JPH06211566A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JPH06211566A JPH06211566A JP5021787A JP2178793A JPH06211566A JP H06211566 A JPH06211566 A JP H06211566A JP 5021787 A JP5021787 A JP 5021787A JP 2178793 A JP2178793 A JP 2178793A JP H06211566 A JPH06211566 A JP H06211566A
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- piezoelectric ceramic
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気機械結合係数が小さく、狭帯域の圧電セ
ラミックフィルタに応用することが可能な圧電磁器組成
物を得る。 【構成】 一般式： （ＰｂXＢａ1-X）2（ＫAＮａBＬｉC）Ｎｂ5Ｏ15 で表される圧電磁器組成物の、前記式中のＸ，Ａ，Ｂ，
及びＣをそれぞれ、 ０．３≦Ｘ≦０．８ ０．０≦Ａ≦１．０ ０．０≦Ｂ≦１．０ ０．０≦Ｃ≦１．０ とするとともに、 Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１ とする。
ラミックフィルタに応用することが可能な圧電磁器組成
物を得る。 【構成】 一般式： （ＰｂXＢａ1-X）2（ＫAＮａBＬｉC）Ｎｂ5Ｏ15 で表される圧電磁器組成物の、前記式中のＸ，Ａ，Ｂ，
及びＣをそれぞれ、 ０．３≦Ｘ≦０．８ ０．０≦Ａ≦１．０ ０．０≦Ｂ≦１．０ ０．０≦Ｃ≦１．０ とするとともに、 Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１ とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、圧電セラミック素
子、特に、圧電セラミックフィルタ、圧電セラミック発
振子などの材料として有用な圧電磁器組成物に関する。
子、特に、圧電セラミックフィルタ、圧電セラミック発
振子などの材料として有用な圧電磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電セラミックフィルタや圧電セラミッ
ク発振子などの圧電セラミック素子に用いられる材料
（圧電磁器組成物）として、従来より、チタン酸ジルコ
ン酸鉛（Ｐｂ（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ3）を主成分とする圧
電磁器組成物が広く用いられており、その圧電特性を改
善するために種々の微量添加物を添加した圧電磁器組成
物が用いられている。
ク発振子などの圧電セラミック素子に用いられる材料
（圧電磁器組成物）として、従来より、チタン酸ジルコ
ン酸鉛（Ｐｂ（ＴｉXＺｒ1-X）Ｏ3）を主成分とする圧
電磁器組成物が広く用いられており、その圧電特性を改
善するために種々の微量添加物を添加した圧電磁器組成
物が用いられている。
【０００３】これらの圧電磁器組成物として、例えば、
Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3のＰｂの一部をＢａ，Ｓｒ，Ｃ
ａなどの二価の元素で置換したもの、あるいはＰｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3に第三成分として、Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ
2/3）Ｏ3やＰｂ（Ｍｎ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3を固溶させたも
のなどが提案されている。
Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3のＰｂの一部をＢａ，Ｓｒ，Ｃ
ａなどの二価の元素で置換したもの、あるいはＰｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3に第三成分として、Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ
2/3）Ｏ3やＰｂ（Ｍｎ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3を固溶させたも
のなどが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｐｂ（Ｚｒ，
Ｔｉ）Ｏ3を主組成とする上記従来の圧電磁器組成物に
おいては、一般に圧電性が大きく、電気機械結合係数が
大きくなる。そのため、フィルタなどに応用する場合
に、帯域幅の狭い圧電セラミックフィルタを得ることが
困難であるという問題点がある。
Ｔｉ）Ｏ3を主組成とする上記従来の圧電磁器組成物に
おいては、一般に圧電性が大きく、電気機械結合係数が
大きくなる。そのため、フィルタなどに応用する場合
に、帯域幅の狭い圧電セラミックフィルタを得ることが
困難であるという問題点がある。
【０００５】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、電気機械結合係数が、従来のＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）
Ｏ3を主成分とする圧電磁器組成物よりも小さく、狭帯
域の圧電セラミックフィルタに応用することが可能な圧
電磁器組成物を提供することを目的とする。
あり、電気機械結合係数が、従来のＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）
Ｏ3を主成分とする圧電磁器組成物よりも小さく、狭帯
域の圧電セラミックフィルタに応用することが可能な圧
電磁器組成物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者等は種々の実験検討の結果、従来のＰｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3を成分として含まず、（Ａ１）2（Ａ２）
Ｂ5Ｏ15の式で表される、いわゆるタングステンブロン
ズ構造を有する圧電磁器組成物が、上記目的を達成する
のに適した材料であることを知り、さらに、実験検討を
重ねてこの発明を完成した。
に、発明者等は種々の実験検討の結果、従来のＰｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ｏ3を成分として含まず、（Ａ１）2（Ａ２）
Ｂ5Ｏ15の式で表される、いわゆるタングステンブロン
ズ構造を有する圧電磁器組成物が、上記目的を達成する
のに適した材料であることを知り、さらに、実験検討を
重ねてこの発明を完成した。
【０００７】すなわち、この発明の圧電磁器組成物は、
一般式： （ＰｂXＢａ1-X）2（ＫAＮａBＬｉC）Ｎｂ5Ｏ15 で表され、かつ、前記一般式中のＸ，Ａ，Ｂ，及びＣが
それぞれ、 ０．３≦Ｘ≦０．８ ０．０≦Ａ≦１．０ ０．０≦Ｂ≦１．０ ０．０≦Ｃ≦１．０ の範囲にあるとともに、 Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１ の要件を満たすことを特徴とする。
一般式： （ＰｂXＢａ1-X）2（ＫAＮａBＬｉC）Ｎｂ5Ｏ15 で表され、かつ、前記一般式中のＸ，Ａ，Ｂ，及びＣが
それぞれ、 ０．３≦Ｘ≦０．８ ０．０≦Ａ≦１．０ ０．０≦Ｂ≦１．０ ０．０≦Ｃ≦１．０ の範囲にあるとともに、 Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１ の要件を満たすことを特徴とする。
【０００８】また、前記圧電磁器組成物に、ＴｉＯ2及
びＣｒ2Ｏ3の少なくとも一方を０．０１〜２．０重量％
添加したことを特徴とする。
びＣｒ2Ｏ3の少なくとも一方を０．０１〜２．０重量％
添加したことを特徴とする。
【０００９】この発明の圧電磁器組成物において、Ｘ
（すなわちＰｂのモル分率）を０．３〜０．８としたの
は、Ｘがこの範囲を外れると完全な焼結体を得ることが
できないことによる。
（すなわちＰｂのモル分率）を０．３〜０．８としたの
は、Ｘがこの範囲を外れると完全な焼結体を得ることが
できないことによる。
【００１０】また、ＴｉＯ2及びＣｒ2Ｏ3は、圧電性を
向上させるために添加されるが、それらの添加量を０．
０１〜２．０重量％と規定したのは、０．０１重量％以
下では、圧電性がほとんど改善されず、また、２．０重
量％を越えると完全な焼結体を得ることができないこと
による。
向上させるために添加されるが、それらの添加量を０．
０１〜２．０重量％と規定したのは、０．０１重量％以
下では、圧電性がほとんど改善されず、また、２．０重
量％を越えると完全な焼結体を得ることができないこと
による。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例を示して、その特徴
とするところをさらに具体的に説明する。
とするところをさらに具体的に説明する。
【００１２】まず、出発原料として、ＢａＣＯ3，Ｐｂ
Ｏ，Ｎｂ2Ｏ5，Ｌｉ2ＣＯ3，Ｎａ2ＣＯ3，Ｋ2ＣＯ3，Ｔ
ｉＯ2，Ｃｒ2Ｏ3を用意し、これらの出発原料を表１に
示すような組成となるように秤取して、アルコールを加
え、ボールミルを用いて約５時間湿式混合し、得られた
混合物を乾燥した後、７００〜９００℃で仮焼した。そ
れから、この乾燥混合物をを粗粉砕した後、有機バイン
ダを適量加えてボールミルを用いて５〜１０時間湿式粉
砕し、４０メッシュのふるいを通して粒度調整を行っ
た。次に、これを７５０〜１０００kg／cm2の圧力で直
径１２mm、厚さ１．２mmの円板に成形した後、１１００
〜１３００℃の温度で焼成を行ない、円板状の磁器（磁
器円板）を得た。
Ｏ，Ｎｂ2Ｏ5，Ｌｉ2ＣＯ3，Ｎａ2ＣＯ3，Ｋ2ＣＯ3，Ｔ
ｉＯ2，Ｃｒ2Ｏ3を用意し、これらの出発原料を表１に
示すような組成となるように秤取して、アルコールを加
え、ボールミルを用いて約５時間湿式混合し、得られた
混合物を乾燥した後、７００〜９００℃で仮焼した。そ
れから、この乾燥混合物をを粗粉砕した後、有機バイン
ダを適量加えてボールミルを用いて５〜１０時間湿式粉
砕し、４０メッシュのふるいを通して粒度調整を行っ
た。次に、これを７５０〜１０００kg／cm2の圧力で直
径１２mm、厚さ１．２mmの円板に成形した後、１１００
〜１３００℃の温度で焼成を行ない、円板状の磁器（磁
器円板）を得た。
【００１３】そして、この磁器円板の表面（両主面）
に、通常の方法により、銀ペーストを塗布焼付けして銀
電極を形成した後、１００〜２００℃の絶縁オイル中で
３〜５ｋＶ／mmの直流電圧を３０分間印加して分極処理
を施し、圧電磁器円板（試料）を得た。
に、通常の方法により、銀ペーストを塗布焼付けして銀
電極を形成した後、１００〜２００℃の絶縁オイル中で
３〜５ｋＶ／mmの直流電圧を３０分間印加して分極処理
を施し、圧電磁器円板（試料）を得た。
【００１４】そして、これらの試料について、比誘電率
εｒ，径方向及び厚み方向の振動における電気機械結合
係数Ｋｐ及びＫｔ、機械的品質係数Ｑｍ及び共振周波数
の温度変化率ｆ−ＴＣを測定した。その結果を表１に示
す。なお、圧電特性は、インピーダンス測定器により共
振周波数及び反共振周波数を測定し、計算により求め
た。
εｒ，径方向及び厚み方向の振動における電気機械結合
係数Ｋｐ及びＫｔ、機械的品質係数Ｑｍ及び共振周波数
の温度変化率ｆ−ＴＣを測定した。その結果を表１に示
す。なお、圧電特性は、インピーダンス測定器により共
振周波数及び反共振周波数を測定し、計算により求め
た。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１に示すように、この発明の実施例にか
かる各試料については、εｒが６５０〜１４１０、Ｋｐ
が２０〜４５％、Ｋｔが２７〜５１％、Ｑｍが１９０〜
５３０、ｆ−ＴＣが−１８０〜＋２４０の範囲にあり、
電気機械結合係数Ｋｐ，Ｋｔは、従来のＰｂ（Ｚｒ，Ｔ
ｉ）Ｏ3を主組成とする圧電磁器のＫｐ，Ｋｔ（例え
ば、Ｋｐ＝６５〜３０％，Ｋｔ＝３５〜５５％）に比べ
て小さくなっている。
かる各試料については、εｒが６５０〜１４１０、Ｋｐ
が２０〜４５％、Ｋｔが２７〜５１％、Ｑｍが１９０〜
５３０、ｆ−ＴＣが−１８０〜＋２４０の範囲にあり、
電気機械結合係数Ｋｐ，Ｋｔは、従来のＰｂ（Ｚｒ，Ｔ
ｉ）Ｏ3を主組成とする圧電磁器のＫｐ，Ｋｔ（例え
ば、Ｋｐ＝６５〜３０％，Ｋｔ＝３５〜５５％）に比べ
て小さくなっている。
【００１７】また、表１より、電気機械結合係数の異方
性が小さく、エネルギー閉じ込めも可能であることがわ
かる。
性が小さく、エネルギー閉じ込めも可能であることがわ
かる。
【００１８】さらに、ＴｉＯ2またはＣｒ2Ｏ3を添加し
た試料（試料番号７〜１０）については、圧電性向上の
傾向が認められる。
た試料（試料番号７〜１０）については、圧電性向上の
傾向が認められる。
【００１９】なお、この発明の圧電磁器組成物は、上記
実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内
において、その組成を変化させることが可能である。
実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内
において、その組成を変化させることが可能である。
【００２０】
【発明の効果】上述のように、この発明の圧電磁器組成
物は、一般式： （ＰｂXＢａ1-X）2（ＫAＮａBＬｉC）Ｎｂ5Ｏ15 で表され、かつ、前記一般式中のＸ，Ａ，Ｂ，及びＣが
上記所定の範囲内にあるような組成を有していることか
ら、特に圧電セラミックフィルタにおいて重要な周波数
温度特性が良好になるＭＰＢ（結晶構造が変化するよう
な組成境界領域）を有しており、かつ電気機械結合係数
が、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3を主組成とする圧電磁器に
比べて小さい。さらに、電気機械結合係数の異方性が小
さく、エネルギー閉じ込めも可能である。
物は、一般式： （ＰｂXＢａ1-X）2（ＫAＮａBＬｉC）Ｎｂ5Ｏ15 で表され、かつ、前記一般式中のＸ，Ａ，Ｂ，及びＣが
上記所定の範囲内にあるような組成を有していることか
ら、特に圧電セラミックフィルタにおいて重要な周波数
温度特性が良好になるＭＰＢ（結晶構造が変化するよう
な組成境界領域）を有しており、かつ電気機械結合係数
が、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3を主組成とする圧電磁器に
比べて小さい。さらに、電気機械結合係数の異方性が小
さく、エネルギー閉じ込めも可能である。
【００２１】また、ＴｉＯ2及びＣｒ2Ｏ3の少なくとも
一方を添加することにより、圧電性を向上させることが
できる。
一方を添加することにより、圧電性を向上させることが
できる。
【００２２】したがって、この発明の圧電磁器組成物
は、狭帯域用の圧電セラミックフィルタ用の材料として
特に有用であり、この発明の圧電磁器組成物を用いるこ
とにより、帯域幅が狭く、温度安定性に優れたエネルギ
ー閉じ込め型の圧電セラミックフィルタ用を得ることが
可能になる。
は、狭帯域用の圧電セラミックフィルタ用の材料として
特に有用であり、この発明の圧電磁器組成物を用いるこ
とにより、帯域幅が狭く、温度安定性に優れたエネルギ
ー閉じ込め型の圧電セラミックフィルタ用を得ることが
可能になる。
Claims (2)
- 【請求項１】 一般式： （ＰｂXＢａ1-X）2（ＫAＮａBＬｉC）Ｎｂ5Ｏ15 で表され、かつ、前記一般式中のＸ，Ａ，Ｂ，及びＣが
それぞれ、 ０．３≦Ｘ≦０．８ ０．０≦Ａ≦１．０ ０．０≦Ｂ≦１．０ ０．０≦Ｃ≦１．０ の範囲にあるとともに、 Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１ の要件を満たすことを特徴とする圧電磁器組成物。 - 【請求項２】 請求項１記載の圧電磁器組成物に、Ｔｉ
Ｏ2及びＣｒ2Ｏ3の少なくとも一方を０．０１〜２．０
重量％添加した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 |
|---|---|---|---|
| JP5021787A JPH06211566A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5021787A JPH06211566A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 圧電磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06211566A true JPH06211566A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=12064783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5021787A Pending JPH06211566A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06211566A (ja) |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP5021787A patent/JPH06211566A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011113 |