JPH0570128A - 焦電性磁器組成物 - Google Patents
焦電性磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0570128A JPH0570128A JP3083923A JP8392391A JPH0570128A JP H0570128 A JPH0570128 A JP H0570128A JP 3083923 A JP3083923 A JP 3083923A JP 8392391 A JP8392391 A JP 8392391A JP H0570128 A JPH0570128 A JP H0570128A
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- Japan
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- pyroelectric
- site
- present
- porcelain composition
- tio
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、焦電係数の温度特性がよく、ま
た、誘電率が小さく、かつ焦電係が大きい、いわゆる性
能指数が高い焦電性磁器組成物を提供することを目的と
する。 【構成】 本発明の焦電性磁器組成物は化学式( PbX La
(2/3)yCaz )TiO3 で表される基本組成において、ｘ，
ｙ，ｚが次に示される範囲にあり、かつＢサイトの一部
が(Ni1/3Nb2/3)、(Mg1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb1/2)、(Zn1/3
Nb2/3)、(Sn w Sb1-w ) あるいは(Cu1/3Nb2/3)のうち少
なくともいずれか一つで置換されていることを特徴とし
ている。 0.65≦ｘ≦0.98 0.01≦ｙ≦0.30 0.01≦ｚ≦0.30 0 ＜ｗ＜１
た、誘電率が小さく、かつ焦電係が大きい、いわゆる性
能指数が高い焦電性磁器組成物を提供することを目的と
する。 【構成】 本発明の焦電性磁器組成物は化学式( PbX La
(2/3)yCaz )TiO3 で表される基本組成において、ｘ，
ｙ，ｚが次に示される範囲にあり、かつＢサイトの一部
が(Ni1/3Nb2/3)、(Mg1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb1/2)、(Zn1/3
Nb2/3)、(Sn w Sb1-w ) あるいは(Cu1/3Nb2/3)のうち少
なくともいずれか一つで置換されていることを特徴とし
ている。 0.65≦ｘ≦0.98 0.01≦ｙ≦0.30 0.01≦ｚ≦0.30 0 ＜ｗ＜１
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、焦電性磁器組成物に
関し、たとえば、人体センサやガスセンサ等の赤外線セ
ンサに利用される。
関し、たとえば、人体センサやガスセンサ等の赤外線セ
ンサに利用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、焦電性磁器組成物としてチタン酸
鉛系、チタン酸ジルコン酸鉛系の材料等が開発されてい
る。チタン酸鉛系の材料は温度特性および誘電率の点に
おいてこれまで最も実用的とされてきた。それはすなわ
ち、焦電係数の温度変化が小さく、かつ誘電率も適度に
小さいという点で優れているためである。一方、チタン
酸ジルコン酸鉛系の材料は、チタン酸鉛系の材料に比べ
焦電係数を大きくできるものの、焦電係数の温度特性お
よび誘電率の点において劣るという欠点を有していた。
近年においては、このチタン酸鉛系材料のＰｂの一部を
ＣａあるいはＬａで置換することにより焦電性を向上さ
せ、より実用に供しうるセラミックスが発明されてい
る。例えば、特願昭59-42920号および特願昭58-240192
号に開示されている。
鉛系、チタン酸ジルコン酸鉛系の材料等が開発されてい
る。チタン酸鉛系の材料は温度特性および誘電率の点に
おいてこれまで最も実用的とされてきた。それはすなわ
ち、焦電係数の温度変化が小さく、かつ誘電率も適度に
小さいという点で優れているためである。一方、チタン
酸ジルコン酸鉛系の材料は、チタン酸鉛系の材料に比べ
焦電係数を大きくできるものの、焦電係数の温度特性お
よび誘電率の点において劣るという欠点を有していた。
近年においては、このチタン酸鉛系材料のＰｂの一部を
ＣａあるいはＬａで置換することにより焦電性を向上さ
せ、より実用に供しうるセラミックスが発明されてい
る。例えば、特願昭59-42920号および特願昭58-240192
号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 ところが、上述した
従来技術では、焦電係数ｐは改善できたものの同時に誘
電率εも増大する。すなわち、その性能指数Ｆ＝ｐ／ε
はＡＢＯ3 型ペロブスカイト構造であるPbTiO3のＡサイ
トのPbのうち約20〜25％をCaまたはLaの少なくとも一方
で置換した場合、たとえば、(Pb0.75Ca0.25)TiO3、(Pb
0.75Ca0.20La0.05)TiO3、(Pb0.80La0.20)TiO3等の組成
において最大値を示し、さらに、２５％以上の置換を行
った場合には減少するため、Ａサイトの置換のみでは性
能指数の改善には限界が生じている。
従来技術では、焦電係数ｐは改善できたものの同時に誘
電率εも増大する。すなわち、その性能指数Ｆ＝ｐ／ε
はＡＢＯ3 型ペロブスカイト構造であるPbTiO3のＡサイ
トのPbのうち約20〜25％をCaまたはLaの少なくとも一方
で置換した場合、たとえば、(Pb0.75Ca0.25)TiO3、(Pb
0.75Ca0.20La0.05)TiO3、(Pb0.80La0.20)TiO3等の組成
において最大値を示し、さらに、２５％以上の置換を行
った場合には減少するため、Ａサイトの置換のみでは性
能指数の改善には限界が生じている。
【０００４】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
焦電係数の温度特性がよく、また、誘電率が小さく、か
つ焦電係数が大きい、いわゆる性能指数が改善された焦
電性磁器組成物を提供することを目的とする。
焦電係数の温度特性がよく、また、誘電率が小さく、か
つ焦電係数が大きい、いわゆる性能指数が改善された焦
電性磁器組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 本発明の焦電性磁器組
成物は、化学式( PbX La(2/3)yCaz )TiO3 で表される基
本組成において、ｘ，ｙ，ｚが次に示される範囲にあ
り、かつＢサイトであるTiの一部が(Ni1/3Nb2/3)、(Mg
1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(Sn w Sb
1-w ) 、(Cu1/3Nb2/3)のうち少なくともいずれか一つで
置換されていることによって特徴づけられる。
成物は、化学式( PbX La(2/3)yCaz )TiO3 で表される基
本組成において、ｘ，ｙ，ｚが次に示される範囲にあ
り、かつＢサイトであるTiの一部が(Ni1/3Nb2/3)、(Mg
1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(Sn w Sb
1-w ) 、(Cu1/3Nb2/3)のうち少なくともいずれか一つで
置換されていることによって特徴づけられる。
【０００６】0.65≦ｘ≦0.98 0.01≦ｙ≦0.30 0.01≦ｚ≦0.30 0 ＜ｗ＜１
【０００７】
【作用】 PbTiO3のＡサイトをCaまたはLaの少なくとも
どちらか一方で置換することによってえられる(Pb x La
(2/3)yCaz )TiO3 のＢサイトであるTiの一部を(Ni1/3Nb
2/3)、(Mg1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(S
n w Sb1-w ) 、(Cu1/3Nb2/3)のうち少なくともいずれか
一つで置換することにより焦電特性を向上させることが
できる。
どちらか一方で置換することによってえられる(Pb x La
(2/3)yCaz )TiO3 のＢサイトであるTiの一部を(Ni1/3Nb
2/3)、(Mg1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(S
n w Sb1-w ) 、(Cu1/3Nb2/3)のうち少なくともいずれか
一つで置換することにより焦電特性を向上させることが
できる。
【０００８】
【実施例】 本発明実施例は、PbTiO3のＡサイトをCaま
たはLaの少なくともどちらか一方で置換することによっ
て得られる(Pb x La(2/3)yCaz )TiO3 に対しＢサイトで
あるTiの一部を(Ni1/3Nb2/3)、(Mg1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb
1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(Sn w Sb1-w ) 、(Cu1/3Nb2/3)の
うち少なくともいずれか一つに置換することにより得ら
れるものである。
たはLaの少なくともどちらか一方で置換することによっ
て得られる(Pb x La(2/3)yCaz )TiO3 に対しＢサイトで
あるTiの一部を(Ni1/3Nb2/3)、(Mg1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb
1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(Sn w Sb1-w ) 、(Cu1/3Nb2/3)の
うち少なくともいずれか一つに置換することにより得ら
れるものである。
【０００９】次に上記構成からなる本発明による焦電性
磁器の製造方法について説明する。本発明実施例は、固
相反応を用い、よく知られた製造方法により製造され
る。出発原料はそれぞれ高純度のPbO,La2O3,CaCO3,Ti
O2,SnO2,Sb2O3 およびMnCO3 粉末を用い、これらの原料
を、 ( PbX La(2/3)yCaz ) ｛Ti1-A (Sn w Sb1-w ) A ｝O 3 ＋0.5 ｗｔ％MnCO3 0.65≦ｘ≦0.98 0.01≦ｙ≦0.30 0.01≦ｚ≦0.30 0 ＜Ａ＜１ 0 ＜ｗ＜１ となるように秤量し、湿式混合した。
磁器の製造方法について説明する。本発明実施例は、固
相反応を用い、よく知られた製造方法により製造され
る。出発原料はそれぞれ高純度のPbO,La2O3,CaCO3,Ti
O2,SnO2,Sb2O3 およびMnCO3 粉末を用い、これらの原料
を、 ( PbX La(2/3)yCaz ) ｛Ti1-A (Sn w Sb1-w ) A ｝O 3 ＋0.5 ｗｔ％MnCO3 0.65≦ｘ≦0.98 0.01≦ｙ≦0.30 0.01≦ｚ≦0.30 0 ＜Ａ＜１ 0 ＜ｗ＜１ となるように秤量し、湿式混合した。
【００１０】これらの混合粉を800 ℃〜900 ℃で2 時間
仮焼した後、湿式粉砕し平均粒径が約0.5 μｍとなるよ
うに調整した。粉砕した粉末100gに対し4cc の4 ｗｔ％
ＰＶＡ水溶液を加え、♯30メッシュを通して造粒粉とし
た。この造粒粉に1000kg/cm2の圧力を加えてφ15×1.5m
m のペレットを成形し、400 ℃で脱脂した後、1200℃〜
1250℃の温度で２時間焼成することにより所望の磁器を
得た。得られた磁器を150 μｍの厚さに研磨し、その研
磨面に銀を蒸着して一対の電極を施し、6kv/mmの電圧で
分極し測定用の試料を作成した。
仮焼した後、湿式粉砕し平均粒径が約0.5 μｍとなるよ
うに調整した。粉砕した粉末100gに対し4cc の4 ｗｔ％
ＰＶＡ水溶液を加え、♯30メッシュを通して造粒粉とし
た。この造粒粉に1000kg/cm2の圧力を加えてφ15×1.5m
m のペレットを成形し、400 ℃で脱脂した後、1200℃〜
1250℃の温度で２時間焼成することにより所望の磁器を
得た。得られた磁器を150 μｍの厚さに研磨し、その研
磨面に銀を蒸着して一対の電極を施し、6kv/mmの電圧で
分極し測定用の試料を作成した。
【００１１】Ｂサイトの一部を(Sn w Sb1-w ) で置き換
えた種々の組成について、表１にそれぞれの特性を示
す。ただし、試料No.1は、本発明実施例である試料No.2
乃至試料No.7との比較を行うための比較例で、これはＡ
サイトを２５％置換した場合でＡサイト置換において性
能指数F1, F2がともに最大値である。また、比較例では
Ｂサイトの置換は行っていない
えた種々の組成について、表１にそれぞれの特性を示
す。ただし、試料No.1は、本発明実施例である試料No.2
乃至試料No.7との比較を行うための比較例で、これはＡ
サイトを２５％置換した場合でＡサイト置換において性
能指数F1, F2がともに最大値である。また、比較例では
Ｂサイトの置換は行っていない
【００１２】
【表１】
【００１３】さて、表１から明らかなように、Ａサイト
置換のみで性能指数が最大値を示す試料No.1に比べ、N
o.4およびNo.6においてその特性に改善がみられた。特
にNo.6においては性能指数はF1については５％、F2につ
いては１０％，それぞれ向上した。また、ノイズの原因
とされるｔａｎδは0.4 〜0.6 であり、小さい値に抑え
ることができた。また、キューリー点は200 ℃以上であ
り、常温付近で感度の温度特性は良好なものを得ること
ができた。
置換のみで性能指数が最大値を示す試料No.1に比べ、N
o.4およびNo.6においてその特性に改善がみられた。特
にNo.6においては性能指数はF1については５％、F2につ
いては１０％，それぞれ向上した。また、ノイズの原因
とされるｔａｎδは0.4 〜0.6 であり、小さい値に抑え
ることができた。また、キューリー点は200 ℃以上であ
り、常温付近で感度の温度特性は良好なものを得ること
ができた。
【００１４】なお、Ｂサイトの一部を(Ni1/3Nb2/3)、(M
g1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(Cu1/3Nb
2/3)のそれぞれについても、(Sn w Sb1-w ) で置き換え
た場合と同様の性能指数が得られた。
g1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(Cu1/3Nb
2/3)のそれぞれについても、(Sn w Sb1-w ) で置き換え
た場合と同様の性能指数が得られた。
【００１５】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明は化学式
( PbX La(2/3)yCaz )TiO3 で表される基本組成のＢサイ
トの一部を(Ni1/3Nb2/3)、(Mg1/3Nb2/3)、(Mn1/2S
b1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(Sn w Sb1-w ) 、(Cu1/3Nb2/3)
のうち少なくともいずれか一つで置換されている構成と
したから、ｔａｎδを低く抑えたまま性能指数を大きく
改善することができる。この結果、本発明による素子を
用いてセンサを作製すれば、Ｓ／Ｎ比を従来より大きく
することができ、高性能なセンサを提供することができ
る。
( PbX La(2/3)yCaz )TiO3 で表される基本組成のＢサイ
トの一部を(Ni1/3Nb2/3)、(Mg1/3Nb2/3)、(Mn1/2S
b1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(Sn w Sb1-w ) 、(Cu1/3Nb2/3)
のうち少なくともいずれか一つで置換されている構成と
したから、ｔａｎδを低く抑えたまま性能指数を大きく
改善することができる。この結果、本発明による素子を
用いてセンサを作製すれば、Ｓ／Ｎ比を従来より大きく
することができ、高性能なセンサを提供することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 3/00 Ｂ 9059−5Ｇ 3/12 ３１９ 9059−5Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】 化学式( PbX La(2/3)yCaz )TiO3 で表さ
れる基本組成において、ｘ，ｙ，ｚが次に示される範囲
にあり、かつＢサイトであるTiの一部が(Ni1 /3Nb2/3)、
(Mg1/3Nb2/3)、(Mn1/2Sb1/2)、(Zn1/3Nb2/3)、(Sn w Sb
1-w ) 、(Cu1 /3Nb2/3)のうち少なくともいずれか一つで
置換されていることを特徴とする焦電性磁器組成物。 0.65≦ｘ≦0.98 0.01≦ｙ≦0.30 0.01≦ｚ≦0.30 0 ＜ｗ＜１
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083923A JPH0742166B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 焦電性磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083923A JPH0742166B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 焦電性磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570128A true JPH0570128A (ja) | 1993-03-23 |
| JPH0742166B2 JPH0742166B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=13816125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3083923A Expired - Fee Related JPH0742166B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 焦電性磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742166B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013035704A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Nec Tokin Corp | 焦電体材料およびそれを用いた焦電型赤外線センサ |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP3083923A patent/JPH0742166B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013035704A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Nec Tokin Corp | 焦電体材料およびそれを用いた焦電型赤外線センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0742166B2 (ja) | 1995-05-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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