[发明专利]陶瓷烧结体及压电元件

说明书

技术领域

本发明涉及具有钙钛矿型结构的陶瓷烧结体及采用该陶瓷烧结体的压 电元件。

背景技术

以往，作为非铅系压电陶瓷的钛酸钡陶瓷可通过将氧化钛(TiO₂)与 碳酸钡(BaCO₃)粉碎混合，在1300～1400℃下烧成4小时来得到，但是 对于如此得到钛酸钡陶瓷，由于失去压电性的居里温度比较低，此外，压 电常数d33也低于200pm/V，因此缺乏实用性。

近年来，对于铌酸盐系(KNbO₃-NaNbO₃-LiNbO₃系)陶瓷，研究了具 有比较高的压电特性的组成和制备方法(非专利文献1)，可得到居里温度 大约为250℃、压电常数d33为400pm/V左右、性能接近实用的铌酸盐系 陶瓷。

此外，例如，还有通过在1050～1200℃的范围内对水热合成的纳米尺 寸的原料钛酸钡(BaTiO₃)粉末进行烧结，使压电常数d33接近400pm/V 的例子(专利文献1)。

另外，还有通过进行两段烧成得到提高了性能的钛酸钡陶瓷的实验例 (非专利文献2)。

但是，非专利文献1中所示的技术，制造工序复杂，虽能进行实验室制 造，但不适合工业化制造。此外，用专利文献1中公开的方法制造的钛酸钡 陶瓷，虽然压电常数d33显示出比较高的值，但其原因是电容率高带来的， 而且机电耦合系数k不太高，实用范围受到限制。

专利文献1：日本特开2007-277031号公报

非专利文献1：Y.Saito，H.Takao，T.Tani，T.Nonoyama，K.Takatori，T. Homma，T.Nagaya，and M.Nakamura，″Lead-free piezoceramics″，Nature，432， Nov.4，84-87(2004)

非专利文献2：Tomoaki Karaki，Kang Yan，Toshiyuki Miyamoto，and Masatoshi Adachi，″Lead-Free Piezoelectric Ceramics with Large Dielectric and Piezoelectric Constants Manufactured from BaTiO₃ Nano-Powder″，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.46，No.4，2007，pp L97-L98

发明内容

本发明鉴于上述实情而完成的，其目的在于：提供一种可平衡性良好 地提高电容率和机电耦合系数，且显示出比较高的压电常数的陶瓷烧结体、 和采用该陶瓷烧结体的压电元件。

本发明的一方式是具有钙钛矿型结构的陶瓷烧结体，且实施了极化后 的通过X射线衍射而得到的(002)/(200)比在1.0以上。

可采用所得到的陶瓷烧结体作为适合用于各种驱动器(actuator)、各种 压电振动器、各种传感器类压电元件。

根据本发明，能够得到可平衡性良好地提高电容率和机电耦合系数、 且显示出比较高的压电系数的陶瓷烧结体。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式中的陶瓷烧结体的烧结条件的例子的说 明图。

图2是表示得到对于本发明的实施方式中的陶瓷烧结体的X射线衍射图 像的方法例的说明图。

图3是表示对于本发明的实施方式中的陶瓷烧结体的X射线衍射的结果 例的说明图。

图4是表示本发明的实施例中的陶瓷烧结体的压电特性值相对于极化 处理后的(002)/(200)强度比的变化例的说明图。

图5是表示本发明的实施例中的陶瓷烧结体的压电特性值相对于极化 处理后的(002)半峰宽的变化例的说明图。

图6是表示本发明的实施例中的陶瓷烧结体的压电特性值相对于平均 粒径的变化例的说明图。

图7是表示本发明的实施例中的陶瓷烧结体的压电特性值相对于烧结 体的相对密度的变化例的说明图。

图8是表示本发明的另一实施例中的陶瓷烧结体的压电特性值相对于 极化处理后的(002)/(200)强度比的变化例的说明图。