JP2001080956A - 圧電体セラミックおよびそれを用いた積層型圧電振動子 - Google Patents
圧電体セラミックおよびそれを用いた積層型圧電振動子Info
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- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
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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
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- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｗ元素を含むＰｂＴｉＯ3焼結体において、
Ｗ化合物またはＷ酸化物の偏析を抑制することのできる
圧電体セラミック、および圧電振動子を提供する。 【解決手段】 チタン酸鉛を主成分とし、副成分とし
て、マンガン元素を含む酸化物または化合物およびタン
グステン元素を含む酸化物または化合物を含有し、かつ
ケイ素元素を含む酸化物または化合物を含有させる。あ
るいは、ＰｂＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3とか
らなる主成分に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を含有させ
る。
Ｗ化合物またはＷ酸化物の偏析を抑制することのできる
圧電体セラミック、および圧電振動子を提供する。 【解決手段】 チタン酸鉛を主成分とし、副成分とし
て、マンガン元素を含む酸化物または化合物およびタン
グステン元素を含む酸化物または化合物を含有し、かつ
ケイ素元素を含む酸化物または化合物を含有させる。あ
るいは、ＰｂＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3とか
らなる主成分に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を含有させ
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、圧電体セラミッ
ク、特にチタン酸鉛を主成分とする圧電体セラミックに
関する。
ク、特にチタン酸鉛を主成分とする圧電体セラミックに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、通信機用のフィルタや、ＣＰ
Ｕ用クロック、センサ等の圧電振動子には、圧電体セラ
ミックが用いられている。このような圧電体セラミック
としては、ＰｂＴｉＯ3を主成分とするものや、ＰｂＴ
ｉＯ3−ＰｂＺｒＯ3を主成分とするものなどがある。
Ｕ用クロック、センサ等の圧電振動子には、圧電体セラ
ミックが用いられている。このような圧電体セラミック
としては、ＰｂＴｉＯ3を主成分とするものや、ＰｂＴ
ｉＯ3−ＰｂＺｒＯ3を主成分とするものなどがある。
【０００３】このうち、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分
とする圧電体セラミックは、電気機械結合係数は大きい
ものの、キュリー点が３００℃程度と低いため、それ以
上の高温下での環境では使用できなかった。また、誘電
率が１０００程度と大きいため、高周波領域に用いる圧
電振動子には適さなかった。
とする圧電体セラミックは、電気機械結合係数は大きい
ものの、キュリー点が３００℃程度と低いため、それ以
上の高温下での環境では使用できなかった。また、誘電
率が１０００程度と大きいため、高周波領域に用いる圧
電振動子には適さなかった。
【０００４】したがって、特に高周波領域で用いられる
圧電振動子には、キュリー温度が高く、誘電率が小さい
という特徴を有するチタン酸鉛を主成分とし、副成分と
して、Ｂｉ2Ｏ3，Ｃｒ2Ｏ3，ＭｎＯ2，ＺｎＯ等を添加
した圧電体セラミックが用いられている。
圧電振動子には、キュリー温度が高く、誘電率が小さい
という特徴を有するチタン酸鉛を主成分とし、副成分と
して、Ｂｉ2Ｏ3，Ｃｒ2Ｏ3，ＭｎＯ2，ＺｎＯ等を添加
した圧電体セラミックが用いられている。
【０００５】さらに、特開昭５６−２６８９号公報に
は、（１−ｘ）ＰｂＴｉＯ3−ｘＰｂ（Ｍｅ1/2Ｍ
ｎ1/2）Ｏ3（Ｍｅ：Ｔａ，Ｎｂ）二成分基本組成のＰｂ
の１．０〜２．０原子％をＳｒで置換し、副成分とし
て、ＷＯ3，ＮｉＯおよびＦｅ2Ｏ3の少なくとも一種を
０．０５〜２．０重量％添加含有する圧電体セラミック
が開示されている。そして、このような組成にすること
によって、焼結温度の低減、グレイン成長の抑制、温度
特性・経時特性の改善、機械品質係数の改善等が可能に
なるとしている。
は、（１−ｘ）ＰｂＴｉＯ3−ｘＰｂ（Ｍｅ1/2Ｍ
ｎ1/2）Ｏ3（Ｍｅ：Ｔａ，Ｎｂ）二成分基本組成のＰｂ
の１．０〜２．０原子％をＳｒで置換し、副成分とし
て、ＷＯ3，ＮｉＯおよびＦｅ2Ｏ3の少なくとも一種を
０．０５〜２．０重量％添加含有する圧電体セラミック
が開示されている。そして、このような組成にすること
によって、焼結温度の低減、グレイン成長の抑制、温度
特性・経時特性の改善、機械品質係数の改善等が可能に
なるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、副成分
としてＷ元素を含むＰｂＴｉＯ3を焼成すると、得られ
た焼結体中にＷを含む化合物や酸化物が偏析してしま
う。このように焼結体中にＷ化合物やＷ酸化物の偏析が
存在すると、その偏析部分の体積が大きいため、偏析部
分が存在する焼結体を体積の小さいチップ部品に用いた
場合、電気的特性のバラツキの原因になる。また、機械
的強度が低下するため、割れや欠けによる不良が増加し
てしまう。
としてＷ元素を含むＰｂＴｉＯ3を焼成すると、得られ
た焼結体中にＷを含む化合物や酸化物が偏析してしま
う。このように焼結体中にＷ化合物やＷ酸化物の偏析が
存在すると、その偏析部分の体積が大きいため、偏析部
分が存在する焼結体を体積の小さいチップ部品に用いた
場合、電気的特性のバラツキの原因になる。また、機械
的強度が低下するため、割れや欠けによる不良が増加し
てしまう。
【０００７】本発明の目的は、Ｗ元素を含むＰｂＴｉＯ
3焼結体において、Ｗ化合物またはＷ酸化物の偏析を抑
制することのできる圧電体セラミック、および圧電振動
子を提供することにある。
3焼結体において、Ｗ化合物またはＷ酸化物の偏析を抑
制することのできる圧電体セラミック、および圧電振動
子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような目
的に鑑みてなされたものである。第１の発明の圧電体セ
ラミックは、チタン酸鉛を主成分とし、副成分として、
マンガン元素を含む酸化物または化合物およびタングス
テン元素を含む酸化物または化合物を含有し、かつケイ
素元素を含む酸化物または化合物を含有してなることを
特徴とする。
的に鑑みてなされたものである。第１の発明の圧電体セ
ラミックは、チタン酸鉛を主成分とし、副成分として、
マンガン元素を含む酸化物または化合物およびタングス
テン元素を含む酸化物または化合物を含有し、かつケイ
素元素を含む酸化物または化合物を含有してなることを
特徴とする。
【０００９】このような組成にすることによって、キュ
リー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとする
ことができ、かつタングステン元素を含む酸化物や化合
物の偏析を抑制することができる。すなわち、チタン酸
鉛にマンガン元素とタングステン元素を添加することに
より、チタン酸鉛の特長であるキュリー点が高く、誘電
率が小さいという点を生かしながら、焼成温度を低減
し、Ｐｂの蒸発量を抑えることによって、圧電特性のバ
ラツキを低減するとともに、高い機械的品質係数（Ｑｍ
ｔ）を得ることができる。さらに、本発明者らは、ケイ
素元素を含む酸化物または化合物がタングステン化合物
や酸化物の偏析を抑制することを見出し、チタン酸鉛に
酸化ケイ素を添加することによって、圧電体セラミック
中でタングステン元素の酸化物や化合物の偏析を抑制さ
せ、均一性、信頼性に優れた圧電体セラミックを得るこ
とが可能となったのである。
リー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとする
ことができ、かつタングステン元素を含む酸化物や化合
物の偏析を抑制することができる。すなわち、チタン酸
鉛にマンガン元素とタングステン元素を添加することに
より、チタン酸鉛の特長であるキュリー点が高く、誘電
率が小さいという点を生かしながら、焼成温度を低減
し、Ｐｂの蒸発量を抑えることによって、圧電特性のバ
ラツキを低減するとともに、高い機械的品質係数（Ｑｍ
ｔ）を得ることができる。さらに、本発明者らは、ケイ
素元素を含む酸化物または化合物がタングステン化合物
や酸化物の偏析を抑制することを見出し、チタン酸鉛に
酸化ケイ素を添加することによって、圧電体セラミック
中でタングステン元素の酸化物や化合物の偏析を抑制さ
せ、均一性、信頼性に優れた圧電体セラミックを得るこ
とが可能となったのである。
【００１０】また、第２の発明の圧電体セラミックは、
鉛の１５mol％以下（０mol％は含まない）をランタン、
ネオジウム、セリウムのうち少なくとも１種で置換した
チタン酸鉛を主成分とし、副成分としてマンガン元素を
含む酸化物または化合物およびタングステン元素を含む
酸化物または化合物を含有し、かつケイ素元素を含む酸
化物または化合物を含有してなることを特徴とする。
鉛の１５mol％以下（０mol％は含まない）をランタン、
ネオジウム、セリウムのうち少なくとも１種で置換した
チタン酸鉛を主成分とし、副成分としてマンガン元素を
含む酸化物または化合物およびタングステン元素を含む
酸化物または化合物を含有し、かつケイ素元素を含む酸
化物または化合物を含有してなることを特徴とする。
【００１１】このよう組成にすることによって、キュリ
ー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとするこ
とができ、かつ焼成温度を低減し、Ｐｂの蒸発量を抑え
ることによって、圧電特性のバラツキを低減するととも
に、高い機械的品質係数（Ｑｍｔ）を得ることができ
る。また、タングステン元素を含む酸化物や化合物の偏
析を抑制することができる。また、置換しない場合に比
べ、圧電体セラミックの温度特性をより優れたものにす
ることができる。
ー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとするこ
とができ、かつ焼成温度を低減し、Ｐｂの蒸発量を抑え
ることによって、圧電特性のバラツキを低減するととも
に、高い機械的品質係数（Ｑｍｔ）を得ることができ
る。また、タングステン元素を含む酸化物や化合物の偏
析を抑制することができる。また、置換しない場合に比
べ、圧電体セラミックの温度特性をより優れたものにす
ることができる。
【００１２】また、第３の発明の圧電体セラミックにお
いては、前記主成分に対して、前記マンガン元素を含む
酸化物または化合物をＭｎＯに換算して０．１〜５．０
重量％、および前記タングステン元素を含む酸化物また
は化合物をＷＯ3に換算して０．１〜５．０重量％含有
してなることが好ましい。
いては、前記主成分に対して、前記マンガン元素を含む
酸化物または化合物をＭｎＯに換算して０．１〜５．０
重量％、および前記タングステン元素を含む酸化物また
は化合物をＷＯ3に換算して０．１〜５．０重量％含有
してなることが好ましい。
【００１３】このような添加量にすることによって、よ
り顕著に焼結温度の低下と、機械的品質係数の向上を図
ることができる。
り顕著に焼結温度の低下と、機械的品質係数の向上を図
ることができる。
【００１４】また、第４の発明の圧電体セラミックにお
いては、前記主成分と前記副成分との総量１００重量％
に対して、前記ケイ素元素を含む酸化物または化合物が
ＳｉＯ2に換算して２．０重量％以下（０重量％は含ま
ない）添加されてなることが好ましい。
いては、前記主成分と前記副成分との総量１００重量％
に対して、前記ケイ素元素を含む酸化物または化合物が
ＳｉＯ2に換算して２．０重量％以下（０重量％は含ま
ない）添加されてなることが好ましい。
【００１５】このような添加量にすることによって、他
の特性に影響を与えることなくタングステンの酸化物ま
たは化合物の偏析を効果的に抑制することができる。ま
た、焼結温度を低減させることもできる。
の特性に影響を与えることなくタングステンの酸化物ま
たは化合物の偏析を効果的に抑制することができる。ま
た、焼結温度を低減させることもできる。
【００１６】また、第５の発明の圧電体セラミックは、
ＰｂＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y )）Ｏ3とからなる主
成分に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を含有してなること
を特徴とする。
ＰｂＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y )）Ｏ3とからなる主
成分に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を含有してなること
を特徴とする。
【００１７】このような組成にすることによって、キュ
リー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとする
ことができ、かつタングステン元素を含む酸化物や化合
物の偏析を抑制することができる。
リー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとする
ことができ、かつタングステン元素を含む酸化物や化合
物の偏析を抑制することができる。
【００１８】また、第６の発明の圧電体セラミックは、
（Ｐｂ(1-3x/2)Ｍx）ＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）
Ｏ3（ただし、Ｍは、Ｌａ，Ｎｄ，Ｃｅのうち少なくと
も１種、０＜ｘ≦０．１、０＜ｙ＜１）とからなる主成
分に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を含有してなることを
特徴とする。
（Ｐｂ(1-3x/2)Ｍx）ＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）
Ｏ3（ただし、Ｍは、Ｌａ，Ｎｄ，Ｃｅのうち少なくと
も１種、０＜ｘ≦０．１、０＜ｙ＜１）とからなる主成
分に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を含有してなることを
特徴とする。
【００１９】このような組成にすることによって、キュ
リー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとする
ことができ、かつ焼成温度を低減し、Ｐｂの蒸発量を抑
えることによって、圧電特性のバラツキを低減するとと
もに、高い機械的品質係数（Ｑｍｔ）を得ることができ
る。また、タングステン元素を含む酸化物や化合物の偏
析を抑制することができる。また、置換しない場合に比
べ、圧電体セラミックの温度特性をより優れたものにす
ることができる。
リー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとする
ことができ、かつ焼成温度を低減し、Ｐｂの蒸発量を抑
えることによって、圧電特性のバラツキを低減するとと
もに、高い機械的品質係数（Ｑｍｔ）を得ることができ
る。また、タングステン元素を含む酸化物や化合物の偏
析を抑制することができる。また、置換しない場合に比
べ、圧電体セラミックの温度特性をより優れたものにす
ることができる。
【００２０】また、第７の発明の圧電体セラミックにお
いては、前記ＰｂＴｉＯ3、または（Ｐｂ(1-3x/2)Ｍx）
ＴｉＯ3のモル量をａ、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3のモル
量を（１−ａ）としたとき、０．９≦ａ≦０．９９、１
／２≦ｙ≦２／３の範囲にあることが好ましい。
いては、前記ＰｂＴｉＯ3、または（Ｐｂ(1-3x/2)Ｍx）
ＴｉＯ3のモル量をａ、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3のモル
量を（１−ａ）としたとき、０．９≦ａ≦０．９９、１
／２≦ｙ≦２／３の範囲にあることが好ましい。
【００２１】このような組成範囲にすることによって、
より顕著に焼結温度の低下と、機械的品質係数の向上を
図ることができる。
より顕著に焼結温度の低下と、機械的品質係数の向上を
図ることができる。
【００２２】また、第８の発明の圧電体セラミックにお
いては、前記主成分１００重量％に対して、前記ＳｉＯ
2またはＰｂＳｉＯ3がＳｉＯ2に換算して２．０重量％
以下（０重量％は含まない）添加されてなることが好ま
しい。
いては、前記主成分１００重量％に対して、前記ＳｉＯ
2またはＰｂＳｉＯ3がＳｉＯ2に換算して２．０重量％
以下（０重量％は含まない）添加されてなることが好ま
しい。
【００２３】このような添加量にすることによって、他
の特性に影響を与えることなくタングステンの酸化物ま
たは化合物の偏析を効果的に抑制することができる。ま
た、焼結温度を低減させることもできる。
の特性に影響を与えることなくタングステンの酸化物ま
たは化合物の偏析を効果的に抑制することができる。ま
た、焼結温度を低減させることもできる。
【００２４】また、第９の発明の積層型圧電振動子は、
第１の発明から第７の発明のいずれかに記載の板状圧電
体セラミックと、前記圧電体セラミック上に形成される
振動電極とを積層した積層体と、前記積層体の振動電極
と電気的に接続された外部電極とからなることを特徴と
する。
第１の発明から第７の発明のいずれかに記載の板状圧電
体セラミックと、前記圧電体セラミック上に形成される
振動電極とを積層した積層体と、前記積層体の振動電極
と電気的に接続された外部電極とからなることを特徴と
する。
【００２５】このような構成にすることによって、耐熱
性に優れ、高周波での使用に適した積層型の圧電振動子
とすることができる。
性に優れ、高周波での使用に適した積層型の圧電振動子
とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の圧電体セラミックは、チ
タン酸鉛を主成分とし、これにマンガン元素とタングス
テン元素の酸化物または化合物が添加され、さらに、ケ
イ素元素を含む酸化物または化合物が添加含有されてい
る。
タン酸鉛を主成分とし、これにマンガン元素とタングス
テン元素の酸化物または化合物が添加され、さらに、ケ
イ素元素を含む酸化物または化合物が添加含有されてい
る。
【００２７】本発明のチタン酸鉛は、ＡサイトとＢサイ
トの組成比が１：１のものに限定するものではなく、多
少のズレがあっても構わない。また、鉛の一部を他の元
素で置換してもよい。好ましくはＬａ，Ｎｄ，Ｃｅであ
り、これらの元素で置換することにより、置換しない場
合と比べ温度特性が向上する。なお、Ｌａ，Ｎｄ，Ｃｅ
は３価の元素であるため、添加量の３／２molの鉛を置
換することになる。
トの組成比が１：１のものに限定するものではなく、多
少のズレがあっても構わない。また、鉛の一部を他の元
素で置換してもよい。好ましくはＬａ，Ｎｄ，Ｃｅであ
り、これらの元素で置換することにより、置換しない場
合と比べ温度特性が向上する。なお、Ｌａ，Ｎｄ，Ｃｅ
は３価の元素であるため、添加量の３／２molの鉛を置
換することになる。
【００２８】また、上記マンガン元素の酸化物または化
合物は、圧電体セラミックの機械的品質係数（Ｑｍｔ）
を向上させるためのものであり、Ｍｎ元素が含まれてい
ればどのようなものでもよい。なお、マンガン元素の酸
化物または化合物は、上記チタン酸鉛に対し、ＭｎＯに
換算して０．１〜５．０重量％添加することが好まし
い。また、上記タングステン元素の酸化物または化合物
は、圧電体セラミックの焼結温度を低減させるためのも
のであり、Ｗ元素が含まれていればどのようなものでも
よい。なお、タングステン元素の酸化物または化合物
は、上記チタン酸鉛に対し、ＷＯ3に換算して０．１〜
５．０重量％添加することが好ましい。さらに、Ｍｎ元
素とＷ元素とのモル比は、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3と
表したとき、１／２≦ｙ≦２／３の範囲であることが好
ましい。
合物は、圧電体セラミックの機械的品質係数（Ｑｍｔ）
を向上させるためのものであり、Ｍｎ元素が含まれてい
ればどのようなものでもよい。なお、マンガン元素の酸
化物または化合物は、上記チタン酸鉛に対し、ＭｎＯに
換算して０．１〜５．０重量％添加することが好まし
い。また、上記タングステン元素の酸化物または化合物
は、圧電体セラミックの焼結温度を低減させるためのも
のであり、Ｗ元素が含まれていればどのようなものでも
よい。なお、タングステン元素の酸化物または化合物
は、上記チタン酸鉛に対し、ＷＯ3に換算して０．１〜
５．０重量％添加することが好ましい。さらに、Ｍｎ元
素とＷ元素とのモル比は、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3と
表したとき、１／２≦ｙ≦２／３の範囲であることが好
ましい。
【００２９】また、上記ケイ素元素を含む酸化物または
化合物は、圧電体セラミック中の上記タングステン元素
の酸化物または化合物の偏析を抑制し、焼結温度を低減
させるためのものである。また、ケイ素元素を含む酸化
物または化合物は、例えば、ＳｉＯ2，ＰｂＳｉＯ3等が
挙げられる。また、その添加量としては、上記チタン酸
鉛、上記マンガン元素の酸化物または化合物、および上
記タングステン元素の酸化物または化合物の総量に対
し、ＳｉＯ2に換算して２．０重量％以下（０重量％を
含まない）、より好ましくは０．０５〜１．０重量％で
あることが好ましい。また、ケイ素元素を含む酸化物ま
たは化合物の添加時期は、出発原料の混合時に添加して
もよいし、仮焼後のバインダー混合時に添加してもよ
い。
化合物は、圧電体セラミック中の上記タングステン元素
の酸化物または化合物の偏析を抑制し、焼結温度を低減
させるためのものである。また、ケイ素元素を含む酸化
物または化合物は、例えば、ＳｉＯ2，ＰｂＳｉＯ3等が
挙げられる。また、その添加量としては、上記チタン酸
鉛、上記マンガン元素の酸化物または化合物、および上
記タングステン元素の酸化物または化合物の総量に対
し、ＳｉＯ2に換算して２．０重量％以下（０重量％を
含まない）、より好ましくは０．０５〜１．０重量％で
あることが好ましい。また、ケイ素元素を含む酸化物ま
たは化合物の添加時期は、出発原料の混合時に添加して
もよいし、仮焼後のバインダー混合時に添加してもよ
い。
【００３０】また、本発明の積層型圧電振動子は、本発
明の圧電体セラミック上に振動電極を形成し、さらに積
層して、外部電極に電気的に接続したものであれば特に
その形状等は限定しない。例えば、図１に示すようなエ
ネルギー閉じ込め型の圧電振動子１がある。この圧電振
動子１は、板状の圧電体セラミック２と、圧電体セラミ
ック２の主面上に形成された振動電極３と、この振動電
極３に電気的に接続する外部電極（図示しない）とから
なる。このうち、振動電極３は、圧電体セラミック２の
中央近傍に形成された励振部３ａと、励振部３ａと外部
電極とを電気的に接続している引出部３ｂとからなる。
さらに、これらを積層して積層体４とし、この積層体４
の振動電極導出面に外部電極を形成して圧電振動子１と
している。以下、本発明の圧電体セラミックを実施例に
基づき、さらに具体的に説明する。
明の圧電体セラミック上に振動電極を形成し、さらに積
層して、外部電極に電気的に接続したものであれば特に
その形状等は限定しない。例えば、図１に示すようなエ
ネルギー閉じ込め型の圧電振動子１がある。この圧電振
動子１は、板状の圧電体セラミック２と、圧電体セラミ
ック２の主面上に形成された振動電極３と、この振動電
極３に電気的に接続する外部電極（図示しない）とから
なる。このうち、振動電極３は、圧電体セラミック２の
中央近傍に形成された励振部３ａと、励振部３ａと外部
電極とを電気的に接続している引出部３ｂとからなる。
さらに、これらを積層して積層体４とし、この積層体４
の振動電極導出面に外部電極を形成して圧電振動子１と
している。以下、本発明の圧電体セラミックを実施例に
基づき、さらに具体的に説明する。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例１）まず、出発原料として、ＰｂＯ，Ｔｉ
Ｏ2，ＭｎＯ，ＷＯ3を用意し、ＰｂＴｉＯ3＋ｐ重量％
ＭｎＯ＋ｑ重量％ＷＯ3となるように秤量、調合して原
料粉末とした。得られた原料粉末を安定化ジルコニアを
玉石として投入したボールミルで１６時間湿式混合して
混合粉末とし、これを脱水した後、８５０℃で２時間仮
焼して仮焼粉末を得た。次に、仮焼粉末をポリビニルア
ルコール系のバインダーと、所定量のＳｉＯ2またはＰ
ｂＳｉＯ3を加えてバインダー混合物とし、このバイン
ダー混合物を１ｔ／cm2でプレスし、円板上の成形体を
得た。得られた成形体を１０００〜１２５０℃で２時間
焼成し、焼結体を得た。次に、焼結体の両主面に銀電極
を蒸着して形成し、６０〜１５０℃の絶縁オイル中で
２．０〜８．０ｋＶ／mmの直流電圧を印加して分極処理
を施し、本実施例の試料を得た。また、比較例としてＰ
ｂＴｉＯ3の代わりにＰｂＴｉＯ3−ＰｂＺｒＯ3を用い
たものを作製した。
Ｏ2，ＭｎＯ，ＷＯ3を用意し、ＰｂＴｉＯ3＋ｐ重量％
ＭｎＯ＋ｑ重量％ＷＯ3となるように秤量、調合して原
料粉末とした。得られた原料粉末を安定化ジルコニアを
玉石として投入したボールミルで１６時間湿式混合して
混合粉末とし、これを脱水した後、８５０℃で２時間仮
焼して仮焼粉末を得た。次に、仮焼粉末をポリビニルア
ルコール系のバインダーと、所定量のＳｉＯ2またはＰ
ｂＳｉＯ3を加えてバインダー混合物とし、このバイン
ダー混合物を１ｔ／cm2でプレスし、円板上の成形体を
得た。得られた成形体を１０００〜１２５０℃で２時間
焼成し、焼結体を得た。次に、焼結体の両主面に銀電極
を蒸着して形成し、６０〜１５０℃の絶縁オイル中で
２．０〜８．０ｋＶ／mmの直流電圧を印加して分極処理
を施し、本実施例の試料を得た。また、比較例としてＰ
ｂＴｉＯ3の代わりにＰｂＴｉＯ3−ＰｂＺｒＯ3を用い
たものを作製した。
【００３２】ここで、上記試料および比較例の焼結密
度、Ｗの偏析の有無、比誘電率、キュリー点、および圧
電特性を測定した。圧電特性としては、円板状試料の厚
み方向の縦振動における電気機械結合係数（ｋｔ）、機
械的品質係数（Ｑｍｔ）をインピーダンスアナライザに
よって評価した。また、−２０〜８０℃の温度範囲で共
振周波数を測定し、１℃あたりの共振周波数の温度変化
（Ｆｒ−ＴＣ）を測定した。その結果を表１に示す。な
お、ＰｂＳｉＯ3の添加量は全てＳｉＯ2に換算した。表
中の※印は本発明の範囲外、＊印は請求項３、４の範囲
外を示す。
度、Ｗの偏析の有無、比誘電率、キュリー点、および圧
電特性を測定した。圧電特性としては、円板状試料の厚
み方向の縦振動における電気機械結合係数（ｋｔ）、機
械的品質係数（Ｑｍｔ）をインピーダンスアナライザに
よって評価した。また、−２０〜８０℃の温度範囲で共
振周波数を測定し、１℃あたりの共振周波数の温度変化
（Ｆｒ−ＴＣ）を測定した。その結果を表１に示す。な
お、ＰｂＳｉＯ3の添加量は全てＳｉＯ2に換算した。表
中の※印は本発明の範囲外、＊印は請求項３、４の範囲
外を示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１に示すように、ＰｂＴｉＯ3中にＭｎ
Ｏと、ＷＯ3と、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3とを含んで
いる圧電体セラミックは、Ｗの偏析がないことがわか
る。また、比誘電率が低く、キュリー点が高く、電気機
械結合係数（ｋｔ）、機械的品質係数（Ｑｍｔ）もとも
に高いことがわかる。 （実施例２）出発原料として、ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｌａ2
Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，Ｃｅ2Ｏ3，ＭｎＯ，ＷＯ3を用意し、 （Ｐｂ1-3r/2(Ｌａ,Ｎｄ,Ｃｅ)r）ＴｉＯ3＋ｐ重量％Ｍ
ｎＯ＋ｑ重量％ＷＯ3 となるように秤量、調合して原料粉末としたこと以外
は、実施例１と同様にして、試料を作成した。
Ｏと、ＷＯ3と、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3とを含んで
いる圧電体セラミックは、Ｗの偏析がないことがわか
る。また、比誘電率が低く、キュリー点が高く、電気機
械結合係数（ｋｔ）、機械的品質係数（Ｑｍｔ）もとも
に高いことがわかる。 （実施例２）出発原料として、ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｌａ2
Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，Ｃｅ2Ｏ3，ＭｎＯ，ＷＯ3を用意し、 （Ｐｂ1-3r/2(Ｌａ,Ｎｄ,Ｃｅ)r）ＴｉＯ3＋ｐ重量％Ｍ
ｎＯ＋ｑ重量％ＷＯ3 となるように秤量、調合して原料粉末としたこと以外
は、実施例１と同様にして、試料を作成した。
【００３５】得られた上記試料の焼結密度、Ｗの偏析の
有無、比誘電率、キュリー点、および圧電特性を実施例
１と同様に測定した。その結果を表２に示す。
有無、比誘電率、キュリー点、および圧電特性を実施例
１と同様に測定した。その結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】表２に示すように、ＰｂＴｉＯ3中にＭｎ
Ｏと、ＷＯ3と、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3とを含んで
いる圧電体セラミックは、Ｗの偏析がないことがわか
る。また、比誘電率が低く、キュリー点が高く、電気機
械結合係数（ｋｔ）、機械的品質係数（Ｑｍｔ）もとも
に高いことがわかる。また、Ｐｂの１５mol％以下をＬ
ａ，Ｎｄ，Ｃｅの少なくとも１種で置換したものは、そ
うでないものと比べ共振周波数の温度特性がよいことが
わかる。
Ｏと、ＷＯ3と、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3とを含んで
いる圧電体セラミックは、Ｗの偏析がないことがわか
る。また、比誘電率が低く、キュリー点が高く、電気機
械結合係数（ｋｔ）、機械的品質係数（Ｑｍｔ）もとも
に高いことがわかる。また、Ｐｂの１５mol％以下をＬ
ａ，Ｎｄ，Ｃｅの少なくとも１種で置換したものは、そ
うでないものと比べ共振周波数の温度特性がよいことが
わかる。
【００３８】ここで、実施例１および実施例２に基づ
き、請求項２から請求項４において各構成要素の含有量
を限定した理由を説明する。請求項２において、鉛の置
換量を１５mol％以下に限定したのは、試料番号２−１
４、２−１５、２−１６のように、置換元素であるＬ
ａ，Ｎｄ，Ｃｅの総量が１１．０mol％で、Ｐｂの置換
量が１５mol％より多い場合には、キュリー温度が低下
し好ましくないからである。
き、請求項２から請求項４において各構成要素の含有量
を限定した理由を説明する。請求項２において、鉛の置
換量を１５mol％以下に限定したのは、試料番号２−１
４、２−１５、２−１６のように、置換元素であるＬ
ａ，Ｎｄ，Ｃｅの総量が１１．０mol％で、Ｐｂの置換
量が１５mol％より多い場合には、キュリー温度が低下
し好ましくないからである。
【００３９】また、請求項３において、主成分に対し
て、マンガン元素を含む酸化物または化合物の添加量を
ＭｎＯに換算して０．１〜５．０重量％に限定したの
は、試料番号１−９のように、ＭｎＯの添加量が０．１
重量％より少ない場合には、機械的品質係数（Ｑｍｔ）
が小さく、ＭｎのＱｍｔ改善効果が見られず好ましくな
いためである。一方、試料番号１−１５のように、Ｍｎ
Ｏの添加量が５．０重量％より多い場合には、絶縁抵抗
が低くなり、特殊な分極方法でしか分極できないうえ、
分極処理が十分にできず好ましくないからである。
て、マンガン元素を含む酸化物または化合物の添加量を
ＭｎＯに換算して０．１〜５．０重量％に限定したの
は、試料番号１−９のように、ＭｎＯの添加量が０．１
重量％より少ない場合には、機械的品質係数（Ｑｍｔ）
が小さく、ＭｎのＱｍｔ改善効果が見られず好ましくな
いためである。一方、試料番号１−１５のように、Ｍｎ
Ｏの添加量が５．０重量％より多い場合には、絶縁抵抗
が低くなり、特殊な分極方法でしか分極できないうえ、
分極処理が十分にできず好ましくないからである。
【００４０】また、請求項３において、主成分に対し
て、タングステン元素を含む酸化物または化合物の添加
量をＷＯ3に換算して０．１〜５．０重量％に限定した
のは、試料番号１−１７のように、ＷＯ3の添加量が
０．１重量％より少ない場合には、十分な低温焼結効果
が得られず、少なくとも１１５０℃好ましくは１２５０
℃以上の高温で焼成する必要があり好ましくないからで
ある。一方、試料番号１−２３のように、ＷＯ3の添加
量が５．０重量％より多い場合には、キュリー温度が低
下し好ましくないからである。
て、タングステン元素を含む酸化物または化合物の添加
量をＷＯ3に換算して０．１〜５．０重量％に限定した
のは、試料番号１−１７のように、ＷＯ3の添加量が
０．１重量％より少ない場合には、十分な低温焼結効果
が得られず、少なくとも１１５０℃好ましくは１２５０
℃以上の高温で焼成する必要があり好ましくないからで
ある。一方、試料番号１−２３のように、ＷＯ3の添加
量が５．０重量％より多い場合には、キュリー温度が低
下し好ましくないからである。
【００４１】また、請求項４において、主成分と副成分
との総量１００重量％に対するケイ素元素を含む酸化物
または化合物の添加量をＳｉＯ2に換算して２．０重量
％以下に限定したのは、試料番号１−７のように、Ｓｉ
Ｏ2の添加量が２．０重量％より多い場合には、電気機
械結合係数が低下し好ましくないからである。 （実施例３）出発原料として、ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｍｎ
Ｏ，ＷＯ3を用意し、 ａＰｂＴｉＯ3＋(１−ａ)Ｐｂ(ＭｎbＷ(1-b))Ｏ3 となるように秤量、調合して原料粉末としたこと以外
は、実施例１と同様にして、試料を作成した。
との総量１００重量％に対するケイ素元素を含む酸化物
または化合物の添加量をＳｉＯ2に換算して２．０重量
％以下に限定したのは、試料番号１−７のように、Ｓｉ
Ｏ2の添加量が２．０重量％より多い場合には、電気機
械結合係数が低下し好ましくないからである。 （実施例３）出発原料として、ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｍｎ
Ｏ，ＷＯ3を用意し、 ａＰｂＴｉＯ3＋(１−ａ)Ｐｂ(ＭｎbＷ(1-b))Ｏ3 となるように秤量、調合して原料粉末としたこと以外
は、実施例１と同様にして、試料を作成した。
【００４２】得られた上記試料の焼結密度、Ｗの偏析の
有無、比誘電率、キュリー点、および圧電特性を実施例
１と同様に測定した。その結果を表３に示す。なお、表
中の＊印は請求項７、８の範囲外を示す。
有無、比誘電率、キュリー点、および圧電特性を実施例
１と同様に測定した。その結果を表３に示す。なお、表
中の＊印は請求項７、８の範囲外を示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】表３に示すように、ＰｂＴｉＯ3と、Ｐｂ
(Ｍｎ,Ｗ)Ｏ3とからなる二成分系圧電材料中に、ＳｉＯ
2またはＰｂＳｉＯ3とを含んでいる圧電体セラミック
は、Ｗの偏析がないことがわかる。また、比誘電率が低
く、キュリー点が高く、電気機械結合係数（ｋｔ）、機
械的品質係数（Ｑｍｔ）もともに高いことがわかる。 （実施例４）出発原料として、ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｍｎ
Ｏ，ＷＯ3を用意し、ａ(Ｐｂ1-3x/2(Ｌａ,Ｎｄ,Ｃｅ)x)
ＴｉＯ3＋（１−ａ）Ｐｂ(ＭｎyＷ(1-y))Ｏ3となるよう
に秤量、調合して原料粉末としたこと以外は、実施例１
と同様にして、試料を作成した。
(Ｍｎ,Ｗ)Ｏ3とからなる二成分系圧電材料中に、ＳｉＯ
2またはＰｂＳｉＯ3とを含んでいる圧電体セラミック
は、Ｗの偏析がないことがわかる。また、比誘電率が低
く、キュリー点が高く、電気機械結合係数（ｋｔ）、機
械的品質係数（Ｑｍｔ）もともに高いことがわかる。 （実施例４）出発原料として、ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｍｎ
Ｏ，ＷＯ3を用意し、ａ(Ｐｂ1-3x/2(Ｌａ,Ｎｄ,Ｃｅ)x)
ＴｉＯ3＋（１−ａ）Ｐｂ(ＭｎyＷ(1-y))Ｏ3となるよう
に秤量、調合して原料粉末としたこと以外は、実施例１
と同様にして、試料を作成した。
【００４５】得られた上記試料の焼結密度、Ｗの偏析の
有無、比誘電率、キュリー点、および圧電特性を実施例
１と同様に測定した。その結果を表４に示す。なお、表
中の※印は請求項６の範囲外を示す。
有無、比誘電率、キュリー点、および圧電特性を実施例
１と同様に測定した。その結果を表４に示す。なお、表
中の※印は請求項６の範囲外を示す。
【００４６】
【表４】
【００４７】表４に示すように、ＰｂＴｉＯ3と、Ｐｂ
(Ｍｎ,Ｗ)Ｏ3とからなる二成分系圧電材料中に、ＳｉＯ
2またはＰｂＳｉＯ3とを含んでいる圧電体セラミック
は、Ｗの偏析がないことがわかる。また、比誘電率が低
く、キュリー点が高く、電気機械結合係数（ｋｔ）、機
械的品質係数（Ｑｍｔ）もともに高いことがわかる。ま
た、Ｐｂの一部をＬａ，Ｎｄ，Ｃｅの少なくとも１種で
置換したものは、そうでないものと比べ共振周波数の温
度特性がよいことがわかる。
(Ｍｎ,Ｗ)Ｏ3とからなる二成分系圧電材料中に、ＳｉＯ
2またはＰｂＳｉＯ3とを含んでいる圧電体セラミック
は、Ｗの偏析がないことがわかる。また、比誘電率が低
く、キュリー点が高く、電気機械結合係数（ｋｔ）、機
械的品質係数（Ｑｍｔ）もともに高いことがわかる。ま
た、Ｐｂの一部をＬａ，Ｎｄ，Ｃｅの少なくとも１種で
置換したものは、そうでないものと比べ共振周波数の温
度特性がよいことがわかる。
【００４８】ここで、実施例３および実施例４に基づ
き、請求項６から請求項８において各構成要素の含有量
を限定した理由を説明する。請求項６において、Ｌａ，
Ｎｄ，Ｃｅのうち少なくとも１種のＰｂ１molに対する
置換量ｘを０＜ｘ≦０．１に限定したのは、試料番号４
−１１、４−１２、４−１３のように、Ｌａ，Ｎｄ，Ｃ
ｅのうち少なくとも１種のＰｂ１モルに対する置換量が
０．１モルより多い場合には、キュリー温度が低下し好
ましくないからである。
き、請求項６から請求項８において各構成要素の含有量
を限定した理由を説明する。請求項６において、Ｌａ，
Ｎｄ，Ｃｅのうち少なくとも１種のＰｂ１molに対する
置換量ｘを０＜ｘ≦０．１に限定したのは、試料番号４
−１１、４−１２、４−１３のように、Ｌａ，Ｎｄ，Ｃ
ｅのうち少なくとも１種のＰｂ１モルに対する置換量が
０．１モルより多い場合には、キュリー温度が低下し好
ましくないからである。
【００４９】また、請求項７において、ＰｂＴｉＯ3、
または（Ｐｂ(1-3x/2)Ｍx）ＴｉＯ3量をａ、Ｐｂ（Ｍｎ
yＷ(1-y)）Ｏ3量を（１−ａ）としたとき、０．９≦ａ
≦０．９９に限定したのは、試料番号３−１のように、
ａが０．９より小さい場合には、絶縁抵抗が低くなり、
特殊な分極方法でしか分極できないうえ、分極処理が十
分にできなくなり、キュリー温度も低下し好ましくない
からである。一方、試料番号３−５のように、ａが０．
９９より大きい場合には、十分な低温焼結効果が得られ
ず、少なくとも１１５０℃好ましくは１２５０℃以上の
高温で焼成する必要があり好ましくないからである。
または（Ｐｂ(1-3x/2)Ｍx）ＴｉＯ3量をａ、Ｐｂ（Ｍｎ
yＷ(1-y)）Ｏ3量を（１−ａ）としたとき、０．９≦ａ
≦０．９９に限定したのは、試料番号３−１のように、
ａが０．９より小さい場合には、絶縁抵抗が低くなり、
特殊な分極方法でしか分極できないうえ、分極処理が十
分にできなくなり、キュリー温度も低下し好ましくない
からである。一方、試料番号３−５のように、ａが０．
９９より大きい場合には、十分な低温焼結効果が得られ
ず、少なくとも１１５０℃好ましくは１２５０℃以上の
高温で焼成する必要があり好ましくないからである。
【００５０】また、Ｍｎ量をｙ、Ｗ量を（１−ｙ）とし
たとき、１／２≦ｙ≦２／３と限定したのは、試料番号
３−６、３−９のように、ｙが上記範囲から外れた場合
には、十分な低温焼結効果が得られず、少なくとも１１
５０℃好ましくは１２５０℃以上の高温で焼成する必要
があり好ましくないからである。
たとき、１／２≦ｙ≦２／３と限定したのは、試料番号
３−６、３−９のように、ｙが上記範囲から外れた場合
には、十分な低温焼結効果が得られず、少なくとも１１
５０℃好ましくは１２５０℃以上の高温で焼成する必要
があり好ましくないからである。
【００５１】また、請求項８において、主成分１００重
量％に対するＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3の添加量をＳｉ
Ｏ2に換算して２．０重量％以下に限定したのは、試料
番号３−１６のように、ＳｉＯ2の添加量が２．０重量
％より多い場合には、電気機械結合係数（ｋｔ）および
機械的品質係数（Ｑｍｔ）が低下し好ましくないからで
ある。
量％に対するＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3の添加量をＳｉ
Ｏ2に換算して２．０重量％以下に限定したのは、試料
番号３−１６のように、ＳｉＯ2の添加量が２．０重量
％より多い場合には、電気機械結合係数（ｋｔ）および
機械的品質係数（Ｑｍｔ）が低下し好ましくないからで
ある。
【００５２】
【発明の効果】本発明の圧電体セラミックは、チタン酸
鉛を主成分とし、副成分として、マンガン元素を含む酸
化物または化合物およびタングステン元素を含む酸化物
または化合物を含有し、かつケイ素元素を含む酸化物ま
たは化合物を含有してなるので、キュリー点が高く、誘
電率の小さい圧電体セラミックとすることができ、かつ
タングステン元素を含む酸化物や化合物の偏析を抑制す
ることができる。
鉛を主成分とし、副成分として、マンガン元素を含む酸
化物または化合物およびタングステン元素を含む酸化物
または化合物を含有し、かつケイ素元素を含む酸化物ま
たは化合物を含有してなるので、キュリー点が高く、誘
電率の小さい圧電体セラミックとすることができ、かつ
タングステン元素を含む酸化物や化合物の偏析を抑制す
ることができる。
【００５３】また、本発明の圧電体セラミックは、鉛の
１５mol％以下（０mol％は含まない）をランタン、ネオ
ジウム、セリウムのうち少なくとも１種で置換したチタ
ン酸鉛を主成分とし、副成分としてマンガン元素を含む
酸化物または化合物およびタングステン元素を含む酸化
物または化合物を含有し、かつケイ素元素を含む酸化物
または化合物を含有してなるので、キュリー点が高く、
誘電率の小さい圧電体セラミックとすることができ、か
つ焼成温度を低減し、Ｐｂの蒸発量を抑えることによっ
て、圧電特性のバラツキを低減するとともに、高い機械
的品質係数（Ｑｍｔ）を得ることができる。また、タン
グステン元素を含む酸化物や化合物の偏析を抑制するこ
とができる。また、置換しない場合に比べ、圧電体セラ
ミックの温度特性をより優れたものにすることができ
る。
１５mol％以下（０mol％は含まない）をランタン、ネオ
ジウム、セリウムのうち少なくとも１種で置換したチタ
ン酸鉛を主成分とし、副成分としてマンガン元素を含む
酸化物または化合物およびタングステン元素を含む酸化
物または化合物を含有し、かつケイ素元素を含む酸化物
または化合物を含有してなるので、キュリー点が高く、
誘電率の小さい圧電体セラミックとすることができ、か
つ焼成温度を低減し、Ｐｂの蒸発量を抑えることによっ
て、圧電特性のバラツキを低減するとともに、高い機械
的品質係数（Ｑｍｔ）を得ることができる。また、タン
グステン元素を含む酸化物や化合物の偏析を抑制するこ
とができる。また、置換しない場合に比べ、圧電体セラ
ミックの温度特性をより優れたものにすることができ
る。
【００５４】また、本発明の圧電体セラミックにおいて
は、上記主成分に対して、上記マンガン元素を含む酸化
物または化合物をＭｎＯに換算して０．１〜５．０重量
％、および上記タングステン元素を含む酸化物または化
合物をＷＯ3に換算して０．１〜５．０重量％含有して
なるので、より顕著に焼結温度の低下と、機械的品質係
数の向上を図ることができる。
は、上記主成分に対して、上記マンガン元素を含む酸化
物または化合物をＭｎＯに換算して０．１〜５．０重量
％、および上記タングステン元素を含む酸化物または化
合物をＷＯ3に換算して０．１〜５．０重量％含有して
なるので、より顕著に焼結温度の低下と、機械的品質係
数の向上を図ることができる。
【００５５】また、本発明の圧電体セラミックにおいて
は、上記主成分と上記副成分との総量１００重量％に対
して、上記ケイ素元素を含む酸化物または化合物がＳｉ
Ｏ2に換算して２．０重量％以下（０重量％は含まな
い）添加されてなるので、他の特性に影響を与えること
なくタングステンの酸化物または化合物の偏析を効果的
に抑制することができる。また、焼結温度を低減させる
こともできる。
は、上記主成分と上記副成分との総量１００重量％に対
して、上記ケイ素元素を含む酸化物または化合物がＳｉ
Ｏ2に換算して２．０重量％以下（０重量％は含まな
い）添加されてなるので、他の特性に影響を与えること
なくタングステンの酸化物または化合物の偏析を効果的
に抑制することができる。また、焼結温度を低減させる
こともできる。
【００５６】また、本発明の圧電体セラミックは、Ｐｂ
ＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3とからなる主成分
に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を含有してなるので、キ
ュリー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとす
ることができ、かつタングステン元素を含む酸化物や化
合物の偏析を抑制することができる。
ＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3とからなる主成分
に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を含有してなるので、キ
ュリー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとす
ることができ、かつタングステン元素を含む酸化物や化
合物の偏析を抑制することができる。
【００５７】また、本発明の圧電体セラミックは、（Ｐ
ｂ(1-3x/2)Ｍx）ＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3
（ただし、Ｍは、Ｌａ，Ｎｄ，Ｃｅのうち少なくとも１
種、０＜ｘ≦０．１、０＜ｙ＜１）とからなる主成分
に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を含有してなるので、キ
ュリー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとす
ることができ、かつ焼成温度を低減し、Ｐｂの蒸発量を
抑えることによって、圧電特性のバラツキを低減すると
ともに、高い機械的品質係数（Ｑｍｔ）を得ることがで
きる。また、タングステン元素を含む酸化物や化合物の
偏析を抑制することができる。また、置換しない場合に
比べ、圧電体セラミックの温度特性をより優れたものに
することができる。
ｂ(1-3x/2)Ｍx）ＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3
（ただし、Ｍは、Ｌａ，Ｎｄ，Ｃｅのうち少なくとも１
種、０＜ｘ≦０．１、０＜ｙ＜１）とからなる主成分
に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を含有してなるので、キ
ュリー点が高く、誘電率の小さい圧電体セラミックとす
ることができ、かつ焼成温度を低減し、Ｐｂの蒸発量を
抑えることによって、圧電特性のバラツキを低減すると
ともに、高い機械的品質係数（Ｑｍｔ）を得ることがで
きる。また、タングステン元素を含む酸化物や化合物の
偏析を抑制することができる。また、置換しない場合に
比べ、圧電体セラミックの温度特性をより優れたものに
することができる。
【００５８】また、本発明の圧電体セラミックにおいて
は、上記ＰｂＴｉＯ3、または（Ｐｂ(1-3x/2)Ｍx）Ｔｉ
Ｏ3のモル量をａ、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3のモル量を
（１−ａ）としたとき、０．９≦ａ≦０．９９、１／２
≦ｙ≦２／３の範囲にあるので、より顕著に焼結温度の
低下と、機械的品質係数の向上を図ることができる。
は、上記ＰｂＴｉＯ3、または（Ｐｂ(1-3x/2)Ｍx）Ｔｉ
Ｏ3のモル量をａ、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3のモル量を
（１−ａ）としたとき、０．９≦ａ≦０．９９、１／２
≦ｙ≦２／３の範囲にあるので、より顕著に焼結温度の
低下と、機械的品質係数の向上を図ることができる。
【００５９】また、本発明の圧電体セラミックにおいて
は、上記主成分１００重量％に対して、上記ＳｉＯ2ま
たはＰｂＳｉＯ3がＳｉＯ2に換算して２．０重量％以下
（０重量％は含まない）添加されてなるので、他の特性
に影響を与えることなくタングステンの酸化物または化
合物の偏析を効果的に抑制することができる。また、焼
結温度を低減させることもできる。
は、上記主成分１００重量％に対して、上記ＳｉＯ2ま
たはＰｂＳｉＯ3がＳｉＯ2に換算して２．０重量％以下
（０重量％は含まない）添加されてなるので、他の特性
に影響を与えることなくタングステンの酸化物または化
合物の偏析を効果的に抑制することができる。また、焼
結温度を低減させることもできる。
【００６０】また、本発明の圧電振動子は、本発明の板
状圧電体セラミックと、圧電体セラミックの両主面に形
成された振動電極と、振動電極と接続され、圧電体セラ
ミックの端部まで形成された引出電極とを積層した積層
体と、積層体の引出電極導出面に形成された外部電極と
からなるので、耐熱性に優れ、高周波領域での使用に適
した積層型の圧電振動子とすることができる。
状圧電体セラミックと、圧電体セラミックの両主面に形
成された振動電極と、振動電極と接続され、圧電体セラ
ミックの端部まで形成された引出電極とを積層した積層
体と、積層体の引出電極導出面に形成された外部電極と
からなるので、耐熱性に優れ、高周波領域での使用に適
した積層型の圧電振動子とすることができる。
【図１】本発明の圧電振動子の一実施例を示す概略斜視
図。
図。
１ 積層型圧電振動子 ２ 圧電体セラミック ３ 振動電極 ４ 積層体
Claims (9)
- 【請求項１】 チタン酸鉛を主成分とし、副成分とし
て、マンガン元素を含む酸化物または化合物およびタン
グステン元素を含む酸化物または化合物を含有し、かつ
ケイ素元素を含む酸化物または化合物を含有してなるこ
とを特徴とする圧電体セラミック。 - 【請求項２】 鉛の１５mol％以下（０mol％は含まな
い）をランタン、ネオジウム、セリウムのうち少なくと
も１種で置換したチタン酸鉛を主成分とし、副成分とし
てマンガン元素を含む酸化物または化合物およびタング
ステン元素を含む酸化物または化合物を含有し、かつケ
イ素元素を含む酸化物または化合物を含有してなること
を特徴とする圧電体セラミック。 - 【請求項３】 前記主成分に対して、前記マンガン元素
を含む酸化物または化合物をＭｎＯに換算して０．１〜
５．０重量％、および前記タングステン元素を含む酸化
物または化合物をＷＯ3に換算して０．１〜５．０重量
％含有してなることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の圧電体セラミック。 - 【請求項４】 前記主成分と前記副成分との総量１００
重量％に対して、前記ケイ素元素を含む酸化物または化
合物がＳｉＯ2に換算して２．０重量％以下（０重量％
は含まない）添加されてなることを特徴とする請求項１
から請求項３のいずれかに記載の圧電体セラミック。 - 【請求項５】 ＰｂＴｉＯ3と、Ｐｂ（ＭｎyＷ(1-y)）
Ｏ3とからなる主成分に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を
含有してなることを特徴とする圧電体セラミック。 - 【請求項６】 （Ｐｂ(1-3x/2)Ｍx）ＴｉＯ3と、Ｐｂ
（ＭｎyＷ(1-y)）Ｏ3（ただし、Ｍは、Ｌａ，Ｎｄ，Ｃ
ｅのうち少なくとも１種、０＜ｘ≦０．１、０＜ｙ＜
１）とからなる主成分に、ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3を
含有してなることを特徴とする圧電体セラミック。 - 【請求項７】 前記ＰｂＴｉＯ3、または（Ｐｂ
(1-3x/2)Ｍx）ＴｉＯ3のモル量をａ、Ｐｂ（ＭｎyＷ
(1-y)）Ｏ3のモル量を（１−ａ）としたとき、 ０．９≦ａ≦０．９９ １／２≦ｙ≦２／３ の範囲にあることを特徴とする請求項５または請求項６
に記載の圧電体セラミック。 - 【請求項８】 前記主成分１００重量％に対して、前記
ＳｉＯ2またはＰｂＳｉＯ3がＳｉＯ2に換算して２．０
重量％以下（０重量％は含まない）添加されてなること
を特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の
圧電体セラミック。 - 【請求項９】 請求項１から請求項７のいずれかに記載
の板状圧電体セラミックと、前記圧電体セラミック上に
形成される振動電極とを積層した積層体と、前記積層体
の振動電極と電気的に接続された外部電極とからなるこ
とを特徴とする積層型圧電振動子。
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