本发明专利技术提供包括无铅钙钛矿型复合氧化物的压电材料，该无铅钙钛矿型复合氧化物具有优异的压电特性和温度特性并且由通式（１）表示：ｘＡＢＯ３－ｙＡ′ＢＯ３－ｚＡ″Ｂ′Ｏ３其中Ａ为Ｂｉ元素；Ａ′为包括Ｌａ的稀土元素；Ｂ为选自Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｎ和Ｚｒ中的至少一种元素；Ａ″为选自Ｂａ、Ｓｒ和Ｃａ中的至少一种元素；Ｂ′为选自二价、三价、五价、四价和六价元素中的至少一种元素；并且ｘ为０．１０－０．９５的值，ｙ为０－０．５的值，和ｚ为０－０．７的值，条件是ｘ＋ｙ＋ｚ＝１。
【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材料并且特别涉及具有高居里温度的新型无铅压电材料。
技术介绍
存在将由ABO3钙钛矿型氧化物组成的压电材料用作喷墨头或超声转换器的市场。 用于该领域的压电材料主要是锆酸钛酸铅(PZT)。但是，PZT在A位点含有铅作为元素并因此由于其对环境的影响而认为有问题。因 此，已提出了使用无铅钙钛矿型氧化物的压电材料。作为由无铅钙钛矿型氧化物组成的压电材料，已广泛地研究了在A位点包括Bi 作为元素的那些材料。例如，Bi (Zn0 5，TiQ 5)O3记载于Matthew R. Suchomel等，Chem. Mater. 2006，18,4987-4989。根据模拟的理论计算，已报道Bi (Zn。.5，Tia5) O3具有高压电 性能或高居里温度。但是，已知Bi (Zn。.5，TiQ.5)O3的极化处理(poling procedure)困难， 并且不存在成功地实现了其极化处理并且实际测定了其压电特性和居里温度的报道实例。 Bi (Zna5，Tia5) O3的极化处理困难认为归因于其高居里温度和高各向异性(c/a= 1.21)，但 没有揭示该困难的原因。由于Bi(ZnQ.5，Ti0.5) O3的极化处理困难，不能显现预期的高压电特性，因此使其应 用受到限制。H. Nagata 等，Ceramic Transactions，第 167 卷，No. 2，第 213-221 页，2005 记载了 (Bi0.5, Na0.5) TiO3,即在A位点具有作为复合物采用的Bi和Na的材料。但是，尽管(BiQ.5，NaQ.5)Ti03在室温或室温附近显示出优异的压电特性，但存在着 在150°C以上其显示出压电特性的陡然劣化的问题并因此不适合用于在高温下运转的器 件。此外，当含有碱金属作为压电体中的组分时，由于其潮解等，作为薄膜使用时该压 电体不适合硅工艺，于是作为在器件例如压电转换器中使用的块状压电体产生了耐久性问 题。因此，希望压电材料不含碱金属。本专利技术鉴于这样的
技术介绍
而完成并且提供具有高居里温度并解决了极化处理 中困难的压电材料，其采用了作为压电体性能优异的Bi-基压电体。
技术实现思路
解决上述问题的压电材料包括由通式(1)表示的钙钛矿型复合氧化物通式(1)xAB03-yA' BO3-ZA" B' O3其中A为Bi元素；A'为包括La的稀土元素；B为选自Ti、Zn、Sn和&中的至少 一种元素；A"为选自Ba、Sr和Ca中的至少一种元素；B'为选自二价、三价、五价、四价和 六价元素中的至少一种元素；并且χ为0. 10-0. 95的值，y为0-0. 5的值，和ζ为0-0. 7的 值，条件是x+y+z = 1。式(1)中的B优选由Zn和Ti组成。式⑴中A" B' O3 中的 B'优选为选自 SC3+、Fe3+、Yb3+、Mg2+、Mn2+、Mn3+、C02+、Zn2+、 In3+、Ti4+、Zr4\ Sn4+、Nb5+、Ta5+ 和 Te6+ 中的至少一种元素。式(1)中的A〃B' O3 优选为 BaTi03。由其中x+y+z = 1的通式(1)表示的钙钛矿型复合氧化物优选具有如下组成， 其中(χ, y, ζ)的值在由 a(0. 40,0. 00,0. 60)、b (0. 26,0. 08,0. 66)、c (0. 20,0. 20,0. 60)、 d(0. 30,0. 44,0. 26)、e(0. 52,0. 39,0. 09)、f(0. 70,0. 24,0. 06)和 g(0. 90,0. 00,0. 10)表示的a、b、c、d、e、f和g包围的摩尔比的范围内。 本专利技术能够提供具有高居里温度的压电特性优异的压电材料。能够解决Bi (Zn0.5, Ti0.5) O3的极化处理困难，并且能够利用Bi(Zna5，Ti0.5) O3的优异特性。此外，本专利技术的压电材料不使用铅，因此对环境不施加任何影响，并且不使用碱金 属，因此用于压电元件时在耐久性上有利。由以下参照附图对示例性实施方案的说明，本专利技术进一步的特征将变得清楚。 附图说明图1是根据本专利技术的压电材料的相图。图2是表示彻1103、8丨(211(1.5，11(1.5)03和(Bi0.5,La0.5) (Zntl. 5，Tia 5) O3 的组成与居里 温度之间关系的图。图3是表示表3中所示的各样品的组成的图。 具体实施例方式以下对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供新型压电材料，其具有优异的压电特性和温度特性并且不存在极化处 理的显著困难，其基于作为性能优异的压电体的Bi压电体。本专利技术提供具有高居里温度作为特定温度特性的无铅压电材料。本专利技术能够提供 材料，由于其高居里温度，将其形成为器件时该材料具有较小的由于温度引起的特性变化。根据本专利技术的压电材料包括由通式(1)表示的钙钛矿型复合氧化物通式(1)xAB03-yA' Β03_ζΑ〃 B' O3其中A为Bi元素；A'为包括La的稀土元素；B为选自Ti、Zn、Sn和&中的至少 一种元素；A"为选自Ba、Sr和Ca中的至少一种元素；B'为选自二价、三价、五价、四价和 六价元素中的至少一种元素；并且χ为0. 10-0. 95，y为0-0. 5，和ζ为0-0. 7，条件是x+y+z =1。为了较容易包含在A位点中，包括La的稀土元素是La、Sc、Y、Ce、Pr、Nd、Sm、Dy或 Yb，优选La、Y、Ce、Sm或Nd，并且更优选La或Ce。本专利技术的压电材料更优选为无铅压电材料，其中A为Bi元素；A'为包括La的稀 土元素；和 B 为(Zn0.5，Tia5)。这是因为 Bi (Zntl.5，Ti。. 5) O3 为居里温度高于 Bi (Zn。.5，Zra5) O3或Bi (Zntl.5，Sna5) O3的居里温度的压电材料，但B可以是(Zn0.5, Zr0.5)或(Zn0.5，Sn0.5)。本专利技术的上述ABO3-A' BO3材料具有四方晶体结构。当选择为A" B' 03时，非四方晶体材料形成与该四方晶体材料的变晶形(morphotropic)相界。A" B' O3 化合物中的 B'优选是选自 Sc3+、Fe3+、Yb3+、Mg2+、Mn2+、Mn3+、C。2+、Zn2+、 In3+、Ti4+、Zr4\ Sn4+、Nb5+、Ta5+ 和 Te6+ 中的至少一种二价-六价元素。具体地，A〃 B ‘ O3 是 BaZrO3、BaSnO3、Ba (In0.5，Nb0.5) O3> Ba (In0.5，Ta0.5) O3> Ba (Mg0.5, Te0.5) O3、Ba (Mn0.5，Te0.5) O3、Ba (Co0.5，Te0.5) O3、Ba (Mg0.33，Nb0.67) O3、Ba (Zn0.33，Nb0.67) 03、Ba (Sc0.5, Nb0.5) 03、Ba (Fe0.5, Nb0.5) 03、Ba (Fe0.5，Ta0.5) 03、Ba (Yb0.5，Nb0.5) 03、(Ba, Ca) (Sn0.5， Ti0.5) 03、(Ba, Ca) (Zr0 5，Ti0 5) O3 或(Ba, Sr) (Zr0 5，Ti0 5) 03。因此，ABO3-A' BO3和六〃 B' O3形成本文档来自技高网...
【技术保护点】
压电材料，其包括由通式（１）表示的钙钛矿型复合氧化物：ｘＡＢＯ↓［３］－ｙＡ′ＢＯ↓［３］－ｚＡ″Ｂ′Ｏ↓［３］其中Ａ为Ｂｉ元素；Ａ′为包括Ｌａ的稀土元素；Ｂ为选自Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｎ和Ｚｒ中的至少一种元素；Ａ″为选自Ｂａ、Ｓｒ和Ｃａ中的至少一种元素；Ｂ′为选自二价、三价、五价、四价和六价元素中的至少一种元素；并且ｘ为０．１０－０．９５的值，ｙ为０－０．５的值，和ｚ为０－０．７的值，条件是ｘ＋ｙ＋ｚ＝１。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：林润平，张祖依，伊福俊博，和田智志，大和庆祐，熊田伸弘，东正树，舟洼浩，饭岛高志，冈村总一郎，
申请(专利权)人：国立大学法人山梨大学，国立大学法人京都大学，学校法人东京理科大学，独立行政法人产业技术综合研究所，国立大学法人东京工业大学，佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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