[发明专利]压电材料、压电元件和电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及压电材料。具体地，本发明涉及不含铅的压电材料。而且本发明还涉及使用上述压电材料的压电元件、层叠压电元件、层叠压电元件的制造方法、排液头、排液装置、超声波马达、光学装置、振动装置、除尘装置、摄像装置和电子装置。

背景技术

含有铅的锆酸钛酸铅是典型的压电材料，并且已用于各种压电器件，例如，致动器、振荡器、传感器和滤波器。但是，废弃的压电材料中的铅成分可能洗脱到土壤中并且可能对生态系统具有有害的影响。因此，为了制备不含铅的压电器件，已深入地进行了不含铅的压电材料的研究和开发。

目前广泛研究的典型的不含铅的压电材料是含有铌酸钾的压电材料。但是，合成含有钾的压电材料时，原料(例如，碳酸钾)粉末的吸湿性高，以致难以以预定的摩尔比精确地称量原料粉末。含有铌酸钾(KNbO₃)的压电材料具有潮解性，并且含有铌酸钾的压电陶瓷的压电性可能随时间经过而降低。此外，存在如下问题：由含有铌酸钾的压电材料无法容易地得到具有高的相对密度的陶瓷。

NPL 1公开了由(1-x)(0.1BaTiO₃-0.9NaNbO₃)-xLiNbO₃(其中0≤x≤0.125)表示的材料。通过将0.1BaTiO₃-0.9NaNbO₃制成与LiNbO₃的固溶体而使居里温度增加。x＝0.01和0.02时居里温度分别为526K(253℃)和531K(258℃)。但是，存在如下问题：LiNbO₃的量为1％以上的情况下，无法得到高密度样品。还存在如下问题：如果LiNbO₃的量增加，自发极化的大小和压电常数d₃₁的大小都减小。

NPL 2公开了以至多0.3摩尔％将CuO添加到0.9NaNbO₃-0.1BaTiO₃中时，烧结体的相对密度增加，孔隙减少，压电常数(d₃₃)、机电耦合系数(k_p)和机械品质因数(Qm)增加，并且介电损耗正切(tanδ)减小。但是，存在如下问题：如果CuO的添加量为0.4摩尔％以上，由于产生杂质相，因此烧结体的相对密度、d₃₃、k_p和Qm减小。

引用列表

非专利文献

NPL 1：F.Benabdallah等，“Solid State Sciences”，第14卷，第1333-1337页(2012)

NPL 2：K.Zhu等，“Journal of the Chinese Ceramic Society”，第38卷，第1031-1035页(2010)

发明内容

技术问题

根据现有技术中的技术，NaNbO₃、BaTiO₃和LiNbO₃的固溶体具有如下问题：容易产生杂质相，密度低，并且压电常数和机械品质因数低。

本发明提供压电材料，其不含铅和钾，具有高密度、高居里温度和高机械品质因数，并且显示良好的压电性。而且，本发明提供使用上述压电材料的压电元件、层叠压电元件、层叠压电元件的制造方法、排液头、排液装置、超声波马达、光学装置、振动装置、除尘装置、摄像装置和电子装置。

问题的解决方案

根据本发明方面的压电材料含有0.04摩尔％-2.00摩尔％的Cu，相对于1摩尔的由下述通式(1)表示的金属氧化物。

通式(1)((Na_1-zLi_z)_xBa_1-y)(Nb_yTi_1-y)O₃(式中，0.70≤x≤0.99，0.75≤y≤0.99，和0＜z＜0.15)

根据本发明方面的压电元件包括第一电极、压电材料和第二电极，其中上述的压电材料是根据本发明方面的压电材料。

由以下参照附图对例示实施方案的说明，本发明的进一步特征将变得清楚。

本发明的有利效果

根据本发明的方面，提供压电材料，其不含铅和钾，具有高相对密度、高居里温度和高机械品质因数，并且显示良好的压电性。根据本发明方面的压电材料不使用铅，因此对环境的负荷小。而且，不使用钾，因此显示优异的烧结性和耐湿性。

附图说明