[发明专利]压电陶瓷组合物有效

专利信息
申请号: 200680052978.6 申请日: 2006-12-05
公开(公告)号: CN101374782A 公开(公告)日: 2009-02-25
发明(设计)人: 片山良子;川田慎一郎;堀川胜弘 申请(专利权)人: 株式会社村田制作所
主分类号: C04B35/00 分类号: C04B35/00;H01L41/187
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 代理人: 李香兰
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 压电 陶瓷 组合
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种适用于压电驱动器、压电发音体及压电传感器等中的 压电陶瓷组合物。

背景技术

作为压电驱动器、压电发音体、压电传感器等压电部件用的陶瓷材料, 一直以来使用的是压电常数大的锆钛酸铅(PZT)类的陶瓷材料。

但是,近年来,顾及到铅对环境造成的影响,正在积极地进行实质上 不含有铅的无铅系的压电陶瓷材料的研究、开发。

此外,这些无铅系的陶瓷材料当中,铌酸化合物,特别是铌酸碱系的 复合氧化物由于居里点高,机电耦合系数也比较大,因此被认为有望用作 压电部件用陶瓷材料。

该种铌酸碱金属系的压电陶瓷组合物当中,例如在专利文献1中,提 出有如下的压电陶瓷组合物,即,将以通式{Lix(K1-yNay)1-x}(Nb1-z-wTazSbw)O3(其中,x、z、w分别为0≤x≤0.2、0≤y≤1、0<z≤0.4、0<w ≤0.2。)表示的化合物作为主成分,相对于前述主成分1摩尔添加0.0005~ 0.15摩尔选自Ag、Al、Au、B、Ba、Bi、Ca、Ce、Co、Cs、Cu、Dy、 Er、Eu、Fe、Ga、Gd、Ge、Hf、Ho、In、Ir、La、Lu、Mg、Mn、Nd、 Ni、Pd、Pr、Pt、Rb、Re、Ru、Sc、Si、Sm、Sn、Sr、Tb、Ti、Tm、V、 Y、Yb、Zn、Zr中的任意一种以上的金属元素,并且将开口气孔率设为 0.4vol%以下。

铌酸碱金属系的压电陶瓷组合物通常具有难烧结性,烧成后的表观密 度也低,容易在表面或内部产生空孔。

所以,专利文献1中,相对于以上述通式表示的主成分1摩尔添加 0.0005~0.15摩尔规定的金属元素,使这些所添加的金属元素作为烧结助 剂发挥作用,促进致密化,由此来消除难烧结性,得到表观密度高、空孔 少的压电陶瓷组合物。

另外,专利文献2中,提出有如下的压电陶瓷组合物,即,将与专利 文献1相同的以通式{Lix(K1-yNay)1-x}(Nb1-z-wTazSbw)O3(其中,x、 z、w分别为0≤x≤0.2、0≤y≤1、0<z≤0.4、0<w≤0.2。)表示的化合物 作为主成分,相对于前述主成分1摩尔添加了0.0001~0.10摩尔选自Mg、 Ca、Sr、Ba中的任意一种的金属元素。

铌酸碱金属系的压电陶瓷组合物与PZT系压电陶瓷组合物相比,在压 电常数等压电特性方面较差。

所以,专利文献2中,相对于以上述通式表示的主成分1摩尔添加 0.0001~0.10摩尔规定的金属元素,由此来实现压电常数或机械的强度等 各种特性的提高。

专利文献1:日本特开2004-244300号公报

专利文献2:日本特开2004-244301号公报

专利文献1中,由于如上所述地提高烧结性,因此可以认为压电特性 也会提高,然而即便如此,也仍然处于很难得到所需的高压电常数的状况。 另外,虽然相对于主成分1摩尔添加0.0005~0.15摩尔规定的金属元素来 提高烧结性,然而烧成温度范围非常窄,由此就必须极为严格地控制烧成 温度,从而有在批量生产率方面较差的问题。

专利文献2中,虽然实现了压电常数的提高,但是与专利文献1相同, 仍然无法获得足够高的所需的压电常数,另外,机械的强度虽然良好,但 是因绝缘性的降低而产生极化不良,由此就有导致成品率的降低的问题。

发明内容

本发明是鉴于此种情况而完成的,其目的在于,提供一种压电陶瓷组 合物,其可以消除难烧结性而得到适于压电陶瓷电子部件的足够的压电特 性,并且能够以适于批量生产的程度来确保足够的烧成温度范围,而且可 以抑制极化不良的产生而有助于成品率的提高。

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