DE102006008742B4 - Lead-free piezoceramic material with Erdalkalidotierung, method for producing a piezoceramic component with the material and use of the component - Google Patents

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Abstract

Piezokeramischer Werkstoff, aufweisend
– mindestens eine Perowskit-Phase mit der Summenformel Ap(Nb1-wTaw)O3, wobei Ap mindestens ein Alkalimetall der Perowskit-Phase ist und folgender Zusammenhang gilt:
0 ≤ w ≤ 0,15,
und
– mindestens eine Wolframbronze-Phase mit der Summenformel AwEw2Nb5O15, wobei Aw mindestens ein Alkalimetall der Wolframbronze-Phase ist und Ew mindestens ein Erdalkalimetall der Wolframbronze-Phase ist, wobei
– der Anteil der Wolframbronze-Phase ist, am Feststoff des piezokeramischen Werkstoffs aus dem Bereich von einschließlich 0,01 Vol.% bis einschließlich 25,0 Vol.% ausgewählt ist.
Piezoceramic material, comprising
At least one perovskite phase having the empirical formula Ap (Nb 1-w Ta w ) O 3 , where Ap is at least one alkali metal of the perovskite phase and the following relationship applies:
0 ≤ w ≤ 0.15,
and
- At least one tungsten bronze phase having the empirical formula AwEw 2 Nb 5 O 15 , wherein Aw is at least one alkali metal of the tungsten bronze phase and Ew is at least one alkaline earth metal of the tungsten bronze phase, wherein
The proportion of the tungsten bronze phase is selected on the solid of the piezoceramic material from the range of from 0.01% by volume up to and including 25.0% by volume.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen bleifreien piezokeramischen Werkstoff mit Erdalkalidotierung, ein Verfahren zum Herstellen eines piezokeramischen Bauteils mit dem Werkstoff und eine Verwendung des Bauteils.The The invention relates to a lead-free piezoceramic material Erdalkalidotierung, a method for producing a piezoceramic Component with the material and a use of the component.

Bleihaltige piezokeramische Werkstoffe auf der Basis des binären Mischsystems von Bleizirkonat und Bleititanat, so genanntes Bleizirkonattitanat (Pb(Ti,Zr)O3, PZT), werden derzeit wegen ihrer exzellenten mechanischen und piezoelektrischen Eigenschaften, beispielsweise hohe Curietemperatur Tc von über 300°C oder hoher d33-Koeffizient im Groß- und Kleinsignalbereich, in vielen Bereichen der Technik eingesetzt. Piezokeramische Bauteile mit diesen Werkstoffen sind beispielsweise Biegewandler, Vielschichtaktoren und Ultraschallwandler. Diese Bauteile werden in der Aktorik, der Medizintechnik, der Ultraschalltechnik oder der Automobiltechnik eingesetzt.Lead-containing piezoceramic materials based on the binary mixed system of lead zirconate and lead titanate, so-called lead zirconate titanate (Pb (Ti, Zr) O 3 , PZT), are currently being used for their excellent mechanical and piezoelectric properties, for example a high Curie temperature T c of over 300 ° C. or high d 33 coefficient in the large and small signal range, used in many areas of technology. Piezoceramic components with these materials are, for example, bending transducers, multilayer actuators and ultrasonic transducers. These components are used in actuators, medical technology, ultrasound technology or automotive engineering.

Im Hinblick auf eine verbesserte Umweltverträglichkeit sollen zukünftig bleifreie piezokeramische Werkstoffe zum Einsatz kommen. Aus Y. Saito et al., Lead-free piezoceramics, Nature, vol. 432, Seiten 84 bis 87 ist beispielsweise ein bleifreier, phasenreiner piezokeramischer Werkstoff mit guten piezoelektrischen Eigenschaften bekannt. Der Werkstoff besteht aus einer Perowskit-Phase auf der Basis eines Kalium-Natrium-Niobats(KNN). Die Summenformel des piezokeramischen Werkstoffs lautet (Li0,04K0,44Na0,52)(Nb0,86Ta0,1Sb0,04)O3. Die Curietemperatur beträgt 253°C. Der d33-Koeffizient beträgt im Großsignalbereich etwa 300 pm/V (Polung bei 5 kV/mm).With a view to improved environmental compatibility, lead-free piezoceramic materials are to be used in the future. From Y. Saito et al., Lead-free piezoceramics, Nature, vol. 432, pages 84 to 87, for example, a lead-free, phase-pure piezoceramic material with good piezoelectric properties is known. The material consists of a perovskite phase based on potassium niobate (KNN). The empirical formula of the piezoceramic material is (Li 0.04 K 0.44 Na 0.52 ) (Nb 0.86 Ta 0.1 Sb 0.04 ) O 3 . The Curie temperature is 253 ° C. The d 33 coefficient in the large signal range is about 300 pm / V (polarity at 5 kV / mm).

Aus Y. Miyauchi et al., Piezoelectric Properties of NaNbO3 + MeNb2O6 (Me = Ba, Sr, Ca) ceramics, Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy, Vol. 50, Nr. 5 (2003), Seiten 341 bis 346 und aus S. V. Alchangyan et al., Phase Diagram of the System NaNbO3-SrNb2O6, Inorganic Materials, Vol. 13, Nr. 9 (1977), Seiten 1331 bis 1335 ist jeweils ein zweiphasiger, bleifreier piezokeramischer Werkstoff mit Natriumniobat und einer speziellen Wolframbronze bekannt.From Y. Miyauchi et al., Piezoelectric Properties of NaNbO 3 + MeNb 2 O 6 (Me = Ba, Sr, Ca) ceramics, Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy, Vol. 50, No. 5 (2003) , Pages 341-346 and from SV Alchangyan et al., Phase Diagram of the System NaNbO 3 -SrNb 2 O 6 , Inorganic Materials, Vol. 13, No. 9 (1977), pages 1331 to 1335 is each a biphasic, lead-free piezoceramic material with sodium niobate and a special tungsten bronze known.

Aus der EP 1 405 836 A1 ist ein bleifreier piezokeramischer Werkstoff mit einer Perowskit-Phase (Na1-x-y-zKxLiyAgzNb1-wTawO3) und einer Wolframbronze-Phase (M(Nb1-yTay)2O6 wobei M ein Erdalkalimetall ist) bekannt.From the EP 1 405 836 A1 is a lead-free piezoceramic material having a perovskite phase (Na 1-xyz K x Li y Ag z Nb 1-w Ta w O 3 ) and a tungsten bronze phase (M (Nb 1-y Ta y ) 2 O 6 where M an alkaline earth metal) is known.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Alternative zu den bekannten, bleifreien piezokeramischen Werkstoffen anzugeben, der ähnlich gute piezoelektrische Eigenschaften aufweist.task The invention is an alternative to the known, lead-free specify piezoceramic materials, the similar good piezoelectric Features.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein piezokeramischer Werkstoff angegeben, aufweisend mindestens eine Perowskit-Phase mit der Summenformel Ap(Nb1-wTaw)O3, wobei Ap mindestens ein Alkalimetall der Perowskit-Phase ist und folgender Zusammenhang gilt: 0 ≤ w ≤ 0,15, und mindestens eine Wolframbronze-Phase mit der Summenformel AwEw2Nb5O15 wobei Aw mindestens ein Alkalimetall der Wolframbronze-Phase ist und Ew mindestens ein Erdalkalimetall der Wolframbronze ist, wobei ein Wolframbronze-Anteil der Wolframbronze-Phase am Feststoff des piezokeramischen Werkstoffs aus dem Bereich von einschließlich 0,01 Vol.% bis einschließlich 25,0 Vol.% ausgewählt ist.To achieve the object, a piezoceramic material is specified, comprising at least one perovskite phase with the empirical formula Ap (Nb 1-w Ta w ) O 3 , where Ap is at least one alkali metal of the perovskite phase and the following relationship holds: 0 ≦ w ≦ 0.15, and at least one tungsten bronze phase having the empirical formula AwEw 2 Nb 5 O 15 wherein Aw is at least one alkali metal of the tungsten bronze phase and Ew is at least one alkaline earth metal of the tungsten bronze, wherein a tungsten bronze portion of the tungsten bronze phase on the solid of the piezoceramic material is selected from the range of 0.01% by volume to 25.0% by volume.

Der piezokeramische Werkstoff beinhaltet ein bleifreies, zumindest zweiphasiges System, das eine Perowskit-Phase auf Basis eines Alkali-Niobats und eine Wolframbronze-Phase auf Basis eines Alkali-Erdalkali-Niobats aufweist.Of the piezoceramic material includes a lead-free, at least two-phase System containing a perovskite phase based on an alkali niobate and a tungsten bronze phase based on an alkali-alkaline-earth niobate having.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass der piezokeramische Werkstoff dann sehr gute piezoelektrische Eigenschaften zeigt, wenn er, nicht wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, einphasig (phasenrein), sondern zwei- oder mehrphasig ist. Dabei ist neben mindestens einer Perowskit-Phase mindestens eine Wolframbronze-Phase vorhanden. Darüber hinaus können weitere (feste) Phasen vorhanden sein.It has surprisingly shown that the piezoceramic material then very good piezoelectric Properties shows, if he does not like it from the state of the art is known, single-phase (pure phase), but two- or multi-phase is. In addition to at least one perovskite phase at least one Tungsten bronze phase available. In addition, more can (fixed) phases may be present.

Sowohl die Perowskit-Phase als auch die Wolframbronze-Phase weisen ein Alkalimetall oder mehrere Alkalimetalle auf. Die beiden Phasen können das gleiche Alkalimetall bzw. die gleichen Alkalimetalle aufweisen. Dankbar ist auch, dass die Alkalimetalle der beiden Phasen unterschiedlich sind. Dies bedeutet, dass Ap und Aw ungleich sind.Either the perovskite phase as well as the tungsten bronze phase Alkali metal or more alkali metals. The two phases can do that have the same alkali metal or the same alkali metals. It is also grateful that the alkali metals of the two phases differ are. This means that Ap and Aw are unequal.

In einer besonderen Ausgestaltung ist das Alkalimetall Ap der Perowskit-Phase aus der Gruppe Lithium, Natrium und Kalium ausgewählt. Dabei gelten folgende Zusammenhänge: LixK1-x-yNay, 0 ≤ x ≤ 0,15 und 0,25 ≤ y ≤ 0,75. Die Summenformel der Perowskit-Phase lautet demnach (LixK1Nay)(Nb1-wTaw)O3. Die Perowskit-Phase basiert auf dem Kalium-Natrium-Niobat-System. Neben Kalium und Natrium kann als weiteres Alkalimetall Ap der Perowskit-Phase Lithium vorhanden sein.In a particular embodiment, the alkali metal Ap of the perovskite phase is selected from the group consisting of lithium, sodium and potassium. The following relationships apply here: Li x K 1-xy Na y , 0 ≦ x ≦ 0.15 and 0.25 ≦ y ≦ 0.75. The molecular formula of the perovskite phase is accordingly (Li x K 1 Na y ) (Nb 1-w Ta w ) O 3 . The perovskite phase is based on the potassium-sodium niobate system. Besides potassium and sodium can be further Alka limetall Ap of the perovskite phase lithium may be present.

Das Erdalkalimetall Ew der Wolframbronze-Phase ist insbesondere aus der Gruppe Calcium, Strontium und Barium ausgewählt, wobei folgende Zusammenhänge gelten: Ba1-x-ySrxCay, 0 ≤ x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1. Die Summenformel der Wolframbronze-Phase lautet demnach Aw(Ba1-x-ySrxCay)2Nb5O15.The alkaline earth metal Ew of the tungsten bronze phase is selected, in particular, from the group consisting of calcium, strontium and barium, where the following relationships apply: Ba 1-xy Sr x Ca y , 0 ≤ x ≤ 1 and 0 ≤ y ≤ 1. The empirical formula of the tungsten bronze Phase is therefore Aw (Ba 1-xy Sr x Ca y ) 2 Nb 5 O 15 .

Besonders gute piezoelektrische Eigenschaften lassen sich beispielsweise durch die Kombination der Perowskit-Phase auf der Basis des oben genannten Kalium-Natrium-Nobat-Systems mit der Wolframbronze-Phase der Zusammensetzung Na(Sr0,925Ca0,075)2Nb5O15 erzielen. Das Alkalimetall Aw der Wolframbronze ist Natrium. Die Erdalkalimetalle Ew der Wolframbronze sind Calcium und Strontium.Particularly good piezoelectric properties can be achieved, for example, by combining the perovskite phase on the basis of the abovementioned potassium sodium nobate system with the tungsten bronze phase of the composition Na (Sr 0.925 Ca 0.075 ) 2 Nb 5 O 15 . The alkali metal Aw of the tungsten bronze is sodium. The alkaline earth metals Ew of the tungsten bronze are calcium and strontium.

Die Anteile der beiden Phasen können sehr unterschiedlich sein. Im Hinblick auf gute piezoelektrische Eigenschaften ist es besonders vorteilhaft, wenn der Anteil der Wolframbronze-Phase am Feststoff des piezokeramischen Werkstoffs aus dem Bereich von einschließlich 0,05 Vol.% bis einschließlich 15,0 Vol.% ausgewählt ist. Vorzugweise ist der Wolframbronze-Anteil bis einschließlich 10 Vol.% gewählt. Bei einem Werkstoff, der nur aus den beiden angegebenen Phasen besteht, ergibt sich für einen Perowskit-Anteil der Perowskit-Phase am Feststoff des piezokeramischen Werkstoffs ein Wert aus dem Bereich von einschließlich 99,99 Vol.% bis einschließlich 75,0 Vol.% und insbesondere ein Wert aus dem Bereich von einschließlich 99,95 Vol.% bis einschließlich 85 Vol.% bzw. 90 Vol.% Wesentlich an den guten piezoelektrischen Phasen ist die Kombination dieser beiden Phasen. Neben den beiden Phasen können aber auch weitere, feste Phasen vorhanden sein.The Shares of the two phases can be very different. With regard to good piezoelectric properties It is particularly advantageous if the proportion of the tungsten bronze phase on the solid of the piezoceramic material from the range of including 0.05% by volume up to and including 15.0 vol.% Selected is. Preferably, the tungsten bronze content is up to and including 10 Vol.% Selected. For a material consisting only of the two specified phases, arises for a perovskite portion of the perovskite phase on the solid of the piezoceramic Material a value within the range of 99.99 Vol.% Inclusive until finally 75.0% by volume and in particular a value within the range of 99.95 inclusive Vol.% Up to and including 85 vol.% Or 90 vol.% Essential to the good piezoelectric Phases is the combination of these two phases. Next to the two Phases can but also other solid phases may be present.

Sowohl die Perowskit-Phase als auch die Wolframbronze-Phase können weitere Dotierstoffe aufweisen. Diese weiteren Dotierstoffe sind beispielsweise Seltenerdmetalle. Als Seltenerdmetall kann dabei ein beliebiges Element der Lanthaniden- oder Actiniden-Gruppe eingesetzt werden, beispielsweise Europium, Gadolinium, Lanthan, Neodym, Praseodym und Samarium. Weitere, spezielle Dotierungen, beispielsweise Antimon in der Perowskit-Phase oder Tantal in der Wolframbronze-Phase sind ebenfalls denkbar.Either the perovskite phase as well as the tungsten bronze phase can be further Have dopants. These further dopants are, for example Rare earth metals. As a rare earth metal can be any Element of the lanthanide or actinide group are used, for example europium, gadolinium, lanthanum, neodymium, praseodymium and samarium. Further, special dopants, for example antimony in the perovskite phase or tantalum in the tungsten bronze phase also conceivable.

In einer besonderen Ausgestaltung beträgt ein molarer Bleianteil an der piezokeramischen Zusammensetzung unter 0,1 mol.-% und insbesondere unter 0,01 mol.-%. Dies bedeutet, dass die Wolframbronze-Phase und die Piezokeramik-Phase im Wesentlichen keine Bleiionen enthalten. Dies gilt auch für eventuell weitere, im piezokeramischen Werkstoff enthaltene Phasen. Trotz des Fehlens der Bleiionen, vor allem trotz des Fehlens der Bleiionen in der Perowskit-Phase, werden sehr gute piezoelektrische Eigenschaften erzielt.In a particular embodiment is a molar lead content the piezoceramic composition below 0.1 mol .-% and in particular below 0.01 mol%. This means that the tungsten bronze phase and the piezoceramic phase contain essentially no lead ions. This also applies to possibly further phases contained in the piezoceramic material. Despite the absence of lead ions, especially despite the absence of lead ions Lead ions in the perovskite phase, become very good piezoelectric Achieved properties.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines piezokeramischen Bauteils mit dem piezokeramischen Werkstoff mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a) Bereitstellen eines Grünkörpers mit einer piezokeramischen Ausgangszusammensetzung des piezokeramischen Werkstoffs und b) Wärmebehandeln des Grünkörpers, wobei aus der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung der piezokeramische Werkstoff des Bauteils entsteht. Der Grünkörper ist ein Formkörper, der beispielsweise aus homogen vermischten, zusammen verpressten Oxiden der angegebenen Metalle besteht. Ebenso kann der Grünkörper ein organisches Additiv aufweisen, das mit den Oxiden der Metalle zu einem Schlicker verarbeitet ist. Das organische Additiv ist beispielsweise ein Binder oder ein Dispergator. Aus dem Schlicker wird in einem Formgebungsprozess ein Grünkörper erzeugt. Der Grünkörper ist beispielsweise eine Grünfolie, die durch den Formgebungsprozess (Folienziehen) hergestellt wird. Der beim Formgebungsprozess hergestellte Grünkörper mit der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung wird einer Wärmebehandlung unterzogen. Das Wärmebehandeln des Grünkörpers beinhaltet ein Kalzinieren und/oder ein Sintern. Es kommt zur Bildung und zum Verdichten des sich bildenden piezokeramischen Werkstoffs.According to one second aspect of the invention is a method for producing a piezoceramic component with the piezoceramic material with the following method steps are given: a) Provision of a Green body with a piezoceramic starting composition of the piezoceramic material and b) heat treating of the green body, wherein from the piezoceramic starting composition of the piezoceramic Material of the component is created. The green body is a shaped body that for example, homogeneously mixed, co-compressed oxides the specified metals. Likewise, the green body can have organic additive that with the oxides of the metals to a slip is processed. The organic additive is for example a binder or a dispersant. From the slip is in one Forming process generates a green body. The green body is for example, a green sheet, which is produced by the forming process (film drawing). The green body produced with the piezoceramic during the molding process Starting composition is subjected to a heat treatment. The heat treatment of the green body calcining and / or sintering. It comes to education and to Compacting the forming piezoceramic material.

Zum Bereitstellen des Grünkörpers wird gemäß einer besonderen Ausgestaltung ein Mischen pulverförmiger, oxidischer Metallverbindungen der Metalle Alkalimetall Ap der Perowskit-Phase, Alkalimetall Aw der Wolframbronze-Phase, Erdalkalimetall Ew der Wolframbronze-Phase, Niob und gegebenenfalls Tantal zum Bilden der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung durchgeführt wird. Dabei können neben Oxiden der Metalle, beispielsweise Nioboxid (Nb2O5) und Tantaloxid (Ta2O5), auch Vorstufen der Oxide der Metalle, beispielsweise Carbonate (Li2CO3, K2CO3, BaCO3, CaCO3) oder Oxalate eingesetzt werden. Beide Arten von Metallverbindungen, also die Vorstufen der Oxide sowie die Oxide selbst, können als oxidische Metallverbindungen bezeichnet werden.To provide the green body, according to a particular embodiment, a mixing of powdered, oxidic metal compounds of the metals alkali metal Ap the perovskite phase, alkali metal Aw tungsten bronze phase, alkaline earth metal Ew of the tungsten bronze phase, niobium and optionally tantalum is carried out to form the piezoceramic starting composition. In addition to oxides of metals, such as niobium oxide (Nb 2 O 5 ) and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), and precursors of the oxides of metals, such as carbonates (Li 2 CO 3 , K 2 CO 3 , BaCO 3 , CaCO 3 ) or oxalates. Both types of metal compounds, ie the precursors of the oxides and the oxides themselves, can be referred to as oxidic metal compounds.

Die Pulver der oxidischen Metallverbindungen können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise nach dem Sol-Gel-, dem Citrat-, dem Hydrothermal- oder dem Oxalatverfahren. Dabei können oxidische Metallverbindungen mit nur einer Art Metall hergestellt werden. Denkbar ist insbesondere auch, dass oxidische Metallverbindungen mit mehren Arten von Metallen eingesetzt werden (Mischoxide). Gemäß einer besonderen Ausgestaltung wird daher eine piezokeramische Ausgangszusammensetzung mit mindestens einer oxidischen Metallverbindung mit mindestens zwei der Metalle verwendet. Beispiele hierfür sind Natriumniobat (NaNbO3), Kaliumniobat (KNbO3) oder Kaliumtantalat (KTaO3). Die oxidische Metallverbindung mit mindestens zwei der Metalle kann auch die Perowskit-Phase oder die Wolframbronze-Phase selbst sein. Zum Bereitstellen dieser Mischoxide kann auch auf die oben erwähnten Verfahren zum Herstellen der oxidischen Metallverbindungen zurückgegriffen werden. Denkbar ist auch ein Mixed-Oxide-Verfahren. Dabei werden pulverförmige Oxide der Metalle miteinander vermischt und bei höheren Temperaturen kalziniert. Beim Kalzinieren entstehen die Mischoxide.The powders of the oxidic metal compounds can be prepared by known methods, for example by the sol-gel, citrate, hydrothermal or oxalate method. In this case, oxidic metal compounds can be produced with only one kind of metal. It is also conceivable that oxide metal compounds are used with several types of metals (mixed oxides). According to a particular embodiment, therefore, a piezoceramic starting composition with at least one oxidic metal compound is used with at least two of the metals. Examples of these are sodium niobate (NaNbO 3 ), potassium niobate (KNbO 3 ) or potassium tantalate (KTaO 3 ). The oxide metal compound having at least two of the metals may also be the perovskite phase or the tungsten bronze phase itself. For providing these mixed oxides, use may also be made of the above-mentioned methods for producing the oxide metal compounds. Also conceivable is a mixed-oxide process. In this case, powdery oxides of the metals are mixed together and calcined at higher temperatures. Calcination results in mixed oxides.

Die Aufarbeitung der Metalloxide mit der Überführung in den piezokeramischen Werkstoff kann auf verschiedenen Weisen erfolgen. Denkbar ist beispielsweise, dass zunächst die Pulver der oxidischen Metallverbindungen homogen vermischt werden. Es entsteht die piezokeramische Ausgangszusammensetzung in Form einer homogenen Mischung der Metalloxide. Anschließend wird die piezokeramische Ausgangszusammensetzung durch Wärmebehandeln, z. B. durch Kalzinieren, in den piezokeramischen Werkstoff überführt. Der piezokeramische Werkstoff wird zu feinem Piezokeramikpulver zermalen. Anschließend wird aus dem feinen Piezokeramikpulver im Formgebungsprozess ein keramischer Grünkörper mit einem organischen Binder und weiteren organischen Additiven hergestellt. Dieser keramische Grünkörper wird entbindert und gesintert. Dabei bildet sich das piezokeramische Bauteil mit dem piezokeramische Werkstoff.The Workup of the metal oxides with the transfer into the piezoceramic Material can be done in different ways. For example, it is conceivable that first the powders of the oxidic metal compounds are homogeneously mixed. The piezoceramic starting composition is formed in the form a homogeneous mixture of metal oxides. Subsequently, will the piezoceramic starting composition by heat treatment, z. B. by calcination, transferred to the piezoceramic material. Of the piezoceramic material is crushed to fine piezoceramic powder. Subsequently is made from the fine piezoceramic powder in the molding process ceramic green body with an organic binder and other organic additives. This ceramic green body is debinded and sintered. The piezoceramic forms Component with the piezoceramic material.

Alternativ zum beschriebenen Vorgehen können die Pulver der oxidischen Metallverbindungen homogen vermischt und im Formgebungsprozess zum keramischen Grünkörper mit organischem Binder verarbeitet werden. Auch dieser Grünkörper weist die piezokeramische Ausgangszusammensetzung auf. Nachfolgendes Sintern führt zum piezokeramischen Bauteil mit dem piezokeramischen Werkstoff.alternative to the procedure described can the powders of the oxidic metal compounds homogeneously mixed and in the forming process to ceramic green body with organic binder are processed. Also this green body has the piezoceramic Starting composition. Subsequent sintering leads to piezoceramic component with the piezoceramic material.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung wird ein piezokeramischer Bauteil mit mindestens einem Piezoelement hergestellt, das eine Elektrodenschicht mit Elektrodenmaterial, mindestens eine weitere Elektrodenschicht mit einem weiteren Elektrodenmaterial und mindestens eine zwischen den Elektrodenschichten angeordnete Piezokeramikschicht mit dem piezokeramischen Werkstoff aufweist. Ein einziges Piezoelement stellt die kleinste Einheit des piezokeramischen Bauteils dar. Zum Herstellen des Piezoelements wird beispielsweise eine keramische Grünfolie mit der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung beidseitig mit den Elektrodenmaterialien bedruckt. Die Elektrodenmaterialien können dabei gleich oder unterschiedlich sein. Durch nachfolgendes Entbindern und Sintern resultiert das Piezoelement.According to one special embodiment is a piezoceramic component with at least a piezoelectric element which has an electrode layer with electrode material, at least one further electrode layer with a further electrode material and at least one disposed between the electrode layers Piezoceramic layer having the piezoceramic material. A single piezo element represents the smallest unit of piezoceramic Component is. For producing the piezoelectric element, for example a ceramic green sheet with the piezoceramic starting composition on both sides with printed on the electrode materials. The electrode materials can thereby be the same or different. By subsequent debinding and sintering results in the piezo element.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung wird ein Piezoelement verwendet, bei dem das Elektrodenmaterial und/oder das weitere Elektrodenmaterial mindestens ein aus der Gruppe Silber, Kupfer und Palladium ausgewähltes elementares Metall aufweisen. Der piezokeramische Werkstoff bzw. das Piezoelement wird insbesondere durch ein gemeinsames Sintern der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung und der Elektrodenmaterials hergestellt (Cofiring). Das Elektrodenmaterial kann dabei aus den reinen Metallen bestehen, beispielsweise nur aus Silber oder nur aus Kupfer. Eine Legierung der genannten Metalle ist ebenfalls möglich, beispielsweise eine Legierung aus Silber und Palladium.According to one special embodiment, a piezoelectric element is used, in which the electrode material and / or the further electrode material at least a selected from the group silver, copper and palladium elementary Metal. The piezoceramic material or the piezoelectric element is in particular by a common sintering of the piezoceramic Made of the starting composition and the electrode material (Cofiring). The electrode material can be made of the pure metals consist, for example, only of silver or only of copper. A Alloying of the metals mentioned is also possible, for example one Alloy of silver and palladium.

Das Sintern zum piezokeramischen Werkstoff kann sowohl in reduzierender oder oxidierender Sinteratmosphäre durchgeführt werden. In einer reduzierenden Sinteratmosphäre ist nahezu kein Sauerstoff vorhanden. Ein Sauerstoffpartialdruck beträgt weniger als 1·10–2 mbar und vorzugsweise weniger als 1·10–3 mbar. Durch Sintern in einer reduzierenden Sinteratmosphäre ist kostengünstiges Kupfer als Elektrodenmaterial möglich.The sintering to the piezoceramic material can be carried out both in a reducing or oxidizing sintering atmosphere. In a reducing sintering atmosphere, almost no oxygen is present. An oxygen partial pressure is less than 1 x 10 -2 mbar, and preferably less than 1 x 10 -3 mbar. By sintering in a reducing sintering atmosphere inexpensive copper is possible as an electrode material.

Prinzipiell kann mit Hilfe der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung jedes beliebige piezokeramische Bauteil mit dem piezokeramischen Werkstoff hergestellt werden. Das piezokeramische Bauteil weist vornehmlich mindestens ein oben beschriebenes Piezoelement auf. Vorzugsweise wird das piezokeramische Bauteil mit dem Piezoelement aus der Gruppe piezokeramischer Biegewandler, piezokeramischer Vielschichtaktor, piezokeramischer Transformator, piezokeramischer Motor und piezokeramischer Ultraschallwandler ausgewählt. Das Piezoelement ist beispielsweise Bestandteil eines piezoelektrischen Biegewandlers. Durch Übereinanderstapeln einer Vielzahl von einseitig oder beidseitig mit Elektrodenmaterial bedruckten Grünfolien, nachfolgendes Entbindern und Sintern entsteht ein monolithischer Stapel aus Piezoelementen.in principle can with the help of piezoceramic starting composition of each any piezoceramic component with the piezoceramic material getting produced. The piezoceramic component predominantly at least one piezoelectric element described above. Preferably is the piezoceramic component with the piezoelectric element from the group piezoceramic bending transducer, piezoceramic multilayer actuator, piezoceramic transformer, piezoceramic motor and piezoceramic ultrasonic transducer selected. The Piezo element is for example part of a piezoelectric Bender. By stacking a variety of single-sided or double-sided with electrode material printed green sheets, below Debinding and sintering creates a monolithic stack of piezo elements.

Bei geeigneter Dimensionierung und Form resultiert durch das oben beschriebene Verfahren ein monolithischer piezokeramischer Vielschichtaktor. Dieser piezokeramische Vielschichtaktor wird vorzugsweise zur Ansteuerung eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine eingesetzt. Durch die stapelförmige Anordnung der Piezoelemente ist auch, bei geeigneter Dimensionierung und Form, ein piezokeramischer Ultraschallwandler zugänglich. Der Ultraschallwandler wird beispielsweise in der Medizintechnik oder zur Materialprüfung eingesetzt.With suitable dimensioning and shape results by the method described above, a monolithic piezoceramic multilayer actuator. This piezoceramic multilayer actuator is preferably used to control a fuel injection valve of an internal combustion engine. Through the stack-shaped Arrangement of the piezoelectric elements is also accessible, with suitable dimensioning and shape, a piezoceramic ultrasonic transducer. The ultrasonic transducer is used for example in medical technology or for material testing.

Zusammenfassend ergeben sich mit der Erfindung folgende Vorteile:

  • – Es ist ein piezokeramischer Werkstoff zugänglich, der kein bzw. nahezu kein Blei aufweist.
  • – Der piezokeramische Werkstoff weist sehr gute piezoelektrische Eigenschaften auf. Dies betrifft beispielsweise eine relativ hohe Dehnung (d33-Koeffizient) im Klein- und Großsignalbereich oder die Curietemperatur Tc, die bei über 200°C liegt.
In summary, the invention provides the following advantages:
  • - It is a piezoceramic material accessible, which has no or almost no lead.
  • - The piezoceramic material has very good piezoelectric properties. This applies, for example, a relatively high elongation (d 33 coefficient) in the small and large signal range or the Curie temperature T c , which is above 200 ° C.

Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Die Figuren sind schematisch und stellen keine maßstabsgetreuen Abbildungen dar.Based several embodiments and the associated Figures, the invention is described in more detail below. The figures are schematic and do not represent true to scale illustrations represents.

1 zeigt ein keramisches Piezoelement in einem seitlichen Querschnitt. 1 shows a ceramic piezoelectric element in a lateral cross-section.

2 zeigt ein piezokeramisches Bauteil mit einer Vielzahl von Piezoelementen in einem seitlichen Querschnitt. 2 shows a piezoceramic component with a plurality of piezo elements in a lateral cross-section.

Der piezokeramische Werkstoff der Ausführungsbeispiele ist jeweils wie folgt erhältlich: Zunächst wird ein Grünkörper mit einer piezokeramischen Ausgangszusammensetzung bereitgestellt. Dazu wird ein Mischen pulverförmiger, oxidischer Metallverbindungen (Ausgangspulver) durchgeführt. Diese oxidischen Metallverbindungen sind Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, BaCO3, CaCO3, SrCO3, Nb2O5 und Ta2O5. Als oxidische Ausgangsverbindungen werden auch die Mischoxide NaNbO3, KNbO3 und KTaO3 eingesetzt.The piezoceramic material of the exemplary embodiments can be obtained in each case as follows: First, a green body with a piezoceramic starting composition is provided. For this purpose, mixing of pulverulent, oxidic metal compounds (starting powder) is carried out. These oxidic metal compounds are Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , BaCO 3 , CaCO 3 , SrCO 3 , Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 . As oxide starting compounds, the mixed oxides NaNbO 3 , KNbO 3 and KTaO 3 are used.

Die Ausgangspulver werden mit entsprechenden Anteilen für die Perowskit-Phase (LixK1-x-yNay)(Nb1-wTaw)O3 mit dem Perowskit-Anteil P und für die Wolframbronze Na(Sr0,925Ca0,075)2Nb5O15 mit dem Wolframbronze-Anteil W gemischt (Tabelle 1). Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch eine alternative Wolframbronze-Phase NaBa2Nb5O15 (Tabelle 2).The starting powders are coated with respective proportions for the perovskite phase (Li x K 1-xy Na y ) (Nb 1-w Ta w ) O 3 with the perovskite portion P and for the tungsten bronze Na (Sr 0.925 Ca 0.075 ) 2 Nb 5 O 15 mixed with the tungsten bronze portion W (Table 1). Further embodiments result from an alternative tungsten bronze phase NaBa 2 Nb 5 O 15 (Table 2).

Nach dem Mischen wird in Hexan gemahlen. Die resultierende, feine Pulvermischung wird bei 750°C fünf Stunden lang kalziniert. Die bei dieser Wärmebehandlung entstehende, piezokeramische Zusammensetzung wird in Wasser 3 h gemahlen und in einem Formgebungsprozess zu einem Grünkörper in Form eines Pulverpresslings mit etwa 10 mm Durchmesser verpresst (isostatisches Verpressen). Dieser Pulverpressling wird bei einer Temperatur von 1050°C bis 1200°C eine Stunde lang zu einer Probe gesintert.To Mixing is milled in hexane. The resulting, fine powder mixture becomes five hours at 750 ° C long calcined. The resulting from this heat treatment, piezoceramic composition is ground in water for 3 h and in a molding process to a green body in the form of a powder compact compressed with about 10 mm in diameter (isostatic pressing). This powder compact is heated at a temperature of 1050 ° C to 1200 ° C for one hour long sintered into a sample.

Der Wolframbronze-Anteil der Wolframbronze-Phase am Feststoff des piezokeramischen Werkstoffs beträgt – gemessen an der Einwaage – zwischen 0,5 mol.-% bis 5 mol.-%. Der Perowskit-Anteil der Perowskit-Phase beträgt entsprechend 95 mol.-% bis 99,5 mol.-%.Of the Tungsten bronze share of tungsten bronze phase at piezoceramic solid Material is - measured at the weighing in - between 0.5 mol% to 5 mol%. The perovskite content of the perovskite phase is corresponding 95 mol% to 99.5 mol%.

Die resultierende Probe wird beidseitig mit Elektroden durch Aufdampfen von Silber versehen und bei etwa 100°C mit einem elektrischen Feld von etwa 2,5 kV/mm gepolt.The resulting sample is vapor-deposited on both sides with electrodes of silver and at about 100 ° C with an electric field poled of about 2.5 kV / mm.

Die an den Proben gemessenen Eigenschaften der piezokeramischen Werkstoffe sind den Tabellen 1 und 2 zu entnehmen. Dabei sind Eps v und Eps n die relativen Dielektrizitätskonstanten vor bzw. nach dem Polarisieren, tan v und tan n der Verlustwinkel vor bzw. nach dem Polarisieren, sowie die d33-Koeffizienten. Tabelle 1: W Sinterbedingungen Eps v tan v Eps n tan n d33 [pm/V] d33 [pm/V] [mol.-%] [%] [%] 1 kV/mm 2 kV/mm 0,5 2 h 750°C 1 h 1140°C + 0,15 g CO3 710 3,53 630 5,20 235 233 1 484 3,53 491 5,45 144 150 1,5 459 3,60 479 6,43 232 236 2 514 5,76 508 7,36 221 206 2,5 697 4,66 594 4,42 265 269 3 842 3,96 789 4,05 258 293 4 845 3,88 814 3,93 194 242 5 927 3,85 871 4,04 224 246 Tabelle 2: W Sinterbedingungen Eps v tan v Eps n tan n d33 [pm/V] d33 [pm/V] [mol.-%] [%] [%] 1 kV/mm 2 kV/mm 0,5 2 h 750°C 1 h 1150°C Trennmittel 480 6,96 444 4,24 163 173 1 484 5,70 473 5,95 209 221 1,5 419 3,93 446 6,78 215 220 2 460 3,90 484 6,00 185 199 2,5 541 7,01 534 4,90 187 198 3 518 6,05 492 4,25 165 179 4 642 4,16 619 3,81 143 158 5 570 379 509 369 191 203 The properties of the piezoceramic materials measured on the samples are shown in Tables 1 and 2. Where Eps v and Eps n are the relative dielectric constants before and after polarization, tan v and tan n are the loss angles before and after polarization, respectively, and the d 33 coefficients. Table 1: W sintering conditions Eps v tan v Eps n tan n d33 [pm / V] d33 [pm / V] [Mol .-%] [%] [%] 1 kV / mm 2 kV / mm 0.5 2 h 750 ° C 1 h 1140 ° C + 0.15 g CO 3 710 3.53 630 5.20 235 233 1 484 3.53 491 5.45 144 150 1.5 459 3.60 479 6.43 232 236 2 514 5.76 508 7.36 221 206 2.5 697 4.66 594 4.42 265 269 3 842 3.96 789 4.05 258 293 4 845 3.88 814 3.93 194 242 5 927 3.85 871 4.04 224 246 Table 2: W sintering conditions Eps v tan v Eps n tan n d33 [pm / V] d33 [pm / V] [Mol .-%] [%] [%] 1 kV / mm 2 kV / mm 0.5 2 h 750 ° C 1 h 1150 ° C release agent 480 6.96 444 4.24 163 173 1 484 5.70 473 5.95 209 221 1.5 419 3.93 446 6.78 215 220 2 460 3.90 484 6.00 185 199 2.5 541 7.01 534 4.90 187 198 3 518 6.05 492 4.25 165 179 4 642 4.16 619 3.81 143 158 5 570 379 509 369 191 203

In Anlehnung an das beschriebene Verfahren zur Herstellung der Proben wird ein piezokeramisches Bauteil 1 mit dem piezokeramischen Werkstoff hergestellt. Das piezokeramische Bauteil 1 ist gemäß einer ersten Ausführungsform ein Piezoaktor 1 in monolithischer Vielschichtbauweise (2). Der Piezoaktor 1 besteht aus einer Vielzahl von übereinander zu einem Stapel angeordneten Piezoelementen 10 (1). Jedes der Piezoelemente 10 weist eine Elektrodenschicht 11, eine weitere Elektrodenschicht 12 und eine zwischen den Elektrodenschichten 11 und 12 angeordnete Piezokeramikschicht 13 auf. Die im Stapel benachbarten Piezoelemente 10 weisen jeweils eine gemeinsame Elektrodenschicht auf. Die Elektrodenschichten 11 und 12 weisen ein Elektrodenmaterial aus einer Silber-Palladium-Legierung auf, bei der Palladium zu einem Anteil von 5 Gew.% enthalten ist. In einer alternativen Ausführungsform bestehen die Elektrodenschichten aus (annähernd) reinem Silber. Gemäß einer weiteren Alternative ist das Elektrodenmaterial Kupfer.Based on the described method for producing the samples is a piezoceramic component 1 made with the piezoceramic material. The piezoceramic component 1 is a piezoelectric actuator according to a first embodiment 1 in monolithic multilayer construction ( 2 ). The piezo actuator 1 consists of a plurality of piezo elements arranged one above the other to form a stack 10 ( 1 ). Each of the piezo elements 10 has an electrode layer 11 , another electrode layer 12 and one between the electrode layers 11 and 12 arranged piezoceramic layer 13 on. The piezo elements adjacent in the stack 10 each have a common electrode layer. The electrode layers 11 and 12 comprise an electrode material of a silver-palladium alloy in which palladium is contained in an amount of 5% by weight. In an alternative embodiment, the electrode layers consist of (approximately) pure silver. According to another alternative, the electrode material is copper.

Zum Herstellen des Piezoaktors 1 werden Grünkörper in Form von Grünfolien mit der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung bereitgestellt. Dazu wird die Pulvermischung mit der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung mit einem organischen Binder und weiteren organischen Additiven vermischt. Aus dem auf diese Weise erhaltenen Schlicker werden die keramischen Grünfolien gegossen. Die Grünfolien werden getrocknet, mit einer Paste mit dem Elektrodenmaterial bedruckt, übereinander gestapelt, laminiert, entbindert und zum Piezoaktor 1 unter oxidierender Sinteratmosphäre (Silber oder Silber-Palladium-Legierung als Elektrodenmaterial) oder reduzierender Sinteratmosphäre (Kupfer als Elektrodenmaterial) gesintert.For manufacturing the piezoelectric actuator 1 Green bodies are provided in the form of green sheets with the piezoceramic starting composition. For this purpose, the powder mixture is mixed with the piezoceramic starting composition with an organic binder and other organic additives. From the slip obtained in this way, the ceramic green sheets are cast. The green sheets are dried, printed with a paste with the electrode material, stacked on top of one another, laminated, debinded and transferred to the piezoactuator 1 sintered under oxidizing sintering atmosphere (silver or silver-palladium alloy as electrode material) or reducing sintering atmosphere (copper as electrode material).

Der resultierende monolithische piezokeramische Vielschichtaktor wird zum Betätigen eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs eingesetzt.Of the resulting monolithic piezoceramic multilayer actuator is to operate a fuel injection valve of an internal combustion engine of a Motor vehicle used.

Weitere, nicht dargestellte Ausführungsformen wie piezokeramischer Biegewandler, piezokeramischer Transformator oder piezokeramischer Ultraschallwandler sind mit Hilfe der neuen piezokeramischen Zusammensetzung ebenfalls zugänglich.Other, not shown embodiments such as piezoceramic bending transducer, piezoceramic transformer or piezoceramic ultrasonic transducer are using the new piezoceramic Zu also accessible.

Claims (12)

Piezokeramischer Werkstoff, aufweisend – mindestens eine Perowskit-Phase mit der Summenformel Ap(Nb1-wTaw)O3, wobei Ap mindestens ein Alkalimetall der Perowskit-Phase ist und folgender Zusammenhang gilt: 0 ≤ w ≤ 0,15, und – mindestens eine Wolframbronze-Phase mit der Summenformel AwEw2Nb5O15, wobei Aw mindestens ein Alkalimetall der Wolframbronze-Phase ist und Ew mindestens ein Erdalkalimetall der Wolframbronze-Phase ist, wobei – der Anteil der Wolframbronze-Phase ist, am Feststoff des piezokeramischen Werkstoffs aus dem Bereich von einschließlich 0,01 Vol.% bis einschließlich 25,0 Vol.% ausgewählt ist.Piezoceramic material, comprising - at least one perovskite phase having the empirical formula Ap (Nb 1-w Ta w ) O 3 , wherein Ap is at least one alkali metal of the perovskite phase and has the following relationship: 0 ≤ w ≤ 0.15, and at least one tungsten bronze phase having the empirical formula AwEw 2 Nb 5 O 15 , wherein Aw is at least one alkali metal of the tungsten bronze phase and Ew is at least one alkaline earth metal of the tungsten bronze phase, wherein - the proportion of the tungsten bronze phase is the solid of the piezoceramic Material is selected from the range of 0.01% by volume to 25.0% by volume. Piezokeramischer Werkstoff nach Anspruch 1, wobei das Alkalimetall Ap der Perowskit-Phase aus der Gruppe Lithium, Natrium und Kalium ausgewählt ist folgende Zusammenhänge gelten: LixK1-x-yNay, 0 ≤ x ≤ 0,15 und 0,25 ≤ y ≤ 0,75.Piezoceramic material according to claim 1, wherein the alkali metal Ap of the perovskite phase is selected from the group consisting of lithium, sodium and potassium, the following relationships apply: Li x K 1-xy Na y , 0 ≤ x ≤ 0.15 and 0.25 ≤ y ≤ 0.75. Piezokeramischer Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Erdalkalimetall Ew aus der Gruppe Calcium, Strontium und Barium ausgewählt ist folgende Zusammenhänge gelten: Ba1-x-ySrxCay, 0 ≤ x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1.Piezoceramic material according to claim 1 or 2, wherein the alkaline earth metal Ew is selected from the group calcium, strontium and barium, the following relationships apply: Ba 1-xy Sr x Ca y , 0 ≤ x ≤ 1 and 0 ≤ y ≤ 1. Piezokeramischer Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anteil der Wolframbronze-Phase am Feststoff des piezokeramischen Werkstoffs aus dem Bereich von einschließlich 0,05 Vol.% bis einschließlich 15,0 Vol.% ausgewählt ist.Piezoceramic material according to one of claims 1 to 3, wherein the proportion of the tungsten bronze phase on the solid of the piezoceramic Material from the range of 0.05% to 15.0 inclusive Vol.% Selected is. Piezokeramischer Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein molarer Bleianteil an der piezokeramischen Zusammensetzung unter 0,1 mol.-% und insbesondere unter 0,01 mol.-% beträgt.Piezoceramic material according to one of claims 1 to 4, wherein a molar lead content of the piezoceramic composition less than 0.1 mol%, and more preferably less than 0.01 mol%. Verfahren zum Herstellen eines piezokeramischen Bauteils (1) mit einem piezokeramischen Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bereitstellen eines Grünkörpers mit einer piezokeramischen Ausgangszusammensetzung des piezokeramischen Werkstoffs und b) Wärmebehandeln des Grünkörpers, wobei aus der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung der piezokeramische Werkstoff des Bauteils (1) entsteht.Method for producing a piezoceramic component ( 1 ) with a piezoceramic material according to one of claims 1 to 5 with the following method steps: a) providing a green body with a piezoceramic starting composition of the piezoceramic material and b) heat treating the green body, wherein from the piezoceramic starting composition of the piezoceramic material of the component ( 1 ) arises. Verfahren nach Anspruch 6, wobei zum Bereitstellen des Grünkörpers ein Mischen pulverförmiger, oxidischer Metallverbindungen der Metalle Alkalimetall Ap der Perowskit-Phase, Alkalimetall Aw der Wolframbronze-Phase, Erdalkalimetall Ew der Wolframbronze-Phase, Niob und gegebenenfalls Tantal zum Bilden der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung durchgeführt wird.The method of claim 6, wherein providing of the green body Mixing powdered, metallic oxide compounds of the metals alkali metal Ap of the perovskite phase, Alkali metal Aw of the tungsten bronze phase, alkaline earth metal Ew of the tungsten bronze phase, Niobium and optionally tantalum to form the piezoceramic starting composition carried out becomes. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine piezokeramische Ausgangszusammensetzung mit mindestens einem Mischoxid mit mindestens zwei der Metalle verwendet wird.The method of claim 7, wherein a piezoceramic Starting composition with at least one mixed oxide with at least two of the metals is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei ein piezokeramisches Bauteil (1) mit mindestens einem Piezoelement (10) hergestellt wird, das eine Elektrodenschicht (11) mit Elektrodenmaterial, mindestens eine weitere Elektrodenschicht (12) mit einem weiteren Elektrodenmaterial und mindestens eine zwischen den Elektrodenschichten (11, 12) angeordnete Piezokeramikschicht (13) mit dem piezokeramischen Werkstoff aufweist.Method according to one of claims 6 to 8, wherein a piezoceramic component ( 1 ) with at least one piezo element ( 10 ), which has an electrode layer ( 11 ) with electrode material, at least one further electrode layer ( 12 ) with a further electrode material and at least one between the electrode layers ( 11 . 12 ) arranged piezoceramic layer ( 13 Having) with the piezoceramic material. Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Piezoelement (10) verwendet wird, bei dem das Elektrodenmaterial und/oder das weitere Elektrodenmaterial mindestens ein aus der Gruppe Silber, Kupfer und Palladium ausgewähltes elementares Metall aufweisen.Method according to claim 9, wherein a piezoelement ( 10 ) is used, in which the Elektrodenma terial and / or the further electrode material have at least one selected from the group consisting of silver, copper and palladium elemental metal. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das piezokeramische Bauteil (1) mit dem Piezoelement (10) aus der Gruppe piezokeramischer Biegewandler, piezokeramischer Vielschichtaktor, piezokeramischer Transformator, piezokeramischer Motor und piezokeramischer Ultraschallwandler ausgewählt wird.Method according to one of claims 6 to 10, wherein the piezoceramic component ( 1 ) with the piezo element ( 10 ) is selected from the group piezoceramic bending transducer, piezoceramic multilayer actuator, piezoceramic transformer, piezoceramic motor and piezoceramic ultrasonic transducer. Verwendung eines nach dem Verfahren nach Anspruch 11 hergestellten piezokeramischen Vielschichtaktors zur Ansteuerung eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine.Use of a method according to the claim 11 produced piezoceramic multilayer actuator for driving a fuel injection valve of an internal combustion engine.
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