具体实施方式

(压电陶瓷组合物的组成)

实施方式的压电陶瓷组合物为铌酸钾钠系(KNN系、铌酸碱系)的压电陶瓷组合物，并且不含铅(Pb)。KNN系的压电陶瓷组合物例如由简化的组成式A_xBO₃表示。在A位点主要包含K(钾)及Na(钠)。在B位点主要包含Nb(铌)。x(摩尔比)例如大致为1。而且，压电陶瓷组合物具有钙钛矿结构。

进一步详细地说，实施方式的压电陶瓷组合物由以下的组成式表示。

{(K_1-u-vNa_uLi_v)_1-w-αAg_wA1_α}_x{(Nb_1-y-zTa_ySb_z)_1-β-γ-δB1_βB2_γFe_δ}O₃(1)

在上述(1)式中，A1、B1及B2为金属元素。慎重起见，记载为：Li为锂，Ag为银，Ta为钽，Sb为锑，Fe为铁。u、v、w、y、z、α、β、γ及δ表示摩尔比。

如上所述，A位点相对于B位点的摩尔比(x)大致为1(例如0.95以上1.05以下)。K及Na的物质的量在A位点的物质的量中所占的比例较大。例如，K及Na在A位点所占的比例的摩尔比((1-v)×(1-w-α))可以为0.80以上、0.85以上或0.90以上。另外，Nb的物质的量在B位点的物质的量中所占的比例较小。例如，Nb在B位点中所占的比例的摩尔比((1-y-z)×(1-β-γ-δ))可以为0.70以上、0.75以上或0.80以上。

K与Na的摩尔比(1-u-v：u)为大致1：1。但是，Na的物质的量可以比K的物质的量多。即，实施方式的压电陶瓷组合物可以为富Na的KNN。例如，u/(1-u-v)可以为1.01以上、1.1以上或1.2以上，另外，可以为1.5以下、1.4以下或1.3以下，上述下限和上限可以适宜地组合。

压电陶瓷组合物在A位点处，除了作为碱金属的K及Na以外，还包含相同的碱金属的Li。即，实施方式的压电陶瓷组合物是铌酸钾钠锂系的压电陶瓷组合物。Li相对于K及Na的摩尔比(在另一观点中，Li的物质的量在A位点的物质的量中所占的比例)较小。例如，Li在A位点中所占的比例的摩尔比(v×(1-w-α))可以为0.1以下、0.06以下或0.05以下。另外，Li、K及Na的物质的量在A位点的物质的量中所占的比例较大。例如，Li、K及Na在A位点中所占的比例的摩尔比(1-w-α)可以为0.9以上、0.95以上或0.98以上。压电陶瓷组合物通过含有Li，使得例如压电特性提升。

压电陶瓷组合物在B位点处，除了周期表第5族的Nb以外，还包含相同的第5族的Ta及第15族(原第5B族)的Sb。Ta及Sb相对于Nb的摩尔比(在另一观点中，Ta及Sb的物质的量在A位点的物质的量中所占的比例)较小。例如，Ta及Sb在B位点中所占的比例的摩尔比((y+z)×(1-β-γ-δ))可以为0.25以下、0.20以下或0.16以下。另外，Nb、Ta及Sb的物质的量在B位点的物质的量中所占的比例较大。例如，Nb、Ta及Sb在B位点所占的比例的摩尔比(1-β-γ-δ)可以为0.90以上、0.97以上或0.99以上。压电陶瓷组合物通过含有Ta和/或Sb，使得例如压电特性提升。

压电陶瓷组合物在A位点处，除了K、Na及Li以外，还包含Ag及A1(任意的金属元素)。从上述的K、Na及Li的摩尔比的说明可以理解，Ag及A1的物质的量在A位点的物质的量中所占的比例(w及α)较小。例如，与上述关于K等的摩尔比的说明相反地，Ag及A1在A位点中所占的比例的摩尔比(w+α)可以为0.10以下、0.05以下或0.02以下。压电陶瓷组合物通过在A位点处含有Ag等，使得例如压电特性提升。

压电陶瓷组合物在B位点处，除了Nb、Ta及Sb以外，还包含B1(任意的金属元素)、B2(任意的金属元素)及Fe。从上述的Nb、Ta及Sb的摩尔比的说明可以理解，B1、B2及Fe的物质的量在B位点的物质的量中所占的比例较小。例如，与上述关于Nb等的摩尔比的说明相反地，B1、B2及Fe在B位点中所占的比例的摩尔比(β+γ+δ)可以为0.10以下、0.03以下或0.01以下。压电陶瓷组合物通过在B位点处含有Fe等，使得例如压电特性提升。另外，Fe有助于绝缘电阻值的提升。

A1可以从各种金属中选择，另外，可以仅为1种金属元素，也可以为多种金属元素的组合。在后述的实施例中，作为A1，例示有Bi(铋)、La(镧)、Ce(铈)、Nd(钕)及Sm(钐)。上述当中，Bi为第15族(原第5B族)的金属。作为A1，也可以使用Bi以外的第5族或第15族的金属元素。另外，上述当中，La、Ce、Nd及Sm为镧系元素。作为A1，也可以使用上述以外的镧系元素。

B1可以从各种金属中选择，另外，可以仅为1种金属元素，也可以为多种金属元素的组合。在后述的实施例中，作为B1，例示有Zn(锌)、Mg(镁)、Yb(镱)、Fe(铁)、Cu(铜)、Co(钴)及Ni(镍)。上述当中，Zn、Fe、Cu、Co及Ni为第4周期的金属元素，且除Zn以外，为过渡金属。作为B1，例如，可以使用上述以外的第4周期的过渡金属。另外，上述当中，Yb为镧系元素。作为A1，也可以使用Yb以外的镧系元素。

B2可以从各种金属中选择，另外，可以仅为1种金属元素，也可以为多种金属元素的组合。在后述的实施例中，作为B2，例示有Sn(锡)、Ti(钛)、Zr(锆)、Hf(铪)、Ce(铈)、Ge(锗)、V(钒)、W(钨)、Nb(铌)、Sb(锑)及Ta(钽)。上述当中，除Ce以外的其他元素为第4周期～第6周期且第4族～第6族、第14族(原第4B族)及第15族(原第5B族)的金属元素。作为B2，例如，可以使用上述以外的第4周期～第6周期且第4族～第6族及第14族～第16族(原第4B族～原第6B族)的金属元素(Pb除外)。另外，上述当中，Ce为镧系元素。作为B2，也可以使用Ce以外的镧系元素。

摩尔比(u、v、w、x、y、z、α、β、γ及δ)可以适宜地设定。以下示出一例。0.5≤u≤0.54、0<v≤0.06、0<w≤0.06、0.99≤x≤1.02、0<y≤0.12、0<z≤0.1、0<α≤0.0275、0<β≤0.005、0<γ≤0.005及0<δ≤0.0125。

如上所示，v、w、y、z、α、β、γ及δ大于0。若这些值大于0，则或多或少地产生将Li、Ag、Ta、Sb、Al、B1、B2及Fe添加到铌酸钾钠((K，Na)NbO₃)中的效果。其他的下限值及上限值基于后述的实施例。若摩尔比在上述范围内，则例如能够得到提升压电特性的效果。

(压电陶瓷组合物的制造方法)

本实施方式的压电陶瓷组合物的制造方法，除了添加到铌酸钾钠的具体金属元素的种类及其摩尔比以外，可以为与公知的铌酸钾钠系的压电陶瓷组合物的制造方法相同。例如，如下所述。

首先，准备式(1)中所含的金属元素的化合物(例如氧化物)的粉末。作为这样的化合物，例如可列举出K₂CO₃、Na₂CO₃、Li₂CO₃、Ag₂O、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Sb₂O₃、Fe₂O₃、Bi₂O₃、ZnO、SnO、SnO₂、SrCO₃、TiO₂、SrTiO₃等。

接下来，以成为式(1)的组成的方式，对上述各种化合物的粉末进行计量(例如称重)。接下来，通过球磨机将所计量的粉末在醇中混合(进行湿式混合。)。作为球磨机，例如可以使用ZrO₂球。作为醇，例如可以使用IPA(异丙醇)。混合时间例如可以为20小时以上25小时以下。

接下来，将上述混合物干燥后，进行混合物的预烧成。预烧成例如可以在大气中在900℃以上1100℃以下的温度下进行3小时左右。接下来，通过球磨机将该预烧物粉碎。接下来，将粘合剂混合至该粉碎物中，进行造粒。作为粘合剂，例如可以使用PVA(聚乙烯醇)。

接下来，将造粒后的粉体成形为任意的形状及尺寸。成形的压力例如可以为200MPa左右。然后，烧成该成形体，得到压电陶瓷组合物。烧成例如可以在大气中在1000℃以上1250℃以下的温度下进行2小时左右。随后，压电陶瓷组合物，在适宜方向上被施加适宜大小的电压进行极化处理，可利用在压电致动器等中。

(压电陶瓷组合物的相转变和线膨胀系数)

实施方式的压电陶瓷组合物，例如在压电陶瓷组合物的温度和/或压电陶瓷组合物的周围温度(环境温度)在规定的驱动温度区域内的状态下进行利用。驱动温度区域根据利用压电陶瓷组合物的装置等而不同，例如为-20℃以上60℃以下、或者20℃以上40℃以下。

在该驱动温度区域内，压电陶瓷组合物的线膨胀系数的值根据温度的变化而变化。作为其主要原因，可列举出：发生斜方晶(直方晶)系的晶体结构(以下，有时简称为斜方晶。)与正方晶系的晶体结构(以下，有时简称为正方晶。)之间的相转变。换句话说，可列举出：斜方晶与正方晶的转变温度存在于驱动温度区域。

进一步详细地说，压电陶瓷组合物，在低于转变温度时具有斜方晶系的晶体结构，在高于转变温度时具有正方晶系的晶体结构。另外，正方晶的线膨胀系数(设为αt)相比于斜方晶的线膨胀系数(设为αo)而较小。因此，例如，若具有斜方晶系的晶体结构的压电陶瓷组合物的温度上升并超过转变温度，则晶体结构从斜方晶系转变为正方晶系，线膨胀系数变小。相反地，若具有正方晶系的晶体结构的压电陶瓷组合物的温度下降并低于转变温度，则晶体结构从正方晶系转变为斜方晶系，线膨胀系数变大。

在本实施方式的压电陶瓷组合物中，αt与αo的差异较小。例如，αt/αo为0.72以上。其结果是，降低了如上所述的与温度变化相对应的线膨胀系数的变化。由此，例如，使用了本实施方式的压电陶瓷组合物的压电致动器的动作稳定。需要说明的是，理论上，αt/αo小于1。

(实施例)

关于实施方式的压电陶瓷组合物，实际制作了摩尔比以及A1、B1及B2彼此不同的多种试样，调查了组成对特性带来的影响。图1～图4为表示其结果的图表。

图中，“No.”栏表示试样的编号。在此，对于试样1～56的56种试样，例示了组成及特性。“u Na”、“v Li”、“x A”、“w Ag”、“yTa”、“z Sb”、“α”、“β”、“γ”及“δ”栏表示各试样中的u、v、x、w、y、z、α、β、γ及δ的值。“A1”、“B1”及“B2”栏表示各试样中的A1、B 1及B2的金属元素的种类。在“A1”、“B1”及“B2”栏中，“-”表示未添加成为A1、B1或B2的金属元素，对应于α＝0、β＝0或γ＝0。“Fe”栏表示各试样中Fe的有无，若δ>0，则表示为“Fe”，若δ＝0，则表示为“-”。需要说明的是，摩尔比的小数点以下的有效位在多个试样中基本彼此相同，但为方便起见，省略了末尾侧的0的显示。

“d31 pC/N”栏表示各试样中的压电常数d₃₁(pC/N)的值。慎重起见，记载为：d₃₁表示当在压电陶瓷组合物的极化方向上施加电压时在与极化方向正交的方向上的压电特性。d₃₁的值越大，相对于所施加的电场的强度而产生的应变、或相对于所赋予的应力而产生的电荷越大。在该栏中，“0”表示无法进行极化。

“αt/αo”栏以百分率的方式表示将线膨胀系数αt的值除以线膨胀系数αo的值而得的值。如上所述，αo为当压电陶瓷组合物的晶体结构主要为斜方晶系时的压电陶瓷组合物的线膨胀系数。αt为当压电陶瓷组合物的晶体结构主要为正方晶系时的压电陶瓷组合物的线膨胀系数。由于线膨胀系数αt小于线膨胀系数αo，因此αt/αo的值越大(越接近100％)，αt及αo的差就越小，进而由温度变化引起的线膨胀系数的变化被降低。

关于压电常数d₃₁，依照JEITA(一般社团法人电子信息技术产业协会)定义的规格(EM-4501A压电陶瓷振荡器的电气试验方法)测定极化后的压电陶瓷组合物。进一步详细地说，使用共振反共振法通过阻抗分析仪来测定。基于上述规格，测定时的压电陶瓷组合物的温度为25±5℃。

在测定线膨胀系数αt及αo时，首先，对于各试样，求出转变温度。关于转变温度，使用阻抗分析仪检查压电陶瓷组合物中的共振频率的温度依存性来求出。具体地说，若压电陶瓷组合物的晶体结构改变，则共振频率也改变，若以横轴为温度、以纵轴为共振频率进行绘制，则会出现拐点。将该拐点的温度作为转变温度。通过使用了X射线衍射装置的测定，确认到在高于转变温度的温度区域能够得到归属于正方晶的衍射图样，在低于转变温度的温度区域能够得到归属于斜方晶的衍射图样。需要说明的是，在本次的试样中，转变温度为大致25℃。

接下来，基于如上所求出的转变温度，设定了当晶体结构为斜方晶系时进行线膨胀系数αo的测定的第1温度区域(斜方晶温度区域)、以及当晶体结构为正方晶系时进行线膨胀系数αt的测定的第2温度区域(正方晶温度区域)。从该第1温度区域及第2温度区域排除转变温度±10℃的范围。例如，若转变温度为20℃，则使第1温度区域为10℃以下的范围，使第2温度区域为30℃以上的范围。第1温度区域的下限为-100℃。第2温度区域的上限为从正方晶到其他晶体结构的转变温度(在本次试样中为约250℃)。

然后，在上述第1温度区域及第2温度区域中，通过热机械分析(Thermo-Mechanical Analysis)测定线膨胀系数。具体地说，在通过探针对试样赋予负荷的状态下加热或冷却试样，测定由此产生的探针的线位移，从而求出各温度下的尺寸变化(应变)。然后，基于以横轴为温度、以纵轴为应变进行绘制的情况下成为斜率的值，求出线膨胀系数。

试样1、9～15及26不含式(1)所示的元素当中的一部分(不满足式(1))，其他试样2～8、16～25及27～56满足式(1)。另外，在前者当中，试样9～15不含式(1)所示的元素当中的2种以上的元素，试样1仅不含Fe，试样26仅不含Sb。换句话说，这些不满足式(1)的试样是比实施方式更单纯的组成的铌酸钾钠系的压电陶瓷组合物。

满足式(1)、或仅不含式(1)所示的元素当中的1种的试样1～8及16～56与不含式(1)所示的元素当中的2种以上的试样9～15相比，αt/αo的值大。另外，前者的αt/αo为72％以上(小数点以下四舍五入)。不受式(1)的限制，可以将该αt/αo为72％以上的铌酸钾钠系的压电陶瓷组合物作为实施方式的压电陶瓷组合物。

αt/αo的值比上述大的试样也可以视为本实施方式的压电陶瓷组合物。例如，可以抽取αt/αo大于72％(小数点以下四舍五入)的压电陶瓷组合物。在这种情况下，从上述αt/αo为72％以上的试样中排除试样8。试样8是与其他试样相比摩尔比α及δ大的试样。

此外，例如，可以将αt/αo的值为85％以上(小数点以下四舍五入)的压电陶瓷组合物视为本实施方式的压电陶瓷组合物。作为这样的压电陶瓷组合物，可列举出试样3～5、17、18、20、22、23、26、29、31～34、36、38、39、41、42、46～49、51及54。

满足式(1)的2～8、16～25及27～56，在压电常数d₃₁及线膨胀系数的比αt/αo中的至少一个中，与不满足式(1)的试样1、9～15及26中的任一者相比显示出高的值。另外，在不满足(1)的试样当中，在试样9～15中，压电常数d₃₁的值成为小于70(pC/N)，此外，在试样9～12中，未能极化。另一方面，满足式(1)的试样均可以确保70(pC/N)以上作为压电常数d₃₁的值。

由上述确认到，通过使压电陶瓷组合物的组成满足式(1)，从而使得压电特性提升。另外，可以从满足式(1)的试样的各种摩尔比的最小值及最大值中导出各种摩尔比的范围的一例。例如，从试样16及17中导出0.5≤u≤0.54。从试样18及19中导出0.02≤v≤0.06。从试样20及21中导出0.02≤w≤0.06。从试样29及30中导出0.99≤x≤1.02。从试样22及多个试样中导出0.02≤y≤0.1。从试样28及多个试样中导出0.06≤z≤0.1。从试样2及7中导出0.0045≤α≤0.0275。从多个试样及试样45中导出0.00125≤β≤0.00187。从试样45及多个试样中导出0.00063≤γ≤0.00125。从试样2及试样7中导出0.001≤δ≤0.0125。

能够得到最高压电常数d₃₁的值的是试样4及51(d₃₁＝117pC/N)。另外，能够得到最高αt/αo的值的是试样4及26(αt/αo＝88％)。因此，试样4在压电常数d₃₁及αt/αo这两者中都能够得到最高的值。在图1～图4中，主要示出了以该试样4作为中心(基准)，将各种摩尔比及金属元素种类变更后的试样的组成及特性。

由于试样4是从压电常数d₃₁及αt/αo的观点出发特性最高的一个试样，因此，可以相对于试样4的摩尔比的值，加减规定的误差或偏差的容许值，导出各种摩尔比的下限值或上限值(可以修正至此所说明的下限值或上限值。)。

例如，在上述0.02≤y≤0.1中，试样4中的y值成为上限值。但是，根据仅y值与试样4不同的试样22～25(y＝0.02～0.08)的特性可知，即使y稍微超过0.1，也能够得到与试样4及22～25同等以上的特性。因此，y的上限值可以为0.12(可以为y≤0.12。)。

β和γ的值在试样4中为0.00125，另外，在其他满足式(1)的试样中，示出了包括0.00125在内的较窄的范围(0.00167≤β≤0.0125、0.00063≦γ≦0.00125)。另一方面，与δ所涉及的Fe同样地，β所涉及的B1及γ所涉及的B2在B位点中使钙钛矿结构产生不连续性。因此，β及γ的值的范围可以参考δ的值而设定。在此，δ可以为小于试样4中的0.0025的一半的值(试样2)，另外可以为相对于试样4的0.0025为5倍的值(试样7)。因此，β及γ可以与δ同样地设定为在0.00125的一半以上且5倍以下的范围、或者包含在与其相比更窄的范围内。例如，可以为0.001≤β≤0.005及0.001≤γ≤0.005。

在αt/αo成为72％以上的试样当中，在试样1～8及16～52中，与试样4同样地，使用Bi作为A1。其中，试样2～7及16～52相比于试样1及8，αt/αo的值大。在此，试样1不含Fe。试样8的α/δ的值比试样2～7及16～52的α/δ的值小，为约2.1。即使考虑到A位点的摩尔比(x)，试样8的Bi/Fe(摩尔比)的值也比试样2～7及16～52的Bi/Fe的值小，为约2.1。在试样2～7及16～52中，α/δ和/或Bi/Fe的最大值为试样2的3.25。

根据上述，例如可以利用A1为Bi，α/δ和/或Bi/Fe为2.2以上5.0以下的压电陶瓷组合物。作为这样的压电陶瓷组合物，可列举出试样2～7及16～52。另外，也可以利用α/δ和/或Bi/Fe为2.5以上4.0以下、或2.5以上3.25以下的压电陶瓷组合物。作为这样的压电陶瓷组合物，可列举出试样2～5及16～52。

试样4及16～19是u及v的值彼此不同的试样。其中，与试样16、18及19的压电常数d₃₁的值相比，试样4及17的压电常数d₃₁的值大。在此，这些试样的u/v的值为，试样4：10.48、试样16：10、试样17：10.8、试样18：26.2、试样19：约8.7。

根据上述，例如，作为u/v的范围，可以设定为包括试样4及17的u/v的值且不包括试样16、18及19的值的范围。作为这样的u/v的值的范围，例如可列举出10.1以上26.0以下、10.1以上11.0以下、或者10.48以上10.80以下。

试样4及22～28是y及z的值彼此不同的试样。其中，试样4及24、25及27的压电常数d₃₁的值比其他的试样22、23、26及28的压电常数d₃₁的值大。

根据上述，作为y及z的值的范围，可以设定为包括前者的试样的y及z的值且不包括后者的试样的y及z的值的范围。具体地说，试样4及24、25及27的z的值在0.01以上0.09以下、0.05以上0.09以下、或者0.06以上0.08以下的范围内。另外，试样4及24、25及27的y/z的值在0.7以上10以下、0.9以上1.8以下、或者1.0以上1.67以下的范围内。试样22、23、26及28不满足上述z的范围及y/z的范围中的至少一个。

试样4及31～52是用作B1及B2的金属元素彼此不同的试样。其中，试样4、33、34、38～40、42、43及46～52的压电常数d₃₁的值比其他的试样31、32、35～37、41、44及45的压电常数d₃₁的值大。

根据上述，作为B1及B2，可以选择前者的试样的金属元素。具体地说，B1可以为Zn、Mg、Fe、Cu、Co及Ni中的任1种。和/或，B2可以为Sn、Ti、Zr、Hf、Ge、Nb、Sb及Ta中的任1种。

试样4及22～25是仅Ta所涉及的y的值彼此不同的试样。从这些试样可以理解，通过增大y的值，从而能够增大压电常数d₃₁的值。更详细地说，若y从0.02(试样22)变为0.04(试样23)，则压电常数d₃₁的值成为90pC/N以上。因此，压电陶瓷组合物例如可以为满足0.04≤y≤0.1(或0.12)的组成。

如上所述，在本实施方式的铌酸钾钠系的压电陶瓷组合物中，发生斜方晶系的晶体结构与正方晶系的晶体结构之间的相转变的转变温度存在于-20℃以上60℃以下的温度区域。在该温度区域，当将晶体结构为斜方晶系时的线膨胀系数设为αo，将晶体结构为正方晶系时的线膨胀系数设为αt时，αt/αo为72％以上(小数点后第3位四舍五入)。

因此，例如，与压电陶瓷组合物的温度变化相对应的线膨胀系数的变化被降低。其结果是，例如，压电陶瓷组合物中所产生的热应力的预测变得容易。另外，例如，αt/αo小，意味着在温度上升的过程中线膨胀系数下降。因此，例如，在将压电陶瓷组合物和具有比压电陶瓷组合物大的线膨胀系数的材料彼此固定的情况下，当温度上升后，线膨胀系数之差扩大。其结果是，压电陶瓷组合物被赋予的热应力急剧地上升。进而，利用了压电陶瓷组合物的机器的动作成为非意图的可能性变高。然而，根据本实施方式的压电陶瓷组合物，这样的线膨胀系数之差的扩大被降低。进而，压电陶瓷组合物被赋予的热应力被降低，机器的动作稳定。

在本实施方式中，αt/αo可以大于0.85。在这种情况下，上述效果更加提升。

在本实施方式中，压电陶瓷组合物由组成式A_xBO₃表示。另外，压电陶瓷组合物可以包含：占有A位点的物质的量的9成以上的K、Na及Li；占有B位点的物质的量的9成以上的Nb、Ta及Sb；A位点中所含的Ag；B位点中所含的Fe。

在这种情况下，例如，从具有上述组成的试样2～8、16～25及27～56与不具有上述组成的其他试样的比较可以理解，使αt/αo为0.72以上，并作为压电常数d₃₁的值确保一定程度的大小是容易的。

在本实施方式中，压电陶瓷组合物可以由上述式(1)表示。并且，A1可以为Bi、La、Ce、Nd或Sm，或者它们的组合。B 1可以为Zn、Mg、Yb、Fe、Cu、Co或Ni，或者它们的组合。B2可以为Sn、Ti、Zr、Hf、Ce、Ge、V、W、Nb、Sb或Ta，或者它们的组合。

若为这样的组成，则例如如图1～图4所示的那样，使αt/αo为0.72以上，并作为压电常数d₃₁的值确保一定程度的大小是容易的。另外，例如，压电陶瓷组合物通过为铌酸钾钠系当中的铌酸钾钠锂系，使得压电特性提升。另外，例如，能够通过Ta使压电特性提升，或通过Fe使绝缘电阻值上升。

另外，在本实施方式中，可以满足以下的不等式：0.500≤u≤0.540、0.00<v≤0.06、0.00<w≤0.06、0.99≤x≤1.02、0.00<y≤0.12、0.00<z≤0.10、0.0000<α≤0.0275、0.000<β≤0.005、0.000<γ≤0.005及0.0000<δ≤0.0125。

若各种摩尔比满足上述范围，则例如如参照图1～图4所说明的那样，使αt/αo为0.72以上，并以一定程度的大小来确保压电常数d₃₁的值是容易的。

在本实施方式中，A1可以为Bi。另外，α/δ可以为2.2以上5.0以下。在这种情况下，例如，使αt/αo为0.72以上是容易的。

在本实施方式中，u/v可以为10.1以上11.0以下。在这种情况下，例如，增大压电常数d₃₁的值是容易的。

在本实施方式中，z可以为0.01以上0.09以下。另外，y/z可以为0.7以上10.0以下。在这种情况下，例如，增大压电常数d₃₁的值是容易的。

在本实施方式中，B1可以为Zn、Mg、Fe、Cu、Co及Ni中的任一种。另外，B2可以为Sn、Ti、Zr、Hf、Ge、Nb、Sb及Ta中的任一种。在这种情况下，例如，增大压电常数d₃₁的值是容易的。

特别是，在A1为Bi(铋)、B1为Zn(锌)、B2为Sn(锡)的情况下，可以满足下式：0.524≤u≤0.540、0.05≤v≤0.06、0.02≤w≤0.06、0.99≤x≤1.02、0.04≤y≤0.10、0.06≤z≤0.08、0.0045≤α≤0.0125、0.000≤β≤0.005、β＝γ、0.0010≤δ≤0.0100。在满足上式的情况下，压电常数d₃₁为95(pC/N)，αt/αo为0.81以上的值得到确保，压电特性提升，并且能够降低压电陶瓷组合物被赋予的热应力，使机器的动作稳定。

另外，A1可以是La(镧)、Ce(铈)、Nd(钕)或Sm(钐)以代替Bi(铋)，在这种情况下，也能够得到上述效果。另外，在B2为Sn(锡)的情况下，B1为Fe(铁)、Cu(铜)或Mg(镁)以代替Zn(锌)，也能够得到上述效果。另外，在B1为Zn(锌)的情况下，B2为Ti(钛)、Zr(锆)、Hf(铪)或Ge(锗)以代替Sn(锡)，也能够得到上述效果。另外，在B2为Ti(钛)且B1为Mg(镁)、Fe(铁)或Cu(铜)的组合的情况下，也能够得到上述效果。

此外，在A1为Bi(铋)，B1为Co(钴)、Ni(镍)或Zn(锌)，B2为Nb(铌)、Sb(锑)或Ta(钽)的情况下，β是γ的大体2倍时，也能够得到上述效果。

(应用例)

图5是表示压电陶瓷组合物的应用例的截面图。该截面图示出了喷墨式喷头11的一部分。图5的纸面下方(-D3侧)是配置记录介质(例如纸)的一侧。

喷头11例如为大致板状的部件，沿着与D3轴正交的平面具有多个图5所示的构成。喷头11的厚度(D3方向)例如为0.5mm以上2mm以下。喷出喷出在喷头11的与记录介质对向的喷出面2a上开口有喷出液滴的多个喷出孔3(在图5中仅示出了一个)。多个喷出孔3沿着喷出面2a二维地配置。

喷头11是通过压电元件的机械应变向液体赋予压力喷出液滴的压电式喷头。喷头11具有分别包含喷出孔3的多个喷出元件37，在图5中示出了一个喷出元件37。多个喷出元件37沿着喷出面2a二维地配置。

另外，在别的观点中，喷头11具有：形成有液体(墨液)流动的流路的板状流路部件13、和用于向流路部件13内的液体赋予压力的致动器基板15(压电致动器的一例)。多个喷出元件37由流路部件13及致动器基板15构成。喷出面2a由流路部件13构成。

流路部件13具有：共用流路19、和分别与共用流路19连接的多个单独流路17(图5中图示了1个)。各单独流路17分别具有上述的喷出孔3，另外，从共用流路19向喷出孔3依次具有连接流路25、加压室23及部分流路21。加压室23在流路部件13的与喷出面2a相反侧的面上开口。部分流路21从加压室23向喷出面2a侧延伸。喷出孔3在部分流路21的底面21a上开口。

多个单独流路17及共用流路19中充满有液体。通过多个加压室23的容积发生变化而向液体赋予压力，从而从多个加压室23向多个部分流路21送出液体，从多个喷出孔3喷出多个液滴。另外，从共用流路19经由多个连接流路25向多个加压室23补充液体。

流路部件13例如通过层叠多个板27A～27J(以下，会省略为A～J)而构成。在板27中形成有构成多个单独流路17及共用流路19的多个洞(主要为贯通孔。也可以为凹部)。多个板27的厚度及层叠数可以根据多个单独流路17及共用流路19的形状等而适宜地设定。多个板27可以由适宜的材料形成。例如，多个板27通过金属或树脂来形成。板27的厚度例如为10μm以上300μm以下。流路部件13的线膨胀系数例如比致动器基板15及压电陶瓷组合物的线膨胀系数大。

致动器基板15是具有多个加压室23的范围的宽度的大致板状。致动器基板15由所谓的单压电晶片型的压电致动器构成。需要说明的是，致动器基板15也可以由双压电晶片型等其他形式的压电致动器构成。例如，致动器基板15从流路部件13侧开始依次具有振动板29、共用电极31、压电体层33及单独电极35。

振动板29、共用电极31及压电体层33在俯视下在多个加压室23的范围扩展。即，它们共通地设于多个加压室23。单独电极35设于每个加压室23。单独电极35具有：与加压室23重叠的主体部35a、和从主体部35a延伸出来的引出电极35b。引出电极35b有助于与未图示的信号线的连接。

压电体层33例如由本实施方式的压电陶瓷组合物构成。压电体层33的被夹在单独电极35与共用电极31之间的部分在厚度方向上被极化。因此，例如，若通过单独电极35及共用电极31向压电体层33的极化方向施加电场(电压)，则压电体层33在沿着该层的方向上进行收缩。该收缩被振动板29限制。其结果是，致动器基板15以向加压室23侧凸出的方式发生挠曲变形。进而，加压室23的容积被缩小，向加压室23的液体赋予压力。若通过单独电极35及共用电极31向与上述相反的方向施加电场(电压)，则致动器基板15向与加压室23相反侧发生挠曲变形。

构成致动器基板15的各层的厚度及材料等可以适宜地设定。若列举出一例，则振动板29及压电体层33的厚度可以分别为10μm以上40μm以下。共用电极31的厚度可以为1μm以上3μm以下。单独电极35的厚度可以为0.5μm以上2μm以下。振动板29的材料可以为具有压电性、或不具有压电性的陶瓷材料。共用电极31的材料可以为Ag-Pd系等金属材料。单独电极35的材料可以为Au系等金属材料。

考虑到各种事项，喷头11(致动器基板15)所使用的温度区域(驱动温度区域)可以适宜地设定。例如，喷头11的驱动温度区域为20℃以上40℃以下。作为设定驱动温度区域时要考虑的事项，例如可列举出墨液的温度与粘度的相关关系。喷头11的驱动温度区域例如可以基于规格书、说明书和/或手册等来确定。在这些信息中，驱动温度区域例如也以能够使用喷头11(和/或打印机。以下相同。)的温度区域、喷头11的正常动作得到保证的温度区域、或被推荐的温度区域这样的形式被记载，但通常是相同的。在示出了2种以上的温度区域的情况下，可以使用最宽的温度区域作为本实施方式中的驱动温度区域。

如上所述，应用例的致动器基板15(压电致动器的一例)具有铌酸钾钠系的压电体层33(压电陶瓷的一例)。关于压电体层33，发生斜方晶系的晶体结构与正方晶系的晶体结构之间的相转变的转变温度存在于作为压电体层33被施加电压时的温度区域的驱动温度区域(作为一例，20℃以上40℃以下)。当将在驱动温度区域晶体结构为斜方晶系时的线膨胀系数设为αo，将在驱动温度区域晶体结构为正方晶系时的线膨胀系数设为αt时，αt/αo为0.72以上。

在这种情况下，例如，当致动器基板15的温度上升后，能够抑制致动器基板15的线膨胀系数的下降。其结果是，降低了致动器基板15与线膨胀系数比致动器基板15大的流路部件13之间的线膨胀系数之差的扩大。进而，降低了致动器基板15中所产生的热应力的增加。由此，降低了喷出特性的变化，另外，降低了致动器基板15的劣化的可能性。

本发明的技术不限定于上述实施方式，可以以各种方式实施。

例如，压电陶瓷组合物不限定于由式(1)表示的物质或与式(1)相近的物质。另外，除了致动器以外，压电陶瓷组合物也可以用于传感器、振荡器或滤波器等。致动器不限定于用于喷墨头的致动器，也可以用于各种机器。