JPH01122965A - 圧電性磁器組成物 - Google Patents
圧電性磁器組成物Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ブザー、アクチエフタ−等の種々のトランジ
ューサーに用いる圧電性磁器組成物に関し、更に詳しく
は複合金属酸化物を３成分とする圧電性磁器組成物に関
する。
ューサーに用いる圧電性磁器組成物に関し、更に詳しく
は複合金属酸化物を３成分とする圧電性磁器組成物に関
する。
（従来の技術）
従来、この種の圧電性磁器組成物としては、Ｐｂ（Ｎｉ
ｌ／３Ｎｂ２／３）Ｏｓ −Ｙ−ｐｂ’ｒｔｏ３−２−
ＰｂＺｒ０３ （’） ３成分系固溶体の組成物は知ら
れている。該組成物は比較的低温で焼結することが出来
、かつ優れた電気的特性、機械的特性を有するため、ソ
フト材料と称される複合酸化物から成る圧電性磁器組成
物として多用されている。また前記３成分系固溶体に更
にＰｂ（Ｚｎｌ／３Ｎｂ２／３）Ｏｘを加えたｐｂ（Ｎ
ｉｌ／３Ｎｂ２／３）０３ Ｐｂ（Ｚｎｌ／３Ｎｂ２
／３）Ｏｓ−ＰｂＴｉ０３−ＰｂＺｒＯｘの４成分系固
溶体の圧電性磁器組成物も知られている。
ｌ／３Ｎｂ２／３）Ｏｓ −Ｙ−ｐｂ’ｒｔｏ３−２−
ＰｂＺｒ０３ （’） ３成分系固溶体の組成物は知ら
れている。該組成物は比較的低温で焼結することが出来
、かつ優れた電気的特性、機械的特性を有するため、ソ
フト材料と称される複合酸化物から成る圧電性磁器組成
物として多用されている。また前記３成分系固溶体に更
にＰｂ（Ｚｎｌ／３Ｎｂ２／３）Ｏｘを加えたｐｂ（Ｎ
ｉｌ／３Ｎｂ２／３）０３ Ｐｂ（Ｚｎｌ／３Ｎｂ２
／３）Ｏｓ−ＰｂＴｉ０３−ＰｂＺｒＯｘの４成分系固
溶体の圧電性磁器組成物も知られている。
トランジューサの性能向上要求に合せてトランジューサ
ーに用いる圧電性磁器組成物の電気機械結合係数（Ｋｐ
）、比誘電率（ε３Ｔ３／ε０）の向上を計るため前記
組成物のｐｂ金合金一部をＢｌまたはＳｒ等のアルカリ
土類金属で置換するが、或いは前記組成物中１： Ｌ１
２ ＣＯｓ 、Ｃｒｚ ０３、Ｍ２Ｏ３、ＳｌＯ□、Ｔ
ｅＯ２を少なくとも１種類添加することが行なわれてい
る。
ーに用いる圧電性磁器組成物の電気機械結合係数（Ｋｐ
）、比誘電率（ε３Ｔ３／ε０）の向上を計るため前記
組成物のｐｂ金合金一部をＢｌまたはＳｒ等のアルカリ
土類金属で置換するが、或いは前記組成物中１： Ｌ１
２ ＣＯｓ 、Ｃｒｚ ０３、Ｍ２Ｏ３、ＳｌＯ□、Ｔ
ｅＯ２を少なくとも１種類添加することが行なわれてい
る。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら前記組成物のうち前者の３成分系の圧電性
磁器組成物はＢ１置換したとき誘電率は大きくなるがそ
れに伴って焼結温度が上昇するという問題があり、また
Ｓｒ等のアルカリ土類金属置換したとき電気機械結合係
数、比誘電率は夫々大きくなるがその反面焼結性が悪化
し、かつキューリー温度（Ｔｃ）が低下するという問題
があり、またＬ１２ Ｃ０３等を添加したとき電気機械
結合係数は大きくなるがその反面焼結体の機械的強度は
低下して粒界破壊が生じるという問題がある。また後者
の４成分系の圧電性磁器組成物はキューリー温度の上昇
或いは抗電界（Ｅｃ）の向上はみられるが、電気機械結
合係数、比誘電率は何ら向上しないという問題がある。
磁器組成物はＢ１置換したとき誘電率は大きくなるがそ
れに伴って焼結温度が上昇するという問題があり、また
Ｓｒ等のアルカリ土類金属置換したとき電気機械結合係
数、比誘電率は夫々大きくなるがその反面焼結性が悪化
し、かつキューリー温度（Ｔｃ）が低下するという問題
があり、またＬ１２ Ｃ０３等を添加したとき電気機械
結合係数は大きくなるがその反面焼結体の機械的強度は
低下して粒界破壊が生じるという問題がある。また後者
の４成分系の圧電性磁器組成物はキューリー温度の上昇
或いは抗電界（Ｅｃ）の向上はみられるが、電気機械結
合係数、比誘電率は何ら向上しないという問題がある。
本発明は、低温焼結性を損うことなく、従来の３成分系
組成物と同等の優れたキューリー温度、抗電界および機
械的強度が得られ、かつ比誘電率および電気機械結合係
数が大きな圧電性磁器組成物を提供することを目的とす
る。
組成物と同等の優れたキューリー温度、抗電界および機
械的強度が得られ、かつ比誘電率および電気機械結合係
数が大きな圧電性磁器組成物を提供することを目的とす
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明者等は、前記目的を達成すべく圧電性磁器組成物
について鋭意検討した結果、従来の複合金属酸化物を３
成分系とする組成物のうちＰｂ（Ｎｉｌ／３Ｎｄ２／３
）０３から成る鉛合金中の旧の一部をＰｅに置換するこ
とにより、低温焼結性を損うことなく比誘電率および電
気機械結合係数が大きくなることを知見した。
について鋭意検討した結果、従来の複合金属酸化物を３
成分系とする組成物のうちＰｂ（Ｎｉｌ／３Ｎｄ２／３
）０３から成る鉛合金中の旧の一部をＰｅに置換するこ
とにより、低温焼結性を損うことなく比誘電率および電
気機械結合係数が大きくなることを知見した。
本発明は、前記知見に基づいてなされたものであって、
］１Ｐｂ（Ｎｌ（１−ａ）／３Ｆｅａ／３Ｎｂ２／３）
０３−Ｙ ・ＰｂＴｌ０ｇ −１−ＰｂＺｒ０３系固
溶体を主成分とし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ−１と表わしたときＸ、
Ｙ、 ２およびａが下記に示される範囲内の組成から
成ることを特徴とする。
］１Ｐｂ（Ｎｌ（１−ａ）／３Ｆｅａ／３Ｎｂ２／３）
０３−Ｙ ・ＰｂＴｌ０ｇ −１−ＰｂＺｒ０３系固
溶体を主成分とし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ−１と表わしたときＸ、
Ｙ、 ２およびａが下記に示される範囲内の組成から
成ることを特徴とする。
０．０１０＜Ｘ＜０．６００
０．３２０＜Ｙ＜０．４５０
０．１００＜Ｚ＜０．３００
０．０１０＜ａ＜０．１００
本発明に用いるＰｂ（Ｎｉ（１−ａ）／３ Ｐｅａ／３
Ｎｂ２／３）０３の組成比（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ−１）における
Ｘの値およびａの値、またＰｂＴｉＯ３の組成比におけ
るＹの値、ｐｂＺｒ０３の組成比におけるＺの値は、他
の鉛合金との相溶性、得られた組成物の比誘電率および
電気機械結合係数の向上、機械的強度の低下防止等の理
由から夫々Ｘはｏ、ｏｔｏ〜０．８００ 、 Ｙは０．
３２０〜０．４５０ 、Ｚは０．１００〜０．３００
、ａは０．０１０〜０．１００の範囲とする。
Ｎｂ２／３）０３の組成比（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ−１）における
Ｘの値およびａの値、またＰｂＴｉＯ３の組成比におけ
るＹの値、ｐｂＺｒ０３の組成比におけるＺの値は、他
の鉛合金との相溶性、得られた組成物の比誘電率および
電気機械結合係数の向上、機械的強度の低下防止等の理
由から夫々Ｘはｏ、ｏｔｏ〜０．８００ 、 Ｙは０．
３２０〜０．４５０ 、Ｚは０．１００〜０．３００
、ａは０．０１０〜０．１００の範囲とする。
前記組成物は例えば所望組成比になるように各金属酸化
物の所定量を秤量し混合して得られた混合物を仮焼成し
、次いで加圧成型し、更に温度１０００〜１１００℃の
低温度で焼結して製造する。
物の所定量を秤量し混合して得られた混合物を仮焼成し
、次いで加圧成型し、更に温度１０００〜１１００℃の
低温度で焼結して製造する。
（実施例）
次に本発明の実施例および比較例について説明する。
実施例として、まずＰｂＯ、Ｎ１０ 、ＰｅＯ、ＮｂＯ
２、ＴｌＯ２、ＺｒＯ２の各工業用金属酸化物粉末を夫
々表−１に示す組成比になるように正確に秤量してこれ
らを湿式ボールミルによりｌＯ時間混合を行なった後、
空気中で温度９００℃で２時間仮焼成して仮焼成粉末を
得た。次に仮焼成粉末を再び湿式ボールミルにより１０
時間粉砕混合した後５００ ｋｇ ／ ｃｌの圧力で径
８ 、０ ｍｍ厚さ０ 、３１ ｍｍの円板状に加圧成
型し、これを空気中で温度１１００℃で２時間焼結して
焼結体を得た。得られた焼結体を従来公知手段で厚さ０
．３ｍｍ′に両面研磨し、両面に温度８００℃でＡｇ電
極を付け、温度１００℃のシリコンオイル中で３．５Ｋ
Ｖ／ｍｍの印加電圧で３０分間分極処理を施して圧電性
磁器組成物を作成し、これを実施例１ないし１６とした
。
２、ＴｌＯ２、ＺｒＯ２の各工業用金属酸化物粉末を夫
々表−１に示す組成比になるように正確に秤量してこれ
らを湿式ボールミルによりｌＯ時間混合を行なった後、
空気中で温度９００℃で２時間仮焼成して仮焼成粉末を
得た。次に仮焼成粉末を再び湿式ボールミルにより１０
時間粉砕混合した後５００ ｋｇ ／ ｃｌの圧力で径
８ 、０ ｍｍ厚さ０ 、３１ ｍｍの円板状に加圧成
型し、これを空気中で温度１１００℃で２時間焼結して
焼結体を得た。得られた焼結体を従来公知手段で厚さ０
．３ｍｍ′に両面研磨し、両面に温度８００℃でＡｇ電
極を付け、温度１００℃のシリコンオイル中で３．５Ｋ
Ｖ／ｍｍの印加電圧で３０分間分極処理を施して圧電性
磁器組成物を作成し、これを実施例１ないし１６とした
。
次に比較例としてＰｂＯ、ＮｉＯ、ＰｅＯ５Ｎｂ０２、
ＴＩＯ□、ＺｒＯ□の各工業用金属酸化物粉末を夫々表
−１に示すように特にａの組成比が０．１５と多くなる
ように正確に秤量する以外は実施例と同一の方法で圧電
性磁器組成物を作成し、これを比較例工ないし８とした
。
ＴＩＯ□、ＺｒＯ□の各工業用金属酸化物粉末を夫々表
−１に示すように特にａの組成比が０．１５と多くなる
ように正確に秤量する以外は実施例と同一の方法で圧電
性磁器組成物を作成し、これを比較例工ないし８とした
。
更に従来例としてＰｂＯ、ＮｔＯ、ＮｂＯ２、ＴｉＯ□
、ＺｒＯ２の各工業用金属酸化物粉末を夫々表−１に示
す組成比になるように正確に秤量する以外は実施例と同
一の方法で圧電性磁器組成物を作成し、これを従来例１
ないし８とした。
、ＺｒＯ２の各工業用金属酸化物粉末を夫々表−１に示
す組成比になるように正確に秤量する以外は実施例と同
一の方法で圧電性磁器組成物を作成し、これを従来例１
ないし８とした。
この実施例１ないし１６、比較例工ないし８および従来
例１ないし８の圧電性磁器組成物の夫々について電気的
特性として分極処理前後の比誘電率（ε３〒、／ε０）
と、径方向電気機械結合係数（Ｋｐ）を調べ、また機械
的強度として該組成物を破壊し、破壊面を８８Ｍ観察し
て破壊が粒内破壊か、粒界破壊かを調べたところ、表−
１にする結果が得られた。
例１ないし８の圧電性磁器組成物の夫々について電気的
特性として分極処理前後の比誘電率（ε３〒、／ε０）
と、径方向電気機械結合係数（Ｋｐ）を調べ、また機械
的強度として該組成物を破壊し、破壊面を８８Ｍ観察し
て破壊が粒内破壊か、粒界破壊かを調べたところ、表−
１にする結果が得られた。
同表−１における機械的強度の評価Ａは粒内破壊を示し
、またＢは粒界破壊を示す。
、またＢは粒界破壊を示す。
次に前記実施例３，４，１１．１２の圧電性磁器組成物
と、比較例２，６の圧電性磁器組成、物と、従来例２．
６の圧電性磁器組成物の夫々についてキューリー温度（
Ｔｃ）と抗電界（Ｅｅ）を調べたところ、表−２に示す
結果が得られた。
と、比較例２，６の圧電性磁器組成、物と、従来例２．
６の圧電性磁器組成物の夫々についてキューリー温度（
Ｔｃ）と抗電界（Ｅｅ）を調べたところ、表−２に示す
結果が得られた。
表−２
同様にして前記実施例３，４，１１．１２以外の実施例
の圧電性磁器組成物の夫々についてキューリー温度と抗
電界について調べたところ、実施例３，４，１１．１２
と同様の結果であった。また前記比較例２．６以外の比
較例の圧電性磁器組成物の夫々についてもキューリー温
度と抗電界について調べたところ、比較例２，６と同様
の結果であった。更に前記従来例２，６以外の従来例の
圧電性磁器組成物の夫々についてもキューリー温度と抗
電界について調べたところ、従来例２，６と同様の結果
であった。
の圧電性磁器組成物の夫々についてキューリー温度と抗
電界について調べたところ、実施例３，４，１１．１２
と同様の結果であった。また前記比較例２．６以外の比
較例の圧電性磁器組成物の夫々についてもキューリー温
度と抗電界について調べたところ、比較例２，６と同様
の結果であった。更に前記従来例２，６以外の従来例の
圧電性磁器組成物の夫々についてもキューリー温度と抗
電界について調べたところ、従来例２，６と同様の結果
であった。
表−１および表−２から明らかなように実施例ユないし
１６の圧電性磁器組成物は従来例１ないし圧電性磁器組
成物に比してキューリー温度および抗電界が同等以上で
あり、また分極処理前後の比誘電率および径方向電気機
械結合係数は共に向上しており、かつ機械的強度も粒内
破壊と従来例と何ら遜色がなかった。これに対してａ
（Ｐｅ）の組成比が本発明の組成比の範囲外の比較例ユ
ないし８の圧電性磁器組成物は機械的強度が粒界破壊と
強度の低下が見られ、比誘電率、電気機械結合係数はい
ずれか一方のみの向上であった。
１６の圧電性磁器組成物は従来例１ないし圧電性磁器組
成物に比してキューリー温度および抗電界が同等以上で
あり、また分極処理前後の比誘電率および径方向電気機
械結合係数は共に向上しており、かつ機械的強度も粒内
破壊と従来例と何ら遜色がなかった。これに対してａ
（Ｐｅ）の組成比が本発明の組成比の範囲外の比較例ユ
ないし８の圧電性磁器組成物は機械的強度が粒界破壊と
強度の低下が見られ、比誘電率、電気機械結合係数はい
ずれか一方のみの向上であった。
従って、実施例工ないし１６の圧電性磁器組成物は低温
焼結性を損うことなく比誘電率および電気機械結合体が
大きくなったことが確認された。
焼結性を損うことなく比誘電率および電気機械結合体が
大きくなったことが確認された。
（発明の効果）
本発明によれば、Ｘ・Ｐｂ（Ｎ１（１−ａ）／３Ｆｅａ
／３Ｎｂ２／１）０３−Ｙ−ＰｂＴ１０３−Ｚ・Ｐｂｚ
「０３系固溶体を主成分とし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１と表わし
たときＸ、 Ｙ、 ２およびａが下記に示される範囲内
の組成 ０．０１０＜Ｘ＜０．６００ ０．３２０＜Ｙ＜０．４５０ ０．１００＜ｚ＜０．３００ ０．０１０＜ａ＜０．１００ と成るようにしたので、低温焼結性を損うことなく、従
来の３成分系組成物と同等の優れたキューリー温度、抗
電界および機械的強度が得られ、かつ比誘電率および電
気機械結合係数が大きな圧電性磁器組成物を提供するこ
とが出来る効果がある。
／３Ｎｂ２／１）０３−Ｙ−ＰｂＴ１０３−Ｚ・Ｐｂｚ
「０３系固溶体を主成分とし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１と表わし
たときＸ、 Ｙ、 ２およびａが下記に示される範囲内
の組成 ０．０１０＜Ｘ＜０．６００ ０．３２０＜Ｙ＜０．４５０ ０．１００＜ｚ＜０．３００ ０．０１０＜ａ＜０．１００ と成るようにしたので、低温焼結性を損うことなく、従
来の３成分系組成物と同等の優れたキューリー温度、抗
電界および機械的強度が得られ、かつ比誘電率および電
気機械結合係数が大きな圧電性磁器組成物を提供するこ
とが出来る効果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｘ・Ｐｂ（Ｎｉ（１−ａ）／３Ｆｅａ／３Ｎｂ２／３）
Ｏ＿３−Ｙ・ＰｂＴｉＯ＿３−Ｚ・ＰｂＺｒＯ＿３系固
溶体を主成分とし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１と表わしたときＸ、
Ｙ、Ｚおよびａが下記に示される範囲内の組成から成る
ことを特徴とする圧電性磁器組成物。 ０．０１０＜Ｘ＜０．６００ ０．３２０＜Ｙ＜０．４５０ ０．１００＜Ｚ＜０．３００ ０．０１０＜ａ＜０．１００
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62278370A JPH01122965A (ja) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | 圧電性磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62278370A JPH01122965A (ja) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | 圧電性磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122965A true JPH01122965A (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=17596390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62278370A Pending JPH01122965A (ja) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | 圧電性磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01122965A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10142268B4 (de) * | 2000-08-31 | 2007-02-08 | Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo | Piezoelektrische Keramikzusammensetzung für eine SAW-Vorrichtung und ihre Verwendung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5142750A (en) * | 1974-10-15 | 1976-04-12 | Dow Corning | Fuhowahoriesuterubunsaneki |
| JPS5219320A (en) * | 1975-08-06 | 1977-02-14 | Hitachi Zosen Corp | Secondary wall insualtion system of low temperature iquefied gas stora ge |
-
1987
- 1987-11-05 JP JP62278370A patent/JPH01122965A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5142750A (en) * | 1974-10-15 | 1976-04-12 | Dow Corning | Fuhowahoriesuterubunsaneki |
| JPS5219320A (en) * | 1975-08-06 | 1977-02-14 | Hitachi Zosen Corp | Secondary wall insualtion system of low temperature iquefied gas stora ge |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10142268B4 (de) * | 2000-08-31 | 2007-02-08 | Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo | Piezoelektrische Keramikzusammensetzung für eine SAW-Vorrichtung und ihre Verwendung |
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