JPH0460944B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0460944B2 JPH0460944B2 JP60112331A JP11233185A JPH0460944B2 JP H0460944 B2 JPH0460944 B2 JP H0460944B2 JP 60112331 A JP60112331 A JP 60112331A JP 11233185 A JP11233185 A JP 11233185A JP H0460944 B2 JPH0460944 B2 JP H0460944B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- ceramic powder
- particle size
- pbo
- piezoelectric ceramic
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 3
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N dibenzothiazol-2-yl disulfide Chemical compound C1=CC=C2SC(SSC=3SC4=CC=CC=C4N=3)=NC2=C1 AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
- H10N30/8548—Lead-based oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/852—Composite materials, e.g. having 1-3 or 2-2 type connectivity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
本発明は、合成ゴム等の有機基材に圧電磁器粉
末を配合してなり、水中に音波または超音波を送
出したりまた逆に水中を伝播する音波または超音
波を受波する水中マイクロフオン用として応用さ
れ得る圧電複合材料に関する。 ＜従来技術＞ 合成ゴム中にチタン酸鉛などの圧電磁器粉末を
混合してなる圧電複合材料は、一般の焼結質圧電
磁器よりも低密度で媒質中を伝搬する音波の音速
が小さいため水との間に良好な音響的整合が得ら
れ、またその可撓性から水中深く浸漬しても水圧
による影響が小さいので、水中マイクロフオン用
圧電複合材料として好適である。ところで、かか
る材料にあつて、その電気的損失をできるだけお
さえることが重要で、そのためには、誘電損失
tanδをできるだけ小さくすることが望まれる。 本発明は、この種の圧電複合材料にあつて、誘
電損失tanδを充分小さくすることを目的とするも
のである。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の圧電複合材料は、圧電磁器粉末を、 組成式 Pb1-xTiO3-x ｘの範囲；0.12〜0.005 で表される組成物としたことを特徴とするもので
ある。 すなわち、PbOとTiO2を等量配合して形成さ
れるPbTiO3に対して、前記PbOをモル分率で
0.12〜0.005不足させて、圧電磁器粉末を構成し、
該圧電磁器粉末を有機基材に分散させてなるもの
である。 ＜作用＞ PbTiO3において、前記PbOを減少させていく
と、圧電磁器粉末の粒径が小さくなり、比表面積
が増すことにより、誘電損失tanδが小さくなると
見られる。 ＜実施例＞ 市販の純度99％以上のPbO（平均粒径3μm以下）
及び純度99.5％以上のTiO2（平均粒径2μm以下）
をPb1-xTiO3-x（ｘ＝0.12〜0.005）の組成式のも
とで配合し、2.5Kg秤量して振動ミルでアルミナ
玉石（3.5Kg）にて３時間の乾式混合を行なつた。
この際、振動ミルのポツトの内面壁はウレタン樹
脂で内張りし、これにより不純物の混入を防ぐよ
うにした。 次に金型を用いて350Kg／cm2の加圧により外形
47mm、厚み５mm、プレス密度4.5g／cm3のタブレツ
トを作り、高アルミナ質るつぼで1050℃にて２時
間、固相反応を行なつた。その後、この高温塊を
冷却水槽に投入することによつて水中急冷を生ぜ
しめ微粒子を得た。さらに崩壊促進のためにプロ
ペラ式攪拌機を用いて５時間以上の攪拌を行な
い、280メツシユ（ポアサイズ53μm）の篩に通し
た後、水を切つて100℃、24時間下で乾燥させ、
所望の微細なチタン酸鉛粉末を得た。 チタン酸鉛粉末のPbO不足量ｘの範囲を変え
て、夫々の粒子径と累積粒度との関係を沈降比重
天秤法を用いて調べた結果、図のようになつた。
また、従来のｘ＝０の粉末の平均粒径と、PbO不
足量ｘの範囲を変えた夫々のチタン酸鉛粉末の平
均粒子径とを比較した結果、次表のようになつ
た。
末を配合してなり、水中に音波または超音波を送
出したりまた逆に水中を伝播する音波または超音
波を受波する水中マイクロフオン用として応用さ
れ得る圧電複合材料に関する。 ＜従来技術＞ 合成ゴム中にチタン酸鉛などの圧電磁器粉末を
混合してなる圧電複合材料は、一般の焼結質圧電
磁器よりも低密度で媒質中を伝搬する音波の音速
が小さいため水との間に良好な音響的整合が得ら
れ、またその可撓性から水中深く浸漬しても水圧
による影響が小さいので、水中マイクロフオン用
圧電複合材料として好適である。ところで、かか
る材料にあつて、その電気的損失をできるだけお
さえることが重要で、そのためには、誘電損失
tanδをできるだけ小さくすることが望まれる。 本発明は、この種の圧電複合材料にあつて、誘
電損失tanδを充分小さくすることを目的とするも
のである。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の圧電複合材料は、圧電磁器粉末を、 組成式 Pb1-xTiO3-x ｘの範囲；0.12〜0.005 で表される組成物としたことを特徴とするもので
ある。 すなわち、PbOとTiO2を等量配合して形成さ
れるPbTiO3に対して、前記PbOをモル分率で
0.12〜0.005不足させて、圧電磁器粉末を構成し、
該圧電磁器粉末を有機基材に分散させてなるもの
である。 ＜作用＞ PbTiO3において、前記PbOを減少させていく
と、圧電磁器粉末の粒径が小さくなり、比表面積
が増すことにより、誘電損失tanδが小さくなると
見られる。 ＜実施例＞ 市販の純度99％以上のPbO（平均粒径3μm以下）
及び純度99.5％以上のTiO2（平均粒径2μm以下）
をPb1-xTiO3-x（ｘ＝0.12〜0.005）の組成式のも
とで配合し、2.5Kg秤量して振動ミルでアルミナ
玉石（3.5Kg）にて３時間の乾式混合を行なつた。
この際、振動ミルのポツトの内面壁はウレタン樹
脂で内張りし、これにより不純物の混入を防ぐよ
うにした。 次に金型を用いて350Kg／cm2の加圧により外形
47mm、厚み５mm、プレス密度4.5g／cm3のタブレツ
トを作り、高アルミナ質るつぼで1050℃にて２時
間、固相反応を行なつた。その後、この高温塊を
冷却水槽に投入することによつて水中急冷を生ぜ
しめ微粒子を得た。さらに崩壊促進のためにプロ
ペラ式攪拌機を用いて５時間以上の攪拌を行な
い、280メツシユ（ポアサイズ53μm）の篩に通し
た後、水を切つて100℃、24時間下で乾燥させ、
所望の微細なチタン酸鉛粉末を得た。 チタン酸鉛粉末のPbO不足量ｘの範囲を変え
て、夫々の粒子径と累積粒度との関係を沈降比重
天秤法を用いて調べた結果、図のようになつた。
また、従来のｘ＝０の粉末の平均粒径と、PbO不
足量ｘの範囲を変えた夫々のチタン酸鉛粉末の平
均粒子径とを比較した結果、次表のようになつ
た。
【表】
この表で明らかなように、PbO不足のチタン酸
鉛粉末の粒径は、従来のｘ＝０の粉末のものに比
して飛躍的に小さくなつた。 次に、これらの粉末に、クロロプレンゴムを、
チタン酸鉛／クロロプレンゴム＝60／40vol％の
配合割合で混合し、さらに加硫剤として、Pb3
O4、ZnO及びジベンゾチアジルジスルフイド
（商品名：ノクセラーDM）を混入した。前記加
硫剤の配合割合は、クロロプレンゴム100重量部
に対して、Pb3O4：ZnO：ノクセラーDM＝20重
量部：５重量部：0.5重量部とした。 さらにこれを小型ロール機でロール成型し、温
度180℃、圧力90Kｇ／cm2、時間20分の条件のも
とで、加硫プレス機により架橋して、縦150mm×
横150mm×厚み2.0mmのシート状に成形し、その表
裏面に銀ペーストの塗布により、方形状電極を形
成した。 さらにこのシートを、20℃の絶縁液中に浸漬
し、該液中で100KV／cmの直流電圧の印加を１
時間に渡り継続し、分極処理し、水中マイクロフ
オン用圧電ゴムシートを得た。 このPbO不足量ｘの値の異なる各圧電ゴムシー
ト及び、従来のゴムシート（ｘ＝０）の特性を調
べた結果、次表のようになつた。
鉛粉末の粒径は、従来のｘ＝０の粉末のものに比
して飛躍的に小さくなつた。 次に、これらの粉末に、クロロプレンゴムを、
チタン酸鉛／クロロプレンゴム＝60／40vol％の
配合割合で混合し、さらに加硫剤として、Pb3
O4、ZnO及びジベンゾチアジルジスルフイド
（商品名：ノクセラーDM）を混入した。前記加
硫剤の配合割合は、クロロプレンゴム100重量部
に対して、Pb3O4：ZnO：ノクセラーDM＝20重
量部：５重量部：0.5重量部とした。 さらにこれを小型ロール機でロール成型し、温
度180℃、圧力90Kｇ／cm2、時間20分の条件のも
とで、加硫プレス機により架橋して、縦150mm×
横150mm×厚み2.0mmのシート状に成形し、その表
裏面に銀ペーストの塗布により、方形状電極を形
成した。 さらにこのシートを、20℃の絶縁液中に浸漬
し、該液中で100KV／cmの直流電圧の印加を１
時間に渡り継続し、分極処理し、水中マイクロフ
オン用圧電ゴムシートを得た。 このPbO不足量ｘの値の異なる各圧電ゴムシー
ト及び、従来のゴムシート（ｘ＝０）の特性を調
べた結果、次表のようになつた。
【表】
【表】
この実験結果より、ｘの範囲；0.12〜0.005に
おいて、誘電損失tanδが、いずれも1.5％の値を
とり、従来構成のものに比して飛躍的に減少する
ことがわかつた。また、（dh×gh）／tanδによつ
て与えられる性能係数も上昇し、水中マイクロフ
オンとしての性能の向上も確認できた。 ＜発明の効果＞ 本発明は、上述のように、誘電損失tanδが充分
小さく、性能係数も高いので、水中マイクロフオ
ン用圧電複合材料として最適となる優れた効果が
ある。
おいて、誘電損失tanδが、いずれも1.5％の値を
とり、従来構成のものに比して飛躍的に減少する
ことがわかつた。また、（dh×gh）／tanδによつ
て与えられる性能係数も上昇し、水中マイクロフ
オンとしての性能の向上も確認できた。 ＜発明の効果＞ 本発明は、上述のように、誘電損失tanδが充分
小さく、性能係数も高いので、水中マイクロフオ
ン用圧電複合材料として最適となる優れた効果が
ある。
図は本発明のチタン酸鉛粉末の粒子径と、その
累積粒度との関係を示すグラフである。
累積粒度との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電磁器粉末を、有機基材に分散してなる圧
電複合材料において、前記圧電磁器粉末を、 組成式 Pb1-xTiO3-x ｘの範囲；0.12〜0.005 で表される組成物としたことを特徴とする水中マ
イクロフオン用圧電複合材料。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60112331A JPS61270257A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 水中マイクロフォン用圧電複合材料 |
| US06/865,066 US4751014A (en) | 1985-05-23 | 1986-05-19 | Piezoelectric composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60112331A JPS61270257A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 水中マイクロフォン用圧電複合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270257A JPS61270257A (ja) | 1986-11-29 |
| JPH0460944B2 true JPH0460944B2 (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=14584001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60112331A Granted JPS61270257A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 水中マイクロフォン用圧電複合材料 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4751014A (ja) |
| JP (1) | JPS61270257A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0716031B2 (ja) * | 1985-08-07 | 1995-02-22 | 日本特殊陶業株式会社 | 水中マイクロフオン用圧電複合材料 |
| US5204013A (en) * | 1986-07-03 | 1993-04-20 | Rutgers, The State Unversity Of New Jersey | Polarized products |
| EP0295895A1 (en) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Westinghouse Electric Corporation | Piezoceramic composite |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6051750A (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-23 | Murata Mfg Co Ltd | 防振複合体 |
-
1985
- 1985-05-23 JP JP60112331A patent/JPS61270257A/ja active Granted
-
1986
- 1986-05-19 US US06/865,066 patent/US4751014A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4751014A (en) | 1988-06-14 |
| JPS61270257A (ja) | 1986-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4330593A (en) | PZT/Polymer composites and their fabrication | |
| CN113698204A (zh) | 具备高压电响应及高居里温度的铌酸钾钠基无铅压电织构陶瓷及其制备方法 | |
| US5505870A (en) | Piezoelectric ceramic-polymer composite material and method for preparing the same | |
| JP3362473B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| DE2361927A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines polykristallinen bleizirkonattitanatkoerpers | |
| JPH0460944B2 (ja) | ||
| JP2015110504A (ja) | 圧電セラミックス、その製造方法、及び、それを有する圧電セラミックスピーカ | |
| JP2613671B2 (ja) | 強誘電性セラミックス | |
| JP2724393B2 (ja) | 圧電複合材料 | |
| US4743392A (en) | Piezoelectric composite material | |
| US3998748A (en) | Piezoelectric ceramic compositions | |
| JPS6114679B2 (ja) | ||
| JP3096918B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH0226794B2 (ja) | ||
| JP3781317B2 (ja) | 圧電磁器材料 | |
| JP3098831B2 (ja) | 水中送受波器用複合圧電材料 | |
| JP3256254B2 (ja) | 可撓性複合圧電材料 | |
| JPS6360110A (ja) | チタン酸鉛粒子及びチタン酸鉛粒子を利用した複合体 | |
| JP2524722B2 (ja) | 圧電磁器粉末 | |
| JP3587557B2 (ja) | 高周波用圧電フィルタ磁器組成物 | |
| JP2804531B2 (ja) | マイクロ波用誘電体磁器組成物の製造方法 | |
| JP2676385B2 (ja) | ハイドロフォン用圧電複合材料 | |
| US4184971A (en) | Ferromagneticpiezoelectric ceramic composition | |
| KR960012732B1 (ko) | 압전 세라믹-고분자 복합재료 및 그 제조방법 | |
| JPH0264015A (ja) | 圧電素子材料及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |