JPS6023514B2 - 酸化物圧電材料 - Google Patents
酸化物圧電材料Info
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- JPS6023514B2 JPS6023514B2 JP55017916A JP1791680A JPS6023514B2 JP S6023514 B2 JPS6023514 B2 JP S6023514B2 JP 55017916 A JP55017916 A JP 55017916A JP 1791680 A JP1791680 A JP 1791680A JP S6023514 B2 JPS6023514 B2 JP S6023514B2
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- piezoelectric material
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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に係る。
さらに詳しくは（Ｐｂ，‐ａＣａａ）〔（Ｍｅ，／２Ｎ
ｂ，／２）ｘＴｉ，〜〕０３系基本組成（ただしＭｅは
ｌｎ，Ｆｅ，Ｓｂのいずれか一種）で０．０１＜×＜０
．１０であり０．０５＜ａ＜０．３５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Ｆｅ２０３の少なくとも一種を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用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。
ｂ，／２）ｘＴｉ，〜〕０３系基本組成（ただしＭｅは
ｌｎ，Ｆｅ，Ｓｂのいずれか一種）で０．０１＜×＜０
．１０であり０．０５＜ａ＜０．３５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Ｆｅ２０３の少なくとも一種を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用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。
このような利用に対してＰｂＴｉ０３−Ｐ蛇の３二元系
やＰｂＴｉ０３一ＰｂＺｒＱ−Ｐｂ（Ｍｇ，／３ＮＱ／
３）０３三元系にＣｒ２０３，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。又これらの材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ングが発生しやす
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万性
を有するＰｂＴｉ０３系材料も報告されているが、焼給
後に起るヒビ割れのため直径２山肌以上の大型焼結体を
得る事が出来ず、また分極条件も２０００ｏｏにおいて
印加電圧６０ＫＶ／肌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。
やＰｂＴｉ０３一ＰｂＺｒＱ−Ｐｂ（Ｍｇ，／３ＮＱ／
３）０３三元系にＣｒ２０３，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。又これらの材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ングが発生しやす
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万性
を有するＰｂＴｉ０３系材料も報告されているが、焼給
後に起るヒビ割れのため直径２山肌以上の大型焼結体を
得る事が出来ず、また分極条件も２０００ｏｏにおいて
印加電圧６０ＫＶ／肌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４０４８％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か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来なかった。
Ｋｔは４０４８％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か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来なかった。
さらに従来の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以下と小さい組
成において表面波温度係数の２の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以下と小さい組
成において表面波温度係数の２の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
とが出来なかった。本発明の目的は以上の問題点を解決
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、暁結が容易なため５
００肌以上の大型振動子が得られ、かつ従来のＰｂＴｉ
０３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
とが出来なかった。本発明の目的は以上の問題点を解決
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、暁結が容易なため５
００肌以上の大型振動子が得られ、かつ従来のＰｂＴｉ
０３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表面波温度係数の優れた
材料を得る事も出来る。
材料を得る事も出来る。
本発明は（Ｐｂ，‐ａＣａａ）〔（Ｍｅ，′２Ｎム′２
）ｘＴｉ，〜〕０３（ただしＭｅはｌｎ，Ｆｅ，Ｓｂの
いずれか一種）の一般式において、０．０５＜ａ＜０．
３５，０．０１＜×＜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○，Ｎｉ０，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。
）ｘＴｉ，〜〕０３（ただしＭｅはｌｎ，Ｆｅ，Ｓｂの
いずれか一種）の一般式において、０．０５＜ａ＜０．
３５，０．０１＜×＜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○，Ｎｉ０，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、ＰＯ○，Ｔｉ０２，ＣａＣ０３，ＭｎＣ０３，
Ｎｉ○，Ｆｅ２０３，ｌｎ２０３，Ｓｂ２０３などの原
料酸化物を所定の割合に正確に秤取し、これらをポール
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○，Ｆｅ２０３，ｌｎ２０３，Ｓｂ２０３などの原
料酸化物を所定の割合に正確に秤取し、これらをポール
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。
しかる後に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、０．５〜２ｏｎ／均
程度の圧力で加圧成形した後、１１００〜１２００二０
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Ｐｂ○の一部が蒸発漣散する恐れもあるので焼成は
閉炉内で行ない、また最高温度での保持は一般に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。
ールなどの粘結剤を添加配合して、０．５〜２ｏｎ／均
程度の圧力で加圧成形した後、１１００〜１２００二０
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Ｐｂ○の一部が蒸発漣散する恐れもあるので焼成は
閉炉内で行ない、また最高温度での保持は一般に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，／２Ｎｂ，／２）ｘ
Ｔｉ，〜〕０３基本組成（ただしＭｅはｌｎ，Ｆｅ．Ｓ
ｂのいずれか一種）において０．０５＜ａ＜０．３５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／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。
Ｔｉ，〜〕０３基本組成（ただしＭｅはｌｎ，Ｆｅ．Ｓ
ｂのいずれか一種）において０．０５＜ａ＜０．３５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／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＜０．０１では磁器の焼成温度を低下させ
て均一な嫁給体を得る働きのＰｂ（Ｍｅ，／２Ｎｂ，／
２）０３（ただしＭｅはｌｎ，Ｆｅ，Ｓｂのいずれか一
種）の効果が現れず、×＞０．１０ではＫｐが大きくな
りＫｔ／Ｋｐの比が１氏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＜０．０１では磁器の焼成温度を低下させ
て均一な嫁給体を得る働きのＰｂ（Ｍｅ，／２Ｎｂ，／
２）０３（ただしＭｅはｌｎ，Ｆｅ，Ｓｂのいずれか一
種）の効果が現れず、×＞０．１０ではＫｐが大きくな
りＫｔ／Ｋｐの比が１氏未満となるためである。
又、Ｍｎ○，Ｎｊ０，Ｆｅ２０３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０．０
５重量％より少なくてＰｂＴｊ０３磁器の暁結性、およ
び分極特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暁結性が
悪くなる事があるためである。
含有量を０．０５〜２．の重量％と限定したのは０．０
５重量％より少なくてＰｂＴｊ０３磁器の暁結性、およ
び分極特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暁結性が
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オ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のに対し、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、実用
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，／２Ｎｂ，／２）
０３を一部固溶させる事により焼成温度を低下させ、Ｐ
ｂＴｉ０３系材料の暁結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ポ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２００００の高温で６０ＫＶ／肌の電界を印加しなけ
れば充分な結合係数Ｋｔを引き出すことが出来ないため
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。
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オ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のに対し、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、実用
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，／２Ｎｂ，／２）
０３を一部固溶させる事により焼成温度を低下させ、Ｐ
ｂＴｉ０３系材料の暁結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ポ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２００００の高温で６０ＫＶ／肌の電界を印加しなけ
れば充分な結合係数Ｋｔを引き出すことが出来ないため
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で置換しいるため分
極が容易となり、１００００，３０〜５雌Ｖ／肌の分極
条件で充分な結合係数Ｋｔを得ることが来るため分極時
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Ｍｎ○，Ｎｉ０，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競結性、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
出来る。
極が容易となり、１００００，３０〜５雌Ｖ／肌の分極
条件で充分な結合係数Ｋｔを得ることが来るため分極時
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Ｍｎ○，Ｎｉ０，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競結性、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
出来る。
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４・さな材料を得る事も出来る。従来のＰｂ
Ｔｉ０３系材料ではＰｂＴｉ０３成分が６仇ｈｏｌ％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傾
向とされていた。
温度係数の４・さな材料を得る事も出来る。従来のＰｂ
Ｔｉ０３系材料ではＰｂＴｉ０３成分が６仇ｈｏｌ％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傾
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他ｐｍ以
下のものは不可能とされていたがＰｂの一部をＣａで１
０〜１９ｈｏｌ％置換することにより温度係数を反転す
る事が出来±２岬ｐｍ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，母等の置換では
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。暁結された試料を２０の×０．５
肌に研磨し、両面に電極を焼き付け１０び０，５眺Ｖ／
弧の条件で分極した後、Ｐｒｏｃ．ｍＥ．Ｖｏｌ．１３
７（１９４９）１３７８〜１３９５などに示された標準
回路方法によって圧軍特性を各々測定した。
下のものは不可能とされていたがＰｂの一部をＣａで１
０〜１９ｈｏｌ％置換することにより温度係数を反転す
る事が出来±２岬ｐｍ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，母等の置換では
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。暁結された試料を２０の×０．５
肌に研磨し、両面に電極を焼き付け１０び０，５眺Ｖ／
弧の条件で分極した後、Ｐｒｏｃ．ｍＥ．Ｖｏｌ．１３
７（１９４９）１３７８〜１３９５などに示された標準
回路方法によって圧軍特性を各々測定した。
これらの測定結果をそれらの焼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（２３０ｑｏで測定）をどは誘電
率（ＩＫＨｚ２３ｑｏで測定）をＫｔは厚み方向の結合
係数‐（％）を、Ｋｐは広がり方向の係数（％）をＫｔ
／Ｋｐ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（２３０ｑｏで測定）をどは誘電
率（ＩＫＨｚ２３ｑｏで測定）をＫｔは厚み方向の結合
係数‐（％）を、Ｋｐは広がり方向の係数（％）をＫｔ
／Ｋｐ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ふ参考例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。
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来のＰｂＴｉ
０３系セラミックに比較して低温度でも充分な結合係数
Ｋｔを得る事が出来、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、１０、１１、１２
、１３ １４１ふ １度参考例１、２、３、４の試料の
結合係数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来のＰｂＴｉ
０３系セラミックに比較して低温度でも充分な結合係数
Ｋｔを得る事が出来、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、１０、１１、１２
、１３ １４１ふ １度参考例１、２、３、４の試料の
結合係数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図おいて試料ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈは実
施例９、１０、１１、１２、１３１４ １ふ １６を試
料ｉ，ｊ，ｋ，１は参考例１、２、３、４をそれぞれ示
す。第２図からあきらかの様に０．０５ＳａＳＯ．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、緒係数Ｋｐは３〜５％と小さく、結合係数比Ｋ
ｔ／Ｋｐは１０〜１９に達する。
施例９、１０、１１、１２、１３１４ １ふ １６を試
料ｉ，ｊ，ｋ，１は参考例１、２、３、４をそれぞれ示
す。第２図からあきらかの様に０．０５ＳａＳＯ．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、緒係数Ｋｐは３〜５％と小さく、結合係数比Ｋ
ｔ／Ｋｐは１０〜１９に達する。
第３図は×＝０．０５の場合におけるＣａＴｊ０３ｍｏ
ｌ％と誘電率どの関係を示す。
ｌ％と誘電率どの関係を示す。
誘電率は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ＣａＴｉ０３ｍ
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ＣａＴｉ０３ｍ
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
温度係数土２岬ｐｍ以下の材料が得られる。この様に譲
蚤率が２００以下で温度係数の譲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。１ 高周波における応用 従来の圧電材料は誘電率が１００の崖度と大き過ぎるた
め高周波領域での用途に通さないと言う難点があった。
温度係数土２岬ｐｍ以下の材料が得られる。この様に譲
蚤率が２００以下で温度係数の譲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。１ 高周波における応用 従来の圧電材料は誘電率が１００の崖度と大き過ぎるた
め高周波領域での用途に通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汀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。）で与えられる。従って、ｄはｆ
に反比例して薄する必要がある。結局Ｚの１／（ｆ２・
ご・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。
（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。）で与えられる。従って、ｄはｆ
に反比例して薄する必要がある。結局Ｚの１／（ｆ２・
ご・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には
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譲露率ごが１８０〜３０胡程度
で従来のものとくらべ１／３〜１／１０である。従って
従来の材料で皿ＭＨｚ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。
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譲露率ごが１８０〜３０胡程度
で従来のものとくらべ１／３〜１／１０である。従って
従来の材料で皿ＭＨｚ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。
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−フ超音波
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凝結性
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仇岬、幅１５〜２仇岬、厚さ２００ｒ
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、酸化物圧露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材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仲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凝結性
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仇岬、幅１５〜２仇岬、厚さ２００ｒ
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、酸化物圧露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材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仲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
ンピーダンスが小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４・さい
ほど望ましいとされている。これらの要求に対してＰｂ
Ｔｉ０３一ＰｂＺｒ０３系材料（ＰＺＴ材料 ）や Ｐ
ｂＴｉ０３ − Ｐｂ（Ｓｎ，／２Ｓｂ，／２）Ｑ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２ゆｐｍ以下の領域では誘電率が３
５０〜１０００であり表面波フィルタ材料としては譲頬
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つた。本発
明の材料を用いることにより譲雷率が２００以下と小さ
く共振周波数の温度係数が士２倣ｐｍ以内で経時特性の
優れた表面波用に適した酸化物圧電材料を得る事も出釆
る。
ンピーダンスが小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４・さい
ほど望ましいとされている。これらの要求に対してＰｂ
Ｔｉ０３一ＰｂＺｒ０３系材料（ＰＺＴ材料 ）や Ｐ
ｂＴｉ０３ − Ｐｂ（Ｓｎ，／２Ｓｂ，／２）Ｑ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２ゆｐｍ以下の領域では誘電率が３
５０〜１０００であり表面波フィルタ材料としては譲頬
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つた。本発
明の材料を用いることにより譲雷率が２００以下と小さ
く共振周波数の温度係数が士２倣ｐｍ以内で経時特性の
優れた表面波用に適した酸化物圧電材料を得る事も出釆
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ＣａＴｉＱのモル％と共振周波数の温度係数の関係曲
線図、第５図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ＣａＴｉＱのモル％と共振周波数の温度係数の関係曲
線図、第５図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＿−＿ａＣａａ）〔Ｍｅ＿１／＿２Ｎｂ
＿１／＿２）＿ｘＴｉ＿１＿−＿ｘ〕Ｏ＿３系基本組成
（ただしＭｅはＩｎ，Ｆｅ，Ｓｂのいずか一種）でｘ＝
０．０１〜０．１０，ａ＝０．０５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ＦｅＯ＿３の少
なくとも一種を０．０５〜２．０重量％含せしめる事を
特徴とした特許請求の範囲第１項記載の酸化物圧電材料
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55017916A JPS6023514B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP55017916A JPS6023514B2 (ja) | 1980-02-18 | 1980-02-18 | 酸化物圧電材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56115584A JPS56115584A (en) | 1981-09-10 |
| JPS6023514B2 true JPS6023514B2 (ja) | 1985-06-07 |
Family
ID=11957073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55017916A Expired JPS6023514B2 (ja) | 1980-02-18 | 1980-02-18 | 酸化物圧電材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023514B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07267733A (ja) * | 1994-03-28 | 1995-10-17 | Daishinku Co | 圧電性磁器組成物 |
| JP3598874B2 (ja) * | 1998-05-27 | 2004-12-08 | 株式会社村田製作所 | 圧電磁器組成物及びこの圧電磁器組成物を用いた圧電素子 |
| US7518292B2 (en) | 2003-10-14 | 2009-04-14 | Jfe Mineral Company, Ltd. | Piezoelectric single crystal and piezoelectric single-crystal device and method for manufacturing the same |
-
1980
- 1980-02-18 JP JP55017916A patent/JPS6023514B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56115584A (en) | 1981-09-10 |
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