(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナトリウム（Ｎａ），カリウム（Ｋ），リチウム（Ｌｉ）および銀（Ａｇ）と、ニオブ（Ｎｂ）およびタンタル（Ｔａ）のうちの少なくともニオブと、酸素（Ｏ）とからなる化１に示した化合物を含む
ことを特徴とする圧電磁器。
【化１】
0004039871.tif 000006
（式中、ｘは０．１≦ｘ≦０．９、ｙは０＜ｙ≦０．２、ｚは０＜ｚ≦０．０５、ｗは０≦ｗ≦０．５を表す。ｍは０．９５≦ｍ≦１．０５を表す。）
【請求項２】
前記化１に示した化合物を主成分とし、更に、副成分としてマンガン（Ｍｎ）を含む酸化物を含有する
ことを特徴とする請求項１記載の圧電磁器。
【請求項３】
前記マンガンを含む酸化物の含有量は、ＭｎＯに換算して、前記主成分に対して０．０１質量％以上１質量％以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項２に記載の圧電磁器。
【請求項４】
前記化１に示した化合物に加えて、化２に示した化合物を含む組成物を含有する
ことを特徴とする請求項１記載の圧電磁器。
【化２】
0004039871.tif 000007
（式中、Ｍはマグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ストロンチウム（Ｓｒ）およびバリウム（Ｂａ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖは０≦ｖ≦０．５を表す。）
【請求項５】
前記組成物を主成分とし、更に、副成分としてマンガン（Ｍｎ）を含む酸化物を含有する
ことを特徴とする請求項４記載の圧電磁器。
【請求項６】
前記マンガンを含む酸化物の含有量は、ＭｎＯに換算して、前記主成分に対して０．０１質量％以上１質量％以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項５に記載の圧電磁器。
【請求項７】
前記化１に示したｘは０．３６以上０．３８以下である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の圧電磁器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペロブスカイト型酸化物を含む圧電磁器に係り、特に、アクチュエータなどの振動素子，発音体またはセンサーなどに適した圧電磁器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電磁器を用いたアクチュエータは、電界を加えると機械的な歪みおよび応力を発生するという圧電現象を利用したものである。このアクチュエータは、微量な変位を高精度に得ることができると共に、発生応力が大きい等の特徴を有し、例えば、精密工作機械や光学装置の位置決めに用いられている。アクチュエータに用いる圧電磁器としては、従来より、優れた圧電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が最も多く利用されている。しかし、チタン酸ジルコン酸鉛は鉛を多く含んでいるので、最近では、酸性雨による鉛の溶出など地球環境におよぼす悪影響が問題となっている。そこで、チタン酸ジルコン酸鉛に代替する、鉛を含有しない圧電磁器の開発が望まれている。
【０００３】
鉛を含有しない圧電磁器としては、例えば、ニオブ酸ナトリウム銀を主成分として含むもの（特公昭５５−１８０５８号公報参照）、または、ニオブ酸ナトリウムカリウムリチウムを主成分として含むものが知られている（特開昭４９−１２５９００号公報または特公昭５７−６７１３号公報参照）。この圧電磁器は、キュリー温度が３５０℃以上と高く、電気機械結合係数ｋｒも優れていることから、圧電材料として期待されている。更に、最近では、ニオブ酸ナトリウムカリウムとタングステンブロンズ型酸化物とを複合化したものも報告されている（特開平９−１６５２６２号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの鉛を含まない圧電磁器は、鉛系の圧電磁器に比べて圧電特性が低く、十分に大きな発生変位量を得ることができないという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、大きな発生変位量を得ることができ、低公害化、対環境性および生態学的見地からも優れた圧電磁器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による圧電磁器は、ナトリウム，カリウム，リチウムおよび銀と、ニオブおよびタンタルのうちの少なくともニオブと、酸素とからなる化１に示した化合物を含むものである。
【０００７】
本発明による圧電磁器では、化１に示した化合物を含んでいるので、大きな発生変位量が得られる。
【０００８】
なお、この化１に示した化合物を主成分とし、更に、副成分として、マンガン（Ｍｎ）を含む酸化物を含有することが好ましい。中でも、マンガンを含む酸化物の含有量は、ＭｎＯに換算して、主成分に対して０．０１質量％以上１質量％以下の範囲内であることが好ましい。
【０００９】
また、化１に示した化合物に加えて、化２に示した化合物を含む組成物を含有することが好ましい。
【００１０】
この場合も、この組成物を主成分とし、更に、副成分として、マンガンを含む酸化物を含有することが好ましい。中でも、マンガンを含む酸化物の含有量は、ＭｎＯに換算して、主成分に対して０．０１質量％以上１質量％以下の範囲内であることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る圧電磁器は、主成分として、第１の元素と第２の元素と酸素とからなるペロブスカイト型酸化物を含有している。第１の元素はナトリウム，カリウムおよびリチウムに加えて、銀を含んでいる。第２の元素はニオブおよびタンタルからなる群のうちの少なくともニオブを含み、更にタンタルも含むことが好ましい。このような場合に、鉛を含有せずあるいは鉛の含有量を少なくして、より優れた圧電特性を得ることができるからである。このペロブスカイト型酸化物の化学式は、例えば化３で表される。
【００１４】
【化３】
0004039871.tif 000002
式中、ｘは０＜ｘ＜１、ｙは０＜ｙ＜１、ｚは０＜ｚ＜１、ｗは０≦ｗ＜１の範囲内の値である。ｍは化学量論組成であれば１であるが、化学量論組成からずれていてもよい。酸素の組成は化学量論的に求めたものであり、化学量論組成からずれていてもよい。
【００１５】
なお、第１の元素におけるカリウムの含有量は、１０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％以下の範囲内であることが好ましい。すなわち、例えば化３におけるｘは、モル比で、０．１≦ｘ≦０．９の範囲内であることが好ましい。カリウムの含有量が少なすぎると、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量を十分に大きくすることができず、カリウムの含有量が多すぎると、焼成時におけるカリウムの揮発が激しく、焼成が難しいからである。
【００１６】
第１の元素におけるリチウムの含有量は２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。すなわち、例えば化３におけるｙは、モル比で、０＜ｙ≦０．２の範囲内であることが好ましい。リチウムの含有量が多すぎると、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量を十分に大きくすることができないからである。
【００１７】
第１の元素における銀の含有量は５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。すなわち、例えば化３におけるｚは、モル比で、０＜ｚ≦０．０５の範囲内であることが好ましい。銀の含有量が多すぎると、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量を十分に大きくすることができないからである。
【００１８】
第２の元素におけるタンタルの含有量は、５０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。すなわち、例えば化３におけるｗは、モル比で、０≦ｗ≦０．５０であることが好ましい。タンタルの含有量が多くなり過ぎると、キュリー温度が低くなると共に、電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量も小さくなってしまうからである。
【００１９】
第２の元素に対する第１の元素の組成比（第１の元素／第２の元素）、例えば化３におけるｍは、モル比で０．９５以上１．０５以下の範囲内であることが好ましい。０．９５未満であると、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量が小さくなり、１．０５を超えると、焼結密度が低下することにより分極が難しくなってしまうからである。
【００２０】
この圧電磁器は、また、主成分であるペロブスカイト型酸化物に加え、副成分として、長周期型周期表における３〜１２族元素のうちの少なくとも１種を含む酸化物を含有することが好ましい。焼結性を向上させることにより圧電特性をより向上させることができるからである。中でも、副成分として、マンガンを含む酸化物を含有するようにすれば高い効果を得ることができるので好ましい。酸化マンガンの含有量は、ＭｎＯに換算して、主成分に対して０．０１質量％以上１質量％以下の範囲内であることが好ましい。副成分の含有量が多くなりすぎると、主成分の本来の特性が得られず、発生変位量が小さくなってしまうからである。この副成分の酸化物は、主成分の粒界に存在していることもあるが、主成分の一部に拡散して存在していることもある。
【００２１】
なお、この圧電磁器は鉛（Ｐｂ）を含んでいてもよいが、その含有量は１質量％以下であることが好ましく、鉛を全く含んでいなければより好ましい。焼成時における鉛の揮発、および圧電部品として市場に流通し廃棄された後における環境中への鉛の放出を最小限に抑制することができ、低公害化、対環境性および生態学的見地から好ましいからである。
【００２２】
この圧電磁器は、例えば、圧電素子であるアクチュエータなどの振動素子，発音体あるいはセンサーなどの材料として好ましく用いられる。
【００２３】
図１は本実施の形態に係る圧電磁器を用いた圧電素子の一構成例を表すものである。この圧電素子は、本実施の形態の圧電磁器よりなる圧電基板１と、この圧電基板１の一対の対向面１ａ，１ｂにそれぞれ設けられた一対の電極２，３とを備えている。圧電基板１は、例えば、厚さ方向、すなわち電極２，３の対向方向に分極されており、電極２，３を介して電圧が印加されることにより、厚み方向に縦振動および径方向に広がり振動するようになっている。
【００２４】
電極２，３は、例えば、金（Ａｕ）などの金属によりそれぞれ構成されており、圧電基板１の対向面１ａ，１ｂの全面にぞれぞれ設けられている。これら電極２，３には、例えば、図示しないワイヤなどを介して図示しない外部電源が電気的に接続される。
【００２５】
このような構成を有する圧電磁器および圧電素子は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００２６】
まず、主成分の原料として、例えば、ナトリウム，カリウム，リチウム，銀，ニオブおよびタンタルを含む酸化物粉末を必要に応じてそれぞれ用意する。また、副成分の原料として、必要に応じて、長周期型周期表における３〜１２族元素のうちの少なくとも１種を含む酸化物粉末を用意する。なお、これら主成分および副成分の原料には、酸化物でなく、炭酸塩あるいはシュウ酸塩のように焼成により酸化物となるものを用いてもよい。次いで、これら原料を十分に乾燥させたのち、最終組成が上述した範囲となるように秤量する。
【００２７】
続いて、例えば、秤量した原料をボールミルなどにより有機溶媒中または水中で十分に混合したのち、乾燥し、プレス成形して、７５０℃〜１１００℃で１時間〜４時間仮焼する。仮焼したのち、例えば、この仮焼物をボールミルなどにより有機溶媒中または水中で十分に粉砕し、再び乾燥して、バインダを加えて造粒する。造粒したのち、この造粒粉を一軸プレス成形機あるいは静水圧成形機（ＣＩＰ）などを用いプレス成形する。
【００２８】
成形したのち、例えば、この成形体を加熱して脱バインダを行い、更に９５０℃〜１３５０℃で２時間〜４時間焼成する。焼成ののち、得られた焼結体を必要に応じて加工して圧電基板１を形成し、電極２，３を設け、加熱したシリコーンオイル中で電界を印加して分極処理を行う。これにより、上述した圧電磁器および図１に示した圧電素子が得られる。
【００２９】
このように本実施の形態によれば、ナトリウム，カリウムおよびリチウムに加えて銀を含むペロブスカイト型酸化物を含有するようにしたので、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量を大きくすることができる。よって、鉛を含有しない、あるいは鉛の含有量が少ない圧電磁器および圧電素子についても、利用の可能性を高めることができる。すなわち、焼成時における鉛の揮発が少なく、市場に流通し廃棄された後も環境中に鉛が放出される危険性が低く、低公害化、対環境性および生態学的見地から極めて優れた圧電磁器および圧電素子の活用を図ることができる。
【００３０】
特に、第１の元素における銀の含有量が５ｍｏｌ％以下となるようにすれば、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量をより大きくすることができる。
【００３１】
また、副成分として長周期型周期表における３〜１２族元素のうちの少なくとも１種を含む酸化物を含有するようにすれば、焼結性を向上させることができ、圧電特性をより向上させることができる。中でも、マンガンを含む酸化物を、酸化マンガンの含有量がＭｎＯに換算して主成分に対して０．０１質量％以上１質量％以下の範囲内で含有するようにすればより高い効果を得ることができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る圧電磁器は、第１の実施の形態で説明したペロブスカイト型酸化物に加えて、タングステンブロンズ型酸化物を含む組成物を、主成分として含有することを除き、第１の実施の形態と同様の構成を有している。また、第１の実施の形態と同様にして用いられ、同様にして製造することができる。よって、ここでは、第１の実施の形態と同一部分についての詳細な説明を省略する。
【００３３】
この圧電磁器は、タングステンブロンズ型酸化物を含むことにより、焼成を容易とすると共に、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量をより大きくするものである。主成分の組成物において、ペロブスカイト型酸化物とタングステンブロンズ型酸化物とは、固溶していてもよく、完全に固溶していなくてもよい。
【００３４】
タングステンブロンズ型酸化物は、第３の元素と第４の元素と酸素とからなる。第３の元素は、例えば、長周期型周期表２族元素のうちの少なくとも１種を含むことが好ましく、中でも、マグネシウム，カルシウム，ストロンチウムおよびバリウムからなる群のうちの少なくとも１種を含むことが好ましい。第４の元素は、例えば、ニオブおよびタンタルからなる群のうちの少なくともニオブを含むことが好ましく、更にタンタルも含んでいればより好ましい。このような場合に、鉛を含有せずあるいは鉛の含有量を少なくして、より優れた圧電特性を得ることができるからである。このタングステンブロンズ型酸化物の化学式は、例えば化４で表される。
【００３５】
【化４】
Ｍ（Ｎｂ1-v Ｔａv ）2 Ｏ6 
式中、Ｍは第３の元素を表し、ｖは０≦ｖ＜１の範囲内の値である。なお、第３の元素と第４の元素と酸素との組成比は化学量論的に求めたものであり、化学量論組成からずれていてもよい。
【００３６】
なお、ペロブスカイト型酸化物の第２の元素と、タングステンブロンズ型酸化物の第４の元素とは、同一でもよく、異なっていてもよい。第２の元素と第４の元素との合計におけるタンタルの含有量は、５０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。第１の実施の形態で説明したように、タンタルの含有量が多くなり過ぎると、キュリー温度が低くなると共に、電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量も小さくなってしまうからである。
【００３７】
ペロブスカイト型酸化物とタングステンブロンズ型酸化物との組成比は、モル比で、化５に示した範囲内であることが好ましい。すなわち、組成物におけるタングステンブロンズ型酸化物の含有量は、０ｍｏｌ％よりも大きく５．３ｍｏｌ％以下であることが好ましい。タングステンブロンズ型酸化物の含有量が多すぎると、電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量が小さくなってしまうからである。
【００３８】
【化５】
（１−ｎ）Ａ＋ｎＢ
式中、Ａはペロブスカイト型酸化物、Ｂはタングステンブロンズ型酸化物をそれぞれ表し、ｎは０＜ｎ≦０．０５３の範囲内の値である。
【００３９】
なお、副成分および鉛の含有量については第１の実施の形態と同一である。
【００４０】
このように本実施の形態によれば、ナトリウム，カリウム，リチウムおよび銀を含むペロブスカイト型酸化物と、タングステンブロンズ型酸化物とを含むようにしたので、焼成を容易とすることができると共に、発生変位量をより大きくすることができる。よって、鉛を含有しない、あるいは鉛の含有量が少ない圧電磁器および圧電素子について、利用の可能性をより高めることができる。
【００４１】
【実施例】
更に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００４２】
（実施例１−１〜１−３）
化６に示したペロブスカイト型酸化物を主成分として含有する圧電磁器を用い、図１に示したような圧電素子を作製した。本実施例では図１を参照し、図１に示した符号を用いて説明する。
【００４３】
【化６】
（Ｎａ0.95-x-zＫx Ｌｉ0.05Ａｇz ）ＮｂＯ3 
【００４４】
まず、主成分の原料として、炭酸ナトリウム（Ｎａ2 ＣＯ3 ）粉末、炭酸カリウム（Ｋ2 ＣＯ3 ）粉末、炭酸リチウム（Ｌｉ2 ＣＯ3 ）粉末、酸化銀（Ａｇ2 Ｏ）粉末、および酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）粉末をそれぞれ用意した。また、副成分の原料として、炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3 ）粉末を用意した。次いで、これら主成分および副成分の原料を十分に乾燥させ秤量したのち、ボールミルにより水中で５時間混合し、乾燥して原料混合粉末を得た。
【００４５】
その際、実施例１−１〜１−３の原料混合粉末の配合比を調整し、ペロブスカイト型酸化物の組成、すなわち化６におけるｘおよびｚの値を表１に示したように変化させた。また、副成分である酸化マンガンの含有量はＭｎＯを基準とし主成分に対して０．３１質量％となるようにした。なお、副成分の含有量は、主成分の原料のうち炭酸塩をＣＯ2 が解離した酸化物に換算し、その換算した主成分の原料の合計質量に対して副成分の原料である炭酸マンガン粉末の混合量が０．５質量％となるようにしたものである。
【００４６】
【表１】
0004039871.tif 000003
【００４７】
続いて、この原料混合粉末をプレス成形して、８５０℃〜１０００℃で２時間仮焼した。仮焼したのち、ボールミルを用いて水中で粉砕し、再び乾燥して、ポリビニルアルコールを加えて造粒した。造粒したのち、この造粒粉を一軸プレス成形機により約４０ＭＰａの圧力で直径１７ｍｍの円柱状に成形し、更に約４００ＭＰａの圧力で静水圧成形した。
【００４８】
成形したのち、この成形体を６５０℃で４時間加熱して脱バインダを行い、更に９５０℃〜１３５０℃で４時間焼成した。そののち、この焼成体をスライス加工およびラップ加工により厚さ０．６ｍｍの円板状として圧電基板１を作製し、両面に銀ペーストを印刷して６５０℃で焼き付け、電極２，３を形成した。電極２，３を形成したのち、３０℃〜２５０℃のシリコーンオイル中で３ｋＶ／ｍｍ〜１０ｋＶ／ｍｍの電界を１分〜３０分間印加して分極処理を行った。これにより、実施例１−１〜１−３の圧電磁器を用いた圧電素子を得た。
【００４９】
得られた実施例１−１〜１−３の圧電素子について、２４時間放置したのち、圧電特性として、比誘電率εｒ、電気機械結合係数ｋｒ、および３ｋＶ／ｍｍの電界を印加した際の発生変位量を測定した。比誘電率εｒおよび電気機械結合係数ｋｒの測定にはインピーダンスアナライザー（ヒューレット・パッカード社製ＨＰ４１９４Ａ）を用い、比誘電率εｒを測定する際の周波数は１ｋＨｚとした。発生変位量の測定には、図２に示したような渦電流による変位測定装置を用いた。この変位測定装置は、一対の電極１１，１２の間に試料１３を挟み、直流電流を印加した場合の試料１３の変位を変位センサ１４により検出し、変位検出器１５によりその発生変位量を求めるものである。それらの結果を表１に示す。なお、表１に示した発生変位量は、測定値を試料の厚さで割り１００を掛けた値（測定値／試料の厚さ×１００）である。
【００５０】
また、本実施例に対する比較例１−１として、銀を含まないようにしたことを除き、すなわち化６におけるｚの値を零にしたことを除き、他は実施例１−１〜１−３と同様にして圧電素子を作製した。比較例１−１についても、本実施例と同様にして、比誘電率εｒ、電気機械結合係数ｋｒおよび３ｋＶ／ｍｍの電界を印加した際の発生変位量を測定した。それらの結果についても表１に合わせて示す。
【００５１】
表１に示したように、銀を含む実施例１−１〜１−３によれば、銀を含まない比較例１−１よりも、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量について大きな値が得られた。また、第１の元素における銀の含有量が０．５ｍｏｌ％の場合に発生変位量が最も大きくなり、銀の含有量が多くなると、それよりは小さくなる傾向が見られた。
【００５２】
すなわち、ナトリウム，カリウム，リチウムおよび銀を含むペロブスカイト酸化物を含有するようにすれば、発生変位量を大きくできることが分かった。また、第１の元素における銀の含有量を５ｍｏｌ％以下とすれば、より好ましいことも分かった。
【００５３】
（実施例２−１〜２−３）
化７に示した組成物を主成分として含むようにしたことを除き、他は実施例１−１〜１−３と同様にして圧電素子を作製した。その際、実施例２−１〜２−３で、ペロブスカイト型酸化物の組成、すなわち化７におけるｘおよびｚの値を表２に示したように変化させた。タングステンブロンズ型酸化物の含有量、すなわち化７におけるｎの値は０．００５とし、副成分の含有量は実施例１−１〜１−３と同様に主成分に対して０．３１質量％とした。なお、主成分のうちペロブスカイト型酸化物の組成は、実施例２−１は実施例１−２と同一であり、実施例２−２は実施例１−３と同一である。
【００５４】
【化７】
0004039871.tif 000004
【００５５】
【表２】
0004039871.tif 000005
【００５６】
実施例２−１〜２−３についても、実施例１−１〜１−３と同様にして、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび３ｋＶ／ｍｍの電界を印加した際の発生変位量を測定した。それらの結果を表２に示す。
【００５７】
表２と表１とを比較すれば明らかなように、ペロブスカイト型酸化物が銀を含み、かつ、タングステンブロンズ型酸化物を含有するようにした実施例２−１〜２−３によれば、比較例１−１よりも、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量について大きな値が得られた。また、実施例２−２，２−３の方が、タングステンブロンズ型酸化物を含有しない実施例１−２，１−３よりも大きな発生変位量が得られた。すなわち、ペロブスカイト型酸化物に加えて、タングステンブロンズ型酸化物を含むようにすれば、発生変位量をより大きくできることが分かった。
【００５８】
更に、化７におけるｚの値が大きくなるに従い、つまり銀の含有量が多くなるに従い、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量は極大値を示したのち、小さくなる傾向が見られた。すなわち、第１の元素における銀の含有量を５ｍｏｌ％以下とすれば、より好ましいことも分かった。
【００５９】
なお、上記実施例では、主成分および副成分の組成について例を挙げて具体的に説明したが、上記実施の形態において説明した組成の範囲内であれば、他の組成であっても同様の結果を得ることができる。
【００６０】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形することができる。例えば、上記実施の形態および実施例では、ペロブスカイト型酸化物とタングステンブロンズ型酸化物との組成物を含有する場合について説明したが、この組成物にペロブスカイト型酸化物およびタングステンブロンズ型酸化物以外の他の成分を更に含んでいてもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態および実施例では、主成分の組成物が第１の元素としてナトリウム，カリウム，リチウムおよび銀を含み、第２の元素としてニオブおよびタンタルからなる群のうちの少なくともニオブを含み、第３の元素として長周期型周期表２族元素のうちの少なくとも１種を含み、第４の元素としてニオブおよびタンタルからなる群のうちの少なくともニオブを含む場合について説明したが、これら第１の元素，第２の元素，第３の元素および第４の元素は、これら以外の他の元素を更に含んでいてもよい。
【００６２】
更に、上記実施の形態および実施例では、主成分の組成物に加えて副成分を含む場合について説明したが、本発明は、主成分の組成物を含んでいれば副成分を含まない場合についても広く適用することができる。また、他の副成分を含む場合についても同様に適用することができる。
【００６３】
加えて、上記実施の形態では、単層構造の圧電素子を例に挙げて説明したが、積層構造など他の構造を有する圧電素子についても、本発明を同様に適用することができる。また、圧電素子としてアクチュエータなどの振動素子，発音体およびセンサを例に挙げたが、他の圧電素子についても本発明を適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の圧電磁器によれば、ナトリウム，カリウム，リチウムおよび銀と、ニオブおよびタンタルのうちの少なくともニオブと、酸素とからなる化１に示した化合物を含有するようにしたので、比誘電率εｒ，電気機械結合係数ｋｒおよび発生変位量を大きくすることができる。よって、鉛を含有しない、あるいは鉛の含有量が少ない圧電磁器および圧電素子についても、利用の可能性を高めることができる。すなわち、焼成時における鉛の揮発が少なく、市場に流通し廃棄された後も環境中に鉛が放出される危険性が低く、低公害化、対環境性および生態学的見地から極めて優れた圧電磁器および圧電素子の活用を図ることができる。
【００６５】
特に、請求項２または請求項３または請求項５または請求項６記載の圧電磁器によれば、副成分としてマンガンを含む酸化物を含有するようにしたので、焼結性を向上させることができ、圧電特性をより向上させることができる。
【００６６】
また、請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の圧電磁器によれば、化1に示した化合物に加えて、化２に示した化合物を含有するようにしたので、焼成を容易とすることができると共に、発生変位量をより大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る圧電磁器を用いた圧電素子を表す構成図である。
【図２】本発明の実施例において発生変位量の測定に用いた変位測定装置を表す構成図である。
【符号の説明】
１…圧電基板、１ａ，１ｂ…対向面、２，３…電極、１１，１２…電極、１３…試料、１４…変位センサ、１５…変位検出器。
【図１】
0004039871.tif 000008
【図２】
0004039871.tif 000009