(57)【要約】 【課題】  より高い発熱限界振動速度を有し、より低い温度での焼結が可能な圧電セラミックス、及び圧電セラミックス部品を提供すること。【解決手段】  マンガン・アンチモン酸鉛、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛の３成分から構成される圧電セラミックスにおいて、ＭｎＳｂ2Ｏ6を加えることにより、低温焼結を可能とし、発熱限界振動速度０．５ｍ／ｓ以上を備えた圧電セラミックス及び圧電セラミックス部品の提供が可能となる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンガン・アンチモン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3］をＰＭＳ，ジルコン酸鉛［ＰｂＺｒＯ3］をＰＺ，チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ3］をＰＴと表したときに、一般式ｘＰＭＳ−ｙＰＺ−ｚＰＴ（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示され、かつ前記ｘ、ｙ、ｚの値を一片が０から１とする三角座標上の座標（ｘ，ｙ，ｚ）で表したときに、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．０１，０．３０，０．６９）なる点Ａと（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．０１，０．６０，０．３９）なる点Ｂと（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．１５，０．６０，０．２５）なる点Ｃ及び（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．１５，０．３０，０．５５）なる点Ｄを結ぶ線ＡＢと線ＢＣと線ＣＤと線ＤＡとで囲まれた領域内、及び各線上の座標（ｘ，ｙ，ｚ）で表される組成を持つ焼結された圧電セラミックスであって、前記圧電セラミックスの原料粉末または前記圧電セラミックスの製造過程における仮焼工程での中間生成物である仮焼粉末に、マンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を添加してなることを特徴とする圧電セラミックス。
【請求項２】
前記マンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）が、炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3）と酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5）との化合物からなることを特徴とする請求項１に記載の圧電セラミックス。
【請求項３】
前記仮焼工程において仮焼する温度を５００℃から７００℃の範囲で、かつ前記焼結の温度が９００℃から１０００℃の範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の圧電セラミックス。
【請求項４】
前記請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の圧電セラミックスに、電極を形成し、かつ分極処理してなる圧電セラミックス部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電セラミックスに関し、特に、超音波洗浄機、圧電アクチュエーター、超音波モーターや圧電トランス等の逆圧電効果を利用した動力デバイス分野の応用製品に好適な圧電セラミックス及び圧電セラミックス部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気エネルギーを機械振動エネルギーに変換する機能を有する圧電セラミックスから成る圧電素子は、洗浄機用の超音波振動子、圧電アクチュエーター、超音波モーター或いは圧電トランス等の動力デバイスとして、実用化されている。これらの逆圧電効果を利用した動力デバイスとして使用される圧電セラミックスには、電気エネルギーを機械振動エネルギーに変換する際のエネルギー損失が少ない材料が要求される。このエネルギー損失は、圧電素子の逆圧電効果による、単位時間当たりの歪量（以下、振動速度という）に比例して増大し、圧電素子の発熱を引き起こす。この発熱により、圧電素子の機能は低下する。このエネルギー損失による圧電素子の発熱温度が２０℃になる振動速度のことを発熱限界振動速度と呼び、この発熱限界振動速度が大きい圧電セラミックスが求められている。
【０００３】
従来、この種の圧電セラミックスとしては、マンガン・アンチモン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3］をＰＭＳ、ジルコン酸鉛［ＰｂＺｒＯ3］をＰＺ、チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ3］をＰＴと表したときに、ＰＺ−ＰＴ系の２成分系や複合型ペロブスカイト型化合物とＰＺ、ＰＴ系の３成分系磁器にアクセプタ材などを添加したものが使用されてきた。その中でも３成分系のマンガン・アンチモン酸鉛、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛系の材料は大振幅駆動に適した材料として魚群探知機や超音波洗浄機などに実用化されている。
【０００４】
また、一般式ｘＰＭＳ−ｙＰＺ−ｚＰＴ（ただしｘ＋ｙ+ｚ＝１）で示される３成分系圧電セラミックスにおいて、原料粉末もしくは仮焼粉末に０．５〜３．０ｗｔ％の酸化鉛（ＰｂＯ）を添加することにより、９５０〜１０５０℃の温度範囲で焼結することが可能で、発熱限界振動速度が０．４ｍ／ｓ以上となる圧電セラミックスも提案されている。このような圧電セラミックスは特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４６４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ノートパソコン、情報通信機器等の電子機器類は益々小型化し、それらに使用される電子部品にもさらなる小型化が要求されている。そして、圧電セラミックスを使用している超音波振動子、圧電アクチュエーター、超音波モーター或いは圧電トランス等の動力デバイスも例外ではない。圧電セラミックスを使用したデバイスの小型化には、前述した、発熱限界振動速度を大きくすることが必須条件となる。即ち、小型化することにより、相対的に減少する特性を維持するためには、電気エネルギーを機械振動エネルギーに変換する際のエネルギー損失をいかに減少させるかということに他ならない。つまり、エネルギー損失が少ない材料とは、結果として、発熱限界振動速度が大きい材料といえる。しかしながら、従来知られている圧電セラミックスで得られる発熱限界振動速度は、０．４ｍ／ｓ前後と、大きくはなっているものの、市場の要求はさらに上の特性をも要求しているという問題点がある。
【０００７】
さらに、ノートパソコン、情報通信機器等の電子機器類における駆動回路の小型化、低電圧駆動、低消費電力に対応する為、圧電セラミックスを使用したデバイスには、積層プロセスによるデバイス製品がある。これはシート状に成型した圧電セラミックス材料と電極とを交互に積み重ねたものを焼結して、圧電セラミックスとしたものである。このとき使用する電極材には、銀とパラジウムとを主成分とする電極材が一般に使用されるが、貴金属であるパラジウムは高価である為、その含有率を減らすことがコストの低減に大きく寄与する。しかしながらパラジウムの含有率を減らすには、焼結温度が９５０℃以下の低温焼結可能な材料にしなければならないという問題点がある。
【０００８】
従って、本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを課題とする。具体的には、より高い発熱限界振動速度を有し、より低い温度での焼結が可能な圧電セラミックス、及び圧電セラミックス部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。即ち、本発明は、マンガン・アンモン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3］と、ジルコン酸鉛［ＰｂＺｒＯ3］及びチタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ3］の３成分系圧電セラミックスであって、マンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を添加することに加えて、予焼温度、或いは焼結温度を最適化したことを、その要旨とする。
【００１０】
本発明によれば、マンガン・アンチモン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3］をＰＭＳ，ジルコン酸鉛［ＰｂＺｒＯ3］をＰＺ，チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ3］をＰＴと表したときに、一般式ｘＰＭＳ−ｙＰＺ−ｚＰＴ（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示され、かつ前記ｘ、ｙ、ｚの値を一片が０から１とする三角座標上の座標（ｘ，ｙ，ｚ）で表したときに、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．０１，０．３０，０．６９）なる点Ａと（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．０１，０．６０，０．３９）なる点Ｂと（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．１５，０．６０，０．２５）なる点Ｃ及び（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．１５，０．３０，０．５５）なる点Ｄを結ぶ線ＡＢと線ＢＣと線ＣＤと線ＤＡとで囲まれた領域内、及び各線上の座標（ｘ，ｙ，ｚ）で表される組成を持つ焼結された圧電セラミックスであって、前記圧電セラミックスの原料粉末または前記圧電セラミックスの製造過程における仮焼工程での中間生成物である仮焼粉末に、マンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を添加してなることを特徴とする圧電セラミックスが得られる。特に、マンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を添加することにより、パイロクロア相に代表される副生成相の生成を抑制し、従来のＰｂＯを添加したものよりも、さらに均一な組成を持つ圧電セラミックスが得られる。
【００１１】
また本発明によれば、前記マンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）が、炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3）と酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5）との化合物からなることを特徴とする圧電セラミックスが得られる。前記炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3）と前期酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5）は、原料としてそれぞれ個別に添加しても良いが、予め化合させて、ＭｎＳｂ2Ｏ6なる化合物にしたものを添加することで、より均一な組成を持つ圧電セラミックスが得られる。
【００１２】
また本発明によれば、前記仮焼工程において仮焼する温度を５００℃から７００℃の範囲で、かつ前記焼結の温度が９００℃から１０００℃の範囲であることを特徴とする圧電セラミックスが得られる。前記マンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を添加した圧電セラミックスの焼結密度や圧電性能は、その粉末製造工程における仮焼条件と、焼結工程における焼結条件に大きく左右される。従って、最適条件を見出すことは、最も重要な点であり、本発明では、前記圧電セラミックスについての製造条件の一最適値を見出した。
【００１３】
また本発明によれば、前記圧電セラミックスに電極を形成し、かつ分極処理してなる圧電セラミックス部品が得られる。前記圧電セラミックスに電極を形成し、分極処理して得られる圧電性能のうち、特に、エネルギー損失による圧電素子の発熱温度が２０℃になる発熱限界振動速度は０．５ｍ／ｓ以上となり、同体積の従来品と比較して、出力されるパワーは約２５％増となり、出力されるパワーを同じとした場合には、体積は従来の８０％にまで小型化することができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記の如く、本発明によれば、マンガン・アンチモン酸鉛、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛の３成分から構成される圧電セラミックスであって、原料にマンガン及びアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を加えることにより、仮焼温度を５００℃から７００℃の温度範囲条件とし、９００〜１０００℃の温度範囲で焼結することが可能となり、発熱限界振動速度が０．５ｍ／ｓ以上である、高い発熱限界振動速度を有し、低い温度での焼結が可能な圧電セラミックス及び圧電セラミックス部品の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら、説明する。
【００１６】
図１は、本発明による圧電セラミックスの主成分の組成を示す図である。
【００１７】
本発明による材料を得るための出発原料として、酸化鉛（ＰｂＯ），酸化チタン（ＴｉＯ2），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2），炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3），酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）の各粉末を用いた。
【００１８】
マンガン・アンチモン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3］をＰＭＳ，ジルコン酸鉛［ＰｂＺｒＯ3］をＰＺ，チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ3］をＰＴと表し、ｘＰＭＳ−ｙＰＺ−ｚＰＴ（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）とこの３成分系圧電セラミックスを表したとき、図１に示すように、Ａ点（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．０１，０．３０，０．６９）、Ｂ点（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．０１，０．６０，０．３９）、Ｃ点（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．１５，０．６０，０．２５）、及びＤ点（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．１５，０．３０，０．５５）となるような組成範囲で、所定の配合比になるように各原料を秤量し、炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3），酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）或いは化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を加えた。
【００１９】
次に、これらの原料をボールミル内でイオン交換水を用いて２０時間混合し粉砕し、乾燥後、大気雰囲気中で６５０℃から８５０℃の温度条件で２時間仮焼した。さらに、この仮焼物を粗粉砕後、再度ボールミル内で１０時間湿式粉砕する。その後、造粒、成形、脱バインダー後、大気中で焼結温度９００℃〜１２００℃にて２〜６時間保持し、焼結体とした。
【００２０】
以下、具体的な例を挙げ、本発明の圧電セラミックスについてさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００２１】
炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3）と酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）とを等モル量混合し、坩堝に入れて、１０００℃２時間反応させ、ＭｎとＳｂとの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を作製した。次に、マンガン・アンチモン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3］をＰＭＳ，ジルコン酸鉛［ＰｂＺｒＯ3］をＰＺ，チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ3］をＰＴと表し、ｘＰＭＳ−ｙＰＺ−ｚＰＴ（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）とこの３成分系圧電セラミックスを表したときに（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．１，０．４５，０．４５）、の配合比になるように各原料を秤量し、前記ＭｎとＳｂとの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を５ｍｏｌ加えた。
【００２２】
次に、これらの原料をボールミル内でイオン交換水を用いて２０時間混合・粉砕し、乾燥後、大気雰囲気中で６５０℃の温度条件で２時間仮焼した。さらに、この仮焼物を粗粉砕後、再度ボールミル内で１０時間湿式粉砕した。その後、乾燥、造粒し、バインダーを混合した後、１５ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍの形状にプレス成形したプレス体を、脱バインダー処理し、大気中で焼結した。焼結は、焼結温度を９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃の４水準にして、それぞれ４時間保持し、４種類の焼結体を試作した。
【００２３】
次に、発熱限界振動速度を評価する評価試料として、前記４種類の焼結体をそれぞれ、１２ｍｍ×３ｍｍ×１ｍｍの寸法に加工して矩形板状の評価試料を作製した。前記評価試料の両面に銀電極を焼き付けた後、４ｋＶ／ｍｍの直流電界を両銀電極間に印加して、分極処理を行った。発熱限界振動速度の評価は、前期評価試料を室温で２４時開以上放置した状態の評価試料を使用した。評価方法は、正弦波の駆動電圧を評価試料に印加して、長さ方向振動の共振周波数で駆動させた際の振動速度と、発熱の測定を行った。ここで、振動速度はレーザー変位計を用いて振動の振幅を測定し、試料の温度はレーザー光を用いた非接触式の温度計にて測定した。そして、駆動電圧を徐々に上げて、振動時の自己発熱による評価試料の温度上昇が２０℃になったときの振動速度を発熱限界振動速度として測定を行った。
【実施例２】
【００２４】
炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3）と酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）とを等モル量混合し、坩堝に入れて、１０００℃２時間反応させ、ＭｎとＳｂとの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を作製した。次に、マンガン・アンチモン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3］をＰＭＳ，ジルコン酸鉛［ＰｂＺｒＯ3］をＰＺ，チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ3］をＰＴと表し、ｘＰＭＳ−ｙＰＺ−ｚＰＴ（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）とこの３成分系圧電セラミックスを表したときに（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．１，０．４５，０．４５）、の配合比になるように各原料を秤量し、前記ＭｎとＳｂとの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）を５ｍｏｌ加えた。
【００２５】
次に、これらの原料をボールミル内でイオン交換水を用いて２０時間混合し粉砕し、乾燥後、大気雰囲気中で８５０℃の温度条件で２時間仮焼した。さらに、この仮焼物を粗粉砕後、再度ボールミル内で１０時間湿式粉砕した。その後、乾燥、造粒し、バインダーを混合した後、１５ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍの形状にプレス成形したプレス体を、脱バインダー処理し、大気中で焼結した。焼結は、焼結温度を９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃の４水準にして、それぞれ４時間保持し、４種類の焼結体を試作した。
【００２６】
次に、発熱限界振動速度を評価する評価試料として、前記４種類の焼結体をそれぞれ、１２ｍｍ×３ｍｍ×１ｍｍの寸法に加工して矩形板状の評価試料を作製した。前記評価試料の両面に銀電極を焼き付けた後、４ｋＶ／ｍｍの直流電界を両銀電極間に印加して、分極処理を行った。発熱限界振動速度の評価は、前期評価試料を室温で２４時開以上放置した状態の評価試料を使用した。評価方法は、正弦波の駆動電圧を評価試料に印加して、長さ方向振動の共振周波数で駆動させた際の振動速度と、発熱の測定を行った。ここで、振動速度はレーザー変位計を用いて振動の振幅を測定し、試料の温度はレーザー光を用いた非接触式の温度計にて測定した。そして、駆動電圧を徐々に上げて、振動時の自己発熱による評価試料の温度上昇が２０℃になったときの振動速度を発熱限界振動速度として測定を行った。
【実施例３】
【００２７】
マンガン・アンチモン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3］をＰＭＳ，ジルコン酸鉛［ＰｂＺｒＯ3］をＰＺ，チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ3］をＰＴと表し、ｘＰＭＳ−ｙＰＺ−ｚＰＴ（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）とこの３成分系圧電セラミックスを表したときに（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．１，０．４５，０．４５）、の配合比になるように各原料を秤量し、その際、前記炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3）と前記酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）とは、予め等量、合わせて５ｍｏｌとなるように秤量して加えた。
【００２８】
次に、これらの原料をボールミル内でイオン交換水を用いて２０時間混合し粉砕し、乾燥後、大気雰囲気中で７００℃の温度条件で２時間仮焼した。さらに、この仮焼物を粗粉砕後、再度ボールミル内で１０時間湿式粉砕した。その後、乾燥、造粒し、バインダーを混合した後、１５ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍの形状にプレス成形したプレス体を、脱バインダー処理し、大気中で焼結した。焼結は、焼結温度を９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃の４水準にして、それぞれ４時間保持し、４種類の焼結体を試作した
【００２９】
次に、発熱限界振動速度を評価する評価試料として、前記４種類の焼結体をそれぞれ、１２ｍｍ×３ｍｍ×１ｍｍの寸法に加工して矩形板状の評価試料を作製した。前記評価試料の両面に銀電極を焼き付けた後、４ｋＶ／ｍｍの直流電界を両銀電極間に印加して、分極処理を行った。発熱限界振動速度の評価は、前期評価試料を室温で２４時開以上放置した状態の評価試料を使用した。評価方法は、正弦波の駆動電圧を評価試料に印加して、長さ方向振動の共振周波数で駆動させた際の振動速度と、発熱の測定を行った。ここで、振動速度はレーザー変位計を用いて振動の振幅を測定し、試料の温度はレーザー光を用いた非接触式の温度計にて測定した。そして、駆動電圧を徐々に上げて、振動時の自己発熱による評価試料の温度上昇が２０℃になったときの振動速度を発熱限界振動速度として測定を行った。
【実施例４】
【００３０】
マンガン・アンチモン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3］をＰＭＳ，ジルコン酸鉛［ＰｂＺｒＯ3］をＰＺ，チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ3］をＰＴと表し、ｘＰＭＳ−ｙＰＺ−ｚＰＴ（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）とこの３成分系圧電セラミックスを表したときに（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．１，０．４５，０．４５）、の配合比になるように各原料を秤量し、その際、前記炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3）と前記酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）とは、予め等量、合わせて５ｍｏｌとなるように秤量して加えた。
【００３１】
次に、これらの原料をボールミル内でイオン交換水を用いて２０時間混合し粉砕し、乾燥後、大気雰囲気中で８５０℃の温度条件で２時間仮焼した。さらに、この仮焼物を粗粉砕後、再度ボールミル内で１０時間湿式粉砕した。その後、乾燥、造粒し、バインダーを混合した後、１５ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍの形状にプレス成形したプレス体を、脱バインダー処理し、大気中で焼結した。焼結は、焼結温度を９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃の４水準にして、それぞれ４時間保持し、４種類の焼結体を試作した。
【００３２】
次に、発熱限界振動速度を評価する評価試料として、前記４種類の焼結体をそれぞれ、１２ｍｍ×３ｍｍ×１ｍｍの寸法に加工して矩形板状の評価試料を作製した。前記評価試料の両面に銀電極を焼き付けた後、４ｋＶ／ｍｍの直流電界を両銀電極間に印加して、分極処理を行った。発熱限界振動速度の評価は、前期評価試料を室温で２４時開以上放置した状態の評価試料を使用した。評価方法は、正弦波の駆動電圧を評価試料に印加して、長さ方向振動の共振周波数で駆動させた際の振動速度と、発熱の測定を行った。ここで、振動速度はレーザー変位計を用いて振動の振幅を測定し、試料の温度はレーザー光を用いた非接触式の温度計にて測定した。そして、駆動電圧を徐々に上げて、振動時の自己発熱による評価試料の温度上昇が２０℃になったときの振動速度を発熱限界振動速度として測定を行った。
【００３３】
表１は、上記実施例１乃至実施例４における、各焼結温度での焼結体の密度をアルキメデス法にて測定した結果を示している。
【００３４】
【表１】
2007070160.tif 000003
【００３５】
図２は、本発明による圧電セラミックスの焼結温度と焼結密度の関係を示すグラフである。表１に示した値を、横軸に焼結温度、縦軸に密度をとり、グラフ化したものである。また、比較の為、従来の圧電セラミックスの密度のグラフも併記した。本発明による、各実施例での焼結体の密度はいずれも、各焼結温度において、従来の圧電セラミックスの密度より大きくなっていることが解る。これは、マンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）が圧電セラミックスを、より緻密に焼結する効果を有していることを示している。
【００３６】
また、予め炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3）と酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）とを反応させマンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）作製して、原料に混合した圧電セラミックスが、より密度が高くなっていることが解る。さらに、焼結温度が９００℃以下であっても十分に緻密化した焼結密度が得られた。
【００３７】
表２は、上記実施例１乃至実施例４における、各焼結温度での発熱限界振動速度の測定結果を示したものである。
【００３８】
【表２】
2007070160.tif 000004
【００３９】
図３は、本発明による圧電セラミックスの焼結温度と発熱限界振動速度の関係を示すグラフである。表２に示した値を、横軸に焼結温度、縦軸に発熱限界振動速度をとり、グラフ化したものである。また、比較の為、従来の圧電セラミックスの発熱限界振動速度のグラフも併記した。本発明による、各実施例での発熱限界振動速度は、いずれも各焼結温度において、従来の圧電セラミックスの発熱限界振動速度より大きくなっていることが解る。これは、マンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）の作用で圧電セラミックスが、より緻密に焼結されたことで、電気エネルギーを機械振動エネルギーに変換する際のエネルギー損失が少ない圧電セラミックスとなっていることを示している。
【００４０】
また、予め炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3）と酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）とを反応させマンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）作製して、原料に混合した圧電セラミックスが、より発熱限界振動速度が大きくなっていることが解る。さらに、焼結温度が９００℃以下であっても十分に発熱限界振動速度が大きい圧電セラミックスが得られた。なお、本実施例においては、マンガンとアンチモンの化合物（ＭｎＳｂ2Ｏ6）は５ｍｏｌとしたが、２乃至１０ｍｏｌの範囲でも同様の結果が得られる。
【００４１】
上述した通り、本発明によれば、より高い発熱限界振動速度を有し、より低い温度での焼結が可能な圧電セラミックス、及び圧電セラミックス部品を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明による圧電セラミックスは、超音波洗浄機、圧電アクチュエーター、超音波モーターや圧電トランス等の逆圧電効果を利用した動力デバイス分野の応用製品等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による圧電セラミックスの主成分の組成を示す図。
【図２】本発明による圧電セラミックスの焼結温度と焼結密度の関係を示すグラフ。
【図３】本発明による圧電セラミックスの焼結温度と発熱限界振動速度の関係を示すグラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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