公开了压电材料、压电元件、压电元件制造方法和电子设备。本发明专利技术能够提供在室温范围内具有高压电常数的无铅压电材料。为此，本发明专利技术是一种压电材料，包括包含由以下通式(1)表示的钙钛矿型金属氧化物的主成分、含Mn的第一辅助成分和含三价Bi的第二辅助成分，Baa(Ti1-xZrx)O3(1)其中0.02≤x≤0.13并且0.986≤a≤1.02，其中，所含Mn的量是相对于1摩尔的金属氧化物的0.0020摩尔以上且0.0150摩尔以下，并且所含Bi的量是相对于1摩尔的金属氧化物的0.00042摩尔以上且0.00850摩尔以下。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及压电材料，并且更具体而言设及不含铅的无铅压电材料。本专利技术还设 及使用压电材料的压电元件、多层压电元件、液体排出头、液体排出装置、超声波马达、光学 设备、振荡设备、除尘设备、成像装置和电子设备，W及用于制造压电元件的方法。
技术介绍
[000引一般而言，压电材料是ab03类型的巧铁矿型金属氧化物，诸如错铁酸铅（下文中 称为"PZT")。但是，PZT含作为A-位元素的铅，并且因此PZT对环境的影响被认为是个问 题。因此，对利用不含铅的巧铁矿型金属氧化物的压电材料存在需求。 作为利用不含铅的巧铁矿型金属氧化物的压电材料，铁酸领是已知的。另外，为了 改进压电材料的特性，开发出了基于铁酸领的组成的材料。 日本专利申请特许公开No. 11-060334讨论通过用Zr代替铁酸领的B位的一部分 W便把相变溫度Tt。升高至室溫范围并且由于相变而利用介电常数中的局部最大值而使其 压电特性（压电常数）得W改进的材料。 但是，为了驱动高功率致动器，如果室溫被设置在25°C并且室溫范围被设置为例 如20°C至30°C，则日本专利申请特许公开No. 11-060334中所讨论的压电材料的压电特性 在室溫范围内是不足的。一般而言，压电特性（压电常数）在相变溫度附近增大。在日本 专利申请特许公开No. 11-060334中所讨论的压电材料的情况下，即使所含Zr的量被调整 至把压电材料的相变溫度移至室溫附近，压电特性也仍然不足。
技术实现思路
本专利技术的各方面致力于当相变溫度Tt。在室溫范围内时具有更卓越压电特性的无 铅压电材料。 根据本专利技术的一方面，压电材料包括包含由W下通式（1)表示的巧铁矿型金属氧 化物的主成分， Baa灯iixZrx)〇3(l)其中0. 02《x《0. 13并且0. 986《曰《1.02，含1〇的第一辅助 成分和含S价Bi的第二辅助成分，其中所含Mn的量相对于1摩尔的金属氧化物是0. 0020 摩尔W上且0. 0150摩尔W下，并且所含Bi的量相对于1摩尔的金属氧化物是0. 00042摩 尔W上且0. 00850摩尔W下。 在W上压电材料中，正方晶-斜方晶相变溫度Tt。是10°CW上。 根据本专利技术的另一方面，压电元件至少包括第一电极、压电材料部和第二电极，其 中形成压电材料部的压电材料是上述压电材料。 根据本专利技术的还有另一方面，用于制造压电元件的方法包括：给压电材料提供第 一电极和第二电极，在压电材料变为正方晶（tetragonal)的溫度施加电压，并且在维持该 电压的同时将压电材料冷却到压电材料变为斜方晶（orthorhombic)的溫度。 根据本专利技术的还有另一方面，多层压电元件包括多个压电材料层W及包括内部电 极的多个电极层，压电材料层和电极层交替堆叠，其中压电材料是上述压电材料。 根据本专利技术的还有另一方面，液体排出头至少包括液体室和与液体室连通的排出 口，该液体室包括设有上述压电元件或上述多层压电元件的振动单元。 根据本专利技术的还有另一方面，液体排出装置包括用于对象的载置台W及上述液体 排出头。 根据本专利技术的还有另一方面，超声波马达至少包括振动构件和与振动构件接触的 移动构件，该振动构件设有上述压电元件或上述多层压电元件。 根据本专利技术的还有另一方面，光学设备包括设有上述超声波马达的驱动单元。 根据本专利技术的还有另一方面，振荡设备包括振动构件，该振动构件包括设有上述 压电元件或上述多层压电元件的膜片（diap虹agm)。 根据本专利技术的还有另一方面，除尘设备包括设有上述振荡设备的振动单元。 根据本专利技术的还有另一方面，成像装置至少包括上述除尘设备和图像传感器单 元，其中除尘设备的膜片设在图像传感器单元的受光面侧。 根据本专利技术的还有另一方面，电子设备包括压电声学部件，该压电声学部件设有 上述压电元件或上述多层压电元件。 参考附图，根据W下对示例性实施例的描述，本专利技术的更多特征将变得清楚。【附图说明】 图1是图示出根据本专利技术示例性实施例的压电元件的配置的示意图。 图2A和2B每个都是图示出根据本专利技术示例性实施例的多层压电元件的配置的示 意性截面图。 图3A和3B是图示出根据本专利技术示例性实施例的液体排出头的配置的示意图。 图4是图示出根据本专利技术示例性实施例的液体排出装置的示意图。 图5是图示出根据本专利技术示例性实施例的液体排出装置的示意图。 图6A和6B是图示出根据本专利技术示例性实施例的超声波马达的配置的示意图。 [002引图7A和7B是图示出根据本专利技术示例性实施例的光学设备的示意图。 图8是图示出根据本专利技术示例性实施例的光学设备的示意图。 图9A和9B是图示出其中根据本专利技术示例性实施例的振荡设备被用作除尘设备的 情况的不意图。 图IOA至IOC是图示出根据本专利技术示例性实施例的除尘设备中压电元件的配置的 不意图。 图IlA和IlB是图示出根据本专利技术示例性实施例的除尘设备的振荡原理的示例 图。 图12是图示出根据本专利技术示例性实施例的成像装置的示意图。 图13是图示出根据本专利技术示例性实施例的成像装置的示意图。 图14是图示出根据本专利技术示例性实施例的电子设备的示意图。【具体实施方式】 W下将描述用于实现本专利技术的示例性实施例。 根据本专利技术的压电材料是包括包含由W下通式（I)表示的巧铁矿型金属氧化物 的主成分、含Mn的第一辅助成分和含S价Bi的第二辅助成分的压电材料。另外，所含Mn 的量相对于1摩尔的金属氧化物是0. 0020摩尔W上且0. 0150摩尔W下，并且所含Bi的量 相对于1摩尔的金属氧化物是0. 00042摩尔W上且0. 00850摩尔W下。 Ba。灯iixZrx)〇3(l)(其中0. 02《X《0. 13并且0. 986《a《1. 02)(巧铁矿型金属氧化物） 在本专利技术中，"巧铁矿型金属氧化物"指具有巧铁矿结构的金属氧化物，运种结构 理想地是立方体结构，如在（于1998年2月20日由出版社Iwanami化Oten发行的Hwanami 化kagakuJiten第五版中所讨论的。一般而言，具有巧铁矿结构的金属氧化物由化学式 AB03表示。在巧铁矿型金属氧化物中，离子形式的元素A和B分别占据被称为A位和B位 的特定晶胞（unitcell)位置。例如，在立方体结构晶胞中，元素A占据立方体的顶点，而 元素B占据立方体的体屯、位置。元素0占据立方体的面屯、位置，作为氧负离子。 在由通式（1)表示的金属氧化物中，位于A位的金属元素是Ba,而位于B位的金属 元素是Ti和Zr。但是，Ba的一部分可W位于B位。类似地，Ti和Zr的一部分可W位于A 位。[004引在通式（1)中，B位元素与元素0的摩尔比是1 :3。但是，即使元素量之比稍偏离 上述摩尔比，只要金属氧化物的主相是巧铁矿结构，运种偏离的比率就也包括在本专利技术的 范围之内。 能够通过例如利用X射线衍射或电子衍射的结构分析来确定金属氧化物具有巧 铁矿结构。如果金属氧化物的主相是巧铁矿结构，则结构分析的结果的大部分是由从巧铁 矿结构得出的分析数据组成的。(压电材料的主成分）[004引在根据本专利技术的压电材料中，在通式（1)中，指示处于A位的Ba的摩尔量与处于B位的Ti和Zr的摩尔量之比的"a"在在0. 9860《a《1. 0200的范围内。 压电材料优选地包本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压电材料，其特征在于，包括：主成分，包含由以下通式(1)表示的钙钛矿型金属氧化物；含Mn的第一辅助成分；及含三价Bi的第二辅助成分，其中，所含Mn的量是相对于1摩尔的所述金属氧化物的0.0020摩尔以上且0.0150摩尔以下，并且所含Bi的量是相对于1摩尔的所述金属氧化物的0.00042摩尔以上且0.00850摩尔以下，Baa(Ti1‑xZrx)O3 (1)其中0.02≤x≤0.13并且0.986≤a≤1.02。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：松田坚义，渡边隆之，村上俊介，斋藤宏，古田达雄，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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