[发明专利]压电体元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电体元件。

背景技术

压电体在被施加应力时产生电极化，在被施加电场时产生变形。这种由应力引起的电极化的产生和由电场引起的变形的产生是基于同一原因的物理现象，把这种现象称为压电效应。在压电体的表面背面两面上设置有电极的压电体元件，通过利用其压电效应，已使石英振子、静电计、传感器、电动机、汽车部件、及其他诸多领域的产品得到实用。并且，作为压电体的代表，可以列举具有钙钛矿型晶体结构的钛锆酸铅(PZT)，也报告了许多以该PZT为基础进行了各种改良的压电体。

例如，在专利文献1中，关于压电体公开了0.98Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃-0.02Sr(K_0.25Nb_0.75)O₃。该压电体的居里温度Tc被记载为347.3℃，利用谐振器测定法测出的压电常数d₃₃被记载为440pm/V。在此，所说居里温度Tc指强电介质向顺电体相(常誘電相)的转移温度，在该温度以上时，自发性极化将消失。因此，如果考虑在高温下维持压电效应，则居里温度Tc越高越好。关于这一点，专利文献1的压电体的居里温度Tc在300℃以上，可以说耐高温性良好。另外，所说的压电常数d₃₃指表示在向压电体施加了电场(V/m)时发生多少位移的指标之一。在将压电体用于致动器时，压电常数d₃₃越大越好。关于这一点，专利文献1的压电体的压电常数d₃₃为440pm/V，比较大，所以在这一点上也比较理想。另外，压电常数d₃₃一般利用谐振器测定法测定，附加在d后面的两位数字中的左侧数字表示电场方向，右侧数字表示位移方向，数字“3”表示极化方向。

专利文献1日本特表2001-515835号公报

本发明者们在探讨研究具有优于专利文献1的压电体的特性的压电体时发现，利用谐振器测定法测出的压电常数d₃₃、与根据实际向压电体施加电场时的位移求出的压电常数d₃₃(以下称为基于实际位移的压电常数d₃₃)不一致，有时即使利用谐振器测定法测出的压电常数d₃₃相同，基于实际位移的压电常数d₃₃也不同。并且发现以往的压电体具有以下倾向，若提高居里温度Tc，则与此相反压电常数d₃₃降低，相反若提高压电常数d₃₃，则与此相反居里温度Tc降低。据此，预测要制造耐高温性优于以往、而且施加电场时的位移也大的压电体是极其困难的事情。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种耐高温性良好而且施加了电场时的实际位移也大的压电体元件。

为了解决上述问题，本发明者们对以钛锆酸铅为基础的压电体进行了刻意研究，结果发现了耐高温性良好而且施加了电场时的实际位移也大的压电体，并完成了本发明。

即，本发明的压电体元件，在对包含Pb成分、Zr成分、Ti成分、Sr成分、Nb成分和Zn成分的混合物进行成形后烧制得到的压电体的表面背面两面的至少一面上设置有电极，所述压电体中的各成分的各自的相对量在利用一般式Pb(Zr_aTi_1-a)O₃+bSrO+cNbO_2.5+dZnO表示时，满足下述条件：

0.51≤a≤0.54

1.1×10^-2≤b≤6.0×10^-2

0.9×10^-2≤c≤4.25×10^-2

0.1×10^-2≤d≤1.25×10^-2

2.9≤c/d≤15.0。