(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式｛Ｌｉｙ（Ｎａ１−ｘＫｘ）１−ｙ｝ａ（Ｎｂ１−ｚ−ｗＴａｚＳｂｗ）Ｏ３で表され、ａ，ｘ，ｙ，ｚ及びｗが、それぞれ、１＜ａ≦１．０５，０．３０≦ｘ≦０．７０，０．０２≦ｙ≦０．１０，０≦ｚ≦０．５及び０．０１≦ｗ≦０．１を満たす組成を有するペロブスカイト型酸化物と、
前記ペロブスカイト型酸化物に添加されたＭｎ化合物と、
からなり、
Ｍｎが前記ペロブスカイト型酸化物の結晶格子に取り込まれず、
前記ペロブスカイト型酸化物１００モル部に対する前記Ｍｎ化合物の添加量がＭｎ原子換算で０．００１モル部以上０．１モル部以下である
圧電／電歪磁器組成物。
【請求項２】
一般式｛Ｌｉｙ（Ｎａ１−ｘＫｘ）１−ｙ｝ａ（Ｎｂ１−ｚ−ｗＴａｚＳｂｗ）Ｏ３で表され、ａ，ｘ，ｙ，ｚ及びｗが、それぞれ、１＜ａ≦１．０５，０．３０≦ｘ≦０．７０，０．０２≦ｙ≦０．１０，０≦ｚ≦０．５及び０．０１≦ｗ≦０．１を満たす組成を有するペロブスカイト型酸化物と、
前記ペロブスカイト型酸化物に添加されたＭｎ化合物と、
からなり、
Ｘ線源にＣｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折パターンにおいて、２θ＝４４〜４７°の範囲に見られる前記ペロブスカイト化合物に由来する主要な２つのピークのうち、高角側のピークから求めた面間隔に対する低角側のピークから求めた面間隔の比が１．００３以上１．０２５以下であり、
Ｍｎが前記ペロブスカイト型酸化物の結晶格子に取り込まれず、
前記ペロブスカイト型酸化物１００モル部に対する前記Ｍｎ化合物の添加量がＭｎ原子換算で０．００１モル部以上０．１モル部以下である
圧電／電歪磁器組成物。
【請求項３】
ＬｉＳｂＯ３の異相を含まない請求項１又は請求項２に記載の圧電／電歪磁器組成物。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の圧電／電歪磁器組成物の焼結体である圧電／電歪体膜と、
前記圧電／電歪体膜の両主面上の電極膜と、
を備える圧電／電歪素子。
【請求項５】
前記圧電／電歪体膜がＬｉＳｂＯ３の異相を含まない請求項４に記載の圧電／電歪素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電／電歪磁器組成物及び当該圧電／電歪磁器組成物を用いた圧電／電歪素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電／電歪アクチュエータは、サブミクロンのオーダーで変位を精密に制御することができるという利点を有する。特に、圧電／電歪磁器組成物の焼結体を圧電／電歪体として用いた圧電／電歪アクチュエータは、変位を精密に制御することができる他にも、電気機械変換効率が高く、発生力が大きく、応答速度が速く、耐久性が高く、消費電力が少ないという利点も有し、これらの利点を生かして、インクジェットプリンタのヘッドやディーゼルエンジンのインジェクタ等に採用されている。
【０００３】
圧電／電歪アクチュエータ用の圧電／電歪磁器組成物としては、従来、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3（ＰＺＴ）系の圧電／電歪磁器組成物が用いられていたが、焼結体からの鉛の溶出が地球環境に与える影響が強く懸念されるようになってからは、（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ3系の圧電／電歪磁器組成物も検討されている。
【０００４】
また、特許文献１及び特許文献２に示すように、圧電／電歪特性を改善するためにＢサイト元素としてＳｂを含む（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）（Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ）Ｏ3系の圧電／電歪磁器組成物も検討されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）（Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ）Ｏ3系の圧電／電歪磁器組成物において、Ｂサイト元素の原子数よりもＡサイト元素の原子数を過剰にすることにより、圧電／電歪特性を向上することができることが示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０６１７９号公報
【特許文献２】特開２００４−２４４２９９号公報
【特許文献３】国際公開第２００６／０９５７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）（Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ）Ｏ3系の圧電／電歪磁器組成物では、圧電／電歪アクチュエータ用として重要な高電界印加時の電界誘起歪が必ずしも十分ではないという問題があった。
【０００８】
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、高電界印加時の電界誘起歪が良好な（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）（Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ）Ｏ3系の圧電／電歪磁器組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、一般式｛Ｌｉｙ（Ｎａ１−ｘＫｘ）１−ｙ｝ａ（Ｎｂ１−ｚ−ｗＴａｚＳｂｗ）Ｏ３で表され、ａ，ｘ，ｙ，ｚ及びｗが、それぞれ、１＜ａ≦１．０５，０．３０≦ｘ≦０．７０，０．０２≦ｙ≦０．１０，０≦ｚ≦０．５及び０．０１≦ｗ≦０．１を満たす組成を有するペロブスカイト型酸化物と、前記ペロブスカイト型酸化物に添加されたＭｎ化合物とからなる圧電／電歪磁器組成物である。Ｍｎは、前記ペロブスカイト型酸化物の結晶格子に取り込まれない。前記ペロブスカイト型酸化物１００モル部に対する前記Ｍｎ化合物の添加量がＭｎ原子換算で０．００１モル部以上０．１モル部以下である。
【００１３】
請求項２の発明は、一般式｛Ｌｉｙ（Ｎａ１−ｘＫｘ）１−ｙ｝ａ（Ｎｂ１−ｚ−ｗＴａｚＳｂｗ）Ｏ３で表され、ａ，ｘ，ｙ，ｚ及びｗが、それぞれ、１＜ａ≦１．０５，０．３０≦ｘ≦０．７０，０．０２≦ｙ≦０．１０，０≦ｚ≦０．５及び０．０１≦ｗ≦０．１を満たす組成を有するペロブスカイト型酸化物と、前記ペロブスカイト型酸化物に添加されたＭｎ化合物とからなり、Ｘ線源にＣｕ−Ｋαを用いたＸ線回折パターンにおいて、２θ＝４４〜４７°の範囲に見られる前記ペロブスカイト化合物に由来する主要な２つのピークうち、高角側のピークから求めた面間隔に対する低角側のピークから求めた面間隔の比が１．００３以上１．０２５以下である圧電／電歪磁器組成物である。Ｍｎは、前記ペロブスカイト型酸化物の結晶格子に取り込まれない。前記ペロブスカイト型酸化物１００モル部に対する前記Ｍｎ化合物の添加量がＭｎ原子換算で０．００１モル部以上０．１モル部以下である。
【００１４】
請求項３の発明は、ＬｉＳｂＯ３の異相を含まない請求項１又は請求項２に記載の圧電／電歪磁器組成物である。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の圧電／電歪磁器組成物の焼結体である圧電／電歪体膜と、前記圧電／電歪体膜の両主面上の電極膜とを備える圧電／電歪素子である。
【００１６】
請求項５の発明は、前記圧電／電歪体膜がＬｉＳｂＯ３の異相を含まない請求項４に記載の圧電／電歪素子である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高電界印加時の電界誘起歪が良好な（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）（Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ）Ｏ3系の圧電／電歪磁器組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、本発明の望ましい実施形態に係る圧電／電歪磁器組成物について説明し、しかる後に、当該圧電／電歪磁器組成物を用いたアクチュエータについて説明する。ただし、以下の説明は、本発明の圧電／電歪磁器組成物の用途がアクチュエータに限られることを意味するものではない。例えば、本発明の圧電／電歪磁器組成物をセンサ等の圧電／電歪素子に用いてもよい。
【００１９】
＜１  圧電／電歪磁器組成物＞
｛組成｝
本発明の望ましい実施形態に係る圧電／電歪磁器組成物は、Ａサイト元素としてリチウム（Ｌｉ），ナトリウム（Ｎａ）及びカリウム（Ｋ）を含み、Ｂサイト元素としてニオブ（Ｎｂ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含み、Ｂサイト元素の総原子数に対するＡサイト元素の総原子数の比（いわゆるＡ／Ｂ比）が１より大きいペロブスカイト型酸化物に微量のＭｎ化合物を添加したものである。なお、このペロブスカイト型酸化物に、Ａサイト元素として銀（Ａｇ）等の１価元素をさらに含有させてもよいし、Ｂサイト元素としてタンタル（Ｔａ）やバナジウム（Ｖ）等の５価元素をさらに含有させてもよい。
【００２０】
主成分であるペロブスカイト型酸化物の組成は、一般式｛Ｌｉy（Ｎａ1-xＫx）1-y｝a（Ｎｂ1-z-wＴａzＳｂw）Ｏ3で表され、ａ，ｘ，ｙ，ｚ及びｗが、それぞれ、１＜ａ≦１．０５，０．３０≦ｘ≦０．７０，０．０２≦ｙ≦０．１０，０≦ｚ≦０．５及び０．０１≦ｗ≦０．１を満たすようにすることが好ましい。
【００２１】
Ａ／Ｂ比を１＜ａとしたのは、粒成長を促進させ、緻密化させるためである。Ａ／Ｂ比を１≧ａとしたものは、粒成長を促進させるために１１００℃以上の加熱が必要となる。この場合、アルカリ成分の蒸発が起こり易くなり、組成が変動することで特性が不安定になる。Ａ／Ｂ比を１＜ａとすることで、焼成温度を１１００℃以下とすることができ、組成の変動を回避することができる。これは、余剰のアルカリ成分の存在により、焼成過程において異相（低融点相）が生成することが影響しているものと推察される。
【００２２】
一方、Ａ／Ｂ比をａ≦１．０５としたのは、この範囲を上回ると、誘電損失が増加し、高電界印加時の電界誘起歪が小さくなる傾向があるからである。誘電損失の増加は、高電界を印加するアクチュエータ用の圧電／電歪磁器組成物では問題が大きい。
【００２３】
Ｓｂ置換量を０．０１≦ｗ≦０．１としたのは、この範囲内において、圧電／電歪特性が高くなる正方晶−斜方晶相転移温度（以下、単に「相転移温度」という）ＴOTを大きく変動させることなく（望ましくは５０℃以下）、高電界印加時の電界誘起歪を大きくすることができるからである。特に、Ｓｂ置換量を０．０１≦ｗ≦０．０５とした場合は、相転移温度ＴOTを殆ど変動させることなく（望ましくは１０℃以下）高電界印加時の電界誘起歪を特に大きくすることができる。これは、Ａ／Ｂ比を１＜ａとした場合、Ｓｂ置換量が０．０１≦ｗ≦０．０５の範囲を上回ると、ＬｉＳｂＯ3の異相が焼結体の内部に生成してペロブスカイト単相が得られなくなり相転移温度ＴOTが上昇傾向となるからである。
【００２４】
Ｋ、Ｌｉ及びＴａ量をそれぞれ０．３０≦ｘ≦０．７０，０．０２≦ｙ≦０．１０及び０≦ｚ≦０．５としたのは、この範囲内でアクチュエータ用として好適な圧電／電歪磁器組成物を得ることができるからである。
【００２５】
例えば、ｘがこの範囲を下回ると、圧電／電歪特性が急激に低下する。一方、ｘがこの範囲を上回ると、焼結が困難になり、焼成温度を高くしなければならなくなる。焼成温度を高くすることが望ましくないのは、焼成温度を高くすると、圧電／電歪磁器組成物に含まれるアルカリ成分が蒸発し、圧電／電歪特性を安定して得ることができなくなるからである。
【００２６】
また、ｙがこの範囲を下回ると、やはり、焼結が困難になり、焼成温度を高くしなければならなくなる。一方、ｙがこの範囲を上回ると、異相の析出が多くなり、絶縁性が低下する。
【００２７】
さらに、ｚがこの範囲を上回ると、やはり、焼結が困難になり、焼成温度を高くしなければならなくなる。
【００２８】
副成分であるＭｎ化合物は、ペロブスカイト型酸化物１００モル部に対するＭｎ原子換算の添加量が３モル部以下となるように添加することが望ましい。Ｍｎ化合物の添加量を３モル部以下としたのは、この範囲を上回ると、誘電損失が増加し、高電界印加時の電界誘起歪が小さくなる傾向があるからである。
【００２９】
ここで、Ｍｎ化合物の添加量はごく微量でも足りる。例えば、ペロブスカイト型酸化物１００モル部に対してＭｎ原子換算で０．００１モル部のＭｎ化合物を添加したに過ぎない場合でも、焼結体の分極処理は容易になり、Ｓｂによる置換との相乗効果により、高電界印加時の電界誘起歪も大きくすることができる。
【００３０】
Ｍｎ化合物は、原子価が主として２価のＭｎの化合物であることが望ましい。例えば、酸化マンガン（ＭｎＯ）やマンガンが固溶したその他の化合物であることが望ましく、ニオブ酸三リチウム（Ｌｉ3ＮｂＯ4）にマンガンが固溶した化合物であることが特に望ましい。ここで、「主として２価」とは、原子価が２価以外のＭｎの化合物を含んでいてもかまわず、最も多く含まれる原子価が２価であればよいことを意味している。Ｍｎの原子価は、Ｘ線吸収端構造（ＸＡＮＥＳ；X-ray absorption near-edge structure）により確認することができる。また、Ｍｎは、母相であるペロブスカイト型酸化物の結晶格子に取り込まれることなく、マンガン化合物の異相を構成する元素としてセラミックス焼結体の内部に存在していることが望ましい。
【００３１】
このようなＭｎ化合物を焼結体の内部に導入することにより、Ｍｎ化合物の添加による
ハード化を防ぐことができ、電界誘起歪を大きくすることができる。
【００３２】
｛相転移温度｝
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）（Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ）Ｏ3系のペロブスカイト型酸化物及びその変性物は、一般的に言って、高温から低温に向かって立方晶、正方晶、斜方晶の順に逐次相転移するが、本発明の望ましい実施形態に係る圧電／電歪磁器組成物では、相転移温度ＴOTが室温の近傍となるように組成を選択することが望ましく、室温の極近傍となるように組成を選択することがさらに望ましい。相転移温度ＴOTが室温の近傍にあれば、高電界印加時の電界誘起歪を大きくすることができるからである。ここで、相転移温度は誘電率が温度に対して極値を持つ時の温度とする。（高温から温度を下げた時の第一のピークを立方晶−正方晶相転移温度、第二のピークを正方晶−斜方晶相転移温度とするが、測定条件により降温時と昇温時におけるピークは僅かながら異なる。ここでは、昇温時の正方晶−斜方晶相転移温度をＴOTとする。）。
【００３３】
｛結晶系及び格子歪｝
また、本発明の望ましい実施形態に係る圧電／電歪磁器組成物では、結晶系が正方晶又は斜方晶であって、その格子歪がある程度小さくなるように組成を選択することが望ましい。具体的には、Ｘ線源にＣｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折パターンにおいて、２θ＝４４〜４７°の範囲に見られる強度の大きい、ペロブスカイト化合物に由来する主要な２つのピークのうち、高角側のピークから求めた面間隔に対する低角側のピークから求めた面間隔の比が１．００３以上１．０２５以下となるように組成を選択することが望ましい。ここで、結晶系が正方晶である場合、高角側のピークから求めた面間隔は（２００）面の間隔に、低角側のピークから求めた面間隔は（００２）面の間隔に対応し、その比はａ軸方向の格子定数ａに対するｃ軸方向の格子定数ｃの比ｃ／ａを意味する。即ち、結晶系が正方晶である場合、ｃ／ａが１．００３以上１．０２５以下となるように組成を選択することが望ましい。面間隔がこれらの範囲内であれば、ドメインの回転が容易になり、高電界印加時の電界誘起歪を向上することができるからである。
【００３４】
｛原料粉末の製造｝
係る圧電／電歪磁器組成物の原料粉末の製造にあたっては、まず、圧電／電歪磁器組成物の構成元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｍｎ等）の素原料に分散媒を加えてボールミル等で混合する。素原料としては、酸化物、炭酸塩及び酒石酸塩等の化合物を用いることができ、分散媒としては、エタノール、トルエン、アセトン等の有機溶剤を用いることができる。そして、得られた混合スラリーから蒸発乾燥や濾過等の手法により分散媒を除去し、混合原料を得る。続いて、混合原料を６００〜１３００℃で仮焼することにより、原料粉末を得ることができる。なお、所望の粒子径の原料粉末を得るために、仮焼後にボールミル等で粉砕を行ってもよい。また、固相反応法ではなくアルコキシド法や共沈法により原料粉末を製造してもよい。さらに、ペロブスカイト型酸化物を合成した後にＭｎ化合物を構成するＭｎを供給するＭｎの素原料を添加してもよい。この場合、Ｍｎの素原料として二酸化マンガン（ＭｎＯ2）を合成したペロブスカイト型酸化物に添加することが望ましい。このようにして添加された二酸化マンガンを構成する４価のＭｎは、焼成中に還元されて２価のＭｎとなり、電界誘起歪の向上に寄与する。また、Ｂサイト元素のコロンバイト化合物を経由してペロブスカイト型酸化物を合成してもよい。
【００３５】
原料粉末の平均粒子径は、０．０７〜１０μｍであることが好ましく、０．１〜３μｍであることがさらに好ましい。また、原料粉末の粒子径の調整のために、原料粉末を４００〜８５０℃で熱処理してもよい。微細な粒子ほど他の粒子と一体化しやすいので、この熱処理を行うと、粒子径が均一な原料粉末を得ることができ、粒径が均一な焼結体を得ることができる。
【００３６】
＜２  圧電／電歪アクチュエータ＞
｛全体構造｝
図１及び図２は、先述の圧電／電歪磁器組成物を用いた圧電／電歪アクチュエータ１，２の構造例の模式図であり、図１は、単層型の圧電／電歪アクチュエータ１の断面図、図２は、多層型の圧電／電歪アクチュエータ２の断面図となっている。
【００３７】
図１に示すように、圧電／電歪アクチュエータ１は、基体１１の上面に、電極膜１２１、圧電／電歪体膜１２２及び電極膜１２３をこの順序で積層した構造を有している。圧電／電歪体膜１２２の両主面上の電極膜１２１，１２３は、圧電／電歪体膜１２２を挟んで対向している。電極膜１２１、圧電／電歪体膜１２２及び電極膜１２３を積層した積層体１２は基体１１に固着されている。
【００３８】
また、図２に示すように、圧電／電歪アクチュエータ２は、基体２１の上面に、電極膜２２１、圧電／電歪体膜２２２、電極膜２２３、圧電／電歪体膜２２４及び電極膜２２５をこの順序で積層した構造を有している。圧電／電歪体膜２２２の両主面上の電極膜２２１，２２３は、圧電／電歪体膜２２２を挟んで対向しており、圧電／電歪体膜２２４の両主面上の電極膜２２３，２２５は、圧電／電歪体膜２２４を挟んで対向している。電極膜２２１、圧電／電歪体膜２２２、電極膜２２３、圧電／電歪体膜２２４及び電極膜２２５を積層した積層体２２は基体２１に固着されている。なお、図２には、圧電／電歪体膜が２層である場合が図示されているが、圧電／電歪体膜が３層以上となってもよい。
【００３９】
ここで「固着」とは、有機接着剤や無機接着剤を用いることなく、基体１１，２１と積層体１２，２２との界面における固相反応により、積層体１２，２２を基体１１，２１に接合することをいう。なお、基体と積層体の最下層の圧電／電歪体膜との界面における固相反応により積層体を基体に接合してもよい。
【００４０】
圧電／電歪アクチュエータ１，２では、電圧が印加されると、印加された電圧に応じて圧電／電歪体１２２，２２２，２２４が電界と垂直な方向に伸縮し、その結果として屈曲変位を生じる。
【００４１】
｛圧電／電歪体膜｝
圧電／電歪体膜１２２，２２２，２２４は、先述の圧電／電歪磁器組成物の焼結体である。
【００４２】
圧電／電歪膜１２２，２２２，２２４の膜厚は、０．５〜５０μｍであることが好ましく、０．８〜４０μｍであることがさらに好ましく、１〜３０μｍであることが特に好ましい。この範囲を下回ると、緻密化が不十分になる傾向があるからである。また、この範囲を上回ると、焼結時の収縮応力が大きくなるため、基体１１，２１の板厚を厚くする必要が生じ、圧電／電歪アクチュエータ１，２の小型化が困難になるからである。
【００４３】
｛電極膜｝
電極膜１２１，１２３，２２１，２２３，２２５の材質は、白金、パラジウム、ロジウム、金若しくは銀等の金属又はこれらの合金である。中でも、焼成時の耐熱性が高い点で白金又は白金を主成分とする合金が好ましい。また、焼成温度によっては、銀−パラジウム等の合金も好適に用いることができる。
【００４４】
電極膜１２１，１２３，２２１，２２３，２２５の膜厚は、１５μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがさらに好ましい。この範囲を上回ると、電極膜１２１，１２３，２２１，２２３，２２５が緩和層として機能し、屈曲変位が小さくなる傾向があるからである。また、電極膜１２１，１２３，２２１，２２３，２２５がその役割を適切に果たすためには、膜厚は、０．０５μｍ以上であることが好ましい。
【００４５】
電極膜１２１，１２３，２２１，２２３，２２５は、圧電／電歪体膜１２２，２２２，２２４の屈曲変位に実質的に寄与する領域を覆うように形成することが好ましい。例えば、圧電／電歪体膜１２２，２２２，２２４の中央部分を含み、圧電／電歪体膜１２２，２２２，２２４の両主面の８０％以上の領域を覆うように形成することが好ましい。
【００４６】
｛基体｝
基体１１，２１の材質は、セラミックスであるが、その種類に制限はない。もっとも、耐熱性、化学的安定性及び絶縁性の観点から、安定された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ムライト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ガラスからなる群から選択される少なくとも１種類を含むセラミックスが好ましい。中でも、機械的強度及び靭性の観点から安定化された酸化ジルコニウムがさらに好ましい。ここで、「安定化された酸化ジルコニウム」とは、安定化剤の添加によって結晶の相転移を抑制した酸化ジルコニウムをいい、安定化酸化ジルコニウムの他、部分安定化酸化ジルコニムを包含する。
【００４７】
安定化された酸化ジルコニウムとしては、例えば、１〜３０ｍｏｌ％の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化イットリニウム、酸化イッテルビウム若しくは酸化セリウム又は希土類金属の酸化物を安定化剤として含有させた酸化ジルコニウムをあげることができる。中でも、機械的強度が特に高い点で、酸化イットリニウムを安定化剤として含有させた酸化ジルコニウムが好ましい。酸化イットリニウムの含有量は、１．５〜６ｍｏｌ％であることが好ましく、２〜４ｍｏｌ％であることがさらに好ましい。また、酸化イットリニウムに加えて、０．１〜５ｍｏｌ％の酸化アルミニウムを含有させることもさらに好ましい。安定化された酸化ジルコニウムの結晶相は、立方晶と単斜晶との混合晶、正方晶と単斜晶との混合晶又は立方晶と正方晶と単斜晶との混合晶等であってもよいが、主たる結晶相が正方晶と立方晶との混合晶又は正方晶となっていることが、機械的強度、靭性及び耐久性の観点から好ましい。
【００４８】
基体１１，２１の板厚は、１〜１０００μｍが好ましく、１．５〜５００μｍがさらに好ましく、２〜２００μｍが特に好ましい。この範囲を下回ると、圧電／電歪アクチュエータ１，２の機械的強度が低下する傾向にあるからである。また、この範囲を上回ると、基体１１，２１の剛性が高くなり、電圧を印加した場合の圧電／電歪体膜１２２，２２２，２２４の伸縮による屈曲変位が小さくなる傾向があるからである。
【００４９】
基体１１，２１の表面形状（積層体が固着される面の形状）は、特に制限されず、三角形、四角形（長方形や正方形）、楕円形又は円形とすることができ、三角形及び四角形については角丸めを行ってもよい。これらの基本形を組み合わせた複合形としてもよい。
【００５０】
単層型の圧電／電歪アクチュエータ１の基体１１の板厚は均一になっている。これに対して、多層型の圧電／電歪アクチュエータ２の基体２１の板厚は積層体２２が接合される中央部２１５が周縁部２１６よりも薄肉化されている。基体２１の機械的強度を保ちつつ、屈曲変位を大きくするためである。なお、基体２１を単層型の圧電／電歪アクチュエータ１に用いてもよい。
【００５１】
なお、図３の断面図に示すように、図２に示す基体２１を単位構造として、当該単位構造が繰り返される基体３１を用いてもよい。この場合、単位構造の各々の上に積層体３２を固着して圧電／電歪アクチュエータ３を構成する。
【００５２】
｛圧電／電歪アクチュエータの製造｝
単層型の圧電／電歪アクチュエータ１の製造にあたっては、まず、基体１１の上に電極膜１２１を形成する。電極膜１２１は、イオンビーム、スパッタリング、真空蒸着、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、イオンプレーティング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、メッキ、エアロゾルデポジション、スクリーン印刷、スプレー又はディッピング等の方法で形成することができる。中でも、基体１１及び圧電／電歪体膜１２２との接合性の観点から、スパッタリング法又はスクリーン印刷法が好ましい。形成された電極膜１２１は、熱処理により、基体１１及び圧電／電歪体膜１２２と固着することができる。熱処理の温度は、電極膜１２１の材質や形成方法に応じて異なるが、概ね５００〜１４００℃である。
【００５３】
続いて、電極膜１２１の上に圧電／電歪体膜１２２を形成する。圧電／電歪体膜１２２は、イオンビーム、スパッタリング、真空蒸着、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、イオンプレーティング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、メッキ、ゾルゲル、エアロゾルデポジション、スクリーン印刷、スプレー又はディッピング等の方法で形成することができる。中でも、平面形状や膜厚の精度が高く、圧電／電歪体膜を連続して形成することができる点で、スクリーン印刷法が好ましい。
【００５４】
さらに続いて、圧電／電歪体膜１２２の上に電極膜１２３を形成する。電極膜１２３は、電極膜１２１と同様に形成することができる。
【００５５】
しかる後に、積層体１２が形成された基体１１を一体的に焼成する。この焼成により、圧電／電歪体膜１２２の焼結が進行するとともに、電極膜１２１，１２３が熱処理される。圧電／電歪体膜１２２の焼成の温度は、８００〜１２５０℃が好ましく、９００〜１２００℃がさらに好ましい。この範囲を下回ると、圧電／電歪体膜１２２の緻密化が不十分になり、基体１１と電極膜１２１との固着や電極膜１２１，１２３と圧電／電歪体膜１２２との固着が不完全になる傾向があるからである。また、この範囲を上回ると、圧電／電歪体膜１２２の圧電／電歪特性が低下する傾向にあるからである。また、焼成時の最高温度の保持時間は、１分〜１０時間が好ましく、５分〜４時間がさらに好ましい。この範囲を下回ると、圧電／電歪体膜１２２の緻密化が不十分になる傾向があるからである。また、この範囲を上回ると、圧電／電歪体膜１２２の圧電／電歪特性が低下する傾向にあるからである。
【００５６】
なお、電極膜１２１，１２３の熱処理を焼成とともに行うことが生産性の観点から好ましいが、このことは、電極膜１２１，１２３を形成するごとに熱処理を行うことを妨げるものではない。ただし、電極膜１２３の熱処理の前に圧電／電歪体膜１２２の焼成を行っている場合は、圧電／電歪体膜１２２の焼成温度より低い温度で電極膜１２３を熱処理する。
【００５７】
焼成が終わった後には、適当な条件下で分極処理を行う。分極処理は、周知の手法により行うことができ、圧電／電歪体膜１２２のキュリー温度にもよるが、４０〜２００℃に加熱して行うことが好適である。
【００５８】
なお、多層型の圧電／電歪アクチュエータ２も、形成すべき圧電／電歪膜及び電極膜の数が増える点を除いては、単層型の圧電／電歪アクチュエータ１と同様に製造することができる。
【００５９】
また、圧電／電歪アクチュエータ１は、積層セラミック電子部品の製造において常用されているグリーンシート積層法により製造することもできる。グリーンシート積層法においては、まず、原料粉末にバインダ、可塑剤、分散剤及び分散媒を加えてボールミル等で混合する。そして、得られたスラリーをドクターブレード法等でシート形状に成形して成形体を得る。
【００６０】
続いて、スクリーン印刷法等で成形体の両主面に電極ペーストの膜を印刷する。ここで用いる電極ペーストは、上述の金属又は合金の粉末に、溶媒、ビヒクル及びガラスフリット等を加えたものである。
【００６１】
さらに続いて、電極ペーストの膜が両主面に印刷された成形体と基体とを圧着する。
【００６２】
しかる後に、積層体が形成された基体を一体的に焼成し、焼成が終わった後に適当な条件下で分極処理を行う。
【００６３】
＜３  圧電／電歪アクチュエータの別例＞
図４〜図６は、先述の圧電／電歪磁器組成物を用いた圧電／電歪アクチュエータ４の構造例の模式図であり、図４は、圧電／電歪アクチュエータ４の斜視図、図５は、圧電／電歪アクチュエータ４の縦断面図、図６は、圧電／電歪アクチュエータ４の横断面図となっている。
【００６４】
図４〜図６に示すように、圧電／電歪アクチュエータ４は、圧電／電歪体膜４０２と内部電極膜４０４とを軸Ａの方向に交互に積層し、圧電／電歪体膜４０２と内部電極膜４０４とを積層した積層体４１０の端面４１２，４１４に外部電極膜４１６，４１８を形成した構造を有している。圧電／電歪アクチュエータ４の一部を軸Ａの方向に分解した状態を示す図７の分解斜視図に示すように、内部電極膜４０４には、端面４１２に達しているが端面４１４には達していない第１の内部電極膜４０６と、端面４１４に達しているが端面４１２には達していない第２の内部電極膜４０８とがある。第１の内部電極膜４０６と第２の内部電極膜４０８とは交互に設けられている。第１の内部電極膜４０６は、端面４１２において外部電極膜４１６と接し、外部電極膜４１６と電気的に接続されている。第２の内部電極膜４０８は、端面４１４において外部電極膜４１８と接し、外部電極膜４１８と電気的に接続されている。したがって、外部電極膜４１６を駆動信号源のプラス側に接続し、外部電極膜４１８を駆動信号源のマイナス側に接続すると、圧電／電歪体膜４０２を挟んで対向する第１の内部電極膜４０６と第２の内部電極膜４０８とに駆動信号が印加され、圧電／電歪体膜４０２の厚さ方向に電界が印加される。この結果、圧電／電歪体膜４０２は厚さ方向に伸縮し、積層体４１０は全体として図４において破線で示す形状に変形する。
【００６５】
圧電／電歪アクチュエータ４は、既に説明した圧電／電歪アクチュエータ１〜３と異なり、積層体４１０が固着される基体を有していない。また、圧電／電歪アクチュエータ４は、パターンが異なる第１の内部電極膜４０６と第２の内部電極膜４０８とを交互に設けることから、「オフセット型の圧電／電歪アクチュエータ」とも呼ばれる。
【００６６】
圧電／電歪体膜４０２は、先述の圧電／電歪磁器組成物の焼結体である。圧電／電歪体膜４０２の膜厚は、５〜５００μｍであることが好ましい。この範囲を下回ると、後述のグリーンシートの製造が困難になるからである。また、この範囲を上回ると、圧電／電歪体膜４０２に十分な電界を印加することが困難になるからである。
【００６７】
内部電極膜４０４および外部電極膜４１６，４１８の材質は、白金、パラジウム、ロジウム、金もしくは銀等の金属またはこれらの合金である。内部電極膜４０４の材質は、これらの中でも、焼成時の耐熱性が高く圧電／電歪体膜４０２との共焼結が容易な点で白金または白金を主成分とする合金であることが好ましい。ただし、焼成温度によっては、銀−パラジウム等の合金も好適に用いることができる。
【００６８】
内部電極膜４０２の膜厚は、１０μｍ以下であることが好ましい。この範囲を上回ると、内部電極膜４０２が緩和層として機能し、変位が小さくなる傾向があるからである。また、内部電極膜４０２がその役割を適切に果たすためには、膜厚は、０．１μｍ以上であることが好ましい。
【００６９】
なお、図４〜図６には、圧電／電歪体膜４０２が１０層である場合が図示されているが、圧電／電歪体膜４０２が９層以下または１１層以上であってもよい。
【００７０】
圧電／電歪アクチュエータ４の製造にあたっては、まず、先述の圧電／電歪磁器組成物の原料粉末にバインダ、可塑剤、分散剤および分散媒を加えてボールミル等で混合する。そして、得られたスラリーをドクターブレード法等でシート形状に成形してグリーンシートを得る。
【００７１】
続いて、パンチやダイを使用してグリーンシートを打ち抜き加工し、グリーンシートに位置合わせ用の孔等を形成する。
【００７２】
さらに続いて、グリーンシートの表面にスクリーン印刷等により電極ペーストを塗布し、電極ペーストのパターンが形成されたグリーンシートを得る。電極ペーストのパターンには、焼成後に第１の内部電極膜４０６となる第１の電極ペーストのパターンと焼成後に第２の内部電極膜４０８となる第２の電極ペーストのパターンとの２種類がある。もちろん、電極ペーストのパターンを１種類だけとして、グリーンシートの向きをひとつおきに１８０°回転させることにより、焼成後に内部電極膜４０６，４０８が得られるようにしてもよい。
【００７３】
次に、第１の電極ペーストのパターンが形成されたグリーンシートと第２の電極ペーストのパターンが形成されたグリーンシートを交互に重ね合わせるとともに、電極ペーストが塗布されていないグリーンシートを最上部にさらに重ね合わせた後に、重ね合わせたグリーンシートを厚さ方向に加圧して圧着する。このとき、グリーンシートに形成された位置合わせ用の孔の位置が揃うようにする。また、重ね合わせたグリーンシートの圧着にあたっては、圧着に使用する金型を加熱しておくことにより、加熱しながらグリーンシートを圧着するようにすることも望ましい。
【００７４】
このようにして得られたグリーンシートの圧着体を焼成し、得られた焼結体をダイシングソー等で加工することにより、積層体４１０を得ることができる。そして、焼き付け、蒸着、スパッタリング等により積層体４１０の端面４１２，４１４に外部電極膜４１６，４１８を形成し、分極処理を行うことにより、圧電／電歪アクチュエータ４を得ることができる。
【実施例】
【００７５】
以下では、本発明の圧電／電歪磁器組成物に関する実施例１〜８及び本発明の範囲外の圧電／電歪磁器組成物に関する比較例１〜８について説明する。ただし、下述する実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００７６】
｛評価用の圧電／電歪素子の製造｝
評価用の圧電／電歪素子の製造にあたっては、まず、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）、酒石酸ナトリウム一水和物（Ｃ4Ｈ5Ｏ6Ｎａ・Ｈ2Ｏ）、酒石酸カリウム（Ｃ4Ｈ5Ｏ6Ｋ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）等の素原料を、表１〜表３に示す組成となるように秤量した。表１〜表３の一覧表中のｘ，ｙ，ｚ，ｗ及びａは、一般式｛Ｌｉy（Ｎａ1-xＫx）1-y｝a（Ｎｂ1-z-wＴａzＳｂw）Ｏ3中のパラメータであり、Ｍｎ量は、当該一般式で表されるペロブスカイト型酸化物１００モル部に対する添加量である。
【００７７】
【表１】
0005129067.tif 000002
【００７８】
【表２】
0005129067.tif 000003
【００７９】
【表３】
0005129067.tif 000004
【００８０】
続いて、素原料に分散媒としてアルコールを加えてボールミルで１６時間混合した。さらに続いて、得られた混合原料を乾燥した後、８００℃で５時間仮焼してボールミルで粉砕することを２回繰り返し、圧電／電歪磁器組成物の原料粉末を得た。なお、この原料粉末に、実施例１〜２１及び比較例１については、ＭｎＯ2を表１及び表３に示す添加量となるように添加した。
【００８１】
次に、原料粉末を粗粉砕した後、５００メッシュのふるいに通して粒度調整を行った。
【００８２】
このようにして得られた原料粉末を２．０×１０8Ｐａの圧力で直径１８ｍｍ、板厚５ｍｍの円板形状に圧粉成形した。そして、圧粉成形体をアルミナ容器内に収納し、９５０〜１０５０℃で３時間焼成して焼結体（圧電／電歪体）を得た。
【００８３】
続いて、焼結体を長辺１２ｍｍ×短辺３ｍｍ×厚み１ｍｍの矩形形状に加工し、６００〜９００℃で熱処理を行った。その後、矩形試料の両主面にスパッタリングで金電極を形成した。そして、これを室温のシリコンオイル中に浸漬し、両主面の金電極に５ｋＶ／ｍｍの電圧を１５分間印加して厚さ方向に分極処理を行った。
【００８４】
｛電気特性及び温度特性｝
１０００℃で焼成を行った実施例１〜８及び比較例１〜８の評価用の圧電／電歪素子を用いて、圧電定数ｄ31（ｐｍ／Ｖ）、室温及び相転移温度ＴOTの付近における歪率Ｓ4000（ｐｐｍ）を測定した。その測定結果を表１〜表３に示す。圧電定数ｄ31は、圧電／電歪素子の周波数−インピーダンス特性及び静電容量をインピーダンスアナライザで測定するとともに、圧電／電歪素子の寸法をマイクロメータで測定し、長辺方向伸び振動の基本波の共振周波数及び反共振周波数、静電容量並びに寸法から算出することにより得た。歪率Ｓ4000は、両主面の金電極に４ｋＶ／ｍｍの電圧を印加したときの長辺方向の電界誘起歪を接着剤で電極に貼り付けた歪ゲージで測定することにより得た。相転移温度ＴOTの測定方法については後述する。
【００８５】
なお、上述の圧電／電歪磁器組成物は、少なくとも９５０〜１０５０℃の範囲内で良好に焼結することができ、９７０℃及び１０３０℃で焼成を行った圧電／電歪素子の圧電／電歪特性の傾向は、１０００℃で焼成を行った圧電／電歪素子と同様であったことから、表１〜表３には、１０００℃で焼成を行った圧電／電歪素子の圧電／電歪特性のみを示している。
【００８６】
表１及び表２を参照して、実施例１〜３，５〜６と比較例２〜７とを対比すれば明らかなように、Ｓｂ置換量が０．０１≦ｗ≦０．１０の範囲内では、一般式｛Ｌｉ0.06（Ｎａ0.55Ｋ0.45）0.94｝1.01（Ｎｂ0.918-wＴａ0.082Ｓｂw）Ｏ3で表されるペロブスカイト型酸化物１００モル部に０．０２モル部（Ｍｎ原子換算で０．０２モル部）のＭｎ化合物を添加することにより、歪率Ｓ4000を著しく向上することができる。また、実施例３，８及び比較例４から明らかなように、化学式｛Ｌｉ0.06（Ｎａ0.55Ｋ0.45）0.94｝1.01（Ｎｂ0.878Ｔａ0.082Ｓｂ0.04）Ｏ3で表されるＳｂ置換量がｗ＝０．０４のペロブスカイト型酸化物１００モル部に添加するＭｎ化合物の添加量を０，０．０２，０．１モル部（それぞれ、Ｍｎ原子換算で０，０．０２，０．１モル部）の順に増加させることにより、歪率Ｓ4000を向上することができる。
【００８７】
しかし、比較例１と比較例８とを対比すれば明らかなように、化学式｛Ｌｉ0.06（Ｎａ0.55Ｋ0.45）0.94｝1.01（Ｎｂ0.798Ｔａ0.082Ｓｂ0.12）Ｏ3で表されるＳｂ置換量がｗ＝０．１２のペロブスカイト型酸化物１００モル部に０．０２モル部（Ｍｎ原子換算で０．０２モル部）のＭｎ化合物を添加しても、歪率Ｓ4000を向上することはできない。
【００８８】
さらに、実施例１〜３，５よりもＬｉ置換量を減少させ（ｙ＝０．０６→０．０５）Ｔａ置換量を増加させた（ｚ＝０．０８２→０．１６０）実施例９〜１２、実施例１〜３，５よりもＬｉ置換量を増加させ（ｙ＝０．０６→０．０７）Ｔａ置換量を減少させた（ｚ＝０．０８２→０）実施例１３〜１６、実施例３よりもＡ／Ｂ比を増減した（ａ＝１．０１→１．００５〜１．０３）実施例１７〜１９、実施例３よりもＫ量を増減した（ｘ＝０．４５→０．３〜０．７）実施例１３，１４においても、なんらかの異相が生成したと考えられる実施例１９を除いて、良好な歪率Ｓ4000を得ることができた。
【００８９】
加えて、実施例１〜７から明らかなように、Ｓｂ置換量が０．０１≦ｗ≦０．０５の範囲内で特に良好な室温の付近における歪率Ｓ4000を得ることができる。
【００９０】
図８は、Ｓｂ置換量がｗ＝０．０２，０．０４，０．０５，０．０６，０．０８の実施例２〜６について、歪率Ｓ4000の温度変化を示す図である。
【００９１】
図８に示すように、一般式｛Ｌｉ0.06（Ｎａ0.55Ｋ0.45）0.94｝1.01（Ｎｂ0.918-wＴａ0.082Ｓｂw）Ｏ3で表されるペロブスカイト型酸化物１００モル部に０．０２モル部のＭｎＯ2を添加した場合、Ｓｂ置換量がｗ≦０．５の範囲内にあれば、Ｓｂ置換量が増加しても歪率Ｓ4000が最大となる温度はほとんど変化しないのに対して、Ｓｂ置換量が当該範囲を上回ると、Ｓｂ置換量が増加するとともに歪率Ｓ4000が最大となる温度は上昇する。このため、一般式｛Ｌｉ0.06（Ｎａ0.55Ｋ0.45）0.94｝1.01（Ｎｂ0.918-wＴａ0.082Ｓｂw）Ｏ3で表されるペロブスカイト型酸化物１００モル部に０．０２モル部のＭｎ化合物を添加した場合、Ｓｂ置換量がｗ≦０．５の範囲内にあれば、温度特性を変えることなく高い歪率Ｓ4000を得ることができるのに対して、Ｓｂ置換量が当該範囲を上回ると、Ｓｂ置換量が増加するにつれて温度特性が変化する傾向となる。
【００９２】
｛Ｘ線回折パターン｝
図９は、Ｓｂ置換量がｗ＝０．０２，０．０４，０．０５，０．０６，０．０８の実施例２〜６の圧電／電歪素子に用いられている焼結体のＸ線回折パターンを示す図である。なお、図９には、Ｓｂ置換量をｗ＝０とした焼結体のＸ線回折パターンも示されている。
【００９３】
加工した試料の１２ｍｍ×３ｍｍの表面にＸ線が照射されるように試料をセットし、試料のＸ線回折パターンを２θ／θ法により２０°〜６０°の範囲で測定した。Ｘ線回折パターンは、Ｘ線回折装置を用いて、Ｃｕ−Ｋα線を線源とし、グラファイトモノクロメータを検出器の手前に設置して測定した。Ｘ線発生条件を、３５ｋＶ−３０ｍＡ、スキャン幅０．０２°、スキャン速度２°／分、発散スリット１°、受光スリット０．３ｍｍとして測定し、２θ＝４４°〜４７°の範囲に強度の大きい２つのピークが存在することを確認した。この時、高角側のピーク強度が低角側のピーク強度の約２倍である場合には、主として正方晶であり、低角側のピークが（００２）面、高角側のピークが（２００）面と断定することができる。
【００９４】
図９に示すように、Ｓｂ置換量が０≦ｗ≦０．０６の範囲内の場合、ペロブスカイトの正方晶に固有のＸ線回折パターンが観察され、焼結体の結晶系が正方晶であることがわかる。一方、Ｓｂ置換量がｗ＝０．０８の場合、ペロブスカイトの斜方晶に固有のＸ線回折パターンが観察され、焼結体の結晶系が斜方晶であることがわかる。
【００９５】
表１〜表３には、実施例１〜２１及び比較例１〜８の圧電／電歪素子に用いられている焼結体のＸ線回折パターンの２θ＝４４〜４７°の範囲に見られる強度の大きい２個のピークから半値幅中点法により算出した２個の面間隔の比である格子歪パラメータも示されている。この「格子歪パラメータ」とは、格子歪の度合いを表す指標値であり、結晶系が正方晶である場合は、（２００）面の面間隔に対する（００２）面の面間隔の比を概ね意味する。
【００９６】
実施例１〜７及び比較例１に示すように、格子歪パラメータは、Ｓｂ置換量が増加するにつれて減少し、Ｓｂ置換量が０．０１≦ｗ≦０．１０の範囲内では、１．００３以上１．０２５以下となっている。
【００９７】
なお、（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）（Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ）Ｏ3系の圧電／電歪磁器組成物においては、実施例２〜６の組成以外であっても、結晶系が正方晶又は斜方晶、格子歪パラメータが１．００３以上１．０２以下となっていれば、ドメインの回転が容易になり、歪率Ｓ4000を向上することができる。これは、表１及び表２において圧電定数の増加と比較して、歪率Ｓ4000の増加が大きいことから推察される。実際、歪率Ｓ4000が良好な実施例９〜２１においても、格子歪パラメータは、１．００３以上１．０２５以下となっている。
【００９８】
また、図８に示すように、Ｓｂ置換量が０≦ｗ≦０．０６の範囲内の場合、異相に由来するピークは観察されないが、Ｓｂ置換量がｗ＝０．０８の場合、矢印で示す異相に由来するピークが観察される。この異相は、ＬｉＳｂＯ3であると考えられる。なお、実施例６の圧電／電歪素子に用いられている焼結体の研磨面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）で観察したところ、針状結晶が観察され、当該針状結晶の構成元素をＥＤＳ（energy dispersive X-ray spectrometer）で分析したところ、Ｓｂを多く含むことがわかった。このことは、Ｘ線回折パターンで観察された異相のピークがＬｉＳｂＯ3に由来するものであることを裏付けている。
【００９９】
なお、このような異相に由来するピークが観察されるようになるＳｂ置換量は、ペロブスカイト型酸化物の組成やＭｎ化合物の添加量によって若干変動する。ただし、Ｓｂ置換量が０≦ｗ≦０．０５の範囲内であれば、ペロブスカイト型酸化物の組成やＭｎ化合物の添加量にかかわらず、このような異相に由来するピークが観察されることはない。実際、実施例９〜１１，１３〜１５，１７〜２１においては、ＬｉＳｂＯ3の異相は観察されなかった。
【０１００】
次に、実施例１〜２１及び比較例１〜８の圧電／電歪素子に用いられている焼結体の相転移温度ＴOTを測定した。その測定結果を表１〜表３に示す。相転移温度ＴOTは、比誘電率ε／ε0の温度依存性をインピーダンスアナライザで測定することで求めた。この測定結果から明らかなように、Ｓｂ置換量が０．０１≦ｗ≦０．０５の範囲内では、相転移温度ＴOTをほとんど変化させることなく、図８の説明の際に述べたように温度特性を変化させることなく歪率Ｓ4000を全体的に増加させることができる。しかし、Ｓｂ置換量がこの範囲を上回ると、相転移温度は上昇し、その結果として、温度特性が変化することで室温における歪率Ｓ4000が低下してしまう。このような相転移温度ＴOTの上昇は、ＬｉＳｂＯ3の異相の発生がペロブスカイト相に含まれるＬｉ量の減少を引き起こしたことに起因すると考えられる。
【０１０１】
上記の説明は、すべての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】圧電／電歪アクチュエータの断面図である。
【図２】圧電／電歪アクチュエータの断面図である。
【図３】圧電／電歪アクチュエータの断面図である。
【図４】圧電／電歪アクチュエータの斜視図である。
【図５】圧電／電歪アクチュエータの縦断面図である。
【図６】圧電／電歪アクチュエータの横断面図である。
【図７】圧電／電歪アクチュエータの一部の分解斜視図である。
【図８】歪率の温度変化を示す図である。
【図９】焼結体のＸ線回折パターンを示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１，２，３，４  圧電／電歪アクチュエータ
１２２，２２２，２２４，４０２  圧電／電歪体膜
１２１，１２３，２２１，２２３，２２５  電極膜
４０４  内部電極膜
【図１】
0005129067.tif 000005
【図２】
0005129067.tif 000006
【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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【図９】
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