JPS6023513B2 - 酸化物圧電材料 - Google Patents
酸化物圧電材料Info
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- JPS6023513B2 JPS6023513B2 JP55017915A JP1791580A JPS6023513B2 JP S6023513 B2 JPS6023513 B2 JP S6023513B2 JP 55017915 A JP55017915 A JP 55017915A JP 1791580 A JP1791580 A JP 1791580A JP S6023513 B2 JPS6023513 B2 JP S6023513B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
- H10N30/8548—Lead-based oxides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸化物圧電材料係る。
さらに詳しくは（ＰｂＨＣａａ）〔（Ｍｅ，′３ＮＱ／
３）ｘＴｉ，−ｘ〕０３系基本組成（ただしＭｅはＮｊ
，Ｃｏのいずれか一種）で、０．０１ＳｘＳＯ．１０，
０．０５ミａＳＯ．３５の組成範囲の酸化物圧電材料に
関する。さらには副成分としてＭｎ０，Ｎｉ○およびＦ
ｅ２０３の少くとも一種を０．０５〜２．の重量％含有
せしめた酸化物圧電材料に関する。
３）ｘＴｉ，−ｘ〕０３系基本組成（ただしＭｅはＮｊ
，Ｃｏのいずれか一種）で、０．０１ＳｘＳＯ．１０，
０．０５ミａＳＯ．３５の組成範囲の酸化物圧電材料に
関する。さらには副成分としてＭｎ０，Ｎｉ○およびＦ
ｅ２０３の少くとも一種を０．０５〜２．の重量％含有
せしめた酸化物圧電材料に関する。
最近になり酸化物圧電材料をいた各種の超音波振動子や
表面波素子が開発されている。
表面波素子が開発されている。
このような利用に対してＰｂＴｉ０３−ＰｂＺｒ０３二
元系やＰｂＴｉ０３一ＰｂＺｒ０３一Ｐｂ（Ｍｇ，／３
ＮＱ／３）０３三元系にＣｒ２Ｑ，Ｍｎ０２，Ｎｉ○等
の添加物を加えた材料も開発されているが、これらの圧
電材料は誘電率が３５０〜２０００と大きく、高周波領
域での使用には適さない。又こられの料を高周波で使用
した場合には厚み方向の結合係数Ｋｔと広がり方向の結
合係数Ｋｐがほぼ同様な値であるため広がり方向の結合
係数Ｋｐのオーバートーンによるスプリアスが発生しや
すい欠点が存在した。このため高周波における応用にお
いてはＫｔ／Ｋｐの比が出来るだけ大きいものが望まし
いとされていた。また厚み方向の結合係数Ｋｔと広がり
方向の結合係数Ｋｐの値が大きく異なる結合係数の異方
性を有するＰＴｉ０３系材料も報告されているが、凝結
後に起るヒビ割れのため直径２物吻以上の大型焼結体を
得る事が出来ず、また分極条件も２００ｑｏにおいて印
加電圧６０ＫＶ／のと非常に厳しいために放電破壊を起
しやすく大型の振動子を得る事が困難であった。
元系やＰｂＴｉ０３一ＰｂＺｒ０３一Ｐｂ（Ｍｇ，／３
ＮＱ／３）０３三元系にＣｒ２Ｑ，Ｍｎ０２，Ｎｉ○等
の添加物を加えた材料も開発されているが、これらの圧
電材料は誘電率が３５０〜２０００と大きく、高周波領
域での使用には適さない。又こられの料を高周波で使用
した場合には厚み方向の結合係数Ｋｔと広がり方向の結
合係数Ｋｐがほぼ同様な値であるため広がり方向の結合
係数Ｋｐのオーバートーンによるスプリアスが発生しや
すい欠点が存在した。このため高周波における応用にお
いてはＫｔ／Ｋｐの比が出来るだけ大きいものが望まし
いとされていた。また厚み方向の結合係数Ｋｔと広がり
方向の結合係数Ｋｐの値が大きく異なる結合係数の異方
性を有するＰＴｉ０３系材料も報告されているが、凝結
後に起るヒビ割れのため直径２物吻以上の大型焼結体を
得る事が出来ず、また分極条件も２００ｑｏにおいて印
加電圧６０ＫＶ／のと非常に厳しいために放電破壊を起
しやすく大型の振動子を得る事が困難であった。
さらに従来のＰｂＴｉ０３材料では厚み方向の結合係数
Ｋｔは４０〜４８％であり、広がり方向の結合係数Ｋｐ
は８％以上であるため、結合係数の比Ｋｔ／Ｋｐは４〜
６程度が限界であり広がり方向の結合係数Ｋｐのオーバ
ートーンによるスプリアスが無視出釆なかった。
Ｋｔは４０〜４８％であり、広がり方向の結合係数Ｋｐ
は８％以上であるため、結合係数の比Ｋｔ／Ｋｐは４〜
６程度が限界であり広がり方向の結合係数Ｋｐのオーバ
ートーンによるスプリアスが無視出釆なかった。
さらに従釆のＰｂＴｉ０３系材料を表面波素子として応
用しようとする場合には誘電率が２００以下と４・さし
、組成において表面波温度係数のの２岬ｐｍ以下の材料
を得る事が出来なかった。
用しようとする場合には誘電率が２００以下と４・さし
、組成において表面波温度係数のの２岬ｐｍ以下の材料
を得る事が出来なかった。
又、これらの材料の温度係数はすべてマイナス傾向であ
りフェライトコイル等を用いて温度係数の改善を計るこ
とが出来なかた。本発明の目的は以上の問題点を決した
もので厚み方向の結合係数であるＫｔが５０％以上と大
きく、広がり方向の結合係数Ｋｐが３〜５％、すなわち
Ｋｔ／Ｋｐが１０〜１９の値を示す材料であり、さらに
誘電率が３００以下と小さく、焼精が容易なため５００
伽以上の大型振動子が得られ、かつ従釆のＰｂＴｉ０３
材料に比較してはるかに分極操作の容易な酸化物圧電材
料を提供するものである。
りフェライトコイル等を用いて温度係数の改善を計るこ
とが出来なかた。本発明の目的は以上の問題点を決した
もので厚み方向の結合係数であるＫｔが５０％以上と大
きく、広がり方向の結合係数Ｋｐが３〜５％、すなわち
Ｋｔ／Ｋｐが１０〜１９の値を示す材料であり、さらに
誘電率が３００以下と小さく、焼精が容易なため５００
伽以上の大型振動子が得られ、かつ従釆のＰｂＴｉ０３
材料に比較してはるかに分極操作の容易な酸化物圧電材
料を提供するものである。
さらに本発明の材料においては面波温度係数の優れた材
料を得る事も出来る。
料を得る事も出来る。
本発明は（Ｐｑ〜Ｃａａ）〔（Ｍｅ，／３ＮＱ／３）ｘ
Ｔｉ，１〕０３（ただしＭｅはＮｉ，Ｃｏのいずれか一
種）の一般式において、０．０５Ｓａミ０．３５，０．
０１Ｓｘミ０．１０の組成から成り、又必要に応じこれ
に副成分としてＭｎ○，Ｎｊ○，Ｆｅ２０３の少なくと
も１つを０．０５〜２．の重量％添加含有した酸化物圧
電材料である。
Ｔｉ，１〕０３（ただしＭｅはＮｉ，Ｃｏのいずれか一
種）の一般式において、０．０５Ｓａミ０．３５，０．
０１Ｓｘミ０．１０の組成から成り、又必要に応じこれ
に副成分としてＭｎ○，Ｎｊ○，Ｆｅ２０３の少なくと
も１つを０．０５〜２．の重量％添加含有した酸化物圧
電材料である。
このような本発明の酸化物圧電材料は一般的には粉末冶
金的方法によって容易に製造することができる。
金的方法によって容易に製造することができる。
例えば、Ｐｂ０，Ｔｉ０２，ＣａＣ０３，ＭｎＣ０３，
Ｎｉ○，Ｆｅ２０３Ｎｂ２Ｑ，ＣＯＯなどの原料酸化物
を所定の割合に正確に秤取し、これらをボ−ルミルなど
によってよく混合する。なお、この際用いる原料は加熱
によって酸化物に転ずる化合物例えば水酸化物、炭酸塩
、シュウ酸塩等であってもよい。次いで前記混合物を例
えば６００〜９００ｑｏ程度の温度で予備焼成し、さら
にボールミルなどによって粉砕して調製粉末とする。
Ｎｉ○，Ｆｅ２０３Ｎｂ２Ｑ，ＣＯＯなどの原料酸化物
を所定の割合に正確に秤取し、これらをボ−ルミルなど
によってよく混合する。なお、この際用いる原料は加熱
によって酸化物に転ずる化合物例えば水酸化物、炭酸塩
、シュウ酸塩等であってもよい。次いで前記混合物を例
えば６００〜９００ｑｏ程度の温度で予備焼成し、さら
にボールミルなどによって粉砕して調製粉末とする。
しかる後この調製粉末に水あるいはポリビニルアルコー
ルなどの粘結剤を添加配合して、０．５〜公ｏｎ／の程
度の圧力で加圧成形した後、１１００〜１２００ｑ０程
度の温度で焼成する。この焼成において一つの組成分た
るＰｂ０の一部が蒸発陣散する恐れもあるので焼成は閉
炉内で行ない、また最高温度では保持は一般に０．５〜
３時間程度で充分である。さらに本発明について詳述す
る。
ルなどの粘結剤を添加配合して、０．５〜公ｏｎ／の程
度の圧力で加圧成形した後、１１００〜１２００ｑ０程
度の温度で焼成する。この焼成において一つの組成分た
るＰｂ０の一部が蒸発陣散する恐れもあるので焼成は閉
炉内で行ない、また最高温度では保持は一般に０．５〜
３時間程度で充分である。さらに本発明について詳述す
る。
まず（Ｐｑ‐ａＣａａ）〔（Ｍｅ，／３Ｎｂ２／３）ｘ
ＴｉＭ〕０３基本組成（ただしＭｅはＮｉ，Ｃｏのいず
れか一種）において０．０５ミａＳＯ．３５と限定した
理由はａ＜０．０５でもａ＞０．３５でもＫｐの値が５
％以上となり、ＫｔノＫｐの比が１０未満となりスプリ
アスの発生が多くなるためである。
ＴｉＭ〕０３基本組成（ただしＭｅはＮｉ，Ｃｏのいず
れか一種）において０．０５ミａＳＯ．３５と限定した
理由はａ＜０．０５でもａ＞０．３５でもＫｐの値が５
％以上となり、ＫｔノＫｐの比が１０未満となりスプリ
アスの発生が多くなるためである。
又ａ＞０．３５では誘電率の値が３００以上となり特に
表面波素子材料としての応用や高周波での応用に不利と
なるためである。またＸ＝０．０１〜０．１０と限定し
た理由はＸ＜ぽ０．０１では磁器の焼成温度を低下させ
て均一な焼給体を得る働きのＰｂ（Ｍｅｌ／州ｂ２′３
）０３（ただしＭｅはＮｉ，Ｃｏのいずれか一種）の効
果が現れず、Ｘ＞０．１０ではＫｐが大きくなりＫｔノ
Ｋｐの比が１０未満となるためである。
表面波素子材料としての応用や高周波での応用に不利と
なるためである。またＸ＝０．０１〜０．１０と限定し
た理由はＸ＜ぽ０．０１では磁器の焼成温度を低下させ
て均一な焼給体を得る働きのＰｂ（Ｍｅｌ／州ｂ２′３
）０３（ただしＭｅはＮｉ，Ｃｏのいずれか一種）の効
果が現れず、Ｘ＞０．１０ではＫｐが大きくなりＫｔノ
Ｋｐの比が１０未満となるためである。
又、ＭＮ０，Ｎｉ○，Ｆｅ夕３のいずれか一種の添加含
有量を０．０５〜２．の重量％と限定したのは０．０５
重量％り少なくてはＰｂＷｉ０３磁器の焼結性、および
分極浄性を改善するというこれらの副成分の顕著な効果
が得られず２．の重量％より多くては磁器の競給性が悪
くなる事があるためである。
有量を０．０５〜２．の重量％と限定したのは０．０５
重量％り少なくてはＰｂＷｉ０３磁器の焼結性、および
分極浄性を改善するというこれらの副成分の顕著な効果
が得られず２．の重量％より多くては磁器の競給性が悪
くなる事があるためである。
かくして本発明に依り次に掲げるような効果を得る事が
出来る。
出来る。
第１に従来のＰＺＴ材料、三成分系材料では厚み方向の
結合係数Ｋｔと広がり方向の結合係数Ｋｐとの値はほぼ
同等であるため、厚み振動を利用した振動子を作成する
場合に広がり方向の振動のーバートーンによるスプリア
スのため実用上問題があったに対し、本発明の材料では
厚み方向の結合係数は５０以上の大きな値を示しながら
、広がり方向の結合係数ＫＰは３〜５％と小さな値のた
め、高周波におけるスプリアスが小さく利用上有利とな
る。第２にＰｂの一部をＣａで置換する事に依り、又焼
成温度の低いＰｂ（Ｍｅ，／３Ｎｂ２／３）０３を一部
固落させる事により焼成温度を低下させ、ＰｂＴｉＱ系
材料の暁緒性を向上させ表面波基板材料に用いることの
出来るようなボアの少ない繊密な磁器が得られる様にな
る。
結合係数Ｋｔと広がり方向の結合係数Ｋｐとの値はほぼ
同等であるため、厚み振動を利用した振動子を作成する
場合に広がり方向の振動のーバートーンによるスプリア
スのため実用上問題があったに対し、本発明の材料では
厚み方向の結合係数は５０以上の大きな値を示しながら
、広がり方向の結合係数ＫＰは３〜５％と小さな値のた
め、高周波におけるスプリアスが小さく利用上有利とな
る。第２にＰｂの一部をＣａで置換する事に依り、又焼
成温度の低いＰｂ（Ｍｅ，／３Ｎｂ２／３）０３を一部
固落させる事により焼成温度を低下させ、ＰｂＴｉＱ系
材料の暁緒性を向上させ表面波基板材料に用いることの
出来るようなボアの少ない繊密な磁器が得られる様にな
る。
さらに、従来のＰｂＴｉ０３系材料では２０ぴ０の高温
で６雌Ｖ／弧の電界を印加しなければ充分な結合係数Ｋ
ｔを引き出すことが出釆ないため分極時に放電破壊を起
しやすく大型の振動子が得にくい欠点が存在した。本発
明の材料ではＰｂの一部をＣａで置換しているため分極
が容易となり、１０ぴ０，３０〜５皿Ｖ／伽の分極条件
で充分な結合係数Ｋｔを得ることが出来るため分極時の
放電破壊はほとんど起らず安定に大型の振動子を作成出
来る。
で６雌Ｖ／弧の電界を印加しなければ充分な結合係数Ｋ
ｔを引き出すことが出釆ないため分極時に放電破壊を起
しやすく大型の振動子が得にくい欠点が存在した。本発
明の材料ではＰｂの一部をＣａで置換しているため分極
が容易となり、１０ぴ０，３０〜５皿Ｖ／伽の分極条件
で充分な結合係数Ｋｔを得ることが出来るため分極時の
放電破壊はほとんど起らず安定に大型の振動子を作成出
来る。
・第３にＭの，Ｎｉｏ，Ｆｅ２０３の少なくとも一種を
添加含有せしめることに依りさらに焼溝性、分極特性お
よび共振周波数の経時特性を向上させることが出釆る。
添加含有せしめることに依りさらに焼溝性、分極特性お
よび共振周波数の経時特性を向上させることが出釆る。
第４に本発明の材料系においては基本波の共振周波数の
温度係数の小さな材料を得る事も出来る。従来のＰｂＴ
ｉＱ系材料ではＰｂＴｉ０３成分が６皿ｏｌ％以上の領
域での共振周波数の温度係数はすべてマイナス煩向とさ
れていた。又、その値は添加物固溶成分を加えても−２
岬ｐｍ依下のものは不可能とされていたがＰｂの一部を
Ｃａで１０〜１５ｈｏｌ％置換することにより温度係数
を反転する事が出来土２０ｐｐｍ以内の温度係数を有す
る材料を得る事も出釆る。この現象はＭｇ，Ｓｒ，Ｂａ
等の置換では認められずＣａに特有の現象である。
温度係数の小さな材料を得る事も出来る。従来のＰｂＴ
ｉＱ系材料ではＰｂＴｉ０３成分が６皿ｏｌ％以上の領
域での共振周波数の温度係数はすべてマイナス煩向とさ
れていた。又、その値は添加物固溶成分を加えても−２
岬ｐｍ依下のものは不可能とされていたがＰｂの一部を
Ｃａで１０〜１５ｈｏｌ％置換することにより温度係数
を反転する事が出来土２０ｐｐｍ以内の温度係数を有す
る材料を得る事も出釆る。この現象はＭｇ，Ｓｒ，Ｂａ
等の置換では認められずＣａに特有の現象である。
次に本発明の実施例について記載する。
競結された試料を２００×０．５凧に研磨し、両面に電
極を焼き付け１００ｑｏ，５０ＫＶ／伽の条件で分極し
た後、ＰｒＭ．ＩＲＥ．Ｖｏｌ．１３７（１９４９）１
３７８〜１３９５などに示された標準回路方法によって
圧電特性を各々測定した。
極を焼き付け１００ｑｏ，５０ＫＶ／伽の条件で分極し
た後、ＰｒＭ．ＩＲＥ．Ｖｏｌ．１３７（１９４９）１
３７８〜１３９５などに示された標準回路方法によって
圧電特性を各々測定した。
これらの測定結果をそれらの煉結体の組成比とともに第
１表に示す。なお、第１表においてＦ．Ｔは焼成温度（
００）を、Ｄは比重（２３ｑｏで測定）をごは議電率（
ＩＫＨｚ２３℃で測定）をＫｔは厚み方向の結合係数（
％）を、Ｋｐは広がり方向の結合係数（％）をＫｔ／Ｋ
ｐは結合係数の比を、それぞれ示す。
１表に示す。なお、第１表においてＦ．Ｔは焼成温度（
００）を、Ｄは比重（２３ｑｏで測定）をごは議電率（
ＩＫＨｚ２３℃で測定）をＫｔは厚み方向の結合係数（
％）を、Ｋｐは広がり方向の結合係数（％）をＫｔ／Ｋ
ｐは結合係数の比を、それぞれ示す。
第１表これらの試料中実施例１を参考例１の試料につい
て分極温度に依る電気機械結合係数Ｋｔの値を測定した
ところ第１図に示す結果を得た。
て分極温度に依る電気機械結合係数Ｋｔの値を測定した
ところ第１図に示す結果を得た。
第１図において曲線ａは実施例１５の場合を曲線ｂは参
考例１の場合を示す。本発明の実施例は従釆のＰｂＴｉ
０３系のセラックに比較して低温度でも充分な結合係数
Ｋｔを得る事が出釆、分極が容易になっている事がわか
る。次にこれらの試料中実施例、９、１０１１、１２、
１入ＩＬ１ｉ ｌ毎参考例１、２、３、４の試料の精合
係数Ｋｔ，Ｋｐの変化と結合係数比Ｋｔ／Ｋｐを測定し
たところ第２図に示す様な結果を得た。
考例１の場合を示す。本発明の実施例は従釆のＰｂＴｉ
０３系のセラックに比較して低温度でも充分な結合係数
Ｋｔを得る事が出釆、分極が容易になっている事がわか
る。次にこれらの試料中実施例、９、１０１１、１２、
１入ＩＬ１ｉ ｌ毎参考例１、２、３、４の試料の精合
係数Ｋｔ，Ｋｐの変化と結合係数比Ｋｔ／Ｋｐを測定し
たところ第２図に示す様な結果を得た。
第２図において試料ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ‘
ま実施例９、１０、１１、１２、１入１４１ふ１６を試
料ｉ，ｉ，ｋ，１を参考例１、２、３、４をそれぞれ示
す。第２図から明きらかの様に０．０５ミａＳＯ．３５
の範囲においては結合係数Ｋｔは５０％以上の値を示し
ながら、結合係数Ｋｐは３〜５％と小さく、結合係数比
Ｋｔ／Ｋｐは１０〜１９に達する。
ま実施例９、１０、１１、１２、１入１４１ふ１６を試
料ｉ，ｉ，ｋ，１を参考例１、２、３、４をそれぞれ示
す。第２図から明きらかの様に０．０５ミａＳＯ．３５
の範囲においては結合係数Ｋｔは５０％以上の値を示し
ながら、結合係数Ｋｐは３〜５％と小さく、結合係数比
Ｋｔ／Ｋｐは１０〜１９に達する。
第３図はｘ＝０．０５の場合におけるＣａＴｉ０３ｍｏ
ｌ％と誘電率どの関係を示す。
ｌ％と誘電率どの関係を示す。
譲電率はａ＜０．３５では３００以下の小さな値を示す
。第４図はｘ＝０．０５の場合におけるＣａＴｊ０３ｍ
ｏｌ％と基本波の共振周波数温度係数を示す。
。第４図はｘ＝０．０５の場合におけるＣａＴｊ０３ｍ
ｏｌ％と基本波の共振周波数温度係数を示す。
ＣａＴｉ０３が１０〜１５ｍｏｌの組成範囲においては
温度係数士２０ｐｐｍ以下の材料が得れる。この様に誘
電率が２００以下で温度係数が優れた材料が得られる。
温度係数士２０ｐｐｍ以下の材料が得れる。この様に誘
電率が２００以下で温度係数が優れた材料が得られる。
かくして本発明に係る酸化物圧電材料は例えば次の様な
用途に適するものと言える。
用途に適するものと言える。
１ 高周波における応用
従来の圧電材料は謙率が１００現量度と大き過ぎるため
高周波領域での途に適さないと言う難点があった。
高周波領域での途に適さないと言う難点があった。
一般にインピーダンスＺはＺ＝ｄ／（２竹ｆ・ご・ｓ）
（ここでｄ・ｓは試料の厚さと断面積、ｆは使用周波数
、ごは誘電率である。）で与られる。従って、ｄはｆに
反比例して薄くする必要がある。結局Ｚの１／（ｆ２１
ど・ｓ）となるが、ｆが高くなれば、Ｚは２乗で効いて
きて、急速に減少する。Ｚの整合にはｓかごを小さくす
る必要があるが、ｓは加工上の限界もあるので、ごは小
さくする方が有利である。本発明の圧電材料は誘電率ご
が１８０〜３０栃皇度で従来のものとくらべ１／３〜１
／１０である。従って従来の材料で１０ＭＨｚまで使用
可能ならば、本発明の材料を使えば５０ＭＨｚぐらいま
で可能となる。又、結合係数比Ｋｔ／Ｋｐが１０〜１９
と大きいため、Ｋｐのオーバートーンによるスプリアス
の影響が小さく、振動子を作成した場合に実用上有利と
なる。
（ここでｄ・ｓは試料の厚さと断面積、ｆは使用周波数
、ごは誘電率である。）で与られる。従って、ｄはｆに
反比例して薄くする必要がある。結局Ｚの１／（ｆ２１
ど・ｓ）となるが、ｆが高くなれば、Ｚは２乗で効いて
きて、急速に減少する。Ｚの整合にはｓかごを小さくす
る必要があるが、ｓは加工上の限界もあるので、ごは小
さくする方が有利である。本発明の圧電材料は誘電率ご
が１８０〜３０栃皇度で従来のものとくらべ１／３〜１
／１０である。従って従来の材料で１０ＭＨｚまで使用
可能ならば、本発明の材料を使えば５０ＭＨｚぐらいま
で可能となる。又、結合係数比Ｋｔ／Ｋｐが１０〜１９
と大きいため、Ｋｐのオーバートーンによるスプリアス
の影響が小さく、振動子を作成した場合に実用上有利と
なる。
２ リニャスキャン型超音波診断装置用プローブ超音波
診断装置用プローブにおける音波変換素子は、高周波化
に伴って大型形状化、薄板化が要求される。
診断装置用プローブにおける音波変換素子は、高周波化
に伴って大型形状化、薄板化が要求される。
素子の大型形状化、薄板化は従来のＰｂＴｉ０３系圧電
材料では困難であったが、本発明の材料によれば焼結‘
性が良好なために機械的強度に優れた大型薄板化（例え
ば、長さ５０〜１０仇吻、幅１５〜２仇蚊、厚さ２００
ムｍ）が容易に実現される。３ 表面波用基板としての
応用 最近、酸化物圧電材料を用いた表面波フィル夕が開発さ
れているが特に表面波用圧電料として要求される特性は
表面波の温度係数が小さい（２蛇ｐｍ以下が望ましい）
事である。
材料では困難であったが、本発明の材料によれば焼結‘
性が良好なために機械的強度に優れた大型薄板化（例え
ば、長さ５０〜１０仇吻、幅１５〜２仇蚊、厚さ２００
ムｍ）が容易に実現される。３ 表面波用基板としての
応用 最近、酸化物圧電材料を用いた表面波フィル夕が開発さ
れているが特に表面波用圧電料として要求される特性は
表面波の温度係数が小さい（２蛇ｐｍ以下が望ましい）
事である。
さらに誘電率が大きい材料では弾性表面波フィル夕のイ
ンピーダンスが４・さくなり外部回路とのミスマツチン
グが問題となる。このため誘電率の値はなるべく小し、
ほど望ましいとされている。これらの要求に対してＰｂ
ＴｉＱ−ＰｂＺｒＱ系材料（ＰＺＴ材料）やＰｂＴｉ０
３Ｃ−Ｐ舷の３−Ｐｂ（Ｓｎ，′２Ｓｂ，／２）０３系
材料（三元系材料）を使用する事が試みられたが、これ
らの材料で温度係数が２ｏｐｐｍ以下の領域では誘電率
が３５０〜１０００であり表面波フィルタ材料としては
譲竜率が大きすぎる欠点があった。又これらの材料では
共振周波数の経時変化が大きく安定性に欠点もあった。
ンピーダンスが４・さくなり外部回路とのミスマツチン
グが問題となる。このため誘電率の値はなるべく小し、
ほど望ましいとされている。これらの要求に対してＰｂ
ＴｉＱ−ＰｂＺｒＱ系材料（ＰＺＴ材料）やＰｂＴｉ０
３Ｃ−Ｐ舷の３−Ｐｂ（Ｓｎ，′２Ｓｂ，／２）０３系
材料（三元系材料）を使用する事が試みられたが、これ
らの材料で温度係数が２ｏｐｐｍ以下の領域では誘電率
が３５０〜１０００であり表面波フィルタ材料としては
譲竜率が大きすぎる欠点があった。又これらの材料では
共振周波数の経時変化が大きく安定性に欠点もあった。
本発明の材料を用いることにより誘電率が２００以下と
４・さく共振周波数の温度係数が±２０ｐｐｍ以内で経
時特性の優れた表面波用に通した酸化物圧電材料を得る
事も出来る。
４・さく共振周波数の温度係数が±２０ｐｐｍ以内で経
時特性の優れた表面波用に通した酸化物圧電材料を得る
事も出来る。
以上述べたように本発明の圧電材料を使用すれば従来不
可能であった用述にも有用である事がわかる。
可能であった用述にも有用である事がわかる。
図面は本発明に係る酸化物圧電材料の特性例を示すもの
で、第１図は分極温度と電気機械結合係数Ｋｔの関係曲
線図、第２図はＣａＴｉ０３のモル％と結合係数Ｋｔ（
％）、Ｋｐ（％）およびその比の関係曲線図、第３図は
ＣａＴｉ０３のモル％と譲亀率どの関係曲線図、第４図
はＣａＴｉ０３のモル％と共振周波数の温度係数の関係
曲線図、第５図は特許請求の範囲を示す三元図をそれぞ
れ示す。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
で、第１図は分極温度と電気機械結合係数Ｋｔの関係曲
線図、第２図はＣａＴｉ０３のモル％と結合係数Ｋｔ（
％）、Ｋｐ（％）およびその比の関係曲線図、第３図は
ＣａＴｉ０３のモル％と譲亀率どの関係曲線図、第４図
はＣａＴｉ０３のモル％と共振周波数の温度係数の関係
曲線図、第５図は特許請求の範囲を示す三元図をそれぞ
れ示す。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ （Ｐｂ＿１＿−＿ａＣａ＿ａ）〔Ｍｅ＿１／＿３Ｎ
ｂ＿２／＿３）＿ｘＴｉ＿１＿−＿ｘ〕Ｏ＿３系基本組
成（ただしＭｅはＮｉ，Ｃｏのいずれか一種）でｘ＝０
．０１〜０．１０，ａ＝０．０５〜０．３５とした事を
特徴とする酸化物圧電材料。 ２ 副成分としてＭｎＯ，ＮｉＯおよびＦｅ＿２Ｏ＿３
の少なくとも一種を０．０５〜２．０重量％含有せしめ
る事を特徴とし特許請求の範囲第１項記載の酸化物圧電
材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55017915A JPS6023513B2 (ja) | 1980-02-18 | 1980-02-18 | 酸化物圧電材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55017915A JPS6023513B2 (ja) | 1980-02-18 | 1980-02-18 | 酸化物圧電材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5735388A JPS5735388A (en) | 1982-02-25 |
| JPS6023513B2 true JPS6023513B2 (ja) | 1985-06-07 |
Family
ID=11957045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55017915A Expired JPS6023513B2 (ja) | 1980-02-18 | 1980-02-18 | 酸化物圧電材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023513B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3444177A1 (de) * | 1984-12-04 | 1986-06-12 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Piezokeramik |
| CN101437777B (zh) | 2006-04-28 | 2013-09-11 | 株式会社村田制作所 | 热电性陶瓷组合物、热电元件以及红外线检测器 |
-
1980
- 1980-02-18 JP JP55017915A patent/JPS6023513B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5735388A (en) | 1982-02-25 |
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