DE1671076C2 - CERAMIC BODY WITH PIEZOELECTRIC PROPERTIES FOR USE AS A PIEZO ELEMENT - Google Patents
CERAMIC BODY WITH PIEZOELECTRIC PROPERTIES FOR USE AS A PIEZO ELEMENTInfo
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- DE1671076C2 DE1671076C2 DE19681671076 DE1671076A DE1671076C2 DE 1671076 C2 DE1671076 C2 DE 1671076C2 DE 19681671076 DE19681671076 DE 19681671076 DE 1671076 A DE1671076 A DE 1671076A DE 1671076 C2 DE1671076 C2 DE 1671076C2
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Description
1 67!1 67!
Die Erfindung betrifft einen keramischen Körper mit piezoelektrischen Eigenschaften für die Verwendung als Piezoelement, der aus bleifreier Perowskitstruktur besitzender ferroelektrischer Masse auf der Basis von BaTiO3 polykristallin zusammengesintert ist und Zusätze gitterfremder Metallionen enthält.The invention relates to a ceramic body with piezoelectric properties for use as a piezo element, which is sintered together polycrystalline from a lead-free perovskite structure having ferroelectric mass on the basis of BaTiO 3 and contains additions of foreign metal ions.
Ein keramischer Körper der geschilderten Art ist an sich bekannt. Jedoch sind die piezoelektrischen Eigenschaften solcher Körper nur in einem Maße vorhanden, daß eine praktische Ausnutzung als Piezo- ίο element, d. h. als piezoelektrischer Schwinger oder als elektromechanisches Umwandlungselement nicht in Frage kommt.A ceramic body of the type described is known per se. However, the piezoelectric Properties of such bodies only exist to such an extent that they can be used in practice as a piezo ίο element, d. H. as a piezoelectric oscillator or as an electromechanical conversion element not in Question comes.
Als piezoelektrischer Schwinger oder als elektromechanische Umwandlungselemente werden, wie allgemein bekannt, zur Zeit Körper verwendet, die aus Keramikmassen vom Perowskit-Typ polykristallin zusammengesintert sind und der allgemeinen Formel Men-MeIVO3 entsprechen, wobei Me in erster Linie Blei (Pb) und daneben auch Barium (Ba), Stron- ao tium (Sr) oder Calcium (Ca) darstellt, während MeIV in erster Linie Titan (Ti) und Zirkon (Zr) und daneben auch Zinn (Sn) sind. Diese Keramikmassen werden sowohl mit die elektrischen Eigenschaften beeinflussenden Zusätzen an Ionen von perowskitgitterfremden Metallen, als auch ohne solche Zusätze verwendet. Metalle dieser Art können z. B. Chrom (Cr), Uran (U), Wolfram (W), Wismut (Bi), Seltene Erden, Tantal (Ta), Niob(Nb), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Mangan (Mn) und Eisen (Fe) st.λ, wobei die beiden zuletzt genannten Elemente in der Regel in gröHeren Mengen, über 1 Gewichtsprozent, zur Anwendung gelangen.As a piezoelectric oscillator or as an electromechanical conversion element, as is well known, bodies are currently used which are polycrystalline sintered together from ceramic masses of the perovskite type and correspond to the general formula Me n -Me IV O 3 , where Me primarily lead (Pb) and also represents barium (Ba), stron aotium (Sr) or calcium (Ca), while Me IV is primarily titanium (Ti) and zirconium (Zr) and also tin (Sn). These ceramic masses are used both with additions of ions from metals foreign to the perovskite lattice, which influence the electrical properties, and without such additives. Metals of this type can be e.g. B. Chromium (Cr), uranium (U), tungsten (W), bismuth (Bi), rare earths, tantalum (Ta), niobium (Nb), nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn) and Iron (Fe) st.λ, whereby the last two elements mentioned are usually used in larger amounts, over 1 percent by weight.
Hauptbestandteil dieser Keran -kmassen ist, wie oben ausgeführt, Blei. Bleihaltige Keramikmassen bereiten aber beim Sintern Schwierigkeiten, die durch das Abdampfen von Blei bei hohen Temperaturen bedingt sind. Die Abdampfverluste an Blei sind relativ schwer in genauen Grenzen zu halten, so daß ein bestimmter, eng tolerierter Bleigehalt der Massen nicht eingehalten werden kann. Ferner tritt durch die Verdampfung von Blei eine Verunreinigung der Atmosphäre in den Arbeitsräumen ein, die nur durch besondere Vorrichtungen in einem Ausmaß vermieden •werden kann, daß eine physiologische Schädigung der Arbeiter nicht eintritt.The main component of these Keran -k masses is how stated above, lead. Lead-containing ceramic masses cause difficulties during sintering evaporation of lead at high temperatures. The lead evaporation losses are relative difficult to keep within exact limits, so that a certain, tightly tolerated lead content of the masses cannot be adhered to. Furthermore, the evaporation of lead contaminates the Atmosphere in the work rooms that can only be avoided by special devices • it can be ensured that physiological damage to workers does not occur.
Aus technologischen Gründen ist deshalbder Wunsch verständlich, die Zusammensetzung der Keramiknassen möglichst einfach zu gestalten und außerdem so zu wählen, daß die keramischen Körper ohne große Schwierigkeiten herstellbar werden. Es wird deshalb angestrebt und ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Keramikmassen für Piezoclcmente anzugeben, die bezüglich ihrer Piezocigenschaften Kopplungsfaktor/rr. mechanischem Gütefaktor Q,„, Temperatur-Verlauf der Resonanzfrequenz//;, Koerzitivkraft Ec Itiit den bekannten Massen wenigstens vergleichbar kind, und deren Herstellung von den oben aufgezeigten Schwierigkeiten frei ist.For technological reasons, it is understandable that the composition of the ceramic masses should be as simple as possible and, moreover, be chosen so that the ceramic bodies can be produced without great difficulty. The aim is therefore, and is the object of the present invention, to specify ceramic materials for piezoelectric components which, with regard to their piezoelectric properties, have a coupling factor / r r . mechanical quality factor Q, ", temperature curve of the resonance frequency // ;, coercive force E c Itiit at least comparable to the known masses, and the production of which is free from the difficulties outlined above.
Reines Bariumtitanat BaTiO3 hat einen sehr niedrigen radialen Kopplungsfaktor {kr < 10), und der mechanische Gütefaktor liegt nur bei Werten von etwa 250.Pure barium titanate BaTiO 3 has a very low radial coupling factor (k r < 10), and the mechanical quality factor is only around 250.
Zur Losung dieser Aufgabe dient ein keramischer Körper, der aus bleifreicr, Pcrowskitstruktur besitzender, ferroelektrischer Masse auf der Basis von HaTiO3 polykristallin zusammengesintert ist und Zusätze gitterfremder Metallionen enthält, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die BaTiO3-MaSSe, bezogen auf ihr Gesamtgewicht wenigstens eines der Metalle Cu in einer Menge vor 0,05 bis 1 Gewichtsprozent, gerechnet als CuO, odei Fe in einer Menge von 0,01 bis 0,03 Gewichtsprozent gerechnet als Fe3O3, als Ionen enthält.To solve this problem, a ceramic body is used, which is polycrystalline sintered together from lead-free, Pcrowskit structure possessing, ferroelectric mass on the basis of HaTiO 3 and contains additions of non-lattice metal ions, which is characterized according to the invention that the BaTiO 3 dimensions, based on its total weight at least one of the metals Cu in an amount of 0.05 to 1 percent by weight, calculated as CuO, or Fe in an amount of 0.01 to 0.03 percent by weight, calculated as Fe 3 O 3 , as ions.
Der Gehalt an Cu liegt vorzugsweise zwischen 0,: und 0,4 Gewichtsprozent, gerechnet als CuO.The Cu content is preferably between 0.1 and 0.4 percent by weight, calculated as CuO.
Aus »Journal of American Ceramic Soc«, 42 (10) S. 466/467 (1959), sind an sich Eisenzusätze iu Barium titanatkeramik bekannt. Mit den angegebenen Menger an Eisenzusätzen, die bis zu 5 Molprozent betragen wird ein Körper erzielt, bei dem gemäß den dortiger Aussagen eine allgemeine Zerstörung der strukturempfindlichen Eigenschaften vorliegt, d. h. es werden keine guten Piezoschwinger erzielt. Der Zusatz un Fe2O3 reduziert die Homogenität und das Achsenverhältnis des Kristallgefüges und der Kristallite. Die Dielektrizitätskonstante und die elektromechanisch^ Aktivität dieser Materialien neigen zur Abnahme und gleichzeitig ist der mechanische Verlustfaktor reduziert.From "Journal of the American Ceramic Soc", 42 (10) S. 466/467 (1959), are known in the iron additions iu barium titanate. With the specified amount of iron additions, which are up to 5 mol percent, a body is achieved in which, according to the statements made there, there is a general destruction of the structure-sensitive properties, ie no good piezoelectric oscillators are achieved. The addition of un Fe 2 O 3 reduces the homogeneity and the aspect ratio of the crystal structure and the crystallites. The dielectric constant and the electromechanical ^ activity of these materials tend to decrease and at the same time the mechanical loss factor is reduced.
Aus der Zeitschrift »Ceramic Bulletin«, 36 (9/, S. 336 (1957), sind Eisenzusätze bekannt, die — umgerechnet in Gewichtsprozent-Anteile — 0,35 bis 0,7 Fe2O3 entsprechen. Aus den nachfolgend noch näher erläuterten F i g. 7 bis 12 zeigt sich jedoch, daß bei einem EisenaiKiil zwischen 0,01 und 0,03 Gewichtsprozent ein Optimum hinsichtlich sämtlicher für Piezoeffekte erforderlicher Eigenschaften vorliegt. Dieses Ergebnis ist überraschend und stellt eine Überwindung eines sich aus den genannten Literaturstellen ableitbaren Vorurteils dar.From the magazine "Ceramic Bulletin", 36 (9 /, p. 336 (1957), iron additives are known which - converted into percentages by weight - correspond to 0.35 to 0.7 Fe 2 O 3 7 to 12, however, it can be seen that an iron oil between 0.01 and 0.03 percent by weight is optimum with regard to all the properties required for piezo effects Prejudice.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn der keramische Körper gemäß einer Weiterbildung der Erfindung — bezogen auf die stöchiometrische Zusammensetzung der Perowskitmasse — einen Überschuß an TiO2 in den Grenzen von 0,5 bis 5 Molprozent enthält, weil dadurch die Sinterfäbigkeit und damit die Gleichmäßigkeit der piezoelektrischen Eigenschaften und das Erreichen besonders guter Werte bewirkt wird.It is also particularly advantageous if the ceramic body according to a development of the invention - based on the stoichiometric composition of the perovskite material - contains an excess of TiO 2 within the limits of 0.5 to 5 mol percent, because this increases the sintering color and thus the uniformity of the piezoelectric properties and the achievement of particularly good values is effected.
Die erfindungsgemäß zusammengesetzten BaTiO3-Keramikmassen zeichnen sich, wie aus der Tabelle ersichtlich, gegenüber reinem Bariumtitanat durch erheblich verbesserte piezoelektrische Eigenschaften aus, die etwa in der Größe der piezoelektrischen Eigenschaften für bleihaltige Perowskitmassen liegen. Somit eignen sich die neuen Massen zur Herstellung piezoelektrischer Schwinger oder elektromechanischer Umwandlungselemente. Die Koerzitivkraft Ec ist gegenüber reinem Bariumtitanat wesentlich erhöht. As can be seen from the table, the BaTiO 3 ceramic masses composed according to the invention are distinguished from pure barium titanate by significantly improved piezoelectric properties, which are approximately the same size as the piezoelectric properties for lead-containing perovskite masses. The new compounds are therefore suitable for the production of piezoelectric oscillators or electromechanical conversion elements. The coercive force E c is significantly higher than that of pure barium titanate.
Weitere Einzelheiten, wie z. B. die Herstellung der Keramik, die bevorzugten Mengen der Oxidzusätze und die Polarisierung der Piezoelcmentc, werden im folgenden näher erläutert:Further details, such as B. the manufacture of the ceramic, the preferred amounts of oxide additives and the polarization of the Piezoelcmentc are explained in more detail below:
In der Tabelle sind einige Daten zusammengestellt, die erkennen lassen, daß sich die genannten Bariumtitanatmisscn zur Herstellung von Piezoelementcn eignen.Some data are compiled in the table which show that the barium titanate defects mentioned are not present suitable for the production of Piezoelementcn.
DK = f. Dielektrizitätskonstante,DK = f. Dielectric constant,
kT = radialer Kopplungsfaktor in °/0,
Qm = mechanischer Gütefaktor, k T = radial coupling factor in ° / 0 ,
Qm = mechanical quality factor,
= Piezomodul in= Piezo module in
Ee = Koerzitivfeld in Ee = coercive field in
/_ Ch/ _ Ch
Coulomb \ Newton /'Coulomb \ Newton / '
i 671 076i 671 076
(...) GewichtsprozentBaTiO, +
(...) percent by weight
bei 5DK
at 5
I V ) / mm ι
IV)
(0,01 bis 0,03) Fe2O3
Ohne Zusätze
Pb(Zr1Ti)O3 + Cr2O3
Pb(Zr1Ti)O3 + Nd2O3 (0.2 to 0.4) CuO
(0.01 to 0.03) Fe 2 O 3
Without additives
Pb (Zr 1 Ti) O 3 + Cr 2 O 3
Pb (Zr 1 Ti) O 3 + Nd 2 O 3
etwa
etwa
etwa
etwaabout
about
about
about
about
1900
1900
750
13001750
1900
1900
750
1300
etwa 35
etwa 20
etwa 40
etwa 60about 45
about 35
about 20
about 40
about 60
etwa 250
etwa 250
etwa 300
etwa 70about 530
about 250
about 250
about 300
about 70
etwa 20-ΙΟ"3
etwa 10-ΙΟ"3
etwa 25-103
etwa 27-103 about 25-ΙΟ- 3
about 20-ΙΟ " 3
about 10-ΙΟ " 3
about 25-10 3
about 27-10 3
etwa
etwa
etwa
etwaabout
about
about
about
about
etwa
etwa
etwa
etwaabout
about
about
about
about
1300
400
2000
12001900
1300
400
2000
1200
450-10-'5
200-10-'2
200-10-'°-
360-10-'2 360-ΙΟ- ' 2
450-10- ' 5
200-10- ' 2
200-10- '° -
360-10- ' 2
Im einzelnen haben die Untersuchungen für die jeweiligen Zusätze folgendes ergeben:In detail, the investigations for the respective additives have shown the following:
BaTiO3 + xCuOBaTiO 3 + xCuO
Zur Untersuchung gelangten Chargen mit 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent CuO-Zusätzen. Die Sintertemptraturen liegen zwischen 1340 und 136O0C. Die DK-Werte der Proben für die zugesetzten CuO-Konlentrationen und bei verschiedenen Sintertemperaturen erreichen Werte zwischen 1400 und 2400.Batches with 0.05 to 1.0 percent by weight of CuO additives were examined. The Sintertemptraturen lie between 1340 and 136O 0 C. The DK values of the samples of the added CuO and Konlentrationen at different sintering temperatures reach values 1400-2400.
Das Verhalten des für die Piezokeramik charakteristischen Kopplungsfaktors kr ist im Diagrammgemäß F i g- 1 wiedergegeben. Neben der Sintertemperatur ist die Sinterzeit vermerkt. Man entnimmt der Dar-Itellung, daß A> bei Konzentrationen um 0,3 Gewichtsprozent CuO seinen optimalen Wert von 47% erreicht. Für Konzentrationen zwischen 0,5 und etwa 1,0 Gewichtsprozent CuO liegt kT ziemlich gleichmäßig bei 40%. Für Konzentrationen unterhalb 0,2 Gewichtsprozent zeigen die Proben eine relativ große Streuung.The behavior of the coupling factor k r, which is characteristic of the piezoceramic, is shown in the diagram according to FIG. 1. In addition to the sintering temperature, the sintering time is noted. It can be seen from the illustration that A> at concentrations around 0.3 percent by weight CuO reaches its optimum value of 47%. For concentrations between 0.5 and about 1.0 percent by weight CuO, k T is fairly uniformly 40%. For concentrations below 0.2 percent by weight, the samples show a relatively large scatter.
Für die Beurteilung eines piezoelektrischen Schwingers maßgebend sind noch die mechanische Güte Qn »nd der Resonanzwiderstand /?rM, der möglichst gering lein soll.The mechanical quality Q n »and the resonance resistance /? rM , which should be as low as possible.
F i g. 2 zeigt, daß eine optimale Güte ebenfalls für φ,3 Gewichtsprozent CuO erreicht wird. kr erreicht lier Werte bis etwa 540. Man erkennt aus dem Vergleich der Kurven, daß Sintertemperatur und -dauer «inen beachtlichen Einfluß ausüben.F i g. 2 shows that an optimal quality is also achieved for φ.3 percent by weight CuO. k r reaches values of up to about 540. A comparison of the curves shows that the sintering temperature and duration exert a considerable influence.
Für den Resonanzwiderstand ergibt sich der gün-Itigste Wert ebenfalls bei einem Zusatz von 0,3 Gewichtsprozent CuO und einer Sintertemperatur von 1340° C bei 30 Minuten Sinterdauer, wie F i g. 3 zeigt.The most favorable results for the resonance resistance Value also with an addition of 0.3 percent by weight CuO and a sintering temperature of 1340 ° C. for a sintering time of 30 minutes, as in FIG. 3 shows.
Schließlich wurden noch die Piezokonstanten g33 Und der Piezomodul d33 bestimmt. Die Messungen wurden statisch durchgeführt. Nach F i g. 4 erreicht f33 seinen Höchstwert bei Konzentrationen um 0,2 Gewichtsprozent CuO. Man findet hier Werte bis zuFinally, the piezo constants g 33 and the piezo module d 33 were determined. The measurements were carried out statically. According to FIG. 4, f 33 reaches its maximum value at concentrations around 0.2 percent by weight CuO. You can find values up to
Jl -10-3 Jl -10- 3
Vm NVm N
Das in F i g. 5 wiedergegebene Verhalten des Piezomoduls d33 zeigt dagegen, daß die höchsten Werte liier schon bei Konzentrationen umetwa0,06 Gewichtsprozent erreicht werden. Der höchste Wert von </M The in Fig. In contrast, the behavior of the piezo module d 33 shown in FIG. 5 shows that the highest values are already reached at concentrations of around 0.06 percent by weight. The highest value of </ M
liegt bei dieser Konzentration bei 620 · 1O-11 v , Für größere Konzentration (ab etwa 0,3 Gewichtsprozent CuO) liegt du ziemlich gleichmäßig bei etwaat this concentration is 620 · 10 -11 v . For higher concentrations (from about 0.3 percent by weight CuO) d u is fairly evenly at about
400· 10-»» ~. 400 · 10- »» ~.
Außer den hier aufgeführten Größen wurde noch die Koerzitivkraft bestimmt. Die durchgeführten Messungen beschränkten sich dabei auf Proben, die einen optimalen Kopplungsfaktor zeigten, also auf solche Proben, die bei 134O°C 30 Minuten gesintert wurden. Nach F i g. 6 wird die größte Härte bei einer CuO-Konzentration von 0,3 Gewichtsprozent erreicht. Es finden sich bei dieser Konzentration — bei der schon die günstigsten Werte für »Kopplungsfaktor«,In addition to the quantities listed here, the coercive force was also determined. The carried out Measurements were limited to samples that showed an optimal coupling factor, i.e. to those samples that were sintered at 130 ° C. for 30 minutes. According to FIG. 6 becomes the greatest hardness for one CuO concentration of 0.3 percent by weight reached. It can be found at this concentration - at the already the most favorable values for "coupling factor",
ao »mechanischer Güte« und "esonanzwiderstand«ao "mechanical quality" and "resonance resistance"
lagen —, Koerzitivkräfte bis zu 2000 mm .
BaTiO + ArFe2O3 layers -, coercive forces up to 2000 mm .
BaTiO + ArFe 2 O 3
Untersucht wurden zunächst Massen mit Fe2O3-Zusätzen zwischen 0,005 bis 0,5 Gewichtsprozent Fe2O3. Allgemein läßt sich sagen, daß diese Substanzen eine relativ große Streuung bezüglich ihrer piezoelek-First of all, masses with Fe 2 O 3 additions between 0.005 and 0.5 percent by weight Fe 2 O 3 were examined. In general, it can be said that these substances have a relatively large scatter in terms of their piezoelectric
Irischen Eigenschaften zeigen. Außerdem wurde festgestellt, daß nur die Substanzen mit Fe2O3-Zusätzen unterhalb 0,1 Gewichtsprozent einigermaßen günstige Werte des Kopplungsfaktors zeigten. Es sollen daher nur Proben mit Fe„O3-Zusätzen zwischen 0,005 und 0,03 Gewichtsprozent Fe2O3 diskutiert werden. DieShow Irish characteristics. In addition, it was found that only the substances with Fe 2 O 3 additions below 0.1 percent by weight showed reasonably favorable values of the coupling factor. Therefore, only samples with Fe “O 3 additions between 0.005 and 0.03 percent by weight Fe 2 O 3 will be discussed. the
untet suchten Sintertemperaturen liegen zwischen 1320 und 136O°C bei Sinterzeiten vor. 30 Minuten bzw. 1 Stunde.Sintering temperatures sought below are between 1320 and 1360 ° C for sintering times. 30 minutes or 1 hour.
Als Ursache für die erwähnte Streuung kann die Schwierigkeit der gleichmäßigen Vermischung dieser geringen Fe2O3-Zusätze, aber auch eventuell ein teilweiser Wertigkeitswechsel eine Rolle spielen. Unter Umständen ist aber auch der Einbaumechanismus von Bedeutung.The cause of the above-mentioned scatter may be the difficulty of uniformly mixing these small amounts of Fe 2 O 3 , but also a partial change in valence may play a role. However, the installation mechanism may also be important.
Im Mittel liegt ε bei 1800, zeigt aber beträchtliche Streuungen. Das gleiche trifft auch für den Kopplungsfaktor kr zu.On average, ε is 1800, but shows considerable scatter. The same also applies to the coupling factor k r .
Gefunden wurde hier ein maximaler Wert von etwa 47% für eine Substanz mit 0,01 GewichtsprozentA maximum value of about 47% was found here for a substance with 0.01 percent by weight
Fe2O3 und einer Sintertemperatur von 1350°C/lh, wie aus F i g. 7 hervorgeht.Fe 2 O 3 and a sintering temperature of 1350 ° C./l h , as shown in FIG. 7 shows.
In F i g. 8 ist das Verhalten der mechanischen Güte und in F i g. 9 der Verlauf des Resonanzwiderstandes
wiedergegeben. Die allgemeine Tendenz ist im Falle der mechanischen Güte die, daß Qm mit wachsender
FeaO3-Konzentration zunimmt. Der größte Wert von
420 wird tar eine Konzentration von 0,03 Gewichtsprozent
Fe1O3 erreicht.
Die Resonanzwiderstände liegen für die Sintertemperatur von 1340 und 135O0C im Mittel bei 30 Ω.
Jedoch ist auch hier die beträchtliche Streubreite zu beachten.In Fig. 8 is the behavior of the mechanical quality and in FIG. 9 shows the course of the resonance resistance. The general tendency in the case of mechanical quality is that Q m increases with increasing Fe a O 3 concentration. The highest value of 420 is achieved with a concentration of 0.03 percent by weight Fe 1 O 3 .
The resonance resistances for the sintering temperature of 1340 and 135O 0 C are on average 30 Ω. However, here, too, the considerable spread must be taken into account.
Die F i g. 10 und 11 zeigen schließlich noch die Abhängigkeit der gM- und di3-Werte von der zugefügten Fe,O3-Konzentration. Die optimalen Werte liegen bei etwa 23 · 10"» -^- für gM bzw. bei etwa 600 · lO-1*-^- für </u. Allgemein zeigt sich, daß eine Sinterung beiThe F i g. 10 and 11 finally show the dependence of the g M and d i3 values on the added Fe, O 3 concentration. The optimal values are around 23 · 10 "- ^ - for g M or around 600 · 10- 1 * - ^ - for </ u . In general, it is found that sintering occurs at
134O0C die günstigsten Werte liefert. Sintertemperaturen von 1320cC führen dagegen schon zu einer nicht mehr polarisierbaren Keramik.134O 0 C delivers the most favorable values. Sintering temperatures of 1320 c C, on the other hand, lead to a ceramic that is no longer polarizable.
Die Koerzitivkraft der mit Fe1O3 dotierten Keramik ist in Fig. 12 wiedergegeben. Erreicht werden hier Werte bis zu 1600 V/mm.The coercive force of the ceramic doped with Fe 1 O 3 is shown in FIG. Values of up to 1600 V / mm are achieved here.
Die Herstellung der Proben war an sich gleich und bestand darin, daß die Substanzen, nämlich BaCO3, TiO, und das Oxid des Zusatzmetalls zunächst 18 Stunden in Kugelmühlen unter Wasserzusatz von 0,6 l/Mol- ansatz gemahlen und nach Trocknung bei 1050° C in mit Sauerstoff angereicherter Atmosphäre zur Festkörperreaktion gebracht wurden. Die Glühzeit betrug 2 Stunden. Anschließend wurde das Material wieder in Kugelmühlen 18 Stunden unter Wasserzusatz von 0,5 l/Molansatz gemahlen. Nach der Trocknung wurden die Substanzen mit einem an sich bekannten organischen Binder, z. B. Polyvinylalkohol, versetzt, zu Scheiben gepreßt und im Sauerstoffstrom (20 l/h) fertiggesintert, und zwar bei Temperaturen zwischen ™ 1320 und 1360° C bei den in den Diagrammen angegebenen Zeiten.The production of the samples was basically the same and consisted in the fact that the substances, namely BaCO 3 , TiO, and the oxide of the additional metal were first ground for 18 hours in ball mills with the addition of water of 0.6 l / molar amount and after drying at 1050 ° C were brought to solid-state reaction in an oxygen-enriched atmosphere. The glow time was 2 hours. The material was then ground again in ball mills for 18 hours with the addition of 0.5 l / mol of water. After drying, the substances were treated with an organic binder known per se, e.g. As polyvinyl alcohol, mixed, pressed into discs and in an oxygen stream (20 l / h) finally sintered, and at temperatures between ™ 1320 and 1360 ° C at the indicated times in the diagrams.
Die gesinterten Scheiben ^Abmessungen: 12 mm Durchmesser und 1 mm Höhe) wurden mit Aufdampfelektroden aus Silber versehen. Nach der Be- »5 Stimmung von ε wurden die Scheiben polarisiert. Für die Polarisation wurden die Proben im Ölbad auf 130° C erwärmt und 2 kV Spannung angelegt und anschließend unter Spannung abgekühlt. Bei Erreichen von 100° C wurde die Polarisationsspannung auf 3 kV erhöht. Waren die Scheiben auf 60°C abgekühlt, wurde der Polarisationsvorgang beendet.The sintered disks (dimensions: 12 mm in diameter and 1 mm in height) were provided with vapor deposition electrodes made of silver. After the »5 The panes were polarized at a mood of ε. For polarization, the samples were placed in an oil bath 130 ° C heated and 2 kV voltage applied and then cooled under voltage. Upon reaching from 100 ° C the polarization voltage was increased to 3 kV. When the panes had cooled to 60 ° C, it was the polarization process ends.
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Country Status (1)
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1968
- 1968-02-15 DE DE19681671076 patent/DE1671076C2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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