JPS5927745B2 - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
- Publication number
- JPS5927745B2 JPS5927745B2 JP53013430A JP1343078A JPS5927745B2 JP S5927745 B2 JPS5927745 B2 JP S5927745B2 JP 53013430 A JP53013430 A JP 53013430A JP 1343078 A JP1343078 A JP 1343078A JP S5927745 B2 JPS5927745 B2 JP S5927745B2
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- Japan
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- piezoelectric ceramic
- ceramic composition
- composition
- piezoelectric
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波振動子、セラミックフィルタ、表面弾
性波素子等に用いる圧電磁器に関するものである。
性波素子等に用いる圧電磁器に関するものである。
従来、この種の圧電磁器としては、ジルコン・チタン酸
鉛（ＰｂＺｒ７−ｘＴｌｘＯ３）を主成分とするいわゆ
るＰＺＴ系圧電磁器、ニオブ酸カリウム・ナトリウム（
に１−ｘＮａｘＮｂＯ３）を主成分とするいわゆるＳＰ
Ｎ系圧電磁器が良く知られている。
鉛（ＰｂＺｒ７−ｘＴｌｘＯ３）を主成分とするいわゆ
るＰＺＴ系圧電磁器、ニオブ酸カリウム・ナトリウム（
に１−ｘＮａｘＮｂＯ３）を主成分とするいわゆるＳＰ
Ｎ系圧電磁器が良く知られている。
ＰＺＴ磁器については、Ｐｂ（Ｍｇ１ＡＮｂ２／３）Ｏ
ｓ、Ｐｂ（Ｍｎｌ／３Ｎｂ２／３）０３等の第３成分を
固溶させることにより圧電特性、温度特性ともにかなり
優れた磁器が得られている。しかし、本質的に高誘電率
（４００〜１５００）磁器であるため、高周波で用いる
場合に素子の入出力インピーダンスが低下し、外部回路
とのインピーダンス整合に問題がでてくる。とくに最近
では、圧電素子の高周波化が進んでおり、誘電率を下げ
ることが重要な課題となつている。一方、ＳＰＮ系磁器
は誘電率が小さい（１５０〜２００）という特徴はある
ものの電気機械結合係数が小さい、温度特性が極めて悪
いという欠点をもつている。そこで、本発明の目的は、
高周波での使用に耐える温度特性の優れた圧電磁器組成
物を提供することにある。
ｓ、Ｐｂ（Ｍｎｌ／３Ｎｂ２／３）０３等の第３成分を
固溶させることにより圧電特性、温度特性ともにかなり
優れた磁器が得られている。しかし、本質的に高誘電率
（４００〜１５００）磁器であるため、高周波で用いる
場合に素子の入出力インピーダンスが低下し、外部回路
とのインピーダンス整合に問題がでてくる。とくに最近
では、圧電素子の高周波化が進んでおり、誘電率を下げ
ることが重要な課題となつている。一方、ＳＰＮ系磁器
は誘電率が小さい（１５０〜２００）という特徴はある
ものの電気機械結合係数が小さい、温度特性が極めて悪
いという欠点をもつている。そこで、本発明の目的は、
高周波での使用に耐える温度特性の優れた圧電磁器組成
物を提供することにある。
本発明の圧電磁器組成物は、ＰｂＯおよびＴｉＯ２を主
成分とし、これにＳｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄの酸化
物のうち少なくとも一種を添加し、さらに酸化マンガン
もしくはＣｒ，Ｆｅ，ＣＯ，Ｎｉ，Ｇａ，Ｉｎ，Ａｌ，
Ｒｈ，Ｙ，Ｙｂ，Ｓｂの酸化物のうち少なくとも一種な
らびに酸化マンガンを複合添加したものである。
成分とし、これにＳｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎｄの酸化
物のうち少なくとも一種を添加し、さらに酸化マンガン
もしくはＣｒ，Ｆｅ，ＣＯ，Ｎｉ，Ｇａ，Ｉｎ，Ａｌ，
Ｒｈ，Ｙ，Ｙｂ，Ｓｂの酸化物のうち少なくとも一種な
らびに酸化マンガンを複合添加したものである。
（ただし、上記組成物においてＰｂＯとＴｉＯ２に酸化
ネオジムおよび酸化マンガンのみ、もしくは酸化ネオジ
ム、酸化マンガン、酸化インジウムのみの組合せを複合
添加した組成物は先願発明あるので除く）。本発明の組
成物において、配合組成を適当に選ぶことによつて極め
て緻密で、かつ圧電特性に優れたものが得られる。この
優れた特性を有する組成範囲は１Ｐｂ０３８．３〜４９
．３モル７０１Ｔ１０４８．７〜５５．１モ゛
） ２ル７０１Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，
Ｔｂ，Ｎｄの酸化物のうち少なくとも１種を計０．５〜
５．４モル７０１酸化マンガン０．２〜１．５モル％、
および２Ｐｂ０３８．５〜４９．５モル７０，．Ｔ１０
２４４．０〜５４．６％、Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎ
ｄの酸化物のうち少なくとも１種を計０．５〜５．４モ
ル７０、酸化マンガン０．２〜１，５モル７０ｓＣｒ，
Ｆｅ，Ｃ０，Ｎｉ，Ｇａ，ｎ，Ａ１，Ｒｈ，Ｙ，Ｙｂ，
Ｓｂの酸化物のうち少なくとも１種を計０．３〜４．５
モル？である。
ネオジムおよび酸化マンガンのみ、もしくは酸化ネオジ
ム、酸化マンガン、酸化インジウムのみの組合せを複合
添加した組成物は先願発明あるので除く）。本発明の組
成物において、配合組成を適当に選ぶことによつて極め
て緻密で、かつ圧電特性に優れたものが得られる。この
優れた特性を有する組成範囲は１Ｐｂ０３８．３〜４９
．３モル７０１Ｔ１０４８．７〜５５．１モ゛
） ２ル７０１Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，
Ｔｂ，Ｎｄの酸化物のうち少なくとも１種を計０．５〜
５．４モル７０１酸化マンガン０．２〜１．５モル％、
および２Ｐｂ０３８．５〜４９．５モル７０，．Ｔ１０
２４４．０〜５４．６％、Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｎ
ｄの酸化物のうち少なくとも１種を計０．５〜５．４モ
ル７０、酸化マンガン０．２〜１，５モル７０ｓＣｒ，
Ｆｅ，Ｃ０，Ｎｉ，Ｇａ，ｎ，Ａ１，Ｒｈ，Ｙ，Ｙｂ，
Ｓｂの酸化物のうち少なくとも１種を計０．３〜４．５
モル？である。
組成範囲が上記範囲外になると、温度特性ならびに機械
的品質係数Ｑ♂が劣化し、本発明の効果を期待できなく
なる。
的品質係数Ｑ♂が劣化し、本発明の効果を期待できなく
なる。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
本発明による組成物の測定用試料は以下の方法で作製し
、誘電、圧電及び表面弾性波特性を測定した。上に記し
た各酸化物を目的組成比となるように秤量し、それらを
湿式にて混合した。
、誘電、圧電及び表面弾性波特性を測定した。上に記し
た各酸化物を目的組成比となるように秤量し、それらを
湿式にて混合した。
混合物を乾燥後、成形して８５０℃で２時間仮焼した。
これを再度粉砕混合して、その粉末を３５０Ｋｙ／ＣＴ
ｉｌのプレス圧のもとで円板に加圧成形し、１２６『Ｃ
で５時間焼結した。焼結後のペレツトサイズは直径１６
藺、厚さ２Ｗ１１．である。このペレツトを約１？の厚
さまで研磨した後、両面に電極としてＣｒ−Ａｕ膜を蒸
着により形成し、銀ペーストで銅のリード線をつけた。
分極処理は３０〜６０ＫＶ／？の電圧を印加し、１３０
〜１８０℃で約１０分間行なつた。その後、誘電及び圧
電特性の測定を行なつた。さらに、試料の片面を鏡面研
磨し、光蝕刻法でＡｌのすだれ状電極を形成した後、表
面波特性を測定した。その結果によれば、Ｎｄ２Ｏ３，
ｓｍ２Ｏ３，ＥＵ２Ｏ３，Ｇｄ２Ｏ３およびＴｂ２Ｏ３
のうち少なくとも一種の添加量が増加するに伴ない、表
面波の温度特性が著しく良くなる。
これを再度粉砕混合して、その粉末を３５０Ｋｙ／ＣＴ
ｉｌのプレス圧のもとで円板に加圧成形し、１２６『Ｃ
で５時間焼結した。焼結後のペレツトサイズは直径１６
藺、厚さ２Ｗ１１．である。このペレツトを約１？の厚
さまで研磨した後、両面に電極としてＣｒ−Ａｕ膜を蒸
着により形成し、銀ペーストで銅のリード線をつけた。
分極処理は３０〜６０ＫＶ／？の電圧を印加し、１３０
〜１８０℃で約１０分間行なつた。その後、誘電及び圧
電特性の測定を行なつた。さらに、試料の片面を鏡面研
磨し、光蝕刻法でＡｌのすだれ状電極を形成した後、表
面波特性を測定した。その結果によれば、Ｎｄ２Ｏ３，
ｓｍ２Ｏ３，ＥＵ２Ｏ３，Ｇｄ２Ｏ３およびＴｂ２Ｏ３
のうち少なくとも一種の添加量が増加するに伴ない、表
面波の温度特性が著しく良くなる。
たとえば第１表に示す組成付近では表面波の遅延時間温
度係数が２５ＰＦ／゜Ｃ以下となり、圧電セラミツクス
としては最小の部類にはいる。また、機械的品質係数Ｑ
Ｍは１２００〜２０００と大きく、かつ結晶粒径が１〜
２μｍ程度と極めて小さいため、表面波の伝播損失が６
０ＭＨｚで４〜９ｄＢ／ＣＩｒＬと圧電磁器としては従
来になく小さい。また、表面波の電気機械結合係数Ｋｓ
２は１。０〜２．５７０である。
度係数が２５ＰＦ／゜Ｃ以下となり、圧電セラミツクス
としては最小の部類にはいる。また、機械的品質係数Ｑ
Ｍは１２００〜２０００と大きく、かつ結晶粒径が１〜
２μｍ程度と極めて小さいため、表面波の伝播損失が６
０ＭＨｚで４〜９ｄＢ／ＣＩｒＬと圧電磁器としては従
来になく小さい。また、表面波の電気機械結合係数Ｋｓ
２は１。０〜２．５７０である。
加えて、比誘電率が２００〜３５０と小さいため、高周
波での使用にも耐えることができる。以上のように本発
明の圧電磁器組成物は表面波の温度特性がよく、かつ表
面波の伝播損失が小さい点に特徴があり、とくに表面弾
性波素子用圧電磁器として、これまでにない優れた特性
を有している。
波での使用にも耐えることができる。以上のように本発
明の圧電磁器組成物は表面波の温度特性がよく、かつ表
面波の伝播損失が小さい点に特徴があり、とくに表面弾
性波素子用圧電磁器として、これまでにない優れた特性
を有している。
本発明者等は以上の組成物に近い組成のものにさらにＣ
ｒ，Ｆｅ，ＣＯ，Ｎｉ，Ｇａ，ｌｎ，Ａｌ，Ｒｈ，Ｙ，
Ｙｂ，Ｓｂの酸化物のうち少なくとも一種を適量添加す
れば、さらに優れた特性を有する圧電磁器組成物が得ら
れることを見出した。
ｒ，Ｆｅ，ＣＯ，Ｎｉ，Ｇａ，ｌｎ，Ａｌ，Ｒｈ，Ｙ，
Ｙｂ，Ｓｂの酸化物のうち少なくとも一種を適量添加す
れば、さらに優れた特性を有する圧電磁器組成物が得ら
れることを見出した。
表面波の遅延時間温度係数は上記成分の添加量を増すに
従いさらに低下し組成を適当に選ぶことにより、１０ｐ
１ｎ／℃以下にすることもできる。
従いさらに低下し組成を適当に選ぶことにより、１０ｐ
１ｎ／℃以下にすることもできる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ＰｂＯおよびＴｉＯ＿２を主成分とし、これにＳｍ
、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｎｄの酸化物のうち少なくとも１
種を０．５〜５．４モル％、さらに０．２〜１．５モル
％の酸化マンガンを含む組成物であり、ただし酸化物と
してＮｄのみを選ぶことは除かれることを特徴とする圧
電磁器組成物。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の圧電磁器組成物におい
て、ＰｂＯは３８．３〜４９．３モル％およびＴｉＯ＿
２は４８．７〜５５．１モル％含有されていることを特
徴とする圧電磁器組成物。 ３ ＰｂＯおよびＴｉＯ＿２を主成分とし、これにＳｍ
、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｎｄの酸化物のうち少なくとも１
種を０．５〜５．４モル％、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｃａ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｙ、Ｙｂ、Ｓｂの酸化物のう
ち少なくとも１種を０．３〜４．５モル％及び０．２〜
１．５モル％の酸化物マンガンを含む組成物であり、た
だし酸化物としてＮｄ及びＩｎのみをそれぞれ選んだ組
合せは除かれることを特徴とする圧電磁器組成物。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の圧電磁器組成物におい
て、ＰｂＯは３８．５〜４９．５モル％およびＴｉＯ＿
２は４４．０〜５４．６モル％含有されていることを特
徴とする圧電磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53013430A JPS5927745B2 (ja) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53013430A JPS5927745B2 (ja) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | 圧電磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54106514A JPS54106514A (en) | 1979-08-21 |
| JPS5927745B2 true JPS5927745B2 (ja) | 1984-07-07 |
Family
ID=11832913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53013430A Expired JPS5927745B2 (ja) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927745B2 (ja) |
-
1978
- 1978-02-10 JP JP53013430A patent/JPS5927745B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54106514A (en) | 1979-08-21 |
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