JPH10316467A - 圧電磁器組成物とその製造方法 - Google Patents
圧電磁器組成物とその製造方法Info
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- JPH10316467A JPH10316467A JP9125335A JP12533597A JPH10316467A JP H10316467 A JPH10316467 A JP H10316467A JP 9125335 A JP9125335 A JP 9125335A JP 12533597 A JP12533597 A JP 12533597A JP H10316467 A JPH10316467 A JP H10316467A
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- Japan
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- piezoelectric ceramic
- ceramic composition
- composition
- ingredient
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温焼成が可能な圧電磁器組成物を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎｂ
2/3）BＴｉCＺｒDＯ3（ただし、０．０１≦Ａ≦０．５
５，０．０１≦Ｂ≦０．２５，０≦Ｃ≦０．８０，０≦
Ｄ≦０．８８、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）を主成分とし、副
成分としてこの主成分に対してＡｇＯを０．０２〜２．
５重量％含有したことを特徴とする。
ことを目的とする。 【解決手段】 Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎｂ
2/3）BＴｉCＺｒDＯ3（ただし、０．０１≦Ａ≦０．５
５，０．０１≦Ｂ≦０．２５，０≦Ｃ≦０．８０，０≦
Ｄ≦０．８８、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）を主成分とし、副
成分としてこの主成分に対してＡｇＯを０．０２〜２．
５重量％含有したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温焼成が可能な
圧電磁器組成物とその製造方法に関するものである。
圧電磁器組成物とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電磁器組成物としてＰｂ（Ｚｎ1/3Ｎ
ｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ3（特公昭５
２−１７２３９号公報、特公昭５１−７３１８号公報に
記載）が知られている。この組成物は圧電性が優れてい
るとともに結晶粒径が小さいこと、機械的強度が大きい
ことなどの特徴を有する圧電材料で、圧電トランスなど
ハイパワー振動子に対応できる優れた圧電磁器材料であ
る。また、これらの組成物は成分の組成比を選ぶことに
より、用途に応じた種々の特性の圧電磁器を得ることが
できる。これらの圧電磁器組成物は圧電ブザー、圧電点
火栓、セラミックフィルタ、高周波発振子、超音波振動
子等に用いられている。
ｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ3（特公昭５
２−１７２３９号公報、特公昭５１−７３１８号公報に
記載）が知られている。この組成物は圧電性が優れてい
るとともに結晶粒径が小さいこと、機械的強度が大きい
ことなどの特徴を有する圧電材料で、圧電トランスなど
ハイパワー振動子に対応できる優れた圧電磁器材料であ
る。また、これらの組成物は成分の組成比を選ぶことに
より、用途に応じた種々の特性の圧電磁器を得ることが
できる。これらの圧電磁器組成物は圧電ブザー、圧電点
火栓、セラミックフィルタ、高周波発振子、超音波振動
子等に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この圧
電磁器組成物は、焼成時にＰｂ2ＳｎＯ4相を生成し、こ
れが焼結を阻害するために焼結温度が１２００〜１３０
０℃と高くなる。その結果焼成時に酸化鉛の飛散が著し
く、組成の変動やばらつきを生じるという問題点を有し
ていた。
電磁器組成物は、焼成時にＰｂ2ＳｎＯ4相を生成し、こ
れが焼結を阻害するために焼結温度が１２００〜１３０
０℃と高くなる。その結果焼成時に酸化鉛の飛散が著し
く、組成の変動やばらつきを生じるという問題点を有し
ていた。
【０００４】そこで、本発明は酸化鉛の飛散による組成
ずれや組成のばらつきを抑制するために低温焼成が可能
な圧電磁器組成物を提供することを目的とするものであ
る。
ずれや組成のばらつきを抑制するために低温焼成が可能
な圧電磁器組成物を提供することを目的とするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の圧電磁器組成物は、Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）
A（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ3（ただし、０．０
１≦Ａ≦０．５５，０．０１≦Ｂ≦０．２５，０≦Ｃ≦
０．８０，０≦Ｄ≦０．８８、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）を
主成分とし、副成分としてこの主成分に対してＡｇＯを
０．０２〜２．５重量％含有したことを特徴とするもの
であり、焼成時に生成するＰｂ2ＳｎＯ4相とＡｇ成分と
の反応が焼結速度を大幅に促進することにより、１１０
０℃以下での低温焼結を可能にするものである。
に本発明の圧電磁器組成物は、Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）
A（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ3（ただし、０．０
１≦Ａ≦０．５５，０．０１≦Ｂ≦０．２５，０≦Ｃ≦
０．８０，０≦Ｄ≦０．８８、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）を
主成分とし、副成分としてこの主成分に対してＡｇＯを
０．０２〜２．５重量％含有したことを特徴とするもの
であり、焼成時に生成するＰｂ2ＳｎＯ4相とＡｇ成分と
の反応が焼結速度を大幅に促進することにより、１１０
０℃以下での低温焼結を可能にするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）BＴｉCＺ
ｒDＯ3（ただし、０．０１≦Ａ≦０．５５，０．０１≦
Ｂ≦０．２５，０≦Ｃ≦０．８０，０≦Ｄ≦０．８８、
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）を主成分とし、副成分としてこの
主成分に対してＡｇＯを０．０２〜２．５重量％含有し
たことを特徴とする圧電磁器組成物であり、焼成温度を
著しく低下させることができ、これにより焼成中の酸化
鉛の飛散が少なくなり、組成変動やばらつきを少なくで
きるものである。
Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）BＴｉCＺ
ｒDＯ3（ただし、０．０１≦Ａ≦０．５５，０．０１≦
Ｂ≦０．２５，０≦Ｃ≦０．８０，０≦Ｄ≦０．８８、
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）を主成分とし、副成分としてこの
主成分に対してＡｇＯを０．０２〜２．５重量％含有し
たことを特徴とする圧電磁器組成物であり、焼成温度を
著しく低下させることができ、これにより焼成中の酸化
鉛の飛散が少なくなり、組成変動やばらつきを少なくで
きるものである。
【０００７】請求項２に記載の発明は、副成分として、
さらにＭｎＯ2を主成分に対して０．０５〜５重量％含
有したことを特徴とする請求項１に記載の圧電磁器組成
物であり、誘電率、結合係数、特に機械的Ｑが大幅に向
上したものである。
さらにＭｎＯ2を主成分に対して０．０５〜５重量％含
有したことを特徴とする請求項１に記載の圧電磁器組成
物であり、誘電率、結合係数、特に機械的Ｑが大幅に向
上したものである。
【０００８】請求項３に記載の発明は、副成分として、
さらにＣｒ2Ｏ3を主成分に対して０．０５〜５重量％含
有したことを特徴とする請求項１に記載の圧電磁器組成
物であり、誘電率、結合係数、特に機械的Ｑが大幅に向
上したものである。
さらにＣｒ2Ｏ3を主成分に対して０．０５〜５重量％含
有したことを特徴とする請求項１に記載の圧電磁器組成
物であり、誘電率、結合係数、特に機械的Ｑが大幅に向
上したものである。
【０００９】請求項４に記載の発明は、主成分Ｐｂ（Ｚ
ｎ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ
3（ただし、０．０１≦Ａ≦０．５５，０．０１≦Ｂ≦
０．２５，０≦Ｃ≦０．８０，０≦Ｄ≦０．８８、Ａ＋
Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）に、副成分として前記主成分に対して
Ａｇ粉末を０．０２〜２．５重量％添加して成形体を形
成する第１の工程と、次に前記成形体を焼成する第２の
工程とを備えた圧電磁器組成物の製造方法であり、１１
００℃以下での低温焼成が可能となるものである。
ｎ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ
3（ただし、０．０１≦Ａ≦０．５５，０．０１≦Ｂ≦
０．２５，０≦Ｃ≦０．８０，０≦Ｄ≦０．８８、Ａ＋
Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）に、副成分として前記主成分に対して
Ａｇ粉末を０．０２〜２．５重量％添加して成形体を形
成する第１の工程と、次に前記成形体を焼成する第２の
工程とを備えた圧電磁器組成物の製造方法であり、１１
００℃以下での低温焼成が可能となるものである。
【００１０】以下本発明の一実施の形態について図面を
参照しながら説明する。 （実施の形態１）原料としてＰｂＯ，ＺｎＯ，Ｓｎ
Ｏ2，Ｎｂ2Ｏ5，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2を使用し、Ｐｂ（Ｚ
ｎ1/3Ｎｂ2/3）0.09（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）0.09Ｔｉ0.44Ｚ
ｒ0.38Ｏ3なる主成分を得た。次に副成分としてＡｇ，
ＡｇＯ，ＭｎＯ2，Ｃｒ2Ｏ3を使用し、これらを主成分
に対して（表１）に示す組成比となるように秤量した
後、ボールミルで混合したものを９００℃で２時間仮焼
した。
参照しながら説明する。 （実施の形態１）原料としてＰｂＯ，ＺｎＯ，Ｓｎ
Ｏ2，Ｎｂ2Ｏ5，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2を使用し、Ｐｂ（Ｚ
ｎ1/3Ｎｂ2/3）0.09（Ｓｎ1/3Ｎｂ2/3）0.09Ｔｉ0.44Ｚ
ｒ0.38Ｏ3なる主成分を得た。次に副成分としてＡｇ，
ＡｇＯ，ＭｎＯ2，Ｃｒ2Ｏ3を使用し、これらを主成分
に対して（表１）に示す組成比となるように秤量した
後、ボールミルで混合したものを９００℃で２時間仮焼
した。
【００１１】
【表１】
【００１２】その後、媒体撹拌ミルを用いて平均粒径が
０．２μｍになるように微粉砕した。得られた粉体で直
径２０mm、厚み１mm程度の円板状の成形体を作製し、こ
れを（表１）に示す温度で２時間焼成した。焼成後、得
られた磁器を厚さ０．５mm程度に研磨した後、その両面
にＣｒ−Ａｕの蒸着電極を塗布した。その後、この素子
に１５０℃のシリコンオイル中で、両電極間に３ｋＶ／
mmの直流電界を３０分間印加し、分極処理した。この試
料について誘電率、結合係数、機械的Ｑを測定した。な
お、焼成温度は焼結密度が最大になる温度である。測定
結果を（表１）に示す。
０．２μｍになるように微粉砕した。得られた粉体で直
径２０mm、厚み１mm程度の円板状の成形体を作製し、こ
れを（表１）に示す温度で２時間焼成した。焼成後、得
られた磁器を厚さ０．５mm程度に研磨した後、その両面
にＣｒ−Ａｕの蒸着電極を塗布した。その後、この素子
に１５０℃のシリコンオイル中で、両電極間に３ｋＶ／
mmの直流電界を３０分間印加し、分極処理した。この試
料について誘電率、結合係数、機械的Ｑを測定した。な
お、焼成温度は焼結密度が最大になる温度である。測定
結果を（表１）に示す。
【００１３】（表１）から明らかなように、金属Ａｇも
しくはＡｇＯを少量添加した本発明の圧電磁器組成物
は、これらを添加しないものに比べて焼成温度が著しく
低下する。ＡｇおよびＡｇＯの添加量が０．１〜１重量
％の組成では、焼成温度の低下が著しいとともに、誘電
率や結合係数が増加することが認められた。また、主成
分にＭｎＯ2もしくはＣｒ2Ｏ3を添加した圧電磁器組成
物では、ＡｇもしくはＡｇＯ添加による焼成温度の低下
とともに、機械的Ｑが増加する。
しくはＡｇＯを少量添加した本発明の圧電磁器組成物
は、これらを添加しないものに比べて焼成温度が著しく
低下する。ＡｇおよびＡｇＯの添加量が０．１〜１重量
％の組成では、焼成温度の低下が著しいとともに、誘電
率や結合係数が増加することが認められた。また、主成
分にＭｎＯ2もしくはＣｒ2Ｏ3を添加した圧電磁器組成
物では、ＡｇもしくはＡｇＯ添加による焼成温度の低下
とともに、機械的Ｑが増加する。
【００１４】なお、ＡｇもしくはＡｇＯの添加は、仮焼
前後による焼成温度の低下の効果は同様であった。また
ＡｇあるいはＡｇＯの代わりに、炭酸塩、水酸化物、硝
酸塩など加熱によりＡｇ成分が得られるＡｇ化合物を用
いてもよい。さらに本発明の圧電磁器組成物を用いて内
部電極と圧電磁器組成物とを一体焼成する積層部品を作
製する際は、例えば内部電極としてＡｇを用いる場合、
圧電磁器組成物に添加するＡｇ成分としては金属Ａｇ粉
末を用いることにより、内部電極と圧電磁器組成物との
なじみが良くなる。
前後による焼成温度の低下の効果は同様であった。また
ＡｇあるいはＡｇＯの代わりに、炭酸塩、水酸化物、硝
酸塩など加熱によりＡｇ成分が得られるＡｇ化合物を用
いてもよい。さらに本発明の圧電磁器組成物を用いて内
部電極と圧電磁器組成物とを一体焼成する積層部品を作
製する際は、例えば内部電極としてＡｇを用いる場合、
圧電磁器組成物に添加するＡｇ成分としては金属Ａｇ粉
末を用いることにより、内部電極と圧電磁器組成物との
なじみが良くなる。
【００１５】また本発明の主成分に対して、ＮｉＯ，Ｃ
ｏＯ，Ａｌ2Ｏ3等の種々の添加物を含有してもよい。
ｏＯ，Ａｌ2Ｏ3等の種々の添加物を含有してもよい。
【００１６】なお、Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3
Ｎｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ3で示される基本組成におい
て、０．０１≦Ａ≦０．５５，０．０１≦Ｂ≦０．２
５，０≦Ｃ≦０．８０，０≦Ｄ≦０．８８で示される範
囲内の組成物が、比較的大きな圧電性を示し、圧電磁器
材料として好ましい。
Ｎｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ3で示される基本組成におい
て、０．０１≦Ａ≦０．５５，０．０１≦Ｂ≦０．２
５，０≦Ｃ≦０．８０，０≦Ｄ≦０．８８で示される範
囲内の組成物が、比較的大きな圧電性を示し、圧電磁器
材料として好ましい。
【００１７】また、ＭｎＯ2の添加量が５重量％を越え
る範囲の組成物では圧電性の低下が著しくなる。ＭｎＯ
2は炭酸塩、水酸化物、硝酸塩など加熱によりＭｎ成分
が得られるものであればどのようなＭｎ化合物を用いて
も良く、特にＭｎＣＯ3は分散性に優れており、混合が
しやすい。
る範囲の組成物では圧電性の低下が著しくなる。ＭｎＯ
2は炭酸塩、水酸化物、硝酸塩など加熱によりＭｎ成分
が得られるものであればどのようなＭｎ化合物を用いて
も良く、特にＭｎＣＯ3は分散性に優れており、混合が
しやすい。
【００１８】また、Ｃｒ2Ｏ3の添加量が５重量％を越え
る範囲の組成物では圧電性の低下が著しくなる。Ｃｒ2
Ｏ3は炭酸塩、水酸化物、硝酸塩など加熱によりＣｒ成
分が得られるものであればどのようなＣｒ化合物を用い
ても良い。
る範囲の組成物では圧電性の低下が著しくなる。Ｃｒ2
Ｏ3は炭酸塩、水酸化物、硝酸塩など加熱によりＣｒ成
分が得られるものであればどのようなＣｒ化合物を用い
ても良い。
【００１９】ＡｇもしくはＡｇＯの添加量が０．０２重
量％未満の場合、焼成温度の低下が小さく、２．５重量
％を越える場合は誘電率もしくは結合係数が大きく低下
し、すなわち圧電性が著しく低下するため、Ａｇもしく
はＡｇＯの添加量は０．０２重量％以上２．５重量％以
下の範囲が好ましい。
量％未満の場合、焼成温度の低下が小さく、２．５重量
％を越える場合は誘電率もしくは結合係数が大きく低下
し、すなわち圧電性が著しく低下するため、Ａｇもしく
はＡｇＯの添加量は０．０２重量％以上２．５重量％以
下の範囲が好ましい。
【００２０】
【発明の効果】以上本発明によると、焼成時に生成する
Ｐｂ2ＳｎＯ4相とＡｇ成分との反応が焼結速度を大幅に
促進することにより、１１００℃以下での低温焼結を可
能にするものである。
Ｐｂ2ＳｎＯ4相とＡｇ成分との反応が焼結速度を大幅に
促進することにより、１１００℃以下での低温焼結を可
能にするものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日下部 健治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ1/3Ｎｂ
2/3）BＴｉCＺｒDＯ3（ただし、０．０１≦Ａ≦０．５
５，０．０１≦Ｂ≦０．２５，０≦Ｃ≦０．８０，０≦
Ｄ≦０．８８、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）を主成分とし、副
成分としてこの主成分に対してＡｇＯを０．０２〜２．
５重量％含有したことを特徴とする圧電磁器組成物。 - 【請求項２】 副成分として、さらにＭｎＯ2を主成分
に対して０．０５〜５重量％含有したことを特徴とする
請求項１に記載の圧電磁器組成物。 - 【請求項３】 副成分として、さらにＣｒ2Ｏ3を主成分
に対して０．０５〜５重量％含有したことを特徴とする
請求項１に記載の圧電磁器組成物。 - 【請求項４】 主成分Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）A（Ｓｎ
1/3Ｎｂ2/3）BＴｉCＺｒDＯ3（ただし、０．０１≦Ａ≦
０．５５，０．０１≦Ｂ≦０．２５，０≦Ｃ≦０．８
０，０≦Ｄ≦０．８８、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）に、副成
分として前記主成分に対してＡｇ粉末を０．０２〜２．
５重量％添加して成形体を形成する第１の工程と、次に
前記成形体を焼成する第２の工程とを備えた圧電磁器組
成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9125335A JPH10316467A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 圧電磁器組成物とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9125335A JPH10316467A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 圧電磁器組成物とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10316467A true JPH10316467A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=14907573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9125335A Pending JPH10316467A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 圧電磁器組成物とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10316467A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7067965B2 (en) | 2002-09-18 | 2006-06-27 | Tdk Corporation | Piezoelectric porcelain composition, piezoelectric device, and methods of making thereof |
| JP2007223840A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Fujifilm Corp | ジルコンチタン酸鉛系組成物とその製造方法、圧電体、及び圧電素子 |
| JP2007230839A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Tdk Corp | 圧電磁器組成物、積層型圧電素子及びその製造方法 |
| JP2007243154A (ja) * | 2006-12-27 | 2007-09-20 | Tdk Corp | 積層型圧電素子 |
| JP2007258301A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Tdk Corp | 積層型圧電素子及びその製造方法 |
| US7507347B2 (en) | 2006-03-22 | 2009-03-24 | Tdk Corporation | Piezoelectric ceramic composition and laminated piezoelectric element |
| JP2009242200A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tdk Corp | 圧電磁器組成物、並びにこれを用いた圧電磁器及び積層型圧電素子 |
| JP2010511586A (ja) * | 2006-12-07 | 2010-04-15 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ジルコン酸チタン酸鉛混晶ベースの低温で焼結する圧電材料、この製造法ならびにこの材料を包含する圧電素子 |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP9125335A patent/JPH10316467A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7067965B2 (en) | 2002-09-18 | 2006-06-27 | Tdk Corporation | Piezoelectric porcelain composition, piezoelectric device, and methods of making thereof |
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| US7564176B2 (en) | 2006-03-22 | 2009-07-21 | Tdk Corporation | Laminated piezoelectric element and production method of the same |
| DE102007012916B4 (de) * | 2006-03-22 | 2018-06-21 | Tdk Corp. | Laminiertes piezoelektrisches Element und Herstellungsverfahren hierfür |
| JP2010511586A (ja) * | 2006-12-07 | 2010-04-15 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ジルコン酸チタン酸鉛混晶ベースの低温で焼結する圧電材料、この製造法ならびにこの材料を包含する圧電素子 |
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| JP2009242200A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tdk Corp | 圧電磁器組成物、並びにこれを用いた圧電磁器及び積層型圧電素子 |
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