压电组合物、压电元件和溅射靶材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及压电组合物和具备压电组合物的压电元件、或者溅射靶材。
【背景技术】
[0002] 利用了压电组合物的驱动器是利用了施加电场时会产生机械应变和应力这样的 压电现象而成的。该驱动器能够高精度地得到微小位移，并且具有产生应力大等的特征，例 如可以用于精密机床或光学装置的定位。作为驱动器中使用的压电组合物，可以列举锆钛 酸铅（Pb(Zr，Ti)03)。
[0003] 然而，由于锆钛酸铅类压电组合物包含很多Pb，因此，最近存在由酸雨导致的Pb 溶出等对地球环境造成不良影响的问题。因此，期望替代锆钛酸铅类压电组合物而开发不 含有Pb的非铅类压电组合物。
[0004] 例如，在专利文献1和2中，公开了居里温度高达350°C以上且机电耦合系数I也 优异的由铌酸钠钾锂构成的非铅类压电组合物。
[0005]另外，在专利文献3和4中，作为表现比较大的位移量的非铅类压电组合物，公开 了铌酸钠钾锂类的压电组合物、以及含有钨青铜型氧化物和钙钛矿型氧化物的压电组合 物。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开昭49-125900号公报
[0009] 专利文献2 :日本特公昭57-6713号公报
[0010] 专利文献3 :国际公开第2008/152851号
[0011] 专利文献4 :日本专利第4513948号公报
【发明内容】
[0012] 发明所要解决的技术问题
[0013] 在民生、工业用电子设备所使用的驱动器或传感器等的用途中，要求特别 是-40°C~85°C的温度区域中压电特性的温度变化率小。
[0014] 然而，在专利文献1~4的任一者中，尽管在非铅类压电组合物中得到优异的压电 特性，但是对于压电特性相对于温度的变化，都没有进行研究。
[0015] 本发明是鉴于上述的状况而完成的，其目的在于提供具有优异的压电特性的环境 友好型的压电组合物，并且在-40°c~85°C的温度区域中压电特性的温度变化率小的压电 组合物以及具有它们的压电元件或者溅射靶材。
[0016] 解决技术问题的手段
[0017] 本发明人为了解决上述技术问题，进行具有优异的压电特性的环境友好型的压电 组合物，在_40°C~85°C的温度区域中压电特性的温度变化率小的压电组合物的验证，发 现了与现有的组成范围不同的压电组合物。
[0018] S卩，压电组合物是以式（5)所示的组合物为主成分的压电组合物，该式（5)所示的 组合物包含下述式（1)所示的第1钙钛矿型氧化物、下述式（2)所示的第2钙钛矿型氧化 物、下述式（3)所示的钨青铜型氧化物、以及下述式（4)所示的第3钙钛矿型氧化物。
[0019] (Ix，私入(％zTaz)03 · ??⑴
[0020] (其中，式中X为 0· 20 彡X彡 0· 80，y为 0· 02 彡y彡 0· 10，z为 0· 01 彡z彡 0· 30， q为 0· 800 彡q彡 1. 050)
[0021] SrZr03 · · · (2)
[0022] Ba(NblwTaw)206 · · ·⑶
[0023] (其中，式中w为0.01彡w彡0.30)
[0024] (Bia5Na〇.5)Ti0jP/^(Bia5K〇.5)Ti03***(4)
[0025] (1-m-n-p)A+mB+nC+pD· · · (5)
[0026] (其中，式中A表示上述式（1)所示的复合氧化物，B表示上述式（2)所示的复合 氧化物，C表示上述式（3)所示的复合氧化物，D表示上述式（4)所示的复合氧化物，式中m 为 0· 04 彡m彡 0· 07,η为 0〈n彡 0· 010,p为 0· 001 彡p彡 0· 020)。
[0027] 通过成为上述的组成范围，能够得到具有优异的压电特性的环境友好型的压电组 合物，并且在-40°C~85°C的温度区域中压电特性的温度变化率小的压电组合物。
[0028] 进一步，作为副成分，优选包含锰（Μη)和铜（Cu)中的至少一种，并且在将所述副 成分分别换算成氧化锰（MnO)、氧化铜（CuO)时成为下述式（6)所示的压电组合物。由此， 能够提高压电组合物的电阻率，可以进行施加更高电场的极化处理，因此，能够得到更良好 的压电特性。
[0029] (l_s)E+sF· · · (6)
[0030] (其中，式中E表示上述式（5)所示的主成分的复合氧化物，F表示所述副成分，式 中s为0<s<0. 015)。
[0031] 在主成分即复合氧化物的晶粒的晶界具有锰（Μη)和铜（Cu)中的至少一种元素偏 析的微细结构，由此可以提高压电组合物的电阻率，能够得到偏差少的稳定的压电组合物。
[0032] 另外，在本发明中，能够提供具备上述压电组合物并且具有优异的压电特性的环 境友好型的压电组合物中在-40°C~85°C的温度区域中压电特性的温度变化率小的压电 元件。进一步，利用使用上述压电组合物而制作的溅射靶材，能够提供在所制作的压电元件 中也具有优异的压电特性且在环境友好型的压电组合物中在_40°C~85°C的温度区域中 压电特性的温度变化率小的压电元件。
[0033] 发明的效果
[0034] 根据本发明，能够提供具有优异的压电特性的环境友好型的压电组合物并且 在-40°C~85°C的温度区域中压电特性的温度变化率小的压电组合物、以及具备它们的压 电元件或者派射革巴材。
【附图说明】
[0035] 图1是表示使用了本发明的实施方式所涉及的压电组合物的压电元件的结构图。
[0036] 符号的说明：
[0037] 1......压电基板
[0038]la,lb......相对面
[0039] 2, 3......电极
【具体实施方式】
[0040] 以下，根据需要参照附图，就本发明的优选的实施方式进行详细地说明。
[0041] 本实施方式的压电组合物是以式（5)所示的组合物为主成分的压电组合物，该式 (5)所示的组合物包含下述式（1)所示的第1钙钛矿型氧化物、下述式（2)所示的第2钙钛 矿型氧化物、下述式（3)所示的钨青铜型氧化物、以及下述式（4)所示的第3钙钛矿型氧化 物。另外，在本实施方式中，主成分是指包含压电组合物整体的98mol%以上的成分。
[0042] (KlxyNaxLiy)q(NblzTaz)03· · · (1)
[0043](其中，式中X为 0· 20 彡X彡 0· 80，y为 0· 02 彡y彡 0· 10，z为 0· 01 彡z彡 0· 30， q为 0· 800 彡q彡 1. 050)
[0044]SrZr03 · · · (2)
[0045] Ba(NblwTaw)206 · · ·⑶
[0046] (其中，式中w为0.01彡w彡0.30)
[0047] (Bia5Na0.5)TiO，/^(Bia5K0.5)Ti03***(4)
[0048] (1-m-n-p)A+mB+nC+pD· · · (5)
[0049](式中，A表示上述式（1)所示的复合氧化物，B表示上述式（2)所示的复合氧化 物，C表示上述式（3)所示的复合氧化物，D表示上述式（4)所示的复合氧化物，式中m为 0· 04 彡m彡 0· 07,η为 0〈n彡 0· 010,p为 0· 001 彡p彡 0· 020)。
[0050] 上述式⑴中，钠（Na)的量即X为0· 20彡X彡0· 80。通过优选满足 0. 40彡X彡0. 70,能够成为在压电特性方面更优异的压电组合物。如果X超过0. 80,则压 电特性降低；在小于0.20的情况下，钾（K)的量相对较多，烧成时钾（K)的挥发剧烈，从而 变得难