JPH04305058A - 圧電性磁器組成物 - Google Patents
圧電性磁器組成物Info
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- JPH04305058A JPH04305058A JP3068326A JP6832691A JPH04305058A JP H04305058 A JPH04305058 A JP H04305058A JP 3068326 A JP3068326 A JP 3068326A JP 6832691 A JP6832691 A JP 6832691A JP H04305058 A JPH04305058 A JP H04305058A
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- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 title abstract description 5
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- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
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Landscapes
- 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】本発明は圧電性磁器組成物、特に
、セラミックフィルタ、セラミック発振子、セラミック
ディスクリミネータ、表面弾性波素子等の圧電素子の材
料として有用な圧電性磁器組成物に関するものである。
、セラミックフィルタ、セラミック発振子、セラミック
ディスクリミネータ、表面弾性波素子等の圧電素子の材
料として有用な圧電性磁器組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子技術の進歩に伴い電子部品の
チップ化が進み、セラミックフィルタ、セラミック発振
子、セラミックディスクリミネータ、トラップ、表面弾
性波素子などの圧電素子についても、小型で表面実装可
能なチップ素子に対する要望が増大している。
チップ化が進み、セラミックフィルタ、セラミック発振
子、セラミックディスクリミネータ、トラップ、表面弾
性波素子などの圧電素子についても、小型で表面実装可
能なチップ素子に対する要望が増大している。
【０００３】従来、この種の圧電素子の材料としては、
チタン酸ジルコン酸鉛系圧電性磁器組成物、例えば、Ｐ
ｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３２元系磁器組成物にＢｉ２Ｏ
３、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＺｎＯなどを添加して圧電
特性を向上させたもの、およびＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒ
Ｏ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系、ＰｂＴｉ
Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ
３系などの３元系磁器組成物が提案されている他、特公
昭４５−３７９０７号公報にて、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ
２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３系磁器組成
物が提案されている。
チタン酸ジルコン酸鉛系圧電性磁器組成物、例えば、Ｐ
ｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３２元系磁器組成物にＢｉ２Ｏ
３、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＺｎＯなどを添加して圧電
特性を向上させたもの、およびＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒ
Ｏ３−Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系、ＰｂＴｉ
Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ
３系などの３元系磁器組成物が提案されている他、特公
昭４５−３７９０７号公報にて、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ
２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３系磁器組成
物が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の圧電材料を用いた場合、リード線付樹脂モールド素子
や金属ケースに封入した圧電素子では、半田付け実装時
でも樹脂や金属ケースの作用によよって圧電磁器の温度
が２００℃程度に抑制されるため特性が劣化が防止され
るが、チップ化すると圧電磁器自体も３００℃程度の高
温にさらされるため、実装時の熱によって特性が劣化す
るなど信頼性の高いチップ素子を得ることができないと
いう問題があった。
の圧電材料を用いた場合、リード線付樹脂モールド素子
や金属ケースに封入した圧電素子では、半田付け実装時
でも樹脂や金属ケースの作用によよって圧電磁器の温度
が２００℃程度に抑制されるため特性が劣化が防止され
るが、チップ化すると圧電磁器自体も３００℃程度の高
温にさらされるため、実装時の熱によって特性が劣化す
るなど信頼性の高いチップ素子を得ることができないと
いう問題があった。
【０００５】しかも、従来の圧電材料は経時変化が大き
く、特に、従来の圧電磁器組成物をフィルタや発振子の
材料として用いた場合、製造後に素子の共振周波数が初
期値から大きく変動するという問題もあった。
く、特に、従来の圧電磁器組成物をフィルタや発振子の
材料として用いた場合、製造後に素子の共振周波数が初
期値から大きく変動するという問題もあった。
【０００６】従って、本発明は、耐熱性に優れ、経時変
化が少なく、所望の機械的品質係数を得ることができる
圧電性磁器組成物を得ることを目的とするものである。
化が少なく、所望の機械的品質係数を得ることができる
圧電性磁器組成物を得ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、ＰｂＯ６３．８１〜７０．９
２重量％、ＮｉＯ０．０６〜２．４１重量％、Ｎｂ２Ｏ
５０．１９〜６．３７重量％、ＴｉＯ２０．００〜１５
．４８重量％、ＺｒＯ２７．６１〜２９．７５重量％か
らなる固溶体を主成分とし、該主成分に対し副成分とし
てＣｒ２Ｏ３を０．０２〜２．００重量％、ＭｎＯ２を
０．０１〜２．００重量％含有させるようにしたもので
ある。
決するための手段として、ＰｂＯ６３．８１〜７０．９
２重量％、ＮｉＯ０．０６〜２．４１重量％、Ｎｂ２Ｏ
５０．１９〜６．３７重量％、ＴｉＯ２０．００〜１５
．４８重量％、ＺｒＯ２７．６１〜２９．７５重量％か
らなる固溶体を主成分とし、該主成分に対し副成分とし
てＣｒ２Ｏ３を０．０２〜２．００重量％、ＭｎＯ２を
０．０１〜２．００重量％含有させるようにしたもので
ある。
【０００８】
【作用】主成分であるＰｂＯ−ＮｉＯ−Ｎｂ２Ｏ５−Ｔ
ｉＯ２−ＺｒＯ２の固溶体からなる磁器組成物の組成範
囲を前記範囲とし、これに副成分としてＣｒ２Ｏ３を０
．０２〜２．００重量％、ＭｎＯ２を０．０１〜２．０
０重量％含有させることにより、耐熱性および機械的品
質係数を向上させると共に、経時変化を抑制でき、副成
分の含有量を調整することにより機械的品質係数を所望
の値に調整できる。
ｉＯ２−ＺｒＯ２の固溶体からなる磁器組成物の組成範
囲を前記範囲とし、これに副成分としてＣｒ２Ｏ３を０
．０２〜２．００重量％、ＭｎＯ２を０．０１〜２．０
０重量％含有させることにより、耐熱性および機械的品
質係数を向上させると共に、経時変化を抑制でき、副成
分の含有量を調整することにより機械的品質係数を所望
の値に調整できる。
【０００９】本発明に係る圧電性磁器組成物を前記組成
範囲に限定したのは、次の理由による。即ち、主成分中
のＰｂＯが６３．８１重量％未満若しくは７０．９２重
量％超では、焼結性が悪いので前記範囲とした。ＮｉＯ
が０．０６重量％未満では所望の高い電気機械結合係数
が得られず、２．４１重量％を越えると耐熱性が低下す
るので前記範囲とした。Ｎｂ２Ｏ５が０．１９重量％未
満では耐熱性の向上が得られず、６．３７重量％を越え
ると耐熱性が低下するので前記範囲とした。ＴｉＯ２を
０．００〜１５．４８重量％としたのは、その含有量が
１５．４８重量％を越えると、所望の高い電気機械結合
係数が得られないからである。またＺｒＯ２を７．６１
〜２９．７５重量％としたのは、その含有量が７．６１
重量％未満若しくは２９．７５重量％を越えると、所望
の高い電気機械結合係数が得られないからである。
範囲に限定したのは、次の理由による。即ち、主成分中
のＰｂＯが６３．８１重量％未満若しくは７０．９２重
量％超では、焼結性が悪いので前記範囲とした。ＮｉＯ
が０．０６重量％未満では所望の高い電気機械結合係数
が得られず、２．４１重量％を越えると耐熱性が低下す
るので前記範囲とした。Ｎｂ２Ｏ５が０．１９重量％未
満では耐熱性の向上が得られず、６．３７重量％を越え
ると耐熱性が低下するので前記範囲とした。ＴｉＯ２を
０．００〜１５．４８重量％としたのは、その含有量が
１５．４８重量％を越えると、所望の高い電気機械結合
係数が得られないからである。またＺｒＯ２を７．６１
〜２９．７５重量％としたのは、その含有量が７．６１
重量％未満若しくは２９．７５重量％を越えると、所望
の高い電気機械結合係数が得られないからである。
【００１０】副成分として添加するＣｒ２Ｏ３およびＭ
ｎＯ２の添加量をそれぞれ前記範囲に限定したのは次の
理由による。即ち、Ｃｒ２Ｏ３の添加量が０．０２重量
％未満では機械的品質係数が低く、２．００重量％を越
えると耐熱性が低下するからである。また、ＭｎＯ２の
添加量が０．０１重量％未満ではでは機械的品質係数が
低く、その添加量が２．００重量％を越えると、耐熱性
が低下するからである。
ｎＯ２の添加量をそれぞれ前記範囲に限定したのは次の
理由による。即ち、Ｃｒ２Ｏ３の添加量が０．０２重量
％未満では機械的品質係数が低く、２．００重量％を越
えると耐熱性が低下するからである。また、ＭｎＯ２の
添加量が０．０１重量％未満ではでは機械的品質係数が
低く、その添加量が２．００重量％を越えると、耐熱性
が低下するからである。
【００１１】次に、本発明の実施例について説明する。
【００１２】
【実施例】主成分原料として、ＰｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｂ２
Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２を用い、これらの原料粉末を
表１に示す重量百分率で配合し、これにＣｒ２Ｏ３およ
びＭｎＯ２を表１に示す重量百分率で添加し、ボールミ
ルで１６時間湿式混合した。乾燥後、混合物を７５０〜
８５０で２時間仮焼し、粉砕して仮焼粉末を得た。この
仮焼粉末に常法に従って適量のバインダを加えて、造粒
した後、２０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で直径１２ｍｍ、
厚さ６ｍｍの円板に成形し、空気中１３５０〜１４００
℃で４時間焼成して磁器円板を得た。
Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２を用い、これらの原料粉末を
表１に示す重量百分率で配合し、これにＣｒ２Ｏ３およ
びＭｎＯ２を表１に示す重量百分率で添加し、ボールミ
ルで１６時間湿式混合した。乾燥後、混合物を７５０〜
８５０で２時間仮焼し、粉砕して仮焼粉末を得た。この
仮焼粉末に常法に従って適量のバインダを加えて、造粒
した後、２０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で直径１２ｍｍ、
厚さ６ｍｍの円板に成形し、空気中１３５０〜１４００
℃で４時間焼成して磁器円板を得た。
【００１３】各磁器円板を試料として、比誘電率（εｒ
）、電気機械結合係数（Ｋｐ）、機械的品質係数（Ｑｍ
）および耐熱温度について測定した。その結果を表２に
示す。表中、試料番号に＊印を付したものは本発明の範
囲外のものである。また、比較のため実施例と同様にし
て調製したＰｂ［（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）０．０７Ｔ
ｉ０．４７Ｚｒ０．４６］Ｏ３からなる比較試料と実施
例で調製した試料１とについて電気機械結合係数（Ｋｐ
）および共振周波数の変化率を測定した。それらの結果
を図１および図２に示す。
）、電気機械結合係数（Ｋｐ）、機械的品質係数（Ｑｍ
）および耐熱温度について測定した。その結果を表２に
示す。表中、試料番号に＊印を付したものは本発明の範
囲外のものである。また、比較のため実施例と同様にし
て調製したＰｂ［（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）０．０７Ｔ
ｉ０．４７Ｚｒ０．４６］Ｏ３からなる比較試料と実施
例で調製した試料１とについて電気機械結合係数（Ｋｐ
）および共振周波数の変化率を測定した。それらの結果
を図１および図２に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】図１に示す結果から明らかなように、従来
の圧電性磁器組成物では温度が高くなるにつれて電気機
械結合係数が低下するのに対して、本発明に係る圧電性
磁器組成物は３００℃前後の高い温度まで電気機械結合
係数が大きく劣化することがなく、高い耐熱性を示す。 また、図２に示す結果から明らかなように、本発明に係
る組成物は、共振周波数の経時変化も０．１％／ｔｉｍ
ｅ ｄｅｃａｄｅ以下であり、しかも、表１および表２
から組成比を選ぶことによってＫｐが６０％を越え、か
つ、比誘電率εｒが１０００を越える優れた圧電材料を
実現できる。さらに、表１および表２の結果から明らか
なように、本発明に係る組成物はＣｒ２Ｏ３およびＭｎ
Ｏ２の添加量により、機械的品質係数が１５０〜１５０
０の範囲で変化する。
の圧電性磁器組成物では温度が高くなるにつれて電気機
械結合係数が低下するのに対して、本発明に係る圧電性
磁器組成物は３００℃前後の高い温度まで電気機械結合
係数が大きく劣化することがなく、高い耐熱性を示す。 また、図２に示す結果から明らかなように、本発明に係
る組成物は、共振周波数の経時変化も０．１％／ｔｉｍ
ｅ ｄｅｃａｄｅ以下であり、しかも、表１および表２
から組成比を選ぶことによってＫｐが６０％を越え、か
つ、比誘電率εｒが１０００を越える優れた圧電材料を
実現できる。さらに、表１および表２の結果から明らか
なように、本発明に係る組成物はＣｒ２Ｏ３およびＭｎ
Ｏ２の添加量により、機械的品質係数が１５０〜１５０
０の範囲で変化する。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大きな電気機械結合係数を有し、耐熱性にすぐれ、経時
変化が小さく、１５０〜１５００の任意の機械的品質係
数を有する圧電性磁器組成物が得られる。
大きな電気機械結合係数を有し、耐熱性にすぐれ、経時
変化が小さく、１５０〜１５００の任意の機械的品質係
数を有する圧電性磁器組成物が得られる。
【図１】 本発明に係る圧電性磁器組成物と従来の圧
電性磁器組成物の電気機械結合係数と温度との関係を示
す図である。
電性磁器組成物の電気機械結合係数と温度との関係を示
す図である。
【図２】 本発明に係る圧電性磁器組成物と従来の圧
電性磁器組成物の共振周波数の変化率と温度との関係を
示す図である。
電性磁器組成物の共振周波数の変化率と温度との関係を
示す図である。
１：実施例
２：比較例
Claims (1)
- 【請求項１】 ＰｂＯ６３．８１〜７０．９２重量％
、ＮｉＯ０．０６〜２．４１重量％、Ｎｂ２Ｏ５０．１
９〜６．３７重量％、ＴｉＯ２０．００〜１５．４８重
量％、ＺｒＯ２７．６１〜２９．７５重量％からなる固
溶体を主成分とし、該主成分に対し副成分としてＣｒ２
Ｏ３を０．０２〜２．００重量％、ＭｎＯ２を０．０１
〜２．００重量％含有することを特徴とする圧電性磁器
組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3068326A JPH04305058A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 圧電性磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3068326A JPH04305058A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 圧電性磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04305058A true JPH04305058A (ja) | 1992-10-28 |
Family
ID=13370593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3068326A Pending JPH04305058A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 圧電性磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04305058A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4942639A (ja) * | 1972-07-13 | 1974-04-22 |
-
1991
- 1991-04-01 JP JP3068326A patent/JPH04305058A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4942639A (ja) * | 1972-07-13 | 1974-04-22 |
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