JP2002053375A - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JP2002053375A JP2002053375A JP2000241055A JP2000241055A JP2002053375A JP 2002053375 A JP2002053375 A JP 2002053375A JP 2000241055 A JP2000241055 A JP 2000241055A JP 2000241055 A JP2000241055 A JP 2000241055A JP 2002053375 A JP2002053375 A JP 2002053375A
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- piezoelectric porcelain
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電アクチュエータやサウンダに用いられる
圧電ｄ定数の大きな圧電磁器組成物を提供すること。 【解決手段】 圧電磁器組成物は、組成式 ａＰｂＺｒ
Ｏ３＋ｂＰｂＴ１Ｏ３＋ｃＰｂ（Ｎｉ１／３Ｎ
ｂ２／３）Ｏ３（ただし，ａ，ｂ，ｃは、０＜ａ≦０．
７０、０＜ｂ≦０．７０、０．１０≦ｃ≦０．７０、ａ
＋ｂ＋ｃ＝１を満たす数）を主成分に、副成分として，
ｄＰｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３を０＜ｄ≦０．５
ｍｏ１％の範囲で添加したものである。
圧電ｄ定数の大きな圧電磁器組成物を提供すること。 【解決手段】 圧電磁器組成物は、組成式 ａＰｂＺｒ
Ｏ３＋ｂＰｂＴ１Ｏ３＋ｃＰｂ（Ｎｉ１／３Ｎ
ｂ２／３）Ｏ３（ただし，ａ，ｂ，ｃは、０＜ａ≦０．
７０、０＜ｂ≦０．７０、０．１０≦ｃ≦０．７０、ａ
＋ｂ＋ｃ＝１を満たす数）を主成分に、副成分として，
ｄＰｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３を０＜ｄ≦０．５
ｍｏ１％の範囲で添加したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータや
サウンダの様な大きい圧電ｄ定数が求められる圧電素子
に使用される圧電磁器組成物に関する。
サウンダの様な大きい圧電ｄ定数が求められる圧電素子
に使用される圧電磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電アクチュエータは、圧電現象を介し
て発生する変位および力を機械的な駆動源として用いる
ものでメカトロニクスの分野において注目されている。
て発生する変位および力を機械的な駆動源として用いる
ものでメカトロニクスの分野において注目されている。
【０００３】圧電アクチュエータは、圧電効果を利用し
ているため，省スペース，応答性，発生力、そして変位
量制御の容易さにおいて従来用いられていた電磁式アク
チュエータより優れており，現在，圧電ｄ定数の大きい
材料であるＮｉＮｂ酸鉛やＺｎＮｂ酸鉛を第三成分とし
たＰＺＴやそれらの複合体を材料として実用化されてい
る。
ているため，省スペース，応答性，発生力、そして変位
量制御の容易さにおいて従来用いられていた電磁式アク
チュエータより優れており，現在，圧電ｄ定数の大きい
材料であるＮｉＮｂ酸鉛やＺｎＮｂ酸鉛を第三成分とし
たＰＺＴやそれらの複合体を材料として実用化されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし，圧電磁器組成
物は基本的に変位量の小さい材料であるため，これらの
アクチュエータは、例えば、梃子を用いた変位拡大機構
を備えていたり，アクチュエータ素子を積層構造として
変位量が大きくなるように工夫されている。
物は基本的に変位量の小さい材料であるため，これらの
アクチュエータは、例えば、梃子を用いた変位拡大機構
を備えていたり，アクチュエータ素子を積層構造として
変位量が大きくなるように工夫されている。
【０００５】よって、圧電ｄ定数の大きな圧電磁器組成
物が得られれば余分な機構がはぶけ，また，サイズや積
層数を減らした低コストな圧電アクチュエータが得られ
る事になり，利用範囲の拡大も期待できる。
物が得られれば余分な機構がはぶけ，また，サイズや積
層数を減らした低コストな圧電アクチュエータが得られ
る事になり，利用範囲の拡大も期待できる。
【０００６】そこで、本発明の技術的課題は、圧電アク
チュエータやサウンダに用いられる圧電ｄ定数の大きな
圧電磁器組成物を提供することにある。
チュエータやサウンダに用いられる圧電ｄ定数の大きな
圧電磁器組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の目的を
達成するため，ニッケルニオブ酸鉛を第三成分とするＰ
ＺＴにアンチモンニオブ酸鉛を添加することによって圧
電特性の向上がみられることを見出した。
達成するため，ニッケルニオブ酸鉛を第三成分とするＰ
ＺＴにアンチモンニオブ酸鉛を添加することによって圧
電特性の向上がみられることを見出した。
【０００８】即ち、本発明の圧電磁器組成物は，組成式
ａＰｂＺｒＯ３＋ｂＰｂＴｉＯ３＋ｃＰｂ（Ｎｉ１／３
Ｎｂ２／３）Ｏ３（但し、ａ，ｂ，ｃはモル比であり、
０＜ａ≦０．７０、０＜ｂ≦０．７０、０．１０≦ｃ≦
０．７０、ａ＋ｂ＋ｃ＝１を満たす数）を主成分に副成
分として，ｄＰｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３を０＜
ｄ≦０．５ｍｏｌ％の範囲で添加した事を特徴とする圧
電磁器組成物が得られる。
ａＰｂＺｒＯ３＋ｂＰｂＴｉＯ３＋ｃＰｂ（Ｎｉ１／３
Ｎｂ２／３）Ｏ３（但し、ａ，ｂ，ｃはモル比であり、
０＜ａ≦０．７０、０＜ｂ≦０．７０、０．１０≦ｃ≦
０．７０、ａ＋ｂ＋ｃ＝１を満たす数）を主成分に副成
分として，ｄＰｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３を０＜
ｄ≦０．５ｍｏｌ％の範囲で添加した事を特徴とする圧
電磁器組成物が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００１０】まず、圧電磁器組成物の変位する程度は、
圧電ｄ定数の大きさで示される。
圧電ｄ定数の大きさで示される。
【００１１】圧電ｄ定数は以下の数１によって表される
ため，電気機械結合係数，および誘電率の大きな材料が
求められる。
ため，電気機械結合係数，および誘電率の大きな材料が
求められる。
【００１２】
【数１】
【００１３】本発明の圧電磁器組成物は，組成式ａＰｂ
ＺｒＯ３＋ｂＰｂＴｉＯ３＋ｃＰｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ
２／３）Ｏ３（但し、ａ，ｂ，ｃはモル比であり、０＜
ａ≦０．７０、０＜ｂ≦０．７０、０．１０≦ｃ≦０．
７０、ａ＋ｂ＋ｃ＝１を満たす数）を主成分に副成分と
して，ｄＰｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３を０＜ｄ≦
０．５ｍｏｌ％の範囲で添加したものである。
ＺｒＯ３＋ｂＰｂＴｉＯ３＋ｃＰｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ
２／３）Ｏ３（但し、ａ，ｂ，ｃはモル比であり、０＜
ａ≦０．７０、０＜ｂ≦０．７０、０．１０≦ｃ≦０．
７０、ａ＋ｂ＋ｃ＝１を満たす数）を主成分に副成分と
して，ｄＰｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３を０＜ｄ≦
０．５ｍｏｌ％の範囲で添加したものである。
【００１４】ここで、本発明における主成分の組成範囲
の限定理由について述べる。
の限定理由について述べる。
【００１５】本発明では、添加物としてＰｂ（Ｓｂ
１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３の添加によって圧電ｄ定数が４
００を越える組成とした。
１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３の添加によって圧電ｄ定数が４
００を越える組成とした。
【００１６】即ち，組成式ａＰｂＺｒＯ３＋ｂＰｂＴｉ
Ｏ３＋ｃＰｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／ ３）Ｏ３（但し，
ａ，ｂ，ｃはモル比であり、０＜ａ≦０．７０、０＜ｂ
≦０．７０、０．１０≦ｃ≦０．７０、ａ＋ｂ＋ｃ＝１
を満たす数）で示すＰｂ（Ｎｉ １／３Ｎｂ２／３）Ｏ３
量ａが０．７０を越えると誘電率は高いが電気機械結合
係数が急激に低下し圧電ｄ定数が低下する。
Ｏ３＋ｃＰｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／ ３）Ｏ３（但し，
ａ，ｂ，ｃはモル比であり、０＜ａ≦０．７０、０＜ｂ
≦０．７０、０．１０≦ｃ≦０．７０、ａ＋ｂ＋ｃ＝１
を満たす数）で示すＰｂ（Ｎｉ １／３Ｎｂ２／３）Ｏ３
量ａが０．７０を越えると誘電率は高いが電気機械結合
係数が急激に低下し圧電ｄ定数が低下する。
【００１７】また、ＰｂＺｒＯ３量ｂが０．７０を越え
る場合、及びＰｂＴｉＯ３量ｃが０．１０≦ｃ≦０．７
０の範囲を外れる場合、電気機械結合係数が低下するた
め好ましくない。
る場合、及びＰｂＴｉＯ３量ｃが０．１０≦ｃ≦０．７
０の範囲を外れる場合、電気機械結合係数が低下するた
め好ましくない。
【００１８】次に、本発明の実施の形態における圧電磁
器組成物の製造例について説明する。
器組成物の製造例について説明する。
【００１９】主成分および副成分の原料として、Ｐｂ
Ｏ，ＺｒＯ，ＴｉＯ，ＮｉＯ，Ｎｂ２Ｏ５，Ｓｂ２Ｏ３
を目的の組成となるように秤量した。この原料紛をアク
リルポット中ウレタンボールで湿式混合し，濾過乾燥
後，８００℃、２時間の予焼を行った。この予焼粉をア
クリルポット中ウレタンボールで湿式粉砕し原料粉末と
した。
Ｏ，ＺｒＯ，ＴｉＯ，ＮｉＯ，Ｎｂ２Ｏ５，Ｓｂ２Ｏ３
を目的の組成となるように秤量した。この原料紛をアク
リルポット中ウレタンボールで湿式混合し，濾過乾燥
後，８００℃、２時間の予焼を行った。この予焼粉をア
クリルポット中ウレタンボールで湿式粉砕し原料粉末と
した。
【００２０】得られた原料粉末にバインダを混合し、直
径φ２０、厚さ１５ｍｍに１００ＭＰａで成形し、脱バ
インダ処理後、１２００〜１２６０℃で２時間焼成し
た。得られた焼結体を１ｍｍ圧に切断後両面にＡｇペ−
ストを塗布、４５０℃で焼き付けて電極を形成し，シリ
コンオイル中で分極処理し円板試料とした。また、圧電
ｄ定数の測定のため，焼結体を３×３×１０ｍｍの角柱
に切断し，上記円板試料と同様に両端面にＡｇ電極を形
成し分極処理を行い角柱試料を作成した。
径φ２０、厚さ１５ｍｍに１００ＭＰａで成形し、脱バ
インダ処理後、１２００〜１２６０℃で２時間焼成し
た。得られた焼結体を１ｍｍ圧に切断後両面にＡｇペ−
ストを塗布、４５０℃で焼き付けて電極を形成し，シリ
コンオイル中で分極処理し円板試料とした。また、圧電
ｄ定数の測定のため，焼結体を３×３×１０ｍｍの角柱
に切断し，上記円板試料と同様に両端面にＡｇ電極を形
成し分極処理を行い角柱試料を作成した。
【００２１】図１はＰｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３
の添加による特性改善効果を示す図である。図１に示す
ように、Ｐｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３添加によっ
て，電気機械結合係数は増加し，次第に低下するという
傾向を示す。
の添加による特性改善効果を示す図である。図１に示す
ように、Ｐｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３添加によっ
て，電気機械結合係数は増加し，次第に低下するという
傾向を示す。
【００２２】また、図２はＰｂ（Ｓｂ１／２Ｎ
ｂ１／２）Ｏ３の添加による圧電ｄ定数への特性改善効
果を示す図である。図２に示すように、比誘電率も図１
に示す電気機械結合係数と同様の傾向を示すことから，
圧電ｄ定数は添加量０．５ｍｏｌ％以上では主成分単体
よりも低下する事が判る。
ｂ１／２）Ｏ３の添加による圧電ｄ定数への特性改善効
果を示す図である。図２に示すように、比誘電率も図１
に示す電気機械結合係数と同様の傾向を示すことから，
圧電ｄ定数は添加量０．５ｍｏｌ％以上では主成分単体
よりも低下する事が判る。
【００２３】よって、Ｐｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ
３添加量ｄの範囲が０＜ｄ≦０．５ｍｏｌ％において、
最適であることが判明した。
３添加量ｄの範囲が０＜ｄ≦０．５ｍｏｌ％において、
最適であることが判明した。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧電アクチュエータやサウンダに用いられる圧電ｄ定数
の大きな圧電磁器組成物を提供することができる。
圧電アクチュエータやサウンダに用いられる圧電ｄ定数
の大きな圧電磁器組成物を提供することができる。
【図１】図１はＰｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３の添
加による特性改善効果を示す図である。
加による特性改善効果を示す図である。
【図２】図２はＰｂ（Ｓｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３の添
加による圧電ｄ定数への特性改善効果を示す図である。
加による圧電ｄ定数への特性改善効果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 間宮 洋一 宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号 株式会社トーキン内 (72)発明者 川上 祥広 兵庫県宍粟郡山崎町須賀沢231番地 トー キンセラミクス株式会社内 Ｆターム(参考） 4G030 AA16 AA17 AA20 AA29 AA40 AA42 BA10 GA09
Claims (1)
- 【請求項１】 組成式 ａＰｂＺｒＯ３＋ｂＰｂＴ１Ｏ
３＋ｃＰｂ（Ｎｉ１ ／３Ｎｂ２／３）Ｏ３（ただし，
ａ，ｂ，ｃはモル比であり、０＜ａ≦０．７０、０＜ｂ
≦０．７０、０．１０≦ｃ≦０．７０、ａ＋ｂ＋ｃ＝１
を満たす数）を主成分に、副成分として，ｄＰｂ（Ｓｂ
１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３を０＜ｄ≦０．５ｍｏ１％の範
囲で添加した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 |
|---|---|---|---|
| JP2000241055A JP2002053375A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000241055A JP2002053375A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 圧電磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002053375A true JP2002053375A (ja) | 2002-02-19 |
Family
ID=18732314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000241055A Pending JP2002053375A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002053375A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1305806C (zh) * | 2002-07-25 | 2007-03-21 | 株式会社村田制作所 | 压电元件 |
| CN104694781A (zh) * | 2013-12-06 | 2015-06-10 | 斯沃奇集团研究和开发有限公司 | 基于锆且不含铍的大块无定形合金 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6110287A (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-17 | Tohoku Metal Ind Ltd | 圧電磁器組成物 |
| JPS6110058A (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-17 | 株式会社トーキン | 圧電磁器組成物 |
| JPS61142781A (ja) * | 1984-12-17 | 1986-06-30 | Nippon Soken Inc | セラミツク圧電材料 |
| JPS62187114A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-15 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 鉛含有酸化物微粉末の製法 |
| JPH02299276A (ja) * | 1989-05-15 | 1990-12-11 | Tokin Corp | 圧電磁器組成物 |
| JPH02301174A (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-13 | Tokin Corp | 圧電磁器組成物 |
-
2000
- 2000-08-09 JP JP2000241055A patent/JP2002053375A/ja active Pending
Patent Citations (6)
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| CN1305806C (zh) * | 2002-07-25 | 2007-03-21 | 株式会社村田制作所 | 压电元件 |
| CN104694781A (zh) * | 2013-12-06 | 2015-06-10 | 斯沃奇集团研究和开发有限公司 | 基于锆且不含铍的大块无定形合金 |
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Legal Events
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|
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|
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|
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