JPS641946B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS641946B2 JPS641946B2 JP53004332A JP433278A JPS641946B2 JP S641946 B2 JPS641946 B2 JP S641946B2 JP 53004332 A JP53004332 A JP 53004332A JP 433278 A JP433278 A JP 433278A JP S641946 B2 JPS641946 B2 JP S641946B2
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- Japan
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- mol
- piezoelectric ceramic
- tio
- pbo
- piezoelectric
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は，超音波振動子，セラミツクフイル
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。
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。
従来，この種の圧電磁器としては、ジルコン・
チタン酸鉛（PbZr1-XTiXO3）を主成分とするい
わゆるPZT系圧電磁器，二オブ酸カリウム・ナ
トリウム（K1-XNaXNbO3）を主成分とするいわ
ゆるSPN系圧電磁器が良く知られている。PZT
磁器については，Pb（Mg1/3Nb2/3）O3，Pb
（Mn1/3Nb2/3）O3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。
チタン酸鉛（PbZr1-XTiXO3）を主成分とするい
わゆるPZT系圧電磁器，二オブ酸カリウム・ナ
トリウム（K1-XNaXNbO3）を主成分とするいわ
ゆるSPN系圧電磁器が良く知られている。PZT
磁器については，Pb（Mg1/3Nb2/3）O3，Pb
（Mn1/3Nb2/3）O3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。
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，酸化鉛PbOおよび
酸化チタンTiO2を主成分とし，これに酸化セリ
ウムCeO2および酸化プラセオジムPr6O11のうち
の少なくとも一成分を添加し，さらに酸化マンガ
ンもしくは酸化マンガンMnO2および酸化インジ
ウムIn2O3を複合添加したものである。配合組成
を適当に選択する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。
酸化チタンTiO2を主成分とし，これに酸化セリ
ウムCeO2および酸化プラセオジムPr6O11のうち
の少なくとも一成分を添加し，さらに酸化マンガ
ンもしくは酸化マンガンMnO2および酸化インジ
ウムIn2O3を複合添加したものである。配合組成
を適当に選択する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，PbO38.7
〜48.0モル％，TiO248.5〜52.7モル％，CeO2＋
PrO11/61.0〜7.2モル％，MnO20.2〜1.6モル％およ
びPbO41.0〜48.9モル％，TiO243.8〜50.6モル％，
CeO2＋PrO11/61.0〜7.2モル％，MnO20.3〜1.6モ
ル％，InO3/20.3〜5.2モル％である。
〜48.0モル％，TiO248.5〜52.7モル％，CeO2＋
PrO11/61.0〜7.2モル％，MnO20.2〜1.6モル％およ
びPbO41.0〜48.9モル％，TiO243.8〜50.6モル％，
CeO2＋PrO11/61.0〜7.2モル％，MnO20.3〜1.6モ
ル％，InO3/20.3〜5.2モル％である。
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。
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。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350Kg／cm2のプレ
ス圧のもとで円板に加圧成形し，1260℃で５時間
焼結した。焼結後のペレツトサイズは直径16mm，
厚さ２mmである。このベレツトを約１mm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／cm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。
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350Kg／cm2のプレ
ス圧のもとで円板に加圧成形し，1260℃で５時間
焼結した。焼結後のペレツトサイズは直径16mm，
厚さ２mmである。このベレツトを約１mm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／cm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。
以上の結果によれば，CeO2あるいはPr6O11の
添加量が増加するに伴ない，温度特性が著るしく
良くなる。たとえば，40.4モル％PbO，52.1モル
％TiO2，6.4モル％CeO2，1.1モル％MnO2，ある
いは42.3モル％PbO，50.5モル％TiO2，6.2モル
％PrO11/6，1.0モル％MnO2付近では，表面波の
遅延時間温度係数が25ppm／℃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QM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60MHzで４〜9dB／cm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ks2は1.0〜2.5％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。
添加量が増加するに伴ない，温度特性が著るしく
良くなる。たとえば，40.4モル％PbO，52.1モル
％TiO2，6.4モル％CeO2，1.1モル％MnO2，ある
いは42.3モル％PbO，50.5モル％TiO2，6.2モル
％PrO11/6，1.0モル％MnO2付近では，表面波の
遅延時間温度係数が25ppm／℃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QM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60MHzで４〜9dB／cm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ks2は1.0〜2.5％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。
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。
本発明は以上の組成物に近い組成のものにさら
に適量のIn2O3を添加すれば，さらにすぐれた特
性を有する圧電磁器組成物が得られることを見出
した。
に適量のIn2O3を添加すれば，さらにすぐれた特
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CeO2，Pr6O11お
よびIn2O3の添加量を増すに従い著るしく低下し，
組成を適当に選ぶことにより，零温度係数も実現
することができる。その組成は，たとえば，45.8
モル％PbO，46.2モル％TiO2，4.0モル％
PrO11/6，3.0モル％InO3/2，1.0モル％MnO2ある
いは43.0モル％PbO，47.7モル％TiO2，5.2モル
％CeO2，3.1モル％InO3/2，1.0モル％MnO2付近
等である。また，機械的品質係数QMは1500〜
2600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60MHzにお
いて４〜9dB／cmと圧電磁器としてはこれまでに
なく小さい。なお，表面波の電気機械結合係数
ks2は1.0〜2.2％である。加えて，誘電率が170〜
300と小さいため高周波での使用に最適である。
よびIn2O3の添加量を増すに従い著るしく低下し，
組成を適当に選ぶことにより，零温度係数も実現
することができる。その組成は，たとえば，45.8
モル％PbO，46.2モル％TiO2，4.0モル％
PrO11/6，3.0モル％InO3/2，1.0モル％MnO2ある
いは43.0モル％PbO，47.7モル％TiO2，5.2モル
％CeO2，3.1モル％InO3/2，1.0モル％MnO2付近
等である。また，機械的品質係数QMは1500〜
2600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60MHzにお
いて４〜9dB／cmと圧電磁器としてはこれまでに
なく小さい。なお，表面波の電気機械結合係数
ks2は1.0〜2.2％である。加えて，誘電率が170〜
300と小さいため高周波での使用に最適である。
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，とくに表面波弾性素子用圧
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，とくに表面波弾性素子用圧
電磁器として，これまでにない優れた特性を有し
ている。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ PbOおよびTiO2を主成分とし、これにCeO2
とPrO11/6が合計で1.0〜7.2モル％およびMnO2が
0.2〜1.6モル％含有されていることを特徴とする
圧電磁器組成物。 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38.7〜48.0モル％およびTiO2は
48.5〜52.7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TiO2を主成分とし、これにCeO2
とPrO11/6が合計で1.0〜7.2モル％、MnO2が0.2〜
1.6モル％およびInO3/2が0.3〜5.2モル％含有され
てい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41.0〜48.9モル％およびTiO2は
43.8〜50.6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 |
|---|---|---|---|
| JP433278A JPS5499000A (en) | 1978-01-20 | 1978-01-20 | Piezo-electric ceramic composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP433278A JPS5499000A (en) | 1978-01-20 | 1978-01-20 | Piezo-electric ceramic composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5499000A JPS5499000A (en) | 1979-08-04 |
| JPS641946B2 true JPS641946B2 (ja) | 1989-01-13 |
Family
ID=11581486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP433278A Granted JPS5499000A (en) | 1978-01-20 | 1978-01-20 | Piezo-electric ceramic composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5499000A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103086713B (zh) * | 2013-03-04 | 2015-03-04 | 江苏大学 | 一种近零温度系数声表面波用压电陶瓷及其制备方法 |
-
1978
- 1978-01-20 JP JP433278A patent/JPS5499000A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5499000A (en) | 1979-08-04 |
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