本发明专利技术提供压电材料，其包括具有高居里温度和压电性优异的氧化铋钡铌基钨青铜结构的金属氧化物。该压电材料包括由下述通式(1)表示的具有钨青铜结构金属氧化物，其中该具有钨青铜结构的金属氧化物包括Li，并且Li的含量为0.015重量％-0.600重量％，以金属计，相对于100重量份的该金属氧化物：AXB10O30(1)其中A表示Ba和Bi，或者Ba和Bi和选自Na、Sr和Ca中的至少一种元素；B表示Nb，或者Nb和Ta；并且x表示4.5＜x＜5.5的数值。
【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，特别是不含铅的压电材料。本专利技术还涉及使用该压电材料的压电器件、排液头和超声马达。
技术介绍
用于各种压电器件的大多数压电材料是锆钛酸铅。已尝试用不含铅的压电材料 (无铅压电材料)替代这些含铅的压电材料。这是因为已指出了危害生态系统的危险，原因在于如果一旦将含铅的压电器件处置并暴露于酸雨，压电材料中的铅组分就开始溶解到土壤中。因此，提出无铅压电材料。作为无铅压电材料，公知例如含有铌、钡和铋作为主要组分并且具有钨青铜结构的材料。"Japanese Journal of Applied Physics，1987，第 26 卷，No. 5，第 778-779 页”公开了氧化铋钡铌基压电材料。此外，日本专利申请公开No. 2001-72466公开了含有氧化钡锂铌作为主要组分和氧化铋铌作为次要组分的材料体系。但是，‘‘JapaneseJournal of Applied Physics，1987，第洸卷，No. 5，第 778-779 页”中公开的材料体系中，存在如下问题如果铋组分増加，尽管压电性能变得较高，但居里温度降低，由此不适合用于高温。此外，日本专利申请公开No. 2001-72466中公开的材料体系中，也存在如下问题 如果铋组分増加，居里温度降低。
技术实现思路
技术问题鉴于这样的
技术介绍
完成了本专利技术，并且提供压电材料，其不含铅，具有高居里温度，并且含有氧化铋钡铌基钨青铜结构金属氧化物。本专利技术还提供使用该压电材料的压电器件、排液头和超声马达。问题的解决方案用于解决上述问题的压电材料是包括由下述通式(1)所示的钨青铜结构金属氧化物的压电材料，其中该钨青铜结构金属氧化物包括Li，并且以金属计，相对于100重量份的该金属氧化物，Li的含量为0. 015重量％ -0. 600重量％ AxB10O30(1)其中A表示Ba和Bi，或者Ba和Bi和选自Na、Sr和Ca中的至少ー种元素；B表示 Nb，或者Nb和Ta ；和χ表示4. 5 < χ < 5. 5的数值。用于解决上述问题的压电器件至少包括第一电极、该压电材料和第二电极。用于解决上述问题的排液头是使用该压电器件的排液头。用于解决上述问题的超声马达是使用该压电器件的超声马达。本专利技术的有利效果根据本专利技术，能够提供压电材料，其含有具有钨青铜结构并且具有高居里温度的氧化铋钡铌基金属氧化物。特別地，能够提供具有150°C以上的居里温度的压电材料。此外，由于本专利技术不含铅，因此能够提供对生态系统的影响小的压电材料。此外，本专利技术能够提供使用该压电材料的压电器件、排液头和超声马达，均具有优异的耐久性。附图说明图IA是表示根据本专利技术的一个实施方案的排液头的结构的示意图。图IB是表示根据本专利技术的一个实施方案的排液头的结构的示意图。图2A是表示根据本专利技术的一个实施方案的超声马达的结构的示意图。图2B是表示根据本专利技术的一个实施方案的超声马达的结构的示意图。图3是本专利技术的压电材料的相图。图4是表示压电材料的复合氧化物为(Βεια75，Biai25，Na0.125) 5Nb10030时以金属计的 Li含量与压电材料的居里温度之间的关系的坐标图。具体实施例方式以下对用于进行本专利技术的实施方案进行说明。根据本专利技术的压电材料包括由下述通式(1)表示的钨青铜结构金属氧化物，其中该具有钨青铜结构的金属氧化物含有Li，并且Li的含量为0. 015重量％ -0. 600重量％，以金属计AxB10O30(1)其中A表示Ba和Bi，或者Ba和Bi和选自Na、Sr和Ca中的至少ー种元素；B表示 Nb，或者Nb和Ta ；和χ表示4. 5 < χ < 5. 5的数值。本专利技术的压电材料是无铅的压电材料，其含有，通式(1)中，钨青铜结构金属氧化物，该钨青铜结构金属氧化物含有A元素和B元素作为主要组分，该A元素含有Ba和Bi、或者Ba和Bi和选自Na、Sr和Ca中的至少ー种元素，该B元素含有Nb、或者Nb和Ta，并且含有Li作为次要组分。本文中使用的钨青铜结构不表示以它们的电致变色现象已知的HxW03(钨青铜) 和六方钨青铜结构(Hexagonal Tungsten Bronze, HTB)，表示通常已知的四方钨青铜结构 (Tetragonal Tungsten Bronze, TTB)。钨青铜结构金属氧化物中，对于四方晶体和斜方晶体，晶胞的定义不同。本专利技术中，表示晶体平面、晶体取向和衍射吋，使用四方的晶胞的定义。本文中使用的居里温度，除了表示失去铁电性时的温度的一般定义外，还包括通过使用具有特定频率的微小交流电场在改变测定温度的同时测定介电常数时显示最大介电常数的温度。本文中使用的摩尔％是指相对于占据特定位点的物质的总含量，特定元素的物质的含量，用百分率表示。通常，钨青铜结构金属氧化物由化学式Α4_6Β1(Ι03(Ι表示。在钨青铜结构的晶胞中， Ba、Bi、Na、Sr和Ca均主要占据任意两种在氧八面体周围存在的称为Al-位点(12配位，从 C-轴方向所视的矩形位点)或A2-位点(15配位，从C-轴方向所视的五边形位点)的特定位置。作为Al-位点和A2-位点之和的最大值χ满足χ = 6，因此具有比其多的数的元素不能占据A-位点。通式⑴中的元素B主要占据称为B-位点的特定位置，并且存在于八面体内。该位点选自Nb或者Nb和Ta的組合。更优选的B为Nb。B为Nb的情形下，与B为Ta的情形相比，Nb具有较低的烧结温度，而且价格不贵。作为次要组分的Li依次占据A-位点中的空穴，因此只有在χ的值满足χ < 6的情形下，Li能够占据该位点。χ的优选范围为4. 5 < χ < 5. 5，并且通过在该范围内添加Li， 居里温度的升高显著地显现。为了表明Li占据A-位点并且不占据晶界的事实，可采用由其χ射线衍射图案对烧结体或通过将该烧结体粉碎而得到的粉末的晶格常数的计算。如果Li占据A-位点，以由此占据空穴，由A-位点产生的局部电场的排斥变得较大，并且大幅度地使B-位点元素的位置从氧八面体的中心位置移位。結果，压缩a_b面，并且作为面垂直方向的c轴长度变长。 換言之，通过不含Li的主要组分单独的情形与含有Li作为次要组分的组分的情形之间晶格常数的比较，能够获知A-位点中Li的存在或不存在。本专利技术的压电材料优选含有0. 015重量％ -0. 600重量％的Li组分，更优选含有 0. 018重量％ -0. 570重量％的Li组分，以金属计，相对于通式(1)所示的钨青铜结构金属氧化物的100重量％。如果Li组分的含量小于0.015重量％，有可能C-轴长度不增加。此外，如果该含量超过0. 600重量％，担心产生杂质相。应指出的是，Li优选地占据A位点，但可以占据A-位点以外的位点。此外，可在该位点以外的部分中以Li2O的形式等含有Li。术语“以金属计”是指数值(重量％ )，其由通过由采用X-射线荧光分析、ICP(感应耦合等离子体)发射光谱分析、原子吸收光谱法等由钨青铜结构金属氧化物測定的A、B 和Li的各金属的含量进行测定而得到的Li含量与以氧化物计的A和B的总含量之比确定。本专利技术的压电材料的C-轴长度优选比钨青铜结构金属氧化物的C-轴长度长。通式(1)中，优选地，A含有Ba和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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，渡边隆之，松田坚义，三浦薰，久保田纯，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：
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