実用化に向けたニオブ系鉛フリー圧電セラミックスの創製

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560678
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 王 瑞平 独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (00358392)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 機能性セラミックス / 圧電 / 鉛フリー / 相境界 / ニオブ系

研究概要

実用化レベルのニオブ系鉛フリー圧電セラミックスを設計・創製するため、正方晶-菱面体晶相境界(MPB)を有する 0.92Na_<0.5>K_<0.5>NbO_3-(0.08-x)ATiO_3-xBZrO_3 固溶体の圧電特性における微量元素の添加効果を調べた。元素添加量が一定の場合は、非 MPB 組成より、 MPB 組成の方は圧電特性の変化が大きい。また、 Mn 及び Ce は MPB 組成の圧電特性の調整に有効であることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Formation of Morphotropic Phase Boundary in (Na_<0.5>K_<0.5>)NbO_3-BaZrO_3-(Bi_<0.5>Li_<0.5>)TiO_3Lead-free Piezoelectric Ceramics (2013)
  • 著者名/発表者名: Junta Zushi, Takuma Ariizumi, Seiji Kojima, Ruiping Wang, and Hiroshi Bando
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: (in print)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Mn Additive on the Dielectric and Piezoelectric Properties of Perovskite Niobate Ceramics (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuma Ariizumi, Junta Zushi, Seiji Kojima, Ruiping Wang, and Hiroshi Bando
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 50 ページ: 07GC01 1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.07GC01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of A-ion on the Phase Transition Temperatures and Dielectric Properties of (1-x)(Na_<0.5>K_<0.5>)NbO_3-xAZrO_3Solid Solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Hiroshi Bando, Miyuki Kidate, Yoshikazu Nishihara, and Mitsuru Itoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 50 ページ: ND10 1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.09ND10
  • 査読あり
• [雑誌論文] (Na,K)NbO_3系固溶体の相転移と圧電特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 王瑞平 阪東寛
  • 雑誌名: マテリアルインテグレーション 巻: Vol. 24 ページ: 11-18
• [雑誌論文] Ferroelectricity in NaNbO3: Revisited (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Arioka, Hiroki Taniguchi, Mitsuru Itoh, Kunihiko Oka, RuipingWang, and Desheng Fu
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: Vol. 401 ページ: 51-55
  • 査読あり
• [学会発表] Modification of lead free piezoelectric niobate solid solutions by doping (2013)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Takuma Ariizumi, Junta Zushi, Seiji Kojima, and Hiroshi Bando
  • 学会等名: The 2nd Workshop on New Frontiers in Ferroelectrics 2013
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2013-03-06
• [学会発表] Formation of MPB in (Na_<0.5>K_<0.5>)Nb_3-BaZrO_3-(Bi_<0.5>Li_<0.5>)TiO_3lead-free piezoelectric ceramics (2012)
  • 著者名/発表者名: Junta Zushi, Takuma Ariizumi, Seiji Kojima, Ruiping Wang, and Hiroshi Bando
  • 学会等名: 第33回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学(千葉県)
  • 年月日: 2012-11-15
• [学会発表] Phase Diagram of (Na_<0.5>K_<0.5>)NbO_3-(La_<0.5>K_<0.5>)TiO_3 solid solution (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuma Ariizumi, Junta Zushi, Seiji Kojima, Ruiping Wang, and Hiroshi Bando
  • 学会等名: Japan-China Symposium on Ferroelectric Materials and TheirApplications
  • 発表場所: ホテル松島大観荘(宮城県)
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] Phase Diagram of (Na_<0.5>K_<0.5>)NbO_3-(Bi_<0.5>Na_<0.5>)ZrO_3solid solution (2012)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Hiroshi Bando, andMitsuru Itoh
  • 学会等名: Japan-China Symposium on Ferroelectric Materials and TheirApplications
  • 発表場所: ホテル松島大観荘(宮城県)
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] Morphotropic phase boundary in (Na_<0.5>K_<0.5>)NbO_3- SrZrO_3-(Bi_<0.5>A_<0.5>)TiO_3(A = K, Na, Li) solidsolutions (2012)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Hiroshi Bando, andMitsuru Itoh
  • 学会等名: IUMRS International Conference on Electronic Materials 2012
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Ferroelectric phase transitions in perovskite niobates solid solutions (2012)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Hiroshi Bando, andMitsuru Itoh
  • 学会等名: Joint ISFD - 11th -RCBJSF Symposium
  • 発表場所: エカテリンブルグ(ロシア)
  • 年月日: 2012-08-24
• [学会発表] Ferroelectric, Dielectric and Piezoelectric Properties of Perovskite NiobateBased Solid Solutions (2012)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Hiroshi Bando, andMitsuru Itoh
  • 学会等名: China-Russian Symposium on Functional Ferroelectric and Optical Materials and Applications
  • 発表場所: 上海(中国)
  • 年月日: 2012-04-24
• [学会発表] Dielectric and piezoelectric properties of 0.90(Na_<0.5>K_<0.5>)NbO_3-xBaZrO_3-(0.10-x)(Bi_<0.5>Li_<0.5>)TiO_3ceramics (2011)
  • 著者名/発表者名: Junta Zushi, Takuma Ariizumi, Seiji Kojima, Ruiping Wang, and Hiroshi Bando
  • 学会等名: The 28th International Japan-Korea Seminar on Ceramic
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山県)
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] TetragonalRhombohedral Morphotropic Phase Boundary in Perovskite Niobate-Based Solid Solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Hiroshi Bando, and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府)
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] The Morphotropic Phase Boundary in Ternary Perovskite Niobates Solid Solution (2011)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Hiroshi Bando, and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: Seventh International Conference on High-Performance Ceramic
  • 発表場所: アモイ(中国)
  • 年月日: 2011-11-06
• [学会発表] (1-x)(Na_<0.5>K_<0.5>)NbO_3-xAZrO_3(A = Ba, Sr, Ca)固溶体の相図 (2011)
  • 著者名/発表者名: 王 瑞平、阪東 寛、木舘美幸、西原美一、伊藤 満
  • 学会等名: セラミックス協会 第24回秋季シンポジュウム
  • 発表場所: 北海道大学 (北海道)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Crystal Structure and Ferroelectric, Piezoelectric Behaviors of Perovskite Niobate-Based Solid Solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Hiroshi Bando, and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: The 9th International Meeting of Pacific Rim Ceramic Societies
  • 発表場所: ケアンズ(オストラリア)
  • 年月日: 2011-07-14
• [学会発表] Formation of the Morphotropic Phase Boundary in Ternary Perovskite Niobates Solid Solutions (2010)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Hiroshi Bando, and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: 59th ICAT/JTTAS Joint International Smart Actuator Symposium
  • 発表場所: ステートカレッジ(アメリカ)
  • 年月日: 2010-10-05
• [学会発表] The tetrogonalrhombohedral morphotropic phase boundary in perovskite niobates solid solutions (2010)
  • 著者名/発表者名: Ruiping Wang, Hiroshi Bando, and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: The 10th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
  • 発表場所: 東京工業大学(神奈川県)
  • 年月日: 2010-06-23