JP2002201068A - 電歪材料およびその製造方法 - Google Patents
電歪材料およびその製造方法Info
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- Materials Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 印加電界に対する歪みが大きく、かつ非鉛系
材料で、温度依存性やヒステリシスの小さい、斬新な電
歪材料とその製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｄの
群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉの群からそれぞれ１種類
以上の元素を選んで得た２種類以上の元素と酸素とで構
成した化合物、若しくはＭｘＡｌｙＯ
（２ｘ＋３ｙ）／２で表される化合物（但し、ＭはＳ
ｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄの群から選ばれた１
種類以上の元素、ｘ，ｙは１以上２０以下の値をと
る。）、または、それらに希土類或いは遷移金属の元素
の１種類以上を０．００１〜２０ｍｏｌ％添加すること
により構成する。
材料で、温度依存性やヒステリシスの小さい、斬新な電
歪材料とその製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｄの
群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉの群からそれぞれ１種類
以上の元素を選んで得た２種類以上の元素と酸素とで構
成した化合物、若しくはＭｘＡｌｙＯ
（２ｘ＋３ｙ）／２で表される化合物（但し、ＭはＳ
ｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄの群から選ばれた１
種類以上の元素、ｘ，ｙは１以上２０以下の値をと
る。）、または、それらに希土類或いは遷移金属の元素
の１種類以上を０．００１〜２０ｍｏｌ％添加すること
により構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全く新しい電気誘
起歪み材料およびその製造方法に関するものであり、更
に具体的には、電歪効果を利用した電歪アクチュエータ
等に用いるのに適した電歪材料およびその製造方法に関
するものである。
起歪み材料およびその製造方法に関するものであり、更
に具体的には、電歪効果を利用した電歪アクチュエータ
等に用いるのに適した電歪材料およびその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電歪材料としてマグネシウムニオ
ブ酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３）が知られ
ている。これは一般的にＡＢＯ３で表されるペロブスカ
イト型化合物であり、その構造はＡが単純格子を形成
し、その体心位置にＢが、さらに面心位置にＯが位置す
るものである。また、マグネシウムニオブ酸鉛のＢサイ
ト、つまりペロブスカイト型化合物の単純格子の体心位
置の一部をチタンで置換した、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ
２／３） １−ＸＴｉＸＯ３系の材料も電歪材料として使
用されている。たとえば、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎ
ｂ２／３）０．９Ｔｉ０．１Ｏ３は、電界に対する歪み
量が１．０ｋＶ／ｍｍの電界で１．２×１０−３の電歪
効果を有し、入力電界に対する歪みが大きく、かつヒス
テリシスが小さい材料として電歪型アクチュエータに利
用されている。
ブ酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３）が知られ
ている。これは一般的にＡＢＯ３で表されるペロブスカ
イト型化合物であり、その構造はＡが単純格子を形成
し、その体心位置にＢが、さらに面心位置にＯが位置す
るものである。また、マグネシウムニオブ酸鉛のＢサイ
ト、つまりペロブスカイト型化合物の単純格子の体心位
置の一部をチタンで置換した、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ
２／３） １−ＸＴｉＸＯ３系の材料も電歪材料として使
用されている。たとえば、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎ
ｂ２／３）０．９Ｔｉ０．１Ｏ３は、電界に対する歪み
量が１．０ｋＶ／ｍｍの電界で１．２×１０−３の電歪
効果を有し、入力電界に対する歪みが大きく、かつヒス
テリシスが小さい材料として電歪型アクチュエータに利
用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、精密制御、光学
機器等の分野では精密な変位素子の必要性が高まり、こ
れに電歪効果を利用した変位駆動素子を用いることが研
究展開されている。このような分野に使用される電歪材
料としては、低電圧で駆動できて電気歪みが大きく、ま
た、リニアリティを高めるために温度依存性やヒステリ
シスが小さいことが要求される。しかし、これら高性能
化の要求に対して従来の電歪材料は十分な特性を有して
いない。つまり、従来の電歪材料の歪み量は高くても２
×１０−３しかなく、そのためこれら材料を電歪アクチ
ュエータとして利用する場合には、変位量が小さく、駆
動電圧が大きくなるという問題があった。さらに、環境
保全の観点から、従来の鉛系電歪材料に変わる非鉛系材
料の開発が非常に重要な課題として注目されている。
機器等の分野では精密な変位素子の必要性が高まり、こ
れに電歪効果を利用した変位駆動素子を用いることが研
究展開されている。このような分野に使用される電歪材
料としては、低電圧で駆動できて電気歪みが大きく、ま
た、リニアリティを高めるために温度依存性やヒステリ
シスが小さいことが要求される。しかし、これら高性能
化の要求に対して従来の電歪材料は十分な特性を有して
いない。つまり、従来の電歪材料の歪み量は高くても２
×１０−３しかなく、そのためこれら材料を電歪アクチ
ュエータとして利用する場合には、変位量が小さく、駆
動電圧が大きくなるという問題があった。さらに、環境
保全の観点から、従来の鉛系電歪材料に変わる非鉛系材
料の開発が非常に重要な課題として注目されている。
【０００４】本発明はこのような現状に鑑み発明された
もので、印加電界に対する歪みが大きく、かつ非鉛系材
料で、温度依存性やヒステリシスの小さい、斬新な電歪
材料とその製造方法を提供することを目的としている。
もので、印加電界に対する歪みが大きく、かつ非鉛系材
料で、温度依存性やヒステリシスの小さい、斬新な電歪
材料とその製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の電歪材料は、Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚ
ｎ，Ｃｄの群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉの群からそれ
ぞれ１種類以上の元素を選んで得た２種類以上の元素と
酸素とで構成した化合物、若しくはＭｘＡｌｙＯ
（２ｘ＋３ｙ）／２で表される化合物（但し、ＭはＳ
ｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄから選ばれた１種類
以上の元素、ｘ，ｙは１以上２０以下の値をとる。）、
または、それらに希土類或いは遷移金属の元素の１種類
以上を０．００１〜２０ｍｏｌ％添加することにより構
成したことを特徴とするものである。上記電歪材料は、
それをポリマーに分散させることによって加工しやすい
有機無機複合型電歪材料とすることができる。
めの本発明の電歪材料は、Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚ
ｎ，Ｃｄの群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉの群からそれ
ぞれ１種類以上の元素を選んで得た２種類以上の元素と
酸素とで構成した化合物、若しくはＭｘＡｌｙＯ
（２ｘ＋３ｙ）／２で表される化合物（但し、ＭはＳ
ｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄから選ばれた１種類
以上の元素、ｘ，ｙは１以上２０以下の値をとる。）、
または、それらに希土類或いは遷移金属の元素の１種類
以上を０．００１〜２０ｍｏｌ％添加することにより構
成したことを特徴とするものである。上記電歪材料は、
それをポリマーに分散させることによって加工しやすい
有機無機複合型電歪材料とすることができる。
【０００６】また、上記目的を達成するための電歪材料
の製造方法は、Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｄの
群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉの群からそれぞれ１種類
以上の元素を選んで得た２種類以上の元素と酸素とで構
成した化合物、若しくはＭｘＡｌｙＯ
（２ｘ＋３ｙ）／２で表される化合物（但し、ＭはＳ
ｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄの群から選ばれた１
種類以上の元素、ｘ，ｙは１以上２０以下の値をと
る。）、または、それらに希土類或いは遷移金属の元素
の１種類以上を０．００１〜２０ｍｏｌ％添加すること
により所定組成になるように配合した電歪材料を合成す
るための原料を混合した後、酸化雰囲気中において２０
０〜１５００℃で焼成し、次に還元雰囲気中において５
００〜２０００℃で焼成することを特徴とするものであ
る。上記方法によって得られた電歪材料は、その粉末を
ポリマーと混合し、加熱することにより板状その他の所
要形状に成形した有機無機複合型電歪材料を得ることが
できる。
の製造方法は、Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｄの
群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉの群からそれぞれ１種類
以上の元素を選んで得た２種類以上の元素と酸素とで構
成した化合物、若しくはＭｘＡｌｙＯ
（２ｘ＋３ｙ）／２で表される化合物（但し、ＭはＳ
ｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄの群から選ばれた１
種類以上の元素、ｘ，ｙは１以上２０以下の値をと
る。）、または、それらに希土類或いは遷移金属の元素
の１種類以上を０．００１〜２０ｍｏｌ％添加すること
により所定組成になるように配合した電歪材料を合成す
るための原料を混合した後、酸化雰囲気中において２０
０〜１５００℃で焼成し、次に還元雰囲気中において５
００〜２０００℃で焼成することを特徴とするものであ
る。上記方法によって得られた電歪材料は、その粉末を
ポリマーと混合し、加熱することにより板状その他の所
要形状に成形した有機無機複合型電歪材料を得ることが
できる。
【０００７】上述した本発明の電歪材料及びその製造方
法によれば、従来の電歪材料に比べて最大歪み量が遥か
に大きいものを得ることができ、しかも、熱的・化学的
安定を有していて温度依存性やヒステリシスが小さいば
かりでなく、非鉛系材料で安全である。
法によれば、従来の電歪材料に比べて最大歪み量が遥か
に大きいものを得ることができ、しかも、熱的・化学的
安定を有していて温度依存性やヒステリシスが小さいば
かりでなく、非鉛系材料で安全である。
【０００８】
【発明の実施の形態】電歪材料とは、結晶に電界を印加
した際、電界の二乗化に比例した形の歪を示す物質であ
り、これは圧電型と電歪型に分類できる。電歪型材料
は、圧電型において必要とされる分極処理操作が不要
で、電界の極性を問わない（歪の形が左右対称）、歪の
ヒステリシスがほとんどない、などの特徴がある。一
方、電歪型材料は誘電率が大きく、温度に依存するた
め、電歪特性の温度依存性が大きい欠点がある。電歪型
材料としては、現在では、リラクサ型誘電体で特に大き
な電歪歪を示すことが知られている。代表的な物質とし
ては、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／ ３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ
３（ＰＭＮ−ＰＴ））固溶体が知られており、この固溶
体は０．９１ＰＭＮ・０．０９ＰＴ組成付近において室
温で大きな電界誘起歪を示す。この材料の問題点として
は、歪量は比電率に強く影響されることから温度依存性
が大きい、比誘電率が大きいので駆動電流が大きくな
る、また、鉛系材料であるため、環境問題が残ってい
る。
した際、電界の二乗化に比例した形の歪を示す物質であ
り、これは圧電型と電歪型に分類できる。電歪型材料
は、圧電型において必要とされる分極処理操作が不要
で、電界の極性を問わない（歪の形が左右対称）、歪の
ヒステリシスがほとんどない、などの特徴がある。一
方、電歪型材料は誘電率が大きく、温度に依存するた
め、電歪特性の温度依存性が大きい欠点がある。電歪型
材料としては、現在では、リラクサ型誘電体で特に大き
な電歪歪を示すことが知られている。代表的な物質とし
ては、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／ ３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ
３（ＰＭＮ−ＰＴ））固溶体が知られており、この固溶
体は０．９１ＰＭＮ・０．０９ＰＴ組成付近において室
温で大きな電界誘起歪を示す。この材料の問題点として
は、歪量は比電率に強く影響されることから温度依存性
が大きい、比誘電率が大きいので駆動電流が大きくな
る、また、鉛系材料であるため、環境問題が残ってい
る。
【０００９】また、常誘電体でも電界を印加すると電歪
効果を示すことが知られているが、しかし、今までは常
誘電体では大きな電界誘起歪を有する材料が発見されて
いない。本発明は、常誘電体の中から、熱的・化学的安
定である材料を広く探索することによって、今までの電
歪材料系と全く異なる新しい材料系を発見することに成
功したものである。
効果を示すことが知られているが、しかし、今までは常
誘電体では大きな電界誘起歪を有する材料が発見されて
いない。本発明は、常誘電体の中から、熱的・化学的安
定である材料を広く探索することによって、今までの電
歪材料系と全く異なる新しい材料系を発見することに成
功したものである。
【００１０】この新しい電歪材料は、Ｓｒ，Ｂａ，Ｍ
ｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｄの群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉ
の群からそれぞれ１種類以上の元素を選んで得た２種類
以上の元素と酸素とで構成した化合物、若しくは、Ｍｘ
ＡｌｙＯ（２ｘ＋３ｙ）／２で表される化合物を主成分
とする電歪材料、または、それらにＥｕ，Ｃｅ，Ｓｍ，
Ｔｂ，Ｄｙ，Ｎｄなどの希土類元素若しくはＭｎ，Ｚ
ｎ，Ｃｕなどの遷移金属元素の１種類以上を、０．００
１〜２０ｍｏｌ％添加してなる電歪材料である。上記希
土類元素若しくは遷移金属元素を添加することにより、
電歪効果を飛躍的に向上させることができ、その添加量
が０．００１ｍｏｌ％以下では添加の効果がみられず、
２０ｍｏｌ％を越えると結晶構造を維持できないため添
加効果が小さくなる。
ｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｄの群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉ
の群からそれぞれ１種類以上の元素を選んで得た２種類
以上の元素と酸素とで構成した化合物、若しくは、Ｍｘ
ＡｌｙＯ（２ｘ＋３ｙ）／２で表される化合物を主成分
とする電歪材料、または、それらにＥｕ，Ｃｅ，Ｓｍ，
Ｔｂ，Ｄｙ，Ｎｄなどの希土類元素若しくはＭｎ，Ｚ
ｎ，Ｃｕなどの遷移金属元素の１種類以上を、０．００
１〜２０ｍｏｌ％添加してなる電歪材料である。上記希
土類元素若しくは遷移金属元素を添加することにより、
電歪効果を飛躍的に向上させることができ、その添加量
が０．００１ｍｏｌ％以下では添加の効果がみられず、
２０ｍｏｌ％を越えると結晶構造を維持できないため添
加効果が小さくなる。
【００１１】上記電歪材料を製造するための出発原料と
しては、ＳｒＣＯ３，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＯ，
ＢａＣＯ３，Ｅｕ２Ｏ３などの各種酸化物を用いること
ができるが、これらに限らず、最終的に酸化物になるも
のであればほかの化合物を使用することができる。上記
電歪材料を製造するには、適宜選択した出発原料を所要
の組成になるように秤量、配合し、それを充分に混合、
乾燥したうえで、酸化雰囲気中において、２００℃〜１
５００℃で仮焼し、得られた仮焼物を、必要に応じて再
び粉砕・混合して所要形状に成形し、その仮焼物或いは
成形体を還元雰囲気中において、５００〜２０００℃で
焼成する。
しては、ＳｒＣＯ３，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＯ，
ＢａＣＯ３，Ｅｕ２Ｏ３などの各種酸化物を用いること
ができるが、これらに限らず、最終的に酸化物になるも
のであればほかの化合物を使用することができる。上記
電歪材料を製造するには、適宜選択した出発原料を所要
の組成になるように秤量、配合し、それを充分に混合、
乾燥したうえで、酸化雰囲気中において、２００℃〜１
５００℃で仮焼し、得られた仮焼物を、必要に応じて再
び粉砕・混合して所要形状に成形し、その仮焼物或いは
成形体を還元雰囲気中において、５００〜２０００℃で
焼成する。
【００１２】加工しやすい電歪材料を合成するために
は、上記の電歪材料のセラミックス粉末を樹脂やゴムな
どのポリマーに分散させることによって有機無機複合型
電歪材料とするのが有利である。上記ポリマーとして
は、樹脂、ゴム、セルロス、ＰＶＤＦ，ＰＴＦＥが適し
ており、混合比はポリマーの種類によって異なり、重量
比で１〜９９％と広い範囲で選ぶことができる。
は、上記の電歪材料のセラミックス粉末を樹脂やゴムな
どのポリマーに分散させることによって有機無機複合型
電歪材料とするのが有利である。上記ポリマーとして
は、樹脂、ゴム、セルロス、ＰＶＤＦ，ＰＴＦＥが適し
ており、混合比はポリマーの種類によって異なり、重量
比で１〜９９％と広い範囲で選ぶことができる。
【００１３】上記方法によって得られた電歪材料をポリ
マーに分散させて有機無機複合型電歪材料とするために
は、その電歪材料粉末の所要量をポリマーと混合し、そ
のポリマーに応じた溶媒を添加し、また適温に加熱する
ことにより、板状その他の所要形状に成形すればよい。
マーに分散させて有機無機複合型電歪材料とするために
は、その電歪材料粉末の所要量をポリマーと混合し、そ
のポリマーに応じた溶媒を添加し、また適温に加熱する
ことにより、板状その他の所要形状に成形すればよい。
【００１４】
【実施例】以下に実施例によって本発明を更に具体的に
説明する。 〔セラミックス系電歪材料〕原料としては、ＳｒＣ
Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＢａＣＯ３，Ｅ
ｕ２Ｏ３の各種酸化物を用いた。出発原料を表１に示し
た組成になるように秤量し、エタノール中で充分に混合
した後、１２０℃で乾燥し、９００℃で約１時間を仮焼
した。得られた仮焼物を再び粉砕・混合し、直径２０ｍ
ｍ、厚さ約２ｍｍの円板形状に成形し、この成形体を還
元雰囲気（５％Ｈ２を含んだＡｒ、１００ｍｌ毎分）中
において、１３００℃で４時間焼成した。なお、試料１
−８は融点が低いため、１１００℃で４時間焼成した。
それらの焼結体を厚さ１ｍｍに研磨した後、表裏面にＡ
ｕ電極を作製し、０．１Ｈｚ，±１ｋＶ／ｍｍの三角波
を印加して、レザー変位計で歪み量を測定した。結果を
図１に示す。表１に作製した電歪材料セラミックスの最
大歪み量を示すが、この最大歪み量は、図１に示した測
定値より求めたものである。
説明する。 〔セラミックス系電歪材料〕原料としては、ＳｒＣ
Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＢａＣＯ３，Ｅ
ｕ２Ｏ３の各種酸化物を用いた。出発原料を表１に示し
た組成になるように秤量し、エタノール中で充分に混合
した後、１２０℃で乾燥し、９００℃で約１時間を仮焼
した。得られた仮焼物を再び粉砕・混合し、直径２０ｍ
ｍ、厚さ約２ｍｍの円板形状に成形し、この成形体を還
元雰囲気（５％Ｈ２を含んだＡｒ、１００ｍｌ毎分）中
において、１３００℃で４時間焼成した。なお、試料１
−８は融点が低いため、１１００℃で４時間焼成した。
それらの焼結体を厚さ１ｍｍに研磨した後、表裏面にＡ
ｕ電極を作製し、０．１Ｈｚ，±１ｋＶ／ｍｍの三角波
を印加して、レザー変位計で歪み量を測定した。結果を
図１に示す。表１に作製した電歪材料セラミックスの最
大歪み量を示すが、この最大歪み量は、図１に示した測
定値より求めたものである。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１からわかるように、最大歪み量は１０
−２になり、これは従来のセラミックス材料より十倍も
高いものである。これより、本発明の電歪材料は巨大電
歪効果を示す画期的な電歪材料であることがわかった。
−２になり、これは従来のセラミックス材料より十倍も
高いものである。これより、本発明の電歪材料は巨大電
歪効果を示す画期的な電歪材料であることがわかった。
【００１７】〔有機無機複合型電歪材料〕まず、電歪材
料粉末を下記のような手順で調整した。出発原料は、Ｓ
ｒＣＯ３，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＢａＣ
Ｏ３，Ｅｕ２Ｏ３の各種酸化物を用いた。出発原料を表
２に示した組成になるように秤量し、充分に混合した
後、１２０℃で乾燥し、６００℃で約１時間を仮焼し、
さらに還元雰囲気（５％Ｈ２を含んだＡｒ、１００ｍｌ
毎分）中において、１３００℃で４時間焼成した。な
お、試料１−８は融点が低いため、１１００℃で４時間
焼成した。生成物は粉砕・分級し、電歪材料粉末とし
た。
料粉末を下記のような手順で調整した。出発原料は、Ｓ
ｒＣＯ３，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＢａＣ
Ｏ３，Ｅｕ２Ｏ３の各種酸化物を用いた。出発原料を表
２に示した組成になるように秤量し、充分に混合した
後、１２０℃で乾燥し、６００℃で約１時間を仮焼し、
さらに還元雰囲気（５％Ｈ２を含んだＡｒ、１００ｍｌ
毎分）中において、１３００℃で４時間焼成した。な
お、試料１−８は融点が低いため、１１００℃で４時間
焼成した。生成物は粉砕・分級し、電歪材料粉末とし
た。
【００１８】次に、上記電歪材料粉末は、ポリマーの混
合物（８０％ＰＶＤＦ＋２０％ＰＴＥＦ）と重量比で
５：５で混合した後、１２０℃で直径２０ｍｍ厚み約２
ｍｍの円板形状に成形した。それらの成形体を、前記セ
ラミックス系電歪材料と同様に、厚さ１ｍｍに研磨した
後、表裏面にＡｕ電極を作製した。次に、０．１Ｈｚ，
±１ｋＶ／ｍｍの三角波を印加し、レザー変位計で歪み
量を測定した。表２中の最大歪み量はセラミックス系電
歪材料の場合と同様に測定し、その測定値より求めた。
このように、セラミックス系電歪材料粉末とポリマーと
によって有機・無機複合材料とすることにより、成形が
非常に簡単で、加工が容易になる利点がある。
合物（８０％ＰＶＤＦ＋２０％ＰＴＥＦ）と重量比で
５：５で混合した後、１２０℃で直径２０ｍｍ厚み約２
ｍｍの円板形状に成形した。それらの成形体を、前記セ
ラミックス系電歪材料と同様に、厚さ１ｍｍに研磨した
後、表裏面にＡｕ電極を作製した。次に、０．１Ｈｚ，
±１ｋＶ／ｍｍの三角波を印加し、レザー変位計で歪み
量を測定した。表２中の最大歪み量はセラミックス系電
歪材料の場合と同様に測定し、その測定値より求めた。
このように、セラミックス系電歪材料粉末とポリマーと
によって有機・無機複合材料とすることにより、成形が
非常に簡単で、加工が容易になる利点がある。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、電界に対して歪みが大きく、最大歪み量は従来のも
のに比べて遥かに大きいものを得ることができ、また、
鉛フリーで、化学的、熱的安定であるため、環境に優し
い安全な非鉛系の優れた電歪材料として、電歪アクチュ
エータ、種々の制御プロセスなどへの広い応用が期待で
きる。
ば、電界に対して歪みが大きく、最大歪み量は従来のも
のに比べて遥かに大きいものを得ることができ、また、
鉛フリーで、化学的、熱的安定であるため、環境に優し
い安全な非鉛系の優れた電歪材料として、電歪アクチュ
エータ、種々の制御プロセスなどへの広い応用が期待で
きる。
【図１】本発明に係わる電歪材料の印加電界に対する歪
み量を示したグラフである。
み量を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/26 Ｈ０１Ｌ 41/22 Ａ Ｃ Ｆターム(参考） 4G030 AA07 AA08 AA09 AA10 AA11 AA20 AA25 AA32 AA34 AA36 AA40 BA10
Claims (7)
- 【請求項１】Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｄの
群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉの群からそれぞれ１種類
以上の元素を選んで得た２種類以上の元素と酸素とで構
成した化合物を主成分とすることを特徴とする電歪材
料。 - 【請求項２】Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｄの
群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉの群からそれぞれ１種類
以上の元素を選んで得た２種類以上の元素と酸素とで構
成した化合物に、希土類或いは遷移金属の元素の１種類
以上を、０．００１〜２０ｍｏｌ％添加したことを特徴
とする電歪材料。 - 【請求項３】ＭｘＡｌｙＯ（２ｘ＋３ｙ）／２で表され
る化合物（但し、ＭはＳｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，
Ｃｄから選ばれた１種類以上の元素、ｘ，ｙは１以上２
０以下の値をとる。）を主成分とすることを特徴とする
電歪材料。 - 【請求項４】ＭｘＡｌｙＯ（２ｘ＋３ｙ）／２で表され
る化合物（但し、ＭはＳｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，
Ｃｄから選ばれた１種類以上の元素、ｘ，ｙは１以上２
０以下の値をとる。）に、希土類或いは遷移金属の元素
の１種類以上を、０．００１〜２０ｍｏｌ％添加したこ
とを特徴とする電歪材料。 - 【請求項５】請求項１〜４に記載の電歪材料をポリマー
に分散させることによって有機無機複合型に構成したこ
とを特徴とする電歪材料。 - 【請求項６】Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｄの
群、および、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｉの群からそれぞれ１種類
以上の元素を選んで得た２種類以上の元素と酸素とで構
成した化合物、若しくはＭｘＡｌｙＯ
（２ｘ＋３ｙ）／２で表される化合物（但し、ＭはＳ
ｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄの群から選ばれた１
種類以上の元素、ｘ，ｙは１以上２０以下の値をと
る。）、または、それらに希土類或いは遷移金属の元素
の１種類以上を０．００１〜２０ｍｏｌ％添加すること
により所定組成になるように配合した電歪材料を合成す
るための原料を混合した後、酸化雰囲気中において２０
０〜１５００℃で焼成し、次に還元雰囲気中または真空
中において５００〜２０００℃で焼成することを特徴と
する電歪材料の製造方法。 - 【請求項７】請求項６に記載の方法によって得られた電
歪材料粉末をポリマーと混合し、加熱することにより所
要形状に成形することを特徴とする有機無機複合型電歪
材料の製造方法。
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