JPH0268970A - チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料の製作方法 - Google Patents
チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料の製作方法Info
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- JPH0268970A JPH0268970A JP63220345A JP22034588A JPH0268970A JP H0268970 A JPH0268970 A JP H0268970A JP 63220345 A JP63220345 A JP 63220345A JP 22034588 A JP22034588 A JP 22034588A JP H0268970 A JPH0268970 A JP H0268970A
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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、交流電圧を印加したときに、端面の扇形の面
と平行な方向の振動をすることなく、端面の扇形の面と
垂直の方向だけの振動をするチタン酸ジルコン酸鉛の扇
形柱体−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料に関し、詳
しくは、交流電圧を印加したときに、端面の円形の面と
平行な方向の振動をすることなく、垂直の方向だけの振
動をするが、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の電気特性
を保持しているチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレ
タンゴム星型複合圧電素子材Sの製作方法に関する。
と平行な方向の振動をすることなく、端面の扇形の面と
垂直の方向だけの振動をするチタン酸ジルコン酸鉛の扇
形柱体−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料に関し、詳
しくは、交流電圧を印加したときに、端面の円形の面と
平行な方向の振動をすることなく、垂直の方向だけの振
動をするが、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の電気特性
を保持しているチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレ
タンゴム星型複合圧電素子材Sの製作方法に関する。
本発明のチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタンゴ
ム星型複合圧電素子材料は、感度の高い感圧センサー、
または一定の振動方向の超音波を検出し、あるいは発振
する超音波検出素子あるいは超音波発振素子として利用
することができる。
ム星型複合圧電素子材料は、感度の高い感圧センサー、
または一定の振動方向の超音波を検出し、あるいは発振
する超音波検出素子あるいは超音波発振素子として利用
することができる。
本明細書における「扇形柱体」は、その上下の端面が、
円形をその中心を通って円周に達する2本の直線で区切
った扇形の面であって、その側面が上下の端面に対して
垂直の2つの平面および1つの円周面である柱状体であ
る。
円形をその中心を通って円周に達する2本の直線で区切
った扇形の面であって、その側面が上下の端面に対して
垂直の2つの平面および1つの円周面である柱状体であ
る。
これまでに、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛
(PZT )などの無機圧電体材料を高分子有機材料と
複合化して、電気機械結合係数および圧電電圧定数の大
きい圧電材料を製作することが試みられている。
(PZT )などの無機圧電体材料を高分子有機材料と
複合化して、電気機械結合係数および圧電電圧定数の大
きい圧電材料を製作することが試みられている。
米国のニューハムらは、細いPZTのファイバーをつく
り、これを有機物と複合化して、分極処理を行ない〔ジ
ャーナル・オブ・ジ・アメリカン・セラミック・ソサイ
エテイ (Journal of TheA*erjc
an Ceramic 5ociety) 第64巻第
1号男5〜8画〕、また性向らは、分極処理を厖したP
ZTの薄板を切断加工し、これを有機物と複合化するこ
とを提案している(特開昭58−21883号公報)。
り、これを有機物と複合化して、分極処理を行ない〔ジ
ャーナル・オブ・ジ・アメリカン・セラミック・ソサイ
エテイ (Journal of TheA*erjc
an Ceramic 5ociety) 第64巻第
1号男5〜8画〕、また性向らは、分極処理を厖したP
ZTの薄板を切断加工し、これを有機物と複合化するこ
とを提案している(特開昭58−21883号公報)。
さらに所定の幅の切込みを入れた無機圧電体のクシの歯
状の板状物を基板上に、一定の間隔を闇いて、クシの歯
が並んで立つように平行に並べて接着し、その空所に硬
化性の合成m脂を充填し、その硬化後に基板およびこれ
に接着する無機圧電体の連続部分を切落して、焦機圧を
体材料の切断加工に伴なう損失を軽減する方法が提案さ
れ(特願昭61−256970号)、さらにまた1〜5
0に9・97mの弾性率を有する合成樹脂マトリックス
に、600(lK+9・f/m以上の弾性率を有する無
機圧電体を複合化して、交流電圧を印加したときに一定
の方向(厚さ方向)だけの振動をすることができる複合
圧電体材料が提案されている(特開昭62−97号)。
状の板状物を基板上に、一定の間隔を闇いて、クシの歯
が並んで立つように平行に並べて接着し、その空所に硬
化性の合成m脂を充填し、その硬化後に基板およびこれ
に接着する無機圧電体の連続部分を切落して、焦機圧を
体材料の切断加工に伴なう損失を軽減する方法が提案さ
れ(特願昭61−256970号)、さらにまた1〜5
0に9・97mの弾性率を有する合成樹脂マトリックス
に、600(lK+9・f/m以上の弾性率を有する無
機圧電体を複合化して、交流電圧を印加したときに一定
の方向(厚さ方向)だけの振動をすることができる複合
圧電体材料が提案されている(特開昭62−97号)。
本発明者らはさらに研究を続け、予めその端面の円形の
面と垂直の方向に分極処理を施したチタン酸ジルコン酸
鉛の円柱体を、その端面の中心を結ぶ線において交差す
る2つ以上の面で切断して1チタン酸ジルコン酸鉛の円
柱体を扇形柱体に分割し、その分割した面の空所にウレ
タンゴムを充填してチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−
ウレタンゴム星型複合圧電素子材料とすると、その星型
複合圧電素子材料は、交流電圧を印加したときに、その
扇形の面と平行な面方向の振動をすることなく、その扇
形の面と垂直の方向だけの振動をするが、チタン酸ジル
コン酸鉛の分割前の円柱体の電気特性を保持することが
できることを見出し、この知見に基づいて本発明に到達
した。
面と垂直の方向に分極処理を施したチタン酸ジルコン酸
鉛の円柱体を、その端面の中心を結ぶ線において交差す
る2つ以上の面で切断して1チタン酸ジルコン酸鉛の円
柱体を扇形柱体に分割し、その分割した面の空所にウレ
タンゴムを充填してチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−
ウレタンゴム星型複合圧電素子材料とすると、その星型
複合圧電素子材料は、交流電圧を印加したときに、その
扇形の面と平行な面方向の振動をすることなく、その扇
形の面と垂直の方向だけの振動をするが、チタン酸ジル
コン酸鉛の分割前の円柱体の電気特性を保持することが
できることを見出し、この知見に基づいて本発明に到達
した。
本発明の目的は、交流電圧を印加したときに、扇形柱体
の端面と平行な方向の振動をすることなく、扇形柱体の
端面と垂直の方向だけの振動をすることができる星型複
合圧電素子材料を提供することにあり、詳しくは交流電
圧を印加したときに、扁形柱体の端面と平行な方向の振
動をすることなく、扇形柱体の端面と垂直の方向だけの
振動をするが、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の電気特
性を保持しているチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウ
レタンゴム星型複合圧電素子材料を、材料の切削による
損失を少なくして製作することができる製作方法を提供
することにある。
の端面と平行な方向の振動をすることなく、扇形柱体の
端面と垂直の方向だけの振動をすることができる星型複
合圧電素子材料を提供することにあり、詳しくは交流電
圧を印加したときに、扁形柱体の端面と平行な方向の振
動をすることなく、扇形柱体の端面と垂直の方向だけの
振動をするが、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の電気特
性を保持しているチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウ
レタンゴム星型複合圧電素子材料を、材料の切削による
損失を少なくして製作することができる製作方法を提供
することにある。
本発明は、その端面の円形の面と垂直の方向の分極処理
を施したチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の端面の円形の
面に、補助基体を接着して、チタン酸ジルコン酸鉛の円
柱体−補助基体複合体をつくり、このチタン酸ジルコン
酸鉛の円柱体−補助基体複合体のチタン酸ジルコン酸鉛
の円柱体に、その円形の面の中、bを結ぶ線において同
一の角度で交差し、その円周に達する2以上の切断溝を
形成して、そのチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体を補助基
体に固定されたチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体に分割
し、それによってチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−補
助基体複合体をつくり、さらにこのチタン酸ジルコン酸
鉛の扇形柱体−補助基体複合体のチタン酸ジルコン酸鉛
の扇形柱体に分割する切断溝にウレタンゴムを充填し、
硬化して、チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体をウレタン
ゴム相により一体化した後、そのチタン酸ジルコン酸鉛
の扇形柱体−ウレタンゴム−補助基体複合体から補助基
体を取り除いて、チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウ
レタンゴム星型複合圧電素子材料をつくることからなる
チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタンゴム星型複
合圧電素子材料の製作方法である。
を施したチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の端面の円形の
面に、補助基体を接着して、チタン酸ジルコン酸鉛の円
柱体−補助基体複合体をつくり、このチタン酸ジルコン
酸鉛の円柱体−補助基体複合体のチタン酸ジルコン酸鉛
の円柱体に、その円形の面の中、bを結ぶ線において同
一の角度で交差し、その円周に達する2以上の切断溝を
形成して、そのチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体を補助基
体に固定されたチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体に分割
し、それによってチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−補
助基体複合体をつくり、さらにこのチタン酸ジルコン酸
鉛の扇形柱体−補助基体複合体のチタン酸ジルコン酸鉛
の扇形柱体に分割する切断溝にウレタンゴムを充填し、
硬化して、チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体をウレタン
ゴム相により一体化した後、そのチタン酸ジルコン酸鉛
の扇形柱体−ウレタンゴム−補助基体複合体から補助基
体を取り除いて、チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウ
レタンゴム星型複合圧電素子材料をつくることからなる
チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタンゴム星型複
合圧電素子材料の製作方法である。
本発明により製作したチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体
−ウレタンゴム星型複合圧S素子材料は、その全体の形
状が原のチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の形状と同じで
あり、比誘電率、を気機械結合係数、d の圧電定数お
よび周波数定数などの電気特性は原のチタン酸ジルコン
酸鉛の円柱体のこれらの電気特性と大差のない数値であ
るが、交流電圧を印加したときに、その円形の面と平行
な方向の振動をすることなく、垂直の方向だけの振動を
する特性、およびその円形の面と平行な方向の振動を与
えられたときに、交流電圧を生じないが、垂直の方向の
振動を与えられたときに、交流電圧を生じる特性を有す
る。
−ウレタンゴム星型複合圧S素子材料は、その全体の形
状が原のチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の形状と同じで
あり、比誘電率、を気機械結合係数、d の圧電定数お
よび周波数定数などの電気特性は原のチタン酸ジルコン
酸鉛の円柱体のこれらの電気特性と大差のない数値であ
るが、交流電圧を印加したときに、その円形の面と平行
な方向の振動をすることなく、垂直の方向だけの振動を
する特性、およびその円形の面と平行な方向の振動を与
えられたときに、交流電圧を生じないが、垂直の方向の
振動を与えられたときに、交流電圧を生じる特性を有す
る。
本発明によるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT )の扇形
柱体−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料の製作におい
て、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体を用意し、このチタ
ン酸ジルコン酸鉛の円柱体に対して、その円形の面に対
して垂直の方向(円柱体の高さの方向)の分極処理を施
す。その分極処理は、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の
上下の端面の円形の面の間に、直流電圧を印加するこれ
までに知られた手段によって行なうことができる。
柱体−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料の製作におい
て、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体を用意し、このチタ
ン酸ジルコン酸鉛の円柱体に対して、その円形の面に対
して垂直の方向(円柱体の高さの方向)の分極処理を施
す。その分極処理は、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の
上下の端面の円形の面の間に、直流電圧を印加するこれ
までに知られた手段によって行なうことができる。
分極処理を施したチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体lはs
第1ry!Jの(A)に示すとおり、その円形の面の
一方に補助基体2を接着剤層3により接着して、チタン
酸ジルコン酸鉛の円柱体−補助基体複合体を形成する。
第1ry!Jの(A)に示すとおり、その円形の面の
一方に補助基体2を接着剤層3により接着して、チタン
酸ジルコン酸鉛の円柱体−補助基体複合体を形成する。
補助基体2は、これに接着するチタン酸ジルコン酸鉛の
円柱体1を加工する間、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体
1を所定の場所に固定し、その加工を容易にするととも
に、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体lに後述の切断@4
を形成してチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体に分割した
ときにその切断面の空所にウレタンゴムを充填し、硬化
した後、この補助基体2を取り除くまでの間、チタン酸
ジルコン酸鉛の扇形柱体を所定の位置に固定しておく基
体であって、表面が平滑な金属板またはセラミックス板
を使用することができ、通常の場合、ジルコニア板を使
用する。
円柱体1を加工する間、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体
1を所定の場所に固定し、その加工を容易にするととも
に、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体lに後述の切断@4
を形成してチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体に分割した
ときにその切断面の空所にウレタンゴムを充填し、硬化
した後、この補助基体2を取り除くまでの間、チタン酸
ジルコン酸鉛の扇形柱体を所定の位置に固定しておく基
体であって、表面が平滑な金属板またはセラミックス板
を使用することができ、通常の場合、ジルコニア板を使
用する。
チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体−補助基体複合体のチタ
ン酸ジルコン酸鉛の円柱体lに、第1図(B)では、2
本の切断溝4を形成して、補助基体2に接着されたチタ
ン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体11、+2、+3および1
4に分割し、第1図(B)に示すとおりのチタン酸ジル
コン酸鉛の扇形性体−補助基体複合体を形成する。切断
溝4は、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体lの円形の面の
中心を結ぶ線を通り、それぞれの延長は相対する円周面
に達するが、切断溝4の総べてはチタン酸ジルコン酸鉛
の円柱体1の円形の面の中心を結ぶ線において交差し、
隣り合う切断溝4は総べて同一の角度で交差しているか
ら、切断溝4により形成されたチタン酸ジルコン酸鉛の
扇形柱体11.12.13および14のそれぞれの全体
の形状は全く同一である。切断溝4は、第1図(B)に
示すとおりの2本だけでなく、3本、4本および5本以
上の切断溝4を形成することができ、これらの切断溝も
また隣接する切断溝とチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の
円形の面の中心を結ぶ線において、総べて同一の角度で
交差しているから、3本以上の数の切断溝により形成さ
れたチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体のそれぐれの全体
の形状も全く同一である。
ン酸ジルコン酸鉛の円柱体lに、第1図(B)では、2
本の切断溝4を形成して、補助基体2に接着されたチタ
ン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体11、+2、+3および1
4に分割し、第1図(B)に示すとおりのチタン酸ジル
コン酸鉛の扇形性体−補助基体複合体を形成する。切断
溝4は、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体lの円形の面の
中心を結ぶ線を通り、それぞれの延長は相対する円周面
に達するが、切断溝4の総べてはチタン酸ジルコン酸鉛
の円柱体1の円形の面の中心を結ぶ線において交差し、
隣り合う切断溝4は総べて同一の角度で交差しているか
ら、切断溝4により形成されたチタン酸ジルコン酸鉛の
扇形柱体11.12.13および14のそれぞれの全体
の形状は全く同一である。切断溝4は、第1図(B)に
示すとおりの2本だけでなく、3本、4本および5本以
上の切断溝4を形成することができ、これらの切断溝も
また隣接する切断溝とチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の
円形の面の中心を結ぶ線において、総べて同一の角度で
交差しているから、3本以上の数の切断溝により形成さ
れたチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体のそれぐれの全体
の形状も全く同一である。
第1図(B)のチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−補助
基体複合体の切断溝4に、第1図(C)のウレタンゴム
5を充填し、硬化して、第1図(C)に示すとおりのチ
タン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタンゴム−補助基
体複合体を形成する。ウレタンゴム5は、これに接する
チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体11および+2.11
および13.13および+4、または12および14と
強固に接着しており、これらのチタン酸ジルコン酸鉛の
扇形柱体11、+2、+3および14を一体化する。
基体複合体の切断溝4に、第1図(C)のウレタンゴム
5を充填し、硬化して、第1図(C)に示すとおりのチ
タン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタンゴム−補助基
体複合体を形成する。ウレタンゴム5は、これに接する
チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体11および+2.11
および13.13および+4、または12および14と
強固に接着しており、これらのチタン酸ジルコン酸鉛の
扇形柱体11、+2、+3および14を一体化する。
ウレタンゴム5を第1図(B)の切断溝4に充填すると
きに、第+[1U(B)のチタン酸ジルコン酸鉛の扇形
柱体−補助基体複合体のチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱
体11.12、+3および14の円周側面に型枠円筒(
図示なし〕をはめ込み、その中の空所にウレタンゴム5
の原料液を充填し、硬化することもできる。この型枠円
筒を使用するウレタンゴム5の充填において、チタン酸
ジルコン酸鉛の扇形柱体11.12.13および14の
円周側面と型枠円筒(図示なし)の間に間隙を残すこと
ができる大きさの型枠円筒を使用すると、チタン酸ジル
コン酸鉛の扇形柱体11.12.13および14の間の
切断溝4におけるウレタンゴム5の外に、チタン酸ジル
コン酸鉛の扇形柱体11S+2.13および14の円周
側壁面全体をウレタンゴム5で覆うことができ、それに
よってチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体11.12.1
3および14をウレタンゴム5によって、より完全に一
体化することができる。
きに、第+[1U(B)のチタン酸ジルコン酸鉛の扇形
柱体−補助基体複合体のチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱
体11.12、+3および14の円周側面に型枠円筒(
図示なし〕をはめ込み、その中の空所にウレタンゴム5
の原料液を充填し、硬化することもできる。この型枠円
筒を使用するウレタンゴム5の充填において、チタン酸
ジルコン酸鉛の扇形柱体11.12.13および14の
円周側面と型枠円筒(図示なし)の間に間隙を残すこと
ができる大きさの型枠円筒を使用すると、チタン酸ジル
コン酸鉛の扇形柱体11.12.13および14の間の
切断溝4におけるウレタンゴム5の外に、チタン酸ジル
コン酸鉛の扇形柱体11S+2.13および14の円周
側壁面全体をウレタンゴム5で覆うことができ、それに
よってチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体11.12.1
3および14をウレタンゴム5によって、より完全に一
体化することができる。
第1図(C)のチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレ
タンゴム−補助基体複合体は、ウレタンゴムの硬化後に
、補助基体2を取り除いて第1図FD)のチタン酸ジル
コン酸鉛−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料の製作が
完了する。補助基体2を取り除くには、チタン酸ジルコ
ン酸鉛−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料と補助基体
2の間の接着剤層3を溶解除去する方法、この接着剤層
3において切断する方法またはこの接着剤層3を他の方
法により破壊除去する方法のいずれであってもよい。
タンゴム−補助基体複合体は、ウレタンゴムの硬化後に
、補助基体2を取り除いて第1図FD)のチタン酸ジル
コン酸鉛−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料の製作が
完了する。補助基体2を取り除くには、チタン酸ジルコ
ン酸鉛−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料と補助基体
2の間の接着剤層3を溶解除去する方法、この接着剤層
3において切断する方法またはこの接着剤層3を他の方
法により破壊除去する方法のいずれであってもよい。
本発明により製作した第1図(D)のチタン酸ジルコン
酸鉛−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料は、その上下
の端面の円形の面にS極(図示なし)を形成して使用す
る。この電極に交流電圧を印加すると、その周波数に応
じてチタン酸ジルコンe鉛−ウレタンゴム星型複合圧電
素子が振動し、その振動する面より交流電圧の周波数に
応じた超音波を発振し、またその振動する面に超音波を
受けたときに、その超音波の振動数に相応する周波数の
交流電圧をS極に生じて、その超音波を検出することが
できる。
酸鉛−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料は、その上下
の端面の円形の面にS極(図示なし)を形成して使用す
る。この電極に交流電圧を印加すると、その周波数に応
じてチタン酸ジルコンe鉛−ウレタンゴム星型複合圧電
素子が振動し、その振動する面より交流電圧の周波数に
応じた超音波を発振し、またその振動する面に超音波を
受けたときに、その超音波の振動数に相応する周波数の
交流電圧をS極に生じて、その超音波を検出することが
できる。
また本発明により製作したチタン酸ジルコン酸鉛−ウレ
タンゴム星型複合圧電素子材料にヒズミを生じる衝撃を
与えると、その電極面にその衝撃に応じた電位差を生じ
、その電位差により衝赴の強さを検出することができる
ばかりでなく、また圧電素子として利用することもでき
る。
タンゴム星型複合圧電素子材料にヒズミを生じる衝撃を
与えると、その電極面にその衝撃に応じた電位差を生じ
、その電位差により衝赴の強さを検出することができる
ばかりでなく、また圧電素子として利用することもでき
る。
以下において、実施例および試験例により本発明をさら
に詳しく説明する。
に詳しく説明する。
実施例1 (4分割−PZT−ウレタンゴム複合圧電
素子材料) PZT (チタン酸ジルコン酸鉛)の円柱体〔101
III(直径)XIO+m(高さ)〕の厚み方向に分極
処理を施し、このPZTの円柱体を、ジルコニア板(4
0++s+X 40 mX 5 m (厚さ)〕に、接
接着剤グリコールフタレート、九本工業社製品、75℃
で熱に融する接着剤、アセトンに溶解する)により接着
して、PZT−ジルコニア複合体を!lI製した。
素子材料) PZT (チタン酸ジルコン酸鉛)の円柱体〔101
III(直径)XIO+m(高さ)〕の厚み方向に分極
処理を施し、このPZTの円柱体を、ジルコニア板(4
0++s+X 40 mX 5 m (厚さ)〕に、接
接着剤グリコールフタレート、九本工業社製品、75℃
で熱に融する接着剤、アセトンに溶解する)により接着
して、PZT−ジルコニア複合体を!lI製した。
PZT−ジルコニア複合体のPZTの円柱体に、厚さ5
00μのダイヤモンド刃を用いて、円の中心を通る直径
方向のmlの切込を入れ、深さIQKII。
00μのダイヤモンド刃を用いて、円の中心を通る直径
方向のmlの切込を入れ、深さIQKII。
幅Q、55suwの溝を形成した後、同じダイヤモンド
刃を用いてこの溝と90°の角度で直交して円の中心を
通る第2の切込を入れ、深さ1(lllII、幅0.6
5朋の溝を形成して、互に直交する2本の溝により分割
された4本のPZTの扇形柱体(4,3+u+ 、(半
径)XIO龍(高さ)〕がジルコニア板に接着する4分
割PZT (扇形柱)−ジルコニア複合体を調製した
。
刃を用いてこの溝と90°の角度で直交して円の中心を
通る第2の切込を入れ、深さ1(lllII、幅0.6
5朋の溝を形成して、互に直交する2本の溝により分割
された4本のPZTの扇形柱体(4,3+u+ 、(半
径)XIO龍(高さ)〕がジルコニア板に接着する4分
割PZT (扇形柱)−ジルコニア複合体を調製した
。
4分mPZT(扇形柱)−ジルコニア複合体の周囲に型
枠円筒をはめ込んで成形型を形成し、この成形型に電気
絶縁用ウレタンゴム(商品名:5U−2153−9、サ
ンニレジン製品、硬度:52)を充填し、ウレタンゴム
を硬化した後、型枠円筒を取外して、4分割PZT
(II形柱)−ウレタンゴム−ジルコニア複合体を調製
した。
枠円筒をはめ込んで成形型を形成し、この成形型に電気
絶縁用ウレタンゴム(商品名:5U−2153−9、サ
ンニレジン製品、硬度:52)を充填し、ウレタンゴム
を硬化した後、型枠円筒を取外して、4分割PZT
(II形柱)−ウレタンゴム−ジルコニア複合体を調製
した。
この4分割PZT (II形柱)−ウレタンゴム−ジ
ルコニア複合体をアセトンに浸漬し、接着剤を溶解して
ジルコニア板を切離し、PZT (!形柱)4本がウ
レタンゴムに支持された4分割−PZT−ウレタンゴム
星型複合圧電素子材料C寸法:IO++a(直径)xt
o龍r高さ)〕を調製しIこ。
ルコニア複合体をアセトンに浸漬し、接着剤を溶解して
ジルコニア板を切離し、PZT (!形柱)4本がウ
レタンゴムに支持された4分割−PZT−ウレタンゴム
星型複合圧電素子材料C寸法:IO++a(直径)xt
o龍r高さ)〕を調製しIこ。
この4分割−PZT−ウレタンゴム星型複合圧電素子材
料の(ウレタンゴム)/(PZT)の体積分率は約80
%、そのPZTの弾性率は6000に9・f/mz、ま
たそのウレタンゴムの弾性率は32に9・f/lllI
2であった。
料の(ウレタンゴム)/(PZT)の体積分率は約80
%、そのPZTの弾性率は6000に9・f/mz、ま
たそのウレタンゴムの弾性率は32に9・f/lllI
2であった。
実施例2 (8分割−PZT−ウレタンゴム複合圧電素
子材料) PZT (チタン酸ジルコン酸鉛)の円柱体〔110
1III(T径)X10s+j(高さ)〕の厚み方向に
分極処理を施し、このPZTの円柱体をジルコニア板(
40*** 40 m111X 5朋C厚さ)〕に接着
剤(グリコールフタレート、九本工業社製品、75℃で
熱浴融する接着剤、アセトンに溶解する)により接着し
て、PZT−ジルコニア複合体を調製した。
子材料) PZT (チタン酸ジルコン酸鉛)の円柱体〔110
1III(T径)X10s+j(高さ)〕の厚み方向に
分極処理を施し、このPZTの円柱体をジルコニア板(
40*** 40 m111X 5朋C厚さ)〕に接着
剤(グリコールフタレート、九本工業社製品、75℃で
熱浴融する接着剤、アセトンに溶解する)により接着し
て、PZT−ジルコニア複合体を調製した。
PZT−ジルコニア複合体のPZTの円柱体に、厚さ5
00μのダイヤモンド刃を用いて、円の中心を通る直径
方向の第1の切込みを入れ、深さIQ鴎、go、65+
IIIIの溝を形成した後、同じダイヤモンド刃を用い
て、この第1の切込の溝と45°の角度で斜交して円の
中心を通る第2の切込を入れ、深さ10 mm 、K
O・65#IIIの溝を形成し、さらに同じダイヤモン
ド刃を用いて、第2の切込の溝と459の角度で斜交し
、第1の切込の溝と90″の角度で直交して円の中心を
通る第3の切込みを入れ、深さ10 ”s m 0−6
5 mの溝を形成し、さらにまた同じダイヤモンド刃を
用いて第3の切込の溝と45°の角度で斜交し、第2の
切込の溝と90°の角度で直交して円の中心を通る第4
の切込を入れ、深さ1OILIII1幅0−65mの溝
を形成して、45”ずつの角度で斜交して円の中心を通
るttd本の溝で分割された8本のPZT (7)扇形
柱体(3,7m (半径) X10謁(高さ)〕がジル
コニア板に接着されたPZT (5iI形柱)−ジル
コニア複合体を調製した。
00μのダイヤモンド刃を用いて、円の中心を通る直径
方向の第1の切込みを入れ、深さIQ鴎、go、65+
IIIIの溝を形成した後、同じダイヤモンド刃を用い
て、この第1の切込の溝と45°の角度で斜交して円の
中心を通る第2の切込を入れ、深さ10 mm 、K
O・65#IIIの溝を形成し、さらに同じダイヤモン
ド刃を用いて、第2の切込の溝と459の角度で斜交し
、第1の切込の溝と90″の角度で直交して円の中心を
通る第3の切込みを入れ、深さ10 ”s m 0−6
5 mの溝を形成し、さらにまた同じダイヤモンド刃を
用いて第3の切込の溝と45°の角度で斜交し、第2の
切込の溝と90°の角度で直交して円の中心を通る第4
の切込を入れ、深さ1OILIII1幅0−65mの溝
を形成して、45”ずつの角度で斜交して円の中心を通
るttd本の溝で分割された8本のPZT (7)扇形
柱体(3,7m (半径) X10謁(高さ)〕がジル
コニア板に接着されたPZT (5iI形柱)−ジル
コニア複合体を調製した。
PZT’ (扇形柱)−ジルコニア複合体の周囲に型枠
円筒をはめ込んで成形型を形成し、この成形型に電気絶
縁用ウレタンゴム(商品名: SO−2153−9、サ
ンニレジン製品)を充填し、ウレタンゴムを硬化した後
、型枠円筒を取外して、8分割−PZT (II形柱
)−ウレタンゴム−ジルコニア複合体を調製した。
円筒をはめ込んで成形型を形成し、この成形型に電気絶
縁用ウレタンゴム(商品名: SO−2153−9、サ
ンニレジン製品)を充填し、ウレタンゴムを硬化した後
、型枠円筒を取外して、8分割−PZT (II形柱
)−ウレタンゴム−ジルコニア複合体を調製した。
この8分g−PZT(扇形柱)−ウレタンゴム−ジルコ
ニア複合体をアセトンに浸漬し〜接着剤を溶解して、ジ
ルコニア板を切離し、PZT (jB形柱)8本がウレ
タンゴムに支持された8分割−PZT −ウレタンゴム
星型複合圧電素子材料〔寸法:10龍(直径)X10謁
(高さ)〕を調製した。
ニア複合体をアセトンに浸漬し〜接着剤を溶解して、ジ
ルコニア板を切離し、PZT (jB形柱)8本がウレ
タンゴムに支持された8分割−PZT −ウレタンゴム
星型複合圧電素子材料〔寸法:10龍(直径)X10謁
(高さ)〕を調製した。
この8分割−PZT−ウレタンゴム星型複合圧電素子材
料の(ウレタンゴム)/(PZT)の体積分率は約67
%、そのPZTの弾性率は6000に9・f/順2、ま
たそのウレタンゴムの弾性率は32に9・f/l1lI
であった。
料の(ウレタンゴム)/(PZT)の体積分率は約67
%、そのPZTの弾性率は6000に9・f/順2、ま
たそのウレタンゴムの弾性率は32に9・f/l1lI
であった。
比較例
pzT(チタン酸ジルコン酸鉛)の立方体(−辺:10
朋)の上下方間に分極処理を施し、このPZTの立方体
の下面を、ジルコニア板(10mX IQ m。
朋)の上下方間に分極処理を施し、このPZTの立方体
の下面を、ジルコニア板(10mX IQ m。
×5龍(厚さ)〕に実施例1の接着剤により接着して、
PZT−ジルコニア板複合体をvs製した。
PZT−ジルコニア板複合体をvs製した。
このPZT−ジルコニア板複合体のPZTの立方体に、
厚さ500μのダイヤモンド刃を用いて1.1jlJl
のピッチにおいて、第1の切込を入れ、深さlO關、幅
0・65鎮の平行な溝8本を形成した後、同じダイヤモ
ンド刃を用いて、この平行な溝と90″の角度で直交す
る第2の切込を入れ、深さlQwn、幅Q、6511m
1の平行な溝8本を形成して、64本の角注体が規則正
しく配列してジルコニア板に接着するPZT (角柱
)−ジルコニア板複合体を調製した。
厚さ500μのダイヤモンド刃を用いて1.1jlJl
のピッチにおいて、第1の切込を入れ、深さlO關、幅
0・65鎮の平行な溝8本を形成した後、同じダイヤモ
ンド刃を用いて、この平行な溝と90″の角度で直交す
る第2の切込を入れ、深さlQwn、幅Q、6511m
1の平行な溝8本を形成して、64本の角注体が規則正
しく配列してジルコニア板に接着するPZT (角柱
)−ジルコニア板複合体を調製した。
このPZT (角柱)−ジルコニア板複合体の周囲に
型枠板をはめ込んで、成形型を形成し、この成形型の空
所に実施例1と同じ電気絶縁用ウレタンゴムを充填し、
ウレタンゴムを硬化した後、型枠板を取外して、PZT
(角柱)−ウレタンゴムーリルコニア複合体を調製
した。
型枠板をはめ込んで、成形型を形成し、この成形型の空
所に実施例1と同じ電気絶縁用ウレタンゴムを充填し、
ウレタンゴムを硬化した後、型枠板を取外して、PZT
(角柱)−ウレタンゴムーリルコニア複合体を調製
した。
このPZT (角柱)−ウレタンゴム−ジルコニア板
複合体をアセトンに浸清し、接着剤を溶解して、ジルコ
ニア板を切離してPZT (角柱)64本がウレタン
ゴムのマトリックスに規則正しく配列したPZT−ウレ
タンゴム複合圧s溺子材料〔寸法;1(ls+s+X
IOs+mX 10m (立方体)〕を調製した。
複合体をアセトンに浸清し、接着剤を溶解して、ジルコ
ニア板を切離してPZT (角柱)64本がウレタン
ゴムのマトリックスに規則正しく配列したPZT−ウレ
タンゴム複合圧s溺子材料〔寸法;1(ls+s+X
IOs+mX 10m (立方体)〕を調製した。
このPZT−ウレタンゴム複合圧電素子材料の(PZT
) / (ウレタンゴム)の体積分率は約13%、その
PZTの弾性率は6000 K9 ’ f / +us
、またそのウレタンゴムの弾性率は32Kg・f/x
+mであった。
) / (ウレタンゴム)の体積分率は約13%、その
PZTの弾性率は6000 K9 ’ f / +us
、またそのウレタンゴムの弾性率は32Kg・f/x
+mであった。
試験例1 (s気持性の測定)
実施例1の4分割−PZT−ウレタンゴム星型複合圧電
素子材料、実施例2の8分割−PZT−ウレタンゴム星
型複合圧@素子材料および比較例のPZT−ウレタンゴ
ム複合圧電素子材料の両面に、導電性銀ラッカー(DE
METRON社製、6290−0275 )を塗布して
電極を形成し、それぞれの複合圧電体の比mq率(ε/
ε)、電気機械結合係数(kt)、圧電定数(dig)
および周波数定数(Nf)を測定した。
素子材料、実施例2の8分割−PZT−ウレタンゴム星
型複合圧@素子材料および比較例のPZT−ウレタンゴ
ム複合圧電素子材料の両面に、導電性銀ラッカー(DE
METRON社製、6290−0275 )を塗布して
電極を形成し、それぞれの複合圧電体の比mq率(ε/
ε)、電気機械結合係数(kt)、圧電定数(dig)
および周波数定数(Nf)を測定した。
比較のための対照として、その製作の材料のPZT
(チタン酸ジルコン酸鉛)の円柱体〔1OIIIIC直
径)XlOxm(高さ)〕を使用し、その両面に前記と
同じ4電住銀ラツカー(DEMETRON社製、629
0−0275 )を塗布して電極を形成し、その圧電体
の比誘電率(ε/ε)、電気機械結合係数(kt)、圧
電定数(a Sg)および周波数定数(Nf)を測定
した。
(チタン酸ジルコン酸鉛)の円柱体〔1OIIIIC直
径)XlOxm(高さ)〕を使用し、その両面に前記と
同じ4電住銀ラツカー(DEMETRON社製、629
0−0275 )を塗布して電極を形成し、その圧電体
の比誘電率(ε/ε)、電気機械結合係数(kt)、圧
電定数(a Sg)および周波数定数(Nf)を測定
した。
結果は第1表に示すとおりであった。
C以下余白)
第1表によると、PZTの円柱体をその円の中心を通る
直径方向に分割し、その分割されたPZTの扇形柱体を
ウレタンゴムで支持した複合圧電体の電気特性は、その
材料のPZTの円柱体の電気特性と大差はない。
直径方向に分割し、その分割されたPZTの扇形柱体を
ウレタンゴムで支持した複合圧電体の電気特性は、その
材料のPZTの円柱体の電気特性と大差はない。
試験例2 (共振特性)
試験例1における比較の対照のPZT圧電体、実施例1
の星型複合圧電体および実施例2の星型複合圧電体の電
極に交流電圧を印加し、各周波数におけるインピーダン
スをインピーダンスアナライザーにより測定した。
の星型複合圧電体および実施例2の星型複合圧電体の電
極に交流電圧を印加し、各周波数におけるインピーダン
スをインピーダンスアナライザーにより測定した。
結果は第2図に示すとおりであった。
第2図の(A)は、試験例1の比較の対照のPZT圧電
体の結果であり、第2図(B)は、実施例1の星型複合
圧電体の結果であり、また第2図の(C)は、実施例2
の星型複合圧電体の結果である。
体の結果であり、第2図(B)は、実施例1の星型複合
圧電体の結果であり、また第2図の(C)は、実施例2
の星型複合圧電体の結果である。
第2図におけるlは、圧電体の面方向の振動の共振周波
数におけるピークであり、2は圧電体の厚み方向(PZ
Tの分極処理を施した方向)の振動の共振周波数のピー
クである。
数におけるピークであり、2は圧電体の厚み方向(PZ
Tの分極処理を施した方向)の振動の共振周波数のピー
クである。
第2図によると、PzTtrL独の圧電体は、交流電圧
の印加によりその厚み方向の振動をするだけでなく、そ
の面方向の振動をするのに対してPZT −ウレタンゴ
ムの複合圧電体は、その厚み方向(分極処理を施した方
向ンの振動をするが、その面方向(分極処理をされてい
ない方向)の振動をしないことがわかる。
の印加によりその厚み方向の振動をするだけでなく、そ
の面方向の振動をするのに対してPZT −ウレタンゴ
ムの複合圧電体は、その厚み方向(分極処理を施した方
向ンの振動をするが、その面方向(分極処理をされてい
ない方向)の振動をしないことがわかる。
交流18圧を印加したときに、振動をする方向が一つの
方向だけである。これによって振動をする方向が一つの
方向だけの超音波を発振することができ、また振動をす
る方向が一つの方向だけの超音波を検出することができ
る。
方向だけである。これによって振動をする方向が一つの
方向だけの超音波を発振することができ、また振動をす
る方向が一つの方向だけの超音波を検出することができ
る。
複合圧電素子材料の加工における材料の損失が少ない。
第1図は、本発明の星型腹合圧電素子材Cの製作におけ
る中間製作物および製作物の斜視図であり、また第2図
は試験例2の結果を示す区表であ第 ■
る中間製作物および製作物の斜視図であり、また第2図
は試験例2の結果を示す区表であ第 ■
Claims (1)
- (1)a)チタン酸ジルコン酸鉛の円柱体に、その端面
の円形の面と垂直の方向の分極処理を施すこと、 b)そのチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体の端面の円形の
面に補助基体を接着して、チタン酸ジルコン酸鉛の円柱
体−補助基体複合体をつくること、c)そのチタン酸ジ
ルコン酸鉛の円柱体−補助基体複合体のチタン酸ジルコ
ン酸鉛の円柱体に、その円形の面の中心を結ぶ線におい
て、同一の角度で交差し、その円周に達する2以上の切
断溝を形成して、そのチタン酸ジルコン酸鉛の円柱体を
、その扇形柱体に分割し、それによってチタン酸ジルコ
ン酸鉛の扇形柱体−補助基体複合体をつくること、 d)そのチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−補助基体複
合体の切断溝に、ウレタンゴムを充填し、硬化した後、
補助基体を取り除いて、チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱
体−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料をつくること、 を特徴とするチタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタ
ンゴム星型複合圧電素子材料の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220345A JPH0268970A (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220345A JPH0268970A (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料の製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0268970A true JPH0268970A (ja) | 1990-03-08 |
| JPH05874B2 JPH05874B2 (ja) | 1993-01-06 |
Family
ID=16749687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63220345A Granted JPH0268970A (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | チタン酸ジルコン酸鉛の扇形柱体−ウレタンゴム星型複合圧電素子材料の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0268970A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006192893A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-07-27 | Brother Ind Ltd | 液体移送装置及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-09-05 JP JP63220345A patent/JPH0268970A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006192893A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-07-27 | Brother Ind Ltd | 液体移送装置及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05874B2 (ja) | 1993-01-06 |
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