JP3250928B2 - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電磁器組成物に係わ
り、例えば、加速度センサ，ノッキングセンサ，ＡＥセ
ンサ等の圧電センサ及びセラミックスフイルタ，超音波
応用振動子，圧電ブザー，圧電点火ユニット，超音波モ
ータ，圧電ファン，圧電アクチュエータなどに適する圧
電磁器組成物に関する。
り、例えば、加速度センサ，ノッキングセンサ，ＡＥセ
ンサ等の圧電センサ及びセラミックスフイルタ，超音波
応用振動子，圧電ブザー，圧電点火ユニット，超音波モ
ータ，圧電ファン，圧電アクチュエータなどに適する圧
電磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】従来から、圧電磁器組成物を利用した製品
としては、例えば、加速度センサ，ノッキングセンサ，
ＡＥセンサ等の圧電センサ及びセラミックスフイルタ，
超音波応用振動子，圧電ブザー，圧電点火ユニット，超
音波モータ，圧電ファン，圧電アクチュエータ等があ
る。
としては、例えば、加速度センサ，ノッキングセンサ，
ＡＥセンサ等の圧電センサ及びセラミックスフイルタ，
超音波応用振動子，圧電ブザー，圧電点火ユニット，超
音波モータ，圧電ファン，圧電アクチュエータ等があ
る。
【０００３】ここで、加速度センサ，ノッキングセン
サ，ＡＥセンサなどの圧電センサは、圧電素子に力を加
えると電荷が発生する、いわゆる機械的エネルギーを電
気的エネルギーに変換する機能を利用したセンサであ
る。圧電センサは、圧電効果を利用した固体素子である
ので、従来のストレインゲージや磁歪センサ等に比べ、
小型でかつ高感度であり、さらに温度特性に優れた特徴
を有しており、またシリコン単結晶などを用いた半導体
センサに比べると大幅にコストを安くできるなどの特徴
を有している。このため、エレクトロニクスとメカトロ
ニクスの高度化に伴い、例えば自動車のサスペンション
等における電子制御や電子機器等の振動制御など多方面
にわたる研究開発が進められている。
サ，ＡＥセンサなどの圧電センサは、圧電素子に力を加
えると電荷が発生する、いわゆる機械的エネルギーを電
気的エネルギーに変換する機能を利用したセンサであ
る。圧電センサは、圧電効果を利用した固体素子である
ので、従来のストレインゲージや磁歪センサ等に比べ、
小型でかつ高感度であり、さらに温度特性に優れた特徴
を有しており、またシリコン単結晶などを用いた半導体
センサに比べると大幅にコストを安くできるなどの特徴
を有している。このため、エレクトロニクスとメカトロ
ニクスの高度化に伴い、例えば自動車のサスペンション
等における電子制御や電子機器等の振動制御など多方面
にわたる研究開発が進められている。
【０００４】ところで、上述したセンサの用途が拡大す
るに従い、制御性能を向上させるため高感度な特性が要
求されることから、より大きな圧電出力定数ｇ31が必要
とされるようになり、さらに車載用途などにおいては、
１２０℃を超える厳しい環境下で使用される場合もある
ことから、１２０〜２００℃の温度に放置されても特性
劣化が無い、優れた耐熱性を有する圧電磁器組成物が求
められている。
るに従い、制御性能を向上させるため高感度な特性が要
求されることから、より大きな圧電出力定数ｇ31が必要
とされるようになり、さらに車載用途などにおいては、
１２０℃を超える厳しい環境下で使用される場合もある
ことから、１２０〜２００℃の温度に放置されても特性
劣化が無い、優れた耐熱性を有する圧電磁器組成物が求
められている。
【０００５】従来、圧電センサの目的に合致する大きな
圧電出力定数ｇ31を有する圧電磁器組成物としては、例
えば、特開平６−１８３８３４号公報に開示されるもの
が知られている。この公報に開示される圧電磁器組成物
は、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3 のＰｂの一部をＬａで置換し
たいわゆるＰＬＺＴであり、圧電出力定数ｇ31が約１×
１０-2Ｖｍ／Ｎを示す良好な特性を有している。また、
耐熱性を向上させるために、例えばＰＬＺＴにＭｎＯを
添加することも提案されている。
圧電出力定数ｇ31を有する圧電磁器組成物としては、例
えば、特開平６−１８３８３４号公報に開示されるもの
が知られている。この公報に開示される圧電磁器組成物
は、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3 のＰｂの一部をＬａで置換し
たいわゆるＰＬＺＴであり、圧電出力定数ｇ31が約１×
１０-2Ｖｍ／Ｎを示す良好な特性を有している。また、
耐熱性を向上させるために、例えばＰＬＺＴにＭｎＯを
添加することも提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上述
したＭｎＯを添加しない圧電磁器組成物にあっては、大
きな圧電出力定数ｇ31が得られるものの耐熱性が悪く、
またＭｎＯを添加した場合においても１２０〜２００℃
の恒温中に曝された場合には耐熱性が未だ低いという問
題があった。さらにＭｎＯを添加した場合には圧電出力
定数ｇ31が極めて小さくなり、このため用途が限定され
てしまうなどの問題があった。
したＭｎＯを添加しない圧電磁器組成物にあっては、大
きな圧電出力定数ｇ31が得られるものの耐熱性が悪く、
またＭｎＯを添加した場合においても１２０〜２００℃
の恒温中に曝された場合には耐熱性が未だ低いという問
題があった。さらにＭｎＯを添加した場合には圧電出力
定数ｇ31が極めて小さくなり、このため用途が限定され
てしまうなどの問題があった。
【０００７】
【本発明の目的】本発明は、圧電出力定数ｇ31が大き
く、かつ、耐熱性に優れた圧電磁器組成物を提供するこ
とを目的とし、特に、例えば、加速度センサ、ノッキン
グセンサ、ＡＥセンサ等の圧電センサに最適な圧電磁器
組成物を提供することを目的とする。
く、かつ、耐熱性に優れた圧電磁器組成物を提供するこ
とを目的とし、特に、例えば、加速度センサ、ノッキン
グセンサ、ＡＥセンサ等の圧電センサに最適な圧電磁器
組成物を提供することを目的とする。
【０００８】
【問題を解決するための手段】本発明者等は、第１成
分，第２成分であるＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 に固溶
する最適な成分の探索を行なった結果、Ｐｂ（Ｙ1/2 Ｎ
ｂ1/2 ）Ｏ3 、及びＰｂ（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 とな
る組成を第３、第４成分として固溶させ、Ｐｂの一部を
ＳｒおよびＬａにより置換し、Ｃｒ2 Ｏ3 を適量添加含
有せしめることにより、圧電出力定数ｇ31及び耐熱性の
面で優れた圧電磁器組成物を得ることができることを知
見し、本発明に至った。
分，第２成分であるＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 に固溶
する最適な成分の探索を行なった結果、Ｐｂ（Ｙ1/2 Ｎ
ｂ1/2 ）Ｏ3 、及びＰｂ（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）Ｏ3 とな
る組成を第３、第４成分として固溶させ、Ｐｂの一部を
ＳｒおよびＬａにより置換し、Ｃｒ2 Ｏ3 を適量添加含
有せしめることにより、圧電出力定数ｇ31及び耐熱性の
面で優れた圧電磁器組成物を得ることができることを知
見し、本発明に至った。
【０００９】即ち、本発明の圧電磁器組成物は、複合ペ
ロブスカイト型化合物であって、組成式が、 Ｐｂ1-x-yＳｒxＬａy（Ｙ1/2Ｎｂ1/2）a（Ｃｒ1/3Ｓｂ
2/3）bＺｒcＴｉ1-a-b-cＯ3 で表わされる主成分１００重量部に対して、Ｃｒ含有化
合物をＣｒ2Ｏ3換算でｚ重量部添加含有してなり、前記
ｘ、ｙ、ｚ、ａ、ｂおよびｃが、０．０１≦ｘ≦０．０
４、０．００５≦ｙ≦０．０２、０≦ｚ≦０．５、０．
００３≦ａ≦０．０４、０≦ｂ≦０．０３、０．５３≦
ｃ≦０．６２、０．００３≦ａ＋ｂ≦０．０５（但し、
ｚ＝０の場合０．０１≦ｂ、ｚ＞０の場合０≦ｂ）を満
足するものである。
ロブスカイト型化合物であって、組成式が、 Ｐｂ1-x-yＳｒxＬａy（Ｙ1/2Ｎｂ1/2）a（Ｃｒ1/3Ｓｂ
2/3）bＺｒcＴｉ1-a-b-cＯ3 で表わされる主成分１００重量部に対して、Ｃｒ含有化
合物をＣｒ2Ｏ3換算でｚ重量部添加含有してなり、前記
ｘ、ｙ、ｚ、ａ、ｂおよびｃが、０．０１≦ｘ≦０．０
４、０．００５≦ｙ≦０．０２、０≦ｚ≦０．５、０．
００３≦ａ≦０．０４、０≦ｂ≦０．０３、０．５３≦
ｃ≦０．６２、０．００３≦ａ＋ｂ≦０．０５（但し、
ｚ＝０の場合０．０１≦ｂ、ｚ＞０の場合０≦ｂ）を満
足するものである。
【００１０】ここで、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃ及びＣｒ含有
化合物のＣｒ2 Ｏ3 置換量ｚを上記の範囲に設定した理
由について説明する。
化合物のＣｒ2 Ｏ3 置換量ｚを上記の範囲に設定した理
由について説明する。
【００１１】ＰｂのＳｒによる置換は、大きな圧電出力
定数ｇ31を得るのに有効であるが、その置換量ｘを０．
０１≦ｘ≦０．０４としたのは、ｘが０．０４より大き
いと耐熱性が低下するとともに圧電出力定数ｇ31が１×
１０-2Ｖｍ／Ｎより小さくなるからである。また、ｘが
０．０１より小さいと圧電出力定数ｇ31向上の効果が得
られないからである。Ｓｒの置換量ｘは０．０２〜０．
０３であることが望ましい。
定数ｇ31を得るのに有効であるが、その置換量ｘを０．
０１≦ｘ≦０．０４としたのは、ｘが０．０４より大き
いと耐熱性が低下するとともに圧電出力定数ｇ31が１×
１０-2Ｖｍ／Ｎより小さくなるからである。また、ｘが
０．０１より小さいと圧電出力定数ｇ31向上の効果が得
られないからである。Ｓｒの置換量ｘは０．０２〜０．
０３であることが望ましい。
【００１２】また、ＰｂのＬａによる置換は、より大き
な圧電出力定数ｇ31を得るのに有効であるが、その置換
量ｙを０．００５≦ｙ≦０．０２としたのは、ｙが０．
０２より大きいと耐熱性が著しく低下するからである。
また、０．００５より少ないと所望の圧電出力定数ｇ31
が得られないからである。Ｌａの置換量ｙは０．００５
〜０．０１であることが望ましい。
な圧電出力定数ｇ31を得るのに有効であるが、その置換
量ｙを０．００５≦ｙ≦０．０２としたのは、ｙが０．
０２より大きいと耐熱性が著しく低下するからである。
また、０．００５より少ないと所望の圧電出力定数ｇ31
が得られないからである。Ｌａの置換量ｙは０．００５
〜０．０１であることが望ましい。
【００１３】また、Ｔｉの（Ｙ1/2 Ｎｂ1/2 ）による置
換はキュリー温度を高い温度に保ちながら圧電出力定数
ｇ31を大きくする効果がある。その置換量ａを０．００
３≦ａ≦０．０４としたのは、ａが０．０４より多いと
耐熱性が低下し圧電出力定数ｇ31が劣化するからであ
る。また、置換量ａが０．００３より少ないと圧電出力
定数ｇ31向上の効果が得られないためである。Ｔｉの
（Ｙ1/2 Ｎｂ1/2 ）による置換量ａは０．０１≦ａ≦
０．０２であることが望ましい。
換はキュリー温度を高い温度に保ちながら圧電出力定数
ｇ31を大きくする効果がある。その置換量ａを０．００
３≦ａ≦０．０４としたのは、ａが０．０４より多いと
耐熱性が低下し圧電出力定数ｇ31が劣化するからであ
る。また、置換量ａが０．００３より少ないと圧電出力
定数ｇ31向上の効果が得られないためである。Ｔｉの
（Ｙ1/2 Ｎｂ1/2 ）による置換量ａは０．０１≦ａ≦
０．０２であることが望ましい。
【００１４】また、Ｔｉの（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）による
置換は、機械的品質係数Ｑｍをあまり高めず耐熱性を向
上させるため広帯域のセンサに有用な特性が得られる
が、その置換量ｂを０≦ｂ≦０．０３としたのは、置換
量ｂが０．０３よりも大きい場合にはキュリー温度の低
下とともに所望の耐熱性が得られなくなるためである。
置換は、機械的品質係数Ｑｍをあまり高めず耐熱性を向
上させるため広帯域のセンサに有用な特性が得られる
が、その置換量ｂを０≦ｂ≦０．０３としたのは、置換
量ｂが０．０３よりも大きい場合にはキュリー温度の低
下とともに所望の耐熱性が得られなくなるためである。
【００１５】また、置換量ｂが０．０１よりも小さい場
合には機械的品質係数Ｑｍが低下する傾向にあるため、
（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）の置換量ｂは０．０１≦ｂ≦０．
０３とすることが望ましい。
合には機械的品質係数Ｑｍが低下する傾向にあるため、
（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）の置換量ｂは０．０１≦ｂ≦０．
０３とすることが望ましい。
【００１６】一方、磁器自体の耐熱性はＣｒ含有化合物
を添加することによってもある程度向上させられるた
め、Ｔｉの（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）による置換量ｂが０の
場合にはＣｒ含有化合物を添加することにより耐熱性を
向上しても良い。Ｔｉを（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）により置
換し、さらにＣｒ含有化合物を添加する組成が、耐熱性
を向上する点で最適な組成である。
を添加することによってもある程度向上させられるた
め、Ｔｉの（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）による置換量ｂが０の
場合にはＣｒ含有化合物を添加することにより耐熱性を
向上しても良い。Ｔｉを（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）により置
換し、さらにＣｒ含有化合物を添加する組成が、耐熱性
を向上する点で最適な組成である。
【００１７】尚、Ｃｒ含有化合物の添加は機械的品質係
数Ｑｍを著しく大きくするため共振タイプのセンサに有
用な特性となる。そのため、検出信号や検出方式に応じ
て（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）の置換かＣｒ含有化合物の添加
かを選択すれば良い。
数Ｑｍを著しく大きくするため共振タイプのセンサに有
用な特性となる。そのため、検出信号や検出方式に応じ
て（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）の置換かＣｒ含有化合物の添加
かを選択すれば良い。
【００１８】さらに、Ｃｒ含有化合物の添加を、前述し
た主成分１００重量部に対して、Ｃｒ2 Ｏ3 換算量ｚを
０≦ｚ≦０．５重量部としたのは耐熱性を向上させるた
めである。そして、Ｃｒ含有化合物のＣｒ2 Ｏ3 換算量
ｚが０．５重量部よりも多い場合には、圧電出力定数ｇ
31が１×１０-2Ｖｍ／Ｎより小さくなるためである。
た主成分１００重量部に対して、Ｃｒ2 Ｏ3 換算量ｚを
０≦ｚ≦０．５重量部としたのは耐熱性を向上させるた
めである。そして、Ｃｒ含有化合物のＣｒ2 Ｏ3 換算量
ｚが０．５重量部よりも多い場合には、圧電出力定数ｇ
31が１×１０-2Ｖｍ／Ｎより小さくなるためである。
【００１９】ただし、Ｃｒ含有化合物のＣｒ2 Ｏ3 換算
量ｚが０である時、（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/ 3 ）の置換量ｂが
０．０１以上である必要がある。これは、ｚが０である
時に、（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）の置換量ｂが０．０１より
小さい場合には、耐熱性が不十分となるからである。
量ｚが０である時、（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/ 3 ）の置換量ｂが
０．０１以上である必要がある。これは、ｚが０である
時に、（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）の置換量ｂが０．０１より
小さい場合には、耐熱性が不十分となるからである。
【００２０】Ｃｒ含有化合物のＣｒ2 Ｏ3 換算量ｚは
０．１≦ｚ≦０．２５重量部であるでことが望ましい。
Ｃｒ含有化合物としては、金属Ｃｒ、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｃｒ
Ｏ2 、Ｃｒ3 Ｏ8 がある。
０．１≦ｚ≦０．２５重量部であるでことが望ましい。
Ｃｒ含有化合物としては、金属Ｃｒ、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｃｒ
Ｏ2 、Ｃｒ3 Ｏ8 がある。
【００２１】また、０．００３≦ａ＋ｂ≦０．０５とし
たのは、Ｔｉの（Ｙ1/2 Ｎｂ1/2 ）と（Ｃｒ1/3 Ｓｂ
2/3 ）の置換量の合量ａ＋ｂが０．０５より多くなると
耐熱性が低下するからである。
たのは、Ｔｉの（Ｙ1/2 Ｎｂ1/2 ）と（Ｃｒ1/3 Ｓｂ
2/3 ）の置換量の合量ａ＋ｂが０．０５より多くなると
耐熱性が低下するからである。
【００２２】ＰＺＴを主成分とした圧電磁器組成物は、
ＰｂＺｒＯ3 とＰｂＴｉＯ3 の固溶比率を変化させると
比誘電率、電気機械結合係数が極大値を示すＭＰＢ（組
成相境界）が存在する。圧電センサ材料としては、この
ＭＰＢよりＰｂＺｒＯ3 が多い組成領域において、高い
電気機械結合係数を有しながら比誘電率が急峻に小さく
なる組成値を用いることになる。ｃの値を０．５３≦ｃ
≦０．６２としたのは、０．５３より小さいとＭＰＢ領
域を捉えることになり大きな圧電出力定数ｇ31が得られ
ないばかりでなく耐熱性が不十分となるためである。ま
た、０．６２より大きいと所望の圧電出力定数ｇ31が得
られないためである。
ＰｂＺｒＯ3 とＰｂＴｉＯ3 の固溶比率を変化させると
比誘電率、電気機械結合係数が極大値を示すＭＰＢ（組
成相境界）が存在する。圧電センサ材料としては、この
ＭＰＢよりＰｂＺｒＯ3 が多い組成領域において、高い
電気機械結合係数を有しながら比誘電率が急峻に小さく
なる組成値を用いることになる。ｃの値を０．５３≦ｃ
≦０．６２としたのは、０．５３より小さいとＭＰＢ領
域を捉えることになり大きな圧電出力定数ｇ31が得られ
ないばかりでなく耐熱性が不十分となるためである。ま
た、０．６２より大きいと所望の圧電出力定数ｇ31が得
られないためである。
【００２３】本発明の圧電磁器組成物は、金属元素の原
子比による組成式を、Ｐｂ1-x-y Ｓｒx Ｌａy （Ｙ1/2
Ｎｂ1/2 ）a （Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）b Ｚｒc Ｔｉ
1-a-b-c Ｏ3 と表したとき、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃが、
０．０２≦ｘ≦０．０３、０．００５≦ｙ≦０．０１、
０．０１≦ａ≦０．０２、０．０１≦ｂ≦０．０２、
０．００３≦ａ＋ｂ≦０．０５、０．５３≦ｃ≦０．６
２を満足する主成分１００重量部に対して、Ｃｒ含有化
合物のＣｒ2 Ｏ3 換算で０．１〜０．２５重量部添加含
有してなることが望ましい。
子比による組成式を、Ｐｂ1-x-y Ｓｒx Ｌａy （Ｙ1/2
Ｎｂ1/2 ）a （Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/3 ）b Ｚｒc Ｔｉ
1-a-b-c Ｏ3 と表したとき、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃが、
０．０２≦ｘ≦０．０３、０．００５≦ｙ≦０．０１、
０．０１≦ａ≦０．０２、０．０１≦ｂ≦０．０２、
０．００３≦ａ＋ｂ≦０．０５、０．５３≦ｃ≦０．６
２を満足する主成分１００重量部に対して、Ｃｒ含有化
合物のＣｒ2 Ｏ3 換算で０．１〜０．２５重量部添加含
有してなることが望ましい。
【００２４】本発明に基づく圧電磁器は、例えば、原料
粉末として、ＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、ＳｒＣ
Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｃｒ2 Ｏ3
及びＳｂ2 Ｏ5 の各粉末を秤量し、混合する。この混合
物を９００〜１０００℃の温度で仮焼し、当該仮焼物を
粉砕する。その後、粉砕物に場合によりＣｒ含有化合物
を添加するとともに有機バインダー等を添加して混合
し、例えば、プレス成形により所定形状に成形し、鉛雰
囲気において１２００〜１３００℃で１〜５時間焼成
し、分極処理を行うことにより圧電磁器が得られる。
粉末として、ＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、ＳｒＣ
Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｃｒ2 Ｏ3
及びＳｂ2 Ｏ5 の各粉末を秤量し、混合する。この混合
物を９００〜１０００℃の温度で仮焼し、当該仮焼物を
粉砕する。その後、粉砕物に場合によりＣｒ含有化合物
を添加するとともに有機バインダー等を添加して混合
し、例えば、プレス成形により所定形状に成形し、鉛雰
囲気において１２００〜１３００℃で１〜５時間焼成
し、分極処理を行うことにより圧電磁器が得られる。
【００２５】
【作用】本発明の圧電磁器組成物では、Ｐｂの一部をＳ
ｒ及びＬａで置換し、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 に、
Ｐｂ（Ｙ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 及びＰｂ（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/
3 ）Ｏ3 となる組成を第３、第４成分として固溶し、こ
の基本成分にＣｒ2 Ｏ3を適量添加含有することによ
り、１×１０-2Ｖｍ／Ｎを超える大きな圧電出力定数ｇ
31が得られるとともに、一定温度の恒温中に長時間放置
しても圧電出力定数ｇ31の特性劣化が無く、優れた耐熱
性が得られる。
ｒ及びＬａで置換し、ＰｂＺｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 に、
Ｐｂ（Ｙ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 及びＰｂ（Ｃｒ1/3 Ｓｂ2/
3 ）Ｏ3 となる組成を第３、第４成分として固溶し、こ
の基本成分にＣｒ2 Ｏ3を適量添加含有することによ
り、１×１０-2Ｖｍ／Ｎを超える大きな圧電出力定数ｇ
31が得られるとともに、一定温度の恒温中に長時間放置
しても圧電出力定数ｇ31の特性劣化が無く、優れた耐熱
性が得られる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明を次の実施例で説明する。原料
粉末として、ＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、ＳｒＣ
Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｃｒ2 Ｏ3
及びＳｂ2 Ｏ5 の各粉末を用いて、これらを表１に示す
組成となるように秤量し、ボールミルにて２４時間湿式
混合した。次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、９
５０℃の温度で仮焼し、当該仮焼物を再びボールミルで
２４時間湿式粉砕した。その後、粉砕物にＣｒ2 Ｏ3 を
表１に示す量だけ添加するとともに、有機バインダー
（ＰＶＡ）を混合し、造粒した。得られた粉末を１．５
ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で直径２３ｍｍ、厚さ３ｍｍの寸
法からなる円板を作製し、これらを鉛雰囲気において１
２５０℃で３時間の条件で焼成した。得られた焼結体か
ら長さ１２ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さ１ｍｍの矩形状に切り
出し加工を行い、１２ｍｍ×３ｍｍの両面にそれぞれ銀
電極の焼付けを行い、８０℃のシリコンオイル中で１．
５ｋＶ／ｍｍ以上の直流電圧を印加して分極処理を行な
った。分極処理された試料を２２０℃の恒温槽の中で１
時間エージングした後、２４時間放置した。このように
して得られた磁器から、電子材料工業会（ＥＭＡＳ）の
規格化された測定法に基づき圧電出力定数ｇ31を調べ
た。
粉末として、ＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、ＳｒＣ
Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｃｒ2 Ｏ3
及びＳｂ2 Ｏ5 の各粉末を用いて、これらを表１に示す
組成となるように秤量し、ボールミルにて２４時間湿式
混合した。次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、９
５０℃の温度で仮焼し、当該仮焼物を再びボールミルで
２４時間湿式粉砕した。その後、粉砕物にＣｒ2 Ｏ3 を
表１に示す量だけ添加するとともに、有機バインダー
（ＰＶＡ）を混合し、造粒した。得られた粉末を１．５
ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で直径２３ｍｍ、厚さ３ｍｍの寸
法からなる円板を作製し、これらを鉛雰囲気において１
２５０℃で３時間の条件で焼成した。得られた焼結体か
ら長さ１２ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さ１ｍｍの矩形状に切り
出し加工を行い、１２ｍｍ×３ｍｍの両面にそれぞれ銀
電極の焼付けを行い、８０℃のシリコンオイル中で１．
５ｋＶ／ｍｍ以上の直流電圧を印加して分極処理を行な
った。分極処理された試料を２２０℃の恒温槽の中で１
時間エージングした後、２４時間放置した。このように
して得られた磁器から、電子材料工業会（ＥＭＡＳ）の
規格化された測定法に基づき圧電出力定数ｇ31を調べ
た。
【００２７】また耐熱性は、２００℃の恒温中で１００
時間放置後の圧電出力定数ｇ31の保持率を測定すること
で求めた。ここで、保持率が９５％以上を○、９５％未
満を×とした。これらの結果を表１に示す。
時間放置後の圧電出力定数ｇ31の保持率を測定すること
で求めた。ここで、保持率が９５％以上を○、９５％未
満を×とした。これらの結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】この表１より、本発明の圧電磁器組成物で
は、圧電出力定数ｇ31が１×１０−２Ｖｍ／Ｎ以上、耐
熱性を示す圧電出力定数ｇ３１の保持率も９５％以上と
優れた特性を示すことが判る。
は、圧電出力定数ｇ31が１×１０−２Ｖｍ／Ｎ以上、耐
熱性を示す圧電出力定数ｇ３１の保持率も９５％以上と
優れた特性を示すことが判る。
【００３０】図１に、表１における試料Ｎo.５及び２７
の耐熱性の評価を示す。この図より、比較例であるＮo.
２７の試料は、時間とともに圧電出力定数ｇ31が低下す
るのに対して、本発明品のＮo.５の試料は、２００℃の
恒温中で１００時間放置しても殆ど圧電出力定数ｇ31の
保持率は変化しないことが判る。
の耐熱性の評価を示す。この図より、比較例であるＮo.
２７の試料は、時間とともに圧電出力定数ｇ31が低下す
るのに対して、本発明品のＮo.５の試料は、２００℃の
恒温中で１００時間放置しても殆ど圧電出力定数ｇ31の
保持率は変化しないことが判る。
【００３１】即ち、例えば、圧電センサを自動車のエン
ジンの近く、もしくは、接触した状態で使用する場合１
２０〜２００℃の高温下においても特性劣化が生じな
い、いわゆる耐熱性に優れていることが必要とされる
が、試料Ｎo.５の圧電磁器組成物は圧電出力定数ｇ31が
１６×１０-3Ｖｍ／Ｎと他に類の無い極めて大きな値を
有しながら、２００℃恒温中で１００時間放置しても特
性劣化が無い優れた耐熱性を示すことから、圧電センサ
材料として非常に優れている。
ジンの近く、もしくは、接触した状態で使用する場合１
２０〜２００℃の高温下においても特性劣化が生じな
い、いわゆる耐熱性に優れていることが必要とされる
が、試料Ｎo.５の圧電磁器組成物は圧電出力定数ｇ31が
１６×１０-3Ｖｍ／Ｎと他に類の無い極めて大きな値を
有しながら、２００℃恒温中で１００時間放置しても特
性劣化が無い優れた耐熱性を示すことから、圧電センサ
材料として非常に優れている。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の圧電磁器組
成物では、１×１０-2Ｖｍ／Ｎを超える大きな圧電出力
定数ｇ31が得られるとともに、高温中に長時間放置して
も圧電出力定数ｇ31の特性劣化が無く、優れた耐熱性を
示すため、特に圧電センサ用素子の圧電材料として好適
に用いることができる。
成物では、１×１０-2Ｖｍ／Ｎを超える大きな圧電出力
定数ｇ31が得られるとともに、高温中に長時間放置して
も圧電出力定数ｇ31の特性劣化が無く、優れた耐熱性を
示すため、特に圧電センサ用素子の圧電材料として好適
に用いることができる。
【図１】２００℃恒温中での圧電出力定数ｇ31の保持率
と時間の関係を示すグラフである。
と時間の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 健一 鹿児島県国分市山下町１番４号 京セラ 株式会社総合研究所内 審査官 武重 竜男 (56)参考文献 特開 昭62−46961（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−90579（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−183834（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/42 - 35/50 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- 【請求項１】複合ペロブスカイト型化合物であって、組
成式が、 Ｐｂ1-x-yＳｒxＬａy（Ｙ1/2Ｎｂ1/2）a（Ｃｒ1/3Ｓｂ
2/3）bＺｒcＴｉ1-a-b-cＯ3 で表わされる主成分１００重量部に対して、Ｃｒ含有化
合物をＣｒ2Ｏ3換算でｚ重量部添加含有してなり、前記
ｘ、ｙ、ｚ、ａ、ｂおよびｃが、下記の条件を満足する
ことを特徴とする圧電磁器組成物。 ０．０１ ≦ｘ≦０．０４ ０．００５≦ｙ≦０．０２ ０ ≦ｚ≦０．５ ０．００３≦ａ≦０．０４ ０ ≦ｂ≦０．０３ ０．５３ ≦ｃ≦０．６２ ０．００３≦ａ＋ｂ≦０．０５ （但し、ｚ＝０の場合０．０１≦ｂ、ｚ＞０の場合０≦
ｂ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32015394A JP3250928B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 圧電磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32015394A JP3250928B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 圧電磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08175867A JPH08175867A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3250928B2 true JP3250928B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=18118303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32015394A Expired - Fee Related JP3250928B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250928B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3419219B2 (ja) * | 1996-09-24 | 2003-06-23 | 株式会社村田製作所 | 圧電磁器組成物及びそれを用いた圧電装置 |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP32015394A patent/JP3250928B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08175867A (ja) | 1996-07-09 |
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