JP2003277143A - 圧電セラミックス - Google Patents
圧電セラミックスInfo
- Publication number
- JP2003277143A JP2003277143A JP2002083469A JP2002083469A JP2003277143A JP 2003277143 A JP2003277143 A JP 2003277143A JP 2002083469 A JP2002083469 A JP 2002083469A JP 2002083469 A JP2002083469 A JP 2002083469A JP 2003277143 A JP2003277143 A JP 2003277143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- layer
- pbtio
- solid solution
- mpb
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 66
- 229910003781 PbTiO3 Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 21
- 229910010252 TiO3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910020698 PbZrO3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 claims description 3
- 229910003334 KNbO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002659 PbMg1/3Nb2/3O3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910003378 NaNbO3 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 claims 1
- MUPJWXCPTRQOKY-UHFFFAOYSA-N sodium;niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Nb+5] MUPJWXCPTRQOKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 49
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 49
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 49
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 129
- 230000008859 change Effects 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910002902 BiFeO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100036738 Guanine nucleotide-binding protein subunit alpha-11 Human genes 0.000 description 1
- 101100283445 Homo sapiens GNA11 gene Proteins 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical group [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009694 cold isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 238000009774 resonance method Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電気機械結合係数が高く且つ周波数定数および
電気機械結合係数の温度安定性の高い圧電セラミックス
を提供する。 【解決手段】第１層１６は120(℃)程度の第１温度付近
で電気機械結合係数の極大値および周波数定数の極小値
を有する一方、第２層１８は25(℃)程度の第２温度付近
で電気機械結合係数の極大値を50(℃)程度の温度付近で
周波数定数の極小値を有するので、素子１０の温度が第
１温度から第２温度に向かって変化する際には、温度が
変化するに従って第１層１６の特性値が極値から外れる
と共に、第２層１８の特性値が極値に近づくこととな
る。そのため、これらの変化が互いに緩和されることに
基づき、第１温度前後から第２温度前後までの広範囲に
亘って、特性値の温度安定性が高められる。また、第１
層１６および第２層１８はそれぞれ第１温度および第２
温度においてＭＰＢ上の組成とされるので、電気機械結
合係数が高い値で安定する。
電気機械結合係数の温度安定性の高い圧電セラミックス
を提供する。 【解決手段】第１層１６は120(℃)程度の第１温度付近
で電気機械結合係数の極大値および周波数定数の極小値
を有する一方、第２層１８は25(℃)程度の第２温度付近
で電気機械結合係数の極大値を50(℃)程度の温度付近で
周波数定数の極小値を有するので、素子１０の温度が第
１温度から第２温度に向かって変化する際には、温度が
変化するに従って第１層１６の特性値が極値から外れる
と共に、第２層１８の特性値が極値に近づくこととな
る。そのため、これらの変化が互いに緩和されることに
基づき、第１温度前後から第２温度前後までの広範囲に
亘って、特性値の温度安定性が高められる。また、第１
層１６および第２層１８はそれぞれ第１温度および第２
温度においてＭＰＢ上の組成とされるので、電気機械結
合係数が高い値で安定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電セラミックス
の改良に関する。
の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、フィルタ素子やアクチュエータ
素子等として利用される圧電材料として、チタン酸バリ
ウム(BaTiO3)、チタン酸鉛(PbTiO3)等の一成分系のペロ
ブスカイト化合物、ジルコン酸チタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)
O3：ＰＺＴ)、PbZn1/3Nb2/3O3-PbTiO3等の鉛系ペロブス
カイト化合物二成分系、PbMn1/3Nb2/3O3-PbTiO3-PbZrO3
等の鉛系ペロブスカイト化合物三成分系、(Bi1/2Na1/2)
TiO3-BaTiO3等のビスマス系ペロブスカイト化合物等の
セラミック材料が知られている。この中でも、ＰＺＴ等
の二成分系或いは三成分系等のペロブスカイト化合物は
特に優れた圧電特性を有しているため広く利用されてい
る。この種の圧電材料は、専ら組成に依存する相境界で
あるＭＰＢ(Morphotropic Phase Boundary：モルフォト
ロピック相境界)を有しており、そのＭＰＢ付近で例え
ば電気機械結合係数および圧電定数の極大値を示すと共
に周波数定数の極小値を示す特徴がある。
素子等として利用される圧電材料として、チタン酸バリ
ウム(BaTiO3)、チタン酸鉛(PbTiO3)等の一成分系のペロ
ブスカイト化合物、ジルコン酸チタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)
O3：ＰＺＴ)、PbZn1/3Nb2/3O3-PbTiO3等の鉛系ペロブス
カイト化合物二成分系、PbMn1/3Nb2/3O3-PbTiO3-PbZrO3
等の鉛系ペロブスカイト化合物三成分系、(Bi1/2Na1/2)
TiO3-BaTiO3等のビスマス系ペロブスカイト化合物等の
セラミック材料が知られている。この中でも、ＰＺＴ等
の二成分系或いは三成分系等のペロブスカイト化合物は
特に優れた圧電特性を有しているため広く利用されてい
る。この種の圧電材料は、専ら組成に依存する相境界で
あるＭＰＢ(Morphotropic Phase Boundary：モルフォト
ロピック相境界)を有しており、そのＭＰＢ付近で例え
ば電気機械結合係数および圧電定数の極大値を示すと共
に周波数定数の極小値を示す特徴がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な二成分系或いは三成分系等のペロブスカイト化合物
は、横軸に組成を縦軸に温度を採った相平衡図におい
て、そのＭＰＢが温度軸に対して傾斜している。そのた
め、要求特性に応じて特定の温度例えば室温でＭＰＢ上
に位置する組成を選んでも、温度が変化すれば組成−温
度状態図上でＭＰＢから離れることから、使用環境温度
の変化や使用中の発熱等に起因して素子の温度が上昇す
るとその特性が変化する。例えば、フィルタ素子として
用いる場合には温度変化に対する周波数定数の安定化す
なわち温度係数を小さくすることが望まれるが、ＭＰＢ
から離れるに従い相転移に伴って周波数定数が増大する
ので、温度上昇に伴って周波数定数が変化するのであ
る。
な二成分系或いは三成分系等のペロブスカイト化合物
は、横軸に組成を縦軸に温度を採った相平衡図におい
て、そのＭＰＢが温度軸に対して傾斜している。そのた
め、要求特性に応じて特定の温度例えば室温でＭＰＢ上
に位置する組成を選んでも、温度が変化すれば組成−温
度状態図上でＭＰＢから離れることから、使用環境温度
の変化や使用中の発熱等に起因して素子の温度が上昇す
るとその特性が変化する。例えば、フィルタ素子として
用いる場合には温度変化に対する周波数定数の安定化す
なわち温度係数を小さくすることが望まれるが、ＭＰＢ
から離れるに従い相転移に伴って周波数定数が増大する
ので、温度上昇に伴って周波数定数が変化するのであ
る。
【０００４】そこで、周波数定数の温度安定性を高める
目的で、従来から圧電材料の構成元素の一部を他の元素
に置換することが行われてきた。例えば、ＰＺＴにおい
てはその鉛サイトの一部がリチウム等で置換される。一
般に、ＭＰＢ近傍における相転移は急激であることから
周波数定数の温度係数を零にするのは困難であるが、相
転移が生じなければ温度上昇に伴ってヤング率が増大す
るため周波数定数が減小するので、構成元素を置換して
相転移の速度を緩やかにすれば、それに起因する増大と
温度上昇に起因する減小とが相殺されて温度係数を小さ
くできるのである。
目的で、従来から圧電材料の構成元素の一部を他の元素
に置換することが行われてきた。例えば、ＰＺＴにおい
てはその鉛サイトの一部がリチウム等で置換される。一
般に、ＭＰＢ近傍における相転移は急激であることから
周波数定数の温度係数を零にするのは困難であるが、相
転移が生じなければ温度上昇に伴ってヤング率が増大す
るため周波数定数が減小するので、構成元素を置換して
相転移の速度を緩やかにすれば、それに起因する増大と
温度上昇に起因する減小とが相殺されて温度係数を小さ
くできるのである。
【０００５】しかしながら、構成元素の一部を置換して
も、上記のような相殺作用の働かない電気機械結合係数
は温度変化に伴ってＭＰＢから離れるに従い値が小さく
なるので、温度安定性を高めることができない。なお、
電気機械結合係数の値はＭＰＢの近傍で著しく変化する
ので、ＭＰＢから外れた固溶割合とすれば周波数定数お
よび電気機械結合係数を共に安定化させ得るが、電気機
械結合係数が小さくなる不都合がある。したがって、例
えば超音波モータのような共振駆動型の高性能デバイス
等の周波数定数および電気機械結合係数の温度係数を共
に小さくする必要のある用途では、その電気機械結合係
数の高い圧電材料を用いることができない問題があっ
た。
も、上記のような相殺作用の働かない電気機械結合係数
は温度変化に伴ってＭＰＢから離れるに従い値が小さく
なるので、温度安定性を高めることができない。なお、
電気機械結合係数の値はＭＰＢの近傍で著しく変化する
ので、ＭＰＢから外れた固溶割合とすれば周波数定数お
よび電気機械結合係数を共に安定化させ得るが、電気機
械結合係数が小さくなる不都合がある。したがって、例
えば超音波モータのような共振駆動型の高性能デバイス
等の周波数定数および電気機械結合係数の温度係数を共
に小さくする必要のある用途では、その電気機械結合係
数の高い圧電材料を用いることができない問題があっ
た。
【０００６】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は、電気機械結合係数が高く
且つ周波数定数および電気機械結合係数の温度安定性の
高い圧電セラミックスを提供することにある。
たものであって、その目的は、電気機械結合係数が高く
且つ周波数定数および電気機械結合係数の温度安定性の
高い圧電セラミックスを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、本発明の圧電セラミックスの要旨とするところは、
(ａ)組成および温度の二次元相平衡図において温度軸に
対して傾斜したＭＰＢを有し且つ所定の第１温度でその
ＭＰＢ上に位置することとなる固溶割合の第１固溶体か
ら成る第１層と、(ｂ)組成および温度の二次元相平衡図
において温度軸に対して傾斜したＭＰＢを有し且つ前記
第１温度とは異なる所定の第２温度でそのＭＰＢ上に位
置することとなる固溶割合の第２固溶体から成り、前記
第１層に積層された第２層とを、含むことにある。
め、本発明の圧電セラミックスの要旨とするところは、
(ａ)組成および温度の二次元相平衡図において温度軸に
対して傾斜したＭＰＢを有し且つ所定の第１温度でその
ＭＰＢ上に位置することとなる固溶割合の第１固溶体か
ら成る第１層と、(ｂ)組成および温度の二次元相平衡図
において温度軸に対して傾斜したＭＰＢを有し且つ前記
第１温度とは異なる所定の第２温度でそのＭＰＢ上に位
置することとなる固溶割合の第２固溶体から成り、前記
第１層に積層された第２層とを、含むことにある。
【０００８】
【発明の効果】このようにすれば、第１層は第１温度付
近で特性値の極値を有する一方、第２層は第２温度付近
で特性値の極値を有するので、圧電セラミックスの温度
が第１温度から第２温度に向かって変化する際には、温
度が変化するに従って第１層の特性値が極値から外れる
と共に、第２層の特性値が極値に近づくこととなる。そ
のため、これらの変化が互いに緩和されることに基づ
き、第１温度前後から第２温度前後までの広範囲に亘っ
て、電気機械結合係数や周波数定数等の特性値の温度安
定性が高められる。また、第１層および第２層はそれぞ
れ第１温度および第２温度において電気機械結合係数の
大きいＭＰＢ上の組成とされるので、電気機械結合係数
が高い値で安定することとなる。したがって、電気機械
結合係数が高く且つ周波数定数および電気機械結合係数
の温度安定性の高い圧電セラミックスが得られる。な
お、特性値の温度安定性が高められる温度範囲は、第１
温度前後から第２温度前後に亘る範囲であるが、上限お
よび下限は特性値変化の許容範囲に応じて適宜定められ
る。
近で特性値の極値を有する一方、第２層は第２温度付近
で特性値の極値を有するので、圧電セラミックスの温度
が第１温度から第２温度に向かって変化する際には、温
度が変化するに従って第１層の特性値が極値から外れる
と共に、第２層の特性値が極値に近づくこととなる。そ
のため、これらの変化が互いに緩和されることに基づ
き、第１温度前後から第２温度前後までの広範囲に亘っ
て、電気機械結合係数や周波数定数等の特性値の温度安
定性が高められる。また、第１層および第２層はそれぞ
れ第１温度および第２温度において電気機械結合係数の
大きいＭＰＢ上の組成とされるので、電気機械結合係数
が高い値で安定することとなる。したがって、電気機械
結合係数が高く且つ周波数定数および電気機械結合係数
の温度安定性の高い圧電セラミックスが得られる。な
お、特性値の温度安定性が高められる温度範囲は、第１
温度前後から第２温度前後に亘る範囲であるが、上限お
よび下限は特性値変化の許容範囲に応じて適宜定められ
る。
【０００９】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記圧電セラミ
ックスは、前記第１温度および前記第２温度の何れとも
相違する第３温度でＭＰＢ上に位置することとなる固溶
割合の第３固溶体から成り且つ前記第１層および前記第
２層の何れかに積層された第３層を含むものである。こ
のようにすれば、第３温度を第１温度と第２温度との中
間の温度に定めた場合には、それらの中間における特性
の低下が第３層の特性が極値に近づくことで緩和される
ため、第１温度および第２温度間における温度安定性が
一層高められる。また、第３温度を第１温度と第２温度
との中間から外れた温度に定めた場合には、第１温度前
後または第２温度前後から第３温度前後の範囲において
も特性変化が抑制されるため、温度安定性の高められる
温度範囲が広くなる。このため、２種類の固溶体で構成
する場合に比較して、上記３つの温度のうちの中間の温
度を通常の使用温度に設定すれば、通常の使用温度にお
いて高い特性が得られると共に、使用温度がその温度か
ら上下何れに変化した場合にも特性変化を一層小さくで
きる利点がある。なお、特性の安定する温度範囲を一層
広くし、或いは温度安定性を一層高めようとする場合に
は、更に他の温度でＭＰＢ上に位置する他の固溶体を必
要な数だけ積層すればよい。
ックスは、前記第１温度および前記第２温度の何れとも
相違する第３温度でＭＰＢ上に位置することとなる固溶
割合の第３固溶体から成り且つ前記第１層および前記第
２層の何れかに積層された第３層を含むものである。こ
のようにすれば、第３温度を第１温度と第２温度との中
間の温度に定めた場合には、それらの中間における特性
の低下が第３層の特性が極値に近づくことで緩和される
ため、第１温度および第２温度間における温度安定性が
一層高められる。また、第３温度を第１温度と第２温度
との中間から外れた温度に定めた場合には、第１温度前
後または第２温度前後から第３温度前後の範囲において
も特性変化が抑制されるため、温度安定性の高められる
温度範囲が広くなる。このため、２種類の固溶体で構成
する場合に比較して、上記３つの温度のうちの中間の温
度を通常の使用温度に設定すれば、通常の使用温度にお
いて高い特性が得られると共に、使用温度がその温度か
ら上下何れに変化した場合にも特性変化を一層小さくで
きる利点がある。なお、特性の安定する温度範囲を一層
広くし、或いは温度安定性を一層高めようとする場合に
は、更に他の温度でＭＰＢ上に位置する他の固溶体を必
要な数だけ積層すればよい。
【００１０】また、好適には、前記圧電セラミックス
は、前記第１層および前記第２層の積層方向において固
溶割合が連続的に変化するものである。このようにすれ
ば、固溶割合の相違する層相互の界面においてその組成
の相違に起因する伸縮量の差に応じた応力が生ずること
が抑制されるので、その応力に起因する破断が好適に抑
制される利点がある。なお、連続的に固溶割合すなわち
組成が変化する場合には、その変化方向すなわち前記積
層方向の一部に、第１層および第２層が実質的に含まれ
ることとなる。
は、前記第１層および前記第２層の積層方向において固
溶割合が連続的に変化するものである。このようにすれ
ば、固溶割合の相違する層相互の界面においてその組成
の相違に起因する伸縮量の差に応じた応力が生ずること
が抑制されるので、その応力に起因する破断が好適に抑
制される利点がある。なお、連続的に固溶割合すなわち
組成が変化する場合には、その変化方向すなわち前記積
層方向の一部に、第１層および第２層が実質的に含まれ
ることとなる。
【００１１】また、好適には、前記第１固溶体および前
記第２固溶体は、前記第１温度および前記第２温度の中
間温度において菱面体晶相および正方晶相の一方および
他方の領域内の組成を備えたものである。すなわち、Ｍ
ＰＢはこれら２相の境界である。例えば、鉛系ペロブス
カイト化合物ではこのようなＭＰＢを備えているため、
このような化合物を積層構造にすることによって、特に
高い特性を有する圧電セラミックスを得ることができ
る。
記第２固溶体は、前記第１温度および前記第２温度の中
間温度において菱面体晶相および正方晶相の一方および
他方の領域内の組成を備えたものである。すなわち、Ｍ
ＰＢはこれら２相の境界である。例えば、鉛系ペロブス
カイト化合物ではこのようなＭＰＢを備えているため、
このような化合物を積層構造にすることによって、特に
高い特性を有する圧電セラミックスを得ることができ
る。
【００１２】また、好適には、前記固溶体は、鉛系ペロ
ブスカイト化合物およびビスマス系ペロブスカイト化合
物の何れかである。
ブスカイト化合物およびビスマス系ペロブスカイト化合
物の何れかである。
【００１３】また、好適には、前記第１固溶体および前
記第２固溶体は、それぞれ[PbTiO3,PbZrO3]、[PbZn1/3N
b2/3O3,PbTiO3]、[PbMg1/3Nb2/3O3,PbTiO3]、[PbNi1/3N
b2/3O3,PbTiO3]、[PbCd1/3Nb2/3O3,PbTiO3]、[PbMn1/3N
b2/3O3,PbTiO3]、[PbCo1/3Nb 2/3O3,PbTiO3]、[PbMg1/3T
a2/3O3,PbTiO3]、[PbSc1/2Nb1/2O3,PbTiO3]、[PbYb1/ 2N
b1/2O3,PbTiO3]、[PbHo1/2Nb1/2O3,PbTiO3]、[PbLu1/2N
b1/2O3,PbTiO3]、[PbIn1/2Nb1/2O3,PbTiO3]、[PbFe1/2N
b1/2O3,PbTiO3]、[PbSc1/2Ta1/2O3,PbTiO3]、[PbMg1/2W
1/2O3,PbTiO3]、[PbCo1/2W1/2O3,PbTiO3]、[PbMn1/3Nb
2/3O3,PbTiO3,PbZrO3]、[PbNi1/3Nb2/3O3,PbTiO3,PbZrO
3]、[(Bi1/2Na1/2)TiO3,BaTiO3]、[(Bi1/ 2Na1/2)TiO3,N
aNbO3]、[(Bi1/2Na1/2)TiO3,KNbO3]、[(Bi1/2Na1/2)TiO
3,BaTiO3,BiFeO3]のうちの一組のセラミック材料が所定
の割合で固溶したものである。これらのセラミック材料
は、所望の固溶割合とすることによって高特性の圧電体
となるので、固溶割合の組合せを適宜選択することによ
って所望の温度範囲で特性が高く且つ温度安定性の高い
圧電セラミックスを得ることができる。例えば、ＰＺＴ
では、チタン酸鉛およびジルコン酸鉛の固溶割合すなわ
ちチタニウムとジルコニウムの割合を25(℃)におけるＭ
ＰＢ組成(Zr/Ti＝52/48)を中心とした２〜３種類の固溶
体で第１層乃至第３層を構成することにより、25(℃)を
通常の使用温度としてそれよりも低温および高温の何れ
に温度が変化しても安定して高い特性を得ることができ
る。
記第２固溶体は、それぞれ[PbTiO3,PbZrO3]、[PbZn1/3N
b2/3O3,PbTiO3]、[PbMg1/3Nb2/3O3,PbTiO3]、[PbNi1/3N
b2/3O3,PbTiO3]、[PbCd1/3Nb2/3O3,PbTiO3]、[PbMn1/3N
b2/3O3,PbTiO3]、[PbCo1/3Nb 2/3O3,PbTiO3]、[PbMg1/3T
a2/3O3,PbTiO3]、[PbSc1/2Nb1/2O3,PbTiO3]、[PbYb1/ 2N
b1/2O3,PbTiO3]、[PbHo1/2Nb1/2O3,PbTiO3]、[PbLu1/2N
b1/2O3,PbTiO3]、[PbIn1/2Nb1/2O3,PbTiO3]、[PbFe1/2N
b1/2O3,PbTiO3]、[PbSc1/2Ta1/2O3,PbTiO3]、[PbMg1/2W
1/2O3,PbTiO3]、[PbCo1/2W1/2O3,PbTiO3]、[PbMn1/3Nb
2/3O3,PbTiO3,PbZrO3]、[PbNi1/3Nb2/3O3,PbTiO3,PbZrO
3]、[(Bi1/2Na1/2)TiO3,BaTiO3]、[(Bi1/ 2Na1/2)TiO3,N
aNbO3]、[(Bi1/2Na1/2)TiO3,KNbO3]、[(Bi1/2Na1/2)TiO
3,BaTiO3,BiFeO3]のうちの一組のセラミック材料が所定
の割合で固溶したものである。これらのセラミック材料
は、所望の固溶割合とすることによって高特性の圧電体
となるので、固溶割合の組合せを適宜選択することによ
って所望の温度範囲で特性が高く且つ温度安定性の高い
圧電セラミックスを得ることができる。例えば、ＰＺＴ
では、チタン酸鉛およびジルコン酸鉛の固溶割合すなわ
ちチタニウムとジルコニウムの割合を25(℃)におけるＭ
ＰＢ組成(Zr/Ti＝52/48)を中心とした２〜３種類の固溶
体で第１層乃至第３層を構成することにより、25(℃)を
通常の使用温度としてそれよりも低温および高温の何れ
に温度が変化しても安定して高い特性を得ることができ
る。
【００１４】また、好適には、前記圧電セラミックス
は、前記第１層および第２層に加えて、前記ＭＰＢの存
在する固溶割合から所定値だけ外れた他の層が積層され
たものである。このようにすれば、特定の温度でＭＰＢ
に一致することとなる固溶割合の層だけを積層した場合
に比較して、周波数定数等の特性を高めることができ
る。
は、前記第１層および第２層に加えて、前記ＭＰＢの存
在する固溶割合から所定値だけ外れた他の層が積層され
たものである。このようにすれば、特定の温度でＭＰＢ
に一致することとなる固溶割合の層だけを積層した場合
に比較して、周波数定数等の特性を高めることができ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【００１６】図１は、本発明の一実施例の圧電セラミッ
ク素子(以下、素子という)１０の全体を示す斜視図であ
る。素子１０は、例えば15(mm)程度の略一様な直径寸法
と1(mm)程度の略一様な厚さ寸法とを有して円板状を成
すＰＺＴすなわち鉛系ペロブスカイト化合物から成るも
のであって、例えば、超音波アクチュエータ等に用いら
れる。
ク素子(以下、素子という)１０の全体を示す斜視図であ
る。素子１０は、例えば15(mm)程度の略一様な直径寸法
と1(mm)程度の略一様な厚さ寸法とを有して円板状を成
すＰＺＴすなわち鉛系ペロブスカイト化合物から成るも
のであって、例えば、超音波アクチュエータ等に用いら
れる。
【００１７】図２は、上記素子１０の断面の要部を示す
図である。素子１０は、その裏面１２から表面１４に向
かう厚み方向において第１層１６，第２層１８，および
第３層２０が積層された三層構造に構成されている。各
層１６，１８，２０の厚さ寸法は、例えば、0.3(mm)程
度の一様な値である。また、これら三層におけるZrとTi
の固溶割合は、それぞれ第１層１６が５３：４７，第２
層１８が５２：４８，第３層２０が５１：４９である。
すなわち、素子１０は、その厚み方向において組成が傾
斜させられているが、第１層１６の構成材料はPb(Zr
0.53Ti0.47)O3であり、第２層１８の構成材料はPb(Zr
0.52Ti0.48)O3であり、第３層２０の構成材料はPb(Zr
0.51Ti0.49)O3である。第２層１８は添加物を含まない
真性ＰＺＴの25(℃)におけるＭＰＢ上の固溶割合に一致
しており、第１層１６および第３層１８は、それよりも
僅かにZrリッチ或いはTiリッチの組成のものが選ばれて
いる。そのため、素子１０は、ＭＰＢ組成の層(第２層
１８)を中心として傾斜した組成を備えている。本実施
例においては、例えば第１層１６，第２層１８が請求の
範囲にいう第１層および第２層に相当する。
図である。素子１０は、その裏面１２から表面１４に向
かう厚み方向において第１層１６，第２層１８，および
第３層２０が積層された三層構造に構成されている。各
層１６，１８，２０の厚さ寸法は、例えば、0.3(mm)程
度の一様な値である。また、これら三層におけるZrとTi
の固溶割合は、それぞれ第１層１６が５３：４７，第２
層１８が５２：４８，第３層２０が５１：４９である。
すなわち、素子１０は、その厚み方向において組成が傾
斜させられているが、第１層１６の構成材料はPb(Zr
0.53Ti0.47)O3であり、第２層１８の構成材料はPb(Zr
0.52Ti0.48)O3であり、第３層２０の構成材料はPb(Zr
0.51Ti0.49)O3である。第２層１８は添加物を含まない
真性ＰＺＴの25(℃)におけるＭＰＢ上の固溶割合に一致
しており、第１層１６および第３層１８は、それよりも
僅かにZrリッチ或いはTiリッチの組成のものが選ばれて
いる。そのため、素子１０は、ＭＰＢ組成の層(第２層
１８)を中心として傾斜した組成を備えている。本実施
例においては、例えば第１層１６，第２層１８が請求の
範囲にいう第１層および第２層に相当する。
【００１８】上記の三層の組成は、例えば図３に示され
るような相平衡図に基づいて決定されたものである。図
において、横軸はジルコン酸鉛とチタン酸鉛の固溶割合
を表しており、左端がジルコン酸鉛100(％)、右端がチ
タン酸鉛100(％)に相当する。また、縦軸は温度を表
す。図の左端における230(℃)と右端における490(℃)の
点を相互に結ぶ曲線より上側の温度では全ての固溶割合
(組成)において立方晶相となるが、それよりも下側の温
度では領域の大部分が菱面体晶相と正方晶相に二分され
ており、それら２相の境界にＭＰＢ２２が存在する。Ｐ
ＺＴではこのＭＰＢ２２上の組成で電気機械結合係数が
極大となり且つ周波数定数が極小となることが知られて
いるが、ＭＰＢ２２は図に見られる通り温度軸に対して
僅かに傾斜した右下がりの略直線になっている。ジルコ
ン酸鉛の固溶割合の上限を示す直線２４は、立方晶相と
菱面体晶相および正方晶相との境界線とＭＰＢ２２との
交点すなわちＭＰＢ２２の上端を通る位置にあり、下限
を示す直線２６は零度よりも十分に低い温度においてＭ
ＰＢ２２と交わるような位置にある。なお、ＭＰＢ２２
の零度以下におけるデータは知られていないが、図に仮
想線で示されるように零度以下においても略一定の傾き
を有するものと推測される。
るような相平衡図に基づいて決定されたものである。図
において、横軸はジルコン酸鉛とチタン酸鉛の固溶割合
を表しており、左端がジルコン酸鉛100(％)、右端がチ
タン酸鉛100(％)に相当する。また、縦軸は温度を表
す。図の左端における230(℃)と右端における490(℃)の
点を相互に結ぶ曲線より上側の温度では全ての固溶割合
(組成)において立方晶相となるが、それよりも下側の温
度では領域の大部分が菱面体晶相と正方晶相に二分され
ており、それら２相の境界にＭＰＢ２２が存在する。Ｐ
ＺＴではこのＭＰＢ２２上の組成で電気機械結合係数が
極大となり且つ周波数定数が極小となることが知られて
いるが、ＭＰＢ２２は図に見られる通り温度軸に対して
僅かに傾斜した右下がりの略直線になっている。ジルコ
ン酸鉛の固溶割合の上限を示す直線２４は、立方晶相と
菱面体晶相および正方晶相との境界線とＭＰＢ２２との
交点すなわちＭＰＢ２２の上端を通る位置にあり、下限
を示す直線２６は零度よりも十分に低い温度においてＭ
ＰＢ２２と交わるような位置にある。なお、ＭＰＢ２２
の零度以下におけるデータは知られていないが、図に仮
想線で示されるように零度以下においても略一定の傾き
を有するものと推測される。
【００１９】そして、前記の第１層１６の固溶割合は、
第２層１８の固溶割合がＭＰＢ２２上に位置する25(℃)
の温度において(すなわち25(℃)を示す横線上におい
て)、上記のＭＰＢ２２と上限直線２４との間に位置す
る値、例えば120(℃)程度でＭＰＢ２２上に位置する値
に設定されており、第３層２０の固溶割合は、その25
(℃)の横線上において、ＭＰＢ２２と下限直線２６との
間に位置する値、例えば−70(℃)程度でＭＰＢ２２上に
位置する値に設定されている。このため、25(℃)よりも
低温になると、第１層１６および第２層１８の固溶割合
が相対的にＭＰＢ２２から遠ざかる一方、第３層２０の
固溶割合が相対的にＭＰＢ２２に近づく。反対に、25
(℃)よりも高温になると、第２層１８および第３層２０
の固溶割合が相対的にＭＰＢ２２から遠ざかる一方、第
１層１６の固溶割合が相対的にＭＰＢ２２に近づく。前
述したようにＰＺＴはＭＰＢ２２上で電気機械結合係数
の極大値および周波数定数の極小値を有するので、低温
側では第１層１６及び第２層１８の電気機械結合係数が
小さくなると共に周波数定数が大きくなるが、第３層２
０の電気機械結合係数は大きくなると共に周波数定数が
小さくなる。また、高温側では第２層１８および第３層
２０の電気機械結合係数が小さくなると共に周波数定数
が大きくなるが、第１層１６の電気機械結合係数が大き
くなると共に周波数定数は小さくなる。したがって、何
れの場合にも各層の特性の変化が他の層の特性の変化に
よって緩和或いは相殺される。本実施例においては、第
１層１６の固溶割合がＭＰＢ２２上に位置する120(℃)
が第１温度に、第２層１８の固溶割合がＭＰＢ２２上に
位置する25(℃)が第２温度にそれぞれ相当する。
第２層１８の固溶割合がＭＰＢ２２上に位置する25(℃)
の温度において(すなわち25(℃)を示す横線上におい
て)、上記のＭＰＢ２２と上限直線２４との間に位置す
る値、例えば120(℃)程度でＭＰＢ２２上に位置する値
に設定されており、第３層２０の固溶割合は、その25
(℃)の横線上において、ＭＰＢ２２と下限直線２６との
間に位置する値、例えば−70(℃)程度でＭＰＢ２２上に
位置する値に設定されている。このため、25(℃)よりも
低温になると、第１層１６および第２層１８の固溶割合
が相対的にＭＰＢ２２から遠ざかる一方、第３層２０の
固溶割合が相対的にＭＰＢ２２に近づく。反対に、25
(℃)よりも高温になると、第２層１８および第３層２０
の固溶割合が相対的にＭＰＢ２２から遠ざかる一方、第
１層１６の固溶割合が相対的にＭＰＢ２２に近づく。前
述したようにＰＺＴはＭＰＢ２２上で電気機械結合係数
の極大値および周波数定数の極小値を有するので、低温
側では第１層１６及び第２層１８の電気機械結合係数が
小さくなると共に周波数定数が大きくなるが、第３層２
０の電気機械結合係数は大きくなると共に周波数定数が
小さくなる。また、高温側では第２層１８および第３層
２０の電気機械結合係数が小さくなると共に周波数定数
が大きくなるが、第１層１６の電気機械結合係数が大き
くなると共に周波数定数は小さくなる。したがって、何
れの場合にも各層の特性の変化が他の層の特性の変化に
よって緩和或いは相殺される。本実施例においては、第
１層１６の固溶割合がＭＰＢ２２上に位置する120(℃)
が第１温度に、第２層１８の固溶割合がＭＰＢ２２上に
位置する25(℃)が第２温度にそれぞれ相当する。
【００２０】上記のように素子１０を構成する三層１
６，１８，２０の固溶割合が選定されていることから、
素子１０は、少なくとも25(℃)を中心として第３層２０
の電気機械結合係数が極大値を採る−70(℃)程度から第
１層１６の電気機械結合係数が極大値を採る120(℃)程
度までの広い範囲に亘ってその特性(電気機械結合係数
および周波数定数)の変化が極めて小さいという特徴が
ある。実際には、電気機械結合係数の極大値および周波
数定数の極小値を超えた更に低温側或いは高温側の温度
においても、三層相互の特性変化の相殺或いは緩和効果
は見られるため、温度安定性の認められる温度範囲は、
例えば−100〜＋150(℃)程度である。また、その温度範
囲では、三層１６，１８，２０の電気機械結合係数が極
大値近傍で推移するため、高い値で安定する特徴もあ
る。そのため、前記の超音波アクチュエータの他、セン
サやフィルタ、振動子等にも好適に用いることができ
る。
６，１８，２０の固溶割合が選定されていることから、
素子１０は、少なくとも25(℃)を中心として第３層２０
の電気機械結合係数が極大値を採る−70(℃)程度から第
１層１６の電気機械結合係数が極大値を採る120(℃)程
度までの広い範囲に亘ってその特性(電気機械結合係数
および周波数定数)の変化が極めて小さいという特徴が
ある。実際には、電気機械結合係数の極大値および周波
数定数の極小値を超えた更に低温側或いは高温側の温度
においても、三層相互の特性変化の相殺或いは緩和効果
は見られるため、温度安定性の認められる温度範囲は、
例えば−100〜＋150(℃)程度である。また、その温度範
囲では、三層１６，１８，２０の電気機械結合係数が極
大値近傍で推移するため、高い値で安定する特徴もあ
る。そのため、前記の超音波アクチュエータの他、セン
サやフィルタ、振動子等にも好適に用いることができ
る。
【００２１】ところで、上記の素子１０は、例えば以下
のようにして製造される。先ず、前記第１層１６乃至第
３層２０をそれぞれ構成するためのＰＺＴ材料の仮焼粉
末を用意し、焼成収縮を考慮した所定の大きさの金型内
に、第１層１６の構成材料から順に充填して仮成形する
工程を繰り返した後、例えば10(MPa)程度の圧力で一軸
加圧成形を施す。このとき、仮成形時の加圧力は、仮焼
粉末の充填時や10(MPa)で加圧する際に各層を構成する
ための粉末が相互に混ざり合うことが無く且つ各層１
６，１８，２０相互の境界面が十分に平坦になるように
定められる。
のようにして製造される。先ず、前記第１層１６乃至第
３層２０をそれぞれ構成するためのＰＺＴ材料の仮焼粉
末を用意し、焼成収縮を考慮した所定の大きさの金型内
に、第１層１６の構成材料から順に充填して仮成形する
工程を繰り返した後、例えば10(MPa)程度の圧力で一軸
加圧成形を施す。このとき、仮成形時の加圧力は、仮焼
粉末の充填時や10(MPa)で加圧する際に各層を構成する
ための粉末が相互に混ざり合うことが無く且つ各層１
６，１８，２０相互の境界面が十分に平坦になるように
定められる。
【００２２】次いで、このように一軸加圧成形を施した
成形体に冷間静水圧加圧成形(ＣＩＰ)を施し、例えば、
1150(℃)程度の最高保持温度で焼成処理を施す。焼成処
理に際しては、二重坩堝中に成形体を入れて加熱中にジ
ルコン酸鉛雰囲気が得られるようにすると共に、昇温速
度を5(℃/min)程度、最高温度での保持時間を2(h)程度
とした。このようにして得られた焼結体に、その上下面
が互いに平衡となるように研磨加工を程し、全体の厚さ
寸法を1(mm)程度にする。一軸加圧成型時の各粉末の充
填重量延いては各層の厚さ寸法は、このように研磨加工
を施した後に前述したような各層とも0.3(mm)程度の厚
さ寸法が得られるように、研磨除去量や焼成収縮等を考
慮して定められる。このように、本実施例の素子１０
は、その三層をそれぞれ構成する原料粉末を用意して、
層構造が得られるように加圧成形するだけの簡単な工程
で製造することができる。
成形体に冷間静水圧加圧成形(ＣＩＰ)を施し、例えば、
1150(℃)程度の最高保持温度で焼成処理を施す。焼成処
理に際しては、二重坩堝中に成形体を入れて加熱中にジ
ルコン酸鉛雰囲気が得られるようにすると共に、昇温速
度を5(℃/min)程度、最高温度での保持時間を2(h)程度
とした。このようにして得られた焼結体に、その上下面
が互いに平衡となるように研磨加工を程し、全体の厚さ
寸法を1(mm)程度にする。一軸加圧成型時の各粉末の充
填重量延いては各層の厚さ寸法は、このように研磨加工
を施した後に前述したような各層とも0.3(mm)程度の厚
さ寸法が得られるように、研磨除去量や焼成収縮等を考
慮して定められる。このように、本実施例の素子１０
は、その三層をそれぞれ構成する原料粉末を用意して、
層構造が得られるように加圧成形するだけの簡単な工程
で製造することができる。
【００２３】図４および図５は、素子１０と同様な上記
の製造工程を経て作製した試験片の特性を評価した結果
を示したものであり、横軸が試験温度を、縦軸が電気機
械結合係数或いは周波数定数を表している。何れの特性
も、素子１０と同様な寸法および形状の試験片を用い、
その両面の略全面に電極を設けて測定した。電極の形成
は、試験片の両面に銀ペーストを塗布して、100(℃)程
度の温度で30分程度乾燥機中で乾燥させ、電気炉中に投
入して550(℃)の最高保持温度で15分程度加熱すること
で行った。そして、電極形成後、シリコーン・オイル中
120(℃)で3.0(kV/mm)の電界を30分程度印加し、室温ま
で徐冷して分極処理を行い試験片を得た。また、測定方
法は日本電子材料工業界標準規格圧電セラミックス振動
子の電気的試験法(EMAS-6100)に従い、真空チャンバー
内に入れて−190〜＋190(℃)の温度範囲において径方向
の周波数定数と電気機械結合係数とを共振反共振法によ
り測定した。
の製造工程を経て作製した試験片の特性を評価した結果
を示したものであり、横軸が試験温度を、縦軸が電気機
械結合係数或いは周波数定数を表している。何れの特性
も、素子１０と同様な寸法および形状の試験片を用い、
その両面の略全面に電極を設けて測定した。電極の形成
は、試験片の両面に銀ペーストを塗布して、100(℃)程
度の温度で30分程度乾燥機中で乾燥させ、電気炉中に投
入して550(℃)の最高保持温度で15分程度加熱すること
で行った。そして、電極形成後、シリコーン・オイル中
120(℃)で3.0(kV/mm)の電界を30分程度印加し、室温ま
で徐冷して分極処理を行い試験片を得た。また、測定方
法は日本電子材料工業界標準規格圧電セラミックス振動
子の電気的試験法(EMAS-6100)に従い、真空チャンバー
内に入れて−190〜＋190(℃)の温度範囲において径方向
の周波数定数と電気機械結合係数とを共振反共振法によ
り測定した。
【００２４】また、図において、●は、本実施例すなわ
ち素子１０と同様な三層構造の試験片の測定データを表
しており、△、◇、○は、それぞれ単層構造の素子すな
わち比較例であって、△は第１層１６と同じ組成のＰＺ
Ｔのみから成る試験片の測定データを、◇は第２層１８
と同じ組成のＰＺＴのみから成る試験片の測定データ
を、○は第３層２０と同じ組成のＰＺＴのみから成る試
験片の測定データをそれぞれ表している。なお、これら
３つの比較例は、原料を１種類とする他は上記試験片と
同様な工程によって製造した試験片で測定したものであ
る。
ち素子１０と同様な三層構造の試験片の測定データを表
しており、△、◇、○は、それぞれ単層構造の素子すな
わち比較例であって、△は第１層１６と同じ組成のＰＺ
Ｔのみから成る試験片の測定データを、◇は第２層１８
と同じ組成のＰＺＴのみから成る試験片の測定データ
を、○は第３層２０と同じ組成のＰＺＴのみから成る試
験片の測定データをそれぞれ表している。なお、これら
３つの比較例は、原料を１種類とする他は上記試験片と
同様な工程によって製造した試験片で測定したものであ
る。
【００２５】上記の図４、図５から明らかなように、本
実施例の試験片(●印)によれば、測定した−190〜＋190
(℃)の温度範囲内において、電気機械結合係数について
は25(℃)程度に最大値(極大値)が見られ、周波数定数に
ついては70(℃)程度に最小値が見られるものの、何れも
変動幅が小さく比較的一様な特性値を示している。−10
0〜＋150(℃)程度の温度範囲内では、変動幅が特に小さ
い。これに対して、単層構造の比較例(△、◇、○)で
は、同じ温度範囲内で変動幅が２〜３倍程度大きく、且
つ電気機械結合係数の極大(最大)値(それぞれ120(℃)、
25(℃)、−70(℃)程度)や周波数定数の極小(最小)値(そ
れぞれ130(℃)、50(℃)、−30(℃)程度)が顕著である。
このように、単層構造の場合の特性曲線は、Zrの固溶割
合(図にZr/Tiを示した)が多くなると電気機械結合係数
の極大点が高温側に移動すると共に、周波数定数の極小
点が低温側に移動する傾向があるが、本実施例の三層構
造の試験片によれば、これらの変化が三層相互に相殺さ
れるので、各層の極大値或いは極小値の温度の近傍で全
体として特性変化が抑制されていることが判る。また、
電気機械結合係数も単層構成の場合と遜色なく、極大値
で54(％)程度の高い値を示している。
実施例の試験片(●印)によれば、測定した−190〜＋190
(℃)の温度範囲内において、電気機械結合係数について
は25(℃)程度に最大値(極大値)が見られ、周波数定数に
ついては70(℃)程度に最小値が見られるものの、何れも
変動幅が小さく比較的一様な特性値を示している。−10
0〜＋150(℃)程度の温度範囲内では、変動幅が特に小さ
い。これに対して、単層構造の比較例(△、◇、○)で
は、同じ温度範囲内で変動幅が２〜３倍程度大きく、且
つ電気機械結合係数の極大(最大)値(それぞれ120(℃)、
25(℃)、−70(℃)程度)や周波数定数の極小(最小)値(そ
れぞれ130(℃)、50(℃)、−30(℃)程度)が顕著である。
このように、単層構造の場合の特性曲線は、Zrの固溶割
合(図にZr/Tiを示した)が多くなると電気機械結合係数
の極大点が高温側に移動すると共に、周波数定数の極小
点が低温側に移動する傾向があるが、本実施例の三層構
造の試験片によれば、これらの変化が三層相互に相殺さ
れるので、各層の極大値或いは極小値の温度の近傍で全
体として特性変化が抑制されていることが判る。また、
電気機械結合係数も単層構成の場合と遜色なく、極大値
で54(％)程度の高い値を示している。
【００２６】なお、図６、図７は、ＰＺＴの鉛サイトを
LiおよびLaで置換した変性ＰＺＴ(ＰＬＬＺＴ)の特性を
前記試験片の場合と同様に測定した結果を示したもので
ある。なお、測定温度範囲は−50〜＋190(℃)とした。
なお、この圧電材料において、Liは温度特性を改善する
ために添加され、LaはLi置換に伴う電荷補償のために添
加されている。グラフ中において、「52/48」等の数値
は「Zr/Ti」比すなわち２種類のペロブスカイト化合物
の固溶割合を表す。ＭＰＢ上に位置する固溶割合52/48
の組成では、最も高い電気機械結合係数を有するものの
測定温度範囲における変動幅が大きい。固溶割合をここ
から変化させると、電気機械結合係数および周波数定数
の温度特性が変化し、50/50の組成では温度安定性が著
しく高められるが、それに伴って電気機械結合係数の値
は41(％)程度まで低下する。このため、このような変性
ＰＺＴでは、高い電気機械結合係数と特性の温度安定性
とを両立させることが困難であることが判る。
LiおよびLaで置換した変性ＰＺＴ(ＰＬＬＺＴ)の特性を
前記試験片の場合と同様に測定した結果を示したもので
ある。なお、測定温度範囲は−50〜＋190(℃)とした。
なお、この圧電材料において、Liは温度特性を改善する
ために添加され、LaはLi置換に伴う電荷補償のために添
加されている。グラフ中において、「52/48」等の数値
は「Zr/Ti」比すなわち２種類のペロブスカイト化合物
の固溶割合を表す。ＭＰＢ上に位置する固溶割合52/48
の組成では、最も高い電気機械結合係数を有するものの
測定温度範囲における変動幅が大きい。固溶割合をここ
から変化させると、電気機械結合係数および周波数定数
の温度特性が変化し、50/50の組成では温度安定性が著
しく高められるが、それに伴って電気機械結合係数の値
は41(％)程度まで低下する。このため、このような変性
ＰＺＴでは、高い電気機械結合係数と特性の温度安定性
とを両立させることが困難であることが判る。
【００２７】要するに、本実施例においては、第１層１
６は120(℃)程度の第１温度付近で電気機械結合係数の
極大値および周波数定数の極小値を有する一方、第２層
１８は25(℃)程度の第２温度付近で電気機械結合係数の
極大値を50(℃)程度の温度付近で周波数定数の極小値を
有するので、素子１０の温度が第１温度から第２温度に
向かって変化する際には、温度が変化するに従って第１
層１６の電気機械結合係数および周波数定数が極値から
外れると共に、第２層１８の電気機械結合係数および周
波数定数が極値に近づくこととなる。そのため、これら
の変化が互いに緩和されることに基づき、第１温度前後
から第２温度前後までの広範囲に亘って、電気機械結合
係数や周波数定数等の特性値の温度安定性が高められ
る。また、第１層１６および第２層１８はそれぞれ第１
温度および第２温度において電気機械結合係数の大きい
ＭＰＢ上の組成とされるので、電気機械結合係数が高い
値で安定することとなる。したがって、電気機械結合係
数が高く且つ周波数定数および電気機械結合係数の温度
安定性の高い圧電セラミックス素子１０が得られる。
６は120(℃)程度の第１温度付近で電気機械結合係数の
極大値および周波数定数の極小値を有する一方、第２層
１８は25(℃)程度の第２温度付近で電気機械結合係数の
極大値を50(℃)程度の温度付近で周波数定数の極小値を
有するので、素子１０の温度が第１温度から第２温度に
向かって変化する際には、温度が変化するに従って第１
層１６の電気機械結合係数および周波数定数が極値から
外れると共に、第２層１８の電気機械結合係数および周
波数定数が極値に近づくこととなる。そのため、これら
の変化が互いに緩和されることに基づき、第１温度前後
から第２温度前後までの広範囲に亘って、電気機械結合
係数や周波数定数等の特性値の温度安定性が高められ
る。また、第１層１６および第２層１８はそれぞれ第１
温度および第２温度において電気機械結合係数の大きい
ＭＰＢ上の組成とされるので、電気機械結合係数が高い
値で安定することとなる。したがって、電気機械結合係
数が高く且つ周波数定数および電気機械結合係数の温度
安定性の高い圧電セラミックス素子１０が得られる。
【００２８】また、本実施例においては、素子１０は、
第１層１６および第２層１８に加えて、ＭＰＢ上に位置
する温度が−70(℃)程度の第３温度であってそれらと相
違する第３層２０を含むものであることから、一層広い
温度範囲で安定性が高められる利点がある。
第１層１６および第２層１８に加えて、ＭＰＢ上に位置
する温度が−70(℃)程度の第３温度であってそれらと相
違する第３層２０を含むものであることから、一層広い
温度範囲で安定性が高められる利点がある。
【００２９】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前述した実施例と共通する部
分については説明を省略する。
お、以下の実施例において前述した実施例と共通する部
分については説明を省略する。
【００３０】図８に示される圧電セラミック素子２８
は、第１層３０および第２層３２の二層で構成されてい
る。第１層３０は、例えば前記の第１層１６と同様なPb
(Zr0.5 3Ti0.47)O3から成るものであり、第２層３２は、
例えば第２層１８と同様なPb(Zr0.52Ti0.48)O3から成る
ものである。このため、本実施例では、素子１０よりは
狭い範囲であるが、これら第１層３０と第２層３２の特
性の極値からの変化が相互に緩和される範囲で特性値の
温度安定性が高められる利点がある。すなわち、素子１
０に要求される程の広い温度範囲における温度安定性を
要求されない場合には、このように二層構成としても差
し支えないのである。
は、第１層３０および第２層３２の二層で構成されてい
る。第１層３０は、例えば前記の第１層１６と同様なPb
(Zr0.5 3Ti0.47)O3から成るものであり、第２層３２は、
例えば第２層１８と同様なPb(Zr0.52Ti0.48)O3から成る
ものである。このため、本実施例では、素子１０よりは
狭い範囲であるが、これら第１層３０と第２層３２の特
性の極値からの変化が相互に緩和される範囲で特性値の
温度安定性が高められる利点がある。すなわち、素子１
０に要求される程の広い温度範囲における温度安定性を
要求されない場合には、このように二層構成としても差
し支えないのである。
【００３１】すなわち、本発明において、積層する複数
の層の固溶割合の範囲は温度安定性を高めようとする温
度範囲に応じて定められるものであり、積層する層数
は、その温度範囲内において可及的に高い安定性を得る
ために要求される層相互の特性変化の緩和の程度に応
じ、各層の特性の極値が得られる温度の中間の温度で要
求される特性や温度安定性が確保できるように、二層以
上の適宜の数に定めれば良いのである。したがって、素
子１０に比較して前記の温度範囲における特性値の変動
幅を一層小さくし、或いは変動幅が一定値以下に留めら
れる温度範囲を一層広くするためには、積層する層数を
４以上の適宜の数に定め、それらの固溶割合を、温度安
定性を要求される温度範囲の上下限に対応する固溶割合
の範囲内で適宜に定めればよいのである。
の層の固溶割合の範囲は温度安定性を高めようとする温
度範囲に応じて定められるものであり、積層する層数
は、その温度範囲内において可及的に高い安定性を得る
ために要求される層相互の特性変化の緩和の程度に応
じ、各層の特性の極値が得られる温度の中間の温度で要
求される特性や温度安定性が確保できるように、二層以
上の適宜の数に定めれば良いのである。したがって、素
子１０に比較して前記の温度範囲における特性値の変動
幅を一層小さくし、或いは変動幅が一定値以下に留めら
れる温度範囲を一層広くするためには、積層する層数を
４以上の適宜の数に定め、それらの固溶割合を、温度安
定性を要求される温度範囲の上下限に対応する固溶割合
の範囲内で適宜に定めればよいのである。
【００３２】図９に示す圧電セラミック素子３４は、三
層構造ではあるが２つの第１層３６に第２層３８が挟ま
れた構造になっている。このようにすれば、素子３４
は、厚さ方向において対称的に構成されているので、通
電時や温度変化の生じたときに生じる歪みの大きさがそ
の上面側および下面側において略同様になる。したがっ
て、本実施例によれば、その歪みに起因する破損が生じ
難くなる利点がある。なお、このような対称構造を採る
本実施例において、例えば素子１０と同様な温度範囲で
特性を安定させようとする場合には、各固溶割合の層を
一層ずつ積層する場合に比較して、積層数が増大する不
利益がある。したがって、素子１０のような構造を採る
か、素子３４のような構造を採るかは、要求される工数
の増大の程度と、許容される歪みの大きさ等を比較考量
して定めればよい。
層構造ではあるが２つの第１層３６に第２層３８が挟ま
れた構造になっている。このようにすれば、素子３４
は、厚さ方向において対称的に構成されているので、通
電時や温度変化の生じたときに生じる歪みの大きさがそ
の上面側および下面側において略同様になる。したがっ
て、本実施例によれば、その歪みに起因する破損が生じ
難くなる利点がある。なお、このような対称構造を採る
本実施例において、例えば素子１０と同様な温度範囲で
特性を安定させようとする場合には、各固溶割合の層を
一層ずつ積層する場合に比較して、積層数が増大する不
利益がある。したがって、素子１０のような構造を採る
か、素子３４のような構造を採るかは、要求される工数
の増大の程度と、許容される歪みの大きさ等を比較考量
して定めればよい。
【００３３】以上、本発明を図面を参照して詳細に説明
したが、本発明は更に別の態様でも実施できる。
したが、本発明は更に別の態様でも実施できる。
【００３４】例えば、実施例においては、鉛系ペロブス
カイト化合物である真性ＰＺＴから成る圧電セラミック
素子に本発明が適用された場合について説明したが、図
６に示されるような種々の変性ＰＺＴにおいても、固溶
割合を相互に異なるものとした二層以上を積層すること
によって本発明の効果を享受できる。また、ＰＺＴに限
られず、ビスマス系ペロブスカイト化合物や、その他、
温度軸に対して傾斜したＭＰＢを有する固溶体であれ
ば、本発明を同様に適用することができる。
カイト化合物である真性ＰＺＴから成る圧電セラミック
素子に本発明が適用された場合について説明したが、図
６に示されるような種々の変性ＰＺＴにおいても、固溶
割合を相互に異なるものとした二層以上を積層すること
によって本発明の効果を享受できる。また、ＰＺＴに限
られず、ビスマス系ペロブスカイト化合物や、その他、
温度軸に対して傾斜したＭＰＢを有する固溶体であれ
ば、本発明を同様に適用することができる。
【００３５】また、実施例においては、ＭＰＢが菱面体
晶相と正方晶相との間に存在する化合物固溶体に本発明
が適用された場合について説明したが、他の結晶相の間
にＭＰＢが存在する固溶体にも本発明は同様に適用され
る。
晶相と正方晶相との間に存在する化合物固溶体に本発明
が適用された場合について説明したが、他の結晶相の間
にＭＰＢが存在する固溶体にも本発明は同様に適用され
る。
【００３６】また、実施例においては、厚さ寸法が1(m
m)程度、直径が15(mm)程度の円板状の素子１０等に本発
明が適用されていたが、素子１０等の寸法および形状は
用途に応じて適宜定められるものである。例えば、角柱
状や矩形板状等の素子にも本発明は適用される。この場
合、積層方向は用途に応じて厚み方向としても良く、角
柱等の長さ方向としても良い。
m)程度、直径が15(mm)程度の円板状の素子１０等に本発
明が適用されていたが、素子１０等の寸法および形状は
用途に応じて適宜定められるものである。例えば、角柱
状や矩形板状等の素子にも本発明は適用される。この場
合、積層方向は用途に応じて厚み方向としても良く、角
柱等の長さ方向としても良い。
【００３７】また、実施例においては、超音波アクチュ
エータ用の素子１０に本発明が適用されていたが、その
他にも圧電セラミック素子が用いられる用途であれば、
センサ、フィルタ、振動子、超音波モータ等にも本発明
の圧電セラミックスを用いることができる。
エータ用の素子１０に本発明が適用されていたが、その
他にも圧電セラミック素子が用いられる用途であれば、
センサ、フィルタ、振動子、超音波モータ等にも本発明
の圧電セラミックスを用いることができる。
【００３８】また、実施例においては、第１層１６乃至
第３層２０の厚さ寸法が一様とされていたが、積層され
る各層の圧電特性や機械的特性、熱的特性等に応じて個
々の厚さ寸法を異なるものとしても良い。
第３層２０の厚さ寸法が一様とされていたが、積層され
る各層の圧電特性や機械的特性、熱的特性等に応じて個
々の厚さ寸法を異なるものとしても良い。
【００３９】また、実施例においては、固溶割合だけを
相互に異なるものとした化合物を積層して素子１０等を
構成していたが、本発明は、温度変化に伴って傾斜した
ＭＰＢに関連して特性が変化する化合物において、その
特性変化を相互に緩和することにより温度安定性を高め
るものであるので、積層される各層は、固溶体を構成す
る化合物が相互に異なるものであっても差し支えない。
相互に異なるものとした化合物を積層して素子１０等を
構成していたが、本発明は、温度変化に伴って傾斜した
ＭＰＢに関連して特性が変化する化合物において、その
特性変化を相互に緩和することにより温度安定性を高め
るものであるので、積層される各層は、固溶体を構成す
る化合物が相互に異なるものであっても差し支えない。
【００４０】また、実施例においては、素子１０が粉末
プレス成形を利用して積層構造に構成されていたが、ド
クターブレード法等のテープ成形法により得られたグリ
ーンシートを熱或いは加圧により圧着して積層構造を構
成することもできる。すなわち、積層体を構成する各層
が相互に化学的に結合したものであれば、積層構造の形
成方法は特に問わない。
プレス成形を利用して積層構造に構成されていたが、ド
クターブレード法等のテープ成形法により得られたグリ
ーンシートを熱或いは加圧により圧着して積層構造を構
成することもできる。すなわち、積層体を構成する各層
が相互に化学的に結合したものであれば、積層構造の形
成方法は特に問わない。
【００４１】また、実施例においては、本発明が適用さ
れることにより、−100〜＋150(℃)程度の温度範囲、好
適には−70〜＋120(℃)程度の温度範囲で特性が安定化
させられた圧電セラミックスを得る場合について説明し
たが、特性が安定する温度範囲は積層された各層の固溶
割合に応じて定まるものであるので、温度軸に対して傾
斜したＭＰＢの認められる温度範囲内であれば、用途に
応じて固溶割合を適宜選択することにより、所望の温度
範囲で特性の安定した圧電セラミックスを得ることがで
きる。
れることにより、−100〜＋150(℃)程度の温度範囲、好
適には−70〜＋120(℃)程度の温度範囲で特性が安定化
させられた圧電セラミックスを得る場合について説明し
たが、特性が安定する温度範囲は積層された各層の固溶
割合に応じて定まるものであるので、温度軸に対して傾
斜したＭＰＢの認められる温度範囲内であれば、用途に
応じて固溶割合を適宜選択することにより、所望の温度
範囲で特性の安定した圧電セラミックスを得ることがで
きる。
【００４２】その他、一々例示はしないが、本発明は、
その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るもので
ある。
その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るもので
ある。
【図１】本発明の一実施例の圧電体を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】図１の圧電体の構成を説明するための要部断面
図である。
図である。
【図３】図１の圧電体を構成する固溶体の相平衡図であ
る。
る。
【図４】図１の圧電体の電気機械結合係数の温度依存性
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図５】図１の圧電体の周波数定数の温度依存性を説明
するための図である。
するための図である。
【図６】従来の圧電体の電気機械結合係数の温度依存性
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図７】従来の圧電体の周波数定数の温度依存性を説明
するための図である。
するための図である。
【図８】本発明の他の実施例を説明するための層構成図
である。
である。
【図９】本発明の更に他の実施例を説明するための層構
成図である。
成図である。
１０：圧電セラミック素子
１６：第１層
１８：第２層
２０：第３層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 冬季
愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36
号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド
内
(72)発明者 平野 眞一
愛知県知多郡東浦町緒川丸池台３−２
(72)発明者 余語 利信
愛知県名古屋市天白区平針１−1406−102
(72)発明者 坂本 渉
愛知県名古屋市北区山田町１−31
(72)発明者 松原 賢東
愛知県名古屋市緑区鳴海町亀ヶ洞32−115
Ｆターム(参考） 4G031 AA01 AA03 AA06 AA07 AA11
AA12 AA14 AA15 AA18 AA19
AA21 AA22 AA24 AA26 AA27
AA32 AA35 BA10 CA01 CA03
CA08 GA01 GA06 GA11 GA14
Claims (4)
- 【請求項１】 組成および温度の二次元相平衡図におい
て温度軸に対して傾斜したモルフォトロピック相境界
(ＭＰＢ)を有し且つ所定の第１温度でそのＭＰＢ上に位
置することとなる固溶割合の第１固溶体から成る第１層
と、 組成および温度の二次元相平衡図において温度軸に対し
て傾斜したＭＰＢを有し且つ前記第１温度とは異なる所
定の第２温度でそのＭＰＢ上に位置することとなる固溶
割合の第２固溶体から成り、前記第１層に積層された第
２層とを、含むことを特徴とする圧電セラミックス。 - 【請求項２】 前記第１固溶体および前記第２固溶体
は、前記第１温度および前記第２温度の中間温度におい
て菱面体晶相および正方晶相の一方および他方の領域内
の組成を備えたものである請求項１の圧電セラミック
ス。 - 【請求項３】 前記固溶体は、鉛系ペロブスカイト化合
物およびビスマス系ペロブスカイト化合物の何れかであ
る請求項１の圧電セラミックス。 - 【請求項４】 前記第１固溶体および前記第２固溶体
は、それぞれ[PbTiO3,PbZrO3]、[PbZn1/3Nb2/3O3,PbTiO
3]、[PbMg1/3Nb2/3O3,PbTiO3]、[PbNi1/3Nb2/3O3,PbTiO
3]、[PbCd1/3Nb2/3O3,PbTiO3]、[PbMn1/3Nb2/3O3,PbTiO
3]、[PbCo1/3Nb2/3O 3,PbTiO3]、[PbMg1/3Ta2/3O3,PbTiO
3]、[PbSc1/2Nb1/2O3,PbTiO3]、[PbYb1/2Nb1 /2O3,PbTiO
3]、[PbHo1/2Nb1/2O3,PbTiO3]、[PbLu1/2Nb1/2O3,PbTiO
3]、[PbIn1/2Nb1/2O3,PbTiO3]、[PbFe1/2Nb1/2O3,PbTiO
3]、[PbSc1/2Ta1/2O3,PbTiO3]、[PbMg 1/2W1/2O3,PbTi
O3]、[PbCo1/2W1/2O3,PbTiO3]、[PbMn1/3Nb2/3O3,PbTiO
3,PbZrO3]、[PbNi1/3Nb2/3O3,PbTiO3,PbZrO3]、[(Bi1/2
Na1/2)TiO3,BaTiO3]、[(Bi1/2Na1 /2)TiO3,NaNbO3]、[(B
i1/2Na1/2)TiO3,KNbO3]、[(Bi1/2Na1/2)TiO3,BaTiO3,Bi
FeO3]のうちの一組のセラミック材料が所定の割合で固
溶したものである請求項１の圧電セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002083469A JP2003277143A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 圧電セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002083469A JP2003277143A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 圧電セラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003277143A true JP2003277143A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29231241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002083469A Pending JP2003277143A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 圧電セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003277143A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008263158A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-10-30 | Canon Inc | 圧電素子及び液体吐出ヘッド |
| JP2011181764A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Tdk Corp | 圧電体素子及びその製造方法 |
| JP2013165195A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電素子 |
| EP2819196A1 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, piezoelectric element, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, ultrasonic sensor, piezoelectric motor, and power generator |
| EP2819195A2 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, piezoelectric element, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, ultrasonic sensor, piezoelectric motor, and power generator |
| EP2819194A1 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, piezoelectric element, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, ultrasonic sensor, piezoelectric motor, and power generator |
| CN104576916A (zh) * | 2013-10-25 | 2015-04-29 | 精工爱普生株式会社 | 压电元件、液体喷射头、液体喷射装置、致动器以及电机 |
| JP2015216190A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | スタンレー電気株式会社 | 圧電アクチュエータ及びその製造方法 |
| CN107990973A (zh) * | 2016-10-20 | 2018-05-04 | Vega格里沙贝两合公司 | 具有集成的温度测量的振动传感器 |
| US10427981B2 (en) | 2014-12-26 | 2019-10-01 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, method of manufacturing the same, piezoelectric element, and piezoelectric element application device |
| CN114736015A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-12 | 信阳师范学院 | 一种采用真空热压烧结炉制备的插层锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷及其制备方法 |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002083469A patent/JP2003277143A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008263158A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-10-30 | Canon Inc | 圧電素子及び液体吐出ヘッド |
| JP2011181764A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Tdk Corp | 圧電体素子及びその製造方法 |
| JP2013165195A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電素子 |
| US9324933B2 (en) | 2013-06-28 | 2016-04-26 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, piezoelectric element, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, ultrasonic sensor, piezoelectric motor, and power generator |
| EP2819195A2 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, piezoelectric element, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, ultrasonic sensor, piezoelectric motor, and power generator |
| EP2819194A1 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, piezoelectric element, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, ultrasonic sensor, piezoelectric motor, and power generator |
| KR20150002442A (ko) | 2013-06-28 | 2015-01-07 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 압전 재료, 압전 소자, 액체 분사 헤드, 액체 분사 장치, 초음파 센서, 압전 모터 및 발전 장치 |
| US9190601B2 (en) | 2013-06-28 | 2015-11-17 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, piezoelectric element, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, ultrasonic sensor, piezoelectric motor, and power generator |
| US9276193B2 (en) | 2013-06-28 | 2016-03-01 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, piezoelectric element, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, ultrasonic sensor, piezoelectric motor, and power generator |
| EP2819196A1 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, piezoelectric element, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, ultrasonic sensor, piezoelectric motor, and power generator |
| CN104576916A (zh) * | 2013-10-25 | 2015-04-29 | 精工爱普生株式会社 | 压电元件、液体喷射头、液体喷射装置、致动器以及电机 |
| EP2866272A1 (en) * | 2013-10-25 | 2015-04-29 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric element, liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, actuator, sensor, and motor |
| JP2015216190A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | スタンレー電気株式会社 | 圧電アクチュエータ及びその製造方法 |
| US10427981B2 (en) | 2014-12-26 | 2019-10-01 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric material, method of manufacturing the same, piezoelectric element, and piezoelectric element application device |
| CN107990973A (zh) * | 2016-10-20 | 2018-05-04 | Vega格里沙贝两合公司 | 具有集成的温度测量的振动传感器 |
| CN114736015A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-12 | 信阳师范学院 | 一种采用真空热压烧结炉制备的插层锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6021351B2 (ja) | 圧電材料、圧電素子、液体吐出ヘッド、超音波モータ、塵埃除去装置およびデバイス | |
| JP5217997B2 (ja) | 圧電磁器、振動子及び超音波モータ | |
| JP5523431B2 (ja) | 圧電セラミックス、圧電セラミックスの製造方法、圧電素子、液体吐出ヘッド、超音波モータ及び塵埃除去装置 | |
| JP4795748B2 (ja) | 圧電アクチュエータ | |
| Bian et al. | Enhancing the temperature stability of 0.42 PNN-0.21 PZ-0.37 PT ceramics through texture engineering | |
| Kabra et al. | Review on advanced piezoelectric materials (BaTiO3, PZT) | |
| JP5021452B2 (ja) | 圧電／電歪磁器組成物および圧電／電歪素子 | |
| JP2003277143A (ja) | 圧電セラミックス | |
| JP4987815B2 (ja) | 圧電／電歪磁器組成物の製造方法 | |
| JP5876974B2 (ja) | 圧電／電歪磁器組成物の製造方法 | |
| KR101779899B1 (ko) | 압전 단결정을 구비하는 적층형 압전 액추에이터 | |
| JP2003221276A (ja) | 圧電磁器およびその製造方法 | |
| Yao et al. | Improved preparation procedure and properties for a multilayer piezoelectric thick-film actuator | |
| JP4804449B2 (ja) | 圧電磁器および圧電素子 | |
| JP7707434B2 (ja) | 無鉛圧電組成物、及び圧電素子 | |
| JP5044437B2 (ja) | 圧電／電歪磁器焼結体の製造方法 | |
| WO2023026614A1 (ja) | 無鉛圧電磁気組成物、および圧電素子 | |
| WO2006093043A1 (ja) | 積層型圧電体素子 | |
| Ngernchuklin et al. | Electromechanical displacement of piezoelectric-electrostrictive monolithic bilayer composites | |
| JPWO2013088927A1 (ja) | 圧電配向セラミックスおよび圧電アクチュエータ | |
| Kondo et al. | Piezoelectric Properties and the Applications of Pb (Ni1/3Nb2/3) O3-PbTiO3-PbZrO3 Ceramics | |
| JP5258620B2 (ja) | 圧電磁器および圧電素子 | |
| JP3070799B2 (ja) | 圧電セラミックスの分極方法 | |
| JP6321562B2 (ja) | 圧電磁器組成物、圧電素子および圧電振動装置 | |
| JP2020202338A (ja) | 圧電セラミックス |