專利名稱：：壓電陶瓷組合物和壓電器件的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及壓電陶瓷組合物和使用其的壓電器件。
背景技術：
：目前實際^吏用的大部分壓電陶瓷材料包含鉛，以鈦酸鉛(PT)和鋯鈦酸鉛(PZT)為代表。然而，含鉛壓電陶瓷材料引起對它們鉛組分環(huán)境影響的關注。此外，含鉛壓電陶瓷材料具有居里點(居里溫度)約200至500。C,并且在高于或等于居里點的溫度下失去它們的壓電性，以致難以將含鉛壓電陶瓷材料用于操作溫度通常為50CTC以上的壓電陶瓷傳感器。存在對于在500。C以上可用的具有更小環(huán)境影響且不損失壓電性的無鉛壓電陶瓷的需求。作為此類無鉛壓電陶瓷，已知鉍層狀結構鐵電材料Nao.5Bi4.5Ti40，5(NBT)。(參見專利文獻1和2以及非專利文獻1和2。)期望鉍層狀結構鐵電材料NBT作為在高溫條件下可用的無鉛壓電陶資，這是因為以下事實鉍層狀結構鐵電材料NBT的居里點為約670°C,其高于PT和PZT材料的居里點。專利文獻1:日本特開專利7>開No.S50-67492專利文獻2:日本特開專利公開No.HI1-29356非專利文南大1:"PiezoelectricityinCeramicsofFerroelectricBismuthcompoundwithLayerStructure",S.IkegamiandI.UedaJapaneseJournalofAppliedPhysics,13(1974),p.1572-1577非專利文獻2:"Grain-OrientedandMn-Doped(NaBi)(1-x)/2CaxBi4Ti40i5CeramicsforPiezo-andPyrosensorMaterials",T.TakenakaandK.Sakata,SensorandMaterials,1(1988)，p.35-46鉍層狀結構鐵電材料Na。.5BU.5Ti4Ch5(NBT)具有高的居里點和高的耐熱性，但是具有低的壓電畸變常數(shù)(d33)和低的機械品質(zhì)因數(shù)(Qm)。難以將鉍層狀結構鐵電材料Nao.5BiU.5Ti4(^5(NBT)用于共振器和傳感器，因為共振器和傳感器要求高的壓電畸變常數(shù)和高的機械品質(zhì)因數(shù)。盡管已知像鉍層狀結構鐵電材料NBT等的各向異性結晶材料的壓電畸變常數(shù)能夠通過將材料取向為特定結晶方向來改進，但是此類晶體取向技術要求熱壓處理等，以致材料的生產(chǎn)方法變得復雜，從而導致生產(chǎn)成本增加。
發(fā)明內(nèi)容已進行本發(fā)明以解決以上問題。本發(fā)明的目的在于提供壓電陶瓷組合物，所述壓電陶瓷組合物包含鉍層狀結構化合物作為主要組分，其顯示良好的壓電性、顯著高的壓電畸變常數(shù)和高的機械品質(zhì)因數(shù)，并能夠易于生產(chǎn)。本發(fā)明的目的還在于提供使用所述壓電陶瓷組合物的壓電器件。才艮據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供包括含有Na、Bi、Co和Ln(鑭系元素)的鉍層狀結構化合物作為主要組分的壓電陶瓷組合物，其中所述壓電陶瓷組合物具侖原子比為0<Ln/(Na+Bi+;Ln)S0.04。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供包括含有Na、Bi、Ti、Co和Ln(鑭系元素)并具有Nao.5Bi4.5Ti40b型晶體結構的化合物作為主要組分的壓電陶瓷組合物，其中所述壓電陶瓷組合物具有原子比為0<Ln/(Na+Bi+Ln)S0.04。優(yōu)選以上壓電陶乾組合物實質(zhì)上不含元素周期表的第2族元素。進一步優(yōu)選以上壓電陶瓷組合物包含La、Ce、Pr、Nd和Yb的至少之一作為Ln。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供壓電器件，其包含在任一以上壓電陶資組合物上設置的不同極性的電極。圖l為根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的壓電器件的透視圖。圖2A為示出比較例的壓電陶瓷組合物的X-射線書f射觀察結果的圖表。圖2B為示出實施例的壓電陶瓷組合物的X-射線衍射觀察結果的圖表。具體實施例方式以下將詳細描述本發(fā)明。本發(fā)明提供壓電陶瓷組合物，所述壓電陶瓷組合物含有鉍層狀結構化合物(特別地，鉍層狀結構鐵電化合物Na0.5Bi4.5Ti4O15(NBT))作為主要組分，并且即-使沒有晶體取向，通過組成范圍控制也獲得高的壓電畸變常數(shù)和高的機械品質(zhì)因數(shù)。更具體地，根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的壓電陶瓷組合物包括含有Na、Bi、Co和Ln(鑭系元素)的鉍層狀結構化合物作為主要組分，其特征在于具有原子比為0〈Ln/(Na+Bi+Ln)S0.04。通過將Co添加至含Na和Bi的鉍層狀結構化合物的組成中，可以防止在生產(chǎn)壓電陶瓷組合物期間雜質(zhì)相與鉍層狀結構化合物一起生成，由此提高鉍層狀結構化合物的生成比率。也可以在鉍層狀結構化合物的晶體結構中產(chǎn)生畸變，并增大壓電陶資組合物的壓電畸變常凄t。此外，可以通過添加Ln(鑭系元素)增大壓電陶瓷組合物的機械品質(zhì)因數(shù)。壓電陶瓷組合物的機械品質(zhì)因數(shù)5增大的原因推測為壓電陶瓷組合物的矯頑場(coercivefield)隨著Ln的添加而降低，以使壓電陶瓷組合物充分極化。此外，根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的壓電陶覺組合物包括含有Na、Bi、Ti、Co和Ln(鑭系元素)并具有Nao.sBi4.5Ti4Ch5型晶體結構的化合物作為主要組分，其特征在于具有原子比為0<Ln/(Na+Bi+LnK0.04。通過將Co添加至鉍層狀結構《失電NBT化合物(Na。5Bi45Ti4015型晶體結構的化合物)的組成中，可以防止在生產(chǎn)壓電陶覺組合物期間雜質(zhì)相與NBT化合物一起生成，由此提高NBT化合物的生成比率。也可以在NBT化合物晶體結構中產(chǎn)生畸變，并增大壓電陶瓷組合物的壓電畸變常數(shù)。進一步可以通過添加Ln(鑭系元素)增大壓電陶瓷組合物的4幾械品質(zhì)因數(shù)。壓電陶瓷組合物的機械品質(zhì)因數(shù)增大的原因推測為壓電陶瓷組合物的矯頑場隨著Ln的添加而降低，以使壓電陶瓷組合物充分極化。在僅由不含Co元素的鉍層狀結構鐵電NBT材料形成壓電陶瓷組合物的情況下，Bi4Ti3Oi2(BiT)的雜質(zhì)相與NBT材料一起生成，以致引起NBT材料的生成比率和壓電陶瓷組合物的壓電畸變常it降^f氐。在將Co元素添加至NBT材坤牛而形成壓電陶瓷組合物的情況下，不僅雜質(zhì)BiT相的生成比率降低，而且由于在NBT材料的晶體結構中畸變的發(fā)生，導致壓電陶瓷組合物的壓電畸變常數(shù)增大。在僅由不含Ln元素的鉍層狀結構鐵電NBT化合物形成壓電陶瓷組合物的情況下，即，在原子比Ln/(Na十Bi+Ln)為0的情況下，因為壓電陶資組合物的高矯頑場，所以其不可能被極化。這導致壓電陶瓷組合物的機械品質(zhì)因數(shù)低。隨著在鉍層狀結構鐵電NBT化合物中的Ln的含量比增加，壓電陶瓷組合物的矯頑場降低，使得在NBT化合物的晶體結構中發(fā)生畸變。然而，當原子比Ln/(Na+Bi+Ln)超過0.04時，NBT化合物的晶體結構變得不穩(wěn)定，以致壓電陶瓷組合物的壓電畸變常數(shù)降低至低于20pC/N。由于燒結性劣化，導致壓電陶瓷組合物還變得難以燒結。此處，當壓電陶資組合物僅由NBT化合物形成時，壓電陶瓷組合物的壓電常數(shù)為約13pC/N。因此，根據(jù)本發(fā)明第一和第二實施方案的壓電陶資組合物(下文中僅稱為本發(fā)明的壓電陶瓷組合物)以以下方式來控制Na、Bi和Ln元素的原子比落入0〈Ln/(Na+Bi+Ln)50.04的范圍內(nèi)，以獲得高的壓電常數(shù)和高的機械品質(zhì)因數(shù)。優(yōu)選Na、Bi和Ln元素的原子比落入(XLn/(Na+Bi+Ln)^0.01的范圍內(nèi)，以獲得比Co元素添加至NBT材fl"所形成的壓電陶瓷組合物的壓電畸變常凄丈更高的壓電畸變常數(shù)。優(yōu)選本發(fā)明的各壓電陶瓷組合物包含La、Ce、Pr、Nd和Yb的至少之一作為Ln(鑭系元素)。添加La、Ce、Pr、Nd和Yb的至少之一而不是其它Ln元素可使得進一步改進機械品質(zhì)因數(shù)。更優(yōu)選本發(fā)明的各壓電陶瓷組合物包含La作為Ln,以進一步改進機才成品質(zhì)因數(shù)。此外，優(yōu)選本發(fā)明的各壓電陶資組合物實質(zhì)上不含元素周期表的第2族元素(即，堿土金屬元素)。當壓電陶瓷組合物含有第2族元素時，壓電陶瓷組合物在高溫條件下的壓電畸變常數(shù)的劣化度可能增大。換言之，當壓電陶瓷組合物實質(zhì)上不含第2族元素時，壓電陶瓷組合物在高溫條件下的壓電畸變常數(shù)的劣化能夠限定至低程度。注意，在本說明書中，當壓電陶瓷組合物實質(zhì)上不含第2族元素時，第2族元素通過X-射線熒光分析(XRF)是檢測不到的。本發(fā)明還提供壓電器件，其具有在任一以上本發(fā)明的壓電陶瓷組合物上設置的不同極性的多個電極。作為壓電器件的一個實例，將圓盤形壓電器件200示于圖l中。壓電器件200具有壓電陶瓷組合物的圓盤形體IOO(燒結體)和通過在壓電陶乾組合物體100兩側上施涂并烘焙導電性糊劑(conductivepaste)而形成的導體層301和302(作為正電極和負電極)。通過組成分析如ICP發(fā)射分析或X-射線熒光分析，能夠判斷壓電陶資組合物是否落入以上規(guī)定的組成范圍內(nèi)。壓電陶資組合物的X-射線熒光分析通過例如以下來進行形成壓電陶瓷組合物的燒結體，使用X-射線熒光光譜分析該燒結體并測定壓電陶資組合物的金屬構成元素Na、Bi、(Ti、)Co和Ln之間的含量比，以4企-驗Na、Co和Ln元素的原子比是否落入O<Ln/(Na+Bi+Ln)^0.04的范圍內(nèi)。壓電陶瓷組合物的ICP發(fā)射分4斤通過例如以下來進行^吏壓電陶資組合物進行高壓碌u酸分解并^f吏用ICP發(fā)射光譜分析所得分解產(chǎn)物。此處注意當鉍層狀結構化合物為壓電陶瓷組合物的主要組分時，鉍層狀結構化合物以最大量包含在壓電陶瓷組合物中。當通過X-射線熒光分析觀察到鉍層狀結構化合物的構成元素處于最高濃度時，由此能夠判斷出鉍層狀結構化合物作為主要組分。接著，將給出關于本發(fā)明的壓電陶瓷組合物和壓電器件的生產(chǎn)方法的說明。首先，制備碳酸鈉、氧化鉍、氧化鈦、氧化鈷和鑭系元素氧化物(氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹和氧化鐿等)的粉末作為用于敘、層狀結構鐵電NBT化合物的金屬構成元素Na、Bi、Ti、Co和Ln(鑭系元素)的原料。原料粉末不是必需以以上形式制備，并能夠可選擇地以任何其它形式如氧化物、碳酸鹽和碳氬酸鹽來制備。使用的原料粉末為實質(zhì)上不含有作為雜質(zhì)的第2族元素的那些。將原料粉末以作為最終產(chǎn)物的壓電陶瓷組合物滿足本發(fā)明組成范圍的方式稱量，添加至分散劑如乙醇中，然后通過例如球磨機進行濕法共混并粉碎。干燥如此獲得的漿料以生產(chǎn)原料粉末混合物。將原料粉末混合物例如在空氣中在600至1100。C下煅燒10至300分鐘。將煅燒的粉末混合物與有機粘結劑如聚乙烯醇或聚乙烯醇縮丁醛和分散劑如醇或醚共混，并通過例如球磨機進行濕法粉碎。干燥如此獲得的漿料以生產(chǎn)粒狀粉末材料。將粒狀粉末材料成型為期望形狀的成型體。對于成型體的形狀沒有特別限定。該成型體能夠根據(jù)需要適當?shù)剡x擇形狀如圓盤形。該成型方法優(yōu)選通過例如以下方式來進行在約30MPa下單軸成型，接著在約150MPa下冷等靜壓加工(CIP)。將所得成型體例如在1050至1250。C下燒結1至10小時。在如此獲得的燒結體上通過例如以下方式形成正電極和負電極當燒結體為圓盤形時，使該燒結體的相對的主表面進行表面研磨，通過絲網(wǎng)印刷等將導電性糊劑施涂至燒結體的主表面，并適當?shù)睾姹菏┩康膶щ娦院齽?。作為導電性糊劑，能夠使用包含導電性組分、玻璃料(glassfrit)和有機介質(zhì)的那些。導電性組分的實例為貴金屬如銀、金、鈀和鈾及其合金的粉末以及這些貴金屬粉末的兩種以上的混合物。除了這些貴金屬粉末之外，能夠使用金屬如銅和鎳及其合金的4分末以及其混合粉末。玻璃料的實例為包含Si02、A1203、ZnO和Ti02的那些。有機介質(zhì)的實例為通常用于此種糊劑的那些，如醇和醚。在其上已形成電極的燒結體隨后通過在室溫至約200°C下在絕緣油例如硅油中施加約3至20kV/mm的直流電壓10至1OO分鐘來極化。由此，完成該壓電陶瓷組合物。壓電陶瓷組合物能如上所述，本發(fā)明的壓電陶瓷組合物包含鉍層狀結構化合物(特別地，鉍層狀結構鐵電化合物Na。5Bi45Ti4015(NBT);Hf為主要組分，該鉍層狀結構化合物為一種具有更少環(huán)境影響和高耐熱性但趨于顯示相對低的壓電畸變常數(shù)和枳4戒品質(zhì)因數(shù)的無鉛壓電陶瓷材料。然而，通過添加Co和Ln(鑭系元素)，即1"吏沒有晶體取向，本發(fā)明的壓電陶瓷組合物也能夠獲得高的壓電畸變常數(shù)和高的機械品質(zhì)因數(shù)，同時保持高耐熱性。這使得可以賦予壓電陶瓷組合物以高耐熱性和良好的壓電性。這樣高耐熱性和良好壓電性的壓電陶瓷組合物適用于各種壓電器件如共振器、壓電振子、致動器(actuator)、燃燒壓力傳感器、爆震傳感器、超聲波馬達和壓電陀螺儀傳感器。將通過參考以下實施例更詳細地描述本發(fā)明。然而，應注意以下實施例僅為說明性的，并不試圖將本發(fā)明限定于此。[實-瞼例1]使用碳酸鈉(Na2C03)、氧化鉍(Bi203)、氧化鈦(Ti02)、氧化鈷(CoO)和鑭系元素氧化物(氧化鑭(La203)、氧化鈰(Ce203)、氧化鐠(Pr203)、氧化釹(Nd203)、氧化鐿(Yb203))的原料粉末，制備各種原料粉末混合物。在各實施例中，以形成0,967(Bi05Na048Bi4Ti4O15)-0.033CoO(其中0<Ln/(Na+Bi+Ln)S0.04)的壓電陶瓷組合物作為最終產(chǎn)物的方式稱量原料粉末。在比較例中，以形成以下四種組合物的形式稱量原^十。(1)Bi05Na0.5Bi4Ti4O15(2)0.967(Bi05Na048Bi4Ti4Oi5)—0.033CoO(3)Bi0.5Na048Bi4Ti4O15，其中La/(Na+Bi+La)=0.002(4)Bi0.5Na0.48Bi4Ti4O15，其中La/(Na+Bi+La)=0.04將各原料粉末混合物與乙醇共混并通過球磨機進行濕法粉碎15小時。將所得漿料放入容器中，在熱水中加熱，并干燥以生產(chǎn)原料混合粉末。將粉碎的原料在800。C下煅燒120分鐘，與有機粘結劑和乙醇共混，并通過球磨機進行濕法粉碎15小時。將如此獲得的漿料放入容器中以在熱水中加熱，并干燥以生產(chǎn)粒狀粉末材料。20mm和厚度3mm的圓盤形。將圓盤形成型體在150MPa下進行冷等靜壓加工(CIP)，然后在1150。C下燒結120分鐘。隨后，將該燒結體相對的主表面進行表面研磨。將由包含Si02、A1203、ZnO和Ti02的玻璃料、銀粉和作為有機介質(zhì)的二甘醇一丁醚乙酸酯組成的銀漿施涂至燒結體的主表面，并在700。C下烘焙20分鐘，由此生產(chǎn)在圓盤形陶瓷體上形成銀電極的圓盤形器件。將圓盤形器件通過在絕緣油中在150。C下施加9kV/mm的直流電壓30分鐘來極化。以這種方式，樣品1至14的壓電陶瓷器件(壓電陶瓷組合物)設置有銀電極。壓電器件的壓電畸變常數(shù)(d33)和機械品質(zhì)因數(shù)(Qm)根據(jù)EMAS-6100，使用阻抗分析儀(型號"4194A"，購自Hewlett-PackardCo.)，在將壓電器件靜置在20。C恒溫浴中的條件下測量。為了確定壓電陶瓷組合物的組成范圍和結晶相，制備與用于生產(chǎn)壓電器件的那些相同的燒結體并進行X-射線熒光分析以及通過X射線衍射的結晶相鑒定。使用"ZSX100e"(商品名，購自RigakuCo.)進行X-射線熒光分析。使用"RU-200T"(商品名，購自RigakuCo.)進行X-射線衍射觀察。圖2示出顯示樣品l和3的X-射線衍射觀察結果的圖表。表l示出壓電陶瓷組合物的X-射線熒光分析結果(原子比)和壓電器件的壓電畸變常數(shù)(d33)和機械品質(zhì)因數(shù)(Qm)。此外，表2示出樣品2、3、7、9、10和12的矯頑場值。ii表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>*在本發(fā)明的范圍之外如在圖2的X-射線衍射觀察結果中所見，在樣品1(實施例)和樣品3(比較例)兩者中獲得鉍層狀結構鐵電NBT化合物。通過X-射線衍射觀察確定在其它樣品中也獲得NBT化合物。通過另外的X-射線書于射觀察確定樣品1至14的各壓電陶f:組合物不具有晶體取向。然而，如在圖2的X-射線衍射觀察結果中所見，BiT雜質(zhì)相在樣品1、13和14(比較例)的無Co壓電陶瓷組合物中生成。此外，如表1所示，樣品l、13和14的無Co壓電陶瓷組合物具有壓電畸變常數(shù)為15(pC/N)以下。另一方面，在樣品2(比較例)和樣品3至12的含Co壓電陶瓷組合物中，抑制BiT雜質(zhì)相的生成；如圖2和表l所示，樣品2至12的含Co壓電陶瓷組合物具有壓電畸變常數(shù)為20(pC/N)以上。如表l所示，樣品3至12(實施例)和樣品13和14(比較例)的含Ln壓電陶瓷組合物具有才幾械品質(zhì)因數(shù)為2000以上。此外，如表3所見，壓電陶瓷組合物的頭喬頑場通過添加Ln而降^f氐。此處4#測因為頭喬頑場降低而^f吏樣品3至12(實施例)與樣品13和14(比較例)中的壓電陶瓷組合物充分極化，所以機械品質(zhì)因數(shù)增大?？傊淙氡景l(fā)明范圍內(nèi)的樣品3至12的壓電陶瓷組合物具有良好的壓電性例如壓電畸變常數(shù)為20(pC/N)以上和才幾械品質(zhì)因凄t為2000以上。特別地，與4又添加Co元素的樣品2中相比，壓電畸變常數(shù)在Na、Bi和Ln元素的原子比在(KLn/(Na+Bi+Ln)^0.01范圍內(nèi)的樣品3、7、9、10和12中更高。推測因為通過添加Co而使雜質(zhì)相(BiT)的生成受到限制，從而增加NBT化合物的生成比率，所以壓電畸變常數(shù)增大，同時，通過添加Ln而在NBT化合物的晶體結構中發(fā)生畸變。此外，與以相同原子比將其它Ln元素添加至壓電陶瓷組合物中的樣品7、9、10和12相比，機械品質(zhì)因數(shù)在將La元素作為Ln添加至壓電陶覺組合物的樣品3中更高。在600。C下熱處理1小時之后，測量樣品3至12的壓電畸變常數(shù)和機械品質(zhì)因數(shù)，以檢測熱處理對壓電畸變常數(shù)和4幾械品質(zhì)因數(shù)的影響。樣品3至12的每一樣品在熱處理之前和之后的壓電畸變常數(shù)幾乎不變化。即，在本發(fā)明的壓電陶瓷組合物和壓電器件的樣品中保持NBT化合物的高耐熱性。通過以上結果顯示當將預定量的Co和Ln(鑭系元素)作為必要組分添加至鉍、層狀結構4失電NBT材料時，可以兼具高的壓電畸變常數(shù)和高的^L械品質(zhì)因數(shù)。[實驗例2]測試實-驗例l的樣品3的壓電器件(壓電陶瓷組合物)和對應于其中將第2族元素Ba和Sr添加至樣品3的組成的那些的樣品15和16的壓電器件(壓電陶瓷組合物)的居里溫度(Tc)和在600。C下熱處理1小時下的壓電畸變常數(shù)的劣化度。更具體地，用于樣品3的原料粉末與實驗例l的那些相同。在樣品15和16中，以形成以下組合物作為最終產(chǎn)物的方式稱量原料。(1)0.967(Bi05Na。.48)Bi4Ti4O15—0.033CoO,其中La/(Na+Bi+La)=0.01，并且(Bi。.5Na。.48)由25摩爾。/o的Ba置換(2)0.967(Bi。.5Na。.48)Bi4Ti4O15-0.033CoO,其中La/(Na+Bi+La)=0.01，并且(Bio.sNao.48)由25摩爾。/o的Sr置換使用這些原料粉末混合物，以與實驗例l相同的方式生產(chǎn)壓電器件。使用阻抗分析儀(型號"4194A",購自Hewlett-PackardCo.)和電爐測量壓電器件的居里溫度Tc。以與實驗例l相同的方式測量壓電器件的初始壓電畸變常數(shù)。將各樣品在600°C下在空氣中進行熱試驗l小時。其后，在將壓電器件分別靜置在20。C恒溫浴中的條件下以相同的方式再次測量壓電器件的壓電畸變常數(shù)。壓電陶瓷組合物分別通過X-射線熒光分析來分析并發(fā)現(xiàn)包含Ba和Sr組分。表3珠壤hA，化風En元素Ln/(Ln+Na+Bi)素Tc(°c)熱試-險前的d33(pC/N)熱試-險后的d33(pC/N)3—68032.129.5NBT-Co-LnLa0.01Ba58019.1016*Sr57022.00*在本發(fā)明的范閨之外如表3所示，Tc在添加第二族元素Ba和Sr的樣品15和16(比較例)中處于4氐于600。C的^氐水平。在熱試驗下，樣品3(實施例)的壓電陶資組合物(壓電器件)的壓電畸變常數(shù)在實際使用中不導致任何問題的范圍內(nèi)輕度劣化。相比之下，樣品15和16(比較例)的壓電畸變常數(shù)在熱試驗下顯著劣化。通過以上結果顯示當將預定量的Co和Ln(鑭系元素)作為必要組分添加至實質(zhì)上不含第2族元素的鉍、層狀結構4失電NBT材料時，可以將壓電畸變常數(shù)的劣化度限定至低水平。盡管已參考以上具體實施方案描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些示例性實施方案。本領域熟練技術人員將根據(jù)以上教導想到上述實施方案的各種改進和變化。例如，本發(fā)明壓電陶資組合物可以含有痕量雜質(zhì)，只要該雜質(zhì)不降低壓電陶資組合物的壓電畸變常數(shù)和機械品質(zhì)因數(shù)即可。壓電器件不限于將多個電極設置在壓電陶資組合物圓盤形體(燒結體)兩側上的以上形式，而是能夠例如通過以下方式來生產(chǎn)形成壓電陶乾組合物的方形體并將多個電極設置在方形壓電陶瓷組合物體上，或者通過將多個不同極性的電極設置在壓電陶資組合物的一側上。權利要求1.一種壓電陶瓷組合物，其包括含有Na、Bi、Co和Ln(鑭系元素)的鉍層狀結構化合物作為主要組分，其中所述壓電陶瓷組合物具有原子比為0＜Ln/(Na+Bi+Ln)≤0.04。2.—種壓電陶資組合物，其包括含有Na、Bi、Ti、Co和Ln(鑭系元素)并且具有Na。.5Bi4.5Ti40i5型晶體結構的化合物作為主要組分，其中所述壓電陶瓷組合物具有原子比為0<Ln/(Na+Bi+Ln)<0.04。3.根據(jù)權利要求1或2所述的壓電陶瓷組合物，其中所述壓電陶瓷組合物實質(zhì)上不含元素周期表的第2族元素。4.根據(jù)權利要求1至3任一項所述的壓電陶瓷組合物，其中所述Ln為La、Ce、Pr、Nd和Yb的至少一種。5.—種壓電器件，其包含根據(jù)權利要求1至4任一項所述的壓電陶瓷組合物；和設置在所述壓電陶瓷組合物上的不同極性的電極。全文摘要公開主要由含有Na、Bi、Co和Ln(鑭系元素)的鉍層狀化合物組成的壓電陶瓷組合物。還公開主要由含有Na、Bi、Ti、Co和Ln(鑭系元素)并且具有由Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅表示的結晶相的化合物組成的壓電陶瓷組合物。所述壓電陶瓷組合物的特征在于，原子比滿足以下關系0＜Ln/(Na+Bi+Ln)≤0.04。文檔編號C04B35/46GK101657393SQ20088001205公開日2010年2月24日申請日期2008年4月17日優(yōu)先權日2007年4月19日發(fā)明者伊藤浩平,光岡健,山崎正人,山際勝也申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社