JPH08231270A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JPH08231270A JPH08231270A JP7038123A JP3812395A JPH08231270A JP H08231270 A JPH08231270 A JP H08231270A JP 7038123 A JP7038123 A JP 7038123A JP 3812395 A JP3812395 A JP 3812395A JP H08231270 A JPH08231270 A JP H08231270A
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- heat resistance
- composition
- electromechanical coupling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電気機械結合係数Ｋｐが大きく、更に機械的品
質係数Ｑｍが小さく、比誘電率εｒが小さく、耐熱性に
優れた圧電磁器組成物を提供する。 【構成】金属元素の原子比による組成式を（Ｐｂ1-x-y
Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙd Ａｌe ) f Ｔｉg Ｚｒ
1-f-g Ｏ3 （ここでＬはＳｒ，Ｂａのうち少なくとも
一種、ＭはＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕ
のうち少なくとも一種）と表わした時、ｘ，ｙ，ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇが０．０１≦ｘ≦０．０８、
０．００２≦ｙ≦０．０５、０．９５≦ａ≦１．０５、
０．４６≦ｂ≦０．６０、０．１１≦ｃ≦０．４２、
０．０２≦ｄ≦０．３１、０．０２≦ｅ≦０．１８、
０．０２≦ｆ≦０．１５、０．４６≦ｇ≦０．５２、ｂ
＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１．００を満足するものである。
質係数Ｑｍが小さく、比誘電率εｒが小さく、耐熱性に
優れた圧電磁器組成物を提供する。 【構成】金属元素の原子比による組成式を（Ｐｂ1-x-y
Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙd Ａｌe ) f Ｔｉg Ｚｒ
1-f-g Ｏ3 （ここでＬはＳｒ，Ｂａのうち少なくとも
一種、ＭはＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕ
のうち少なくとも一種）と表わした時、ｘ，ｙ，ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇが０．０１≦ｘ≦０．０８、
０．００２≦ｙ≦０．０５、０．９５≦ａ≦１．０５、
０．４６≦ｂ≦０．６０、０．１１≦ｃ≦０．４２、
０．０２≦ｄ≦０．３１、０．０２≦ｅ≦０．１８、
０．０２≦ｆ≦０．１５、０．４６≦ｇ≦０．５２、ｂ
＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１．００を満足するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、セラミックフ
ィルタ，セラミックレゾネータ，超音波応用振動子，圧
電ブザー，圧電点火ユニット，超音波モータ，圧電ファ
ン，圧電センサ，圧電アクチュエータに用いられる圧電
磁器組成物に係わり、特に、アナログセルラーフォン、
デジタルセルラーフォン等の移動体通信機の第二中間周
波数フィルタに適する圧電磁器組成物に関する。
ィルタ，セラミックレゾネータ，超音波応用振動子，圧
電ブザー，圧電点火ユニット，超音波モータ，圧電ファ
ン，圧電センサ，圧電アクチュエータに用いられる圧電
磁器組成物に係わり、特に、アナログセルラーフォン、
デジタルセルラーフォン等の移動体通信機の第二中間周
波数フィルタに適する圧電磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】従来から、圧電磁器組成物を利用した製品
としては、例えばセラミックフィルタ，セラミックレゾ
ネータ，超音波応用振動子，圧電ブザー，圧電点火ユニ
ット，超音波モータ，圧電ファン，圧電センサ，圧電ア
クチュエータ等がある。
としては、例えばセラミックフィルタ，セラミックレゾ
ネータ，超音波応用振動子，圧電ブザー，圧電点火ユニ
ット，超音波モータ，圧電ファン，圧電センサ，圧電ア
クチュエータ等がある。
【０００３】ここで、セラミックフィルタ，セラミック
レゾネータ等の素子としては、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉ
Ｏ3 を主成分とした磁器組成物が利用されており、これ
にＮｂ2 Ｏ5 やＭｎＯ2 等の金属酸化物、Ｐｂ（Ｎｂ
2/3 Ｍｇ1/3 ）Ｏ3 やＰｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 等
の複合ペロブスカイト型酸化物を添加したり置換するこ
とにより圧電特性の向上が図られている。
レゾネータ等の素子としては、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉ
Ｏ3 を主成分とした磁器組成物が利用されており、これ
にＮｂ2 Ｏ5 やＭｎＯ2 等の金属酸化物、Ｐｂ（Ｎｂ
2/3 Ｍｇ1/3 ）Ｏ3 やＰｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 等
の複合ペロブスカイト型酸化物を添加したり置換するこ
とにより圧電特性の向上が図られている。
【０００４】従来、電気機械結合係数Ｋｐが大きく圧電
性に優れた圧電磁器組成物として、Ｐｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ
2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 系の組成物が
知られている。
性に優れた圧電磁器組成物として、Ｐｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ
2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 系の組成物が
知られている。
【０００５】一方、近年では、セラミックフィルタ，セ
ラミックレゾネータのような圧電部品においても、基板
等の表面に実装可能なように種々の条件に対応できるこ
とが要求されており、このような圧電部品においては、
部品を基板にリフロー半田付けする際、基板に実装され
た部品が２３０℃から３００℃程度の高温に曝されるた
めに部品に組み込まれる圧電素子にも耐熱性が要求され
ている。
ラミックレゾネータのような圧電部品においても、基板
等の表面に実装可能なように種々の条件に対応できるこ
とが要求されており、このような圧電部品においては、
部品を基板にリフロー半田付けする際、基板に実装され
た部品が２３０℃から３００℃程度の高温に曝されるた
めに部品に組み込まれる圧電素子にも耐熱性が要求され
ている。
【０００６】また、例えば、圧電セラミックスの拡がり
振動を利用した数百キロヘルツ帯のフィルターにおいて
は、電気機械結合係数Ｋｐが大きく、機械的品質係数Ｑ
ｍが小さく、かつ保証減衰量を大きくするために、比誘
電率εｒが小さく、耐熱性に優れた材料が必要になる。
特にデジタルセルラーフォンでは、隣接チャンネルの雑
音防止のために保証帯域内でのフィルターの群遅延特性
を安定化することが要求されている。
振動を利用した数百キロヘルツ帯のフィルターにおいて
は、電気機械結合係数Ｋｐが大きく、機械的品質係数Ｑ
ｍが小さく、かつ保証減衰量を大きくするために、比誘
電率εｒが小さく、耐熱性に優れた材料が必要になる。
特にデジタルセルラーフォンでは、隣接チャンネルの雑
音防止のために保証帯域内でのフィルターの群遅延特性
を安定化することが要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従来
の上記したＰｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ
3−ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成物は、耐熱性が低くリフ
ロー半田付け前後の圧電特性や共振周波数の変化が大き
く、実用上の問題となっていた。また、熱衝撃試験後の
圧電特性や共振周波数の変化も大きいため、環境変化の
激しい車両搭載用通信装置などのフィルター等に用いた
場合、素子の特性変化によって安定した送受信ができな
くなるという問題があった。
の上記したＰｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ
3−ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成物は、耐熱性が低くリフ
ロー半田付け前後の圧電特性や共振周波数の変化が大き
く、実用上の問題となっていた。また、熱衝撃試験後の
圧電特性や共振周波数の変化も大きいため、環境変化の
激しい車両搭載用通信装置などのフィルター等に用いた
場合、素子の特性変化によって安定した送受信ができな
くなるという問題があった。
【０００８】さらに、比誘電率εｒが１８００程度と高
いために、部分電極を形成して素子を形成する必要があ
り、また、機械的品質係数Ｑｍが大きいために群遅延特
性が悪いという問題点があった。
いために、部分電極を形成して素子を形成する必要があ
り、また、機械的品質係数Ｑｍが大きいために群遅延特
性が悪いという問題点があった。
【０００９】本発明の圧電磁器組成物は、電気機械結合
係数Ｋｐが大きく、更に機械的品質係数Ｑｍが小さく、
比誘電率εｒが小さく、耐熱性に優れた圧電磁器組成物
を提供することを目的とする。
係数Ｋｐが大きく、更に機械的品質係数Ｑｍが小さく、
比誘電率εｒが小さく、耐熱性に優れた圧電磁器組成物
を提供することを目的とする。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、Ｐｂ、
Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｙ、Ａｌ、およびＬａ，Ｃ
ｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一
種、並びにＳｒ，Ｂａのうち少なくとも一種を含む複合
ペロブスカイト型化合物であって、一定の組成を有する
ものは、電気機械結合係数Ｋｐが大きく、機械的品質係
数Ｑｍが小さく、比誘電率εｒが小さく、耐熱性および
耐熱衝撃性に優れた圧電磁器組成物を得ることができる
ことを知見し、本発明に至った。即ち、本発明の圧電磁
器組成物は、金属成分としてＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｃｒ、Ｙ、ＡｌおよびＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，
Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種、並びにＳｒ，Ｂａの
うち少なくとも一種を含むペロブスカイト型化合物であ
って、これらの金属元素の原子比による組成式を （Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙd Ａｌe )
f Ｔｉg Ｚr1-f-g Ｏ３ （ここで、ＬはＳｒ，Ｂａのうち少なくとも一種、Ｍは
Ｌａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕのうち少な
くとも一種）と表わした時、ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆ，ｇが０．０１≦ｘ≦０．０８、０．００２≦ｙ
≦０．０５、０．９５≦ａ≦１．０５、０．４６≦ｂ≦
０．６０、０．１１≦ｃ≦０．４２、０．０２≦ｄ≦
０．３１、０．０２≦ｅ≦０．１８、０．０２≦ｆ≦
０．１５、０．４６≦ｇ≦０．５２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝
１．００を満足するものである。
Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｙ、Ａｌ、およびＬａ，Ｃ
ｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一
種、並びにＳｒ，Ｂａのうち少なくとも一種を含む複合
ペロブスカイト型化合物であって、一定の組成を有する
ものは、電気機械結合係数Ｋｐが大きく、機械的品質係
数Ｑｍが小さく、比誘電率εｒが小さく、耐熱性および
耐熱衝撃性に優れた圧電磁器組成物を得ることができる
ことを知見し、本発明に至った。即ち、本発明の圧電磁
器組成物は、金属成分としてＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｃｒ、Ｙ、ＡｌおよびＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，
Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種、並びにＳｒ，Ｂａの
うち少なくとも一種を含むペロブスカイト型化合物であ
って、これらの金属元素の原子比による組成式を （Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙd Ａｌe )
f Ｔｉg Ｚr1-f-g Ｏ３ （ここで、ＬはＳｒ，Ｂａのうち少なくとも一種、Ｍは
Ｌａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕのうち少な
くとも一種）と表わした時、ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆ，ｇが０．０１≦ｘ≦０．０８、０．００２≦ｙ
≦０．０５、０．９５≦ａ≦１．０５、０．４６≦ｂ≦
０．６０、０．１１≦ｃ≦０．４２、０．０２≦ｄ≦
０．３１、０．０２≦ｅ≦０．１８、０．０２≦ｆ≦
０．１５、０．４６≦ｇ≦０．５２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝
１．００を満足するものである。
【００１１】ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇを上
記の範囲に設定した理由について説明する。Ａサイトの
ａを０．９５≦ａ≦１．０５としたのは、ａが０．９５
未満の場合や１．０５よりも大きい場合には電気機械結
合係数Ｋｐが低下し耐熱性が低下するからである。Ａサ
イトのａは０．９９≦ａ≦１．０１であることが特に望
ましい。
記の範囲に設定した理由について説明する。Ａサイトの
ａを０．９５≦ａ≦１．０５としたのは、ａが０．９５
未満の場合や１．０５よりも大きい場合には電気機械結
合係数Ｋｐが低下し耐熱性が低下するからである。Ａサ
イトのａは０．９９≦ａ≦１．０１であることが特に望
ましい。
【００１２】また、Ｎｂ量のｂを０．４６≦ｂ≦０．６
０としたのは、ｂが０．４６未満では機械的品質係数Ｑ
ｍが大きくなり、ｂが０．６０よりも大きい場合には比
誘電率εｒが大きくなり耐熱性が低下するからである。
Ｎｂ量のｂは０．５２≦ｂ≦０．５８とすることが望ま
しい。
０としたのは、ｂが０．４６未満では機械的品質係数Ｑ
ｍが大きくなり、ｂが０．６０よりも大きい場合には比
誘電率εｒが大きくなり耐熱性が低下するからである。
Ｎｂ量のｂは０．５２≦ｂ≦０．５８とすることが望ま
しい。
【００１３】さらに、Ｃｒ量のｃを０．１１≦ｃ≦０．
４２としたのは、ｃが０．１１未満の場合には耐熱性が
低下し、０．４２よりも大きい場合には機械的品質係数
Ｑｍが大きくなり群遅延時間特性が低下するからであ
る。Ｃｒ量のｃは０．２２≦ｃ≦０．２６であることが
望ましい。
４２としたのは、ｃが０．１１未満の場合には耐熱性が
低下し、０．４２よりも大きい場合には機械的品質係数
Ｑｍが大きくなり群遅延時間特性が低下するからであ
る。Ｃｒ量のｃは０．２２≦ｃ≦０．２６であることが
望ましい。
【００１４】Ｙ量のｄを０．０２≦ｄ≦０．３１とした
のは、ｄが０．０２未満では機械的品質係数Ｑｍが大き
く増加し、０．３１よりも大きいと比誘電率εｒが高く
なり耐熱性が劣化するからである。Ｙ量のｄは０．０２
≦ｄ≦０．１７とすることが望ましい。
のは、ｄが０．０２未満では機械的品質係数Ｑｍが大き
く増加し、０．３１よりも大きいと比誘電率εｒが高く
なり耐熱性が劣化するからである。Ｙ量のｄは０．０２
≦ｄ≦０．１７とすることが望ましい。
【００１５】Ａｌ量のｅを０．０２≦ｅ≦０．１８とし
たのは、ｅが０．０２未満では比誘電率εｒが大きくな
り、０．１８よりも大きいと機械的品質係数Ｑｍが大き
くなり過ぎるからである。Ａｌ量のｅは０．０２≦ｅ≦
０．１２とすることが望ましい。
たのは、ｅが０．０２未満では比誘電率εｒが大きくな
り、０．１８よりも大きいと機械的品質係数Ｑｍが大き
くなり過ぎるからである。Ａｌ量のｅは０．０２≦ｅ≦
０．１２とすることが望ましい。
【００１６】（Ｎｂb Ｃｒc Ｙd Ａｌe ) のＢサイトへ
の置換量ｆを０．０２≦ｆ≦０．１５としたのは、ｆが
０．０２未満では電気機械結合係数Ｋｐが低下し、また
０．１５よりも大きいと比誘電率εｒが大きくなり、ま
た耐熱性が急激に低下するからである。（Ｎｂb Ｃｒc
Ｙd Ａｌe ) のＢサイトへの置換量ｆは０．０５≦ｆ≦
０．０７とすることが望ましい。
の置換量ｆを０．０２≦ｆ≦０．１５としたのは、ｆが
０．０２未満では電気機械結合係数Ｋｐが低下し、また
０．１５よりも大きいと比誘電率εｒが大きくなり、ま
た耐熱性が急激に低下するからである。（Ｎｂb Ｃｒc
Ｙd Ａｌe ) のＢサイトへの置換量ｆは０．０５≦ｆ≦
０．０７とすることが望ましい。
【００１７】ＴｉのＺｒへの置換量ｇを０．４６≦ｇ≦
０．５２としたのは、ｇが０．４６未満の場合は比誘電
率εｒが大きく、耐熱性が低下し、０．５２よりも大き
い場合には電気機械結合係数Ｋｐが低くなり過ぎるため
である。ＴｉのＺｒへの置換量ｇは０．４８≦ｇ≦０．
５１であることが望ましい。
０．５２としたのは、ｇが０．４６未満の場合は比誘電
率εｒが大きく、耐熱性が低下し、０．５２よりも大き
い場合には電気機械結合係数Ｋｐが低くなり過ぎるため
である。ＴｉのＺｒへの置換量ｇは０．４８≦ｇ≦０．
５１であることが望ましい。
【００１８】Ｌ（Ｓｒおよび/ またはＢａ）の置換量ｘ
を０．０１≦ｘ≦０．０８としたのは、ｘが０．０１未
満の場合は電気機械結合係数Ｋｐが小さく、０．０８よ
りも大きい場合には比誘電率εｒが大きくなるためであ
る。Ｓｒおよび/ またはＢａの置換量ｘは０．０１≦ｘ
≦０．０１５であることが望ましい。本発明では特にＳ
ｒで置換することが望ましい。
を０．０１≦ｘ≦０．０８としたのは、ｘが０．０１未
満の場合は電気機械結合係数Ｋｐが小さく、０．０８よ
りも大きい場合には比誘電率εｒが大きくなるためであ
る。Ｓｒおよび/ またはＢａの置換量ｘは０．０１≦ｘ
≦０．０１５であることが望ましい。本発明では特にＳ
ｒで置換することが望ましい。
【００１９】Ｍ（Ｌａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐ
ｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種）の置換量ｙを０．００
２≦ｙ≦０．０５としたのは、ｙが０．００２未満の場
合は電気機械結合係数Ｋｐが小さくなり、０．０５より
も大きい場合には比誘電率εｒが高く、耐熱性が低下す
るためである。Ｍの置換量ｙは０．００３≦ｙ≦０．０
０５であることが望ましい。
ｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種）の置換量ｙを０．００
２≦ｙ≦０．０５としたのは、ｙが０．００２未満の場
合は電気機械結合係数Ｋｐが小さくなり、０．０５より
も大きい場合には比誘電率εｒが高く、耐熱性が低下す
るためである。Ｍの置換量ｙは０．００３≦ｙ≦０．０
０５であることが望ましい。
【００２０】本発明の圧電磁器組成物としては、金属元
素の原子比による組成式を（Ｐｂ1- x-y Ｌx Ｍy ) a
(Ｎｂb Ｃｒc Ｙd Ａｌe ) f Ｔｉg Ｚｒ1-f-g Ｏ3
（ここで、ＬはＳｒ，Ｂａのうち少なくとも一種、Ｍは
Ｌａ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒのうち少なくとも一種）
と表わした時、ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇが
０．０１≦ｘ≦０．０１５、０．００３≦ｙ≦０．００
５、０．９９≦ａ≦１．０１、０．５２≦ｂ≦０．５
８、０．２２≦ｃ≦０．２６、０．０２≦ｄ≦０．１
７、０．０２≦ｅ≦０．１２、０．０５≦ｆ≦０．０
７、０．４８≦ｇ≦０．５１を満足することが望まし
い。
素の原子比による組成式を（Ｐｂ1- x-y Ｌx Ｍy ) a
(Ｎｂb Ｃｒc Ｙd Ａｌe ) f Ｔｉg Ｚｒ1-f-g Ｏ3
（ここで、ＬはＳｒ，Ｂａのうち少なくとも一種、Ｍは
Ｌａ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒのうち少なくとも一種）
と表わした時、ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇが
０．０１≦ｘ≦０．０１５、０．００３≦ｙ≦０．００
５、０．９９≦ａ≦１．０１、０．５２≦ｂ≦０．５
８、０．２２≦ｃ≦０．２６、０．０２≦ｄ≦０．１
７、０．０２≦ｅ≦０．１２、０．０５≦ｆ≦０．０
７、０．４８≦ｇ≦０．５１を満足することが望まし
い。
【００２１】そして、本発明の圧電磁器は、例えば、原
料としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｃ
ｒ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＬａ，Ｃｅ，Ｇ
ｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種の酸
化物、並びにＳｒＣＯ3 および／またはＢａＣＯ3 の各
原料粉末を所定量秤量し、ボールミル等で１０〜２４時
間湿式混合し、次いで、この混合物を脱水、乾燥した
後、８００〜１０００℃で１〜３時間仮焼し、当該仮焼
物を再びボールミル等で粉砕する。
料としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｃ
ｒ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＬａ，Ｃｅ，Ｇ
ｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種の酸
化物、並びにＳｒＣＯ3 および／またはＢａＣＯ3 の各
原料粉末を所定量秤量し、ボールミル等で１０〜２４時
間湿式混合し、次いで、この混合物を脱水、乾燥した
後、８００〜１０００℃で１〜３時間仮焼し、当該仮焼
物を再びボールミル等で粉砕する。
【００２２】その後、この粉砕物に有機バインダーを混
合し、造粒後、所定圧力で成形して成形体を作製し、こ
れらを大気中において１２００〜１３５０℃で０．５〜
４時間焼成することにより得られる。
合し、造粒後、所定圧力で成形して成形体を作製し、こ
れらを大気中において１２００〜１３５０℃で０．５〜
４時間焼成することにより得られる。
【００２３】
【作用】本発明の圧電磁器組成物では、ＰｂＺｒＯ3 −
ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成物のＺｒおよびＴｉの一部を
Ｎｂ，Ｃｒ、Ｙ，Ａｌで置換し、Ｐｂの一部をＳｒおよ
び／またはＢａやＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐ
ｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種で置換することにより、
高い電気機械結合係数Ｋｐ、低い機械的品質係数Ｑｍ、
低い比誘電率εｒを示すとともに、耐熱性を向上するこ
とが可能となる。
ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成物のＺｒおよびＴｉの一部を
Ｎｂ，Ｃｒ、Ｙ，Ａｌで置換し、Ｐｂの一部をＳｒおよ
び／またはＢａやＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐ
ｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種で置換することにより、
高い電気機械結合係数Ｋｐ、低い機械的品質係数Ｑｍ、
低い比誘電率εｒを示すとともに、耐熱性を向上するこ
とが可能となる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を次の実施例で説明する。原料
粉末としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、
Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｙ2Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｒＣＯ3 および
／またはＢａＣＯ3 、Ｌａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，
Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種の酸化物の各原料粉末
を、表１〜表３に示すような組成となるように所定量秤
量し、ボールミルで１２時間以上湿式混合し、次いで、
この混合物を脱水、乾燥した後、９５０℃で３時間仮焼
し、当該仮焼物を再びボールミルで粉砕した。
粉末としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、
Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｙ2Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｒＣＯ3 および
／またはＢａＣＯ3 、Ｌａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，
Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種の酸化物の各原料粉末
を、表１〜表３に示すような組成となるように所定量秤
量し、ボールミルで１２時間以上湿式混合し、次いで、
この混合物を脱水、乾燥した後、９５０℃で３時間仮焼
し、当該仮焼物を再びボールミルで粉砕した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】その後、この粉砕物に有機バインダー（Ｐ
ＶＡ）を混合し、造粒した。得られた粉末を１．５乃至
２ｔ／ｃｍ2 の圧力で直径２３ｍｍ、厚さ２ｍｍの寸法
からなる円板形状にプレス成形した。さらに、これらの
成形体をＭｇＯ等からなる容器内に密閉し、大気中１３
００乃至１３５０℃で２時間の条件で焼成した。
ＶＡ）を混合し、造粒した。得られた粉末を１．５乃至
２ｔ／ｃｍ2 の圧力で直径２３ｍｍ、厚さ２ｍｍの寸法
からなる円板形状にプレス成形した。さらに、これらの
成形体をＭｇＯ等からなる容器内に密閉し、大気中１３
００乃至１３５０℃で２時間の条件で焼成した。
【００２９】得られた焼結体を研磨して厚み０．５ｍｍ
の円板を形成した。この円板の両主面にＡｇペーストを
６００℃で焼付けることにより電極を形成し、８０℃の
シリコンオイル中で３ｋｖ／ｍｍの直流電圧を３０分間
印加して分極処理した後、電気機械結合係数Ｋｐ，機械
的品質係数Ｑｍ、耐熱性を評価した。また、比誘電率ε
ｒをインピーダンスメータで求められた容量から計算し
て求めた。電気機械結合係数Ｋｐ、機械的品質係数Ｑｍ
はインピーダンスメータで測定した共振周波数と反共振
周波数の値から計算により求めた。耐熱性は、２５０℃
をピークとする半田リフロー炉を３回連続して通過させ
る試験を行った際の、試験前の共振周波数ｆｒ1 と試験
後の共振周波数ｆｒ2 の値から、 ｆｒa ＝｜（ｆｒ2 −ｆｒ1 ）｜／ｆｒ1 ×１００ の式を用いて算出した変化率ｆｒa で評価した。これら
の結果を表４〜表６に示す。
の円板を形成した。この円板の両主面にＡｇペーストを
６００℃で焼付けることにより電極を形成し、８０℃の
シリコンオイル中で３ｋｖ／ｍｍの直流電圧を３０分間
印加して分極処理した後、電気機械結合係数Ｋｐ，機械
的品質係数Ｑｍ、耐熱性を評価した。また、比誘電率ε
ｒをインピーダンスメータで求められた容量から計算し
て求めた。電気機械結合係数Ｋｐ、機械的品質係数Ｑｍ
はインピーダンスメータで測定した共振周波数と反共振
周波数の値から計算により求めた。耐熱性は、２５０℃
をピークとする半田リフロー炉を３回連続して通過させ
る試験を行った際の、試験前の共振周波数ｆｒ1 と試験
後の共振周波数ｆｒ2 の値から、 ｆｒa ＝｜（ｆｒ2 −ｆｒ1 ）｜／ｆｒ1 ×１００ の式を用いて算出した変化率ｆｒa で評価した。これら
の結果を表４〜表６に示す。
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】
【表６】
【００３３】尚、表１〜表３における試料Ｎo.５５はＭ
としてＧｄを用い、試料Ｎo.５６はＭとしてＳｍを用
い、試料Ｎo.５７はＭとしてＰｒを用い、試料Ｎo.５８
はＭとしてＮｄを用い、試料Ｎo.３４はＭとしてＬａを
０．００３と、Ｃｅを０．００２とを用い、試料Ｎo.３
５はＭとしてＥｕを用いた。その他の試料ではＭとして
Ｌａを用いた。
としてＧｄを用い、試料Ｎo.５６はＭとしてＳｍを用
い、試料Ｎo.５７はＭとしてＰｒを用い、試料Ｎo.５８
はＭとしてＮｄを用い、試料Ｎo.３４はＭとしてＬａを
０．００３と、Ｃｅを０．００２とを用い、試料Ｎo.３
５はＭとしてＥｕを用いた。その他の試料ではＭとして
Ｌａを用いた。
【００３４】また、試料Ｎo.７０はＬとしてＢａを用
い、試料Ｎo.３３はＬとしてＢａを０．００７、Ｓｒを
０．００８用い、他はＬとしてＳｒを用いた。
い、試料Ｎo.３３はＬとしてＢａを０．００７、Ｓｒを
０．００８用い、他はＬとしてＳｒを用いた。
【００３５】これらの表４〜表６から、本発明の圧電磁
器組成物は電気機械結合係数Ｋｐが４０％以上と大き
く、機械的品質係数Ｑｍが２００以下と低く、比誘電率
は１５００以下と低く、また、耐熱試験によるｆｒa の
変化が±０．１％以下と小さいことが判る。
器組成物は電気機械結合係数Ｋｐが４０％以上と大き
く、機械的品質係数Ｑｍが２００以下と低く、比誘電率
は１５００以下と低く、また、耐熱試験によるｆｒa の
変化が±０．１％以下と小さいことが判る。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、Ｐ
ｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成物のＺｒおよび
Ｔｉの一部をＮｂ，Ｃｒ、Ｙ，Ａｌで置換し、Ｐｂの一
部をＳｒおよび／またはＢａやＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎ
ｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種で置換する
ことにより、高い電気機械結合係数Ｋｐ、低い機械的品
質係数Ｑｍ、低い比誘電率εｒを示すとともに、耐熱性
を向上することができ、表面実装用圧電部品などの素子
として有効に用いられる圧電磁器組成物を得ることがで
きる。
ｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成物のＺｒおよび
Ｔｉの一部をＮｂ，Ｃｒ、Ｙ，Ａｌで置換し、Ｐｂの一
部をＳｒおよび／またはＢａやＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎ
ｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種で置換する
ことにより、高い電気機械結合係数Ｋｐ、低い機械的品
質係数Ｑｍ、低い比誘電率εｒを示すとともに、耐熱性
を向上することができ、表面実装用圧電部品などの素子
として有効に用いられる圧電磁器組成物を得ることがで
きる。
Claims (1)
- 【請求項１】金属成分としてＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｃｒ、Ｙ、ＡｌおよびＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，
Ｐｒ，Ｅｕのうち少なくとも一種、並びにＳｒ，Ｂａの
うち少なくとも一種を含むペロブスカイト型化合物であ
って、これらの金属元素の原子比による組成式を （Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙd Ａｌe )
f Ｔｉg Ｚr1-f-g Ｏ3 （ここで、ＬはＳｒ，Ｂａのうち少なくとも一種、Ｍは
Ｌａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕのうち少な
くとも一種）と表わした時、ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆ，ｇが ０．０１ ≦ｘ≦０．０８ ０．００２≦ｙ≦０．０５ ０．９５ ≦ａ≦１．０５ ０．４６ ≦ｂ≦０．６０ ０．１１ ≦ｃ≦０．４２ ０．０２ ≦ｄ≦０．３１ ０．０２ ≦ｅ≦０．１８ ０．０２ ≦ｆ≦０．１５ ０．４６ ≦ｇ≦０．５２ ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１．００ を満足する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 |
|---|---|---|---|
| JP7038123A JPH08231270A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7038123A JPH08231270A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 圧電磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08231270A true JPH08231270A (ja) | 1996-09-10 |
Family
ID=12516685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7038123A Pending JPH08231270A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08231270A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6123867A (en) * | 1997-12-03 | 2000-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric device using the same |
| KR20040051732A (ko) * | 2002-12-11 | 2004-06-19 | 주식회사 광성전자 | 유전체 세라믹 조성물 |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP7038123A patent/JPH08231270A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6123867A (en) * | 1997-12-03 | 2000-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric device using the same |
| KR20040051732A (ko) * | 2002-12-11 | 2004-06-19 | 주식회사 광성전자 | 유전체 세라믹 조성물 |
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