JPH04224168A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
- Publication number
- JPH04224168A JPH04224168A JP2405094A JP40509490A JPH04224168A JP H04224168 A JPH04224168 A JP H04224168A JP 2405094 A JP2405094 A JP 2405094A JP 40509490 A JP40509490 A JP 40509490A JP H04224168 A JPH04224168 A JP H04224168A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pzt
- sio2
- piezoelectric ceramic
- pbo
- powder
- Prior art date
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電磁器組成物に係わる
。
。
【０００２】
【従来の技術】圧電物質をアクチュエータに応用する場
合、電気特性とともに機械的特性（特に強度）が重要に
なる。そこで、圧電物質にＳｉＣ ウィスカを添加して
圧電磁器組成物を強化する方法が知られている。また、
電気機械結合係数の大きい圧電磁器組成物としてＰｂ（
Ｍｇ１／３Ｎ２／３）Ｏ３， ＰｂＴｉＯ３， ＰｂＺ
ｒＯ３ の３成分よりなる組成物Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎ２
／３ＴｉＺｒ）Ｏ３で示される を主成分とし、この
組成物に対してＳｉＯ２を０．０５〜１．０ 重量％添
加した圧電磁器組成物が提案されている（特開昭４５−
１５３４４号公報）。
合、電気特性とともに機械的特性（特に強度）が重要に
なる。そこで、圧電物質にＳｉＣ ウィスカを添加して
圧電磁器組成物を強化する方法が知られている。また、
電気機械結合係数の大きい圧電磁器組成物としてＰｂ（
Ｍｇ１／３Ｎ２／３）Ｏ３， ＰｂＴｉＯ３， ＰｂＺ
ｒＯ３ の３成分よりなる組成物Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎ２
／３ＴｉＺｒ）Ｏ３で示される を主成分とし、この
組成物に対してＳｉＯ２を０．０５〜１．０ 重量％添
加した圧電磁器組成物が提案されている（特開昭４５−
１５３４４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＳｉＣ
ウィスカを添加する方法は、添加量の増加とともに電
気特性が損なわれるので大幅な強度向上が望めない。ま
た、特開昭４５−１５３４４号公報では、ＳｉＯ２が粒
界相を形成するが、ＳｉＯ２は焼結温度が高いためにＰ
ＺＴ （チタン酸ジルコン酸鉛）系物質の焼結温度では
充分に焼結せず、焼結体の機械的強度が充分に高くなら
ないという問題がある。
ウィスカを添加する方法は、添加量の増加とともに電
気特性が損なわれるので大幅な強度向上が望めない。ま
た、特開昭４５−１５３４４号公報では、ＳｉＯ２が粒
界相を形成するが、ＳｉＯ２は焼結温度が高いためにＰ
ＺＴ （チタン酸ジルコン酸鉛）系物質の焼結温度では
充分に焼結せず、焼結体の機械的強度が充分に高くなら
ないという問題がある。
【０００４】そこで、本発明は、圧電磁器組成物の機械
的強度を向上させることを目的とする。
的強度を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を、
Ｐｂ（Ｚｒｘ Ｔｉ１−ｘ ）Ｏ３ 式中、０．３≦
ｘ≦０．７ にＳｉＯ２及びＰｂＯ を合計で２〜５
モル％添加してなることを特徴とする圧電磁器組成物を
提供することにより達成する。本発明の圧電磁器組成物
の基本圧電物質はＰＺＴ 、より詳しくはＰｂ（Ｚｒｘ
Ｔｉ１−ｘ ）Ｏ３ 式中、０．３≦ｘ≦０．７
である。ｘ は０．５１〜０．５６の範囲内で特に高
い圧電特性が得られるので、この範囲が好ましい。Ｐｂ
（Ｚｒｘ Ｔｉ１−ｘ ）Ｏ３自体はＰｂＯ 源， Ｚ
ｒＯ 源， ＴｉＯ 源を所定の組成に混合して焼成す
ることにより製造することができる。
Ｐｂ（Ｚｒｘ Ｔｉ１−ｘ ）Ｏ３ 式中、０．３≦
ｘ≦０．７ にＳｉＯ２及びＰｂＯ を合計で２〜５
モル％添加してなることを特徴とする圧電磁器組成物を
提供することにより達成する。本発明の圧電磁器組成物
の基本圧電物質はＰＺＴ 、より詳しくはＰｂ（Ｚｒｘ
Ｔｉ１−ｘ ）Ｏ３ 式中、０．３≦ｘ≦０．７
である。ｘ は０．５１〜０．５６の範囲内で特に高
い圧電特性が得られるので、この範囲が好ましい。Ｐｂ
（Ｚｒｘ Ｔｉ１−ｘ ）Ｏ３自体はＰｂＯ 源， Ｚ
ｒＯ 源， ＴｉＯ 源を所定の組成に混合して焼成す
ることにより製造することができる。
【０００６】本発明の圧電磁器組成物ではこのＰＺＴ
にＳｉＯ２及びＰｂＯ を合計で２〜５モル％添加する
ことを特徴としている。ＳｉＯ２とＰｂＯ の混合物は
ＰＺＴ の焼成温度で液相を形成するので、ＰＺＴ 焼
結体の粒界をＳｉＯ２とＰｂＯ からなるガラス相が占
めることにより、空孔が減少し、焼結体の機械的強度が
向上する。ＳｉＯ２とＰｂＯ の混合割合は４：１が好
ましい。
にＳｉＯ２及びＰｂＯ を合計で２〜５モル％添加する
ことを特徴としている。ＳｉＯ２とＰｂＯ の混合物は
ＰＺＴ の焼成温度で液相を形成するので、ＰＺＴ 焼
結体の粒界をＳｉＯ２とＰｂＯ からなるガラス相が占
めることにより、空孔が減少し、焼結体の機械的強度が
向上する。ＳｉＯ２とＰｂＯ の混合割合は４：１が好
ましい。
【０００７】本発明の圧電磁器組成物の製造は、ＰＺＴ
粉末， ＳｉＯ２粉末， ＰｂＯ 粉末の混合粉末を
焼成して行う。ＰＺＴ 粉末， ＳｉＯ２粉末， Ｐｂ
Ｏ 粉末の粒径は０．３〜１．０μｍが好ましい。焼成
温度は１２００〜１３００℃程度である。焼成雰囲気は
酸素含有雰囲気である。
粉末， ＳｉＯ２粉末， ＰｂＯ 粉末の混合粉末を
焼成して行う。ＰＺＴ 粉末， ＳｉＯ２粉末， Ｐｂ
Ｏ 粉末の粒径は０．３〜１．０μｍが好ましい。焼成
温度は１２００〜１３００℃程度である。焼成雰囲気は
酸素含有雰囲気である。
【０００８】
【作用】ＳｉＯ２とＰｂＯ の混合物はＰＺＴ の焼成
温度でガラス化して、図１の如く、ＰＺＴ 粒子１の粒
界２をガラス化したＳｉＯ２とＰｂＯ からなる粒界相
で埋めて、焼結体の機械的強度を向上させる。しかし、
ウィスカー添加のように圧電磁器組成物の電気的特性を
低下させることもない。
温度でガラス化して、図１の如く、ＰＺＴ 粒子１の粒
界２をガラス化したＳｉＯ２とＰｂＯ からなる粒界相
で埋めて、焼結体の機械的強度を向上させる。しかし、
ウィスカー添加のように圧電磁器組成物の電気的特性を
低下させることもない。
【０００９】
【実施例】実施例
実施例に使用した圧電セラミックスの組成はＰｂ（Ｚｒ
０．５２， Ｔｉ０．４８）を用いた。ＳｉＯ２粉末、
ＰｂＯ 粉末は純度９８％以上で粒径０．５μ以下のも
のを用い、ＰＺＴ 粉末に対し、トータルで１〜８モル
％になるように添加した。（表１）この混合粉をボール
ミルで４８Ｈｒ混合後、スプレードライヤーで造粒した
。この造粒粉を用い、１０００ｋｇ／ｃｍ２ の圧力で
成形し、１２５０℃×２Ｈｒ焼成した。
０．５２， Ｔｉ０．４８）を用いた。ＳｉＯ２粉末、
ＰｂＯ 粉末は純度９８％以上で粒径０．５μ以下のも
のを用い、ＰＺＴ 粉末に対し、トータルで１〜８モル
％になるように添加した。（表１）この混合粉をボール
ミルで４８Ｈｒ混合後、スプレードライヤーで造粒した
。この造粒粉を用い、１０００ｋｇ／ｃｍ２ の圧力で
成形し、１２５０℃×２Ｈｒ焼成した。
【００１０】得られた焼成体を直径１５ｍｍ、厚さ０．
５ｍｍ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℃シリコンオイル
に浸漬し、円板の上下面に１．５ＫＶの電圧を３０分間
かけて分極した。分極後インピーダンスメータを用い電
気特性を測定した。 電気特性の測定法及び計算法は電子材料工業会標準規格
（ＥＭＡＳ−６００１〜６００７）に準じた。
５ｍｍ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℃シリコンオイル
に浸漬し、円板の上下面に１．５ＫＶの電圧を３０分間
かけて分極した。分極後インピーダンスメータを用い電
気特性を測定した。 電気特性の測定法及び計算法は電子材料工業会標準規格
（ＥＭＡＳ−６００１〜６００７）に準じた。
【００１１】また、曲げ強度を、上記と同様にして得た
焼成体を幅４ｍｍ、長さ１５ｍｍ、厚み０．５ｍｍの矩
形板に加工し、スパン１０ｍｍの３点曲げで評価した。 以上の方法で作成した各組成の電気特性及び機械的強度
を表１に示す。
焼成体を幅４ｍｍ、長さ１５ｍｍ、厚み０．５ｍｍの矩
形板に加工し、スパン１０ｍｍの３点曲げで評価した。 以上の方法で作成した各組成の電気特性及び機械的強度
を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】比較例
実施例と同様にして、但しＳｉＯ２粉末， ＰｂＯ 粉
末を添加することなく、混合、成形、焼成して得たＰＺ
Ｔ 焼結体について、実施例と同様にして電気特性、機
械的強度について観察、測定した。その結果、３点曲げ
強度は５３ＭＰａ であり、実施例のＳｉＯ２とＰｂＯ
を４：１の割合で混合し、トータル５モル％添加した
ものの３点曲げ強度（１１９ＭＰａ）が大幅に向上して
いることを示している（図２参照）。また、その他の特
性は、ＳｉＯ２粉末、ＰｂＯ 粉末の添加なしのものと
比べε３３Ｔ ／ε０ ，Ｋｐ がそれぞれ５％、４％
低下したにとどまった。
末を添加することなく、混合、成形、焼成して得たＰＺ
Ｔ 焼結体について、実施例と同様にして電気特性、機
械的強度について観察、測定した。その結果、３点曲げ
強度は５３ＭＰａ であり、実施例のＳｉＯ２とＰｂＯ
を４：１の割合で混合し、トータル５モル％添加した
ものの３点曲げ強度（１１９ＭＰａ）が大幅に向上して
いることを示している（図２参照）。また、その他の特
性は、ＳｉＯ２粉末、ＰｂＯ 粉末の添加なしのものと
比べε３３Ｔ ／ε０ ，Ｋｐ がそれぞれ５％、４％
低下したにとどまった。
【００１４】ＳｉＯ２粉末のみの添加では、３点曲げ強
度は、添加なしに比べやや向上するが、ε３３Ｔ ／ε
０ ，Ｋｐ がそれぞれ３４〜３６％、６０〜７０％の
性能低下を引きおこした。
度は、添加なしに比べやや向上するが、ε３３Ｔ ／ε
０ ，Ｋｐ がそれぞれ３４〜３６％、６０〜７０％の
性能低下を引きおこした。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、電気特性を低下させる
ことなく、チタン酸ジルコン酸鉛焼結体の機械的強度を
向上させることができ、よって圧電特性の経時劣化を減
少することができる。
ことなく、チタン酸ジルコン酸鉛焼結体の機械的強度を
向上させることができ、よって圧電特性の経時劣化を減
少することができる。
【図１】本発明の圧電磁器組成物の焼結体組織の模式図
である。
である。
【図２】実施例及び比較例の圧電磁器組成物焼結体の３
点曲げ強度を示すグラフ図である。
点曲げ強度を示すグラフ図である。
１…ＰＺＴ 粒子
２…ガラス粒界相
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｐｂ（Ｚｒｘ Ｔｉ１−ｘ ）Ｏ３
式中、０．３≦ｘ≦０．７ にＳｉＯ２及びＰｂＯ
を合計で２〜５モル％添加してなることを特徴とする
圧電磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2405094A JPH04224168A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2405094A JPH04224168A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 圧電磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224168A true JPH04224168A (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=18514734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2405094A Pending JPH04224168A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04224168A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051157A (en) * | 1997-12-09 | 2000-04-18 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramic composition |
| US6402981B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-06-11 | Tdk Corporation | Composition of piezoelectric porcelain |
-
1990
- 1990-12-21 JP JP2405094A patent/JPH04224168A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051157A (en) * | 1997-12-09 | 2000-04-18 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramic composition |
| US6402981B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-06-11 | Tdk Corporation | Composition of piezoelectric porcelain |
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