JPH08310862A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
- Publication number
- JPH08310862A JPH08310862A JP7138562A JP13856295A JPH08310862A JP H08310862 A JPH08310862 A JP H08310862A JP 7138562 A JP7138562 A JP 7138562A JP 13856295 A JP13856295 A JP 13856295A JP H08310862 A JPH08310862 A JP H08310862A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric ceramic
- wave resonator
- piezoelectric
- composition
- added
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 28
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 title abstract 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 23
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 244000126211 Hericium coralloides Species 0.000 description 1
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 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 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
し、かつ、優れた熱安定性を有する圧電磁器組成物を提
供する。 【構成】 XPb(Mn1/3Nb2/3)O3−YPbZr
O3−ZPbTiO3を基本組成とし、一般記号ABO3
で表されるペロブスカイト型の酸化物圧電磁器組成物
の、X,Y,Zをそれぞれ、0.01≦X≦0.20、
0.30≦Y≦0.60、0.20≦Z≦0.69、の
範囲にするとともに、X+Y+Z=1.0とし、かつ、
添加物として、CoをCoOに換算して0.1〜2.0
重量%、MgをMgOに換算して0.1〜0.5重量
%、の割合で添加する。
Description
し、詳しくは、BGS波のように、表面波の伝搬方向と
垂直な方向の変位を主体とするSHタイプの表面波を利
用した弾性表面波素子用の圧電磁器組成物に関する。
表面波のうち、表面波の伝搬方向に対して垂直な方向へ
の変位を主体とするSHタイプの表面波としては、BG
S波やラブ波などが知られている。
どの材料を用いて、例えば、図3に示すような表面波共
振子14を構成した場合に励振される。
る分極軸方向に分極された圧電基板11上に、くし歯電
極12,13を配設することにより形成されており、く
し歯電極12,13は互に間挿し合う複数の電極指12
a,13aを有している。
子14において、くし歯電極12,13から交流電界が
印加されると、矢印Aで示される表面波伝搬方向と垂直
な方向の変位のみ、すなわち横波成分のみを有するBG
S波が励振される。
波が圧電基板11の自由端11a,11bで完全に反射
され、振動の閉じ込めが実現される。したがって、この
表面波共振子14は、端面反射型の表面波共振子として
動作する。
共振子では、くし歯電極の側方に反射器を形成すること
が必要であったが、BGS波を利用した上記表面波共振
子14では、このような反射器を省略することが可能
で、チップサイズを1/10程度に小型化することが可
能になる。
利用した表面波共振子のなかでもVCO(電圧制御発振
回路)などのような広い帯域を必要とする用途に用いら
れる表面波共振子の場合、圧電磁器自体が大きな電気機
械結合係数(kBGS)を有していることが要求される。
(チタン酸ジルコン酸鉛)などの大きな電気機械結合係
数を有する圧電磁器を用い、さらにMPB(Morphotrop
ic Phase boundary)付近の組成領域を用いることが行
われている。
PZTなどの圧電磁器は、MPB付近の組成領域では熱
安定性が悪く、高い信頼性が要求される用途や、幅広い
温度領域で性能を保証することが必要な用途に適用する
ことが困難であるという問題点がある。
あり、MPB近傍の組成領域で高い圧電性を維持し、か
つ、優れた熱安定性を有する、弾性表面波素子に用いた
場合に特に有意義な圧電磁器組成物を提供することを目
的とする。
に、この発明の圧電磁器組成物は、XPb(Mn1/3N
b2/3)O3−YPbZrO3−ZPbTiO3を基本組成
とし、一般記号ABO 3で表されるペロブスカイト型の
酸化物圧電磁器組成物であって、X,Y,Zがそれぞ
れ、0.01≦X≦0.20、0.30≦Y≦0.6
0、0.20≦Z≦0.69の範囲にあるとともに、X
+Y+Z=1.0であり、かつ、添加物として、Coを
CoOに換算して0.1〜2.0重量%、MgをMgO
に換算して0.1〜0.5重量%の割合で添加してなる
ことを特徴とする。
がもたらされる詳細なメカニズムは必ずしも明らかでは
ないが、添加物として加えられたCoとMgが、セラミ
ックスの焼結工程において、ペロブスカイト相とは異な
るスピネル相を形成し、これが、ペロブスカイト単独相
での相転移にともなう結晶構造の不安定さをなんらかの
かたちで打ち消すため、MPB近傍の組成領域で高い圧
電性が維持されるとともに優れた熱安定性が実現される
ものと考えられる。
徴とするところをさらに具体的に説明する。
2,ZrO2,MnCO3,Nb2O5、CoO,MgOの
粉末を用意し、これらの出発原料(粉末)を表1に示す
ような組成となるように秤取し、ボールミルを用いて湿
式混合した後、700〜900℃で2時間仮焼し、粉砕
して仮焼粉末を得た。それから、この仮焼粉末に酢酸ビ
ニル系のバインダーを加えてさらに湿式混合を行い、乾
燥、造粒後に1000〜2000kg/cm2の圧力で所定
の形状に成形し、これを1200〜1300℃で焼成し
て焼結体(圧電磁器)を得た。
波共振子の製造方法にしたがって、図1(a),(b)に示
すような表面波共振子4を製造した。この表面波共振子
4は、矢印Pで示される分極軸方向に分極された圧電基
板1上に、くし歯電極2,3を配設することにより形成
されており、くし歯電極2,3は、互に間挿し合う複数
の電極指2a,3aを有している。なお、このように構
成された表面波共振子4において、くし歯電極2,3か
ら交流電界が印加されると、矢印Aで示される表面波伝
搬方向と垂直な方向の変位のみ(すなわち横波成分の
み)を有するBGS波が励振される。また、このような
表面波共振子4では、BGS波が圧電基板1の自由端1
a,1bで完全に反射され、振動の閉じ込めが実現され
る結果、端面反射型の表面波共振子として動作する。
GS波における特性を評価した。その結果を表1に示
す。
たものは、この発明の範囲外の組成を有する試料を示
す。
(250℃,3分間)を行った後、24時間を経過した
後の、BGS波共振子における共振周波数(fr)の変
化率を示している。なお、Δfの値は下記の式により求
めた。
成を有する各試料においては、比誘電率(ε11/
ε0)、電気機械結合係数(kBGS)、及び周波数の安定
性(Δf)に関し、ほぼ良好な結果が得られていること
がわかる。
定理由について説明する。
の割合)が0.01mol未満の場合、焼結時のPbOの
蒸発が激しく、3成分系圧電磁器特有の安定した焼結体
を得ることが困難になる。なお、図2は、Pb(Mn
1/3Nb2/3)O3を0.10molの割合で含む場合と、P
b(Mn1/3Nb2/3)O3を含まない場合の、焼成時に
おけるPbOの蒸発量の違いを示す線図である。また、
Xが0.20molを越えるとキュリー点(Tc)が25
0℃以下となり、室温付近での共振周波数の温度安定性
が低下する。したがって、Xは0.01≦X≦0.20
の範囲にあることが好ましく、また、0.03≦X≦
0.10の範囲にあることがより好ましい。
合)が、MPBから離れる0.30mol未満の場合や
0.60molを越える場合には、圧電性が小さくなり、
高い電気機械結合係数(KBGS)を必要とするVCOな
どの用途には適用できなくなる。したがって、Yは、
0.30≦Y≦0.60の範囲にあることが好ましく、
また、0.35≦Y≦0.50の範囲にあることがより
好ましい。
満たすために、0.20≦Z≦0.69の範囲に規定さ
れる。
o.3と試料No.4の比較にみられるように、Coの添加
量がCoOに換算して0.1重量%未満の場合(試料N
o.3はCoO無添加)には、加熱処理後の共振周波数の
安定性(Δf)が悪く、また、試料No.8にみられるよ
うに、Coの添加量がCoOに換算して2.0重量%を
越えると電気機械結合係数KBGSが小さくなり過ぎてし
まうという問題点がある。したがって、Coの添加量
は、CoOに換算して0.1〜2.0重量%の範囲にあ
ることが好ましく、さらには、0.3〜1.0重量%の
範囲にあることがより好ましい。
1と試料No.2の比較にみられるように、Mgの添加量
がMgOに換算して0.1重量%未満の場合(試料No.
1,2はMgO無添加)、Coがこの発明の範囲内で添
加されていても加熱処理後の共振周波数の安定性(Δ
f)は改善されない。また、Mgの添加量がMgOに換
算して0.5重量%を越えると、MgOが焼結体表面に
析出しはじめ、分極工程における耐圧劣化の問題を生じ
る。したがって、Mgの添加量は、MgOに換算して
0.1〜0.5重量%の範囲にあることが好ましく、さ
らには、0.2〜0.4重量%の範囲にあることがより
好ましい。
るものではなく、発明の要旨の範囲内において、その組
成や製造方法などに関し、種々の応用、変形を加えるこ
とが可能である。
物は、XPb(Mn1/3Nb2/3)O3−YPbZrO3−
ZPbTiO3を基本組成とし、一般記号ABO3で表さ
れるペロブスカイト型の酸化物圧電磁器組成物のX,
Y,Zをそれぞれ、0.01≦X≦0.20、0.30
≦Y≦0.60、0.20≦Z≦0.69、の範囲と
し、かつ添加物として、CoをCoOに換算して0.1
〜2.0重量%、MgをMgOに換算して0.1〜0.
5重量%の割合で添加しているので、MPB付近の組成
領域を使用する圧電磁器において、高い熱安定性を維持
しながら大きな電気機械結合係数(KBGS)を確保する
ことが可能になる。
zの高周波帯域において、VCOなどの大きな電気機械
結合係数を必要とする用途にBGS波共振子を使用する
ことが可能になる。
は、SHタイプの表面波を用いた弾性表面波素子用の圧
電磁器に限られるものではなく、従来からのレーリー波
を用いた弾性表面波素子用の圧電磁器にも適用すること
が可能である。
用いて形成した表面波共振子を示す図であり、(a)は斜
視図、(b)は断面図である。
場合の、焼成時におけるPbOの蒸発量の違いを示す線
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 XPb(Mn1/3Nb2/3)O3−YPb
ZrO3−ZPbTiO3を基本組成とし、一般記号AB
O3で表されるペロブスカイト型の酸化物圧電磁器組成
物であって、X,Y,Zがそれぞれ、 0.01≦X≦0.20、 0.30≦Y≦0.60、 0.20≦Z≦0.69、 の範囲にあるとともに、 X+Y+Z=1.0 であり、かつ、添加物として、 CoをCoOに換算して0.1〜2.0重量%、 MgをMgOに換算して0.1〜0.5重量%、 の割合で添加してな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 |
|---|---|---|---|
| JP7138562A JPH08310862A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7138562A JPH08310862A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 圧電磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08310862A true JPH08310862A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=15225052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7138562A Pending JPH08310862A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08310862A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2798925A1 (fr) | 1999-09-29 | 2001-03-30 | Murata Manufacturing Co | Ceramique piezoelectrique et dispositif a ondes de surface l'utilisant |
| KR20030053250A (ko) * | 2001-12-22 | 2003-06-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 압전 트랜스포머용 압전 세라믹스 조성물 |
| KR20040049383A (ko) * | 2002-12-05 | 2004-06-12 | 주식회사 스마텍 | 압전 세라믹 조성물 |
| JP2016108194A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | Fdk株式会社 | 圧電磁器組成物および圧電磁器組成物の製造方法 |
-
1995
- 1995-05-12 JP JP7138562A patent/JPH08310862A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2798925A1 (fr) | 1999-09-29 | 2001-03-30 | Murata Manufacturing Co | Ceramique piezoelectrique et dispositif a ondes de surface l'utilisant |
| DE10048373C2 (de) * | 1999-09-29 | 2003-02-06 | Murata Manufacturing Co | Piezoelektrische Keramiken und Verwendung derselben als Oberflächenwellenbauelemente |
| KR100515557B1 (ko) * | 1999-09-29 | 2005-09-20 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 압전세라믹 및 이것을 이용한 표면파 장치 |
| KR20030053250A (ko) * | 2001-12-22 | 2003-06-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 압전 트랜스포머용 압전 세라믹스 조성물 |
| KR20040049383A (ko) * | 2002-12-05 | 2004-06-12 | 주식회사 스마텍 | 압전 세라믹 조성물 |
| JP2016108194A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | Fdk株式会社 | 圧電磁器組成物および圧電磁器組成物の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3482394B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| KR100282598B1 (ko) | 압전 세라믹 조성물 | |
| JP2002060269A (ja) | 圧電磁器材料、圧電磁器焼結体および圧電磁器素子 | |
| KR100282599B1 (ko) | 압전 세라믹 조성물 | |
| CN101291889B (zh) | 压电陶瓷组成物和压电陶瓷 | |
| KR100305167B1 (ko) | 압전자기조성물및이를이용한압전소자 | |
| JP4684089B2 (ja) | 圧電磁器組成物および圧電磁器 | |
| JPH08310862A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| CN100408508C (zh) | 压电元件 | |
| JPH08310861A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP3125624B2 (ja) | 圧電磁器 | |
| JP4361990B2 (ja) | 圧電体磁器組成物 | |
| US3536625A (en) | Piezoelectric ceramic composition | |
| KR100380109B1 (ko) | 압전 세라믹 조성물 및 이를 사용하는 압전 세라믹 소자 | |
| JP2841911B2 (ja) | Pzt系セラミックス組成物 | |
| JP2910338B2 (ja) | 圧電性磁器組成物 | |
| JP3097217B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPS6167283A (ja) | 圧電セラミツクス | |
| JPH0993078A (ja) | 圧電装置 | |
| JP2737451B2 (ja) | 圧電磁器材料 | |
| JP2004210616A (ja) | 圧電セラミックス | |
| JP2004067437A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPH11209176A (ja) | 圧電磁器組成物およびその製造方法 | |
| JP3106507B2 (ja) | 圧電性磁器組成物 | |
| JP2910339B2 (ja) | 圧電磁器組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050104 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051220 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060220 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060905 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061106 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070327 |