本发明专利技术提供一种Sr2－xCaxNaNb5O15系的压电陶瓷组合物，其能够提高组合物的组成均匀性和微细组织的均匀性，抑制裂纹的发生，实现压电特性的提高。对于Sr2－xCaxNaNb5O15的基本组成，通过变更（Sr、Ca）和Na的比率，降低钨青铜型结构的Sr、Ca、Na可进入的晶格中Sr、Ca、Na的占有率，使Sr更容易进入其晶格，抑制二次相的生成。另外，通过添加规定量的Al和／或Si，烧结温度下降，并且，使微细组织均匀化。另外，通过添加规定量的Mn，容易进行极化。
【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合物，尤其是涉及用于光学控制装置、精密机械-器具的定位装置以及压电超声波电动机、压电致动器、压电变压器、压电发声体、压电传感器等压电陶瓷零件的材料的不含铅和重金属的钨青铜型的压电陶瓷组合物。
技术介绍
压电陶瓷组合物在发声体、振动器、致动器等中，被作为逆压电效应的电一机械的转换元件利用，在传感器或发电机等中，被作为逆压电效应的机械一电的转换元件利用。另外，被用于电一机械一电的电路元件和机械一电一机械的振动控制。现有的压电陶瓷组合物通常是以Pb为主要成分构成。现有压电陶瓷组合物包括例如包含PbZrO3 - PbTiO3这两种成分的PZT、或者用Pb (Mg1 / 3Nb2 / 3)O3或Pb (Zn1 7 3Nb2 7 3)03等第三种成分对PZT进行修饰而获得的材料。但是，Pb对人体是有害的，因此，进行着不含Pb的无铅压电体材料的开发。Ferroelectrics, Vol. 160，P265-276, (1994)(非专利文献 I)报告有由 Sr2 —xCaxNaNb5015所示的钨青铜型复合氧化物构成的无铅压电体材料，尤其是，报告了该钨青铜型复合氧化物具有单晶的压电特性。另外，作为致动器用的压电陶瓷，日本特开平11 -240759号公报(专利文献I)公开有Sr2NaNb5O15所示的钨青铜型复合氧化物。在专利文献I中，提出了用V或Ta取代钨青铜型复合氧化物的Nb的一部分得到的组成，以及用Mg、Ba、Ca中的至少一种取代Sr的一部分，并且用K取代Na的一部分得到的组成。同样地，日本特开平11 - 278932号公报(专利文献2)公开有Sr2NaNb5O15所示的钨青铜型复合氧化物，提出了用(Bi1 / 2L1 / 2)、(Bi1 / 2Na1 / 2)和(Bi1 / 2K1/ 2)中的一种以及 Mg,Ba 和 Ca 中的至少一种取代该氧化物的Sr的一部分得到的组成。另外，日本特开2000-169229号公报(专利文献3)公开有在Sr2_xCaxNaNb5015 (x = 0. 05 0. 35)所示的多晶压电化合物中作为特性改善成分添加0. 5 3wt%的稀土氧化物Re2O3而生成的压电材料。专利文献3提出了尤其是在Sr2 — xAxNaNb5015 (式中，x = 0. 075 0. 25)所示的组成中，将A设定为Ca、Ba、Mg中的至少两种以上的元素。日本特开平10 - 297969号公报(专利文献4)公开有以(I 一 y)(BahSrx)Nb2CVyNaNbO3所示、且x在O≤x≤l、y在0. 1≤y < I / 3的范围的陶瓷成分为主要成分的压电陶瓷材料。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平11 - 240759号公报专利文献2 :日本特开平11 - 278932号公报专利文献3 日本特开2000 - 169229号公报专利文献4 日本特开平10 - 297969号公报非专利文献非专利文献1:Ferroelectrics，Vol. 160，P265-276, (1994)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在上述无铅压电体材料中，Sr2_xCaxNaNb5015系的压电陶瓷组合物例如，可以在作为流体的控制阀的驱动源使用的压电致动器或压电超声波电动机用的无铅压电陶瓷组合物中利用。但是，本专利技术的专利技术者确认了在这种压电陶瓷组合物中存在以下的问题。S卩，本专利技术的专利技术者确认了 SivxCaxNaNb5O15系的压电陶瓷组合物在其烧结体中容易产生微裂纹，另外，由于异常晶粒生长而微细结构容易变得不均匀。具有这种微裂纹和不均匀的微细结构的组合物难以作为压电设备的元件利用，尤其是作为将电极层和压电体层交替叠层得到的叠层压电致动器利用非常困难。另外，在Sr2_xCaxNaNb5015系的压电陶瓷组合物的烧结体的微细组织中观察到以Sra25Naa5NbO3为代表的二次相。即，明确了 Sr2_xCaxNaNb5015系的压电陶瓷组合物容易复相化。另外，可知Sr2_xCaxNaNb5015系的压电陶瓷组合物的压电特性，相对于在单晶中所报告的压电常数270pC / N，低至65pC / N左右。本专利技术是鉴于这种现有的SivxCaxNaNb5O15系的压电陶瓷组合物存在的问题而开发的，其目的在于，提供一种Sr2 — ,CaxNaNb5O15系的压电陶瓷组合物，该组合物能够提高组合物的组成均匀性和微细组织的均匀性，抑制裂纹的发生，提高压电特性。用于解决课题的方法 本专利技术的专利技术者为了解决上述课题而反复专心研究，结果发现了相对于Sr2_xCaxNaNb5015的基本组成,通过增加(Sr、Ca)相对于Na的比率,在鹤青铜型结构中，降低Sr、Ca、Na可进入的晶格中由Sr、Ca、Na所占有的晶格的比例，使Sr更容易进入其晶格，抑制二次相的生成。另外，发现通过作为添加物，添加规定量的Al和/或Si的氧化物，烧结温度下降，并且微细组织均匀化。另外，明确了通过添加规定量的Mn的氧化物，极化也变得容易。本专利技术是基于这些发现而完成的，本专利技术的一个实施方式的压电陶瓷组合物以具有(SivxCax)1+ y / 4Nai_yNb5015 (式中，O < x < O. 3、0.1 < y < O. 6)所示的组成式的陶瓷成分为主要成分。另外，本专利技术的另一个实施方式的压电陶瓷组合物含有以Al2O3或SiO2换算计4wt%以下的Al的氧化物和/或Si的氧化物。此外，本专利技术的另一个实施方式的压电陶瓷组合物含有以MnO换算计5wt%以下的Mn的氧化物。专利技术的效果根据本专利技术的实施方式，能够获得抑制二次相生成的钨青铜型的化合物，其结果，确认了压电特性的提高。另外，通过添加规定量的Al的氧化物和/或Si的氧化物，微细组织均匀化，且裂纹得到抑制，作为结果，确认了压电特性的提高。另外，通过添加规定量的Mn的氧化物，极化变得容易，压电特性提高。这样就能够提供一种能够应用于无铅压电设备的压电陶瓷组合物。附图说明图1是表示Sr2_xCaxNaNb5015烧结体的微细组织的图；图2是表示Sr2_xCaxNaNb5015烧结体(x = O.1)的组成分布的图；图3是表示本专利技术的一个实施方式的(Sr2_xCax)1 + y / JahyNb5O15烧结体(X = O.1、y = O. 2)的组成分布的图。具体实施例方式本专利技术的一个实施方式的压电陶瓷组合物以具有(Sr2_xCax) 1 + y / JapyNb5O15 (式中，O < X < O. 3,0.1 < y < O. 6)所示的组成式的陶瓷成分为主要成分。S卩，在本专利技术的一个实施方式中，相对于Sr2_xCaxNaNb5015所示的基本组成，通过以上述条件的方式变更(Sr、Ca)和Na的比率，能够抑制二次相的生成，可获得钨青铜型的单相的化合物。其结果，能够获得压电特性提高的压陶瓷组合物。在上述组成式中，在y为O.1以下或O. 6以上的情况下，获得的压陶瓷组合物成为混合相而不能极化。即，在y为O.1以下或O. 6以上的情况下，不能获得钨青铜型的单相的压陶瓷组合物。但是，即使y在O.1 < y < O. 6范围，在X为O. 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】2010.08.06 JP 2010-1769061.一种压电陶瓷组合物,其中其以具有下述通式所示的组成式的陶瓷成分为主要成分，通式=(SivxCax)1+ y/4Na1_yNb5015,式中，0<叉<0.3,...
【专利技术属性】
技术研发人员：土信田丰，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：
国别省市：
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