JPH0524108B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0524108B2 JPH0524108B2 JP60046073A JP4607385A JPH0524108B2 JP H0524108 B2 JPH0524108 B2 JP H0524108B2 JP 60046073 A JP60046073 A JP 60046073A JP 4607385 A JP4607385 A JP 4607385A JP H0524108 B2 JPH0524108 B2 JP H0524108B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photostrictive
- actuator
- light
- lead lanthanum
- lanthanum titanate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
［発明の分野］
本発明は、新規な光歪アクチユエータ用材料か
らなるものである。 ［発明の背景］ アクチユエータシステムの重要性は、ロボツト
などのメカトロニクス装置の発展とともに高まつ
ている。従来のアクチユエータは電磁力を駆動源
とする電磁式アクチユエータが一般的であつた
が、近年では固体の圧電効果を利用した圧電アク
チユエータが注目を浴びている。この圧電アクチ
ユエータは、電圧の付与により形状の伸縮を示す
固体材料であり、この形状変化（あるいは伸縮を
妨げるために必要な機械的エネルギー）を利用し
たアクチユエータである。 この圧電アクチユエータは、従来の電磁式アク
チユエータにおいて問題とされていた消費電力が
高い点と雑音の発生との問題を解決したものであ
る。しかしながら、圧電アクチユエータの使用に
当つては依然として、電力を供給するための電
源、配線などの設備が必要となる。 ［発明の目的］ 本発明は、アクチユエータとして有用な機能を
示す新規な光歪アクチユエータ用材料、すなわち
高い効率で光エネルギーを機械的エネルギーに直
接に変換することのできる変換素子材料を提供す
ることを目的とする。 ［発明の要旨］ 本発明は、一般式： （Pb1-xLax）（ZryTiz）1-x/4O3 ［ただし、0.0001≦ｘ≦0.09，0.3≦ｙ≦0.8、
そしてｙ＋ｚ＝１である］ で表わされるジルコニウムチタン酸鉛ランタンか
らなる光歪アクチユエータ用材料を提供する。 ［発明の詳細な記述］ （Pb，La）（Zr，Ti）O3との一般式で表わさ
れるジルコニウムチタン酸鉛ランタンが圧電特性
を示すことは既に知られており、PLZTとの略称
を付され圧電材料として利用されている。なお、
光照射による温度変化に由来するものではない、
本質的な光歪現象は従来、報告の例がない。 本発明者は、PLZTの光に対する特性を鋭意研
究した結果、各構成成分が特定の範囲の比率にあ
るPLZTが光の照射により歪み挙動を示すことを
見い出し、さらにその光歪特性を光歪アクチユエ
ータとして利用することを案出し、本発明に到達
した。 光歪アクチユエータは光の照射によつて、その
固体素子の内部に高電界が発生し（これは光起電
力効果と呼ばれる）、その電界による圧電効果に
よつて歪みが誘起されるものである。従つて、光
歪アクチユエータの駆動に当つては、電力を必要
とすることがないため、圧電アクチユエータに比
較した場合であつても付帯設備等の簡易化が容易
に実現する。また、光歪アクチユエータは遠隔の
場所からも光を照射することにより操作できるこ
とから、特に配線設備を設けることが困難な場所
にアクチユエータを設置する場合に有利に使用で
きる。 本発明者の研究によれば、ジルコニウムチタン
酸鉛ランタンであれば全てが光歪特性を示すもの
ではなく、特定の成分比のもの、即ち、一般式 （Pb1-xLax）（ZryTiz）1-x/4O3 ［ただし、0.0001≦ｘ≦0.09，0.3≦ｙ≦0.8、
そしてｙ＋ｚ＝１である］ で表わされるジルコニウムチタン酸鉛ランタンの
みが実用的に利用可能な光歪特性を示す。なかで
も上記の一般式において、0.01≦ｘ≦0.06そして
0.4≦ｙ≦0.7であるものが好ましく、さらに0.02
≦ｘ≦0.04そして0.05≦ｙ≦0.60であるものが特
に高い光歪特性を示す。 本発明により提供される光歪特性を示すジルコ
ニウムチタン酸鉛ランタンは、公知のジルコニウ
ムチタン酸鉛ランタンの製造法に準じ、その成分
比率を適宜調整することにより製造することがで
きる。すなわち、例えば、PbO，La2O3，ZrO2、
およびTiO2を所望の組成に応じて配合し、これ
を公知のホツトプレス焼結法などを利用して焼結
することにより製造することができる。 本発明の光歪特性を示すジルコニウムチタン酸
鉛ランタンを光歪アクチユエータとして使用する
に際しては、たとえば、焼結体を適当なサイズの
チツプに切り出し、その表面に電極を付設したの
ち、分極処理を施すなどの処理を行なう。 なお、本発明の光歪アクチユエータの使用に当
つて利用できる光に特に限定はないが、紫外光線
から可視光線の波長領域に性能の極大がある。ま
た全色光および単色光のいずれも利用することが
できる。ただし、エネルギー効率と操作の簡便さ
を考慮すると紫外光線をフイルターなどを利用し
て単色化した光線かあるいはアルゴンレーザー光
線が実用上有利である。 なお、本発明の光歪アクチユエータ材料は光音
響変換素子として利用することも可能である。 次に本発明の実施例および比較例を示す。 ［実施例１〜５および比較例１］ PbO，La2O3，ZrO2およびTiO2の配合量を調
整することにより、一般式： （Pb1-xLax）（ZryTiz）1-x/4O3 においてxyzを種々変動させたジルコニウムチタ
ン酸鉛ランタンをホツトプレス焼結法により温度
1220℃で焼結して焼結体を製造した。 この焼結体を３mm×2.6mm×14mmのチツプに切
り出し、その表面に銀ペーストで電極を付けた。
次いで、チツプの３mm切出し方向に分極処理を施
したのち、３mm×14mm切出し面を光学研磨した。 上記の光学研磨面に高圧水銀ランプ光をフイル
ターでほぼ単色化（約366nm）して得た光を照射
した。なおこの照射は、外部印加電界をゼロと
し、電極間開放状態として、光エネルギーが光学
研磨面に約17mW／cm2の割合でステツプ状で付与
される条件で行なつた。 上記の照射により発生した試料チツプの光誘起
歪を歪ゲージを用いて測定した。その結果を第１
表に示す。
らなるものである。 ［発明の背景］ アクチユエータシステムの重要性は、ロボツト
などのメカトロニクス装置の発展とともに高まつ
ている。従来のアクチユエータは電磁力を駆動源
とする電磁式アクチユエータが一般的であつた
が、近年では固体の圧電効果を利用した圧電アク
チユエータが注目を浴びている。この圧電アクチ
ユエータは、電圧の付与により形状の伸縮を示す
固体材料であり、この形状変化（あるいは伸縮を
妨げるために必要な機械的エネルギー）を利用し
たアクチユエータである。 この圧電アクチユエータは、従来の電磁式アク
チユエータにおいて問題とされていた消費電力が
高い点と雑音の発生との問題を解決したものであ
る。しかしながら、圧電アクチユエータの使用に
当つては依然として、電力を供給するための電
源、配線などの設備が必要となる。 ［発明の目的］ 本発明は、アクチユエータとして有用な機能を
示す新規な光歪アクチユエータ用材料、すなわち
高い効率で光エネルギーを機械的エネルギーに直
接に変換することのできる変換素子材料を提供す
ることを目的とする。 ［発明の要旨］ 本発明は、一般式： （Pb1-xLax）（ZryTiz）1-x/4O3 ［ただし、0.0001≦ｘ≦0.09，0.3≦ｙ≦0.8、
そしてｙ＋ｚ＝１である］ で表わされるジルコニウムチタン酸鉛ランタンか
らなる光歪アクチユエータ用材料を提供する。 ［発明の詳細な記述］ （Pb，La）（Zr，Ti）O3との一般式で表わさ
れるジルコニウムチタン酸鉛ランタンが圧電特性
を示すことは既に知られており、PLZTとの略称
を付され圧電材料として利用されている。なお、
光照射による温度変化に由来するものではない、
本質的な光歪現象は従来、報告の例がない。 本発明者は、PLZTの光に対する特性を鋭意研
究した結果、各構成成分が特定の範囲の比率にあ
るPLZTが光の照射により歪み挙動を示すことを
見い出し、さらにその光歪特性を光歪アクチユエ
ータとして利用することを案出し、本発明に到達
した。 光歪アクチユエータは光の照射によつて、その
固体素子の内部に高電界が発生し（これは光起電
力効果と呼ばれる）、その電界による圧電効果に
よつて歪みが誘起されるものである。従つて、光
歪アクチユエータの駆動に当つては、電力を必要
とすることがないため、圧電アクチユエータに比
較した場合であつても付帯設備等の簡易化が容易
に実現する。また、光歪アクチユエータは遠隔の
場所からも光を照射することにより操作できるこ
とから、特に配線設備を設けることが困難な場所
にアクチユエータを設置する場合に有利に使用で
きる。 本発明者の研究によれば、ジルコニウムチタン
酸鉛ランタンであれば全てが光歪特性を示すもの
ではなく、特定の成分比のもの、即ち、一般式 （Pb1-xLax）（ZryTiz）1-x/4O3 ［ただし、0.0001≦ｘ≦0.09，0.3≦ｙ≦0.8、
そしてｙ＋ｚ＝１である］ で表わされるジルコニウムチタン酸鉛ランタンの
みが実用的に利用可能な光歪特性を示す。なかで
も上記の一般式において、0.01≦ｘ≦0.06そして
0.4≦ｙ≦0.7であるものが好ましく、さらに0.02
≦ｘ≦0.04そして0.05≦ｙ≦0.60であるものが特
に高い光歪特性を示す。 本発明により提供される光歪特性を示すジルコ
ニウムチタン酸鉛ランタンは、公知のジルコニウ
ムチタン酸鉛ランタンの製造法に準じ、その成分
比率を適宜調整することにより製造することがで
きる。すなわち、例えば、PbO，La2O3，ZrO2、
およびTiO2を所望の組成に応じて配合し、これ
を公知のホツトプレス焼結法などを利用して焼結
することにより製造することができる。 本発明の光歪特性を示すジルコニウムチタン酸
鉛ランタンを光歪アクチユエータとして使用する
に際しては、たとえば、焼結体を適当なサイズの
チツプに切り出し、その表面に電極を付設したの
ち、分極処理を施すなどの処理を行なう。 なお、本発明の光歪アクチユエータの使用に当
つて利用できる光に特に限定はないが、紫外光線
から可視光線の波長領域に性能の極大がある。ま
た全色光および単色光のいずれも利用することが
できる。ただし、エネルギー効率と操作の簡便さ
を考慮すると紫外光線をフイルターなどを利用し
て単色化した光線かあるいはアルゴンレーザー光
線が実用上有利である。 なお、本発明の光歪アクチユエータ材料は光音
響変換素子として利用することも可能である。 次に本発明の実施例および比較例を示す。 ［実施例１〜５および比較例１］ PbO，La2O3，ZrO2およびTiO2の配合量を調
整することにより、一般式： （Pb1-xLax）（ZryTiz）1-x/4O3 においてxyzを種々変動させたジルコニウムチタ
ン酸鉛ランタンをホツトプレス焼結法により温度
1220℃で焼結して焼結体を製造した。 この焼結体を３mm×2.6mm×14mmのチツプに切
り出し、その表面に銀ペーストで電極を付けた。
次いで、チツプの３mm切出し方向に分極処理を施
したのち、３mm×14mm切出し面を光学研磨した。 上記の光学研磨面に高圧水銀ランプ光をフイル
ターでほぼ単色化（約366nm）して得た光を照射
した。なおこの照射は、外部印加電界をゼロと
し、電極間開放状態として、光エネルギーが光学
研磨面に約17mW／cm2の割合でステツプ状で付与
される条件で行なつた。 上記の照射により発生した試料チツプの光誘起
歪を歪ゲージを用いて測定した。その結果を第１
表に示す。
【表】
【表】
すなわち、本発明に規定した成分比を有するジ
ルコニウムチタン酸鉛ランタンは顕著な光歪特性
を示し、光歪アクチユエータ用材料として有用で
ある。
ルコニウムチタン酸鉛ランタンは顕著な光歪特性
を示し、光歪アクチユエータ用材料として有用で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式： （Pb1-xLax）（ZryTiz）1-x/4O3 ［ただし、0.0001≦ｘ≦0.09，0.3≦ｙ≦0.8、
そしてｙ＋ｚ＝１である］ で表わされるジルコニウムチタン酸鉛ランタンか
らなる光歪アクチユエータ用材料。 ２ ジルコニウムチタン酸鉛ランタンの一般式に
おいて、0.01≦ｘ≦0.06そして0.4≦ｙ≦0.7であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光歪アクチユエータ用材料。 ３ ジルコニウムチタン酸鉛ランタンの一般式に
おいて、0.02≦ｘ≦0.04そして0.5≦ｙ≦0.60であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
光歪アクチユエータ用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60046073A JPS61205620A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 光歪アクチユエ−タ用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60046073A JPS61205620A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 光歪アクチユエ−タ用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61205620A JPS61205620A (ja) | 1986-09-11 |
| JPH0524108B2 true JPH0524108B2 (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=12736814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60046073A Granted JPS61205620A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 光歪アクチユエ−タ用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61205620A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07104502B2 (ja) * | 1989-01-20 | 1995-11-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 光制御装置 |
| CA2685334C (en) | 2009-10-30 | 2013-03-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Scrap shape retention |
-
1985
- 1985-03-07 JP JP60046073A patent/JPS61205620A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61205620A (ja) | 1986-09-11 |
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