[发明专利]压电材料、压电元件和电子装置

说明书

本发明提供压电材料、压电元件和电子装置。本发明提供了一种在宽的操作温度范围中具有高压电常数和高机械品质因数的无铅压电材料。该压电材料包括由通式(1)表达的钙钛矿型金属氧化物作为主要成分：(Ba_1‑xCa_x)_a(Ti_1‑yZr_y)O₃(1.00≤a≤1.01、0.125≤x0.155以及0.041≤y≤0.074)。金属氧化物含有的Mn的含量为相对100重量份金属氧化物换算成金属计为0.12重量份以上、0.40重量份以下。

本申请是申请号为“201380020215.3”、申请日为2013年03月07 日、发明名称为“压电材料、压电元件和电子装置”的中国专利申请的 分案申请。

技术领域

本发明涉及压电材料，尤其是涉及无铅压电材料。本发明还涉及 压电元件和包括压电材料的多层压电元件、多层压电元件的制造方法、 液体排出头、液体排出装置、超声波马达、光学装置、振动装置、除 尘装置、图像拾取装置以及电子装置。

背景技术

一般地，压电材料是ABO₃钙钛矿型金属氧化物，如锆钛酸铅(下 文中被称为“PZT”)。然而，由于PZT包含作为A位元素的铅，其对 环境的影响具有争议。因此，存在对无铅钙钛矿型金属氧化物的压电 元件的需要。

已知钛酸钡是无铅钙钛矿型金属氧化物的压电材料。此外，为了 改进压电材料的特性，已经开发了基础组成为钛酸钡的材料。专利文 献1和非专利文献1公开了具有改进的压电特性的材料，其用Ca代 替一部分钛酸钡的A位以及用Zr代替一部分B位。然而，这些材料 具有低的居里温度，例如80℃以下，因此在高温环境下例如在夏天的 车内导致退极化，从而减小了压电特性。此外，由于其机械品质因数 低，因此在向其施加交流电压时容易出现退极化。

专利文献2和非专利文献2公开的材料中用Ca代替一部分钛酸 钡的A位，并添加Mn、Fe或Cu。与钛酸钡相比，尽管这些材料具 有优异的机械品质因数，但是遗憾地是它们的压电特性低。

引用列表

专利文献

专利文献1日本专利特开第2009-215111号公报

专利文献2日本专利特开第2010-120835号公报

非专利文献

非专利文献1应用物理杂志，2011年，第109卷，从054110-1 到054110-6

非专利文献2日本应用物理杂志，2010年，第49卷，从 09MD03-1到09MD03-4

发明内容

技术问题

本发明提供了一种在宽的操作温度范围中具有高压电常数和高机 械品质因数的无铅压电材料。

解决问题的方案

根据本发明的压电材料包括由通式(1)表达的钙钛矿型金属氧化 物作为主要成分：

(Ba_1-xCa_x)_a(Ti_1-yZr_y)O₃(1.00≤a≤1.01、0.125≤x0.155以及 0.041≤y≤0.074)，其中，金属氧化物含有的Mn的含量为相对100重 量份金属氧化物换算成金属计为0.12重量份以上、0.40重量份以下。

发明的有益效果

本发明能够提供一种在宽的操作温度范围中具有高压电常数和高 机械品质因数的无铅压电材料。

通过下面参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将 变得明显。