(57)【要約】【課題】性能劣化し難く信頼性高い圧電スタック及びその製造方法を提供すること。【解決手段】ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電層１１１、１１２と内部電極層１２１、１２２とを交互に積層してなる。上記圧電層１１１、１１２の結晶粒界は、Ｐｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによる粒界充填率が９５％以上である。Ｗ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を含有する圧電層用原料粉末を作製し、該圧電層用原料粉末から圧電層用未焼成シートを作製し、該圧電層用未焼成シートに内部電極層用の導電ペーストを印刷した後に積層して未焼成積層体を作製し、該未焼成積層体を、圧電層１１１、１１２の結晶粒界にＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスが析出すると共に、粒界充填率が９５％以上となるように焼成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電層と内部電極層とを交互に積層してなる圧電スタックであって、
上記圧電層の結晶粒界は、Ｐｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによる粒界充填率が９５％以上であることを特徴とする圧電スタック。
【請求項２】
請求項１において、上記Ｐｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによる粒界充填率が１００％であることを特徴とする圧電スタック。
【請求項３】
ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電層と内部電極層とを交互に積層してなる圧電スタックを製造するに当たり、
Ｗ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を含有する圧電層用原料粉末を作製し、該圧電層用原料粉末から圧電層用未焼成シートを作製し、該圧電層用未焼成シートに内部電極層用の導電ペーストを印刷した後に積層して未焼成積層体を作製し、
該未焼成積層体を、圧電層の結晶粒界にＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスが析出すると共に、圧電層におけるＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによる粒界充填率が９５％以上となるよう焼成することを特徴とする圧電スタックの製造方法。
【請求項４】
請求項３において、上記圧電層用原料粉末は、ＰＺＴを作製可能な原料混合物を仮焼成した仮焼成粉からなるＰＺＴ原料粉末に、Ｗ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を添加して作製することを特徴とする圧電スタックの製造方法。
【請求項５】
請求項３において、上記圧電層用原料粉末は、ＰＺＴを作製可能な原料混合物にＷ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を添加した後に、仮焼成して作製することを特徴とする圧電スタックの製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項において、上記Ｗ系粒界充填添加物中には、ＷＯ3を０．５〜４０ｍｏｌ％含有することを特徴とする圧電スタックの製造方法。
【請求項７】
請求項３〜５のいずれか１項において、上記Ｍｏ系粒界充填添加物中には、ＭｏＯ3を０．５〜４０ｍｏｌ％含有することを特徴とする圧電スタックの製造方法。
【請求項８】
請求項３〜５のいずれか１項において、上記Ｗ系粒界充填添加物及び上記Ｍｏ系粒界充填添加物の双方を用い、両添加物中には、ＷＯ3とＭｏＯ3を合わせて０．５〜４０ｍｏｌ％含有することを特徴とする圧電スタックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用燃料噴射装置等に使用する圧電アクチュエータに用いることができる圧電スタック及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両用内燃機関に対する燃料噴射装置の駆動源として圧電スタックを採用した圧電アクチュエータを用いることがある。
圧電アクチュエータ内の圧電スタックは、高温の燃料や外部の湿気から保護するために気密パッケージに密閉してある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５５６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧電スタックの圧電層は多結晶なセラミックよりなり、従って内部には多数の結晶粒界が存在する。結晶粒界には後述する図６に示すように空隙がある。
高温かつ密閉された環境に圧電スタックを晒した場合、元々吸着していた水分や構成樹脂材料の分解生成物や内部電極層及び圧電層を構成する各種の物質が上記結晶粒界に入り込むことがあり、この現象によって圧電層の絶縁抵抗値等の物性が変わってしまう。
この現象は、圧電スタックの性能劣化や信頼性低下の原因となる。
特に、入り込んだ物質が導電物質である場合、圧電層の絶縁抵抗値が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、性能劣化し難く信頼性高い圧電スタック及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電層と内部電極層とを交互に積層してなる圧電スタックであって、
上記圧電層の結晶粒界は、Ｐｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによる粒界充填率が９５％以上であることを特徴とする圧電スタックにある。
【０００７】
第１の発明にかかる圧電スタックは、結晶粒界がＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによって充填されており、水分や他の物質が入る余地が殆どない。
そのため、圧電層の絶縁抵抗値等の物性の変化を防止して、圧電スタックの性能劣化や信頼性低下を防止することができる。
なお、本発明の圧電層にて結晶粒界は、Ｐｂ−Ｗ系ガラスのみ、Ｐｂ−Ｍｏ系ガラスのみ、またはＰｂ−Ｗ系ガラスとＰｂ−Ｍｏ系ガラスの双方で充填された状態にある（詳細は後述する。）。
【０００８】
また、第２の発明は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電層と内部電極層とを交互に積層してなる圧電スタックを製造するに当たり、
Ｗ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を含有する圧電層用原料粉末を作製し、該圧電層用原料粉末から圧電層用未焼成シートを作製し、該圧電層用未焼成シートに内部電極層用の導電ペーストを印刷した後に積層して未焼成積層体を作製し、
該未焼成積層体を、圧電層の結晶粒界にＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスが析出すると共に、圧電層におけるＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによる粒界充填率が９５％以上となるよう焼成することを特徴とする圧電スタックの製造方法にある。
【０００９】
第２の発明にかかる圧電層用原料粉末は、ＰＺＴからなる圧電層を得るために必要な鉛を含有する材料、ジルコンを含有する材料、チタンを含有する材料の他にＷ系粒界充填添加物すなわちタングステンを含有する材料や、Ｍｏ系粒界充填添加物すなわちモリブデンを含有する材料を含んでいる。
ＷとＭｏは共に６族の金属であり、相図も類似し、同じような性質、また同じような作用効果を備えていると考えられる。そしてＷやＭｏは配合量によって焼成時に比較的低温で液相を形成する。
従って、未焼積層体を焼成した際には、ＰＺＴの結晶粒の粒成長と共に、液相となったＷとＭｏは、ＰＺＴに取り込まれなかった鉛成分と結合しつつ、その他の周囲に存在する他の物質を巻き込みながら、結晶粒界に押し出されて、析出する。この時、ＷはＰｂと化合して、Ｐｂ−Ｗ系ガラスとなり、ＭｏもＰｂと化合してＰｂ−Ｍｏ系ガラスとなる。
【００１０】
こうして、上記ガラスにより結晶粒界が充填されることで、結晶粒界に水分や他の物質が入る余地が殆どなくなる。従って、圧電層の絶縁抵抗値等の物性が変化し難く、圧電スタックの性能劣化や信頼性低下が発生し難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１、第２の発明におけるＰｂ−Ｗ系ガラスは、ＰｂＯ−ＷＯ3、ＰｂＯ−ＷＯ3＋２ＰｂＯ−ＷＯ3等や不純物であるＳｉ等が結合して構成されている。また、Ｐｂ−Ｍｏ系ガラスは、ＰｂＯ−Ｍｏ3、ＰｂＯ−ＭｏＯ3＋２ＰｂＯ−ＭｏＯ3等や不純物であるＳｉ等が結合して構成されている。
第１、第２の発明における圧電層の結晶粒界は、上記ガラスの少なくとも一方で充填されているか、または２種類の上記ガラスにて充填されている。また、２種類のガラスが結合した固溶体にて充填されることもある。
【００１２】
第１、第２の発明にかかる圧電スタックは、圧電層と内部電極層を交互に積層してなるもので、内部電極層に通電することで、各圧電層に電位差を付与し、圧電層を伸張させるものである。内部電極層に対する通電は、圧電スタックの側面に設けた側面電極に通電することで行う。
また、圧電スタックには、圧電層の全面に対し内部電極層を形成する全面電極構成と、圧電層に部分的に内部電極層を設ける部分電極構成（後述する図１、図２参照）とが知られており、第１、第２の発明はいずれの圧電スタックも製造することができる。
また、圧電スタックの積層方向の端面に、通電によって伸張しないダミー層等の別層を設けることがある。
【００１３】
また、第１、第２の発明にかかる圧電スタックにおいて、圧電層は焼結したＰＺＴの多結晶からなり、結晶粒と結晶粒の間に結晶粒界があり、該結晶粒界におけるＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスの粒界充填率が９５％以上となっている。
ここで粒界充填率とは、後述する実施例５や図６、図７に示すごとく、Ｐｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによって充填された領域の粒界長さを、着目した結晶粒全体の粒界長さで割った値（％）である。
ここで全体の粒界長さとは、着目した結晶粒において、「充填されている粒界長さ（つまり結晶粒の界面にＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスが付着している部分の長さ）＋充填されていない粒界長さ」である。
粒界充填率が９５％未満の場合、水分や他の物質が入って圧電層の特性が変化するおそれがある。
また、第１の発明において、粒界充填率が１００％であることがもっとも好ましい（請求項２）。
【００１４】
また、第２の発明において、上記圧電層用原料粉末は、ＰＺＴを作製可能な原料混合物を仮焼成した仮焼成粉からなるＰＺＴ原料粉末に、Ｗ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を添加して作製することが好ましい（請求項４）。
すなわち、ＰＺＴの化学量論比を満たすような元素組成となる原料混合物を得て、仮焼成して仮焼粉となした後、Ｗ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を湿式混合または乾式混合して、粉砕し粒径を整えて圧電層用原料粉末を得ることができる。
【００１５】
また、第２の発明において、上記圧電層用原料粉末は、ＰＺＴを作製可能な原料混合物にＷ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を添加した後に、仮焼成して作製することが好ましい（請求項５）。
すなわち、ＰＺＴの化学量論比を満たすような元素組成となる原料混合物に対し、Ｗ系粒界充填添加物、Ｍｏ系粒界充填添加物を湿式混合または乾式混合し、その後仮焼成して仮焼粉となして、圧電層用原料粉末を得ることができる。
また、Ｗ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物とは、酸化鉛（ＰｂＯ）に、それぞれ酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）を配合した粉末であり、乾式または湿式混合したものか、更に仮焼成し粉砕したものである。
【００１６】
また、上記Ｗ系粒界充填添加物中には、ＷＯ3を０．５〜４０ｍｏｌ％含有することが好ましい（請求項６）。
また、上記Ｍｏ系粒界充填添加物中には、ＭｏＯ3を０．５〜４０ｍｏｌ％含有することが好ましい（請求項７）。
また、上記Ｗ系粒界充填添加物及び上記Ｍｏ系粒界充填添加物の双方を用い、両添加物中には、ＷＯ3とＭｏＯ3を合わせて０．５〜４０ｍｏｌ％含有することが好ましい（請求項８）。
ＷＯ3とＭｏＯ3の含有量が上述した範囲より少ない場合、結晶粒界を十分充填できなくなるおそれがある。反対に、ＷＯ3とＭｏＯ3の含有量が上述した範囲より多い場合、圧電スタックの焼成温度が高くなるおそれがある。
【実施例】
【００１７】
（実施例１）
本発明にかかる、圧電スタックについて図１、図２を用いて説明する。
本例にかかる圧電スタック１は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電層１１１、１１２と内部電極層１２、１２２とを交互に積層してなる。上記圧電層１１１、１１２の結晶粒界は、Ｐｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによる粒界充填率が９５％以上である。
【００１８】
以下、詳細に説明する。
本例の圧電スタックは、図１、図２に示すように、電極控え部１１０以外の部分に内部電極層１２１を設けた圧電層１１１と電極控え部１１０以外の部分に内部電極層１２２を設けた圧電層１１２とを交互に積層してなる。
内部電極層１２１は側面１０１に端部が露出し、内部電極層１２２は側面１０２に端部が露出する。この露出した端部はそれぞれ側面電極１５、１６によって導通させることができる。圧電層１１１、１１２はＰＺＴからなり、内部電極層１２１、１２２はＡｇ−Ｐｄ、側面電極はＡｇからなる。なお、積層方向両端面に配置した圧電層１３１、１３２は通電により伸張しないダミー層である。
【００１９】
圧電スタック１における圧電層１１１、１１２のＰＺＴは多結晶であり、隣接する結晶粒と結晶粒との間の結晶粒界に広がる隙間を有する。この隙間の部分はＰｂ−Ｗ系ガラス及びＰｂ−Ｍｏ系ガラスにより充填され、粒界充填率は９５％以上である。なお、粒界充填率の詳細は実施例５に記載した。
【００２０】
本例にかかる圧電スタック１は、結晶粒界がＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによって充填されており、水分や他の物質が入る余地が殆どない。そのため、圧電層１１１、１１２の絶縁抵抗値等の物性の変化を防止して、圧電スタック１の性能劣化や信頼性低下を防止することができる。
以上、本例によれば、性能劣化し難く信頼性高い圧電スタックを得ることができる。
【００２１】
（実施例２）
本例は、実施例１にかかる圧電スタックの製造方法について説明する。
すなわち、実施例１に示すような、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電層と内部電極層とを交互に積層してなる圧電スタックを作製するには、Ｗ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を含有する圧電層用原料粉末を作製し、該圧電層用原料粉末から圧電層用未焼成シートを作製し、該圧電層用未焼成シートに内部電極層用の導電ペーストを印刷した後に積層して未焼成積層体を作製する。
そして、未焼成積層体を、圧電層の結晶粒界にＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスが析出すると共に、圧電層におけるＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによる粒界充填率が９５％以上となるように焼成する。
【００２２】
そして、上記圧電層用原料粉末は、ＰＺＴを作製可能な原料混合物を仮焼成した仮焼成粉からなるＰＺＴ原料粉末に、Ｗ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を添加して作製する。
または、上記圧電層用原料粉末は、ＰＺＴを作製可能な原料混合物にＷ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を添加した後に、仮焼成して作製する。
【００２３】
以下、詳細に説明する。
まず、圧電層用のスラリーの作製について説明する。
ＰＺＴを作製可能な原料混合物と分散剤とを混合機で混合させ、その後、乾燥させ、更にライカイ機で混合する。
この時、原料混合物は、ＰＺＴの化学量論比よりもＰｂ過剰となったものを用いる。つまり、ＡＢＯ3型の誘電体セラミックである圧電層に、通常Ａ：Ｂ：Ｏ＝１：１：３のモル比となるように配合されるべきところを、鉛を含むＡサイトの成分の合計がＢサイトを１とした時に１．００モル比以上となるようにＡサイトに鉛を過剰に含有させることで、Ｐｂ過剰にしている。
【００２４】
解砕した原料混合物を仮焼成して、仮焼粉となしてＰＺＴ原料粉末となす。
このＰＺＴ原料粉末に、分散剤とＷ系粒界充填添加物及び／またはＭｏ系粒界充填添加物を混ぜて、湿式粉砕し、乾燥後に再びライカイ機にかけて、解砕する。なお、本例では、Ｗ系粒界充填添加物としてＰｂＯにＷＯ3が２０ｍｏｌ％含有されているものを使用した。
次いで、分散剤、溶剤、可塑剤、バインダーを加えて、混合してスラリーとなす。これに脱泡処理を行い、粘度を調整してフィルターで濾過することで圧電層用のスラリーを得る。
【００２５】
次に、内部電極層用のペーストを作製する。
次に、圧電層用のスラリーからドクターブレード法を利用して、グリーンシートを作製する。このグリーンシートを適当な大きさに切断、乾燥後、型で打ち抜いて、圧電層用の未焼成シートを得た。
上記未焼成シートに、内部電極層用のペーストを印刷、乾燥後、所定の枚数を圧着・積層して未焼成積層体を得た。
【００２６】
未焼成積層体は、上記圧電層内部における結晶粒界にＰｂ−Ｗ系ガラスが析出するよう焼成して焼成スタックを得た。
具体的には、図３に示すような焼成炉２に、雰囲気調整剤２３を配置したセッター２２及び未焼積層体２０を配置したセッター２１を積み重ねてセットする。雰囲気調整剤２３はジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ3）を用いた。
最後に、側面電極用の印刷ペーストを図１にかかる側面電極が得られるように焼成体に塗布して、焼き付ける。最後に洗浄、乾燥して、圧電スタック１を得た。
【００２７】
このように、本例にかかる製造方法において圧電層用原料粉末は、ＰＺＴからなる圧電層を得るために必要な鉛を含有する材料、ジルコンを含有する材料、チタンを含有する材料の他にタングステンを含有する材料を含んでいる。
Ｗは焼成することで比較的低温で液相を形成する。
従って、未焼積層体を焼成した際には、ＰＺＴの結晶粒の粒成長と共に、液相となったＷは、ＰＺＴに取り込まれなかった鉛成分と結合しつつ、その他の周囲に存在する他の物質を巻き込みながら、結晶粒界に押し出されて、析出する。この時、ＷはＰｂと化合して、Ｐｂ−Ｗ系ガラスとなる。
【００２８】
こうして、上記ガラスにより結晶粒界が充填されることで、結晶粒界に水分や他の物質が入る余地が殆どなくなる。従って、圧電層の絶縁抵抗値等の物性が変化し難く、圧電スタックの性能劣化や信頼性低下が発生し難くなる。
【００２９】
また、圧電層用のスラリーであるが、次に示す手順で作製することもできる。
すなわち、ＰＺＴを作製可能な原料混合物にＷ系粒界充填添加物とを混ぜて、更に分散剤を混ぜて、混合機で混合させ、その後、仮焼成する。その後、湿式粉砕し、乾燥後に再びライカイ機にかけて、解砕する。
次いで、分散剤、溶剤、可塑剤、バインダーを加えて、混合してスラリーとなす。これに脱法処理を行い、粘度を調整してフィルターで濾過することで圧電層用のスラリーを得る。
この場合も、仮焼成した後にＷ系粒界充填添加物を添加した場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００３０】
（実施例３）
本例は、Ｐｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスの結晶粒界充填率と圧電スタックの性能とについて評価する。
圧電スタックは実施例１に記載した部分電極構成を有し、それぞれ粒界充填率が異なる試料１（粒界充填率９５％と９８％）、比較試料Ｃ１（粒界充填率１０％と５％）を準備した。
【００３１】
各試料を、気密パッケージに封入して温度１９０℃で１〜１０００時間放置して、放置前の絶縁抵抗値をＩＲ０、放置後の絶縁抵抗値をＩＲ１とすると、ＩＲ１／ＩＲ０の値を縦軸に、横軸を耐久時間として、図４の線図に記載した。
ここで気密パッケージとは、圧電スタックを大気から遮断し、かつ圧電スタックへ電気信号を入出力できる構造を備えたものである。
図４に示されるごとく、本発明にかかる試料１は１０００時間経過も殆ど絶縁抵抗値が低下せず、耐久性に優れた圧電スタックであることがわかった。粒界充填率が９５％未満の比較試料Ｃ１は時間の経過と共に絶縁抵抗値が低下することがわかった。
なお、粒界充填率の測定方法は後述する実施例５に、絶縁抵抗値の測定方法は後述する実施例６に記載した。
【００３２】
（実施例４）
本例は、実施例２にかかる製造方法にて作製した圧電スタックの性能について評価した。
圧電スタックは実施例１に記載した部分電極構成を有し、製造の際にＷ系粒界充填添加物を添加した試料２〜５と、製造の際に添加しなかった比較試料Ｃ２とを準備した。なお、比較試料Ｃ２は同じ条件で作製した圧電スタックを２個準備した。
試料２、３はＷＯ3の添加率が実施例２と同じで２０ｍｏｌ％で、試料４、５は４０ｍｏｌ％である。試料２、試料４はＰＺＴを作製可能な原料混合物にＷ系粒界充填添加物とを混ぜて、更に分散剤を混ぜて、混合機で混合させ、その後、仮焼成する。試料３、試料５は反対に原料混合物を仮焼成した後にＷ系粒界充填添加物を混合する。
後述する実施例４に記載したように、結晶粒界におけるＰｂＯ−ＷＯ3系ガラスの粒界充填率について測定し、ＷＯ3の添加率を横軸に、粒界充填率を縦軸として図５にかかる線図にプロットした。
同図より明らかであるが、Ｗ系粒界充填添加物を添加する、すなわちＷＯ3を添加することで、焼成中に液相を形成したＷが結晶粒界を充填するため、粒界充填率として９５％以上の高い値が得られることがわかった。
【００３３】
（実施例５）
圧電層の微細構造と粒界充填率の測定方法について説明する。
圧電スタックにおける圧電層の微細構造は、図６に示すように、不定形の結晶粒３１と結晶粒３１との間である結晶粒界３１０に形成された隙間に充填されたＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラス３２とからなる。
ここで、粒界充填率は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に組み込まれた反射電子検出器から得られた圧電層における結晶粒３１の反射電子像（組成像）から測定した。
実施例３の測定で使用した反射電子検出器の条件は、以下に記載した。
使用機器：走査型電子顕微鏡
メーカー：日立製作所
型式：Ｓ４３００
試料（圧電スタック破面）への蒸着有無：無蒸着
加速電圧：５ｋＶ
観察倍率：数百倍から１万倍
ＷＤ（ワーキングディスタンス）：１５ｍｍ
反射電子検出器：ＹＡＧヤングシンチレータタイプ
【００３４】
観察は電界が印加される領域の圧電スタック破面について実施しており、粒界充填率は、圧電層の結晶粒子３１の１個について、次のように算出した。
すなわち、図７に示すごとく、粒界充填率とは、Ｐｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスによって充填された領域の粒界長さＪ１を、全体の粒界長さＪで割った値（％）である。
ここで全体の粒界長さＪとは、図７に示すごとく、着目するひとつの結晶粒３１において、「充填されている粒界長さＪ１（つまり結晶粒の界面にＰｂ−Ｗ系ガラス及び／またはＰｂ−Ｍｏ系ガラスが付着している部分の長さ）＋充填されていない粒界長さＪ０」である。
実際の測定は、１万倍の倍率にて圧電スタックの破面を観察し、ひとつの破面につき２個の結晶粒子をピックアップして測定し、この測定を３つの破面について実施した。
こうして、合計６個の結晶粒子から得た粒界充填率の平均値を、「圧電スタックの粒界充填率」として用いた。
【００３５】
（実施例６）
絶縁抵抗値の測定方法について説明する。
図８に示すごとく、圧電スタック１を回路保護抵抗４２と１０ｋΩの抵抗器４３、直流電源４１を直列に接続すると共に、１０ｋΩの抵抗器４３に対し並列に接続したデジタルマルチメーター４４からなる測定回路４に接続した。
この測定回路４において、圧電スタック１の側面電極１５、１６から１５０Ｖの直流電圧を印加する。そして２分後にデジタルマルチメーター４４の値を読み取り、この電圧から回路電流値を求めることで、絶縁抵抗値＝１５０／回路電流値より、圧電スタック１の絶縁抵抗値を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１にかかる、圧電スタックの断面説明図。
【図２】実施例１にかかる、圧電層と内部電極層の平面図。
【図３】実施例２にかかる、未焼成積層体を焼成炉を用いて焼成する際の説明図。
【図４】実施例３にかかる、粒界充填率の異なる試料及び比較試料のＩＲ１／ＩＲ０を示す線図。
【図５】実施例４にかかる、ＷＯ3添加率の異なる試料の結晶粒界充填率を示す線図。
【図６】実施例４にかかる、圧電層の結晶粒と結晶粒界を示す説明図。
【図７】実施例４にかかる、結晶粒の充填されている粒界長さＪ１と充填されていない粒界長さＪ０とを示す説明図。
【図８】実施例５にかかる、絶縁抵抗値を測定する測定回路の説明図。
【符号の説明】
【００３７】
１  圧電スタック
１１１、１１２  圧電層
１２１、１２２  内部電極層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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