JPH09295864A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JPH09295864A JPH09295864A JP8107141A JP10714196A JPH09295864A JP H09295864 A JPH09295864 A JP H09295864A JP 8107141 A JP8107141 A JP 8107141A JP 10714196 A JP10714196 A JP 10714196A JP H09295864 A JPH09295864 A JP H09295864A
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- piezoelectric ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】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。 【解決手段】組成式を（Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂ
b Ｃｒc Ｙｂd 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，Ｃ
ｅ，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≦０．０
５、０．９５≦ａ≦１．０５、０．４６≦ｂ≦０．６
０、０．１１≦ｃ≦０．４２、０．０２≦ｄ≦０．３
１、０．０２≦ｅ≦０．１８、０．０２≦ｆ≦０．１
５、０．４６≦ｇ≦０．５２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１．０
０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。 【解決手段】組成式を（Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂ
b Ｃｒc Ｙｂd 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，Ｃ
ｅ，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≦０．０
５、０．９５≦ａ≦１．０５、０．４６≦ｂ≦０．６
０、０．１１≦ｃ≦０．４２、０．０２≦ｄ≦０．３
１、０．０２≦ｅ≦０．１８、０．０２≦ｆ≦０．１
５、０．４６≦ｇ≦０．５２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１．０
０を満足するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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。
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。
【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
1/3 ）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
1/3 ）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課題】しかしながら、従来の
上記したＰｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3
−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。
上記したＰｂ（Ｎｂ2/3 Ｃｏ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3
−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】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、Ｐｂ、Ｚ
ｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｙｂ、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。
ｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｙｂ、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。
【００１１】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、Ｙｂ、Ａｌを
含むペロブスカイト型化合物であって、その組成式を
（Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙｂd Ａ
ｌe ) f Ｔｉg Ｚr1-f-g Ｏ3 （ここで、ＬはＳｒ，Ｂ
ａのうち少なくとも一種、ＭはＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎ
ｄ，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。
分としてＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ａｌを
含むペロブスカイト型化合物であって、その組成式を
（Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙｂd Ａ
ｌe ) f Ｔｉg Ｚr1-f-g Ｏ3 （ここで、ＬはＳｒ，Ｂ
ａのうち少なくとも一種、ＭはＬａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎ
ｄ，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。
【００１２】
【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、Ｙｂ，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、耐熱性を向上でき
る。
ＰｂＴｉＯ3 系の磁器組成物のＺｒおよびＴｉの一部を
Ｎｂ，Ｃｒ、Ｙｂ，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、耐熱性を向上でき
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の圧電磁器組成物は、組成
式を（Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙｂd Ａ
ｌe ) f Ｔｉg Ｚr1-f-g Ｏ3 と表わした時、ｘ，ｙ，
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇが０．０１≦ｘ≦０．０
８、０．００２≦ｙ≦０．０５、０．９５≦ａ≦１．０
５、０．４６≦ｂ≦０．６０、０．１１≦ｃ≦０．４
２、０．０２≦ｄ≦０．３１、０．０２≦ｅ≦０．１
８、０．０２≦ｆ≦０．１５、０．４６≦ｇ≦０．５
２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１．００を満足するものである。
式を（Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙｂd Ａ
ｌe ) f Ｔｉg Ｚr1-f-g Ｏ3 と表わした時、ｘ，ｙ，
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇが０．０１≦ｘ≦０．０
８、０．００２≦ｙ≦０．０５、０．９５≦ａ≦１．０
５、０．４６≦ｂ≦０．６０、０．１１≦ｃ≦０．４
２、０．０２≦ｄ≦０．３１、０．０２≦ｅ≦０．１
８、０．０２≦ｆ≦０．１５、０．４６≦ｇ≦０．５
２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１．００を満足するものである。
【００１４】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が低下したり、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が低下したり、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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】Ｙｂ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。Ｙｂ量のｄは０．
０２≦ｄ≦０．１７とすることが望ましい。
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。Ｙｂ量のｄは０．
０２≦ｄ≦０．１７とすることが望ましい。
【００１８】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。
【００１９】（Ｎｂb Ｃｒc Ｙｂd 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 Ｃｒ
c Ｙｂd 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。
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 Ｃｒ
c Ｙｂd 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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】本発明の圧電磁器組成物としては、組成式
を（Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙｂd Ａｌ
e ) 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，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．
０１５、０．００３≦ｙ≦０．００５、０．９９≦ａ≦
１．０１、０．５２≦ｂ≦０．５８、０．２２≦ｃ≦
０．２６、０．０２≦ｄ≦０．１７、０．０２≦ｅ≦
０．１２、０．０５≦ｆ≦０．０７、０．４８≦ｇ≦
０．５１を満足することが望ましい。
を（Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙｂd Ａｌ
e ) 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，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．
０１５、０．００３≦ｙ≦０．００５、０．９９≦ａ≦
１．０１、０．５２≦ｂ≦０．５８、０．２２≦ｃ≦
０．２６、０．０２≦ｄ≦０．１７、０．０２≦ｅ≦
０．１２、０．０５≦ｆ≦０．０７、０．４８≦ｇ≦
０．５１を満足することが望ましい。
【００２４】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 、Ｙｂ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＬａ，Ｃｅ，
Ｇｄ，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、ＺｒＯ2 ボールをボールミ
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 、Ｙｂ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＬａ，Ｃｅ，
Ｇｄ，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、ＺｒＯ2 ボールをボールミ
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。
【００２５】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。
【００２６】本発明の圧電磁器組成物では、原料粉末か
ら希土類元素等の不可避不純物が混入する場合がある。
また、製造過程で、容器や粉砕ボール等からその成分が
混入する場合もある。
ら希土類元素等の不可避不純物が混入する場合がある。
また、製造過程で、容器や粉砕ボール等からその成分が
混入する場合もある。
【００２７】
【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 、Ｙｂ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｒＣＯ3 およ
び／またはＢａＣＯ3 、Ｌａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓ
ｍ，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および表２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 、Ｙｂ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｒＣＯ3 およ
び／またはＢａＣＯ3 、Ｌａ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｓ
ｍ，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および表２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。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】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。
【００３１】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。
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。
【００３２】電気機械結合係数Ｋｐ、機械的品質係数Ｑ
ｍ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３および表４に示す。
ｍ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３および表４に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】尚、表３および表４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.５
８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.
３５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。
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.５
８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.
３５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。
【００３６】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。
【００３７】これらの表３および表４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。
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。
【００３８】
【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、Ｙｂ，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、Ｙｂ，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、Ｙｂ、Ａｌを含むペロブスカイト型化合物であっ
て、その組成式を （Ｐｂ1-x-y Ｌx Ｍy ) a (Ｎｂb Ｃｒc Ｙｂd Ａ
ｌe ) f Ｔｉg Ｚr1-f-gＯ3 （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 |
|---|---|---|---|
| JP10714196A JP3761970B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10714196A JP3761970B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 圧電磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09295864A true JPH09295864A (ja) | 1997-11-18 |
| JP3761970B2 JP3761970B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=14451560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10714196A Expired - Fee Related JP3761970B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3761970B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005150694A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-06-09 | Seiko Epson Corp | 圧電体膜、圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電ポンプ、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンター、表面弾性波素子、薄膜圧電共振子、周波数フィルタ、発振器、電子回路、および電子機器 |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP10714196A patent/JP3761970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005150694A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-06-09 | Seiko Epson Corp | 圧電体膜、圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電ポンプ、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンター、表面弾性波素子、薄膜圧電共振子、周波数フィルタ、発振器、電子回路、および電子機器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3761970B2 (ja) | 2006-03-29 |
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