JPH02243566A - 圧電セラミックス - Google Patents
圧電セラミックスInfo
- Publication number
- JPH02243566A JPH02243566A JP1064517A JP6451789A JPH02243566A JP H02243566 A JPH02243566 A JP H02243566A JP 1064517 A JP1064517 A JP 1064517A JP 6451789 A JP6451789 A JP 6451789A JP H02243566 A JPH02243566 A JP H02243566A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric ceramics
- sic
- weight
- sintered body
- si3n4
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ブザーやアクチュエータなどの電気機械エネ
ルギー変換子として用いられる圧電セラミックスに関す
るものである。
ルギー変換子として用いられる圧電セラミックスに関す
るものである。
従来の技術
ｘＰｂ （Ｍｇｌ／３Ｎｂ２／３）Ｏ，−ｙＰｂＴｉｏ
。
。
ｚ Ｐ ｂ Ｚ ｒｏ３（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１で、Ｘ
＝０．６９〜０．０１、ｙ ＝０．５２〜０．３０、ｚ
＝０．６９〜０．０１）にＳ ｉ Ｏ２を添加した圧
電セラミックスは特公昭４５−１５３４４号公報などで
大きな電気機械結合係数を持つことが知られており、ブ
ザーやアクチュエータなどの電気機械エネルギー変換子
に広く用いられている。
＝０．６９〜０．０１、ｙ ＝０．５２〜０．３０、ｚ
＝０．６９〜０．０１）にＳ ｉ Ｏ２を添加した圧
電セラミックスは特公昭４５−１５３４４号公報などで
大きな電気機械結合係数を持つことが知られており、ブ
ザーやアクチュエータなどの電気機械エネルギー変換子
に広く用いられている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のようにｘＰｂ （Ｍｇｌ／３Ｎｂ
２／３）Ｏ，−ｙＰｂＴｉｏ、−ｚＰｂＺｒｏ、にＳ
ｉ Ｏ，を添加した圧電セラミックスは大きな電気機械
結合係数を持つが、焼成時に粒成長を起こしやすく、焼
結体の結晶粒径が大きくなるために、機械的強度が低い
という課題があった。
２／３）Ｏ，−ｙＰｂＴｉｏ、−ｚＰｂＺｒｏ、にＳ
ｉ Ｏ，を添加した圧電セラミックスは大きな電気機械
結合係数を持つが、焼成時に粒成長を起こしやすく、焼
結体の結晶粒径が大きくなるために、機械的強度が低い
という課題があった。
本発明は上記課題を解決するもので、高強度で電気機械
結合係数の大きな圧電セラミックスを得ることを目的と
するものである。
結合係数の大きな圧電セラミックスを得ることを目的と
するものである。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために本発明は、ｘＰｂ（Ｍ ｇ
１／３Ｎ ｂ ２／３） Ｏｘ ３’ Ｐ ｂ Ｔ
ｘ Ｏ□−ｙＰｂＴｉＯ３−ｚＰｂＺｒＯ３（ただし−
Ｘ＋ｙ＋ｚ＝ｌで、Ｘ＝０．６９〜０．０１、ｙ＝０．
５２〜０．３０、ｚ 〜０．６９〜０．０１）にＳｉＣ
を０．０１重量％〜０．０５重量％添加してなるもので
ある。
１／３Ｎ ｂ ２／３） Ｏｘ ３’ Ｐ ｂ Ｔ
ｘ Ｏ□−ｙＰｂＴｉＯ３−ｚＰｂＺｒＯ３（ただし−
Ｘ＋ｙ＋ｚ＝ｌで、Ｘ＝０．６９〜０．０１、ｙ＝０．
５２〜０．３０、ｚ 〜０．６９〜０．０１）にＳｉＣ
を０．０１重量％〜０．０５重量％添加してなるもので
ある。
また、本発明はｘ Ｐ ｂ （Ｍ ｇ １／３Ｎ ｂ
２／３） Ｏ。
２／３） Ｏ。
−ｙ Ｐ ｂ Ｔ ｉ○、−ｙＰｂＴｉＯ３−ｚＰｂＺ
ｒＯ３（ただし、Ｘ＋ｙ＋ｚ＝１で、ｘ 〜０．６９〜
０．０１． ：Ｊ 〜０．５２〜０．３０゜ｚ 〜０．
６９〜０．０１）にＳｉ、Ｎ４を０．０１重量％〜０．
０５重量％添加してなるものである。
ｒＯ３（ただし、Ｘ＋ｙ＋ｚ＝１で、ｘ 〜０．６９〜
０．０１． ：Ｊ 〜０．５２〜０．３０゜ｚ 〜０．
６９〜０．０１）にＳｉ、Ｎ４を０．０１重量％〜０．
０５重量％添加してなるものである。
作用
上記のようにｘ Ｐ ｂ （Ｍ ｇ １／３Ｎ ｂ
２／３） Ｏ。
２／３） Ｏ。
ｙＰｂＴｉｏ３−ｚＰｂＺｒｏ３にＳｉＣを０．０１重
量％〜０．０５重量％添加することにより、焼成時の粒
成長が抑えられ、結晶粒径が小さくなるため、焼結体の
機械的強度が向上する。
量％〜０．０５重量％添加することにより、焼成時の粒
成長が抑えられ、結晶粒径が小さくなるため、焼結体の
機械的強度が向上する。
また、ｘ Ｐ ｂ （Ｍ ｇ １／３Ｎ ｂ ２／３
） Ｏ。
） Ｏ。
ｙＰｂＴｉｏ、−ｚ Ｐｂ Ｚ ｒｏ、にＳｉ３Ｎ４を
０．０１重量％〜０．０５重量％添加することによって
も焼成時の粒成長が抑えられ、結晶粒径が小さくなるた
め、焼結体の機械的強度が向上する。
０．０１重量％〜０．０５重量％添加することによって
も焼成時の粒成長が抑えられ、結晶粒径が小さくなるた
め、焼結体の機械的強度が向上する。
実施例
〔実施例１〕
以下、本発明に係る実施例について述べる。
第１図は本発明の圧電セラミックスのｘＰｂ（Ｍｇｌ／
３Ｎ ｂ ２／３）○、−ｙＰｂＴｉｏ３−ｚＰｂＺｒ
Ｏ３の組成図である。まず、第１図における斜線範囲内
、すなわちｘ＋ｙ＋ｚ＝１で、Ｘ＝０．６９〜ｏ、ｏｉ
、 ｙ＝０．５２〜０．３０、ｚ ＝ ０ 、６９〜０
、０１の組成になるように、原料として化学的に純度
９８％以上のｐｂ○、Ｔ ｉ Ｏ，、ＺｒＯ，、ＭｇＯ
、Ｎｂ２Ｏ，と、この組成に対し重量％で０．０．０１
．０．０２．０．０５．０．１０になるように化学的に
純度９８％以上のＳｉＣとをそれぞれ秤量し、ボールミ
ルで混合した。混合粉末を８５０℃で仮焼した後、ボー
ルミルで粉砕し、この粉砕粉を１０００ｋｇ／ａｄの圧
力で成形し、１１５０〜１２００℃の温度で焼成した。
３Ｎ ｂ ２／３）○、−ｙＰｂＴｉｏ３−ｚＰｂＺｒ
Ｏ３の組成図である。まず、第１図における斜線範囲内
、すなわちｘ＋ｙ＋ｚ＝１で、Ｘ＝０．６９〜ｏ、ｏｉ
、 ｙ＝０．５２〜０．３０、ｚ ＝ ０ 、６９〜０
、０１の組成になるように、原料として化学的に純度
９８％以上のｐｂ○、Ｔ ｉ Ｏ，、ＺｒＯ，、ＭｇＯ
、Ｎｂ２Ｏ，と、この組成に対し重量％で０．０．０１
．０．０２．０．０５．０．１０になるように化学的に
純度９８％以上のＳｉＣとをそれぞれ秤量し、ボールミ
ルで混合した。混合粉末を８５０℃で仮焼した後、ボー
ルミルで粉砕し、この粉砕粉を１０００ｋｇ／ａｄの圧
力で成形し、１１５０〜１２００℃の温度で焼成した。
得られた焼結体を直径１５ｍ、厚さ０．５ｍ＋＋の円板
に加工し、円板の上下面に銀電極を焼付けた。銀電極を
焼付けた円板を１００℃のシリコンオイルに浸漬し、円
板の上下銀電極間に１．５ｋｖの電位差を３０分間与え
て分極を行い１分極後、２４〜３６時間経てから、上記
円板の電気特性を測定した。なお、測定方法および各電
気特性の計算は電子材料工業会標準規格（Ｅ ＭＡ Ｓ
−６００１〜６００７）に準じた。また、曲げ強度は上
記と同様にして得た焼結体を幅５ｎ１１、長さ１５閣、
厚み０．５ａｍの矩形板に加工し、スパン９ｍの３点曲
げ法で評価した。以上の方法で作成した各組成の電気特
性および機械的強度を第１表に示す、なお、第１表中の
Ｗ□はＳｉＣの添加量でｘ Ｐ ｂ （Ｍ ｇ １／３
Ｎ ｂ ２／３）０３−ｙＰｂＴｉＯ。
に加工し、円板の上下面に銀電極を焼付けた。銀電極を
焼付けた円板を１００℃のシリコンオイルに浸漬し、円
板の上下銀電極間に１．５ｋｖの電位差を３０分間与え
て分極を行い１分極後、２４〜３６時間経てから、上記
円板の電気特性を測定した。なお、測定方法および各電
気特性の計算は電子材料工業会標準規格（Ｅ ＭＡ Ｓ
−６００１〜６００７）に準じた。また、曲げ強度は上
記と同様にして得た焼結体を幅５ｎ１１、長さ１５閣、
厚み０．５ａｍの矩形板に加工し、スパン９ｍの３点曲
げ法で評価した。以上の方法で作成した各組成の電気特
性および機械的強度を第１表に示す、なお、第１表中の
Ｗ□はＳｉＣの添加量でｘ Ｐ ｂ （Ｍ ｇ １／３
Ｎ ｂ ２／３）０３−ｙＰｂＴｉＯ。
−ｚＰｂＺｒｏ、に対する重量％で表わしている。
また、εＩ３ハ０は分極方向と同じ方向の比誘電率Ｋｐ
は径方向振動の電気機械結合係数、ｄはインターセプト
法より求めた焼結体の平均結晶粒径、σすは焼結体の曲
げ強度を示す。
は径方向振動の電気機械結合係数、ｄはインターセプト
法より求めた焼結体の平均結晶粒径、σすは焼結体の曲
げ強度を示す。
く以下余白〉
第１表
第１表に示すように、ｘＰｂ （Ｍｇｌ／３Ｎｂ２／３
）−ｙ Ｐ ｂ Ｔ ｉ○、−ｚＰｂＺｒｏ、にＳｉＣ
を添加することによって焼結体の結晶粒径が小さくなり
、機械的強度が向上する。しかし、ＳｉＣの添加量が０
．０５重量％を越えると１機械的強度の向上が認められ
るものの電気特性の劣化をきたすため好ましくない。ま
た、ＳｉＣの添加量が０．０１重量％より少ない場合は
添加の意味を持たない。焼結体の結晶粒径が小さくなる
と機械的強度が向上するのは、セラミックスの破壊発生
源となる表面のき裂はその焼結体の結晶粒径とほぼ同じ
であるため、結晶粒径が小さくなると破壊発生源となる
き裂も小さくなり、機械的強度が向上するものである。
）−ｙ Ｐ ｂ Ｔ ｉ○、−ｚＰｂＺｒｏ、にＳｉＣ
を添加することによって焼結体の結晶粒径が小さくなり
、機械的強度が向上する。しかし、ＳｉＣの添加量が０
．０５重量％を越えると１機械的強度の向上が認められ
るものの電気特性の劣化をきたすため好ましくない。ま
た、ＳｉＣの添加量が０．０１重量％より少ない場合は
添加の意味を持たない。焼結体の結晶粒径が小さくなる
と機械的強度が向上するのは、セラミックスの破壊発生
源となる表面のき裂はその焼結体の結晶粒径とほぼ同じ
であるため、結晶粒径が小さくなると破壊発生源となる
き裂も小さくなり、機械的強度が向上するものである。
ＳｉＣの添加によって上記圧電セラミックスの結晶粒径
が小さくなるのは、ＳｉＣが仮焼または焼結の段階まで
完全に酸化されずに残っており、酸化物である上記圧電
セラミックスの焼成時の粒成長を抑制するためと考えら
れる。
が小さくなるのは、ＳｉＣが仮焼または焼結の段階まで
完全に酸化されずに残っており、酸化物である上記圧電
セラミックスの焼成時の粒成長を抑制するためと考えら
れる。
〔実施例２〕
次に本発明の他の実施例について述べる。
この実施例においては、第１図における斜線範囲内、す
なわちｘ＋ｙ＋ｚ＝１で、Ｘ＝０．６９〜０．０１、ｙ
＝０．５２−０．３０、ｚ ＝０．６９〜０．０１の
組成になるように原料として化学的に純度９８％以上の
ＰｂＯ，Ｔｉｅ、、ＺｒＯ２、ＭｇＯ，Ｎｂ２Ｏ，と、
この組成に対し重量％でＯｌｏ、０１．０．０２．０．
０５．０．１０になるように化学的に純度９８％以上の
Ｓｉ３Ｎ４とをそれぞれ秤量し、以下の操作は実施例１
に基づいて作成した。第２表にこの圧電セラミックスの
電気特性および機械的強度を第２表に示す。なお、第２
表中のＷ２はＳｉ３Ｎ４の添加量で上記ｘ Ｐ ｂ （
Ｍ ｇ １／３Ｎ ｂ ２／３）○。
なわちｘ＋ｙ＋ｚ＝１で、Ｘ＝０．６９〜０．０１、ｙ
＝０．５２−０．３０、ｚ ＝０．６９〜０．０１の
組成になるように原料として化学的に純度９８％以上の
ＰｂＯ，Ｔｉｅ、、ＺｒＯ２、ＭｇＯ，Ｎｂ２Ｏ，と、
この組成に対し重量％でＯｌｏ、０１．０．０２．０．
０５．０．１０になるように化学的に純度９８％以上の
Ｓｉ３Ｎ４とをそれぞれ秤量し、以下の操作は実施例１
に基づいて作成した。第２表にこの圧電セラミックスの
電気特性および機械的強度を第２表に示す。なお、第２
表中のＷ２はＳｉ３Ｎ４の添加量で上記ｘ Ｐ ｂ （
Ｍ ｇ １／３Ｎ ｂ ２／３）○。
ｙＰｂＴｉｏ３−ｚＰｂＺｒｏ、に対する重量％で表わ
している。また−ｆＬ／ε０は分極方向と同じ方向の比
誘電率、Ｋｐは径方向振動の電気機械結合係数ｄはイン
ターセプト法より求めた焼結体の平均結晶粒径、σ子は
焼結体の曲げ強度を示す。
している。また−ｆＬ／ε０は分極方向と同じ方向の比
誘電率、Ｋｐは径方向振動の電気機械結合係数ｄはイン
ターセプト法より求めた焼結体の平均結晶粒径、σ子は
焼結体の曲げ強度を示す。
〈以下余白〉
第２表
第２表に示すように、 ｘ Ｐ ｂ （Ｍ ｇ ？／３
Ｎ ｂ ２／３）−ｙＰｂＴｉｏ、−ｚＰｂＺｒｏ、に
Ｓｉ、Ｎ４を添加することによって焼結体の結晶粒径が
小さくなり、機械的強度が向上し、上記実施例１と同様
の理由により、 Ｓ ｌ ３ Ｎｏの添加量は０．旧型
量％〜０．０５重量％が適している。この組成によって
も上記実施例１と同様の作用により機械的強度が向上す
る。
Ｎ ｂ ２／３）−ｙＰｂＴｉｏ、−ｚＰｂＺｒｏ、に
Ｓｉ、Ｎ４を添加することによって焼結体の結晶粒径が
小さくなり、機械的強度が向上し、上記実施例１と同様
の理由により、 Ｓ ｌ ３ Ｎｏの添加量は０．旧型
量％〜０．０５重量％が適している。この組成によって
も上記実施例１と同様の作用により機械的強度が向上す
る。
発明の効果
以上のようにｘ Ｐ ｂ （Ｍ ｇ １／３Ｎ ｂ ２
／３） −ｙＰｂＴｉＯ，−ｙＰｂＴｉＯ３−ｚＰｂＺ
ｒＯ３（ただし、ｘ＋ｙ十Ｚ＝１で、ｘ ＝０．６９〜
０．０１、ｙ＝０．５２〜０．３０゜ｚ ＝０．６９〜
０．０１）にＳｉＣまたはＳｉ３Ｎ４を０．０１重量％
〜０．０５重量％添加することにより、焼成時の粒成長
が抑制され、焼結体の結晶粒径が小さくなるため、焼結
体の機械的強度が向上し、高強度で大きな電気機械結合
係数を持った圧電セラミックスが得られる。
／３） −ｙＰｂＴｉＯ，−ｙＰｂＴｉＯ３−ｚＰｂＺ
ｒＯ３（ただし、ｘ＋ｙ十Ｚ＝１で、ｘ ＝０．６９〜
０．０１、ｙ＝０．５２〜０．３０゜ｚ ＝０．６９〜
０．０１）にＳｉＣまたはＳｉ３Ｎ４を０．０１重量％
〜０．０５重量％添加することにより、焼成時の粒成長
が抑制され、焼結体の結晶粒径が小さくなるため、焼結
体の機械的強度が向上し、高強度で大きな電気機械結合
係数を持った圧電セラミックスが得られる。
第１図は本発明の圧電セラミックスのｘＰｂ（Ｍ ｇｌ
／３Ｎ ｂ２／３） ０３− ｙ Ｐ ｂ Ｔ ｉ Ｏ
１２Ｐ ｂ Ｚ ｒ Ｏ３の組成図である。 代理人 森 本 義 弘
／３Ｎ ｂ２／３） ０３− ｙ Ｐ ｂ Ｔ ｉ Ｏ
１２Ｐ ｂ Ｚ ｒ Ｏ３の組成図である。 代理人 森 本 義 弘
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ｘＰｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ＿３−ｙＰｂＴ
ｉＯ＿３−ｚＰｂＺｒＯ＿３（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
で、ｘ＝０．６９〜０．０１、ｙ＝０．５２〜０．３０
、ｚ＝０．６９〜０．０１）にＳｉＣを０．０１重量％
〜０．０５重量％添加してなる圧電セラミックス。 ２、ｘＰｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ＿３−ｙＰｂＴ
ｉＯ＿３−ｚＰｂＺｒＯ＿３（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
で、ｘ＝０．６９〜０．０１、ｙ＝０．５２〜０．３０
、ｚ＝０．６９〜０．０１）にＳｉ＿３Ｎ＿４を０．０
１重量％〜０．０５重量％添加してなる圧電セラミック
ス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1064517A JP2803833B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 圧電セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1064517A JP2803833B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 圧電セラミックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02243566A true JPH02243566A (ja) | 1990-09-27 |
| JP2803833B2 JP2803833B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=13260484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1064517A Expired - Fee Related JP2803833B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 圧電セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803833B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6167283A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | 圧電セラミツクス |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP1064517A patent/JP2803833B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6167283A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | 圧電セラミツクス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2803833B2 (ja) | 1998-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111087238B (zh) | 钛酸铋钠基无铅压电陶瓷及其制备方法 | |
| EP2269965B1 (en) | Piezoelectric ceramic and piezoelectric ceramic composition | |
| JP2942535B1 (ja) | 圧電体磁器組成物 | |
| JP2003201172A (ja) | 無鉛圧電磁器組成物及びその製造方法 | |
| CN109456057A (zh) | 锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷及其制备方法 | |
| JP3468461B2 (ja) | 圧電セラミック組成物 | |
| US5607632A (en) | Method of fabricating PLZT piezoelectric ceramics | |
| JP2884635B2 (ja) | 圧電セラミックスおよびその製造方法 | |
| CN112759390A (zh) | 一种具有高kp值的PSN-PZT压电陶瓷及其制备方法 | |
| JP2884631B2 (ja) | 圧電セラミックスとその製造方法 | |
| JP2002326870A (ja) | 圧電磁器 | |
| CN114213121A (zh) | 高压电、高介电、高居里压电陶瓷片 | |
| JPH08217541A (ja) | 圧電セラミック組成物 | |
| JP2841911B2 (ja) | Ｐｚｔ系セラミックス組成物 | |
| CN117843363B (zh) | 一种四元压电陶瓷材料及其制备方法 | |
| JP2803833B2 (ja) | 圧電セラミックス | |
| JPH0745882A (ja) | 圧電素子 | |
| JP3087924B2 (ja) | 圧電磁器の製造方法 | |
| JP3830345B2 (ja) | 圧電磁器 | |
| JP3259321B2 (ja) | アクチュエータ用圧電セラミック組成物 | |
| RU2130000C1 (ru) | Электрострикционный материал | |
| JP3062210B2 (ja) | 圧電電歪材料 | |
| JP3084401B1 (ja) | 高性能圧電セラミックスとその製造方法 | |
| JPH0438710B2 (ja) | ||
| JPH09157018A (ja) | 圧電磁器組成物およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |