JPH06321632A - 高圧電活性および高比誘電率を有する圧電セラミック材料 - Google Patents
高圧電活性および高比誘電率を有する圧電セラミック材料Info
- Publication number
- JPH06321632A JPH06321632A JP6039641A JP3964194A JPH06321632A JP H06321632 A JPH06321632 A JP H06321632A JP 6039641 A JP6039641 A JP 6039641A JP 3964194 A JP3964194 A JP 3964194A JP H06321632 A JPH06321632 A JP H06321632A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic material
- piezoelectric ceramic
- piezoelectric
- dielectric constant
- formula
- 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.)
- Granted
Links
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 8
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 18
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 6
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- JPJZHBHNQJPGSG-UHFFFAOYSA-N titanium;zirconium;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Ti].[Zr] JPJZHBHNQJPGSG-UHFFFAOYSA-N 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/49—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates
- C04B35/491—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT
- C04B35/493—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT containing also other lead compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 この発明は、ジルコニウム酸チタン酸鉛を基
材とし、さらに添加物として、セラミック材料総量に対
して１ないし１０モル％の量の式： 【数１】 （式中、ＡはＰｂ、Ｓｒ、ＢａまたはＣａ）を有する錯
化合物を三元または四元固溶体の形で含有する圧電セラ
ミック材料に関する。この発明のセラミック材料は音響
効果または水中での音波使用時の音波もしくは超音波変
換器またはアクチュエータに好適に使用できる。
材とし、さらに添加物として、セラミック材料総量に対
して１ないし１０モル％の量の式： 【数１】 （式中、ＡはＰｂ、Ｓｒ、ＢａまたはＣａ）を有する錯
化合物を三元または四元固溶体の形で含有する圧電セラ
ミック材料に関する。この発明のセラミック材料は音響
効果または水中での音波使用時の音波もしくは超音波変
換器またはアクチュエータに好適に使用できる。
Description
【０００１】この発明は、ジルコニウム酸チタン酸鉛を
基材として、さらに添加物を有する高電気機械結合係数
とともに高比誘電率を有する圧電セラミック材料に関す
る。
基材として、さらに添加物を有する高電気機械結合係数
とともに高比誘電率を有する圧電セラミック材料に関す
る。
【０００２】添加または置換によって、ジルコニウム酸
チタン酸鉛Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3と呼ばれるチタン酸
鉛ＰｂＴｉＯ3とジルコニウム酸鉛ＰｂＺｒＯ3との固溶
体を基材とする組成物を変性して、圧電材料の用途に適
する仕様が得られることはすでに公知である。とくに、
Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3中のＴｉ／Ｚｒの化学量論比、
Ｐｂの代りにアルカリ土金属ＣａおよびＳｒの一部置換
の効果、たとえば、ドーピング剤としての三価および五
価のイオン（Ｂｉ、Ｌａ；Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔａ）添加の著
しい影響、およびジルコニウム酸チタン酸鉛と、ジルコ
ニウム酸チタン酸鉛のように、式［Ａ2+Ｂ4+］Ｏ3 2-の
ペロブスカイト型結晶構造を有する錯化合物との固溶体
の形成に伴う性質の変化は述べられている。
チタン酸鉛Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3と呼ばれるチタン酸
鉛ＰｂＴｉＯ3とジルコニウム酸鉛ＰｂＺｒＯ3との固溶
体を基材とする組成物を変性して、圧電材料の用途に適
する仕様が得られることはすでに公知である。とくに、
Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3中のＴｉ／Ｚｒの化学量論比、
Ｐｂの代りにアルカリ土金属ＣａおよびＳｒの一部置換
の効果、たとえば、ドーピング剤としての三価および五
価のイオン（Ｂｉ、Ｌａ；Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔａ）添加の著
しい影響、およびジルコニウム酸チタン酸鉛と、ジルコ
ニウム酸チタン酸鉛のように、式［Ａ2+Ｂ4+］Ｏ3 2-の
ペロブスカイト型結晶構造を有する錯化合物との固溶体
の形成に伴う性質の変化は述べられている。
【０００３】三価および五価のイオン添加によって、高
比誘電率、高圧電活性ならびに高誘電損失および高機械
損失さらに低保磁力を有する圧電セラミックの調製が可
能になった。低保磁力は、直流電界におけるポーリング
時の圧電セラミックの挙動に影響を及ぼし、セラミック
の圧電活性にとって絶対必要条件の高残留分極が低電界
強度で得られる。
比誘電率、高圧電活性ならびに高誘電損失および高機械
損失さらに低保磁力を有する圧電セラミックの調製が可
能になった。低保磁力は、直流電界におけるポーリング
時の圧電セラミックの挙動に影響を及ぼし、セラミック
の圧電活性にとって絶対必要条件の高残留分極が低電界
強度で得られる。
【０００４】高残留分極と相まって低保磁力を有するセ
ラミックは技術的に「ソフト（ｓｏｆｔ）」圧電セラミ
ックとも云われる。
ラミックは技術的に「ソフト（ｓｏｆｔ）」圧電セラミ
ックとも云われる。
【０００５】Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3を基材とし、必要
に応じて変性された組成物の一般式は、したがって （Ａ1，Ａ2・・・Ａn）（Ｂ1，Ｂ2・・・Ｂn）Ｏ3 である。
に応じて変性された組成物の一般式は、したがって （Ａ1，Ａ2・・・Ａn）（Ｂ1，Ｂ2・・・Ｂn）Ｏ3 である。
【０００６】化学量論および電荷の中性は、
【数４】 のように、錯化合物の存在条件を守ることによって得ら
れる。
れる。
【０００７】前記錯化合物によるＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ
3の考えられる種々の変性の中で、種々の仕様の極めて
効果的な圧電セラミック材料の調製が可能になった。
3の考えられる種々の変性の中で、種々の仕様の極めて
効果的な圧電セラミック材料の調製が可能になった。
【０００８】しばらく公知となっていた高比誘電率およ
び高圧電活性を有する「ソフト」セラミックを調製する
方法はＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3へのＷＯ3の添加である。
すなわち、ＷＯ3の添加効果はＬａ2Ｏ3またはＮｂ2Ｏ5
の効果に一致する。たとえば、ＤＥ−Ａ−１６ ４６
６７５はＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3へのＰｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ
2/3）Ｏ3 ＮｉＯの添加効果を記載し、一方Ｐｂ（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｏ3へのＷＯ3添加効果はＪａｐ．Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．６１（１９６７）８．９５４−９６１に
記載されている。
び高圧電活性を有する「ソフト」セラミックを調製する
方法はＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3へのＷＯ3の添加である。
すなわち、ＷＯ3の添加効果はＬａ2Ｏ3またはＮｂ2Ｏ5
の効果に一致する。たとえば、ＤＥ−Ａ−１６ ４６
６７５はＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3へのＰｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ
2/3）Ｏ3 ＮｉＯの添加効果を記載し、一方Ｐｂ（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｏ3へのＷＯ3添加効果はＪａｐ．Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．６１（１９６７）８．９５４−９６１に
記載されている。
【０００９】たとえば、Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3−Ｐｂ
（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3−Ｐｂ（Ｍｇ1/2Ｗ1/2）Ｏ3のよ
うな四元組成物についても同様な結果が得られている
（Ｎｅｏｒｇ．Ｍａｔｅｒ．２６（１９９０）２１９−
２２０）。
（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3−Ｐｂ（Ｍｇ1/2Ｗ1/2）Ｏ3のよ
うな四元組成物についても同様な結果が得られている
（Ｎｅｏｒｇ．Ｍａｔｅｒ．２６（１９９０）２１９−
２２０）。
【００１０】Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3を変性するための
これまでの通常の添加および置換は、たとえば、下記の
性質を有する圧電セラミックを生成した。
これまでの通常の添加および置換は、たとえば、下記の
性質を有する圧電セラミックを生成した。
【００１１】組成物（１）：０．９７ Ｐｂ（Ｚｒ0.51
Ｔｉ0.49）Ｏ3−０．０３ ＷＯ3
Ｔｉ0.49）Ｏ3−０．０３ ＷＯ3
【数５】 組成物（２）：（Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．
４９（１９６６）１１、ｐ５７７−５８２による） Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）0.375（Ｔｉ0.375Ｚｒ0.25）Ｏ
3＋１．０重量％．ＮｉＯ
４９（１９６６）１１、ｐ５７７−５８２による） Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）0.375（Ｔｉ0.375Ｚｒ0.25）Ｏ
3＋１．０重量％．ＮｉＯ
【数６】 組成物（３）：（Ｐｂ0.95Ｓｒ0.05）（Ｍｇ1/3Ｎ
ｂ2/3）0.375（Ｔｉ0.38Ｚｒ0.245）Ｏ3
ｂ2/3）0.375（Ｔｉ0.38Ｚｒ0.245）Ｏ3
【数７】 前記式中［ａ］ ＤＩＮ ＩＥＣ ４８３による比誘電
率 ［ｂ］ ＤＩＮ ＩＥＣ ４８３による電気機械結合係
数 および ［ｃ］ Ｔs：焼結温度およびｔｓ：焼結時間 上記の公知組成物では、次の最適化問題が生じる。すな
わち、単一酸化物ＷＯ3の添加によりソフト挙動を生じ
るＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3の変性は比較的低い電気機械
結合係数Ｋp ＜０．５５とともに、２０００を下回る比
誘電率を示す。組成物（１）と比較のこと。
率 ［ｂ］ ＤＩＮ ＩＥＣ ４８３による電気機械結合係
数 および ［ｃ］ Ｔs：焼結温度およびｔｓ：焼結時間 上記の公知組成物では、次の最適化問題が生じる。すな
わち、単一酸化物ＷＯ3の添加によりソフト挙動を生じ
るＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3の変性は比較的低い電気機械
結合係数Ｋp ＜０．５５とともに、２０００を下回る比
誘電率を示す。組成物（１）と比較のこと。
【００１２】広範囲内のＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3の変性
は錯化合物の置換によってもたらされ、組成物（２）お
よび（３）から知ることができる。ここで、２０００な
いし４０００の範囲内の比誘電率は結合係数Ｋp＜０．
６０を有する圧電セラミックの場合に得ることができる
が、これは高い材料費（約１０重量％の高価なＮｂ
2Ｏ3）を投じてはじめて実現できる。さらに、該圧電セ
ラミックの合成は比較的高い焼結温度で行われる。
は錯化合物の置換によってもたらされ、組成物（２）お
よび（３）から知ることができる。ここで、２０００な
いし４０００の範囲内の比誘電率は結合係数Ｋp＜０．
６０を有する圧電セラミックの場合に得ることができる
が、これは高い材料費（約１０重量％の高価なＮｂ
2Ｏ3）を投じてはじめて実現できる。さらに、該圧電セ
ラミックの合成は比較的高い焼結温度で行われる。
【００１３】したがって、この発明の目的は、高比誘電
率に加え、同時に高電気機械結合係数をも有し、かつ、
経済的に調製可能、すなわち、廉価な添加物を用いて、
比較的低い焼結温度で得ることができる圧電セラミック
を提供することにある。
率に加え、同時に高電気機械結合係数をも有し、かつ、
経済的に調製可能、すなわち、廉価な添加物を用いて、
比較的低い焼結温度で得ることができる圧電セラミック
を提供することにある。
【００１４】この目的は、二元固溶体Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）Ｏ3を基材とし、さらにセラミック材料総量に対し
て１ないし１０モル％の量の式：
ｒ）Ｏ3を基材とし、さらにセラミック材料総量に対し
て１ないし１０モル％の量の式：
【数８】 （式中、ＡはＰｂ、Ｓｒ、ＢａまたはＣａ）を有する錯
添加物を、三元または四元固溶体の形で含有する圧電セ
ラミックを含む、前置きで述べた一般的種類の圧電セラ
ミック材料によって得られる。
添加物を、三元または四元固溶体の形で含有する圧電セ
ラミックを含む、前置きで述べた一般的種類の圧電セラ
ミック材料によって得られる。
【００１５】驚くべきことは、この発明の組成物が
【数９】 および電気機械結合係数 Ｋp ＞０．６０を有すること
である。
である。
【００１６】とりわけ、低比率 のＮｂ2Ｏ5を用いて調
製できるこの発明の廉価な材料は、下記のとくに好適な
物理的性質：
製できるこの発明の廉価な材料は、下記のとくに好適な
物理的性質：
【数１０】 焼結温度Ｔs ＜１２００℃ を有することが好ましい。
【００１７】とりわけ有用な添加物は （１−ｚ）Ｐｂ（ＴｉuＺｒv）（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）w
Ｏ3−ｚＡ（Ｗ1/3Ｎｉ1/3）Ｏ3 である。
Ｏ3−ｚＡ（Ｗ1/3Ｎｉ1/3）Ｏ3 である。
【００１８】Ｎｉ3+は置換錯化合物中でとくに効果的で
ある。添加物の種類および濃度により、特定四元固溶体
の組成物を用いて、１１５０℃以下の焼結温度Ｔsで、
同時に材料費が少なくとも２５％節減される圧電セラミ
ックを調製することができる。
ある。添加物の種類および濃度により、特定四元固溶体
の組成物を用いて、１１５０℃以下の焼結温度Ｔsで、
同時に材料費が少なくとも２５％節減される圧電セラミ
ックを調製することができる。
【００１９】この発明の圧電セラミックは、音響効果や
水中での音波使用時の音波や超音波変換器およびアクチ
ュエータに用いるのが好ましい。
水中での音波使用時の音波や超音波変換器およびアクチ
ュエータに用いるのが好ましい。
【００２０】ところで、この発明の態様を、発明を限定
することなく、実施例によってさらに詳細に説明する。
することなく、実施例によってさらに詳細に説明する。
【００２１】実施例のために、下記組成の四元固溶体を
調製した。
調製した。
【００２２】（１−ｚ）Ｐｂ（ＴｉuＺｒv）（Ｍｇ1/3
Ｎｂ2/3）wＯ3−ｚＡ（Ｗ1/3Ｎｉ2/3）Ｏ3， 式中、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１ ｕ＝ｘ−１／
３ｗ ｗ＝０．０４５．．．０．４５ ｖ＝ｙ−２／３ｗ ｚ＝０．０１．．．０．１０ ｘ＋ｙ＝１ ただしｘ＝０．４０．．．０．６０ 実施例１ 次の化合物を調製した。
Ｎｂ2/3）wＯ3−ｚＡ（Ｗ1/3Ｎｉ2/3）Ｏ3， 式中、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１ ｕ＝ｘ−１／
３ｗ ｗ＝０．０４５．．．０．４５ ｖ＝ｙ−２／３ｗ ｚ＝０．０１．．．０．１０ ｘ＋ｙ＝１ ただしｘ＝０．４０．．．０．６０ 実施例１ 次の化合物を調製した。
【００２３】０．９７ Ｐｂ（Ｔｉ0.385Ｚｒ0.24）
（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）0.375Ｏ3−０．０３Ｐｂ（Ｗ1/3Ｎ
ｉ2/3）Ｏ3 このために、金属酸化物または炭酸塩原料の化学量論的
組成に相当する量を秤取して、混合し、水性媒質中で、
１０分間ボールミルで摩砕した。混合物は、次に、乾燥
し、８５０℃の温度でか焼し、微粉末に摩砕し、噴霧乾
燥機で粒状にし、さらに１００ＭＰａの圧力で加圧し
て、円板状の試験片とした。試験片は次に、下記に特定
する温度において、保持時間１時間焼結して最高密度
（ｆｕｌｌｄｅｎｓｉｔｙ）とした。これにより、直径
が１０ｍｍで、厚さが１ｍｍの円形円板が得られた。
（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）0.375Ｏ3−０．０３Ｐｂ（Ｗ1/3Ｎ
ｉ2/3）Ｏ3 このために、金属酸化物または炭酸塩原料の化学量論的
組成に相当する量を秤取して、混合し、水性媒質中で、
１０分間ボールミルで摩砕した。混合物は、次に、乾燥
し、８５０℃の温度でか焼し、微粉末に摩砕し、噴霧乾
燥機で粒状にし、さらに１００ＭＰａの圧力で加圧し
て、円板状の試験片とした。試験片は次に、下記に特定
する温度において、保持時間１時間焼結して最高密度
（ｆｕｌｌｄｅｎｓｉｔｙ）とした。これにより、直径
が１０ｍｍで、厚さが１ｍｍの円形円板が得られた。
【００２４】このようにして調製した試験片に、スクリ
ーン印刷した銀ペーストを付加して焼いて金属化し、さ
らに１００℃の温度で、５分間２．５ｋｖの電圧を用い
てポーリングした。その後に、周波数１ｋＨｚおよび
０．５ｖにおける比誘電率、電気機械結合係数、機械的
Ｑ（Ｑm）および圧電係数を測定した。測定装置は下記
のものを使用した。
ーン印刷した銀ペーストを付加して焼いて金属化し、さ
らに１００℃の温度で、５分間２．５ｋｖの電圧を用い
てポーリングした。その後に、周波数１ｋＨｚおよび
０．５ｖにおける比誘電率、電気機械結合係数、機械的
Ｑ（Ｑm）および圧電係数を測定した。測定装置は下記
のものを使用した。
【００２５】−− ＤＩＮ ＩＥＣ ４８３に従い共振
器測定法により、キャパシタンス（比誘電率）ならびに
電気機械パラメータＫpおよびＱmを測定するためのイン
ピーダンスアナライザー ＨＰ ４１９４ Ａ −− ＤＩＮ ＩＥＣ ４８３に従い、圧電係数ｄ33お
よびｇ33を測定するためのＢｅｒｌｉｎｃｏｕｒｔメー
タ（擬似定位測定法） 実施例１による試験片は下記測定値を示した。
器測定法により、キャパシタンス（比誘電率）ならびに
電気機械パラメータＫpおよびＱmを測定するためのイン
ピーダンスアナライザー ＨＰ ４１９４ Ａ −− ＤＩＮ ＩＥＣ ４８３に従い、圧電係数ｄ33お
よびｇ33を測定するためのＢｅｒｌｉｎｃｏｕｒｔメー
タ（擬似定位測定法） 実施例１による試験片は下記測定値を示した。
【００２６】
【数１１】 電気機械結合係数 Ｋp＝０．６４ 焼結温度 Ｔs＝１２５０℃ 圧電ひずみ− 電界係数 ｄ33＝７２０・１０-12ｍ／
Ｖ 圧電電界− 応力係数 ｇ33＝１９．８・１０-3Ｖｍ
／Ｎ 機械的Ｑ（Ｑm）＝８５ 実施例２ 実施例１を繰返して、下記化合物から、直径１０ｍｍで
厚さ１ｍｍの試験片を調製した。
Ｖ 圧電電界− 応力係数 ｇ33＝１９．８・１０-3Ｖｍ
／Ｎ 機械的Ｑ（Ｑm）＝８５ 実施例２ 実施例１を繰返して、下記化合物から、直径１０ｍｍで
厚さ１ｍｍの試験片を調製した。
【００２７】０．９４ Ｐｂ（Ｔｉ0.415Ｚｒ0.46）
（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）0.125Ｏ3−０．０６Ｓｒ（Ｗ1/3Ｎ
ｉ2/3）Ｏ3 実施例１とまったく同じ方法を用いて実施例２の試験片
を測定し、次の物理的性質が得られた。
（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）0.125Ｏ3−０．０６Ｓｒ（Ｗ1/3Ｎ
ｉ2/3）Ｏ3 実施例１とまったく同じ方法を用いて実施例２の試験片
を測定し、次の物理的性質が得られた。
【００２８】
【数１２】 Ｋp＝０．５９８ Ｔs＝１１５０℃ ｄ33＝５３０・１０-12ｍ／Ｖ ｇ33＝２４．３・１０-3Ｖｍ／Ｎ Ｑm＝１３０
Claims (9)
- 【請求項１】 ジルコニウム酸チタン酸鉛を基材とし、
さらに添加物として、セラミック材料総量に対して１な
いし１０モル％の量の式： 【数１】 （式中、ＡはＰｂ、Ｓｒ、ＢａまたはＣａ）を有する錯
化合物を三元または四元固溶体の形で含有する圧電セラ
ミック材料。 - 【請求項２】 錯添加物の式中のＡがＰｂまたはＳｒで
あることを特徴とする請求項１の圧電セラミック材料。 - 【請求項３】 ２ないし７モル％の範囲内の量の錯添加
物を含有することを特徴とする請求項１または請求項２
の圧電セラミック材料。 - 【請求項４】 【数２】 および電気機械結合係数 Ｋp ＞０．６０を有すること
を特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１つ
の項の圧電セラミック材料の焼結圧電成形部品。 - 【請求項５】 【数３】 および電気機械結合係数 Ｋp ＞０．６２を有し、さら
に１２００℃を下回る焼結温度Ｔsで焼結されることを
特徴とする請求項４の成形部品。 - 【請求項６】 １５０以下の低い機械的Ｑ（Ｑm）を有
することを特徴とする請求項４または請求項５の成形部
品。 - 【請求項７】 ５００・１０-3ｍ／Ｖ以上の高い圧電ひ
ずみ−電界係数を有することを特徴とする請求項４ない
し請求項６のいずれか１つの項の成形部品。 - 【請求項８】 音響効果または水中での音波使用時の音
波もしくは超音波変換器設備への請求項４ないし請求項
７のいずれか１つの項の圧電セラミックの使用。 - 【請求項９】 アクチュエータ設備への請求項４ないし
請求項７のいずれか１つの項の圧電セラミックの使用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4307804A DE4307804A1 (de) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Piezokeramischer Werkstoff mit großer piezoelektrischer Aktivität und hoher Dielektrizitätszahl |
| DE4307804:4 | 1993-03-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06321632A true JPH06321632A (ja) | 1994-11-22 |
| JP4030135B2 JP4030135B2 (ja) | 2008-01-09 |
Family
ID=6482576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03964194A Expired - Lifetime JP4030135B2 (ja) | 1993-03-12 | 1994-03-10 | 高圧電活性および高比誘電率を有する圧電セラミック材料 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5423995A (ja) |
| EP (1) | EP0619279B1 (ja) |
| JP (1) | JP4030135B2 (ja) |
| CZ (1) | CZ284242B6 (ja) |
| DE (2) | DE4307804A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19733560B4 (de) * | 1997-08-02 | 2007-04-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elements |
| US20020036282A1 (en) * | 1998-10-19 | 2002-03-28 | Yet-Ming Chiang | Electromechanical actuators |
| US6231779B1 (en) | 1997-10-20 | 2001-05-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Piezoelectric actuators and method of making same |
| DE10101188A1 (de) | 2001-01-12 | 2002-08-01 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelektrisches keramisches Material, Verfahren zu dessen Herstellung und elektrokeramisches Mehrlagenbauteil |
| CN114455944B (zh) * | 2022-01-28 | 2022-11-11 | 厦门乃尔电子有限公司 | 一种铋层状结构压电陶瓷材料及其制备方法 |
| CN115403375B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-07-14 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种锆钛酸铅压电陶瓷材料及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1554730A (ja) * | 1967-10-23 | 1969-01-24 | ||
| GB1312140A (en) * | 1969-12-24 | 1973-04-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Oxide piezoelectric material |
| US4313839A (en) * | 1976-01-30 | 1982-02-02 | Fesenko Evgeny G | Piezoceramic material |
| GB2068355B (en) * | 1979-12-26 | 1983-09-01 | Okazaki K | Method of manufacturing interconnected porous ceramics |
| FR2569398B1 (fr) * | 1984-08-21 | 1989-09-22 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Procede de preparation d'une poudre d'oxydes contenant du plomb, poudre obtenue par ce procede et son utilisation dans la preparation de corps frittes et d'elements electriques et autres |
| US4812426A (en) * | 1984-08-21 | 1989-03-14 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Lead-containing oxide powder |
| JPH02170583A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-02 | Taiyo Yuden Co Ltd | 圧電性磁器およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-03-12 DE DE4307804A patent/DE4307804A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-03-04 DE DE59404499T patent/DE59404499D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-04 EP EP94103270A patent/EP0619279B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-10 JP JP03964194A patent/JP4030135B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-10 US US08/208,214 patent/US5423995A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-10 CZ CZ94552A patent/CZ284242B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE59404499D1 (de) | 1997-12-11 |
| EP0619279B1 (de) | 1997-11-05 |
| US5423995A (en) | 1995-06-13 |
| JP4030135B2 (ja) | 2008-01-09 |
| CZ284242B6 (cs) | 1998-10-14 |
| DE4307804A1 (de) | 1994-09-15 |
| EP0619279A1 (de) | 1994-10-12 |
| CZ55294A3 (en) | 1994-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4929522B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| CN101269962B (zh) | 一种高压电系数的铌酸盐基无铅压电陶瓷及其制备方法 | |
| JP3362473B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP4030135B2 (ja) | 高圧電活性および高比誘電率を有する圧電セラミック材料 | |
| KR930002641B1 (ko) | 강유전성 세라믹스 | |
| JP2014024698A (ja) | 圧電セラミックス | |
| JP3481832B2 (ja) | 圧電磁器 | |
| JP4361990B2 (ja) | 圧電体磁器組成物 | |
| JP3384048B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3096918B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP2627480B2 (ja) | 酸化物圧電材料 | |
| KR920001408B1 (ko) | 압전세라믹 조성물 | |
| JP3096919B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3404212B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH07315924A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| KR910006708B1 (ko) | 산화물 압전재료 | |
| JP2841344B2 (ja) | 圧電体セラミックス組成物 | |
| JP2910340B2 (ja) | 圧電性磁器組成物 | |
| JPS5938753B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH0717382B2 (ja) | 酸化物の圧電材料 | |
| JP3588215B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3228648B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| KR920010599B1 (ko) | 압전 세라믹 조성물 | |
| JPS6023514B2 (ja) | 酸化物圧電材料 | |
| JPS6141864B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040402 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040702 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040727 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041124 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20041203 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20050114 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070821 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071016 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131026 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |