[发明专利]压电陶瓷及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有钨青铜结构的多晶的压电陶瓷及其制造方法。

背景技术

压电陶瓷被作为压电元件使用。压电元件，应用能够将机械能转换为电能的压电效应，作为传感器元件、发电元件等使用。另外，压电元件，应用能够将电能转换为机械能的逆压电效应，作为振子、发声体、传动装置、超声波电动机等使用。并且，压电元件，组合压电效应和逆压电效应，作为电路元件、振动控制元件等使用。

Pb（Zr，Ti）O₃-PbTiO₃的组成式所示的PZT材料、（Pb，La）（Zr，Ti）O₃-PbTiO₃的组成式所示的PLZT材料作为高性能的压电陶瓷被广为人知。但是，这些压电陶瓷聚均含有对人体有害的Pb。

作为在不含Pb的非铅类压电陶瓷中具有比较良好的性能的压电陶瓷，已知具有钨青铜结构的压电陶瓷（参照引用文献1～6）。在专利文献1～5中，对非铅类压电陶瓷的组成进行了研究，在专利文献6中对非铅类压电陶瓷的结晶取向性进行了研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-240759号公报

专利文献2：日本特开平11-278932号公报

专利文献3：日本特开2000-169229号公报

专利文献4：日本特开平10-297969号公报

专利文献5：日本特开2012-036036号公报

专利文献6：日本特开2010-087380号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上所述，压电元件的用途遍及多个领域。随此，压电元件在各种环境中使用。因此，要求压电陶瓷具有在比包括室温的更宽的温度范围内稳定的特性。

另外，期望压电元件的能够使用的振动速度的范围宽，使得能够应对各种驱动。特别是，在近年来，在超声波电动机、压电转换器等的用途中，寻求能够高功率驱动的压电元件。因此，期望压电元件能够以更高振动速度使用。

因此，本发明的目的在于提供一种温度特性优异且能够高功率驱动的压电陶瓷及其制造方法。即，能够提供一种能够稳定且高效地驱动的压电陶瓷及其制造方法。

用于解决课题的方法

为了达到上述目的，本发明的一个方式中的压电陶瓷，以100［（Sr_2－xCa_x）_1＋y/4Na_1－yNb_5－2/5zMn_zO₁₅］＋αSiO₂（式中，0≤x＜0.3，0.1＜y＜0.6，0＜z＜0.1，1＜α＜8）的组成式表示，并含有钨青铜结构的多晶，该多晶的c轴的取向度以Lotgering因子计为60%以上。

另外，本发明的一个方式中的压电陶瓷，以100［（Sr_2－xCa_x）_1＋y/4Na_1－yNb_5－2/5zMn_zO₁₅］＋αSiO₂（式中，0≤x＜0.3，0.1＜y＜0.6，0＜z＜0.1，1＜α＜8）的组成式表示，并含有钨青铜结构的多晶，该多晶的铁弹性相变温度为50℃以上。

另外，本发明的一个方式中的压电陶瓷的制造方法，制作在含有（Sr_2－xCa_x）_1＋y/4Na_1－yNb_5－2/5zMn_zO₁₅（式中，0≤x＜0.3，0.1＜y＜0.6，0＜z＜0.1）的组成式所示的钨青铜结构的结晶的粉末中以相对于该粉末100摩尔为α摩尔（1＜α＜8）的比例混合SiO₂粉末而成的混合粉末。

上述混合粉末通过施加磁场而形成对上述结晶赋予了取向性的成型体。

上述成型体通过被烧结而形成上述结晶中的c轴的取向度以Lotgering因子计为60%以上的烧结体。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的压电陶瓷的显微组织的SEM图像（a）和本发明的比较例的压电陶瓷的显微组织的SEM图像（b）。

图2是表示图1（a）所示的压电陶瓷的制造工艺的简略构成的流程图。