| 第1章 はじめに |
| 1.1 圧電セラミックスの歴史 1 |
| 1.2 圧電セラミックスの現状 5 |
| 参考文献 6 |
| 第2章 セラミックスと製法 |
| 2.1 原料粒子の作製 9 |
| 2.1.1 圧電セラミックスの製造方法（固相法） 9 |
| 2.1.2 ナノサイズ原料製造技術 10 |
| （1） 共沈法 13 |
| （2） アルコキシド加水分解法 13 |
| （3） 水熱合成法 14 |
| 2.2 製造プロセス技術 15 |
| 2.2.1 成形プロセス技術 15 |
| （1） ラバープレス法 16 |
| （2） グリーンシート成形法 17 |
| 2.2.2 粒子配向技術 19 |
| 2.2.3 焼成プロセス技術 20 |
| （1） 熱間静水圧プレス 21 |
| （2） ホットプレス技法 22 |
| （3） マイクロ波焼結 24 |
| 参考文献 29 |
| 第3章 無鉛圧電セラミックス |
| 3.1 チタン酸バリウム系 31 |
| 3.1.1 チタン酸バリウムの歴史と物性 31 |
| 3.1.2 チタン酸バリウムの応用 33 |
| （1） コンデンサおよびサーミスタ 33 |
| （2） チタン酸バリウム単結晶 34 |
| 3.1.3 チタン酸バリウムの高性能化 34 |
| （1） 圧電定数とドメインとの関係 35 |
| （2） マイクロ波焼結を利用したチタン酸バリウムの高性能化 36 |
| （3） 2段階焼結法による高性能化 39 |
| （4） 板状結晶を利用した高性能化 40 |
| 3.1.4 粒界特性の評価 41 |
| 3.1.5 おわりに 42 |
| 3.2 ビスマス系 43 |
| 3.2.1 ビスマスの歴史と使用用途 43 |
| 3.2.2 圧電セラミックスへのビスマスの適用 44 |
| 3.2.3 ビスマス系ペロブスカイト型強誘電体セラミックス 46 |
| （1） チタン酸ビスマスナトリウム : （Bi1/2Na1/2）TiO3系 46 |
| （2） チタン酸ビスマスカリウム : （Bi1/2K1/2）TiO3系 51 |
| （3） BiMeO3系 52 |
| 3.2.4 ビスマス層状構造強誘電体（BLSF）セラミックス 55 |
| （1） ビスマス層状構造強誘電体の化合物群と結晶構造 55 |
| （2） 粒子配向型ビスマス層状構造強誘電体セラミックス 55 |
| （3） セラミックスレゾネータ応用に向けたBLSFセラミックスの取組み 58 |
| （4） 高温用センサ応用に向けたBLSFセラミックスの取組み 60 |
| 3.2.5 おわりに 61 |
| 3.3 ニオブ系 62 |
| 3.3.1 はじめに 62 |
| 3.3.2 ニオブ酸リチウム（LiNbO3） 63 |
| 3.3.3 ニオブ酸ナトリウム（NaNbO3） 64 |
| 3.3.4 ニオブ酸カリウム（KNbO3） 66 |
| （1） 単結晶 66 |
| （2） セラミックス 68 |
| （3） 薄膜 70 |
| （4） 微粉末 71 |
| 3.3.5 ニオブ酸銀（AgNbO3） 73 |
| 3.3.6 ニオブ酸ナトリウムカリウム（NaNbO3-KNbO3） 73 |
| 3.3.7 ニオブ酸リチウムナトリウムカリウム（LiNbO3-NaNbO3-KNbO3） 75 |
| 3.3.8 ニオブ酸タングステンブロンズ 77 |
| 3.3.9 おわりに 78 |
| 参考文献 79 |
| 第4章 無鉛圧電セラミックスの特性向上 |
| 4.1 ドメインエンジニアリング 88 |
| 4.1.1 はじめに 88 |
| 4.1.2 ドメインエンジニアリング 89 |
| 4.1.3 エンジニアード・ドメイン構造 91 |
| （1） 発見の経過 91 |
| （2） 圧電特性への寄与 94 |
| （3） 結晶構造，結晶方位との関係 100 |
| （4） BT単結晶を用いたエンジニアード・ドメイン構造の検討 102 |
| （5） 最高の圧電特性を有するエンジニアード・ドメイン構造の設計指針 105 |
| 4.1.4 エンジニアード・ドメイン構造におけるドメイン壁エンジニアリング 107 |
| （1） ドメイン壁における巨大圧電特性 107 |
| （2） ドメイン壁エンジニアリングによる到達点 113 |
| 4.1.5 おわりに 115 |
| 4.2 欠陥制御による材料設計 116 |
| 4.2.1 はじめに 116 |
| 4.2.2 BaTiO3における欠陥構造 118 |
| （1） BaTiO3における電気伝導性 119 |
| （2） 高温（600℃以上）における電気伝導性 120 |
| 4.2.3 PbTiO3における欠陥構造 123 |
| （1） 欠陥生成反応 123 |
| （2） アクセプタ［A'］の増加が各種欠陥濃度に及ぼす影響 123 |
| 4.2.4 バンド構造と欠陥準位 124 |
| （1） BaTiO3 124 |
| （2） PbTiO3 125 |
| 4.2.5 室温付近における電気伝導性―リーク電流への影響― 126 |
| （1） BaTiO3の電気伝導性 126 |
| （2） PbTiO3の電気伝導性 126 |
| 4.2.6 Bi4Ti3O12の結晶構造と高品質結晶作製のための欠陥制御 127 |
| （1） 強誘電性イオン変位と自発分極Ps 127 |
| （2） 欠陥構造 128 |
| （3） 欠陥生成機構 129 |
| （4） 結晶育成時の高酸素圧化による欠陥生成反応の抑制 131 |
| 4.2.7 高酸素圧化における結晶育成によるBi4Ti3O12結晶の高機能化 131 |
| （1） 結晶育成時の酸素分圧が分極特性に及ぼす影響 131 |
| （2） 残留分極Prの劣化メカニズム 132 |
| 4.2.8 おわりに 135 |
| 4.3 粒界制御による特性向上 136 |
| 4.3.1 はじめに 136 |
| 4.3.2 結晶粒界の幾何学構造 136 |
| （1） 粒界の分類 136 |
| （2） 小角粒界 137 |
| （3） 対応粒界 138 |
| （4） 面一致粒界 139 |
| 4.3.3 ドメイン構造の観察方法 140 |
| 4.3.4 ドメインサイズと粒径との関係 141 |
| 4.3.5 粒界におけるドメインの連続性 143 |
| （1） 対応粒界 144 |
| （2） 面一致粒界 144 |
| 4.3.6 粒界工学による圧電材料の高性能化 144 |
| 参考文献 147 |
| 第5章 センサ・アクチュエータへの応用 |
| 5.1 圧電効果 154 |
| 5.2 圧電アクチュエータ 156 |
| 5.2.1 アクチュエータ素子 156 |
| 5.2.2 マイクロロボット用アクチュエータ 160 |
| 5.2.3 スマート構造体 161 |
| 5.2.4 流体素子 162 |
| 5.3 弾性表面波・超音波モータ 163 |
| 5.3.1 超音波モータ 163 |
| 5.3.2 表面弾性波モータ 166 |
| 5.3.3 流体素子（SAWストリーミングの利用） 167 |
| 5.4 圧電振動子 170 |
| 5.4.1 走査型プローブ顕微鏡 170 |
| 5.4.2 光学素子 172 |
| 5.4.3 音響素子 173 |
| 5.4.4 霧化器 173 |
| 5.5 超音波トランスデューサ 174 |
| 5.6 圧電トランス 175 |
| 5.7 圧電センサ・ジャイロ 178 |
| 5.7.1 力センサ 178 |
| 5.7.2 圧力センサ 180 |
| 5.7.3 加速度センサ 181 |
| 5.7.4 角速度センサ 183 |
| 5.7.5 水晶微量天秤法 185 |
| 5.7.6 SAWデバイスによる化学・バイオセンサ 186 |
| 5.7.7 表面弾性波を用いた電位計 187 |
| 5.8 将来展望 189 |
| 参考文献 189 |
| 索引 197 |
図書
