一种锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷及其制备方法
JP2013216565A (ja) * 2012-03-16 2013-10-24 Canon Inc 圧電材料、圧電素子、および電子機器

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