本发明专利技术提供一种压电体元件，在压电体的表面背面两面中的至少一方上设置有电极，该压电体是在将包括Ｐｂ成分、Ｚｒ成分、Ｔｉ成分、Ｓｒ成分、Ｎｂ成分和Ｚｎ成分的混合物成形后烧制得到的，所述压电体中的各成分的各自相对量在利用一般式Ｐｂ（Ｚｒ↓［ａ］Ｔｉ↓［１－ａ］）Ｏ↓［３］＋ｂＳｒＯ＋ｃＮｂＯ↓［２．５］＋ｄＺｎＯ表示时，例如满足下述条件ａ＝０．５１、ｂ＝２．０×１０↑［－２］、ｃ＝１．５０×１０↑［－２］、ｄ＝０．５×１０↑［－２］、ｃ／ｄ＝３．０。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种压电体元件。技术背景压电体在被施加应力时产生电极化，在被施加电场时产生变形。这 种由应力引起的电极化的产生和由电场引起的变形的产生是基于同一原 因的物理现象，把这种现象称为压电效应。在压电体的表面背面两面上 设置有电极的压电体元件，通过利用其压电效应，己使石英振子、静电 计、传感器、电动机、汽车部件、及其他诸多领域的产品得到实用。并 且，作为压电体的代表，可以列举具有钙钛矿型晶体结构的钛锆酸铅(PZT)，也报告了许多以该PZT为基础进行了各种改良的压电体。 例如，在专利文献1中，关于压电体公开了 0.98Pb (Zr。.52Tia48) O3-0.02Sr (KQ.25NbQ.75) 03。该压电体的居里温度Tc被记载为347.3°C ， 利用谐振器测定法测出的压电常数d33被记载为440pm/V。在此，所说居 里温度Tc指强电介质向顺电体相(常誘電相)的转移温度，在该温度以 上时，自发性极化将消失。因此，如果考虑在高温下维持压电效应，则 居里温度Tc越高越好。关于这一点，专利文献1的压电体的居里温度Tc 在30(TC以上，可以说耐高温性良好。另外，所说的压电常数c^指表示 在向压电体施加了电场(V/m)时发生多少位移的指标之一。在将压电体 用于致动器时，压电常数d33越大越好。关于这一点，专利文献l的压电 体的压电常数d33为440pm/V，比较大，所以在这一点上也比较理想。另外，压电常数d33—般利用谐振器测定法测定，附加在d后面的两位数字中的左侧数字表示电场方向，右侧数字表示位移方向，数字3表示极 化方向。专利文献1日本特表2001—515835号公报本专利技术者们在探讨研究具有优于专利文献1的压电体的特性的压电 体时发现，利用谐振器测定法测出的压电常数d33、与根据实际向压电体 施加电场时的位移求出的压电常数d33 (以下称为基于实际位移的压电常 数d33)不一致，有时即使利用谐振器测定法测出的压电常数(133相同， 基于实际位移的压电常数d33也不同。并且发现以往的压电体具有以下倾 向，若提高居里温度TC，则与此相反压电常数d33降低，相反若提高压电 常数(133，则与此相反居里温度TC降低。据此，预测要制造耐高温性优于 以往、而且施加电场时的位移也大的压电体是极其困难的事情。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种耐 高温性良好而且施加了电场时的实际位移也大的压电体元件。为了解决上述问题，本专利技术者们对以钛锆酸铅为基础的压电体进行 了刻意研究，结果发现了耐高温性良好而且施加了电场时的实际位移也 大的压电体，并完成了本专利技术。艮卩，本专利技术的压电体元件，在对包含Pb成分、Zr成分、Ti成分、 Sr成分、Nb成分和Zn成分的混合物进行成形后烧制得到的压电体的表 面背面两面的至少一面上设置有电极，所述压电体中的各成分的各自的 相对量在利用一般式Pb(ZrJVa)03+bSrO+cNb02.5+dZnO表示时，满足下 述条件<formula>formula see original document page 5</formula>根据本专利技术的压电体元件，不仅耐高温性良好，施加了电场时的实 际位移也大，所以在高温下能够长期稳定地发挥压电效应。虽然本专利技术 的压电体元件具有这种良好的功能特性的原因尚不明确，但本专利技术者们 按照以下那样对其原因进行了分析。即，像本专利技术的压电体元件这样，在具有满足上述一般式(满足上述a d的数值范围)的压电体时，在常温下晶体的各向异性较强，晶体结构容易变得不对称，所以即使在高温 下也不易受到热振动的影响，不易成为无极性的状态，因此耐高温性良 好。并且，认为由于施加电压而产生多晶体的晶轴的旋转，而产生变形， 但是，认为此时的变形大，所以实际位移增大。附图说明图1是单层地使用压电体元件时的电路图。图2是层叠多个压电体元件以用作层叠型压电体元件时的电路图。图3是对压电体元件的试验片施加电压时的电路图。具体实施方式本专利技术的压电体元件在a的值小于0.51时和大于0.54时，具有基于 实际位移的压电常数d33降低的倾向，所以优选0.51^a^0.54。并且由于 即使产生局部组成的偏差时，也能够抑制基于实际位移的压电常数d33降 低，所以更优选0.53^a^0.54。并且，在b的值小于1.1X10—2时，具有基于实际位移的压电常数d33降低的倾向，而在大于6.0X10—2时具有居里温度Tc降低的倾向，所以 优选1.1X10—2^bS 6.0X10—2。并且，在c的值小于0.9X10—时和大于4.25X10—2时，具有基于实 际位移的压电常数d33降低的倾向，所以优选0.9X 10—2^c^4.25 X 10—2。并且，在d的值小于0.1X10^时，具有基于实际位移的压电常数(133 降低的倾向，而在大于1.25X10^时具有居里温度Tc降低的倾向，所以 优选0.1 X 10_2^dS 1.25 X 10—2。另外，在c的值为0.9X10_2Sc^4.25Xl(r2、而且d的值为0.1X 1(r2^dS1.25X10—2时，在c/d的值小于2.9时和大于15.0时，具有基于 实际位移的压电常数d33降低的倾向，所以优选2.9^c/d^ 15.0。本专利技术的压电体元件在禾IJ用 一 般式 Pb(ZrJVa)03+bSrO+cNb02.5+dZnO (a d如上所述)表示的压电体的表 面背面两面中的至少 -方设置有电极时，优选(a)根据在常温下一边从0V到1000V施加直流电场一边利用电动测微仪测定位移时的电压和位移 的关系得到的压「W考133为900pm/V以上(更优选1000pm/V以上)， 而且居里温度U :土 〕以上(更优选325。C以上，进一步优选340。C以 上)，或者，(b、々:A温下一边从OV到200V施加直流电场一边利用电 动测微仪测定位栘^的位移量为0.18|am以上(更优选0.20pm以上)，而 且居里温度Tc在300°C以上(更优选325°C以上，进一步优选340°C以上)。 该情况时，相对施加电压的实际位移量变大，如果在小于居里温度Tc的 温度条件下使用，则自发性极化不会消失，所以能够在高温下长期稳定 地发挥压电效应。本专利技术的压电体元件不一定需要在利用一般式 PKZraTUCb+bSrO+cNbOu+dZnO (a d如上所述)表示的压电体的表 面背面两面中的至少一方上设置电极，也可以是在以钛锆酸铅为基础的 包含Zn成分的压电体的表面背面两面的至少一面上设置有电极，也可以 (a)根据在常温下一边从0V到IOOOV施加直流电场一边利用电动测微 仪测定位移时的电压和位移的关系得到的压电常数43为900pm/V以上 (更优选1000pm/V以上)，而且居里温度Tc在30(TC以上(更优选325。C 以上，进一歩优选340。C以上)，或者，(b)在常温下一边从0V到200V 施加直流电场一边利用电动测微仪测定位移时的位移量为0.18fim以上 (更优选0.20(im以上)，而且居里温度Tc在300。C以上(更优选325°C 以上，进一步优选34(TC以上)。该情况时，相对施加电压的实际位移量 变大，如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压电体元件，该压电体元件在对包含Ｐｂ成分、Ｚｒ成分、Ｔｉ成分、Ｓｒ成分、Ｎｂ成分和Ｚｎ成分的混合物进行成形后烧制得到的压电体的表面背面两面的至少一面上设置有电极，其特征在于，所述压电体中的各成分的各自的相对量在利用一般式Ｐｂ（Ｚｒ↓［ａ］Ｔｉ↓［１－ａ］）Ｏ↓［３］＋ｂＳｒＯ＋ｃＮｂＯ↓［２．５］＋ｄＺｎＯ表示时，满足下述条件：０．５１≤ａ≤０．５４１．１×１０↑［－２］≤ｂ≤６．０×１０↑［－２］０．９×１０↑［－２］≤ｃ≤４．２５×１０↑［－２］０．１×１０↑［－２］≤ｄ≤１．２５×１０↑［－２］２．９≤ｃ／ｄ≤１５．０。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-3-1 056222/20051.一种压电体元件，该压电体元件在对包含Pb成分、Zr成分、Ti成分、Sr成分、Nb成分和Zn成分的混合物进行成形后烧制得到的压电体的表面背面两面的至少一面上设置有电极，其特征在于，所述压电体中的各成分的各自的相对量在利用一般式Pb(ZraTi1-a)O3+bSrO+cNbO2.5+dZnO表示时，满足下述条件0.51≤a≤0.541.1×10-2≤b≤6.0×10-20.9×10-2≤c≤4.25×10-20.1×10-2≤d≤1.25×10-22.9≤c/d≤15.0。2. 根据权利要求l所述的压电体元件，其特征在于，根据在常温下 一边从0V到1000V施加直流电场一边利用电动测微仪测定位移时的电 压和位移的关系得到的压电常数(133为900pm/V以上，而且居里温度Tc 在300。C以上。3. 根据权利要求1或2所述的压电体元件，其特征在于，在常温下 一边从0V到200V施加直流电场一边利用电动测微仪测定位移时的位移 量为0.18fim以上，而且居里温度Tc在30(TC以上。4. 一种压电...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤淳，松野吉弥，井户贵彦，鹿野治英，福安繁夫，松山卓央，
申请(专利权)人：揖斐电株式会社，大日本塗料株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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