[发明专利]压电组合物和压电元件

说明书

本发明提供一种d₃₃大的压电组合物。压电组合物(2)具有多个晶粒(4)，压电组合物(2)含有铋、铁、钡、钛和氧，晶粒(4)包含核(6)和包覆核(6)的壳(8)，核(6)中的铋的含量的平均值表示为C_CORE质量％，壳(8)中的铋的含量的平均值表示为C_SHELL质量％，C_CORE小于C_SHELL，压电组合物(2)中所含的全部颗粒的数量表示为N个，包含核(6)和壳(8)的晶粒(4)的数量表示为n个，n/N为0.10～1.00。

技术领域

本发明涉及一种压电组合物和压电元件。

背景技术

作为一般的压电组合物，已知有钙钛矿型的金属氧化物。钙钛矿型的金属氧化物的组成以ABO₃表示。钙钛矿型的压电组合物例如为锆钛酸铅(Pb(Zr,Ti)O₃)。锆钛酸铅(PZT)的居里温度(Tc)高，PZT的压电常数(d₃₃)大。但是，PZT由于含有铅作为A位点的元素，因此对环境或人体有害。考虑对环境或人体的影响，寻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为下述非专利文献1所述的铁酸铋(BiFeO₃)。铁酸铋(BFO)的Tc高，BFO呈大的自发极化。但是，BFO单体的各向异性高，漏电电流大，因此，无法得到充分的压电性能(例如，压电常数d₃₃)。

为此，寻求Tc高、d₃₃大的压电组合物。下述非专利文献2中，公开了由钛酸钡和铁酸铋构成的二元系化合物。在日本特开2013-191751号公报中，公开了由钛酸钡、铁酸铋和钛镁酸铋构成的三元系化合物。另外，在日本特开2013-95627号公报中，公开了由通过磁场使结晶方位进行取向得到的陶瓷颗粒的集合体制作压电性得到了改善的压电体的方法。

专利文献

专利文献1：日本特开2013-191751号公报

专利文献2：日本特开2013-95627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。通过日本特开2013-95627号公报所述的方法制得的铁酸铋系的压电组合物尚未实现。

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大的压电组合物以及使用了该压电组合物的压电元件。