[发明专利]压电组合物以及压电元件

说明书

本发明的目的在于提供一种d₃₃大且比电阻大的压电组合物、以及使用该压电组合物的压电元件。本发明的压电组合物以下述化学式(1)表示。x[Bi_mFeO₃]‑y[Ba_mTiO₃]‑z[Sr_mTiO₃] (1)[式(1)中，0.5≤x≤0.8，0.02≤y≤0.4，0.02≤z≤0.2，x+y+z＝1，0.96≤m≤1.04。]。

技术领域

本发明涉及压电组合物以及压电元件。

背景技术

作为一般的压电组合物众所周知有钙钛矿(perovskite)型的金属氧化物。钙钛矿型的金属氧化物的组成是以ABO₃来表示。钙钛矿型的压电组合物例如为锆钛酸铅[Pb(Zr,Ti)O₃：PZT]。锆钛酸铅(PZT)的居里温度(Tc)高且PZT的压电常数(d₃₃)大。但是，PZT中作为A位的元素含有铅所以对环境或者人体都有害。考虑到对环境或者人体的影响而要求不含铅的压电组合物。

不使用铅的压电组合物的具体例子有下述非专利文献1所记载的铁酸铋(BiFeO₃)。铁酸铋(BFO)的Tc高，BFO呈现大的自发极化。然而，在BFO中，由于各向异性高且漏电流大等因素，所以不能获得充分的压电性能(例如d₃₃)。

因此，要求有一种Tc高且d₃₃大的压电组合物。在下述非专利文献2中公开有由钛酸钡和铁酸铋构成的二元系化合物。在日本专利特开2013-191751号公报中公开有由钛酸钡、铁酸铋、钛镁酸铋等复合氧化物构成的三元系化合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-191751号公报

非专利文献

非专利文献1：Tadej Rojac et al.,“Strong ferroelectric domain-wallpinning in BiFeO₃ceramics”,JOURNAL OF APPLIED PHYSICS,108,074107,2010。

非专利文献2：Zhenyong Cen et al.,“Effect of sintering temperature onmicrostructure and piezoelectric properties of Pb-free BiFeO₃-BaTiO₃ceramicsin the composition range of large BiFeO₃concentrations”,J Electroceram,31,p.15-20,2013。

发明内容

发明所要解决的技术问题

日本特开2013-191751号公报所记载的压电组合物如果施加了充分高的电场的话则会发生大变形。然而，日本特开2013-191751号公报所记载的压电组合物在实施了极化处理之后很难具有充分大的压电常数。另外，在对非专利文献2所记载的压电组合物实施极化处理的情况下，极化处理后的压电组合物的d₃₃为130pC/N的程度，相对较小。

因此，本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种d₃₃大且比电阻(电阻率)大的压电组合物以及使用了该压电组合物的压电元件。

解决技术问题的手段

本发明的一个方面所涉及的压电组合物由下述化学式(1)表示。