JP2005179144A - 圧電磁器およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 圧電基板1は、(1−m−n){(Na1-x-y Kx Liy )(Nb1-z Taz )O3 }+m{(M1)TiO3 }+n{M2(Nb1-w Taw )2 O6 }を主成分とし、第1副成分としてMnを含むと共に、第2副成分としてCo,Fe,Ni,Zn,Sc,Ti,Zr,Hf,Al,Ga,In,Si,Ge,Snのうちの少なくとも1種を含む。M1、M2はアルカリ土類金属元素であり、0.1≦x≦0.9、0≦y≦0.1、0<m<0.1、0<n≦0.01の範囲内が好ましい。
【選択図】 図1
Description
化5に示した第1のペロブスカイト型酸化物と第2のペロブスカイト型酸化物とタングステンブロンズ型酸化物とを含む組成物を主成分として含有する圧電磁器を用い、図1に示したような圧電素子を図2に示した工程で作製した。本実施例では図1および図2を参照し、図1に示した符号を用いて説明する。
第2副成分として、コバルトに代えて、鉄,ニッケル,亜鉛,スカンジウム,チタン,ジルコニウム,ハフニウム,アルミニウム,ガリウム,インジウム,ケイ素,ゲルマニウムあるいはスズを添加したことを除き、他は実施例1−2と同様にして圧電素子を作製した。第2副成分の原料には、酸化鉄(Fe2 O3 )粉末,酸化ニッケル(NiO)粉末,酸化亜鉛(ZnO)粉末,酸化スカンジウム(Sc2 O3 )粉末,酸化チタン(TiO2 )粉末,酸化ジルコニウム(ZrO2 )粉末,酸化ハフニウム(HfO2 )粉末,酸化アルミニウム(Al2 O3 )粉末,酸化ガリウム(Ga2 O3 )粉末,酸化インジウム(In2 O3 )粉末,酸化ケイ素(SiO2 )粉末,酸化ゲルマニウム(GeO2 )粉末あるいは酸化スズ(SnO2 )粉末を用いた。第2副成分の含有量は、酸化物(Fe2 O3 ,NiO,ZnO,Sc2 O3 ,TiO2 ,ZrO2 ,HfO2 ,Al2 O3 ,Ga2 O3 ,In2 O3 ,SiO2 ,GeO2 ,SnO2 )に換算し、いずれも主成分に対して0.2質量%とした。
化6に示した組成物を主成分として含むようにしたことを除き、他は実施例1―2と同様にして圧電素子を作製した。その際、実施例3−1,3−2で、表3に示したように、主成分における第2のペロブスカイト型酸化物であるチタン酸バリウムの含有量を0.5mol%または1mol%、すなわち化6におけるmの値を0.005または0.01と変化させた。副成分は実施例1―2と同様である。
化7に示した組成物を主成分として含むようにしたことを除き、他は実施例1―2と同様にして圧電素子を作製した。その際、実施例4―1〜4―7で、第1の元素の組成(化7におけるxおよびyの値)と、第2のペロブスカイト型酸化物であるチタン酸バリウムの含有量(化7におけるmの値)とを、表4に示したように変化させた。副成分は実施例1―2と同様である。
化8に示した組成物を主成分として含むようにしたことを除き、他は実施例1―2と同様にして圧電素子を作製した。その際、実施例5―1,5―2で、タンタルの含有量(化8におけるzおよびwの値)と、第2のペロブスカイト型酸化物であるチタン酸バリウムの含有量(化8におけるmの値)とを表5に示したように変化させた。副成分は実施例1―2と同様である。なお、実施例5−1は実施例1−2と同一である。
Claims (9)
- 第1のペロブスカイト型酸化物と、第2のペロブスカイト型酸化物と、タングステンブロンズ型酸化物とを含む組成物を主成分として含有し、
前記第1のペロブスカイト型酸化物は、ナトリウム(Na)およびカリウム(K)を含む第1の元素と、ニオブ(Nb)およびタンタル(Ta)からなる群のうちの少なくともニオブを含む第2の元素と、酸素(O)とからなり、
前記第2のペロブスカイト型酸化物は、アルカリ土類金属元素を含む第3の元素と、チタン(Ti)を含む第4の元素と、酸素とからなり、
前記組成物における前記第2のペロブスカイト型酸化物の含有量は10mol%未満であり、
更に、第1副成分としてマンガン(Mn)と、第2副成分としてコバルト(Co),鉄(Fe),ニッケル(Ni),亜鉛(Zn),スカンジウム(Sc),チタン(Ti),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),アルミニウム(Al),ガリウム(Ga),インジウム(In),ケイ素(Si),ゲルマニウム(Ge)およびスズ(Sn)からなる群のうちの少なくとも1種とを含有する
ことを特徴とする圧電磁器。 - 前記第1副成分であるマンガンの含有量は、酸化物(MnO)に換算して、主成分の0.1質量%以上1質量%以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項1記載の圧電磁器。 - 前記第2副成分であるコバルト,鉄,ニッケル,亜鉛,スカンジウム,チタン,ジルコニウム,ハフニウム,アルミニウム,ガリウム,インジウム,ケイ素,ゲルマニウムおよびスズの含有量は、酸化物(Co3 O4 ,Fe2 O3 ,NiO,ZnO,Sc2 O3 ,TiO2 ,ZrO2 ,HfO2 ,Al2 O3 ,Ga2 O3 ,In2 O3 ,SiO2 ,GeO2 ,SnO2 )に換算して、それらの合計で、主成分の0.01質量%以上1質量%以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項1または2記載の圧電磁器。 - 前記第1の元素におけるカリウムの含有量は10mol%以上90mol%以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の圧電磁器。 - 前記第1の元素として更にリチウムを含み、前記第1の元素におけるリチウムの含有量は10mol%以下である
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の圧電磁器。 - 前記組成物における前記タングステンブロンズ型酸化物の含有量は1mol%以下である
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の圧電磁器。 - 前記タングステンブロンズ型酸化物は、
アルカリ土類金属元素を含む第5の元素と、
ニオブおよびタンタルからなる群のうちの少なくともニオブを含む第6の元素と、
酸素とからなる
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の圧電磁器。 - 前記第2の元素と前記第6の元素との合計におけるタンタルの含有量は0mol%以上10mol%以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項7記載の圧電磁器。 - ナトリウム(Na)およびカリウム(K)を含む第1の元素と、ニオブ(Nb)およびタンタル(Ta)からなる群のうちの少なくともニオブを含む第2の元素と、酸素(O)とからなる第1のペロブスカイト型酸化物と、アルカリ土類金属元素のうちの少なくとも1種を含む第3の元素と、チタン(Ti)を含む第4の元素と、酸素とからなる第2のペロブスカイト型酸化物と、タングステンブロンズ型酸化物とを含む組成物を主成分として含有する圧電磁器の製造方法であって、
前記第1のペロブスカイト型酸化物の原料と、前記第2のペロブスカイト型酸化物と、前記タングステンブロンズ型酸化物の原料とに加えて、第1副成分であるマンガン(Mn)の原料と、第2副成分であるコバルト(Co),鉄(Fe),ニッケル(Ni),亜鉛(Zn),スカンジウム(Sc),チタン(Ti),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),アルミニウム(Al),ガリウム(Ga),インジウム(In),ケイ素(Si),ゲルマニウム(Ge)およびスズ(Sn)からなる群のうちの少なくとも1種の原料とを含有する混合物を仮焼する工程を含む
ことを特徴とする圧電磁器の製造方法。
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