[发明专利]无铅压电陶瓷组合物、使用其的压电元件、装置、及无铅压电陶瓷组合物的制造方法

权利要求书

1.一种无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，其包含主相和副相，

所述主相由具有压电特性且包含碱类铌酸盐/钽酸盐钙钛矿氧化物的第一结晶相形成，

所述副相包含第二结晶相，所述第二结晶相包含M-Ti-O系尖晶石化合物，其中，元素M为1～4价的元素，

所述M-Ti-O系尖晶石化合物包含2种以上的金属元素作为所述元素M，

所述无铅压电陶瓷组合物中的所述第二结晶相的含有比率为1.0体积％以上且2.0体积％以下。

2.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，

所述元素M包含Li、Mg、Al、Sc、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Y、Zr中的2种以上的金属元素。

3.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，

所述M-Ti-O系尖晶石化合物由组成式MxTiOy表示，其中，系数x、y为将Ti含量设为1时的相对值，所述系数x满足0.5≤x≤5.0。

4.根据权利要求3所述的无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，

所述系数y满足2≤y≤8。

5.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，

所述副相填充所述主相之间形成的空孔。

6.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，

所述副相除了包含所述第二结晶相以外，还包含第三结晶相，所述第三结晶相包含A₃B₅O₁₅系化合物，其中，元素A为1～2价的金属，元素B为2～5价的金属。

7.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，

将所述副相整体设为100％时的所述第二结晶相的体积比率为50％以上。

8.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，

形成所述第一结晶相的碱类铌酸盐/钽酸盐钙钛矿氧化物包含碱土金属。

9.根据权利要求8所述的无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，

形成所述第一结晶相的碱类铌酸盐/钽酸盐钙钛矿氧化物由组成式(K_aNa_bLi_cC_d)_e(D_fE_g)O_h表示，其中，元素C为Ca、Sr、Ba中的一种以上，元素D为Nb、Ta、Ti、Zr、Hf、Sn、Sb、Si中的至少包含Nb或Ta的一种以上，元素E为Mg、Al、Sc、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Y中的一种以上，a+b+c+d＝1，e为任意值，f+g＝1，h为构成钙钛矿的任意值。

10.根据权利要求9所述的无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，

所述系数e满足0.88≤e≤1.07。

11.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷组合物，其特征在于，

所述碱类铌酸盐/钽酸盐钙钛矿氧化物为碱类铌酸盐钙钛矿氧化物。

12.一种压电元件，其特征在于，其具备：

由权利要求1～11中的任一项所述的无铅压电陶瓷组合物形成的压电陶瓷；和

安装在所述压电陶瓷上的电极。

13.一种装置，其特征在于，其具备权利要求12所述的压电元件。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置为爆震传感器、超声波振子、切削工具、超声波传感器和促动器中的任意者。

15.一种权利要求1～11中的任一项所述的无铅压电陶瓷组合物的制造方法，其特征在于，该方法具备如下工序：

将所述第一结晶相的原料混合、预煅烧而制作第一粉末的工序；

将所述第二结晶相的原料混合、预煅烧而制作第二粉末的工序；和

通过将所述第一粉末和第二粉末混合、成型、煅烧来制成所述无铅压电陶瓷组合物的工序，

所述煅烧是将成型体封入密闭容器内并进行煅烧的密闭煅烧。