阅读说明：本技术 压电组合物及压电元件 (Piezoelectric composition and piezoelectric element ) 是由 广瀬正和 广瀬维子 加藤浩辉 于 2018-03-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种能够兼顾机械强度和机电耦合系数k<Sub>31</Sub>的压电组合物、具备该压电组合物的压电元件。所述压电组合物其特征在于,含有具有以通式ABO<Sub>3</Sub>表示的钙钛矿结构的复合氧化物和锰,ABO<Sub>3</Sub>中的A位点元素为钾或为钾及钠,B位点元素为铌,压电组合物中,锰的浓度分布具有不均,该不均以CV值计为35％以上440％以下。(The present invention, which provides one kind, can take into account mechanical strength and electromechanical coupling factor k 31 Piezoelectric composition, have the piezoelectric element of the Piezoelectric composition.The Piezoelectric composition is it is characterized in that, containing having with general formula ABO 3 The composite oxides and manganese of the perovskite structure of expression, ABO 3 In the site A element is potassium or is potassium and sodium, the site B element is niobium, and in Piezoelectric composition, the concentration distribution of manganese has unevenness, which is calculated as 35% or more 440% or less with CV value.)

压电组合物及压电元件

技术领域

本发明涉及一种压电组合物、及具有该压电组合物的压电元件。

背景技术

压电组合物基于结晶内的电荷的偏移所引起的自发极化，具有通过从外部受到应力而在表面产生电荷的效果(压电效应)和通过从外部施加电场而产生形变的效果(逆压电效应)。

应用了这种能够将机械位移与电位移相互转换的压电组合物的压电元件在各种领域中被广泛地使用。例如，作为利用逆压电效应的压电元件的致动器与施加电压成比例，高精度地得到微小的位移，且响应速度快，因此，用于光学系统部件的驱动用、HDD的头驱动用、喷墨打印机的头驱动用、燃料喷射阀驱动用等。

另外，也用作利用压电效应用于读取微小的力或变形量的传感器。另外，压电组合物具有优异的响应性，因此，通过施加交流电场，也可以将压电组合物自身或与压电组合物处于接合关系的弹性体激发并引起共振，也用作压电变压器、超声波马达等。

一般而言，压电组合物由多晶体构成，通过对烧成后的铁电体组合物实施极化处理而得到。烧成后的铁电体组合物中，各结晶的自发极化的方向是随机的，作为铁电体组合物整体，不会发生电荷的偏移，不会呈现压电效应及逆压电效应。因此，进行通过对烧成后的铁电体组合物施加矫顽电场以上的直流电场，使自发极化的方向与一定方向一致的被称为极化处理的操作。极化处理后的铁电体组合物能够表现作为压电组合物的性质。

作为压电组合物，大多使用由锆酸铅(PbZrO₃)和钛酸铅(PbTiO₃)构成的铅类压电组合物。但是，铅类压电组合物含有60～70重量％的程度的熔点低的氧化铅(PbO)，在烧成时，氧化铅容易挥发。因此，从环境负荷的观点来看，压电组合物的无铅化成为极其重要的课题。

另一方面，最近，作为无铅的环保型的压电组合物，对铌酸碱金属类的化合物进行着研究。例如，专利文献1中公开有一种压电组合物，其具有铌酸碱金属类的化合物作为主相，还具有含有Si的第一氧化物相和含有第二族元素及第四族元素的第二氧化物相。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-177355号公报

发明内容

发明所要解决的课题

为了实现搭载具有压电组合物的压电元件的设备的高性能化、小型化，需要在维持压电元件的性能的状态下，缩小压电元件的尺寸。在该情况下，需要压电组合物的尺寸也变小，但当压电组合物的尺寸变小时，压电组合物的机械强度会降低。当机械强度降低时，加工压电组合物时有可能产生次品。因此，对压电组合物要求具有预定的压电特性且具有良好的机械强度。

但是，专利文献1所公开的铌酸碱金属类的化合物虽然对于机电耦合系数进行了评价，但对于机械强度没有进行任何评价。铌酸碱金属类的化合物在烧成时，碱金属元素挥发，从而在烧成后的压电组合物的内部容易产生空隙、缺陷等。因此，烧成后的压电组合物是否具有预定的机械强度是非常重要的。

本发明是鉴于这种实际状况而研发的，其目的在于提供一种能够兼顾机械强度和机电耦合系数k₃₁的压电组合物、具备该压电组合物的压电元件。

用于解决课题的技术方案

为了达成上述目的，本发明的压电组合物为如下的压电组合物。

[1]一种压电组合物，其特征在于，

所述压电组合物含有：具有以通式ABO₃表示的钙钛矿结构的复合氧化物、和锰，

ABO₃中的A位点元素为钾或为钾及钠，B位点元素为铌，

压电组合物中，锰的浓度分布具有不均，该不均以CV值计为35％以上440％以下。

[2]根据[1]所述的压电组合物，其特征在于，ABO₃以组成式(K_xNa_y)NbO₃表示，组成式中的x及y满足0.500≤x≤1.005、y≤0.500、0.980≤x+y≤1.005的关系。

[3]根据[1]或[2]所述的压电组合物，其特征在于，相对于复合氧化物1摩尔，锰以MnO₂换算含有z摩尔％，

z满足0.50≤z≤2.50的关系。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的压电组合物，其特征在于，压电组合物含有铜，

相对于复合氧化物1摩尔，铜以CuO换算含有n摩尔％，

n满足0.20≤n≤0.80的关系。

[5]一种压电元件，其含有[1]～[4]中任一项所述的压电组合物。

发明的效果

通过本发明的压电组合物具有上述的特征，可以提供能够兼顾机械强度和机电耦合系数k₃₁的压电组合物、具备该压电组合物的压电元件。

附图说明

图1是本实施方式的压电元件的一个例子的示意性的立体图。

图2是本实施方式的压电元件的其它例子的示意性的剖视图。

具体实施方式

以下，基于具体的实施方式，按照以下的顺序详细地说明本发明。

1.压电元件

1.1压电组合物

2.压电元件的制造方法

3.本实施方式的效果

4.变形例

(1.压电元件)

首先，对应用了本实施方式的压电组合物的压电元件进行说明。作为压电元件，只要是能够应用本实施方式的压电组合物的元件，就没有特别限制。本实施方式中，例如示例压电变压器、薄膜传感器、压电超声波马达等。

图1所示的压电元件5具备板状的压电体部1、和形成于作为压电体部1的两个主面的一对相对面1a、1b的一对电极2、3。压电体部1由本实施方式的压电组合物构成，压电组合物的详情在后详述。另外，电极2、3中含有的导电材料没有特别限定，能够根据期望的特性、用途等任意地设定。本实施方式中，示例金(Au)、银(Ag)及钯(Pd)等。

图1中，压电体部1具有长方体形状，但压电体部1的形状没有特别限制，能够根据期望的特性、用途等任意地设定。另外，压电体部1的尺寸也没有特别限制，能够根据期望的特性、用途等任意地设定。

压电体部1沿预定的方向极化。例如，图1所示的压电元件5中，沿着压电体部1的厚度方向，即电极2、3相对的方向极化。例如经由未图示的电线等未图示的外部电源与电极2、3电连接，经由电极2、3对压电体部1施加预定的电压。当施加电压时，在压电体部1中，通过逆压电效应，电位移转换成机械位移，压电体部1能够在横向进行横向振动。

(1.2压电组合物)

本实施方式的压电组合物含有具有以通式ABO₃表示的钙钛矿结构的复合氧化物作为主成分。本实施方式中，主成分是相对于压电组合物100mol％，占据90mol％以上的成分。

钙钛矿结构中，离子半径较大的元素、例如碱金属元素、碱土金属元素等处于占据ABO₃的A位点的倾向，离子半径较小的元素、例如过渡金属元素等处于占据ABO₃的B位点的倾向。而且，由B位点元素和氧构成的BO₆氧八面体构成共享彼此的顶点的三维网络，通过向该网络的空隙充填A位点元素，从而形成钙钛矿结构。

本实施方式中，通式ABO₃能够以组成式(K_xNa_y)NbO₃表示。即，A位点元素为钾(K)及钠(Na)，B位点元素为铌(Nb)。

上述的组成式中，“x”表示A位点中K的原子数的比例。另一方面，“y”表示A位点中Na的原子数的比例。因此，上述的组成式中，“x+y”表示A位点元素的原子总数相对于B位点元素的原子总数的比、所谓的A/B比。即，K的原子数及Na的原子数的和相对于Nb的原子总数的比。本实施方式中，“x+y”优选满足0.980≤x+y≤1.005的关系。另外，“x+y”更优选为0.991以上，进一步优选为0.993以上。另一方面，“x+y”更优选为0.999以下，进一步优选为0.997以下。

本实施方式中，通过将A/B比设为上述的范围内，能够兼顾压电组合物的较高的机械强度和良好的机电耦合系数k₃₁。

本实施方式中，“x”优选满足0.500≤x≤1.005的关系。另外，“x”优选为0.800以上，更优选为0.980以上。另一方面，“x”优选为1.000以下，更优选为0.995以下。

另外，本实施方式中，“y”的范围优选为0.500以下，更优选为0.190以下，进一步优选为0.100以下。从压电组合物的机械强度的观点来看，“y”特别优选为0.000。此外，“y”为0.000时，A位点元素仅为K。

另外，本实施方式的压电组合物含有锰(Mn)。本实施方式中，在压电组合物中，Mn优选存在于构成复合氧化物的晶粒间的晶界。通过Mn存在于晶界，晶粒间的结合力变强，能够提高压电组合物的机械强度。与Mn存在于特定的晶界，且仅提高特定的晶粒间的结合力相比，这样的效果随着通过Mn分散于晶界且以高浓度存在而提高了结合力的晶粒的数量越多而越大。

为了增加提高了结合力的晶粒的数量，优选Mn尽可能地不固溶于构成复合氧化物的晶粒，且Mn均匀地且以高浓度存在于在该晶粒间形成的晶界。特别优选Mn存在于在3个以上的晶粒间形成的三重点。是由于三重点中Mn能够存在的量比形成于两个相邻的晶粒间的晶界中Mn能够存在的量多，经由三重点能够有效地结合3个以上的晶粒。

因此，本实施方式中，将上述那样的Mn的存在状态作为压电组合物中的Mn浓度的不均进行评价。该不均能够表示为CV值，本实施方式中，CV值为35％以上440％以下。另外，CV值优选为170％以上，更优选为250％以上。另一方面，CV值优选为360％以下。

通过将CV值设为上述的范围内，能够提高压电组合物的机械强度。此外，在CV值过大的情况下，无助于压电特性的成分大量存在于压电组合物中，因此，处于压电特性恶化的倾向。

作为算出CV值的方法，只要是能够测定压电组合物中的Mn浓度分布的方法，就没有特别限制。本实施方式中，CV值能够通过EPMA(电子探针显微分析仪(Electron ProbeMicro Analyzer))分析，如下算出。首先，对于切断了烧结后的压电组合物的切断面，使用EPMA装置对特定的区域进行面分析，得到该区域内的测定点中的Mn的存在量(浓度)的信息。

根据得到的Mn浓度的信息，算出该区域内的各测定点中的Mn浓度的标准偏差σ和Mn浓度的平均值Av，并根据下述的式子算出CV值。

CV值(％)＝100×(σ/Av)

本实施方式中，作为进行面分析的倍率，优选为200倍～5000倍的视野，优选测定这样的视野3个视野以上。

此外，只要Mn存在于晶界，其存在形态没有特别限制，但优选作为含有Mn的偏析相存在。偏析相中，Mn也可以作为Mn的氧化物存在，也可以作为与其它元素的化合物存在。

另外，本实施方式中，为了将CV值设为上述的范围内，当将相对于上述的复合氧化物1摩尔(100摩尔％)的以MnO₂换算的Mn的含量设为z摩尔％时，“z”优选满足0.50≤z≤2.50的关系。另外，“z”更优选为0.80以上。另一方面，“z”更优选为2.00以下。

此外，作为控制CV值的方法，除了Mn的含量的范围以外，示例后述的Mn的起始原料粉体的平均粒径的范围、混合方法、粉碎条件、烧成条件等。

另外，本实施方式的压电组合物也可以含有铜(Cu)。当将相对于上述的复合氧化物1摩尔(100摩尔％)的以CuO换算的Cu的含量设为n摩尔％时，“n”优选满足0.20≤n≤0.80的关系。另外，“n”更优选为0.30以上。另一方面，“n”更优选为0.75以下。

只要Cu在上述的范围内含有，Cu的存在形态就没有特别限制。本实施方式中，优选固溶于构成复合氧化物的晶粒的晶粒内，但也可以与Mn一起存在于晶界。在存在于晶界的情况下，也可以与其它元素形成化合物。但是，不优选作为与由上述的(K_xNa_y)NbO₃构成的晶相不同的异相存在。

通过Cu存在于晶粒内及/或晶界，晶粒间的结合力变强，能够进一步提高压电组合物的机械强度。

本实施方式的压电组合物除了上述的成分以外，也可以含有其它成分。例如，也可以含有除上述的Nb、Mn及Cu以外的过渡金属元素(长周期型周期表中的第3族～第11族元素)、碱土金属元素、长周期型周期表中的第12族元素及长周期型周期表中的第13族金属元素中的至少1种。

具体而言，作为除稀土元素以外的过渡金属元素，示例：铬(Cr)、鉄(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钨(W)、钼(Mo)等。作为稀土元素，示例：钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)等。

作为碱土金属元素，示例镁(Mg)、锶(Sr)等。作为第12族元素，示例锌(Zn)等。作为第13族金属元素，示例铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)等。

此外，本实施方式的压电组合物中，优选具有以通式ABO₃表示的钙钛矿结构的复合氧化物实际上不含有锂(Li)。特别优选作为钙钛矿结构中的A位点元素不存在Li。具体而言，组成式(K_xNa_yLi_a)NbO₃中，优选“x+y+a”满足0.980≤x+y+a≤1.005的关系，且“a”为0.010以下。是由于Li在烧成时挥发剧烈，处于在烧成后的压电组合物中产生空隙的倾向。

在该情况下，“x+y+a”更优选为0.991以上，进一步优选为0.993以上。另一方面，“x+y+a”更优选为0.999以下，进一步优选为0.997以下。

作为钙钛矿结构中的A位点元素是否存在Li能够根据例如通过XRD测定得到的X射线衍射图案中，是否检测到含有Li的钙钛矿型化合物的峰来进行判断。

另外，本实施方式的压电组合物也可以含有铅(Pb)作为杂质，但其含量优选为1重量％以下，更优选完全不含有Pb。是由于从低公害化、环保性及生态学的观点来看，能够将烧成时的Pb的挥发，或搭载含有本实施方式的压电组合物的压电元件的电子设备在市场中流通废弃之后Pb向环境中的释放抑制到最小限度。

构成本实施方式的压电组合物的晶粒的平均结晶粒径从压电特性的发挥、机械强度的观点来看，只要进行控制即可，本实施方式中，平均结晶粒径优选为例如0.5μm～20μm。

(2.压电元件的制造方法)

接着，以下说明压电元件的制造方法的一个例子。

首先，准备压电组合物的起始原料。作为复合氧化物的起始原料，能够使用含有K的化合物、含有Nb的化合物，根据需要，能够使用含有Na的化合物。作为含有K的化合物及含有Na的化合物，例如示例碳酸盐、碳酸氢盐化合物等。作为含有Nb的化合物，例如示例氧化物等。

作为锰的起始原料，可以是锰单质，也可以是含有锰的化合物。本实施方式中，优选为含有锰的氧化物。另外，锰的起始原料的粉体的平均粒径优选为0.1～5μm的范围内。

另外，在压电组合物中含有铜的情况下，准备铜的起始原料。作为铜的起始原料，与锰同样地，可以是铜单质，也可以是含有铜的化合物。本实施方式中，优选为含有铜的氧化物。

将准备的复合氧化物的起始原料按照预定的比例称重后，使用球磨机等进行5～20小时混合。作为混合的方法，可以是湿式混合，也可以是干式混合。在湿式混合的情况下，将混合粉干燥。接着，对混合粉或将混合粉成型而得到的成型体在大气中以750～1050℃、1～20小时的条件进行热处理(煅烧)，得到复合氧化物的煅烧粉末。

构成得到的煅烧粉末的复合氧化物具有以通式KNbO₃或(K,Na)NbO₃表示的钙钛矿结构。

在得到的煅烧粉末凝聚的情况下，优选使用球磨机等进行预定时间的煅烧粉末的粉碎，制成粉碎粉。向煅烧粉末或粉碎粉中添加并混合按照预定的比例称取的锰的起始原料或者锰的起始原料及铜的起始原料，得到压电组合物的原料粉。本实施方式中，作为混合的方法，优选为球磨机、珠磨机等。

将压电组合物的原料粉成型的方法没有特别限制，只要根据期望的形状、尺寸等适宜选择即可。在进行模压成型的情况下，向压电组合物的原料粉中添加预定的粘合剂和根据需要的添加物，成型为预定的形状而得到成型体。另外，也可以使用向压电组合物的原料粉中添加预定的粘合剂等进行造粒而得到的造粒粉，得到成型体。也可以根据需要，对得到的成型体，通过CIP等进一步进行加压处理。

对得到的成型体实施脱粘合剂处理。作为脱粘合剂条件，将保持温度优选设为400℃～800℃，将温度保持时间优选设为2小时～4小时。

接着，烧成脱粘合剂处理后的成型体。作为烧成条件，将保持温度优选设为950℃～1060℃，将温度保持时间优选设为2小时～4小时，升温及降温速度优选设为50℃/小时～300℃/小时的程度，将气氛优选设为含氧气氛。烧成条件中，通过调节保持温度，能够控制Mn浓度的CV值。

对得到的作为烧结体的压电组合物根据需要进行研磨，涂布电极膏进行烧接，形成电极。形成电极的方法没有特别限制，也可以通过蒸镀、溅射等形成电极。

将形成有电极的烧结体根据需要加工成预定的大小，在预定温度的油中施加2kV/mm～5kV/mm的电场5分钟～1小时的程度进行极化处理。进行了极化处理之后，得到自发极化与预定的方向一致的压电组合物。

将极化处理后的压电组合物制成板状的压电体部1。接着，在该压电体部1上通过蒸镀等形成电极2、3，由此，可以得到图1所示的压电元件。

(3.本实施方式的效果)

本实施方式中，作为压电组合物中作为主成分含有的复合氧化物，采用具有钙钛矿结构的铌酸碱金属类的化合物，另外，压电组合物中含有锰(Mn)，并且以Mn浓度的CV值成为上述的范围内的方式进行控制。Mn浓度的CV值在上述的范围内表示压电组合物中混合存在有Mn以高浓度存在的部分和Mn以低浓度存在的部分，即Mn的浓度分布中产生不均。压电组合物中，Mn几乎不固溶于由铌酸碱金属类的化合物构成的晶粒，以高浓度存在于在该晶粒间形成的晶界。

通过Mn具有上述那样的浓度分布存在，Mn能够提高晶粒间的结合。其结果，作为压电组合物的机械强度提高。

烧成后的压电组合物有时在例如压电元件的制造时等被加工。如果压电组合物不具有良好的机械强度，则在加工中存在发生因压电组合物的强度不足引起的碎裂、开裂等，而产生次品等的问题。当产生这种次品时，成品率降低且不能实现较高的生产率。另外，由于对压电组合物重复施加机械位移及电位移，因此，需要具有能够承受这些位移的强度。本实施方式的压电组合物由于具有良好的机械强度，因此，加工性良好，能够提高成品率并提高压电元件的生产效率。另外，本实施方式的压电组合物具有能够承受重复施加的机械位移及电位移的充分的强度。

另外，通过将Mn浓度的CV值设为上述的范围内，能够良好地维持压电组合物的机械强度，并且提高机电耦合系数k₃₁。即，能够兼顾压电组合物的机械强度和压电特性。存在于晶界的Mn是无助于压电特性的成分，因此，通过将Mn浓度的CV值设为上述的范围内，从而减少Mn的含量，并且使Mn有效地且以高浓度存在于晶界。

另外，作为相对于复合氧化物的副成分，通过含有Cu，能够进一步提高压电组合物的机械强度。

(4.变形例)

上述的实施方式中，对压电体部为单层的压电元件进行了说明，但也可以是具有层叠了压电体部的结构的压电元件。另外，也可以是具有这些组合而成的结构的压电元件。

作为具有层叠了压电体部的结构的压电元件，例如示例图2所示的压电元件50。该压电元件50具备将由本实施方式的压电组合物构成的多个压电层11和多个内部电极12交替层叠而成的层叠体10。在该层叠体10的两端部形成有与在层叠体10的内部交替配置的内部电极层12分别导通的一对端子电极21、22。

压电层11的每一层的厚度(层间厚度)没有特别限定，能够根据期望的特性及用途等任意地设定。通常，层间厚度优选为1μm～100μm的程度。压电层11的层叠数没有特别限定，能够根据期望的特性及用途等任意地设定。

作为制造图2所示的压电元件50的方法，只要使用公知的方法即可，例如，制作成为图2所示的层叠体10的生坯芯片，将其烧成得到层叠体10之后，将端子电极印刷或转印于层叠体10并进行烧成，由此进行制造。作为制造生坯芯片的方法，例如示例使用了膏的通常的印刷法、片材法等。印刷法及片材法中，使用将上述的压电组合物的原料粉和将粘合剂溶解于溶剂中得到的载体混合并涂料化而成的膏，形成生坯芯片。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并没有被限定于上述的实施方式，可以在本发明的范围内以各种方式进行改变。

实施例

以下，使用实施例及比较例，更详细地说明本发明。但是，本发明不限定于以下的实施例。

首先，作为压电组合物的主成分即复合氧化物((K_xNa_y)NbO₃)的起始原料，准备碳酸氢钾(KHCO₃)、碳酸氢钠(NaHCO₃)和氧化铌(Nb₂O₅)的粉末。另外，作为压电组合物中包含的含有成分的锰(Mn)及铜(Cu)的起始原料，准备氧化锰(MnO₂)及氧化铜(CuO)的粉末。

将准备的起始原料以烧成后的压电组合物(烧结体)具有表1所示的组成的方式称量。将称量的KHCO₃、NaHCO₃、Nb₂O₅的各粉末利用球磨机混合16小时之后，以120℃干燥，得到混合粉。将得到的混合粉进行模压成型，以1000℃煅烧4小时，得到复合氧化物的煅烧体。接着，将该煅烧体利用球磨机粉碎16小时，得到粉碎粉。

相对于得到的粉碎粉，添加称量的MnO₂及CuO的各粉末，利用球磨机混合16小时之后，以120℃干燥，得到压电组合物的原料粉。向得到的压电组合物的原料粉添加作为粘合剂的PVA，通过公知的方法进行造粒。接着，将得到的造粒粉利用模压成型机施加196MPa的载荷进行模压成型，得到平板状的成型体。

对这样得到的平板状的成型体以550℃、2小时的条件实施脱粘合剂处理。将脱粘合剂处理后的成型体在大气气氛下以1050℃、2小时的条件烧成，得到压电组合物(烧结体)。

对得到的烧结体进行研磨，制成厚度1.0mm的平行平板状，向该平行平板状的烧结体的两面印刷银膏后，以800℃实施烧接，设置相对银电极。接着，利用切割锯切断成长度12mm、宽度3mm。最后，在150℃的硅油中施加3kV/mm的电场5分钟，进行压电组合物的极化处理，得到压电组合物的试样(试样编号1～19)。

对于得到的试样，如下测定CV值、机械强度及机电耦合系数k₃₁。

CV值如下算出。首先，切断得到的试样，在其切断面上，使用SEM(扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope))中所附的EMPA装置，对于500倍的视野进行面分析。基于通过面分析得到的Mn含量(Mn浓度)的信息，算出Mn浓度的标准偏差σ和Mn浓度的平均值Av，并根据下述的式子算出CV值。

CV值(％)＝100×(σ/Av)

本实施例中，将CV值为35％以上440％以下的试样判断为良好。将结果在表1中表示。

机械强度如下测定。将压电组合物(烧结体)利用双面研磨机和切割锯加工成长度7.2mm、宽度2.5mm、厚度0.32mm，得到机械强度测定用试样。利用INSTRON公司制造的5543，通过支点间距离5mm的3点弯曲对各试样20个测定机械强度测定用试样破裂时的最大载荷(N)，算出机械强度。本实施例中，考虑到实用上的加工性，将机械强度为80MPa以上的试样判断为良好。

另外，机电耦合系数k₃₁通过如下算出，对于得到的压电组合物的试样，根据电子信息技术产业协会标准的JEITA EM-4501M，使用阻抗分析仪4294A(KEYSIGHT TECHNOLOGIES制造)，测定室温下的谐振频率fr及反谐振频率fa。本实施例中，将k₃₁为14.0％以上的试样判断为良好。将结果在表1中表示。

[表1]

表中，“*”表示比较例

根据表1能够确认，具有钙钛矿结构的铌酸碱金属类化合物中，通过将Mn浓度的CV值设为上述的范围内，能够兼顾良好的机械强度和良好的机电耦合系数k₃₁。

还能够确认，组成式(K_xNa_y)NbO₃中，通过将“x”及“y”设为上述的范围内，能够以更高的水平兼顾机械强度和机电耦合系数k₃₁。另外，能够确认，通过将Cu的含量设为上述的范围内，进一步提高机械强度。

产业上的可利用性

本发明的压电组合物能够兼顾较高的机械强度和良好的压电特性，因此，能够适用于各种领域的压电元件。

符号的说明

5…压电元件

1…压电体部

2、3…电极

50…压电元件

10…层叠体

11…压电层

12…内部电极层

21、22…端子电极