JPH0920559A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JPH0920559A JPH0920559A JP7165873A JP16587395A JPH0920559A JP H0920559 A JPH0920559 A JP H0920559A JP 7165873 A JP7165873 A JP 7165873A JP 16587395 A JP16587395 A JP 16587395A JP H0920559 A JPH0920559 A JP H0920559A
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- piezoelectric ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】耐熱性，共振周波数の温度特性に優れ、高い電
気機械結合係数と低い電気機械係数を有する圧電磁器組
成物を提供する。 【構成】金属元素のモル比による組成式を （Ｐｂ1-x-y Ａx Ｂy ）a ［｛( Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）b （Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）c （Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b-c ｝1-d Ｎｂd ］e （Ｔｉf Ｚｒ 1-f）1-e Ｏ3 と表わした時、ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの値
が、０＜ｘ、０＜ｙ、０＜ｘ＋ｙ≦０．１２、０．９７
０≦ａ≦１．０３０、０．１００≦ｂ≦０．７００、
０．１００≦ｃ≦０．７００、０≦ｄ≦０．１７０、
０．０３０≦ｅ≦０．２００、０．４８０≦ｆ≦０．６
００を満足するものである。
気機械結合係数と低い電気機械係数を有する圧電磁器組
成物を提供する。 【構成】金属元素のモル比による組成式を （Ｐｂ1-x-y Ａx Ｂy ）a ［｛( Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）b （Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）c （Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b-c ｝1-d Ｎｂd ］e （Ｔｉf Ｚｒ 1-f）1-e Ｏ3 と表わした時、ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの値
が、０＜ｘ、０＜ｙ、０＜ｘ＋ｙ≦０．１２、０．９７
０≦ａ≦１．０３０、０．１００≦ｂ≦０．７００、
０．１００≦ｃ≦０．７００、０≦ｄ≦０．１７０、
０．０３０≦ｅ≦０．２００、０．４８０≦ｆ≦０．６
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、圧電磁器組成物に係わ
り、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，圧電アクチュエータお
よび加速度センサ，ノッキングセンサ，ＡＥセンサ等の
圧電センサ等に適する圧電磁器組成物に関するもので、
特にセルラー用のセラミックフィルタとして最適な圧電
磁器組成物に関するものである。
り、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，圧電アクチュエータお
よび加速度センサ，ノッキングセンサ，ＡＥセンサ等の
圧電センサ等に適する圧電磁器組成物に関するもので、
特にセルラー用のセラミックフィルタとして最適な圧電
磁器組成物に関するものである。
【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 Ｍｎ1/3 ）Ｏ3 等
の複合ペロブスカイト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 Ｍｎ1/3 ）Ｏ3 等
の複合ペロブスカイト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】このような圧電磁器組成物としては、電気
機械結合係数が大きく圧電性に優れた材料として、例え
ば、Ｐｂ( Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −Ｐ
ｂＴｉＯ3 系の磁器組成物が開示されている。
機械結合係数が大きく圧電性に優れた材料として、例え
ば、Ｐｂ( Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −Ｐ
ｂＴｉＯ3 系の磁器組成物が開示されている。
【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３００℃程度の高温に曝されるために部品として
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３００℃程度の高温に曝されるために部品として
組み込まれる圧電素子にも耐熱性が要求されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従来
の例えば上記したＰｂ( Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 −−Ｐ
ｂＺｒＯ3 −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、共振周
波数の温度係数（Ｔ．Ｃ．ｆｒ）も５０ｐｐｍ／℃以上
と大きいため、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。
また上記した組成物では機械的品質係数Ｑｍが３００以
上と高く、フラットな群遅延特性が要求される例えばセ
ルラー用フィルタの材料には適さないという問題があっ
た。
の例えば上記したＰｂ( Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 −−Ｐ
ｂＺｒＯ3 −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、共振周
波数の温度係数（Ｔ．Ｃ．ｆｒ）も５０ｐｐｍ／℃以上
と大きいため、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。
また上記した組成物では機械的品質係数Ｑｍが３００以
上と高く、フラットな群遅延特性が要求される例えばセ
ルラー用フィルタの材料には適さないという問題があっ
た。
【０００７】本発明の圧電磁器組成物は、耐熱性，共振
周波数の温度特性に優れ、かつ高い電気機械結合係数と
低い機械的品質係数を有する圧電磁器組成物を提供する
ことを目的とする。
周波数の温度特性に優れ、かつ高い電気機械結合係数と
低い機械的品質係数を有する圧電磁器組成物を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、Ｃａ，
Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも一種、Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌ
ａ，Ｐｒ，Ｓｍのうちの少なくとも一種、Ｐｂ、Ｚｒ、
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｙｂ、ＣｒおよびＣｏ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、
耐熱性，共振周波数の温度特性に優れ、かつ高い電気機
械結合係数Ｋｐを有するとともに、フラットな群遅延特
性が要求される、例えばセルラー用のセラミックフィル
タとして最適となる機械的品質係数Ｑｍの低い圧電磁器
組成物が得られることを知見し、本発明に至った。
Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも一種、Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌ
ａ，Ｐｒ，Ｓｍのうちの少なくとも一種、Ｐｂ、Ｚｒ、
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｙｂ、ＣｒおよびＣｏ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、
耐熱性，共振周波数の温度特性に優れ、かつ高い電気機
械結合係数Ｋｐを有するとともに、フラットな群遅延特
性が要求される、例えばセルラー用のセラミックフィル
タとして最適となる機械的品質係数Ｑｍの低い圧電磁器
組成物が得られることを知見し、本発明に至った。
【０００９】即ち、本発明の圧電磁器組成物は、金属成
分としてＣａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも一種、Ｎ
ｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍのうちの少なくとも一種、
Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｙｂ、ＣｒおよびＣｏを含む
複合ペロブスカイト型化合物であって、これらの金属元
素のモル比による組成式を （Ｐｂ1-x-y Ａx Ｂy ）a ［｛( Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）b （Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）c （Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b-c ｝1-d Ｎｂd ］e （Ｔｉf Ｚｒ 1-f）1-e Ｏ3 と表わした時、前記ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの
値が、０＜ｘ、０＜ｙ、０＜ｘ＋ｙ≦０．１２、０．９
７０≦ａ≦１．０３０、０．１００≦ｂ≦０．７００、
０．１００≦ｃ≦０．７００、０≦ｄ≦０．１７０、
０．０３０≦ｅ≦０．２００、０．４８０≦ｆ≦０．６
００を満足するものである。ただし、Ａは、Ｃａ，Ｓ
ｒ，Ｂａのうちの少なくとも一種であり、Ｂは、Ｎｄ，
Ｇｄ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍのうちの少なくとも一種であ
る。
分としてＣａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも一種、Ｎ
ｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍのうちの少なくとも一種、
Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｙｂ、ＣｒおよびＣｏを含む
複合ペロブスカイト型化合物であって、これらの金属元
素のモル比による組成式を （Ｐｂ1-x-y Ａx Ｂy ）a ［｛( Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）b （Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）c （Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b-c ｝1-d Ｎｂd ］e （Ｔｉf Ｚｒ 1-f）1-e Ｏ3 と表わした時、前記ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの
値が、０＜ｘ、０＜ｙ、０＜ｘ＋ｙ≦０．１２、０．９
７０≦ａ≦１．０３０、０．１００≦ｂ≦０．７００、
０．１００≦ｃ≦０．７００、０≦ｄ≦０．１７０、
０．０３０≦ｅ≦０．２００、０．４８０≦ｆ≦０．６
００を満足するものである。ただし、Ａは、Ｃａ，Ｓ
ｒ，Ｂａのうちの少なくとも一種であり、Ｂは、Ｎｄ，
Ｇｄ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍのうちの少なくとも一種であ
る。
【００１０】ここで、ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ
の値を上記の範囲に設定した理由について説明する。Ｐ
ｂの一部をＣａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも一種で
置換したのは、共振周波数の温度係数を制御することが
できるからであり、これらのうちでもＳｒが最適であ
る。また、Ｐｂの一部をＮｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍ
のうちの少なくとも一種で置換したのは、共振周波数の
温度特性の制御と機械的品質係数Ｑｍの低減を同時に行
うことができるからであり、これらのうちでもＬａが最
適である。
の値を上記の範囲に設定した理由について説明する。Ｐ
ｂの一部をＣａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも一種で
置換したのは、共振周波数の温度係数を制御することが
できるからであり、これらのうちでもＳｒが最適であ
る。また、Ｐｂの一部をＮｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍ
のうちの少なくとも一種で置換したのは、共振周波数の
温度特性の制御と機械的品質係数Ｑｍの低減を同時に行
うことができるからであり、これらのうちでもＬａが最
適である。
【００１１】そして、Ｐｂの他元素による置換量の合計
をｘ＋ｙ≦０．１２としたのは、ｘ＋ｙが０．１２より
も大きい場合には耐熱性が低下し易いからである。本発
明においては、耐熱性という点からｘは０．０２５〜
０．０６、ｙは０．００５〜０．０２、ｘ＋ｙは０．０
３〜０．０８が望ましい。
をｘ＋ｙ≦０．１２としたのは、ｘ＋ｙが０．１２より
も大きい場合には耐熱性が低下し易いからである。本発
明においては、耐熱性という点からｘは０．０２５〜
０．０６、ｙは０．００５〜０．０２、ｘ＋ｙは０．０
３〜０．０８が望ましい。
【００１２】（Ｐｂ1-x-y Ａx Ｂy ）量のａを０．９７
０≦ａ≦１．０３０としたのは、ａが０．９７０未満の
場合や１．０３０よりも大きい場合には電気機械結合係
数Ｋｐが低下するからである。（Ｐｂ1-x-y Ａx Ｂy ）
量は０．９８０≦ａ≦１．０１０であることが特に望ま
しい。
０≦ａ≦１．０３０としたのは、ａが０．９７０未満の
場合や１．０３０よりも大きい場合には電気機械結合係
数Ｋｐが低下するからである。（Ｐｂ1-x-y Ａx Ｂy ）
量は０．９８０≦ａ≦１．０１０であることが特に望ま
しい。
【００１３】また、( Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ) 量のｂを０．
１００≦ｂ≦０．７００としたのは、ｂが０．１０未満
では電気機械結合係数Ｋｐが低下し、ｂが０．７００よ
りも大きい場合には耐熱性が低下するからである。( Ｎ
ｂ1/2 Ｙｂ1/2 ) 量は０．１５０≦ｂ≦０．３００であ
ることが特に望ましい。
１００≦ｂ≦０．７００としたのは、ｂが０．１０未満
では電気機械結合係数Ｋｐが低下し、ｂが０．７００よ
りも大きい場合には耐熱性が低下するからである。( Ｎ
ｂ1/2 Ｙｂ1/2 ) 量は０．１５０≦ｂ≦０．３００であ
ることが特に望ましい。
【００１４】また( Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ) 量のｃを０．１
００≦ｃ≦０．７００としたのはｃが０．１００未満の
場合は耐熱性が低下し、０．７００より大きい場合には
機械的品質係数Ｑｍが大きくなるからである。( Ｎｂ
1/2 Ｃｒ1/2 ) 量は、機械的品質係数Ｑｍの低減という
点から０．１５０≦ｃ≦０．５５０であることが特に望
ましい。本願発明者等は、金属成分として少なくともＰ
ｂ，Ｚｒ ,Ｔｉ，Ｎｂ，Ｙｂ，Ｃｏを含む複合ペロブス
カイト型化合物で、これにＣｒ2 Ｏ3 粉末を添加した系
について先に出願している（特願平５−３２９２５２
号）が、この系ではＣｒ2 Ｏ3 粉末を添加することによ
り、機械的品質係数Ｑｍを高めているのである。一方、
本願では、( Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ) という形で置換される
ように秤量しており、先の出願ではこのような形では置
換されていないため、機械的品質係数Ｑｍが高くなり、
高い選択性が要求されるＡＭラジオ等のフィルターに最
適なのである。
００≦ｃ≦０．７００としたのはｃが０．１００未満の
場合は耐熱性が低下し、０．７００より大きい場合には
機械的品質係数Ｑｍが大きくなるからである。( Ｎｂ
1/2 Ｃｒ1/2 ) 量は、機械的品質係数Ｑｍの低減という
点から０．１５０≦ｃ≦０．５５０であることが特に望
ましい。本願発明者等は、金属成分として少なくともＰ
ｂ，Ｚｒ ,Ｔｉ，Ｎｂ，Ｙｂ，Ｃｏを含む複合ペロブス
カイト型化合物で、これにＣｒ2 Ｏ3 粉末を添加した系
について先に出願している（特願平５−３２９２５２
号）が、この系ではＣｒ2 Ｏ3 粉末を添加することによ
り、機械的品質係数Ｑｍを高めているのである。一方、
本願では、( Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ) という形で置換される
ように秤量しており、先の出願ではこのような形では置
換されていないため、機械的品質係数Ｑｍが高くなり、
高い選択性が要求されるＡＭラジオ等のフィルターに最
適なのである。
【００１５】さらに、Ｎｂ量のｄを０≦ｄ≦０．１７０
としたのは、Ｎｂ含有量を増加することにより機械的品
質係数Ｑｍが小さくなるが、ｄが０．１７より大きい場
合には、電気機械結合係数Ｋｐが急激に低下するからで
ある。Ｎｂ量は０．０５０≦ｄ≦０．１５０であること
が特に望ましい。
としたのは、Ｎｂ含有量を増加することにより機械的品
質係数Ｑｍが小さくなるが、ｄが０．１７より大きい場
合には、電気機械結合係数Ｋｐが急激に低下するからで
ある。Ｎｂ量は０．０５０≦ｄ≦０．１５０であること
が特に望ましい。
【００１６】［｛( Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）b （Ｎｂ1/2 Ｃ
ｒ1/2 ）c （Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1- b-c ｝1-d Ｎｂd ］
の(Ti f Ｚｒ1-f ) への置換量ｅを０．０３≦ｅ≦０．
２としたのは、ｅが０．０３未満では耐熱性の向上が見
られず、０．２よりも大きいと電気機械結合係数Ｋｐが
急激に低下するからである。［｛( Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2）
b （Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）c （Ｎｂ2/3 Ｃ
ｏ1/3 ）1-b-c ｝1-d Ｎｂd ］量は０．０５≦ｅ≦０．
１であることが特に望ましい。
ｒ1/2 ）c （Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1- b-c ｝1-d Ｎｂd ］
の(Ti f Ｚｒ1-f ) への置換量ｅを０．０３≦ｅ≦０．
２としたのは、ｅが０．０３未満では耐熱性の向上が見
られず、０．２よりも大きいと電気機械結合係数Ｋｐが
急激に低下するからである。［｛( Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2）
b （Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）c （Ｎｂ2/3 Ｃ
ｏ1/3 ）1-b-c ｝1-d Ｎｂd ］量は０．０５≦ｅ≦０．
１であることが特に望ましい。
【００１７】ＴｉのＺｒへの置換量ｆを０．４８≦ｆ≦
０．６としたのは、ｆが０．４８未満の場合には耐熱性
の向上が見られず、ｆが０．６よりも大きい場合には電
気機械結合係数が低下するからである。ＴｉのＺｒへの
置換量は０．４９≦ｆ≦０．５３であることが特に望ま
しい。
０．６としたのは、ｆが０．４８未満の場合には耐熱性
の向上が見られず、ｆが０．６よりも大きい場合には電
気機械結合係数が低下するからである。ＴｉのＺｒへの
置換量は０．４９≦ｆ≦０．５３であることが特に望ま
しい。
【００１８】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 、Ｙ
ｂ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＣｏＯ、ＳｒＣＯ3 、Ｌａ2 Ｏ
3 の各原料粉末を、Ｐｂ−Ｚｒ−Ｔｉ（ＰＺＴ）系のＺ
ｒおよびＴｉの一部を、Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 、Ｎｂ1/2 Ｃ
ｒ1/2 、Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 、Ｎｂで置換するように、ま
た、Ｐｂの一部をＳｒとＬａで置換するように、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、５００〜１１０
０℃で１〜３時間仮焼し、当該仮焼物を再びボールミル
等で粉砕し、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０．５〜４．０時
間焼成することにより得られる。
料としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 ，ＴｉＯ2 ，Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｙ
ｂ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＣｏＯ、ＳｒＣＯ3 、Ｌａ2 Ｏ
3 の各原料粉末を、Ｐｂ−Ｚｒ−Ｔｉ（ＰＺＴ）系のＺ
ｒおよびＴｉの一部を、Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 、Ｎｂ1/2 Ｃ
ｒ1/2 、Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 、Ｎｂで置換するように、ま
た、Ｐｂの一部をＳｒとＬａで置換するように、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、５００〜１１０
０℃で１〜３時間仮焼し、当該仮焼物を再びボールミル
等で粉砕し、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０．５〜４．０時
間焼成することにより得られる。
【００１９】
【作用】本発明の圧電磁器組成物では、Ｐｂ−Ｚｒ−Ｔ
ｉ（ＰＺＴ）系のＺｒおよびＴｉの一部を、（Ｎｂ1/2
Ｙｂ1/2 ）、（Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）、（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/
3 ）、Ｎｂで置換することにより、耐熱性に優れ、高い
電気機械結合係数を有し、かつ低い機械的品質係数Ｑｍ
を示す材料を得ることが可能となる。本発明では、特に
Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 、Ｎｂで置換することにより、機械的
品質係数Ｑｍを低くでき、フラットな群遅延特性を達成
でき、セルラー用のセラミックフィルターとして最適と
することができる。
ｉ（ＰＺＴ）系のＺｒおよびＴｉの一部を、（Ｎｂ1/2
Ｙｂ1/2 ）、（Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）、（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/
3 ）、Ｎｂで置換することにより、耐熱性に優れ、高い
電気機械結合係数を有し、かつ低い機械的品質係数Ｑｍ
を示す材料を得ることが可能となる。本発明では、特に
Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 、Ｎｂで置換することにより、機械的
品質係数Ｑｍを低くでき、フラットな群遅延特性を達成
でき、セルラー用のセラミックフィルターとして最適と
することができる。
【００２０】また、Ｐｂの一部をＣａ, Ｓｒ, Ｂａのう
ちの少なくとも一種と、Ｎｄ, Ｇｄ, Ｌａ, Ｐｒ, Ｓｍ
のうちの少なくとも一種とで置換することにより、共振
周波数の温度係数を小さくすることができるととも、機
械的品質係数Ｑｍを低減することが可能となる。
ちの少なくとも一種と、Ｎｄ, Ｇｄ, Ｌａ, Ｐｒ, Ｓｍ
のうちの少なくとも一種とで置換することにより、共振
周波数の温度係数を小さくすることができるととも、機
械的品質係数Ｑｍを低減することが可能となる。
【００２１】
【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 ，
Ｙｂ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，ＣｏＯ，ＣａＣＯ3 ，ＳｒＣ
Ｏ3 ，ＢａＣＯ3 ，Ｎｄ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2 Ｏ3 ，Ｌａ2 Ｏ
3 ，Ｐｒ2 Ｏ3 ，Ｓｍ2 Ｏ3 の各原料粉末を、表１，２
に示すようにＰＺＴ系のＺｒとＴｉの一部をＮｂ1/2 Ｙ
ｂ1/2 、Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 、Ｎｂ2/ 3 Ｃｏ1/3 、Ｎｂで
置換するように、またＰｂの一部をＣａ，Ｓｒ，Ｂａの
うちの少なくとも一種と、Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓ
ｍのうちの少なくとも一種で置換するように所定量秤量
し、ボールミルで１２時間湿式混合し、次いで、この混
合物を脱水、乾燥した後、９００℃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 ，
Ｙｂ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，ＣｏＯ，ＣａＣＯ3 ，ＳｒＣ
Ｏ3 ，ＢａＣＯ3 ，Ｎｄ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2 Ｏ3 ，Ｌａ2 Ｏ
3 ，Ｐｒ2 Ｏ3 ，Ｓｍ2 Ｏ3 の各原料粉末を、表１，２
に示すようにＰＺＴ系のＺｒとＴｉの一部をＮｂ1/2 Ｙ
ｂ1/2 、Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 、Ｎｂ2/ 3 Ｃｏ1/3 、Ｎｂで
置換するように、またＰｂの一部をＣａ，Ｓｒ，Ｂａの
うちの少なくとも一種と、Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓ
ｍのうちの少なくとも一種で置換するように所定量秤量
し、ボールミルで１２時間湿式混合し、次いで、この混
合物を脱水、乾燥した後、９００℃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。
【００２２】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１．５ｔ／
ｃｍ2 の圧力で直径２３ｍｍ、厚さ２ｍｍの寸法からな
る円板にプレス成形した。更に、これらの成形体をＭｇ
Ｏ等からなる容器内に密閉し、大気中１３００℃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１．５ｔ／
ｃｍ2 の圧力で直径２３ｍｍ、厚さ２ｍｍの寸法からな
る円板にプレス成形した。更に、これらの成形体をＭｇ
Ｏ等からなる容器内に密閉し、大気中１３００℃で２時
間の条件で焼成した。
【００２３】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
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，耐熱性，および温度特
性を評価した。
の円板を形成した。この円板の両主面にＡｇペーストを
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，耐熱性，および温度特
性を評価した。
【００２４】電気機械結合係数Ｋｐ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℃をピークとするリフ
ロー炉に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Ｆｒ0 と試験２４Ｈｒ後の共振周波数
Ｆｒ24の値から、ΔＦｒ＝（Ｆｒ24−Ｆｒ0 ）／Ｆｒ0
×１００の式を用いて算出した変化率ΔＦｒで評価し
た。また、共振周波数の温度係数Ｔ．Ｃ．ｆｒ（ｐｐｍ
／℃）は、−２０℃から＋８０℃の範囲で測定した共振
周波数の値からＴ．Ｃ．ｆｒ＝（Ｆｒ80−Ｆｒ-20 ）／
１００×１０6 ／Ｆｒ20（ここで、Ｆｒ80，Ｆｒ-20 ，
Ｆｒ20それぞれ＋８０℃、−２０℃、＋２０℃での共振
周波数を示す）の式を用いて算出した。結果を表３，４
に示す。
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℃をピークとするリフ
ロー炉に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Ｆｒ0 と試験２４Ｈｒ後の共振周波数
Ｆｒ24の値から、ΔＦｒ＝（Ｆｒ24−Ｆｒ0 ）／Ｆｒ0
×１００の式を用いて算出した変化率ΔＦｒで評価し
た。また、共振周波数の温度係数Ｔ．Ｃ．ｆｒ（ｐｐｍ
／℃）は、−２０℃から＋８０℃の範囲で測定した共振
周波数の値からＴ．Ｃ．ｆｒ＝（Ｆｒ80−Ｆｒ-20 ）／
１００×１０6 ／Ｆｒ20（ここで、Ｆｒ80，Ｆｒ-20 ，
Ｆｒ20それぞれ＋８０℃、−２０℃、＋２０℃での共振
周波数を示す）の式を用いて算出した。結果を表３，４
に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】表３，４から、本発明の磁器組成物は電気
機械結合係数Ｋｐが５０％以上と大きく、機械的品質係
数Ｑｍが１５０以下であり、また、耐熱試験による共振
周波数の変化が±０．１０％以下と小さい。また、共振
周波数の温度係数（Ｔ．Ｃ．ｆｒ）もＰｂの一部をＣ
ａ, Ｓｒ, Ｂａのうちの少なくとも一種で置換すること
により、共振周波数の温度特性を制御することができ、
Ｐｂの一部をＮｄ, Ｇｄ, Ｌａ, Ｐｒ, Ｓｍのうちの少
なくとも一種で置換することにより、共振周波数の温度
特性と機械的品質係数Ｑｍの低減を同時に制御できるこ
とが判る。
機械結合係数Ｋｐが５０％以上と大きく、機械的品質係
数Ｑｍが１５０以下であり、また、耐熱試験による共振
周波数の変化が±０．１０％以下と小さい。また、共振
周波数の温度係数（Ｔ．Ｃ．ｆｒ）もＰｂの一部をＣ
ａ, Ｓｒ, Ｂａのうちの少なくとも一種で置換すること
により、共振周波数の温度特性を制御することができ、
Ｐｂの一部をＮｄ, Ｇｄ, Ｌａ, Ｐｒ, Ｓｍのうちの少
なくとも一種で置換することにより、共振周波数の温度
特性と機械的品質係数Ｑｍの低減を同時に制御できるこ
とが判る。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、Ｐ
ｂ−Ｚｒ−Ｔｉ（ＰＺＴ）系のＺｒおよびＴｉの一部
を、（Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）、（Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）、
（Ｎｂ2/3Ｃｏ1/3 ）、Ｎｂで置換し、また、Ｐｂの一
部をＣａ, Ｓｒ, Ｂａのうちの少なくとも一種と、Ｎ
ｄ, Ｇｄ, Ｌａ, Ｐｒ, Ｓｍのうちの少なくとも一種と
で置換することにより、耐熱性、共振周波数の温度特性
に優れ、高い電気機械結合係数を有し、かつ低い機械的
品質係数Ｑｍを示す材料を得ることができ、温度変化に
対し安定な特性を示す表面実装用圧電部品などの素子、
例えば、フィルター，レゾネータ等の素子として、特に
はセルラー用のセラミックフィルタとして最適な圧電磁
器組成物を得ることができる。
ｂ−Ｚｒ−Ｔｉ（ＰＺＴ）系のＺｒおよびＴｉの一部
を、（Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）、（Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）、
（Ｎｂ2/3Ｃｏ1/3 ）、Ｎｂで置換し、また、Ｐｂの一
部をＣａ, Ｓｒ, Ｂａのうちの少なくとも一種と、Ｎ
ｄ, Ｇｄ, Ｌａ, Ｐｒ, Ｓｍのうちの少なくとも一種と
で置換することにより、耐熱性、共振周波数の温度特性
に優れ、高い電気機械結合係数を有し、かつ低い機械的
品質係数Ｑｍを示す材料を得ることができ、温度変化に
対し安定な特性を示す表面実装用圧電部品などの素子、
例えば、フィルター，レゾネータ等の素子として、特に
はセルラー用のセラミックフィルタとして最適な圧電磁
器組成物を得ることができる。
フロントページの続き (72)発明者 吉村 健一 鹿児島県国分市山下町１番４号 京セラ株 式会社総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】金属成分としてＣａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの
少なくとも一種、Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍのうち
の少なくとも一種、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｙｂ、Ｃ
ｒおよびＣｏを含む複合ペロブスカイト型化合物であっ
て、これらの金属元素のモル比による組成式を （Ｐｂ1-x-y Ａx Ｂy ）a ［｛( Ｎｂ1/2 Ｙｂ1/2 ）b （Ｎｂ1/2 Ｃｒ1/2 ）c （Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）1-b-c ｝1-d Ｎｂd ］e （Ｔｉf Ｚｒ1-f ）1-e Ｏ3 と表わした時、前記ｘ，ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの
値が ０＜ｘ ０＜ｙ ０＜ｘ＋ｙ≦０．１２ ０．９７０≦ａ≦１．０３０ ０．１００≦ｂ≦０．７００ ０．１００≦ｃ≦０．７００ ０ ≦ｄ≦０．１７０ ０．０３０≦ｅ≦０．２００ ０．４８０≦ｆ≦０．６００ Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも一種 Ｂ：Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍのうちの少なくとも
一種 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 |
|---|---|---|---|
| JP16587395A JP3215013B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16587395A JP3215013B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 圧電磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0920559A true JPH0920559A (ja) | 1997-01-21 |
| JP3215013B2 JP3215013B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=15820608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16587395A Expired - Fee Related JP3215013B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3215013B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005219992A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電磁器組成物および圧電素子 |
| WO2016021593A1 (ja) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | 株式会社村田製作所 | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP16587395A patent/JP3215013B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005219992A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電磁器組成物および圧電素子 |
| WO2016021593A1 (ja) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | 株式会社村田製作所 | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ |
| JPWO2016021593A1 (ja) * | 2014-08-07 | 2017-06-08 | 株式会社村田製作所 | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3215013B2 (ja) | 2001-10-02 |
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