JP4535721B2 - 圧電磁器および積層型圧電素子並びに噴射装置 - Google Patents
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Description
PbA−aM1aM2bM3c(Zr1−XTiX)1−b−cO3+α
と表したとき、少なくとも前記A、a、b、c、Xが、
0.98≦A≦1.01
0.01≦a≦0.1
0.005≦b≦0.025
0.005≦c≦0.015
0.45≦X≦0.55
M1は、Ca、Sr、Ba、Nd、Liのうち少なくとも1種、
M2はYb、M3はWであることを特徴とする。
PbA−aM1aM2 b M3c(Zr1−XTiX)1−b−cO3+α
PbA−aM1aがAサイト、M2bM3c(Zr1−XTiX)1−b−c がBサイト、
と表したとき、少なくとも前記A、a、b、c、Xが、
0.98≦A≦1.01、特に、0.992≦A≦1.007、
0.01≦a≦0.1、特に、0.03≦a≦0.08、
0.005≦b≦0.025、特に、0.008≦b≦0.02、
0.005≦c≦0.015、特に、0.006≦c≦0.009、
0.45≦X≦0.55、特に、0.47≦X≦0.53、
酸素過剰量αは−0.03〜0.02、特に、−0.02〜0.01、さらには、−0.01〜0.005、
M1は、Ca、Sr、Ba、Nd、Liのうち少なくとも1種、
M2はYb、M3はWであることを特徴とする。
ここで、A、Bサイトにて置換されるM1は、圧電磁器の平均価数の調整およびキュリー温度並びに実効的な圧電歪定数を高めるという点で下記の元素を選択することがより好ましい。それらの元素は、M1が、Ca、Sr及びBaのうち少なくとも1種、特に、SrとBaとを合せて用いることが好ましくい。なお、これらSrとBaとの比率は、Sr:Ba=1.5〜2.5:2.5〜3.5が好ましい。また、本発明のペロブスカイト型複合酸化物の組成パラメータであるA、a、b、c、X、αについても上記の範囲に特定することにより、さらに、圧電磁器の平均価数の調整およびキュリー温度並びに実効的な圧電歪定数を高め、かつ高温耐久性を向上できる。
(2)該混合物を900℃以下で仮焼する工程と、
(3)該仮焼物に対し、少なくとも有機バインダを加えて成形体を形成後焼成する工程と、を具備することを特徴とする。
3c(Zr1−XTiX)1−b−cO3+αとし、M1にBaCO3、SrCO3を3:2の比率とし、a=0.05とした。M2、M3にはYb 2 O 3 およびWO 3 を用いた。なお、本実施例では、Aサイトの平均価数は2とし、A/B比は1とした。次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、750℃で3時間仮焼した後に解砕し、上記本発明の仮焼物の平均粒径および比表面積の範囲に調整した。本発明の圧電磁器および積層型圧電素子を作製するのに用いる仮焼粉末を得た。まず、圧電磁器のみの密度を評価するために直径10mm厚み1mmの成形体を作製し1000℃で焼成した。
2・・・内部電極
31・・・収納容器
33・・・噴射孔
35・・・バルブ
43・・・圧電アクチュエータ
Claims (14)
- AサイトにPbおよびM1(M1は、Ca、Sr、Ba、Nd、Liのうち少なくとも1種)を、BサイトにZr、Ti、YbおよびWを少なくとも含むペロブスカイト型複合酸化物からなる圧電磁器であって、前記Bサイトの平均価数が4.002〜4.009であることを特徴とする圧電磁器。
- ペロブスカイト型複合酸化物が、
PbA−aM1aM2bM3c(Zr1−XTiX)1−b−cO3+αと表したとき、少
なくとも前記A、a、b、c、Xが、
0.98≦A≦1.01
0.01≦a≦0.1
0.005≦b≦0.025
0.005≦c≦0.015
0.45≦X≦0.55
M1は、Ca、Sr、Ba、Nd、Liのうち少なくとも1種、
M2はYb、M3はWであることを特徴とする請求項1に記載の圧電磁器。 - 前記ペロブスカイト型複合酸化物の平均結晶粒径が1〜6μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の圧電磁器。
- Aサイト/Bサイト比が0.98〜1.02であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか記載の圧電磁器。
- 前記PbA−aM1aM2bM3c(Zr1−XTiX)1−b−cO3+αで示される
酸素過剰量αが−0.03〜0.02であることを特徴とする請求項2乃至4のうちいずれかに記載の圧電磁器。 - 圧電体と内部電極とを交互に積層してなる積層型圧電素子において、前記圧電体を請求項1乃至5のうちいずれか記載の圧電磁器により構成したことを特徴とする積層型圧電素子。
- 内部電極中の全金属に対するAg含有量が90質量%以上であることを特徴とする請求項6に記載の積層型圧電素子。
- 前記内部部電極がPtを0.1質量%以上含有することを特徴とする請求項6または7に記載の積層型圧電素子。
- 前記内部電極中の金属組成物がVIII族金属、Ib族金属のいずれか、あるいは、前記VIII族金属および前記Ib族金属を主成分とすることを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の積層型圧電素子。
- 前記内部電極中の前記VIII族金属の含有量をM1(重量%)、前記Ib族金属の含有量をM2(重量%)としたとき、0<M1≦15、85≦M2<100、M1+M2=100を満足することを特徴とする請求項9記載の積層型圧電素子。
- 前記VIII族金属がNi、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Osのうち少なくとも1種以上であり、前記Ib族金属がCu、Ag、Auのうち少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項9または10のいずれかに記載の積層型圧電素子。
- 前記VIII族金属がPt、Pdのうち少なくとも1種以上であり、前記Ib族金属がAg、Auのうち少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項9乃至10のいずれかに記載の積層型圧電素子。
- 前記Ib族金属がCuであることを特徴とする請求項9乃至11のいずれかに記載の積層型圧電素子。
- 噴射孔を有する収納容器と、該収納容器内に収容された請求項6乃至13のうちいずれか記載の積層型圧電素子と、該積層型圧電素子の駆動により前記噴射孔から液体を噴出させるバルブとを具備してなることを特徴とする噴射装置。
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