JP2004300009A - 圧電材料及び積層型圧電体素子の製造方法 - Google Patents
圧電材料及び積層型圧電体素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004300009A JP2004300009A JP2003098160A JP2003098160A JP2004300009A JP 2004300009 A JP2004300009 A JP 2004300009A JP 2003098160 A JP2003098160 A JP 2003098160A JP 2003098160 A JP2003098160 A JP 2003098160A JP 2004300009 A JP2004300009 A JP 2004300009A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- piezoelectric material
- laminated
- oxide
- piezoelectric element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 6
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 5
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009766 low-temperature sintering Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 2
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 239000012856 weighed raw material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- 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
- C04B35/48—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 based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/49—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 based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates
- C04B35/491—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 based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT
- C04B35/493—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 based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT containing also other lead compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
-
- 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
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
- H10N30/053—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by integrally sintering piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
-
- 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
- H10N30/8554—Lead-zirconium titanate [PZT] based
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3251—Niobium oxides, niobates, tantalum oxides, tantalates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3256—Molybdenum oxides, molybdates or oxide forming salts thereof, e.g. cadmium molybdate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3258—Tungsten oxides, tungstates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3294—Antimony oxides, antimonates, antimonites or oxide forming salts thereof, indium antimonate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5409—Particle size related information expressed by specific surface values
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
【解決手段】化学式(Pb1−xMax)1+d(Zr1−yTiy)1−p−q(Y1/2Nb1/2)p(Mn1−z1−z2Mbz1Mcz2)qO3+dで表され(Maは,Ba,Ca,Srから選択,BaまたはCaのいずれかを含む。MbはNb,Sb,Taから選択。McはW,Moから選択。),−0.02≦d≦0.04,0.01≦x≦0.20,0.40≦y≦0.55,0.005≦p≦0.05,0.001≦q・(1−z1−z2)≦0.02,0.7≦(1−z1−z2)/(z1+2・z2)≦1.5(z1,z2は0または正の数で,少なくとも一方は0でない)である。
【選択図】 なし
Description
【技術分野】
本発明は,Mnを含むチタン酸ジルコン酸鉛系圧電材料及びこの圧電材料を用いた積層型圧電体素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】
従来,アクチュエータ用積層型圧電体素子に使用する圧電材料として,PbZrO3−PbTiO3−Pb(Y1/2Nb1/2)O3系圧電材料において,Pbの一部をSrで置換し,かつSb,Nb,W,La,Ta,Bi,Nd,Prから選ばれた少なくとも一つの元素とMnを置換した組成の化合物からなるものが知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開昭62−46961号公報
【0004】
【解決しようとする課題】
しかしながら,上記圧電材料を用いて作製した積層型圧電体素子の変位量は,アクチュエータの用途によっては必ずしも十分でない場合があった。
また,上記圧電材料は,ドナー元素であるSb,Nb,W等と共にアクセプタ元素であるMnを添加しているが,必ずしもドナー元素とアクセプタ元素の比率が適正とならない場合がある。このため,上記圧電材料から作製した積層型圧電体素子は,誘電特性の経時変化が大きく,特性が安定しないという問題があった。
【0005】
上記問題点において,チタン酸ジルコン酸鉛系圧電材料にMnを添加することは,誘電損失を低下させ,機械的品質係数を向上させるため,エネルギーの損失に伴う発熱の抑制につながることが知られている。
このため,チタン酸ジルコン酸鉛系圧電材料にMnを無添加とすることによって誘電特性の経時変化を抑制することが可能であると思われるが,Mnによる発熱抑制効果を犠牲にしなければならず,現実的ではない。
従って,Mnを含有するチタン酸ジルコン酸鉛系圧電材料において,何らかの誘電特性安定対策を講じる必要があった。
【0006】
本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので,変位量が大で,誘電特性が安定した積層型圧電体素子に適用可能な圧電材料とこの圧電材料を用いた積層型圧電体素子の製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題の解決手段】
第1の発明は,化学式(Pb1−xMax)1+d(Zr1−yTiy)1−p−q(Y1/2Nb1/2)p(Mn1−z1−z2Mbz1Mcz2)qO3+dで表される圧電材料(ただしMaは,Ba,Ca,Srから選択する少なくとも1種以上の元素であって,BaまたはCaのいずれかを含む。MbはNb,Sb,Taから選択する少なくとも1種以上の元素。McはW,Moから選択する少なくとも1種以上の元素。)であって,
−0.02≦d≦0.04,
0.01≦x≦0.20,
0.40≦y≦0.55,
0.005≦p≦0.05,
0.001≦q・(1−z1−z2)≦0.02,
0.7≦(1−z1−z2)/(z1+2・z2)≦1.5(ただしz1,z2は0または正の数で,少なくとも一方は0でない。)
であることを特徴とする圧電材料にある(請求項1)。
【0008】
第2の発明は,化学式(Pb1−xMax)1+d(Zr1−yTiy)1−p−q(Y1/2Nb1/2)p(Mn1−z2Wz2)qO3+dで表される圧電材料(ただしMaは,Ba,Ca,Srから選択する少なくとも1種以上の元素であって,Baを含む。)であって,
−0.02≦d≦0.04,
0.01≦x≦0.20,
0.40≦y≦0.55,
0.25≦z2≦0.40,
0.005≦p≦0.05,
0.001≦q・(1−z2)≦0.02であることを特徴とする圧電材料にある(請求項2)。
【0009】
第1,第2の発明の作用効果につき説明する。
従来技術にかかる材料では,圧電材料中のPbの一部を置換する元素がPbとほぼ同じイオン半径のSrのみであり,ペロブスカイト結晶格子に与える歪みが十分でなかったのではないかという点に着目し,本発明にかかる圧電材料では,Pbの一部を置換する元素として,少なくともイオン半径がPbより大きいBaまたはPbよりイオン半径が小さいCaを選択した。すなわち,Pbの12配位イオン半径は1.49Åで,Ba,Ca,Srの12配位イオン半径はそれぞれ1.61Å,1.34Å,1.44Åである
【0010】
従って,第1,第2の発明にかかる圧電材料は,ペロブスカイト結晶格子内に従来より大きな歪みが導入されるため,より大きな圧電効果を発揮する。
そのため,第1,第2の発明にかかる材料から積層型圧電体素子を作製した場合は,大きな変位量を発揮することができる。
【0011】
また,従来技術にかかる材料では,ドナー元素とアクセプタ元素の比率が必ずしも適正でなく,これらの原子価の補償が不十分なため生成する酸素欠陥が,誘電特性の経時変化に悪影響を及ぼしているのではないかという点に着目し,本発明にかかる圧電材料では,ドナー元素であるSb,Nb,W,Moとアクセプタ元素であるMnの比率を適正範囲に設定した。これにより,圧電材料中の結晶格子における酸素欠陥の生成量を低減させて,誘電特性の経時変化を抑制することができる。
【0012】
また,第3の発明は,圧電層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電体素子を製造するに当たり,
請求項1または2にかかる圧電材料のBET比表面積が1.6〜8m2/gとなるよう調整すると共に化学式(1−β−γ)PbO・βWO3・γMoO3(0.005≦β+γ≦0.27,ただしβ≧0,γ≧0。)で表される助剤酸化物を添加して混合物を作製し,
上記混合物を成形して未焼シートを作製し,該未焼シートに内部電極層用の電極材料を含有するペーストからなる印刷層を設け,
その後上記印刷層を設けた未焼シートを複数枚積層して未焼積層体となし,該未焼積層体を焼成することを特徴とする積層型圧電体素子の製造方法にある(請求項4)。
【0013】
第3の発明にかかる製造方法にて作製した積層型圧電体素子は,第1や第2の発明にかかる圧電材料からなる圧電層を有するため,変位量が大きく,誘電特性の経時変化が抑制された圧電層を有する。
また,圧電層は上述した助剤酸化物を含んでおり,助剤酸化物の存在が圧電層における母材となる第1や第2の発明にかかる圧電材料の焼結状態に影響を与えて,未焼積層体の低温焼結が可能となる。
【0014】
更に,第3の発明では,圧電材料の比表面積を上述した範囲内に制御する。これにより,圧電材料の周囲に助剤酸化物を均一に存在させて,圧電層における液相焼結を可能とする。従って,第1や第2の発明にかかる圧電材料の性能を生かした状態でより低温の焼結を実現することができる。
低温焼結が可能となれば,内部電極層としてより安価な電極材料(Cu,Ag,Pd含有量が10%以下のAg−Pd合金等)を用いることができ,材料コストの低減を図ることができる。
【0015】
以上,本発明によれば,変位量が大で,誘電特性が安定した積層型圧電体素子に適用可能な圧電材料とこの圧電材料を用いた積層型圧電体素子の製造方法を提供することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
第1の発明において,d<−0.02である場合は焼結温度が高くなるおそれがある。d>0.04である場合は変位性能が低下するおそれがある。
x<0.01である場合は変位性能が低下するおそれがある。x>0.20である場合は圧電材料のキュリー温度が低下し(概ね200℃以下),使用可能な温度範囲が狭く,実用性に欠ける圧電材料となってしまうおそれがある。
y<0.40,y>0.55である場合は変位性能が低下するおそれがある。
p<0.005,p>0.05である場合は変位性能が低下するおそれがある。更にp>0.05である場合は焼結温度が高くなるおそれがある。
【0017】
q・(1−z1−z2)<0.001である場合はMn添加による性能向上効果(誘電損失を低下させ,機械的品質係数の向上)が得難くなるおそれがある。また,q・(1−z1−z2)>0.02である場合は変位性能が低下するおそれがある。
(1−z1−z2)/(z1+2・z2)<0.7である場合は変位性能が低下するおそれがある。(1−z1−z2)/(z1+2・z2)>1.5である場合は誘電特性の経時変化が大きくなるおそれがある。
【0018】
また,第1の発明にかかる圧電材料の化学式の「Pb1−xMax」にかかる項は圧電材料の結晶格子(ペロブスカイト構造である)でPbがMaという元素で置換されていることを意味するが,Maとして複数の元素を選択した場合,複数の元素を合わせた合計のモル分率がxとなる。
すなわち,MaがBa,Sr,Caからなる場合は,「Pb1−xBalSrmCan」でl+m+n=xとなる。化学式の他の項で複数の元素を選択する場合についても同様である。
【0019】
また,Maは,Ba,Ca,Srから選択する少なくとも1種以上の元素であって,BaまたはCaのいずれかを含むため,Maとして選択可能な元素の組み合わせは,Baのみ,Caのみ,Ba及びCa,Ba及びSr,Ca及びSr,BaとCaとSrである。Sr単独をMaの元素としても本発明にかかる効果は得られない。
【0020】
第2の発明において,z2<0.25である場合は誘電特性の経時変化が大きくなるおそれがある。z2>0.4である場合は変位性能が低下するおそれがある。
q・(1−z2)<0.001である場合はMn添加による性能向上効果(誘電損失を低下させ,機械的品質係数の向上)が得難くなるおそれがある。また,q・(1−z2)>0.02である場合は変位性能が低下するおそれがある。
その他のパラメータについては第1の発明と同様である。
【0021】
また,化学式(1−β−γ)PbO・βWO3・γMoO3(0.005≦β+γ≦0.27,ただしβ≧0,γ≧0。)で表される助剤酸化物の圧電材料100重量%に対する添加量αは,0.05〜5重量%(外%)であることが好ましい(請求項3)。
【0022】
ここで,助剤酸化物は,上記化学式となるように配合したPb酸化物とW酸化物および/またはMo酸化物を固溶させた複合酸化物のほか,上記化学式となるように配合したPb酸化物とW酸化物および/またはMo酸化物の混合物や該混合物を部分的に固溶させたものであっても差し支えない。助剤酸化物中にPb酸化物とW酸化物および/またはMo酸化物が残っていたとしても,これらは焼結の過程で固溶が進行し,助剤酸化物として機能するからである。
【0023】
請求項3にかかる助剤酸化物を用いることで,第1,第2の発明にかかる圧電材料の焼成温度を下げて,より安価な電極材料(Cu,Ag,Pd含有量が10%以下のAg−Pd合金等)を用いて積層型圧電体素子を作製することができる。よってコスト安な積層型圧電体素子の製造に向く圧電材料を得ることができる。
β+γ<0.005,β+γ>0.27である場合は,焼成温度低下の効果が得難くなるおそれがある。
α<0.05重量%である場合は,焼結温度低下効果が得難くなるおそれがある。α>5重量%は変位性能が低下するおそれがある。変位に寄与しない助剤酸化物が圧電材料中に増えるためである。
【0024】
また,第3の発明は,第1または第2の発明にかかる圧電材料を用い,請求項3にかかる助剤酸化物を混ぜて作製した圧電層を有する積層型圧電体素子を作製する方法である。
更に,第3の発明では圧電材料が所定の表面積となるよう調整するが,仮にBET比表面積が1.6m2/g未満である場合は圧電材料の焼結温度が高くなるおそれがある。8m2/gより大きい場合は,助剤酸化物の圧電材料への固溶が進行しすぎるために変位性能が低下するおそれがある。
その他圧電材料や助剤酸化物については上述した第1,第2の発明にかかる記載と同様である。
【0025】
上記BET比表面積とはBET法で測定した比表面積である。
比表面積の測定法に材料の表面に吸着占有面積の判った分子を液体窒素の温度で吸着させ,その量から試料の比表面積を求める方法があり,特に不活性気体の低温低湿物理吸着による測定をBET法という。
【0026】
第3の発明にかかる製造方法では,予め請求項1や2にかかる組成からなる圧電材料を作製して,そこに別途上述した組成の助剤酸化物を混ぜている。
圧電材料のBET比表面積を上述した範囲とするための処理は,圧電材料単独の状態で行ってもよいし,助剤酸化物と混合した後に行ってもよい。
【0027】
すなわち,まず所定の組成比となるように出発原料を秤量し,該出発原料を仮焼した後,所定のBET比表面積となるまで粉砕する。その後,助剤酸化物を加えて混合物となす。
または,出発原料を仮焼し,その後助剤酸化物を加えて粉砕する。
【0028】
また,出発原料を仮焼,粉砕して得られた圧電材料の微粉は,助剤酸化物との反応性が高いため,助剤酸化物の圧電材料への固溶を極力抑えるために,圧電材料を粉砕した後,400〜700℃で予焼して得られた粉に,助剤酸化物,溶剤,バインダー,可塑剤,分散剤を添加して成形することもできる。
【0029】
また,本発明における積層型圧電体素子の製造方法において,圧電材料が所定のBET比表面積となるように調整する際は,ボールミルや媒体攪拌ミル等を用いて粉砕し,粒径を微粒化することによって行うことが好ましい。
【0030】
また,圧電材料と助剤酸化物からなる混合物を成形する際は,該混合物にバインダー等を加えたスラリーを調製し,通常知られたドクターブレード法によって未焼シートを作製することができる。その後,未焼シートに電極材料を含有するペーストを印刷して印刷層を設ける。
上記印刷層を設けた未焼シートを所望の枚数積層して,圧着し,未焼積層体を作製する。この未焼積層体を脱脂,焼成し,その後内部電極層と電気的に導通させる側面電極等を設けた後,分極処理などを施すことで,積層型圧電体素子を得ることができる。
【0031】
また,ここで記載した手順は積層型圧電体素子でよく知られた製造方法であり,これ以外の方法で圧電体素子を作製する場合に関して第3の発明を適用することもできる。
なお,内部電極層は,後述する実施例1で示した部分電極構成(積層方向に直交する断面での面積が圧電層よりも小さい。)の他,全面電極構成(圧電層と略等しい面積を備える。)として作製することもできる。
【0032】
また,上記積層型圧電体素子は,誘電特性が安定した圧電材料からなる圧電層を持つ。誘電特性が安定することで,変位の過渡特性のばらつきが小さくなる。そのため,電圧を印加した際の圧電層の伸び速度,すなわち圧電アクチュエータとして用いた場合,アクチュエータの伸び速度が略一定となる。
【0033】
このような圧電アクチュエータを自動車エンジン等の内燃機関における燃料噴射用のインジェクタの駆動源として使用することで,燃料の噴射量のばらつきを減らして,燃焼状態制御をより精密に行うことができる。この点で,第1,第2の発明にかかる圧電材料は,燃料噴射インジェクタの駆動源の圧電アクチュエータの圧電層の構成材料として好適である。第3の発明で製造した積層型圧電体素子も燃料噴射インジェクタの駆動源として好適である。
【0034】
【実施例】
以下に図面を用いて本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
本例では,本発明にかかる圧電材料から積層型圧電体素子を作製し,その性能を評価する。
本例にかかる圧電材料は,化学式(Pb1−xMax)1+d(Zr1−yTiy)1−p−q(Y1/2Nb1/2)p(Mn1−z1−z2Mbz1Mcz2)qO3+dで表される圧電材料(ただしMaは,Ba,Ca,Srから選択する少なくとも1種以上の元素であって,BaまたはCaのいずれかを含む。MbはNb,Sb,Taから選択する少なくとも1種以上の元素。McはW,Moから選択する少なくとも1種以上の元素。)であって,
−0.02≦d≦0.04,
0.01≦x≦0.20,
0.40≦y≦0.55,
0.005≦p≦0.05,
0.001≦q・(1−z1−z2)≦0.02,
0.7≦(1−z1−z2)/(z1+2・z2)≦1.5
(ただしz1,z2は0または正の数で,少なくとも一方は0でない)である。
【0035】
または,本例にかかる圧電材料は,化学式(Pb1−xMax)1+d(Zr1−yTiy)1−p−q(Y1/2Nb1/2)p(Mn1−z2Wz2)qO3+dで表される圧電材料(ただしMaは,Ba,Ca,Srから選択する少なくとも1種以上の元素であって,Baを含む。)であって,
−0.02≦d≦0.04,
0.01≦x≦0.20,
0.40≦y≦0.55,
0.25≦z2≦0.40,
0.005≦p≦0.05,
0.001≦q・(1−z2)≦0.02である。
【0036】
以下,詳細に説明する。
本例は,本発明にかかる試料1〜14と比較試料C1〜C3とを用いて本発明にかかる圧電材料や本発明にかかる製造方法から得た積層型圧電体素子の性能について評価する。
すなわち,試料1〜14は,化学式(Pb1−xMax)1+d(Zr1−yTiy)1−p−q(Y1/2Nb1/2)p(Mn1−z1−z2Mbz1Mcz2)qO3+dの置換元素であるMa,Mb,Mcの種類と組成比(x,y,z1,z2,p,q,d)を表1のとおりに変更して得た圧電材料である。
【0037】
比較試料C1は,(1−z1−z2)/(z1+2・z2)が0.54であり本発明外の組成である。比較試料C2はMb,Mcにかかる元素を含んでおらず,本発明外の組成である。比較試料C3は(1−z1−z2)/(z1+2・z2)が2であり本発明外の組成である。
これらの圧電材料から図1〜図3に示すごとき積層型圧電体素子1を作製し,圧電特性を調べた。
【0038】
ここで作製した積層型圧電体素子1は,図1〜図3に示すごとく,圧電層11の層間に内部電極層21,22を交互に正負となるように作製してなる。図2(a)に示すごとく,一方の内部電極層21は圧電層11に対し控え部119を残して,図1に示すごとく,一方の側面101に露出するように配設され,他方の内部電極層22は他方の側面102に露出するように配設されている。
そして,圧電体素子1の側面101,102には,露出した内部電極層21,22の端部を導通させるように側面電極31が設けてなる。
また,圧電体素子1の積層方向の中央部分は内部電極層21,22に通電することで伸張する駆動部111であり,該駆動部111を挟持するセラミック層12は,少なくとも一方の面は,図2(b)に示すごとく,内部電極層21,22と接していなくて,よって内部電極層21,22に通電しても伸張しないダミー部112となる。
【0039】
次に,圧電材料と積層型圧電体素子の具体的な製造方法について説明する。
圧電材料の各構成原子を含む出発原料としてPbO,SrCO3,BaCO3,CaCO3,ZrO2,TiO2,Y2O3,Nb2O5,Sb2O3,WO3,MoO3を使用し,表1に示す所望の組成となるよう,すなわち,目的組成における各構成原子の比と出発原料における各構成原子の比が同じになるように秤量した。
【0040】
秤量した原料を湿式混合し,乾燥後800℃で5時間仮焼し,これを媒体攪拌ミルにより湿式粉砕し,BET比表面積が2.5〜3m2/gの粉砕物を得た。これに溶剤,バインダー,可塑剤,分散剤を加えてボールミルにより混合してスラリーを得た。
ドクターブレード装置を用いて,上記スラリーから厚み100μmの未焼シートを成形した。この未焼シートに銀/パラジウム=7/3(重量比)からなる電極材料を含んだ導電ペーストを印刷して内部電極層用の印刷層を設けた。
【0041】
上記印刷層を設けた未焼シートを図3に示すように21枚積層し,更に,上下端に内部電極層用の印刷層がない単なる未焼シートを載置し,熱圧着を行なって未焼積層体を作製した。
次いで,未焼積層体を電気炉において脱脂し,その後850℃〜1100℃で焼成し,全面研磨して7×7×1.8mmの積層焼結体を得た。
更に,上記積層焼結体の側面に内部電極層を一層おきに導通させるため一対の側面電極を焼き付けた後,130℃,2kV/mmの印加電界で30分間分極し,48時間室温にて放置した。
以上により,積層型圧電体素子を得た。
【0042】
積層型圧電体素子の性能測定について説明する。
得られた積層型圧電体素子のインピーダンス−周波数特性をインピーダンスアナライザーにより測定し,基本振動における共振周波数frと***振周波数faとの差を求め,これが飽和し始める焼成温度を表2に示した。
【0043】
そして,上記温度において焼成した各積層型圧電体素子の変位量と静電容量の経時変化をそれぞれ調べた。
変位量の測定法については,まず,積層型圧電体素子に500Nの荷重をかけながら150Vの電圧を印加し,その時の積層型圧電体素子の変位をレーザー変位計により測定した。測定点は2点で,2点の平均値をその素子の変位量とした。また,上記変位量の測定は室温で行うが,予め積層型圧電体素子を駆動している状態で20分程度エージングした後に測定を行った。
【0044】
また,静電容量の経時変化については,積層型圧電体素子を分極後,48時間室温にて放置した後にLCRメータで1kHzでの静電容量Q1を測定し,更に1週間経過後に静電容量Q2を測定し,Q1とQ2の変化率を計算により求めた。
上記測定結果を記載した表2から明らかなように,試料1〜14にかかる本発明の圧電材料を用いて作製した積層型圧電体素子では,比較試料C1〜C3に比べて,変位量が大きくなっていると共に,静電容量の経時変化が小さくなって改善された。すなわち誘電特性が安定したことがわかった。
【0045】
本例にかかる圧電材料(試料1〜14)は,圧電材料を構成するペロブスカイト結晶格子のPbの一部を置換する元素として,少なくともイオン半径がPbより大きいBa,またはPbよりイオン半径が小さいCaを選択している(表1参照)。圧電材料を構成するペロブスカイト結晶格子内に大きな歪みが導入され,より大きな圧電効果を発揮する。そのため,本例にかかる試料1〜14にかかる圧電材料から図1〜図3に示すごとき積層型圧電体素子を作製した場合は,大きな変位量を得ることができる(表2参照)。
【0046】
また,試料1〜14にかかる圧電材料では,ドナー元素であるSb,Nb,W,Moとアクセプタ元素であるMnの比率を適正範囲に設定した。これにより,圧電材料中のペロブスカイト結晶格子における酸素欠陥の生成量を低減して,誘電特性の経時変化を抑制することができる。
【0047】
以上,本例によれば,変位量が大で,誘電特性が安定した積層圧電体素子に適用可能な圧電材料とこの圧電材料を用いた積層型圧電体素子の製造方法を提供することができる。
【0048】
【表1】
【0049】
【表2】
【0050】
(実施例2)
本例は,圧電材料に助剤酸化物を添加して圧電層とした積層型圧電体素子の性能について,比較例と共に評価する。
まず,助剤酸化物の原料としてPbO,WO3,MoO3を使用し,表3に示す所望の組成となるよう,すなわち,目的組成における各構成原子の比と出発原料における各構成原子の比が同じになるように秤量した。
【0051】
これらを乾式混合した後,大気中500℃で2時間仮焼成し,PbOとWO3及び/又はMoO3の一部を反応させて助剤酸化物の仮焼粉を得た。この仮焼粉を湿式粉砕後乾燥して,BET比表面積が1.5〜2m2/gの試料15〜19となる助剤酸化物を得た。
なお,比較試料C4の助剤酸化物は,MoO3を含んでおらず,WO3の量が少なく,請求項3,4の発明にかかる助剤酸化物ではない。
【0052】
圧電材料は表1にかかる試料1を用いた。試料1にかかる組成が得られるように原料を調合し,800℃で5時間仮焼し,媒体攪拌ミルにより湿式粉砕し,BET比表面積が2.7m2/gの粉砕物からなる圧電材料を得た。
上記圧電材料に,表3に示す配合比率となるよう上記助剤酸化物を添加し,更に溶剤,バインダー,可塑剤,分散剤を加えてボールミルにより混合し,得られたスラリーからドクターブレード装置を用いて厚み100μmの未焼シートを成形した。以降は先の実施例1と同様の要領で,積層型圧電体素子の作製ならびに評価を行って,結果を表3に記載した。
【0053】
表3から明らかなように,助剤酸化物の圧電材料100重量%に対する添加量αを0.05〜5重量%(外%)とすることで,焼成温度を25〜100℃低下させることができた。また,比較試料C4にかかる材料は焼成温度の低下効果を持たなかった。
【0054】
以上の評価から,化学式(1−β−γ)PbO・βWO3・γMoO3(0.005≦β+γ≦0.27,ただしβ≧0,γ≧0。)で表される助剤酸化物を圧電材料100重量%に対して0.05〜5重量%(外%)加えることで焼成温度低下効果が得られることが分かった。
【0055】
【表3】
【0056】
(実施例3)
本例は,圧電材料のBET比表面積の違いと積層型圧電体素子の性能について評価する。
圧電材料は表1の試料1を使用する。表1に記載した組成となるように原料を調合し,800℃で5時間仮焼して仮焼粉を得た。この仮焼粉を湿式粉砕する際に,粉砕装置,粉砕メディア径,粉砕時間等の粉砕条件を変えることにより,BET比表面積が1.5〜12m2/gの粉砕物からなる試料20〜23の圧電材料を作製した。
また,比較試料C5,C6として,組成の同じ圧電材料であるが,BET比表面積が低いもの,高いものをそれぞれ準備した。
【0057】
各試料や比較試料にそれぞれ助剤酸化物として表3の試料15を0.5重量%加え,更に溶剤,バインダー,可塑剤,分散剤を加えてボールミルにより混合し,得られたスラリーからドクターブレード装置を用いて厚み100μmの未焼シートを成形した。以降は先の実施例1と同様の要領で積層型圧電体素子の作製ならびに評価を行って,表4に記載した。
【0058】
表4から明らかなように,圧電材料の比表面積を1.6〜8m2/gとすることで,圧電材料の特性をほぼ維持した状態で,低温焼結化が可能となることがわかった。
【0059】
なお,本実施例では,圧電材料の粉砕物に助剤酸化物を加えているが,出発原料を仮焼して得られた圧電材料に助剤酸化物を加えて,圧電材料と共に粉砕しても差し支えない。
また,圧電材料の粉砕によって得られる微粉は,助剤酸化物との反応性が高いため,助剤酸化物の圧電材料への固溶を極力抑えるために,圧電材料を粉砕した後,400〜700℃で予焼して得られた粉に助剤酸化物,溶剤,バインダー,可塑剤,分散剤を添加して成形することもできる。
【0060】
【表4】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における,積層型圧電体素子の斜視図。
【図2】実施例1における,積層型圧電体素子の圧電層の平面図。
【図3】実施例1における,圧電層の積層状態を示す斜視展開図。
【符号の説明】
1...積層型圧電体素子,
11...圧電層,
21,22...内部電極層,
Claims (4)
- 化学式(Pb1−xMax)1+d(Zr1−yTiy)1−p−q(Y1/2Nb1/2)p(Mn1−z1−z2Mbz1Mcz2)qO3+dで表される圧電材料(ただしMaは,Ba,Ca,Srから選択する少なくとも1種以上の元素であって,BaまたはCaのいずれかを含む。MbはNb,Sb,Taから選択する少なくとも1種以上の元素。McはW,Moから選択する少なくとも1種以上の元素。)であって,
−0.02≦d≦0.04,
0.01≦x≦0.20,
0.40≦y≦0.55,
0.005≦p≦0.05,
0.001≦q・(1−z1−z2)≦0.02,
0.7≦(1−z1−z2)/(z1+2・z2)≦1.5(ただしz1,z2は0または正の数で,少なくとも一方は0でない。)
であることを特徴とする圧電材料。 - 化学式(Pb1−xMax)1+d(Zr1−yTiy)1−p−q(Y1/2Nb1/2)p(Mn1−z2Wz2)qO3+dで表される圧電材料(ただしMaは,Ba,Ca,Srから選択する少なくとも1種以上の元素であって,Baを含む。)であって,
−0.02≦d≦0.04,
0.01≦x≦0.20,
0.40≦y≦0.55,
0.25≦z2≦0.40,
0.005≦p≦0.05,
0.001≦q・(1−z2)≦0.02であることを特徴とする圧電材料。 - 請求項1または2において,化学式(1−β−γ)PbO・βWO3・γMoO3(0.005≦β+γ≦0.27,ただしβ≧0,γ≧0。)で表される助剤酸化物の圧電材料100重量%に対する添加量αは,0.05〜5重量%(外%)であることを特徴とする圧電材料。
- 圧電層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電体素子を製造するに当たり,
請求項1または2にかかる圧電材料のBET比表面積が1.6〜8m2/gとなるよう調整すると共に化学式(1−β−γ)PbO・βWO3・γMoO3(0.005≦β+γ≦0.27,ただしβ≧0,γ≧0。)で表される助剤酸化物を添加して混合物を作製し,
上記混合物を成形して未焼シートを作製し,該未焼シートに内部電極層用の電極材料を含有するペーストからなる印刷層を設け,
その後上記印刷層を設けた未焼シートを複数枚積層して未焼積層体となし,該未焼積層体を焼成することを特徴とする積層型圧電体素子の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003098160A JP4254310B2 (ja) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | 圧電材料及び積層型圧電体素子の製造方法 |
DE200410015853 DE102004015853A1 (de) | 2003-04-01 | 2004-03-31 | Piezoelektrisches Material und Herstellungsverfahren eines gestapelten piezoelektrischen Bauteils |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003098160A JP4254310B2 (ja) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | 圧電材料及び積層型圧電体素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004300009A true JP2004300009A (ja) | 2004-10-28 |
JP4254310B2 JP4254310B2 (ja) | 2009-04-15 |
Family
ID=33028259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003098160A Expired - Fee Related JP4254310B2 (ja) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | 圧電材料及び積層型圧電体素子の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4254310B2 (ja) |
DE (1) | DE102004015853A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006129434A1 (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd | 圧電素子 |
CN113603477A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-05 | 中科传感(佛山)科技有限公司 | 一种钙钛矿型高温热敏陶瓷电阻材料及其制备方法 |
-
2003
- 2003-04-01 JP JP2003098160A patent/JP4254310B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-03-31 DE DE200410015853 patent/DE102004015853A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006129434A1 (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd | 圧電素子 |
US7605522B2 (en) | 2005-06-03 | 2009-10-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric device |
JP4873327B2 (ja) * | 2005-06-03 | 2012-02-08 | 株式会社村田製作所 | 圧電素子 |
CN113603477A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-05 | 中科传感(佛山)科技有限公司 | 一种钙钛矿型高温热敏陶瓷电阻材料及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4254310B2 (ja) | 2009-04-15 |
DE102004015853A1 (de) | 2004-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7754095B2 (en) | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric ceramic electronic component | |
KR100557520B1 (ko) | 세라믹 재료 및 이를 이용한 압전소자 | |
JP4547632B2 (ja) | 圧電磁器組成物および圧電アクチュエータ | |
CN101547875B (zh) | 压电陶瓷及压电元件 | |
KR20040010144A (ko) | 적층형 압전 부품의 제조방법 및 적층형 압전 부품 | |
JP4727458B2 (ja) | 圧電セラミックス用焼結助剤、bnt−bt系圧電セラミックス、積層型圧電デバイスおよびbnt−bt系圧電セラミックスの製造方法 | |
JP3788198B2 (ja) | 圧電磁器組成物およびそれを用いた圧電セラミック素子 | |
JP3812936B2 (ja) | セラミック材料及びそれを用いた圧電素子 | |
JP2004059335A (ja) | 圧電磁器組成物、及び圧電素子 | |
CN111662082B (zh) | 压电陶瓷及其制造方法以及压电元件 | |
KR20010050208A (ko) | 압전 세라믹 조성물, 압전 공진기, 압전 변압기, 압전액츄에이터 및 압전 적층 소결체의 제조방법 | |
JP4432969B2 (ja) | 圧電磁器組成物、及び圧電素子 | |
JP5815404B2 (ja) | 圧電体/電歪体、圧電/電歪セラミックス組成物、圧電素子/電歪素子及び圧電モータ | |
JP2006265059A (ja) | 圧電材料及び積層型圧電素子の製造方法 | |
JP4321526B2 (ja) | 誘電体磁器組成物及びそれを用いた電子部品 | |
JP2002068836A (ja) | 圧電磁器組成物およびそれを用いた圧電セラミック素子 | |
JP7363966B2 (ja) | 圧電セラミックス、セラミックス電子部品、及び、圧電セラミックスの製造方法 | |
JP2007157910A (ja) | 圧電セラミックス、積層圧電セラミック素子及びその製造方法 | |
JP4254310B2 (ja) | 圧電材料及び積層型圧電体素子の製造方法 | |
JP4449331B2 (ja) | 圧電磁器およびそれを用いた圧電磁器素子 | |
JP2004203629A (ja) | 圧電磁器組成物、圧電トランス、圧電トランスインバータ回路、及び圧電磁器組成物の製造方法 | |
JP3781317B2 (ja) | 圧電磁器材料 | |
JP4688330B2 (ja) | 圧電磁器及び積層型圧電素子並びに噴射装置 | |
JP2006096626A (ja) | 圧電磁器の製造方法、圧電素子の製造方法、圧電素子 | |
JP5103859B2 (ja) | 積層圧電セラミックス素子及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050524 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080430 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080610 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080902 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081013 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090106 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090119 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |