(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式Ａ［Ｐｂ１−ｘＳｒｘ（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）］Ｏ３＋（１−Ａ）［Ｐｂ｛Ｍｎ１／３（Ｓｂ１−ｚＮｂｚ）２／３｝Ｏ３］で表される母材に１種類の添加剤が０．２５ｗｔ％以下の割合で含まれており、
前記一般式における前記Ａ、ｘ、ｙ、ｚが、それぞれ
０．９≦Ａ＜１．０
０．０２≦ｘ≦０．１０
０．４５≦ｙ≦０．５３
０．００≦ｚ≦１．００
を満たすとともに、
前記添加剤がＭｇＯである、
ことを特徴とする圧電磁器組成物。
【請求項２】
請求項１において、ラインインターセプト法で測定した平均粒子径が、前記母材の組成が同じでＭｇＯを含まない圧電磁器組成物の平均粒子径以上であることを特徴とする圧電磁器組成物。
【請求項３】
一般式Ａ［Ｐｂ１−ｘＳｒｘ（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３］＋（１−Ａ）［Ｐｂ｛Ｍｎ１／３（Ｓｂ１−ｚＮｂｚ）２／３｝Ｏ３］で表される母材に１種類の添加剤が含まれている圧電磁器組成物の製造方法であって、
前記母材の原材料を０．９≦Ａ＜１．０、０．０２≦ｘ≦０．１０、０．４５≦ｙ≦０．５３、０．００≦ｚ≦１．００となるように混合する第１混合ステップと、
前記第１混合ステップにより混合された前記母材の原材料を仮焼成する仮焼成ステップと、
前記仮焼成ステップにより得られた前記原材料の粉体と、前記添加剤としてＭｇＯを０．２５ｗｔ％以下の割合で混合する第２混合ステップと、
前記第２混合ステップにより得た混合されたものにバインダーを添加して造粒したものを所定の形状に成形した上で焼成する焼成ステップと、
を含み、
ことを特徴とする圧電磁器組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電磁器組成物とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電磁器組成物は焼結体であり、粉体からなる原材料を型に入れて目的とする形状に成形するとともにその成形体を焼成することで形成される。圧電磁器組成物（以下、圧電材料とも言う）としてはＰＺＴがよく知られており、このＰＺＴあるいはＰＺＴを主成分とした圧電材料（以下、ＰＺＴ系圧電材料とも言う）は、圧電フィルター、超音波振動子、圧電アクチュエータ、圧電ブザーなどの種々の圧電素子に広く使用されている。
【０００３】
ところで圧電材料の特性として、電気機械結合係数Ｋ（以下、Ｋ定数とも言う）、比誘電率（εｒ）、機械的品質係数（Ｑｍ）がある。そして圧電材料はＱｍが３００以上のＨｉｇｈＱ材とＱｍが３００未満のＬｏｗＱ材とがあり、ＨｉｇｈＱ材に分類されるＰＺＴ系圧電材料ではＫ定数が若干低く、ＬｏｗＱ材のＰＺＴ系圧電材料では高いＫ定数を示すことが知られている。なお以下の非特許文献１には、圧電材料に関する一般的な技術説明、各種特性についての説明、および特性の評価方法などについて詳しく記載されている。また非特許文献２には本発明に関連する技術について記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＦＤＫ株式会社、”圧電セラミックス（技術資料）”、[online]、[平成２６年１１月２７日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.fdk.co.jp/cyber-j/pdf/BZ-TEJ001.pdf＞
【非特許文献２】T. Nagai, H. J. Hwang, M. Yasuoka, M. Sando and K. Niihara, J. Kor. Phys. Soc., 32, S1271-73 (1998).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現時点で最も広く使用されている圧電材料であるＰＺＴ系圧電材料には、ＨｉｇｈＱ材に属しつつかつ高いＫ定数を備えたものがない。周知のごとくＱｍは圧電体が固有振動を起こしたときの共振周波数付近における機械的な振動の鋭さを示す定数でＨｉｇｈＱ材に属する圧電材料は低損失である。Ｋ定数は圧電材料に加えた電気エネルギーを機械的エネルギーに変換する効率を表す定数であり、このＫの値が高ければ高いほど高効率の圧電材料となる。そして現在の圧電素子にはさらなる高性能化が求められており、その要求に応えるためにはＨｉｇｈＱ材に属しながら高いＫ定数を備えた圧電材料が必要となる。そこで本発明はＨｉｇｈＱ材でかつＫ定数の高い圧電磁器組成物およびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、
一般式Ａ［Ｐｂ１−ｘＳｒｘ（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）］Ｏ３＋（１−Ａ）［Ｐｂ｛Ｍｎ１／３（Ｓｂ１−ｚＮｂｚ）２／３｝Ｏ３］で表される母材に１種類の添加剤が０．２５ｗｔ％以下の割合で含まれており、
前記一般式における前記Ａ、ｘ、ｙ、ｚが、それぞれ
０．９≦Ａ＜１．０
０．０２≦ｘ≦０．１０
０．４５≦ｙ≦０．５３
０．００≦ｚ≦１．００
を満たすとともに、
前記添加剤がＭｇＯである、
ことを特徴とする圧電磁器組成物としている。
【０００７】
またラインインターセプト法で測定した平均粒子径が、前記母材の組成が同じでＭｇＯを含まない圧電磁器組成物の平均粒子径以上である圧電磁器組成物としてもよい。
【０００８】
本発明は圧電磁器組成物の製造方法にも及んでおり、当該製造方法は、
一般式Ａ［Ｐｂ１−ｘＳｒｘ（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３］＋（１−Ａ）［Ｐｂ｛Ｍｎ１／３（Ｓｂ１−ｚＮｂｚ）２／３｝Ｏ３］で表される母材に１種類の添加剤が含まれている圧電磁器組成物の製造方法であって、
前記母材の原材料を０．９≦Ａ＜１．０、０．０２≦ｘ≦０．１０、０．４５≦ｙ≦０．５３、０．００≦ｚ≦１．００となるように混合する第１混合ステップと、
前記第１混合ステップにより混合された前記母材の原材料を仮焼成する仮焼成ステップと、
前記仮焼成ステップにより得られた前記原材料の粉体と、前記添加剤としてＭｇＯを０．２５ｗｔ％以下の割合で混合する第２混合ステップと、
前記第２混合ステップにより得た混合されたものにバインダーを添加して造粒したものを所定の形状に成形した上で焼成する焼成ステップと、
を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る圧電磁器組成物によれば、ＨｉｇｈＱ材でかつＫ定数の高いＰＺＴ圧電材料とすることができる。また本発明に係る圧電磁器材料の製造方法によればＨｉｇｈＱ材でかつＫ定数の高いＰＺＴ圧電材料を効率よく製造することができる。なおその他の効果については以下の記載で明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る圧電磁器組成物の製造方法を説明するための工程図である。
【図２】圧電磁器組成物の焼成温度による結晶構造の違いを示す電子顕微鏡写真である。
【図３】圧電磁器組成物の焼成温度と平均粒子径の関係を示す図である。
【図４】圧電磁器組成物におけるＭｇＯの添加量による結晶構造の違いを示す電子顕微鏡写真である。
【図５】圧電磁器組成物におけるＭｇＯの添加量と平均粒子径との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＝＝＝本発明に想到する過程＝＝＝
本発明者はＨｉｇｈＱ材でかつＫ定数の高いＰＺＴ系圧電材料を開発する過程で、Ａ［Ｐｂ１−ｘＳｒｘ（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）］＋（１−Ａ）［Ｐｂ｛Ｍｎ１／３（Ｓｂ１−ｚＮｂｚ）２／３｝Ｏ３］の一般式で記述される化合物（以下、母材とも言う）に着目したところ、ＨｉｇｈＱ材で、円板の広がり振動モードにおけるＫ定数（Ｋｐ）が５０％程度の圧電材料を得ることができた。しかしこの母材の組成を調整してもＨｉｇｈＱ材であることを維持しつつ、さらにＫ定数を向上させることが難しかった。とくにＱｍとしては充分に高いＱｍ≧１０００を維持しつつ、母材よりもＫｐ定数を大きくすることが難しかった。そこで上記の母材に対して多種多様な添加剤について検討したところＭｇＯを添加するとＨｉｇｈＱ材に属しつつＫ定数を向上させることを知見した。そして本発明は、このような知見に基づいて鋭意研究を重ねた結果想到したものである。
【００１２】
＝＝＝本発明に係る実施例＝＝＝
本発明に係る実施例は、上記の母材にＭｇＯが適量添加されており、それによって上記母材の優れた圧電性能を大きく損なうことなく十分なＫ定数を有するものとなっている。そして、本発明の実施例に係る圧電磁器組成物の特性を評価するために、上記母材の組成（Ａ、ｘ、ｙ、ｚの値）とＭｇＯの添加量を変えた各種圧電材料をサンプルとして作製し、各サンプルの圧電特性を評価した。
【００１３】
＝＝＝サンプルの製造手順＝＝＝
図１にサンプルの製造手順を具体的に示した。この図に示したように、まず、母材の原材料となる一般式Ａ［Ｐｂ１−ｘＳｒｘ（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）］＋（１−Ａ）［Ｐｂ｛Ｍｎ１／３（Ｓｂ１−ｚＮｂｚ）２／３｝Ｏ３］に含まれる各金属元素の酸化物を秤量する（ｓ１）。このとき、各原材料の量や割合を変えると、上記一般式中のＡ、ｘ、ｙ、ｚの値が変わる。次に、母材の原材料をボールミル中で溶媒となる純水を入れて２４時間（ｈ）湿式混合する（ｓ２）。それによって、母材の原材料の混合物が粉体状に粉砕される。そして、この粉体状の混合物を大気中にて８００℃〜９５０℃の温度で３ｈ仮焼成する（ｓ３）。
【００１４】
さらに、サンプルに応じて添加剤であるＭｇＯを秤量し、仮焼成によって得た粉体状の母材の原材料と秤量後のＭｇＯをボールミルによって純水中で５ｈ混合しながら粉砕する。（ｓ４→ｓ５、ｓ６）。なおＭｇＯを添加しないサンプルについてはこれらの混合工程（ｓ５）と粉砕工程（ｓ６）を省略する。
【００１５】
そして、仮焼成を経た母材の原材料と添加剤との混合物、あるいは仮焼成を経た母材の原材料にバインダーとなるＰＶＡ水溶液を加えて混合し、適宜な大きさの粒子径（例えば１μｍ）の粉末となるように造粒する（ｓ７）。その後、この造粒された粉末を目的とする形状に成形する（ｓ８）。圧電特性を評価するためのサンプルについては、２５０ＭＰａの圧力で、直径Φ＝１７ｍｍ、厚さｔ＝１．０ｍｍとなる円板状に加工する。そして、その成形物を大気中で１１３０〜１３１０℃で３ｈ焼成し、円板状の圧電磁器組成物とする（ｓ９）。さらにこの円板状の圧電磁器組成物の両面にＡｇ電極を形成した（ｓ１０）。Ａｇ電極の形成は、Ａｇペーストが塗布された圧電磁器組成物を６８０℃の温度中で１ｍｉｎ保持することで行った。そして２．５Ｋｖ／ｍｍの電界を１２０℃のシリコンオイル中で３０ｍｉｎ印加することで分極処理を施して圧電素子を完成した（ｓ１１）。そしてこの圧電素子を圧電磁器組成物（圧電材料）の特性を評価するためのサンプルとした。
【００１６】
＝＝＝特性評価＝＝＝
組成が異なる各種サンプルについて、周知のインピーダンスアナライザを用い、電気機械結合係数Ｋｐ（％）、比誘電率εｒ（＝ε３３Ｔ/ε０）、および機械的品質係数Ｑｍを測定した。なお圧電特性の評価には全て同じ温度（１２８０℃）で焼成したサンプルを用いた。
【００１７】
ところで本発明の目的はＨｉｇｈＱ材に属するＰＺＴ系圧電材料のＫ定数を向上させることにある。そこで作製した各サンプルの圧電特性について、ＨｉｇｈＱ材の条件であるＱｍ≧３００に対して必要充分なＱｍ＞１０００であれば優れたＱｍ特性を有している物として、このＱｍ＞１０００を合格基準とした。また誘電率εｒにおいても実用上十分なεｒ＞１０００を合格基準とした。
【００１８】
表１に各サンプルの組成と各種圧電特性の測定結果を示した。
【００１９】
【表１】
0006438755.tif 000002
【００２０】
＜ＭｇＯの効果＞
まず表１に示した各サンプルの特性測定結果に基づいてＭｇＯの添加することによる効果について検討した。表１においてサンプル１、１６、１７はＭｇＯが添加されていない母材のみからなる圧電材料であり、これらのサンプル１、１６、１７と同じ組成の母材に対してのＭｇＯが添加されているサンプルの圧電特性について見てみる。
【００２１】
まずサンプル１と母材の組成が同じ圧電材料はサンプル１９〜２１である。サンプル１９〜２１の圧電特性を見ると、サンプル１９、２０、２１はＭｇＯの添加率が０．０５ｗｔ％、０．２５ｗｔ％、０．２６ｗｔ％であり、ＭｇＯの添加率を０．２６％としたサンプル２１は、εｒ＞１０００、Ｑｍ＞１０００を満たすことができなかった。しかしＭｇＯの添加率が０．０５ｗｔ％のサンプル１９と、添加量が０．２５ｗｔ％のサンプル２０では、εｒ＞１０００、Ｑｍ＞１０００の合格条件を満たしつつ、サンプル１よりもＫｐが高かった。したがってサンプル１、１９〜２１からＭｇＯの添加量の上限を０．２５ｗｔ％と規定することができる。
【００２２】
またサンプル１６および１７と母材の組成が同じでＭｇＯが添加されているサンプルは、それぞれサンプル１４およびサンプル１８である。そしてサンプル１４およびサンプル１８はＭｇＯが規定範囲の上限である０．２５ｗｔ％添加されている。ここでサンプル１６と１４、およびサンプル１７と１８を比較すると、サンプル１４およびサンプル１８はＭｇＯを添加することによって母材の組成が同じサンプル１６および１７に対してＫｐが増加していることが分かる。またサンプル１４と１８は母材の組成が異なるもののサンプル１に対してもＫｐが増加している。すなわち母材の組成に依らずＭｇＯを添加することによってＫｐが増加することが確認できた。
【００２３】
さらに母材の組成が同じでＭｇＯの添加量が異なるサンプル１８と２３、あるいはサンプル１４と２２を比較すると、母材の組成が同じ場合ではＭｇＯの添加量が少なくなるのにしたがってＫｐが大きくなっていることがわかる。すなわちＭｇＯは極微量含まれていることが望ましいといえる。したがってＭｇＯの最適添加量は先に規定した上限値０．２５ｗｔ％を超えなければ０ｗｔ％より多い割合で含まれていればよいと言える。このように母材に対してＭｇＯが適量添加されている圧電材料は、母材の組成がどのようなものであってもεｒとＱｍが上記の合格基準を満たし、かつ母材のみの圧電材料よりも高いＫｐを示す。
【００２４】
＜母材の組成について＞
つぎに表１に示した結果に基づいて、母剤の組成を決定する上記一般式におけるＡ、ｘ、ｙ、ｚの各値の適正値について検討する。ここではまずｚの適正値について検討する。母材の組成を表す上記一般式における第２項目の化学式で表される組成［Ｐｂ｛Ｍｎ１／３（Ｓｂ１−ｚＮｂｚ）２／３｝Ｏ３］（以下、Ｂサイトともいう、また第１項目｛Ｐｂ1-ｘＳｒｘ（Ｚｒ１-ｙＴｉｙ）Ｏ３｝で表される組成をＡサイトとも言う）に含まれるＳｂとＮｂは互いにｚの値によって相補的に増減する。したがってｚ＝０のサンプル１は母材の組成にＮｂが含まれていないことになる。そこでサンプル１と同様に母材のみからなるサンプル１６と１７の圧電特性について検討してみると、サンプル１６はｚ＝０．５、サンプル１７はｚ＝１であり、それぞれＳｂの半分あるいは全部がＮｂに置換されている。そしてサンプル１６と１７の圧電特性からＮｂの割合が増える（ｚが大きくなる）のに従ってεｒの値が徐々に減少し、Ｑｍの値が徐々に増加していることがわかる。しかしサンプル１６と１７はいずれもεｒ＞１０００、Ｑｍ＞１０００を満たしている。そしてＫｐについてはＮｂの増減に伴って大きな差異は見受けられなかった。すなわちＢサイトにＳｂとＮｂの少なくとも一方が含まれていればよいことになり、ｚの適正値は０≦ｚ≦１となる。
【００２５】
つぎに母材におけるＡの値、すなわちＡサイトとＢサイトの割合については、サンプル１１〜１５の圧電特性を見ると、Ａ＝０．８９のサンプル１１ではεｒとＱｍについては合格条件を満たしていたが、Ｋｐ＝４７％でサンプル１におけるＫｐ＝５２％に対して低下した。サンプル１５はＡ＝１．００であり母材がＡサイトの成分のみで構成されている。すなわちＢサイトが存在しない。したがって表１におけるサンプル１５の組成のｚの欄では、Ｂサイトに含まれるＮｂの割合を示すｚの値そのものが無意味であるので「―」と記載している。そしてこのサンプル１５ではεｒとＱｍが合格条件を満たしていたが、Ｋｐ＝５２％でサンプル１と同じであり、Ｋｐの向上が認められなかった。したがってＡの適正範囲は０．９０≦Ａ＜１．００と規定できる。そしてｘの値についてはサンプル２〜６より０．０２≦ｘ≦０．１０と規定することができ、ｙの値についてはサンプル７〜１０より０．４５≦ｙ≦０．５３と規定することができる。
【００２６】
＜粒子径について＞  
上述したように母材にＭｇＯが適量添加された圧電材料は、Ｑｍが充分に大きなＨｉｇｈＱ材（Ｑｍ＞１０００）で、かつ実用的なεｒ（＞１０００）を有しつつ同じ組成の母材のみからなる圧電材料に対して高いＫｐを示す。そこでＭｇＯを添加することによってＫｐが増加するメカニズムについて、結晶構造の変化という観点から検討してみた。具体的には表１におけるサンプル１および１９と同じ組成としつつ焼成温度が異なる各種圧電材料を作製し、その各種圧電材料の結晶構造を電子顕微鏡にて観察した。図２に作製した各種圧電材料のうち、１１９０℃、１２５０℃、および１３１０℃で焼成した圧電材料の電子顕微鏡写真を示した。図２（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）は組成がサンプル１と同じでＭｇＯを含まない圧電材料である。そして図（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）はそれぞれ焼成温度を１１９０℃、１２５０℃、および１３１０℃としたときの圧電材料の結晶構造を示している。また図２（Ｄ）、（Ｅ）、および（Ｆ）は組成がサンプル１９と同じでＭｇＯを含む圧電材料であり、焼成温度がそれぞれ１１９０℃、１２５０℃、および１３１０℃のときの結晶構造を示している。
【００２７】
図２（Ａ）と（Ｄ）、（Ｂ）と（Ｅ）、および（Ｃ）と（Ｆ）を比較すると、焼成温度が同じ場合ではＭｇＯを添加することで結晶の粒子径が大きくなっていることが分かる。すなわち粒成長が促進されている。このことからＭｇＯは焼結助剤あるいは粒成長促進剤として作用していると考えられる。言い換えればＭｇＯを添加することによりＫｐが増加した原因は、粒成長が促進された結果によるものと考えることができる。
【００２８】
確かに図２（Ｃ）に示したように、１３１０℃の高温で焼成すればＭｇＯを添加しなくても粒成長が促進される。しかしこの焼成温度では母在中のＰｂが揮発する可能性がある。Ｐｂが揮発すれば、圧電材料を製造する際に混合した母材の原料混合比と実際に焼成された圧電材料における母材の組成比とがずれてしまう。もちろんＰＺＴ系圧電材料における主要な成分であるＰｂの割合が相対的に減少すれば圧電特性が大きく低下する。そこで各種圧電材料のそれぞれにおける焼成温度と粒子径との関係を調べてみた。図３にＭｇＯを添加している圧電材料と添加していない圧電材料における焼成温度と粒子径の関係を示した。なお粒子径は周知のラインインターセプト法によって特定した平均粒子径としている。この図３に示したように、ＭｇＯを添加していない圧電材料では焼成温度が１３００℃近辺から急激に粒子径が増加している。一方ＭｇＯを添加した圧電材料では焼成温度の上昇とともに粒子径も徐々に増加している。すなわちＭｇＯを添加することでＰｂを揮発させることなく確実に粒成長を促進させることができることが確認された。
【００２９】
ところでＭｇＯを添加することによりＫｐが増加した原因が粒成長の促進にあると考えると、母材の組成による圧電特性の差異が専ら元素自体の特性に左右されているのに対し、ＭｇＯを添加することによる圧電特性の差異は粒子径の大きさに左右されていると考えることができる。そこで母材の組成が同じでＭｇＯの添加量が異なる各種圧電材料の粒子径を調べてみた。図４は表１におけるサンプル１と同じ組成の母材に対してＭｇＯの添加量が異なる各種圧電材料の結晶構造を示す電子顕微鏡写真である。なお図４に示した各種圧電材料は全て１２８０℃で焼成したものであり、表１におけるサンプル１、１９、２０とＭｇＯを０．２０ｗｔ％添加した圧電材料である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）はそれぞれサンプル１、サンプル１９、ＭｇＯを０．２０ｗｔ％添加した圧電材料、およびサンプル２０に対応している。また図５は図４に示した電子顕微鏡写真に基づいて特定したＭｇＯの添加量と粒子径との関係を示す図である。図５における粒子径もラインインターセプト法に基づく平均粒子径である。図４（Ａ）、（Ｄ）や図５に示したように母材にＭｇＯを上限（０．２５ｗｔ％）まで添加した圧電材料（サンプル２０）と母材のみの圧電材料（サンプル１）とではほとんど粒子径が同じである。これは母材の組成が同じであれば、ＭｇＯを添加したときの粒子径がＭｇＯを添加していないときの粒子径以上であれば母材のみの圧電材料よりも高いＫｐが得られることを示唆している。したがって母材の組成を規定した上で、その母材にＭｇＯを０．２５ｗｔ％以下の割合で添加した圧電材料の粒子径がその母材のみからなる圧電材料の粒子径以上であれば、そのＭｇＯを添加した圧電材料はより確実にＨｉｇｈＱ材に属しつつ高いＫ定数を有するものとなる。
【００３０】
＝＝＝製造方法について＝＝＝
表１に示した各サンプルは図１に示した手順によって作成されたものである。すなわちまず母材の原材料を混合したものを仮焼成し、その仮焼成によって得られた粉体に添加剤であるＭｇＯを添加してから焼成していた。しかし圧電材料の製造手順としては最初に母材の原料と添加剤を混合しその混合物を成形して焼成するとう手順（以下、原料混合法とも言う）もある。そこで表１におけるサンプル１９、２０、２２、２３とおなじ組成としつつ製造手順に原料混合法を採用したサンプルを作製し、各サンプルの圧電特性を調べてみた。
【００３１】
表２に原料混合法で作製したサンプルの圧電特性を示した。
【００３２】
【表２】
0006438755.tif 000003
表２に示したサンプル２４、２５、２６、２７は、それぞれ表１に示したサンプル１９、２０、２２、２３と同じ組成である。しかし組成が同じであるにも拘わらず、原料混合法で作製したサンプルではＫｐとεｒが低下していた。ＭｇＯの添加量が上限（０．２５ｗｔ％）であるサンプル２５についてはεｒが合格基準を僅かに上回った程度である。しかも同じ組成のサンプルは一つではなく複数個作り、表１や表２に示した特性は同じ組成を有する複数の固体の特性を平均した値である。そしてサンプル２５については合格基準を下回る固体も存在していた。したがって本発明の実施例に係る圧電材料は図１に示した手順で作製することが望ましい。
【００３３】
＜仮焼成による作用と効果＞
上述したように本発明の実施例に係る圧電材料では母材にＭｇＯを適量添加することで高いＫ定数を有しているが、製造方法によって圧電特性に差異が生じることも事実である。そこで製造方法と圧電特性との関係について考察してみる。一般的にはＰＺＴへＭｇＯを添加するとＭｇ２＋がアクセプタイオンとして働き、Ｂサイトへの固溶により酸素空孔を生じる。その結果εｒが減少し、結晶構造におけるドメイン壁の動きが限定されてＱｍが増大する。その一方でモルフォロトピック層境界（ＭＰＢ）近傍の組成に対してアクセプタイオンとなりうる酸化物を添加するとＫ定数が減少することが知られている。しかし本発明の実施例に係る圧電材料では、ＭｇＯをアクセプタイオンとして作用させずに母材中に導入することが容易になったものと思われる。すなわちＰＺＴ系の母材に対するＭｇＯの反応性が乏しく、ＭｇＯがＰＺＴ系の母材に対して固溶し難い状態となり、その結果としてＫ定数が改善されたものと思われる。
【００３４】
さらに母材の原料を仮焼成した後にＭｇＯを添加し、その上で焼成するという製造方法では、仮焼成により順安定状態となった母材へ適量のＭｇＯを添加することであり、ＭｇＯをアクセプタイオンとして作用させずにより確実に母材中に導入することができると考えられる。
【符号の説明】
【００３５】
ｓ１  母材原材料秤量工程、ｓ２  混合粉砕工程、ｓ３  仮焼成工程、ｓ５  ＭｇＯ混合工程、ｓ７  造粒工程、ｓ８  成形工程、ｓ９  焼成工程、ｓ１１  分極工程
【図１】
0006438755.tif 000004
【図２】
0006438755.tif 000005
【図３】
0006438755.tif 000006
【図４】
0006438755.tif 000007
【図５】
0006438755.tif 000008