。該壓電材料主要由具有化學(xué)式（Baa9Q(lCaQ. ^1.Cllll(Tia97ciSnaci3tl) O3的金屬氧化物組成。 1摩爾的該主要成分含有0. 0121摩爾的Μη。100重量份的該主要成分含有0. 0001重量份 的Mg。關(guān)于其他金屬，稱量的組成與燒結(jié)后的組成一致。Ba、Ca、Ti、Sn、Mn和Mg以外的元 素低于ICP光譜法的檢測極限。
[0343] 該多層壓電元件包括9個(gè)壓電材料層和8個(gè)內(nèi)部電極。多層壓電元件的壓電性的 評價(jià)顯示該多層壓電元件具有令人滿意的絕緣性和比實(shí)施例92好5%以上的壓電性。這可 能是因?yàn)樵蠟殁}鈦礦型金屬氧化物，其促進(jìn)晶粒生長，導(dǎo)致高密度多層壓電元件。
[0344] (比較例 25)
[0345] 除了組成與比較例19中相同，燒成溫度為1300°C，并且內(nèi)部電極由95% Ag-5% Pd合金（Ag/Pd = 19)制成以外，以與實(shí)施例92中相同的方式制造多層壓電元件。
[0346] 用掃描電子顯微鏡觀察內(nèi)部電極。觀察顯示使內(nèi)部電極熔融并且作為島散布。因 此，內(nèi)部電極沒有導(dǎo)通，并且該多層壓電元件沒有極化。因此，未能測定壓電常數(shù)。
[0347] (比較例 26)
[0348] 除了內(nèi)部電極由5% Ag-95% Pd合金（Ag/Pd = 0.05)制成以外，以與比較例25 中相同的方式制造多層壓電元件。
[0349] 用掃描電子顯微鏡觀察內(nèi)部電極。觀察顯示電極材料Ag-Pd的燒結(jié)不充分。因此， 內(nèi)部電極沒有導(dǎo)通，并且多層壓電元件沒有極化。因此，未能測定壓電常數(shù)。
[0350] (比較例 27)
[0351] 除了內(nèi)部電極由70% Ag-30% Pd合金（Ag/Pd = 2. 33)制成以外，以與比較例25 中相同的方式制造多層壓電元件。
[0352] 用掃描電子顯微鏡觀察內(nèi)部電極。盡管電極材料Ag-Pd和壓電材料彼此在其上交 替地層疊，但由于壓電材料的燒結(jié)不充分，多層壓電元件的一對外部電極之間的電阻率低 達(dá)1χ108Ω · cm以下。因此，多層壓電元件沒有極化，未能測定壓電常數(shù)。
[0353] (實(shí)施例M)
[0354] 使用用根據(jù)實(shí)施例1的壓電材料制造的壓電元件，制造圖3A和3B中所示的排液 頭。響應(yīng)電信號的輸入，將墨排出。
[0355] (實(shí)施例％)
[0356] 使用根據(jù)實(shí)施例94的排液頭制造圖4中所示的排液裝置。響應(yīng)電信號的輸入，將 墨排出到記錄介質(zhì)上。
[0357] (實(shí)施例 96)
[0358] 使用用根據(jù)實(shí)施例1的壓電材料制造的壓電元件，制造圖6A中所示的超聲波馬 達(dá)。施加交流電壓時(shí)，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。
[0359] (實(shí)施例 97)
[0360] 使用根據(jù)實(shí)施例96的超聲波馬達(dá)制造圖7A和7B中所示的光學(xué)裝置。施加交流 電壓時(shí)，觀察到自動聚焦。
[0361] (實(shí)施例 98)
[0362] 使用用根據(jù)實(shí)施例1的壓電材料制造的壓電元件，制造圖9A和9B中所示的除塵 器件。將塑料珠散落后施加交流電壓時(shí)，觀察到令人滿意的除塵效率。
[0363] (實(shí)施例 99)
[0364] 使用根據(jù)實(shí)施例98的除塵器件制造圖12中所示的攝像裝置。將攝像元件單元的 表面上的灰塵令人滿意地除去，得到了無灰塵缺陷的圖像。
[0365] (實(shí)施例 100)
[0366] 使用根據(jù)實(shí)施例92的多層壓電元件制造圖3A和3B中所示的排液頭。響應(yīng)電信 號的輸入，將墨排出。
[0367] (實(shí)施例 101)
[0368] 使用根據(jù)實(shí)施例100的排液頭制造圖4中所示的排液裝置。響應(yīng)電信號的輸入， 將墨排出到記錄介質(zhì)上。
[0369] (實(shí)施例 102)
[0370] 使用根據(jù)實(shí)施例92的多層壓電元件，制造圖6B中所示的超聲波馬達(dá)。施加交流 電壓時(shí)，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。
[0371] (實(shí)施例 1〇3)
[0372] 使用根據(jù)實(shí)施例102的超聲波馬達(dá)制造圖7A和7B中所示的光學(xué)裝置。施加交流 電壓時(shí)，觀察到自動聚焦。
[0373] (實(shí)施例 104)
[0374] 使用根據(jù)實(shí)施例92的多層壓電元件，制造圖9A和9B中所示的除塵器件。將塑料 珠散落后施加交流電壓時(shí)，觀察到令人滿意的除塵效率。
[0375] (實(shí)施例 1〇5)
[0376] 使用根據(jù)實(shí)施例104的除塵器件制造圖12中所示的攝像裝置。將攝像元件單元 的表面上的灰塵令人滿意地除去，得到了無灰塵缺陷的圖像。
[0377] (實(shí)施例 106)
[0378] 使用根據(jù)實(shí)施例92的多層壓電元件制造圖14中所示的電子器件。施加交流電壓 時(shí)，揚(yáng)聲器運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0379] 盡管已參照例示實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但應(yīng)理解本發(fā)明并不限于所公開 的例示實(shí)施方案。下述權(quán)利要求的范圍應(yīng)給予最寬泛的解釋以包括所有這樣的變形以及等 同的結(jié)構(gòu)和功能。
[0380] 本申請要求于2012年11月2日提交的日本專利申請No. 2012-242895的權(quán)益，由 此通過引用將其全文并入本文。
[0381] 工業(yè)實(shí)用性
[0382] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的壓電材料在寬的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)具有高且穩(wěn)定的壓電 常數(shù)和高的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)。該壓電陶瓷不含鉛并且能夠減小對環(huán)境的負(fù)荷。因此，該壓電材 料能夠無問題地用于使用大量壓電材料制造的裝置，例如排液頭、超聲波馬達(dá)和除塵器件。
[0383] 附圖標(biāo)記列表
[0384] 1第一電極
[0385] 2壓電材料
[0386] 3第二電極
[0387] 101壓電元件
[0388] 102獨(dú)立液室
[0389] 103 隔膜
[0390] 104液室隔壁
[0391] 105 排出口
[0392] 106連通孔
[0393] 107共同液室
[0394] 108緩沖層
[0395] 1011 第一電極
[0396] 1012壓電材料
[0397] 1013 第二電極
[0398] 201 振子
[0399] 202 轉(zhuǎn)子
[0400] 2〇3輸出軸
[0401] 204 振子
[0402] 2〇5 轉(zhuǎn)子
[0403] 206 彈簧
[0404] 2011 彈性環(huán)
[0405] 2012壓電元件
[0406] 2〇 I3有機(jī)粘合劑
[0407] 2041金屬彈性體
[0408] 2042多層壓電元件
[0409] 310除塵器件
[0410] 320 隔膜
[0411] 330壓電元件
[0412] 331壓電材料
[0413] 332 第一電極
[0414] 333 第二電極
[0415] 336第一電極表面
[0416] 337第二電極表面
[0417] 51第一電極
[0418] 53第二電極
[0419] 54壓電材料層
[0420] 55內(nèi)部電極
[0421] 56多層體
[0422] 501 第一電極
[0423] 503 第二電極
[0424] 504壓電材料層
[0425] 505a內(nèi)部電極
[0426] 505b內(nèi)部電極
[0427] 506a外部電極
[0428] 506b外部電極
[0429] 601照相機(jī)主體
[0430] 602 底座
[0431] 605反射鏡箱
[0432] 6〇6主反射鏡
[0433] 200快門單元
[0434] 300主體底架
[0435] 400攝像元件單元
[0436] 701前透鏡組透鏡
[0437] 702后透鏡組透鏡（聚焦透鏡）
[0438] 711可拆卸底座
[0439] 712固定鏡筒
[0440] 713直線導(dǎo)向鏡筒
[0441] 714前透鏡組鏡筒
[0442] 715凸輪環(huán)
[0443] 716后透鏡組鏡筒
[0444] 717凸輪輥
[0445] 718 螺釘
[0446] 719 輥
[0447] 720旋轉(zhuǎn)傳動環(huán)
[0448] 722從動輥
[0449] 724手動聚焦環(huán)
[0450] 725超聲波馬達(dá)
[0451] 726波形墊圈
[0452] 727滾珠軸承座圈
[0453] 728聚焦鍵
[0454] 729連接部件
[0455] 732 墊圈
[0456] 733低摩擦片
[0457] 881排液裝置
[0458] 8沿外殼
[0459] 883 外殼
[0460] 8δ4 外殼
[0461 ] 885 外殼
[0462] 887 外殼
[0463] 890回復(fù)部
[0464] 891記錄部
[0465] 892 托架
[0466] 896裝置的主體
[0467] 897自動給送部
[0468] 898 出口
[0469] 8"傳送單元
[0470] 901光學(xué)器件
[0471] 908釋放按鈕
[0472] 909電子閃光單元
[0473] 912揚(yáng)聲器
[0474] 914麥克風(fēng)
[0475] 916補(bǔ)充光單元
[0476] 931 主體
[0477] 932變焦桿
[0478] 933電源開關(guān)
[0479] 本發(fā)明的有利效果
[0480] 本發(fā)明能夠提供無鉛壓電材料，其在寬的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)具有高且穩(wěn)定的壓電常 數(shù)和高的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)。
[0481] 本發(fā)明還能夠提供各自包括該壓電材料的壓電元件、多層壓電元件、排液頭、排液 裝置、超聲波馬達(dá)、光學(xué)裝置、振動裝置、除塵器件、攝像裝置和電子設(shè)備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 壓電材料，包括：具有下述通式（1)的鈣鈦礦型金屬氧化物；第一輔助成分Mn ;和第 二輔助成分Mg， 其中基于金屬、每摩爾該鈣鈦礦型金屬氧化物Mn的量b (摩爾）在0. 0048彡b彡0. 040 0的范圍內(nèi)，并且基于金屬、每100重量份的該鈣鈦礦型金屬氧化物Mg含量為0. 100重量份 以下，不包括0重量份， (BahCax)a (Ti 卜 y_zSnyZrz) O3 ⑴ 其中X在0? 050彡X彡0? 200的范圍內(nèi)，y在0? 010彡y彡0? 040的范圍內(nèi)，z在 0 彡 z 彡 0? 040 的范圍內(nèi)，條件是 X 彡 0? 375 (y+z) +0? 050, a 在 0? 9925+b 彡 a 彡 I. 0025+b 的范圍內(nèi)，條件是b在0. 0048彡b彡0. 0400的范圍內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的壓電材料，其中該鈣鈦礦型金屬氧化物具有下述通式（2)，其對應(yīng) 于其中z = 0的通式（1)， (BahCax) JTihSny) O3 (2) 其中X在0? 050彡X彡0? 200的范圍內(nèi)，y在0? 010彡y彡0? 040的范圍內(nèi)， 條件是X彡0? 375y+0. 050, a在0? 9925+b彡a彡I. 0025+b的范圍內(nèi)，條件是b在 0? 0048彡b彡0? 0400的范圍內(nèi)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的壓電材料，還包括第三輔助成分，該第三輔助成分含有選自 Cu、B和Si中的至少一種，其中基于金屬，該第三輔助成分含量為0. 001重量份-4. 000重 量份每100重量份的該鈣鈦礦型金屬氧化物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3的任一項(xiàng)的壓電材料，其中該壓電材料含有具有I y m-10 y m的平 均當(dāng)量圓直徑的晶粒，并且具有25 ym以下的當(dāng)量圓直徑的晶粒占全部晶粒的99個(gè)數(shù)％以 上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4的任一項(xiàng)的壓電材料，其中該壓電材料具有90 % -100%的相對密 度。6. 壓電元件，包括：第一電極；壓電材料；和第二電極，其中該壓電材料是根據(jù)權(quán)利要 求1-5的任一項(xiàng)的壓電材料。7. 多層壓電元件，包括：彼此在其上交替地層疊的壓電材料層和電極層，該電極層包 括內(nèi)部電極，其中該壓電材料層由根據(jù)權(quán)利要求1-5的任一項(xiàng)的壓電材料制成。8. 根據(jù)權(quán)利要求7的多層壓電元件，其中該內(nèi)部電極含有Ag和Pd，并且Ag的重量Ml 與Pd的重量M2的重量比M1/M2在1. 5彡M1/M2彡9. 0的范圍內(nèi)。9. 排液頭，包括：液室；和與該液室連通的排出口，其中該液室具有振動單元，該振動 單元包括根據(jù)權(quán)利要求6的壓電元件或根據(jù)權(quán)利要求7或8的多層壓電元件。10. 排液裝置，包括：記錄介質(zhì)傳送單元；和根據(jù)權(quán)利要求9的排液頭。11. 超聲波馬達(dá)，包括：振動部件，該振動部件包括根據(jù)權(quán)利要求6的壓電元件或根據(jù) 權(quán)利要求7或8的多層壓電元件；和與該振動部件接觸的移動體。12. 光學(xué)裝置，包括驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元包括根據(jù)權(quán)利要求11的超聲波馬達(dá)。13. 振動裝置，包括振動部件，該振動部件包括根據(jù)權(quán)利要求6的壓電元件或根據(jù)權(quán)利 要求7或8的多層壓電元件。14. 除塵器件，包括振動單元，該振動單元包括在隔膜上設(shè)置的根據(jù)權(quán)利要求13的振 動裝置。15. 攝像裝置，包括：根據(jù)權(quán)利要求14的除塵器件；和攝像元件單元，其中將該除塵器 件的隔膜和該攝像元件單元的受光表面設(shè)置在同一軸上，并且該除塵器件與該攝像元件單 元的受光表面相對。16. 電子設(shè)備，包括壓電聲部件，該壓電聲部件包括根據(jù)權(quán)利要求6的壓電兀件或根據(jù) 權(quán)利要求7或8的多層壓電元件。
【專利摘要】本發(fā)明提供在寬的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)具有高且穩(wěn)定的壓電常數(shù)的無鉛壓電材料。該壓電材料含有具有通式(1)的鈣鈦礦型金屬氧化物、Mn、Mg，(Ba1-xCax)a(Ti1-y-zSnyZrz)O3 (1)其中x在0.050≤x≤0.200的范圍內(nèi)，y在0.010≤y≤0.040的范圍內(nèi)，z在0≤z≤0.040的范圍內(nèi)，條件是x≥0.375(y+z)+0.050，a在0.9925+b≤a≤1.0025+b的范圍內(nèi)，其中基于金屬、每摩爾該金屬氧化物Mn的量b(摩爾)在0.0048≤b≤0.0400的范圍內(nèi)，并且基于金屬、每100重量份的該金屬氧化物Mg含量為0.100重量份以下。
【IPC分類】C04B35/634, B32B18/00, C04B35/468, C04B35/49
【公開號】CN104955642
【申請?zhí)枴緾N201380057027
【發(fā)明人】大志萬香菜子, 齋藤宏, 古田達(dá)雄, 松田堅(jiān)義, 村上俊介
【申請人】佳能株式會社
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2013年10月23日
【公告號】EP2897796A1, US20150295160, WO2014069493A1