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公開番号2025161303
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024064387
出願日2024-04-12
発明の名称圧電素子
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人暁合同特許事務所
主分類C04B 35/495 20060101AFI20251017BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】必要な圧電性能を保持しつつ、靭性を向上させた圧電素子を提供する。
【解決手段】圧電素子10は、ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物からなる第1結晶相で形成された主相と、M-Nb-O系タングステンブロンズ型化合物(元素Mは1から4価の元素)及びN-Ti-O系スピネル型化合物(元素Nは1から4価の元素)のうち少なくとも1種からなる第2結晶相を含む副相と、を含む無鉛圧電磁器組成物からなる圧電体11と、前記圧電体に接する電極12,13とを備える。圧電体11に形成される空孔の平均孔径は、8μm以上50μm以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物からなる第１結晶相で形成された主相と、
Ｍ－Ｎｂ－Ｏ系タングステンブロンズ型化合物（元素Ｍは１から４価の元素）及びＮ－Ｔｉ－Ｏ系スピネル型化合物（元素Ｎは１から４価の元素）のうち少なくとも１種からなる第２結晶相を含む副相と、
を含む無鉛圧電磁器組成物からなる圧電体と、
前記圧電体に接する電極と、
を備える圧電素子であって、
前記圧電体に形成される空孔の平均孔径が８μｍ以上５０μｍ以下である、圧電素子。
続きを表示（約 51 文字）【請求項２】
前記圧電体の気孔率が１％以上３％以下である、請求項１に記載の圧電素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧電素子に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、圧電磁器（圧電セラミックス）の多くは、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系の材料で構成されている。しかしながら、ＰＺＴに含まれる鉛成分が、環境負荷の原因となるため、問題視されている。このため、近年、鉛を含まない無鉛圧電磁器からなる圧電素子の開発が進められている。以下、鉛を含まない無鉛圧電磁器の材料を、無鉛圧電磁器組成物という。
【０００３】
無鉛圧電磁器組成物の一例として、特許文献１に記載の無鉛圧電磁器組成物が知られている。特許文献１は、ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物からなる第１結晶相で形成された主相と、Ｍ－Ｔｉ－Ｏ系スピネル型化合物（元素Ｍは１～４価の元素）からなる第２結晶相を含む副相とを有する無鉛圧電磁器組成物を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５７１５３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧電素子の取り扱いの観点からは、圧電体が一定の靭性を有していることが好ましい。
【０００６】
本開示は、必要な圧電性能を保持しつつ、靭性を向上させた圧電素子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】
【０００７】
本開示の圧電素子は、ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物からなる第１結晶相で形成された主相と、Ｍ－Ｎｂ－Ｏ系タングステンブロンズ型化合物（元素Ｍは１から４価の元素）及びＮ－Ｔｉ－Ｏ系スピネル型化合物（元素Ｎは１から４価の元素）のうち少なくとも１種からなる第２結晶相を含む副相と、を含む無鉛圧電磁器組成物からなる圧電体と、前記圧電体に接する電極と、を備える圧電素子であって、前記圧電体に形成される空孔の平均孔径が８μｍ以上５０μｍ以下である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、必要な圧電性能を保持しつつ、靭性を向上させた圧電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施形態に係る圧電素子の斜視図である。
図２は、実施例１～４に係る圧電素子のそれぞれの圧電体についてのＳＥＭ画像の観察領域である。
図３は、実施例１～４に係る圧電素子のそれぞれの圧電体についての４点曲げ強さ試験の結果を示すストローク－時間線図である。
図４は、実施例１～４に係る圧電素子についての平均孔径、４点曲げ強さ試験によって得られたストローク及び圧電定数ｄ３３ｍを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
最初に本開示の実施形態を列挙して説明する。
＜１＞本開示の圧電素子は、ニオブ酸アルカリ系ペロブスカイト型酸化物からなる第１結晶相で形成された主相と、Ｍ－Ｎｂ－Ｏ系タングステンブロンズ型化合物（元素Ｍは１から４価の元素）及びＮ－Ｔｉ－Ｏ系スピネル型化合物（元素Ｎは１から４価の元素）のうち少なくとも１種からなる第２結晶相を含む副相と、を含む無鉛圧電磁器組成物からなる圧電体と、前記圧電体に接する電極と、を備える圧電素子であって、前記圧電体に形成される空孔の平均孔径が８μｍ以上５０μｍ以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

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