提供一种压电陶瓷组成物，该压电陶瓷组成物具有含有铌酸钾／钠／锂、和钛酸铋／钠、和铁酸铋的组成。提供一种压电陶瓷，该压电陶瓷是对该压电陶瓷组成物进行烧制而得到的，机电耦合系数高，特别是压电ｇ↓［３３］常数大，并且在－４０～１５０℃的温度范围中的共振频率的温度变化率、反共振频率的温度变化率和所述压电ｇ↓［３３］常数的温度变化率中没有第二次相转变，并且耐热性优异。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压电陶瓷组成物和压电陶瓷，特别是涉及作为压电传感 器、压电陶瓷过滤器、压电陶瓷振子等的共振器用压电陶瓷有用的压电陶 瓷组成物和压电陶瓷。
技术介绍
在用于压电陶瓷过滤器等的压电陶瓷元件的压电陶瓷中，以钛酸锆酸铅(Pb (TixZivx) 03)或钛酸铅(PbTi03)为主成分的压电陶瓷组成物被 广泛应用。在以如此的钛酸锆酸铅为代表的压电陶瓷的高性能化中，铅的 存在是不可缺少的。但是，近年来，从对人体影响这一点出发，指出了铅的有害性。虽然 结晶化的钛酸锆酸铅中所含的铅成分和以其他非晶质状态含有的含铅应 用制品相比以比较稳定的状态存在，但是从环境保护的观点出发，要求尽 可能不含有铅的压电陶瓷。另外，以钛酸锆酸铅或钛酸铅为主要成分的压电陶瓷，在其制造过程 中伴有铅氧化物的蒸发，因此也存在在所得到的制品间容易发生压电特性 的偏差的问题。因此，为了解决由于含有铅成分为起因的上述课题，近年来，作为压 电共振器和振子用材料，要求无铅的新的压电陶瓷。其中，作为不含铅的 显示高压电性的材料，铌酸碱系的压电陶瓷引起注意。在铌酸碱系的压电陶瓷中，铌酸钠(NaNb03)(例如非专利文献l)为 具有钙钛矿(AB03)型的结晶结构的氧化物，其自身仅在与-133r附近相 比的低温下显示强介质特性，而在作为压电共振器和振子用材料的一般使 用温度的-2(TC 8(TC的范围中没有显示压电性，不能作为压电陶瓷利用。另一方面，还有如下观点，在以铌酸钾/钠/锂(KxNayLizNb03)为主成分的压电陶瓷中，机电耦合系数大，认为能够有望作为压电陶瓷过滤器和 和压电陶瓷振子等的共振器用材料。(例如专利文献l、 2)另外，作为不含铅的其他的压电陶瓷，例如已知有钛酸铋/钠((Bi。.sNa。.5) Ti03)系的压电陶瓷(例如非专利文献2，专利文献3)。 非 专 利 文 献1 : JapaneseJournalof Applied Physics, p. 322， vol. 31， 1992非 专 禾U 文 献 2 : Japanese Journal of Applied Physics, p. 2236' vol. 30， 1991专利文献1:特开平11-228226号公报 专利文献2:特开平11-228228号公报 专利文献3:特开2000-272963号公报 然而，所述以铌酸钾/钠/锂为主成分的压电陶瓷，居里温度(第一次 相转变)为大约20(TC以上很高，但在大约-40 15(TC的温度范围中存在 从低温侧的强介电相向高温侧强介电相相转变的第二次相转变。因此，在 通过第2次相转变的温度循环下，在压电特性和共振频率的变化中存在不 连续部分，存在容易引起高温磁滞现象和特性劣化的问题。以铌酸钾/钠/ 锂为主成分的压电陶瓷中的这些高温磁滞和特性劣化，由于是不能对应封 装工序中的回流等的本质问题，因此给实用化带来了很大限制。另外，即使是钛酸铋/钠(Bi。.5Na。.5) Ti03系的压电陶瓷，其陶瓷自身 的居里温度(第一次相转变)为大约30(TC以上很高，但是在大约20CTC 附近存在从低温侧的强介电相向高温侧的反强介电相相转变的第二次相 转变。因此，在第二次相转变温度以上时，由于去极化因此存在不能对应 回流等的问题。另一方面，在铌酸钾/钠/锂(KxNayLU恥03中单独导入(Bi。.5Na0.5) Ti03时，具有20(TC以上的高居里温度，同时，有使压电g.常数增大的效果， 但是在-40 15(TC的范围中存在第二次相转变。因此，限制了可以使用的 温度范围，仅适用于被极大限定的用途中。因此，存在在历来使用的例如 压电传感器等的零部件的置换中不能对应的问题。还有，在铌酸钾/钠/锂(KxNayLi,-x-y) Nb03中单独导入BiFe03时，微量 的导入就有使压电g,，常数增大的效果，但是这种情况也在-20。C 15(TC的范围中存在第二次相转变，因此存在使用温度受到限制的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种压电陶瓷组成物和压电陶瓷，该压 电陶瓷组成物以铌酸钾/钠/锂为主成分，共振频率的温度变化率、反共振 频率的温度变化率、压电g,i常数的温度变化率等的压电特性稳定。本专利技术者为了解决所述课题进行了锐意研究。其结果发现通过在以铌 酸钾/钠/锂为主成分的压电陶瓷组成物中导入钛酸铋/钠和铁酸铋，特别是使铌酸钾/钠/锂的组成成为富Na，从而形成含有Bi、 Ti和Fe的各氧化 物的特定的组成，由此，能够使共振频率的温度变化率、反共振频率的温 度变化率、压电&1常数的温度变化率等的压电特性稳定。详细地说，为富Na的(KNaLi)Nb03的组成系，其结晶构造为斜方晶， 在-40 150'C的温度范围中具有第二次相转变，居里温度约为200 400 °C。相对于这种(KNaLi)Nb03，适量导入结晶构造为正方晶，居里温度约 为340°C，从低温侧的强介电相向高温侧的反强介电相相转变的第二次相 转变在约24(TC发生的(BiQ.5NaQ.5) Ti03，并且，适量导入结晶结构为菱形 晶体，居里温度约为87(TC的BiFe03，由此使与(KNaLi)恥03不同的结晶 复合地固溶的结果是，使相转变温度变化，能够控制弹性常数的温度变化 和压电8 常数的温度变化。本专利技术的压电陶瓷组成物的特征在于，(1)具有含有铌酸钾/钠/锂、 钛酸铋/钠、和铁酸铋的组成。在该压电陶瓷组成物中，(2)优选为所述 铌酸钾/钠/锂、所述钛酸铋/钠、以及所述铁酸铋以复合氧化物的形态具 有钙钛矿型结晶结构的方式含有，还有(3)所述钛酸铋/钠由各为0.5摩 尔的Bi和Na、和1摩尔的Ti构成。在所述(1)的压电陶瓷组成物中，(4)在将所述铌酸钾/钠/锂定为 (KxNayLi,力)Nb03，将所述钛酸铋/钠定为(Bi .5Na。.5) Ti03，将所述铁酸 铋定为BiFe03时，具有由下式表示的组成，(l-a_b) (KxNayLi卜x-y) Nb03—a (Bi。.5Na0.5) Ti03—bBiFe03其中，0<a《0. 12 0<b《0. 100《x《0. 18 0, 8<y<1.00。特别的是(5)在将所述铌酸钾/钠/锂定为(KxNayLih-y) Nb03，将所 述钛酸铋/钠定为(Bi。.5NaQ.5) Ti03，将所述铁酸铋定为BiFeCb时，具有由 下式表示的组成，(1-a-b) (K氛Li卜x-y)跳-a (Bi0.5Na0.5) Ti03—bBiFeCh 其中，0.02《a《0.04 0. 01<b《0. 03 0.025《x《0.075 0. 905<y<0. 98。另外，本专利技术的压电陶瓷是对所述(1)至(5)中任何一个压电陶瓷 组成物进行烧制而得到的，其中，机电耦合系数为30%以上，并且压电 g^常数为20X10—3V/N以上，并且共振频率的温度变化率、反共振频率的 温度变化率和所述压电§,,常数的温度变化率中至少一个在-40 15(TC的 温度范围中不存在第二次相转变。即，以具有钙钛矿型结晶结构的铌酸钾 /钠/锂为主成分，共振频率的温度变化率、反共振频率的温度变化率和所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压电陶瓷组成物，其特征在于，具有含有铌酸钾／钠／锂、钛酸铋／钠、和铁酸铋的组成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-10-27 312585/20051、一种压电陶瓷组成物，其特征在于，具有含有铌酸钾/钠/锂、钛酸铋/钠、和铁酸铋的组成。2、 根据权利要求l所述的压电陶瓷组成物，其特征在于，所述铌酸钾/钠/锂、所述钛酸铋/钠、以及所述铁酸铋按照以复合氧化物的形态具有 钙钛矿型结晶结构的方式被含有。3、 根据权利要求1或2所述的压电陶瓷组成物，其特征在于，所述钛 酸铋/钠由各为0. 5摩尔的Bi和Na、和1摩尔的Ti构成。4、 根据权利要求1所述的压电陶瓷组成物，其特征在于，在将所述 铌酸钾/钠/锂定为(KxNayLi,ty) Nb03，将所述钛酸铋/钠定为(BiQ.5Na。.5) Ti03，将所述铁酸铋定为BiFe03时，具有由下式表示的组成，(1-a-b) (KxNayLi,-x—y)跳-a (Bi0.5Na0.5) Ti03-bBiFe。3 其中，0<a《0. 12、 0<b《0. 10、 0《x《0. 18、 0. 8<y<1.00。5、 根据权利要求1所述的压电陶瓷组成物，其特征在于，在将所述 铌酸钾/钠/锂定为(K氛Li,卞y)跳，将所述钛酸铋/钠定为(Bi。.5Na。.5) Ti03，将所述铁酸铋定为BiF...
【专利技术属性】
技术研发人员：福冈修一，江口知宣，中久保仁，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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