[发明专利]压电陶瓷组合物及谐振器

说明书

技术领域

本发明涉及压电陶瓷组合物，特别涉及具有高耐热性且适合谐振器的压电陶瓷组合物。

背景技术

自发现Pb(Zr·Ti)O₃(以下，称为PZT)的准同型相界附近的组成显示优异的压电特性以来，该压电材料因居里温度高，温度变化、经时变化优异，所以被用于各种各样的制品领域。在作为压电材料的用途之一的谐振器时，对于压电材料来说，作为电特性要求Q_max(Q_max＝tanθ_max：θ_max是谐振频率和反谐振频率间的相位角的最大值)大。该谐振器以表面安装型部件的形式被制作。在此种情况下，压电材料被要求具有耐热性。这是因为在将压电材料安装在印刷电路板上时，要通过焊锡回流炉。此处，所谓耐热性高或优异，指的是受到热冲击后的特性的变动小。

专利文献1中公开了谋求了提高耐热性的压电陶瓷组合物。该压电陶瓷组合物的特征在于，具有用Pb_a[(Mn_1/3Nb_2/3)_xTi_yZr_z]O₃表示的主成分(其中，0.97≤a≤1.01、0.04≤x≤0.16、0.48≤y≤0.58、0.32≤z≤0.41)，且含有以各元素的氧化物换算计为0.01～15.0wt％的选自Al、Ga、In、Ta及Sc之中的至少1种元素作为副成分。

专利文献1中公开的压电陶瓷组合物显示出在施加热冲击前后的振荡频率F₀的变化率的绝对值|ΔF₀|为0.07％左右的优异的耐热性。另外，该耐热性|ΔF₀|按以下方式求出。在测定了得到的试样的F₀(试验前)后，用铝箔包裹该试样，在265℃的焊料浴中浸渍10秒钟。然后，从铝箔取出试样，在室温下，在大气中放置24小时。在放置24小时后再次测定F₀(试验后)。基于下述式(1)求出试验前和试验后(经过24小时后)的F₀的变化率，通过其绝对值(|ΔF₀|)来评价耐热性。|ΔF₀|如由式(1)所特别指定的那样，是振荡频率F₀在施加热冲击前后的变化率的绝对值。

式(1)

专利文献1：国际公开第2005/092817号小册子

发明内容

可是，一直在要求进一步提高该耐热性。因此，本发明的目的在于提供一种具有比专利文献1更高的耐热性的压电陶瓷组合物，具体地说是具有上述的|ΔF₀|为0.05％以下的耐热性的压电陶瓷组合物。

本发明人等以专利文献1的主成分用Pb_a[(Mn_1/3Nb_2/3)_xTi_yZr_z]O₃表示的压电陶瓷组合物为对象，对耐热性的提高进行了研究。通过以Mn和Nb都达到化学计量组成的方式调整该主成分，但按规定范围将Mn设定为比化学计量组成(1/3＝0.333)富余(rich)，而按规定范围将Nb设定为比化学计量组成(2/3＝0.667)不足(poor)，从而确认能够进一步提高耐热性。本发明是基于以上的发现而得到的，其是一种压电陶瓷组合物，其特征在于，具有用Pb_a[(Mn_bNb_c)_dTi_eZr_f]O₃表示的主成分，在所述组成式中，a、b、c、d、e及f满足0.98≤a≤1.01、0.340≤b≤0.384、0.616≤c≤0.660、0.08≤d≤0.12、0.500≤e≤0.540、0.37≤f≤0.41、bd+cd+e+f＝1，并且含有以Al₂O₃换算计为1～10wt％的Al作为副成分。

在本发明的压电陶瓷组合物中，优选0.345≤b≤0.375、0.625≤c≤0.655。此外，作为副成分，优选含有以Al₂O₃换算计为2～6wt％的Al，更优选含有以Al₂O₃换算计为2～4wt％的Al。