特許ウォッチ

公開番号2025140947
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040608
出願日2024-03-15
発明の名称積層圧電セラミック部品、およびそれを備える装置
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人
主分類H10N 30/853 20230101AFI20250919BHJP()
要約【課題】高温および高電界下において高い絶縁性を維持することのできる積層圧電セラミック部品を提供する。
【解決手段】積層圧電セラミック部品10は、複数の電極12・13と、ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物を主成分として含有する圧電セラミック層11とを有し、圧電セラミック層間に複数の電極12・13が積層された積層体20を含む。積層圧電セラミック部品10の圧電セラミック層11は、ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物を含有する主相成分と、金属酸化物粒子を含有する副相成分とを含有する。圧電セラミック層11において、積層された隣り合う電極間距離に対する金属酸化物粒子の最大粒子径の割合が、81%以下となっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の電極と、圧電セラミック層とを有し、
前記圧電セラミック層間に前記複数の電極が積層された積層体を含む積層圧電セラミック部品であって、
前記圧電セラミック層は、
ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物を含有する主相成分と、
金属酸化物粒子を含有する副相成分と
を含有し、
積層された隣り合う電極間距離に対する前記金属酸化物粒子の最大粒子径の割合が、８１％以下となっている、積層圧電セラミック部品。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記電極は、ニッケルを主成分として含有する、請求項１に記載の積層圧電セラミック部品。
【請求項３】
積層された隣り合う電極間距離に対する前記金属酸化物粒子の最大粒子径の割合が、３３％以下となっている、請求項１に記載の積層圧電セラミック部品。
【請求項４】
前記金属酸化物粒子は、マンガンおよびチタンを含む酸化物の粒子である、請求項１に記載の積層圧電セラミック部品。
【請求項５】
前記副相成分には、マンガン酸化物が含まれており、
前記マンガン酸化物は、スカンジウムを含有する、
請求項１に記載の積層圧電セラミック部品。
【請求項６】
前記ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物は、マンガンおよびチタンを含む、請求項１に記載の積層圧電セラミック部品。
【請求項７】
前記ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物は、スカンジウムをさらに含む、請求項１に記載の積層圧電セラミック部品。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の積層圧電セラミック部品を備えている装置。
【請求項９】
アクチュエータ、ハプティクス、ブザー、および超音波センサの何れかである、請求項８に記載の装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層圧電セラミック部品、およびそれを備えている装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、小型かつ低電圧でも高変位で駆動することのできる積層型の圧電セラミック部品を備えているアクチュエータが注目されている。一般的な積層圧電セラミック部品は、ＰＺＴ系（チタン酸ジルコン酸鉛系）の圧電セラミック、および、例えば、Ｐｔ、Ｐｄなどを含む内部電極を含んでいる。しかし、ＰＺＴ系の圧電セラミックは、環境に悪影響を及ぼす鉛を含んでいることが問題視されている。また、Ｐｔ、Ｐｄなどの金属材料は、高価であることが難点である。
【０００３】
そのため、環境にやさしく、かつ、低コストの積層圧電セラミック部品に対する要望が高まっている。そこで、圧電セラミックには鉛を使わない材料を使用し、内部電極にはＰｔ、Ｐｄと比較してより安価な卑金属であるＮｉを主成分として使用した無鉛積層圧電セラミックが提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００４】
特許文献１および２には、Ｎｉを主成分とする内部電極と、ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物を主成分とする圧電セラミック層とが交互に積層された積層圧電セラミック部品が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５８６２９８３号公報
特許第６０９４６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
積層圧電セラミック部品をアクチュエータに使用する場合には、高温、高電界下（例えば、１００℃、３ｋＶ／ｍｍ）での使用が求められることがある。そのため、高温、高電界下における過酷な条件下でも高い絶縁性を有する積層圧電セラミック部品が所望される。
【０００７】
本発明では、高温および高電界下において高い絶縁性を維持することのできる積層圧電セラミック部品、およびそれを備えている装置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】
【０００８】
［１］
本発明の一局面にかかる積層圧電セラミック部品は、複数の電極と、圧電セラミック層とを有し、前記圧電セラミック層間に前記複数の電極が積層された積層体を含む積層圧電セラミック部品である。この積層圧電セラミック部品において、前記圧電セラミック層は、ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物を含有する主相成分と、金属酸化物粒子を含有する副相成分とを含有し、積層された隣り合う電極間距離に対する前記金属酸化物粒子の最大粒子径の割合が、８１％以下となっている。
【０００９】
上記の構成によれば、隣り合う電極間距離に対する金属酸化物粒子の最大粒子径の割合を、８１％以下とすることで、高温および高電界下において高い絶縁性を有する積層圧電セラミック部品を得ることができる。
【００１０】
［２］
［１］に記載の本発明の一局面にかかる積層圧電セラミック部品において、前記電極は、ニッケルを主成分として含有してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許