JP3342556B2 - 圧電磁器組成物 - Google Patents
圧電磁器組成物Info
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- JP3342556B2 JP3342556B2 JP33164393A JP33164393A JP3342556B2 JP 3342556 B2 JP3342556 B2 JP 3342556B2 JP 33164393 A JP33164393 A JP 33164393A JP 33164393 A JP33164393 A JP 33164393A JP 3342556 B2 JP3342556 B2 JP 3342556B2
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- piezoelectric ceramic
- electromechanical coupling
- coupling coefficient
- ceramic composition
- piezoelectric
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧電磁器組成物、特にセ
ラミック発振子,セラミックディスクリミネータ,セラ
ミックフィルタあるいは弾性表面波素子に好適に用いら
れる圧電磁器組成物に係るものである。
ラミック発振子,セラミックディスクリミネータ,セラ
ミックフィルタあるいは弾性表面波素子に好適に用いら
れる圧電磁器組成物に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来電子装置において用いられている部
品はリードタイプの樹脂モールド品であり、半田付けは
部品のリード線をプリント基板に挿入し、部品が取り付
けられている面とは異なる面を溶融半田槽に浸漬して行
われていた。したがって、取付られた部品が200℃以
上の温度にさらされることはなかった。
品はリードタイプの樹脂モールド品であり、半田付けは
部品のリード線をプリント基板に挿入し、部品が取り付
けられている面とは異なる面を溶融半田槽に浸漬して行
われていた。したがって、取付られた部品が200℃以
上の温度にさらされることはなかった。
【0003】ところで、近年電子装置の小型化に伴い表
面実装が盛んに行われている。この表面実装における半
田付けはリード線を有しないチップ部品をプリント基板
に仮実装し、このプリント基板全体をリフロー炉で加熱
することによって行う。したがって、プリント基板に取
り付けられるチップ部品は半田付け時にリフロー炉にお
いて250℃前後の温度にさらされる。
面実装が盛んに行われている。この表面実装における半
田付けはリード線を有しないチップ部品をプリント基板
に仮実装し、このプリント基板全体をリフロー炉で加熱
することによって行う。したがって、プリント基板に取
り付けられるチップ部品は半田付け時にリフロー炉にお
いて250℃前後の温度にさらされる。
【0004】従来圧電素子に用いられている材料とし
て、PbTiO3-PbZrO3の二成分系磁器組成物に
Cr2O3,MnO2,Fe2O3あるいはBi2O3等を添
加して三成分系とすることにより圧電特性を改善した圧
電磁器組成物、PbTiO3−PbZrO3の二成分系磁
器組成物にPb(Co1/3Nb2/3 )O3,Pb(Mg
1/3Nb2/3)O3,Pb(Mn1/3Nb2/3)O3,Pb
(Ni1/3Nb2/3)O3等を添加して三成分系とするこ
とにより圧電特性を改善した圧電磁器組成物あるいは特
公昭45−10311号公報に記載されたPbTiO3
−PbZrO3−Pb(Yb1/2Nb1/2)O3三成分系磁
器組成物がある。
て、PbTiO3-PbZrO3の二成分系磁器組成物に
Cr2O3,MnO2,Fe2O3あるいはBi2O3等を添
加して三成分系とすることにより圧電特性を改善した圧
電磁器組成物、PbTiO3−PbZrO3の二成分系磁
器組成物にPb(Co1/3Nb2/3 )O3,Pb(Mg
1/3Nb2/3)O3,Pb(Mn1/3Nb2/3)O3,Pb
(Ni1/3Nb2/3)O3等を添加して三成分系とするこ
とにより圧電特性を改善した圧電磁器組成物あるいは特
公昭45−10311号公報に記載されたPbTiO3
−PbZrO3−Pb(Yb1/2Nb1/2)O3三成分系磁
器組成物がある。
【0005】しかし、リード線を有する従来の圧電素子
は200℃以上の温度にさらされることがないため、こ
れらの圧電素子に用いられている磁器組成物は200℃
以上の温度にさらされることを想定していない。そのた
め、電子装置に実装する際の半田付け時のリフロー炉に
おいて250℃前後の温度にさらされると、機械的品質
係数(Qm),電気機械結合係数(kp)が悪化し、耐熱
性において信頼性の高い圧電素子チップ部品を得ること
はできない。
は200℃以上の温度にさらされることがないため、こ
れらの圧電素子に用いられている磁器組成物は200℃
以上の温度にさらされることを想定していない。そのた
め、電子装置に実装する際の半田付け時のリフロー炉に
おいて250℃前後の温度にさらされると、機械的品質
係数(Qm),電気機械結合係数(kp)が悪化し、耐熱
性において信頼性の高い圧電素子チップ部品を得ること
はできない。
【0006】また、従来の圧電磁器材料は、キュリー点
が300℃以上である材料であっても200℃の温度に
さらすと脱分極を起こし、電気機械結合係数などの圧電
特性が劣化する問題があり、従来の圧電材料を用いたセ
ラミック発振子等は経時変化によって共振周波数が初期
の周波数から大きく変動するという問題がある。
が300℃以上である材料であっても200℃の温度に
さらすと脱分極を起こし、電気機械結合係数などの圧電
特性が劣化する問題があり、従来の圧電材料を用いたセ
ラミック発振子等は経時変化によって共振周波数が初期
の周波数から大きく変動するという問題がある。
【0007】 本発明者等はこれらの問題を解決した圧
電磁器組成物、すなわち、200℃以上の温度にさらさ
れても特性が悪化することなく、経時変化の小さい圧電
磁器組成物として特願平5−124206号において
「一般式:Pbα[(Mg1/3Nb2/3)a(Yb1/2Nb
1/2)bTiCZrd]O 3(但し、a+b+c+d=1)
で示され、0.95≦α≦1.05,0.01≦a≦0.1
5,0.01≦b≦0.10,0.30≦c≦0.60,
0.25≦d≦0.68である組成物を基本成分とし、副
成分としてCr,Mn,Co,Niから選ばれた少なく
とも1種が、Cr2O3,MnO2,CoO,NiOに換
算して0.01〜3.0%添加された圧電磁器組成物」で
あることを構成とする発明を提供した。
電磁器組成物、すなわち、200℃以上の温度にさらさ
れても特性が悪化することなく、経時変化の小さい圧電
磁器組成物として特願平5−124206号において
「一般式:Pbα[(Mg1/3Nb2/3)a(Yb1/2Nb
1/2)bTiCZrd]O 3(但し、a+b+c+d=1)
で示され、0.95≦α≦1.05,0.01≦a≦0.1
5,0.01≦b≦0.10,0.30≦c≦0.60,
0.25≦d≦0.68である組成物を基本成分とし、副
成分としてCr,Mn,Co,Niから選ばれた少なく
とも1種が、Cr2O3,MnO2,CoO,NiOに換
算して0.01〜3.0%添加された圧電磁器組成物」で
あることを構成とする発明を提供した。
【0008】
【発明の概要】本件出願においては、上記先願発明をさ
らに改良することにより、耐熱性における信頼性が高く
経時変化によって共振周波数が初期の周波数から大きく
変動することがないとともに、脱分極の問題を有しない
圧電磁器材料を提供することを目的とする。
らに改良することにより、耐熱性における信頼性が高く
経時変化によって共振周波数が初期の周波数から大きく
変動することがないとともに、脱分極の問題を有しない
圧電磁器材料を提供することを目的とする。
【0009】一般に、圧電磁器組成物を作成するにあた
り、用いる元素の安定な原子価状態が複数存在する場
合、即ち、複数の酸化状態の酸化物を構成することが可
能な場合、に用いる元素の安定な原子価に合わせた調合
が可能となることは一般に広く知られている。例えば、
第3成分にMn、Nbを用いた3成分系圧電材料におい
ては、Mnの原子価を2価としたPbTiO3−PbZ
rO3−Pb(Mn1/3Nb2/3)O3系、及びMnの原子
価を3価としたPbTiO3−PbZrO3−Pb(Mn
1/2Nb1/2)O3系の両方が実用に供されている。
り、用いる元素の安定な原子価状態が複数存在する場
合、即ち、複数の酸化状態の酸化物を構成することが可
能な場合、に用いる元素の安定な原子価に合わせた調合
が可能となることは一般に広く知られている。例えば、
第3成分にMn、Nbを用いた3成分系圧電材料におい
ては、Mnの原子価を2価としたPbTiO3−PbZ
rO3−Pb(Mn1/3Nb2/3)O3系、及びMnの原子
価を3価としたPbTiO3−PbZrO3−Pb(Mn
1/2Nb1/2)O3系の両方が実用に供されている。
【0010】本発明等はさらに研究を進めた結果、先願
発明に用いたYbは2価または3価の安定な原子価を取
り得る元素であるが、2価として取扱った場合に本発明
の目的とする効果が得られたことを見いだした。
発明に用いたYbは2価または3価の安定な原子価を取
り得る元素であるが、2価として取扱った場合に本発明
の目的とする効果が得られたことを見いだした。
【0011】そこで本件出願においては、「一般式:a
Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−b(Yb1/3Nb2/3)O3
−cPbTiO3−dPbZrO3(但し、a+b+c+
d=1である)で示され、0.01≦a≦0.15,0.
01≦b≦0.15,0.30≦c≦0.60,0.25≦
d≦0.68であることを特徴とする圧電磁器組成物」
であることを構成とする第1発明及び「一般式:aPb
(Mg1/3Nb2/3)O3−b(Yb1/3Nb2/3)O3−c
PbTiO3−dPbZrO3(但し、a+b+c+d=
1である)で示され、0.01≦a≦0.15,0.01
≦b≦0.15,0.30≦c≦0.60,0.25≦d≦
0.68である組成物を基本成分とし、副成分としてC
r,Mnから選ばれた少なくとも1種が、それぞれCr
2O3,MnO2に換算して0.02〜1.8重量%添加さ
れたことを特徴とする圧電磁器組成物」であることを構
成とする第2発明を提供する。
Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−b(Yb1/3Nb2/3)O3
−cPbTiO3−dPbZrO3(但し、a+b+c+
d=1である)で示され、0.01≦a≦0.15,0.
01≦b≦0.15,0.30≦c≦0.60,0.25≦
d≦0.68であることを特徴とする圧電磁器組成物」
であることを構成とする第1発明及び「一般式:aPb
(Mg1/3Nb2/3)O3−b(Yb1/3Nb2/3)O3−c
PbTiO3−dPbZrO3(但し、a+b+c+d=
1である)で示され、0.01≦a≦0.15,0.01
≦b≦0.15,0.30≦c≦0.60,0.25≦d≦
0.68である組成物を基本成分とし、副成分としてC
r,Mnから選ばれた少なくとも1種が、それぞれCr
2O3,MnO2に換算して0.02〜1.8重量%添加さ
れたことを特徴とする圧電磁器組成物」であることを構
成とする第2発明を提供する。
【0012】上記発明に係る圧電磁器組成物を使用した
圧電磁器素子によれば、基本成分により高い電気機械結
合係数が得られるとともに耐熱性が改善され、副成分に
より耐熱性と経時変化性を向上させたまま圧電特性を低
下させることなく任意の機械的品質係数を得ることがで
きる。
圧電磁器素子によれば、基本成分により高い電気機械結
合係数が得られるとともに耐熱性が改善され、副成分に
より耐熱性と経時変化性を向上させたまま圧電特性を低
下させることなく任意の機械的品質係数を得ることがで
きる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図及び表を用いて説
明する。 [第1実施例]図1に示すように、本発明に係る圧電磁
器組成物は以下に記した工程により製造される。
明する。 [第1実施例]図1に示すように、本発明に係る圧電磁
器組成物は以下に記した工程により製造される。
【0014】 (1) 出発原料としてPbO,MgC
O3,Yb2O3,Nb2O5,TiO2,ZrO2を用い、
これらを表1に示す組成になるように秤量する。なお、
この表においてaはMgCO 3 とNb 2 O 5 を1:1のモ
ル比で混合したもの、bはYb 2 O 3 とNb 2 O 5 を1:1
のモル比で混合したものを秤量する。 また、本発明の実
施例において使用した原料粉末は、酸化物又は炭酸塩で
あるが、酸化物の代わりに炭酸塩、有機酸塩、水酸化
物、炭酸塩の代わりに酸化物、有機酸塩、水酸化物を用
いても同様の効果が得られる。
O3,Yb2O3,Nb2O5,TiO2,ZrO2を用い、
これらを表1に示す組成になるように秤量する。なお、
この表においてaはMgCO 3 とNb 2 O 5 を1:1のモ
ル比で混合したもの、bはYb 2 O 3 とNb 2 O 5 を1:1
のモル比で混合したものを秤量する。 また、本発明の実
施例において使用した原料粉末は、酸化物又は炭酸塩で
あるが、酸化物の代わりに炭酸塩、有機酸塩、水酸化
物、炭酸塩の代わりに酸化物、有機酸塩、水酸化物を用
いても同様の効果が得られる。
【0015】
【表1】
【0016】(2) これらを原料をボールミルで湿式
混合する。 (3) 湿式混合したものを乾燥する。 (4) 乾燥されたものを750℃〜950℃で仮焼成
する。 (5) 仮焼成されたものをボールミルで湿式粉砕す
る。 (6) 得られた粉末に有機バインダを適量加えて造粒
する。 (7) 造粒されたものを4ton/cm2の圧力で加圧成形
する。 (8) 成形体を1100℃〜1260℃で焼成する。 (9) 直径15mm、厚さ1mmの円形の焼結体として、
得られた焼結体の両表面に、銀電極を形成・焼付する。 (10) 50℃〜120℃のシリコーン油中で直流電
界2〜3MV/mを1時間印加して分極処理を行う。
混合する。 (3) 湿式混合したものを乾燥する。 (4) 乾燥されたものを750℃〜950℃で仮焼成
する。 (5) 仮焼成されたものをボールミルで湿式粉砕す
る。 (6) 得られた粉末に有機バインダを適量加えて造粒
する。 (7) 造粒されたものを4ton/cm2の圧力で加圧成形
する。 (8) 成形体を1100℃〜1260℃で焼成する。 (9) 直径15mm、厚さ1mmの円形の焼結体として、
得られた焼結体の両表面に、銀電極を形成・焼付する。 (10) 50℃〜120℃のシリコーン油中で直流電
界2〜3MV/mを1時間印加して分極処理を行う。
【0017】このようにして得られた各圧電磁器円板に
ついて、密度(ρ),電気機械結合係数(kp),誘電
率(ε),機械的品質係数(Qm)及びkp変化率を測定
した結果を表2に示す。なお、表1及び表2において試
料番号に「*」が付されているものは本発明の範囲外の
ものであることを表している。
ついて、密度(ρ),電気機械結合係数(kp),誘電
率(ε),機械的品質係数(Qm)及びkp変化率を測定
した結果を表2に示す。なお、表1及び表2において試
料番号に「*」が付されているものは本発明の範囲外の
ものであることを表している。
【0018】
【表2】
【0019】圧電特性は、インピーダンスアナライザー
を用いて、共振、***振周波数を測定して計算により求
めた。またkp変化率は耐熱性の評価方法であり、25
0℃の半田槽に、円板素子を1分間浸漬させ、その前後
のkpの変化を測定した値で、次式で示される。 kp変化率(%)=[(kp−kpi)/kpi]×100 但し、kpiは半田槽浸漬前の電気機械結合係数の値、k
pは半田槽浸漬1時間後の電気機械結合係数の値であ
る。
を用いて、共振、***振周波数を測定して計算により求
めた。またkp変化率は耐熱性の評価方法であり、25
0℃の半田槽に、円板素子を1分間浸漬させ、その前後
のkpの変化を測定した値で、次式で示される。 kp変化率(%)=[(kp−kpi)/kpi]×100 但し、kpiは半田槽浸漬前の電気機械結合係数の値、k
pは半田槽浸漬1時間後の電気機械結合係数の値であ
る。
【0020】これらの測定結果の評価は電気機械結合係
数及び電気機械結合係数変化率について行い、電気機械
結合係数(kp)については60%以上、電気機械結合
係数(kp)変化率については−3%以上のものを良好
と判定し、その他のものを不良と判定した。
数及び電気機械結合係数変化率について行い、電気機械
結合係数(kp)については60%以上、電気機械結合
係数(kp)変化率については−3%以上のものを良好
と判定し、その他のものを不良と判定した。
【0021】その結果、電気機械結合係数については試
料2,5,9,10,12,15を不良と判定し、電気
機械結合係数変化率については試料2,5,6,9,1
0,12,15を不良と判定した。そして、総合して試
料1,3,4,7,8,11,13,14を良好と判定
した。
料2,5,9,10,12,15を不良と判定し、電気
機械結合係数変化率については試料2,5,6,9,1
0,12,15を不良と判定した。そして、総合して試
料1,3,4,7,8,11,13,14を良好と判定
した。
【0022】この判定結果に基づいて試料の組成範囲を
整理すると、 aに関してはa<0.01,0.15<a bに関してはb<0.01,0.15<b cに関してはc<0.30,0.60<c dに関してはd<0.25,0.68<d の組成範囲のものは不良であり、したがって aに関しては0.01≦a≦0.15 bに関しては0.01≦b≦0.15 cに関しては0.30≦c≦0.60 dに関しては0.25≦d≦0.68 の組成範囲のものは良好である。
整理すると、 aに関してはa<0.01,0.15<a bに関してはb<0.01,0.15<b cに関してはc<0.30,0.60<c dに関してはd<0.25,0.68<d の組成範囲のものは不良であり、したがって aに関しては0.01≦a≦0.15 bに関しては0.01≦b≦0.15 cに関しては0.30≦c≦0.60 dに関しては0.25≦d≦0.68 の組成範囲のものは良好である。
【0023】すなわち、 1.a<0.01の場合素子の焼結性が悪くなり所望の
高い電気機械結合係数が得られず耐熱性も悪化し、0.
15<aとなると耐熱性が悪化する。 2.bがb<0.01では耐熱性が悪化し、0.15<b
となると焼結性が悪くなり所望の高い電気機械結合係数
が得られず耐熱性も悪化する。 3.cがc<0.30,0.60<cでは所望の高い電気
機械結合係数が得られず耐熱性が悪化する。 4.d<0.25の組成物では、所望の高い電気機械結
合係数が得られず、更に、dが0.68を越えるとaま
たはbが0.01以下もしくは、cが0.30以下となり
耐熱性改善の効果が得られない。
高い電気機械結合係数が得られず耐熱性も悪化し、0.
15<aとなると耐熱性が悪化する。 2.bがb<0.01では耐熱性が悪化し、0.15<b
となると焼結性が悪くなり所望の高い電気機械結合係数
が得られず耐熱性も悪化する。 3.cがc<0.30,0.60<cでは所望の高い電気
機械結合係数が得られず耐熱性が悪化する。 4.d<0.25の組成物では、所望の高い電気機械結
合係数が得られず、更に、dが0.68を越えるとaま
たはbが0.01以下もしくは、cが0.30以下となり
耐熱性改善の効果が得られない。
【0024】表2から明らかなように、250℃の半田
熱による電気機械結合係数の変化率が従来の圧電磁器組
成物では−20%前後であったが、PbTiO3−Pb
ZrO3に第3成分として(Mg1/3Nb2/3)O3を、第
4成分として(Yb1/3Nb12/3)O3を同時に固溶させ
た本発明に係る圧電磁器組成物では−3%以下と大幅に
改善される。
熱による電気機械結合係数の変化率が従来の圧電磁器組
成物では−20%前後であったが、PbTiO3−Pb
ZrO3に第3成分として(Mg1/3Nb2/3)O3を、第
4成分として(Yb1/3Nb12/3)O3を同時に固溶させ
た本発明に係る圧電磁器組成物では−3%以下と大幅に
改善される。
【0025】発明の実施例である試料No.2と、比較例
として本発明の実施例と同様な方法で作製したPb
[(Mg1/3Nb2/3)0.1Ti0.45Zr0.45]O3の経過
時間と共振周波数の変化率の関係を図2に示す。なお、
共振周波数の変化率は、次式で示されている。 共振周波数変化率(%)=[(fr−fri)/fri]×
100 但し、friは初期(分極1時間後)における共振周波
数、frは分極のある時間における共振周波数である。
この図から明らかなように従来の圧電磁器組成物に比
べ、本発明の圧電磁器組成物は共振周波数の変化率が
0.1%/Time decade以下と極めて小さな値にすること
ができる。しかも、組成比を選ぶことにより電気機械結
合係数(kp)が60%以上の高い値を有すものの中か
ら圧電特性を低下させることなく誘電率も1000以上
の優れた圧電磁器材料を得ることができる。
として本発明の実施例と同様な方法で作製したPb
[(Mg1/3Nb2/3)0.1Ti0.45Zr0.45]O3の経過
時間と共振周波数の変化率の関係を図2に示す。なお、
共振周波数の変化率は、次式で示されている。 共振周波数変化率(%)=[(fr−fri)/fri]×
100 但し、friは初期(分極1時間後)における共振周波
数、frは分極のある時間における共振周波数である。
この図から明らかなように従来の圧電磁器組成物に比
べ、本発明の圧電磁器組成物は共振周波数の変化率が
0.1%/Time decade以下と極めて小さな値にすること
ができる。しかも、組成比を選ぶことにより電気機械結
合係数(kp)が60%以上の高い値を有すものの中か
ら圧電特性を低下させることなく誘電率も1000以上
の優れた圧電磁器材料を得ることができる。
【0026】[実施例2]次に、Cr2O3及びMnO2
を副成分として含有する実施例を説明する。第2実施例
の圧電磁器組成物は実施例1において用いる出発原料と
してCr2O3及びMnCO3を加えて表3に示す組成に
なるように秤量する以外は図1に記載した実施例1の工
程により製造されるので、繰り返しての説明は省略す
る。
を副成分として含有する実施例を説明する。第2実施例
の圧電磁器組成物は実施例1において用いる出発原料と
してCr2O3及びMnCO3を加えて表3に示す組成に
なるように秤量する以外は図1に記載した実施例1の工
程により製造されるので、繰り返しての説明は省略す
る。
【0027】
【表3】
【0028】このようにして得られた各圧電磁器円板に
ついて、密度(ρ),電気機械結合係数(kp),誘電
率(ε),機械的品質係数(Qm)及びkp変化率を実施
例1の表2と同様に測定した結果を表4に示す。なお、
表3及び表4において試料番号に「*」が付されている
ものは本発明の範囲外のものであることを表している。
ついて、密度(ρ),電気機械結合係数(kp),誘電
率(ε),機械的品質係数(Qm)及びkp変化率を実施
例1の表2と同様に測定した結果を表4に示す。なお、
表3及び表4において試料番号に「*」が付されている
ものは本発明の範囲外のものであることを表している。
【0029】
【表4】
【0030】これらの測定結果の評価は実施例1の場合
と同様に、電気機械結合係数及び電気機械結合係数変化
率について行い、電気機械結合係数(kp)については
60%以上、電気機械結合係数(kp)変化率について
は−3%以上のものを良好と判定し、その他のものを不
良と判定した。
と同様に、電気機械結合係数及び電気機械結合係数変化
率について行い、電気機械結合係数(kp)については
60%以上、電気機械結合係数(kp)変化率について
は−3%以上のものを良好と判定し、その他のものを不
良と判定した。
【0031】その結果、電気機械結合係数については試
料20,24,27,31,32,34,37を不良と
判定し、電気機械結合係数変化率については試料16,
20,24,27,28,31,32,34,37を不
良と判定した。そして、総合して試料17,18,1
9,21,22,23,25,26,29,30,3
3,35,36を良好と判定した。
料20,24,27,31,32,34,37を不良と
判定し、電気機械結合係数変化率については試料16,
20,24,27,28,31,32,34,37を不
良と判定した。そして、総合して試料17,18,1
9,21,22,23,25,26,29,30,3
3,35,36を良好と判定した。
【0032】この判定結果に基づいて試料の組成範囲を
整理すると、 aに関してはa<0.01,0.15<a bに関してはb<0.01,0.15<b cに関してはc<0.30,0.60<c dに関してはd<0.25,0.68<d の組成範囲のものは不良と判定され、したがって aに関しては0.01≦a≦0.15 bに関しては0.01≦b≦0.15 cに関しては0.30≦c≦0.60 dに関しては0.25≦d≦0.68 の組成範囲のものは良好と判定される。
整理すると、 aに関してはa<0.01,0.15<a bに関してはb<0.01,0.15<b cに関してはc<0.30,0.60<c dに関してはd<0.25,0.68<d の組成範囲のものは不良と判定され、したがって aに関しては0.01≦a≦0.15 bに関しては0.01≦b≦0.15 cに関しては0.30≦c≦0.60 dに関しては0.25≦d≦0.68 の組成範囲のものは良好と判定される。
【0033】すなわち、 1.a<0.01の場合素子の焼結性が悪くなり所望の
高い電気機械結合係数が得られず耐熱性も悪化し、0.
15<aとなると耐熱性が悪化する。 2.bがb<0.01では耐熱性が悪化し、0.15<b
となると焼結性が悪くなり所望の高い電気機械結合係数
が得られず耐熱性も悪化する。 3.cがc<0.30,0.60<cでは所望の高い電気
機械結合係数が得られず耐熱性が悪化する。 4.d<0.25の組成物では、所望の高い電気機械結
合係数が得られず、更に、dが0.68を越えるとaま
たはbが0.01以下もしくは、cが0.30以下となり
耐熱性改善の効果が得られない。 5.副成分としてCr,Mnから選ばれた少なくとも1
種を、それぞれに換算して0.02〜1.8重量%含有さ
せると、圧電特性を低下させずに耐熱性と経時変化を向
上させたまま機械的品質係数(Qm)を改善することが
できる。そして、副成分であるCr2O3及びMnO2の
含有量は、0.02重量%未満であるとQmを改善するこ
とができず、1.8重量%を越えると耐熱性が低下す
る。
高い電気機械結合係数が得られず耐熱性も悪化し、0.
15<aとなると耐熱性が悪化する。 2.bがb<0.01では耐熱性が悪化し、0.15<b
となると焼結性が悪くなり所望の高い電気機械結合係数
が得られず耐熱性も悪化する。 3.cがc<0.30,0.60<cでは所望の高い電気
機械結合係数が得られず耐熱性が悪化する。 4.d<0.25の組成物では、所望の高い電気機械結
合係数が得られず、更に、dが0.68を越えるとaま
たはbが0.01以下もしくは、cが0.30以下となり
耐熱性改善の効果が得られない。 5.副成分としてCr,Mnから選ばれた少なくとも1
種を、それぞれに換算して0.02〜1.8重量%含有さ
せると、圧電特性を低下させずに耐熱性と経時変化を向
上させたまま機械的品質係数(Qm)を改善することが
できる。そして、副成分であるCr2O3及びMnO2の
含有量は、0.02重量%未満であるとQmを改善するこ
とができず、1.8重量%を越えると耐熱性が低下す
る。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る圧電磁器組成物を用いることにより、電気機械結
合係数(kp)が高く、耐熱性が高く、しかも、経時変
化の極めて小さい圧電磁器素子を得ることができる。し
かも、組成比を選ぶことにより電気機械結合係数(k
p)が60%以上の高い値を有すものの中から圧電特性
を低下させることなく機械的品質係数が500以上の優
れた圧電磁器材料を得ることができる。従って、表面実
装の際に250℃前後の温度にさらされても圧電特性の
劣化することが少ないチップ部品を作製することができ
る。
に係る圧電磁器組成物を用いることにより、電気機械結
合係数(kp)が高く、耐熱性が高く、しかも、経時変
化の極めて小さい圧電磁器素子を得ることができる。し
かも、組成比を選ぶことにより電気機械結合係数(k
p)が60%以上の高い値を有すものの中から圧電特性
を低下させることなく機械的品質係数が500以上の優
れた圧電磁器材料を得ることができる。従って、表面実
装の際に250℃前後の温度にさらされても圧電特性の
劣化することが少ないチップ部品を作製することができ
る。
【図1】本発明の圧電磁器組成物を用いた圧電素子の製
造工程図。
造工程図。
【図2】本発明の圧電磁器組成物と従来例の共振周波数
の経時変化率を示すグラフ。
の経時変化率を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−187777(JP,A) 特開 平7−82021(JP,A) 特開 平7−30169(JP,A) 特開 平6−333427(JP,A) 特開 平5−17218(JP,A) 特開 平5−17219(JP,A) 特開 平5−17220(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/49 CA(STN) REGISTRY(STN)
Claims (2)
- 【請求項1】 一般式:aPb(Mg1/3Nb2/3)O3
−b(Yb1/3Nb2/3)O3−cPbTiO3−dPbZ
rO3(但し、a+b+c+d=1である)で示され、 0.01≦a≦0.15 0.01≦b≦0.15 0.30≦c≦0.60 0.25≦d≦0.68 であることを特徴とする圧電磁器組成物。 - 【請求項2】 一般式:aPb(Mg1/3Nb2/3)O3
−b(Yb1/3Nb2/3)O3−cPbTiO3−dPbZ
rO3(但し、a+b+c+d=1である)で示され、 0.01≦a≦0.15 0.01≦b≦0.15 0.30≦c≦0.60 0.25≦d≦0.68 である組成物を基本成分とし、副成分としてCr,Mn
から選ばれた少なくとも1種が、それぞれCr2O3,M
nO2に換算して0.02〜1.8重量%添加されたこと
を特徴とする圧電磁器組成物。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33164393A JP3342556B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 圧電磁器組成物 |
DE69405701T DE69405701T2 (de) | 1993-12-27 | 1994-11-29 | Piezoelektrische keramische Zusammensetzung |
EP94118769A EP0663700B1 (en) | 1993-12-27 | 1994-11-29 | Piezoelectric ceramic composition |
US08/347,811 US5527481A (en) | 1993-12-27 | 1994-11-30 | Piezoelectric ceramic composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33164393A JP3342556B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 圧電磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07187778A JPH07187778A (ja) | 1995-07-25 |
JP3342556B2 true JP3342556B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=18245960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33164393A Expired - Fee Related JP3342556B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 圧電磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3342556B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3581577B2 (ja) | 1998-08-19 | 2004-10-27 | Tdk株式会社 | 圧電磁器組成物 |
JP3991564B2 (ja) * | 2000-08-25 | 2007-10-17 | 株式会社村田製作所 | 圧電磁器組成物及び圧電素子 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33164393A patent/JP3342556B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07187778A (ja) | 1995-07-25 |
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Legal Events
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