[發明專利]壓電陶瓷組合物及其制造方法、壓電陶瓷、壓電元件和壓電振動裝置

有效

• 申請號: 201910547301.9
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110683844B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 下田貞紀;波多野桂一
• 申請（專利權）人: 太陽誘電株式會社
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;王磊

本發明所要解決的技術問題在于：提供一種即使低溫下燒制時也顯示高的特性的鈮酸堿系壓電陶瓷組合物。本發明解決技術問題的技術方案在于：該壓電陶瓷組合物以通式Li_xNa_yK_1－x－yNbO₃(其中，0＜x＜1、0＜y＜1、x+y＜1)所示的化合物為主要成分，氟的含量以質量為基準計為100ppm以上且小于1000ppm。

技術領域

本發明涉及壓電陶瓷組合物及其制造方法、壓電陶瓷、壓電元件和壓電振動裝置。

背景技術

關于壓電陶瓷組合物，由含有其的壓電陶瓷所形成的壓電元件，利用因機械位移而產生電荷或者因電極間的電位差而產生機械位移的性質，而被廣泛用于傳感器、驅動器等。

作為這樣的壓電陶瓷組合物，廣泛使用鈦酸鋯酸鉛(Pb(Zr，Ti)O₃、PZT)及其固溶體。PZT系壓電陶瓷組合物具有高的居里溫度，因此能夠得到即使在高溫環境下也能夠使用的壓電元件。另外，PZT系壓電陶瓷組合物具有高的機電耦合系數，因此，也具有可以得到能夠高效地轉換電能和機械能的壓電元件這樣的優點。進一步而言，PZT系壓電陶瓷組合物通過選擇適當的組成，能夠以低于1000℃的溫度進行燒制，因此，也具有能夠降低壓電元件的制造成本的優點。特別是在層疊型壓電元件中，與壓電陶瓷同時燒制的內部電極能夠使用減少了鉑或鈀等高價材料的含量的低熔點的材料，這能夠得到成本大幅降低的效果。然而，PZT系壓電陶瓷組合物含有作為有害物質的鉛，這已被視為問題，要求有取而代之的不含鉛的壓電陶瓷組合物。

迄今為止，作為不含鉛的壓電陶瓷組合物，報告了鈮酸堿((Li，Na，K)NbO₃)系、鈦酸鉍鈉((Bi_0.5Na_0.5)TiO₃、BNT)系、鉍層狀化合物系和鎢青銅系等各種物質。這些中，鈮酸堿系組合物由于居里點高，機電耦合系數也比較大，作為代替PZT系的壓電陶瓷組合物而受到了關注(專利文獻1)。

作為提高鈮酸堿系壓電陶瓷組合物的特性的方法，報告了添加其他的元素或化合物(專利文獻1、2)，以及形成核－殼結構的顆粒(專利文獻3)的方法。并且，在專利文獻3中，作為用于得到上述的核－殼結構的方法，也記載了相對于組成式(Na_xK_1－x)(Nb_yTa_1－y)O₃所示的預燒粉100摩爾，添加作為燒結助劑的LiF并進行燒制的方法。另外，作為提高使用了鈮酸堿系壓電陶瓷組合物的壓電陶瓷或壓電元件的性能的方法，還報告了使結晶在規定的結晶面取向的方法(專利文獻4)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2007/094115號

專利文獻2：日本特開2004－244302號公報

專利文獻3：日本特開2013－35746號公報

專利文獻4：日本特開2009－167071號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

然而，上述的鈮酸堿系壓電陶瓷組合物的特性還不能說充分，特別要求低溫下燒制時顯示高的特性的壓電陶瓷組合物。

因此，本發明所要解決的技術問題在于：提供一種即使低溫下燒制時也顯示高的特性的鈮酸堿系壓電陶瓷組合物。

用于解決技術問題的技術方案

為了解決上述技術問題，本發明人進行了各種研究，結果發現通過在鈮酸堿系壓電陶瓷組合物中含有微量的氟(F)，能夠解決該技術問題，從而完成了本發明。