[发明专利]压电材料、压电元件和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及压电材料，更具体地，涉及无铅压电材料和该无铅压电材料的制造方法。本发明还涉及各自包括该压电材料的压电元件、多层压电元件、排液头、排液装置、超声波马达、光学装置、振动装置、除尘器件、摄像装置和电子设备。

背景技术

通常，压电材料为ABO₃钙钛矿型金属氧化物，例如锆酸钛酸铅(以下称为“PZT”)。但是，PZT含有铅作为A位点元素，并且其对环境的影响视为问题。因此，需要无铅钙钛矿型金属氧化物的压电材料。

一种已知的无铅钙钛矿型金属氧化物的压电材料是钛酸钡。为了改善钛酸钡的特性，正在开发基于钛酸钡的材料。

PTL 1公开了含有钛酸钡的压电材料，其中钛酸钡的A位点部分地被Ca置换。PTL 2公开了含有压电材料以及Mn、Fe或Cu的材料，其中钛酸钡的A位点部分地被Ca置换。这些材料具有比钛酸钡高的机械品质因数，但不利地具有差的压电性。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本专利No.4039029

PTL 2：日本专利公开No.2010-120835

发明内容

技术问题

本发明解决这些问题并且提供无铅压电材料，其在宽的运转温度范围内具有高且稳定的压电常数和高的机械品质因数。

本发明还提供各自包括该压电材料的压电元件、多层压电元件、排液头、排液装置、超声波马达、光学装置、振动装置、除尘器件、摄像装置和电子设备。

根据本发明的一个方面的压电材料含有具有下述通式(1)的钙钛矿型金属氧化物、第一辅助成分Mn和第二辅助成分Mg，

其中基于金属、每摩尔该钙钛矿型金属氧化物，Mn的量b(摩尔)在0.0048≤b≤0.0400的范围内，并且基于金属、每100重量份的该钙钛矿型金属氧化物，Mg含量为0.100重量份以下(不包括0重量份)。

(Ba_1-xCa_x)_a(Ti_1-y-zSn_yZr_z)O₃    (1)

(其中x在0.050≤x≤0.200的范围内，y在0.010≤y≤0.040的范围内，并且z在0≤z≤0.040的范围内，条件是x≥0.375(y+z)+0.050，并且a在0.9925+b≤a≤1.0025+b的范围内，条件是b在0.0048≤b≤0.0400的范围内)

根据本发明的一个方面的压电元件包括第一电极、压电材料和第二电极，其中该压电材料是上述的压电材料。

根据本发明的一个方面的多层压电元件包括彼此在其上交替地层叠的压电材料层和电极层。该电极层包括内部电极。该压电材料层由上述的压电材料形成。

根据本发明的一个方面的排液头包括液室和与该液室连通的排出口。该液室具有包括上述的压电元件或多层压电元件的振动单元。

根据本发明的一个方面的排液装置包括记录介质传送单元和上述的排液头。

根据本发明的实施方案的超声波马达包括振动部件和与该振动部件接触的移动体。该振动部件包括根据本发明的实施方案的压电元件或多层压电元件。

根据本发明的一个方面的光学装置包括驱动单元，该驱动单元包括上述的超声波马达。

根据本发明的一个方面的振动装置包括振动部件，该振动部件包括上述的压电元件或多层压电元件。

根据本发明的一个方面的除尘器件包括振动单元，该振动单元包括在隔膜上设置的上述的振动装置。

根据本发明的一个方面的摄像装置包括上述的除尘器件和摄像元件单元，其中将该除尘器件的隔膜和该摄像元件单元的受光表面设置在同一轴上，并且该除尘器件面对该摄像元件单元的受光表面。

根据本发明的一个方面的电子设备包括压电声部件，该压电声部件包括上述的压电元件或多层压电元件。

附图说明

图1是根据本发明的实施方案的压电元件的示意图。

图2A是根据本发明的实施方案的多层压电元件的横截面示意图。图2B是根据本发明的另一实施方案的多层压电元件的横截面示意图。

图3A是根据本发明的实施方案的排液头的示意图。图3B是图3A中所示的排液头的透视示意图。

图4是根据本发明的实施方案的排液装置的示意图。

图5是根据本发明的实施方案的排液装置的示意图。