DE1771198B1 - Piezoelktrischer keramikstoff - Google Patents

Piezoelktrischer keramikstoff

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DE1771198B1
DE1771198B1 DE19681771198 DE1771198A DE1771198B1 DE 1771198 B1 DE1771198 B1 DE 1771198B1 DE 19681771198 DE19681771198 DE 19681771198 DE 1771198 A DE1771198 A DE 1771198A DE 1771198 B1 DE1771198 B1 DE 1771198B1
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pbtio
pbzro
ceramic
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ceramics
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DE19681771198
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Tsuneo Akashi
Tomeji Ohno
Masao Takahashi
Norio Tsubouchi
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

Pb(Mgl/3Nb2/3)O3 — PbTiO3 — PbZrO3-Keramikstoff
mit verschiedenen Zusätzen. Der zusatzfreie Keramikstoff besitzt kr- und Qm-Werte, die bei
PbTi3O3 — PbZrO3-Keramika
üblich sind. Durch die in der USA.-Patentschrift genannten Zusatzstoffe wird der /cr-Wert im allgemeinen nicht sehr stark beeinflußt, dagegen der Qm-Wert in erheblichem Ausmaße. Die angegebenen kr-Werte liegen unterhalb 50%. Die kr-Werte einer
PbTiO3 — PbZrO3-Keramik
erreichen in Abhängigkeit von den Ausgangsstoffen und den Herstellungsbedingungen Werte zwischen 40 und 50%. Diese Werte werden also durch die Keramika nach der genannten USA.-Patentschrift nicht überschritten.
Die deutsche Auslegeschrift 1 116 742 beschreibt
X y Z
A 0,01
0,01
0,05
0,30
0,10		 0,61
0,09
0,05
0,30
0,70		 0,38
0,90
0,90
0,40
0,20
B
C
D
E
3. Keramikstoff nach Anspruch 1 mit der Summenformel
[Pb(Sb1/2Ta1/2)O3];c[PbTiO3]y[PbZrO3]2
wobei die Molverhältnisse x, y, ζ der Nebenbedingung
x+y+z= 1,00
genügen und die jeweils durch die Molverhältnisse festgelegten Punkte im Mischungsdreieck innerhalb eines durch die Eckpunkte F-G-H-I-J-K begrenzten Flächenbereichs liegen mit folgenden Koordinatenwerten der Eckpunkte:
X y Z
F 0,01
0,01
0,05
0,30
0,30
0,05		 0,55
0,09
0,05
0,05
0,40
0,65		 0,44
0,90
0,90
0,65
0,30
0,30
G
H
I
J
K
einen PbTiO3 — PbZrO3 — PbSnO3-Keramikstoff
mit Substituenten und Zusatzstoffen. Hierdurch wird eine Vergrößerung des fcr-Wertes erstrebt, so daß man einen maximalen fcr-Wert bis zu 58% erhält. Bei solchen Keramikstoffen hängen die piezoelekirischen Eigenschaften und die dielektrischen Kenngrößen sehr stark von der Zusammensetzung ab, so daß die Zusammensetzung recht kritisch ist.
Neben dem /cf-Wert spielt vor allem die Dielektrizitätskonstante ρ eine Rolle. Dieselbe soll vor allem im Hochfrequenzbereich möglichst klein sein. Normalerweise vermindert sich jedoch mit Abnahme des Wertes ε auch der Wert kr. Für Wandler in Ultraschallgeräten und für Elemente von Breitbandfiltern spielt die zeitliche Stabilität eine große Rolle.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines zusatzfreien Keramikstoffes mit für die Praxis ausreichend großem Kopplungsfaktor und mit hoher Stabilität.
Die Erfindung schlägt einen piezoelektrischen Keramikstoff im wesentlichen in Form einer festen Lösung des
Pb(Sb1/2Z1/2)O3 —PbTiO3 — PbZr O3-Dreistoffsystems
vor, wobei Z eines der Elemente Nb oder Ta ist.
Dieser Keramikstoff enthält Blei als zweiwertiges Metall, Titan und Zirkonium als vierwertige Metalle. Dagegen sind das Element Antimon und jeweils eines der Elemente Niob und Tantal in solchen Anteilen vorhanden, daß sie insgesamt im wesentlichen einem vierwertigen Metall äquivalent sind.
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Keramikstoff die Summenformel
Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Keramikstoff.
Anwendungsgebiet piezoelektrischer Keramika sind Wandler für Sendung und Empfang von Ultraschallwellen sowie Breitbandfilter. Dabei stellt der elektromechanische Kopplungsfaktor die wichtigste Kenngröße zur Abschätzung der Eigenschaften des benutzten Werkstoffes dar.
60
65 [Pb(Sb1/2Nb1/2)O3L[PbTiO3],[PbZrO3]2
wobei die Molverhältnisse x, y, ζ der Nebenbedingung
x + y + z = 1,00
genügen und die jeweils durch die Molverhältnisse festgelegten Punkte im Mischungsdreieck innerhalb eines durch die Eckpunkte A-B-C-D-E begrenzten
Flächenbereichs liegen mit folgenden Koordinatenwerten der Eckpunkte
X y Z
A 0,01
0,01
0,05
0,30
0,10-		 0,61
0,09
0,05
0,30
0,70		 0,38
0,90
0,90
0,40
0,20
B
C
D
E
IO
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat der piezoelektrische Keramikstoff die Summenformel
[Pb(Sb1/2Ta1/2)O3L[PbTiO3],[PbZrO3L wobei die Molverhältnisse x, y, ζ der Nebenbedingung
x + y + z=l,00 20:
genügen und die jeweils durch die Molverhältnisse eines durch die Eckpunkte F-G-H-I-J-K begrenzten Flächenbereichs liegen mit folgenden Koordinatenwerten der Eckpunkte:
25
X y Z
F 0,01
0,01
0,05
0,30
0,30
0,05		 0,55
0,09
0,05
0,05
0,40
0,65		 0,44
0,90
0,90
0,65
0,30
0,30
G
H
/
J
K
35
Die Keramikstoffe nach der Erfindung haben innerhalb eines weiten Zusammensetzungsbereiches ausreichend hohe fcr-Werte, so daß die Herstellungsbedingungen nicht kritisch sind. Außerdem ist die zeitliche Stabilität überraschend gut. Diese Verbesserung be- 40, ruht vermutlich darauf, daß die bekannten Keramikstoffe Magnesium als ein ILA-Element zusammen mit Niob als VA-Element benutzen, wogegen die Keramikstoffe nach der Erfindung ein VB-Element Antimon in Verbindung mit einem VA-Element Niob oder Tantal enthalten.
Die überraschend guten piezoelektrischen Kenngrößen der Keramikstoffe nach der Erfindung sind in der folgenden Einzelbeschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausgeführt.
F i g. 1 und 4 zeigen Mischungsdreiecke für Stoffsysteme nach der Erfindung;
Fig. 2 und 5 geben den elektromechanischen Kopplungsfaktor bekannter Blei-Titanat-Zirkonat-Keramika und erfindungsgemäßer Keramika in Abhängigkeit von dem Bleititanat-Bleizirkonat-Verhältnis an;
F i g. 3 und 6 zeigen Phasendiagramme des Dreistoffsystems nach der Erfindung; F i g. 7 und 8 zeigen Konzentrationsdreiecke.
Dabei beziehen sich die F i g. 1, 2, 3 und 7 auf das Dreistoffsystem
Wenn nichts anderes bemerkt ist, sind als Ausgangsstoffe zur Herstellung der
Pb(Sb1/2Nb1/2)O3 — PbTiO3 — PbZrO3-Keramika
nach der Erfindung pulverförmige Zubereitungen von Bleimonoxid (PbO), Antimontrioxid (Sb2O3), Niobpentoxid (Nb2O5), Titandioxid (TiO2) und Zirkoniumdioxid (ZrO2) benutzt. Diese pulverförmigen Zubereitungen werden so eingewogen, daß die fertigen Proben die in Tabelle 1 angegebene Zusammensetzung haben. Entsprechend werden zur Zubereitung der
Pb(Sb1/2Ta1/2)O3 — PbTiO3 — PbZrO3-Keramika
als Ausgangsstoffe pulverförmige Zubereitungen von Bleimonoxid (PbO), Antimontrioxid (Sb2O3), Tantalpentoxid (Ta2O5), Titandioxid (TiO2) und Zirkoniumdioxid (ZrO2) benutzt. Durch entsprechende Einwaage dieser Pulver erhält man Proben mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 2. Zusätzlich werden Pulveranteile von Bleimonoxid, Titandioxid und Zirkoniumdioxid eingewogen, damit man bekannte Bleititanat-Zirkonat-Keramika mit einer Zusammensetzung nach Tabelle 3 erhält.
Die jeweiligen Pulvermischungen werden in einer Kugelmühle mit destilliertem Wasser gemischt. Die Pulvermischungen werden gefiltert, getrocknet, gebrochen und dann bei einer Temperatur von 9000C 1 Stunde lang vorgesintert, worauf sie wieder gebrochen werden. Danach werden die Mischungen mit einem geringen Zusatz von destilliertem Wasser zu Scheiben mit einem Durchmesser von 20 mm bei einem Druck von 700 kg/cm2 gepreßt und in einer Bleimonoxidatmosphäre 1 Stunde lang bei einer Temperatur zwischen 1270 und 13100C gesintert. Die erhaltenen Keramikscheiben werden auf beiden Seiten bis zu einer Enddicke von 1 mm poliert, auf beiden Oberflächen mit Silberelektroden kontaktiert und darauf durch eine Polungsbehandlung während einer Dauer von einer Stunde bei einer Temperatur von ■ 1000C in einem elektrischen Gleichfeld von 30 kV/cm piezoelektrisch aktiviert, wenn der
Pb(Sb1/2Nb1/2)O3- oder Pb(Sb1/2Ta1/2)O3-Anteil
der Proben 0,10 Molprozent überschreitet; wenn der genannte Anteil 0,10 Molprozent beträgt oder geringer ist, erfolgt die Polung bei Zimmertemperatur für die Dauer einer Stunde unter einem elektrischen Gleichfeld von 40 kV/cm.
Nach einer Standzeit von 24 Stunden werden der elektromechanische Kopplungsfaktor kr für den radialen Schwingungsmodus und der mechanische Gütewert Q1n gemessen. Die Messung dieser Kenngrößen erfolgt in der IRE-Standardschaltung. Der Wert von kr wird nach der Resonanz-Antiresonanz-Methode berechnet. Die Dielektrizitätskonstante ε und der dielektrische Verlustfaktor (tan <5) werden bei einer Frequenz von 1 kHz bei Zimmertemperatur gemessen.
Außerdem ist das Produkt /c2 · Stabilität von fr und y angegeben. Die Stabilität ist der Reziprokwert der Alterungsgröße, die folgendermaßen definiert ist:
Φ A. R. =·
ΑΦ
mit
Pb(Sb1/2Nb1/2)O3 — PbTiO3 — PbZrO3
und die F i g. 4, 5,6 und 8 auf das Dreistoffsystem Pb(Sb1/2Ta1/2)O3 — PbTiO3 — PbZrO3.
Φ A. R. = Alterungsgröße von /, oder ε, t = Tage der Alterung,
φ = Wert von fr oder ε am ersten Tag nach der
Polung,
ΔΦ = Änderungsbetrag von fr oder ε.
X y Z
/..." 0,30
0,30
0,05		 0,05
0,40
0,65		 0,65
0,30
0,30
J
K
Die Tabellen Γ, 2 und 3 zeigen entsprechende Meßwerte, In den Tabellen sind die Proben in Abhängigkeit von dem PbTiO3-Anteil angeordnet. Es sind verschiedene Werte der Curie-Temperatur angegeben, die auf Grund von Messungen der Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten ρ ermittelt sind. Die neuen Zusammensetzungen nach der Erfindung
für die Proben in den Tabellen 1 und 2 sind mit Wenn der
schwarzen Punkten in den Fi g. 1 und 4 eingetragen, Pb(Sb1/2Nb1/2)O3- oder Pb(Sb1/2Ta1/2)O3-Anteil
wogegen die bekannten Zusammensetzungen der io v itA 1^' ä v ilA itAI ό
Proben nach Tabelle 3 in diesen Figuren durch kleiner als dem oben angegebenen Flächenbereich
Kreuze angegeben sind. entsprechend ist, läßt sich die Sinterung bei der
Ein Vergleich der Meßwerte für die Proben 9 und 10 Herstellung der Keramikstoffe nicht zu Ende führen,
der Tabelle 1 oder der Proben 5, 8 und 9 der Tabelle 2 und außerdem sind die piezoelektrischen Kenngrößen
mit der Probe 4 in Tabelle 3 zeigt, daß die Größtwerte 15 dieser Keramika schlechter oder höchstens gleich
kr der Keramikstoffe nach der Erfindung weit über dem gegenüber den Werten bekannter Bleititanat-Zirko-
Größtwert kr der bekannten Bleititanat-Zirkonat- nat-Keramika; wenn sich eine Verbesserung ergibt,
Keramikstoffe liegen. Ein Vergleich der Tabellen 1 und sind diese Stoffe trotzdem für die praktische Verwen-
2 mit der Tabelle 3, insbesondere für Zusammenset- dung ungeeignet. Wenn der
zungen mit vergleichbaren PbTiO3- und PbZrO3-An- 20:
teilen, zeigt deutlich die erhebliche Verbesserung des Pb(Sb1/2Nb1/2)O3- oder Pb(Sb1/2Ta1/2)O3-Anteil
kr~Wertes durch die Erfindung. Dieses ist auch aus den
F i g. 2 oder 5 unzweideutig entnehmbar, wo die kreis- größer als dem genannten Flächenbereich entspre-
förmigen Punkte der Proben nach der Erfindung, chend ist, wird die Durchführung der Sinterung außer-
die durch eine dicke Linie miteinander verbunden 25: ordentlich schwierig, und die Keramikstoffe haben
sind, die kr-Werte nach der Erfindung für Stoffe mit keine praktisch brauchbaren piezoelektrischen Kenn-
einem Anteil von jeweils 0,05 Molprozent von großen. Wenn der PbTiO3-Anteil nach oben oder nach
unten aus den genannten Flächenbereichen heraus-
Pb(Sb1/2Nb1/2)O3 (Fig.2) oder
Pb(Sb1/2Ta1/2)O3(Fig.5)
einem wechselnden Anteil y von PbTiO3 und einem Restanteil von PbZr O3 angeben; dagegen gibt die dünn eingezeichnete Kurve, die die Kreuze für die bekannten Bleititanat-Zirkonat-Keramika verbindet, die kr-Werte der bekannten Keramika in Abhängigkeit von einem wechselnden Anteil y von PbTiO3 an.
Die Erfindung bringt somit eine erhebliche Verbesserung der piezoelektrischen Kenngrößen. Im Rahmen der Erfindung ergibt sich diese Verbesserung nur, wenn die jeweilige Zusammensetzung mit der Summenformel
30
35
40.
[Pb(Sb1/2Nb1/2)O3L[PbTiO3],[PbZrO3]2
45
[Pb(Sb1/2Ta1/2)O3];c[PbTiO3]J,[PbZrO3]z
wobei die Molverhältnisse x, y und ζ der Nebenbedingung
χ + y + ζ = 1,00
genügen, innerhalb des Mischungsdreiecks jeweils in einem Flächenbereich liegen, der durch die Eckpunkte A-B-C-D-E nach Fig. 1 bzw. durch die Eckpunkte F-G-H-I-J-K nach F i g. 4 begrenzt ist. Die zu den genannten Eckpunkten gehörigen Molverhältnisse sind folgende:
60
65
X y Z
A ...... 0,01
0,01
0,05
0,30
0,10
0,01
0,01
0,05		 0,61
0,09
0,05
0,30
0,70
0,55
0,09
0,05		 0,38
0,90
0,90
0,40
0,20
0,44
0,90
0,90
B
C
D
E
F
G
H
fällt, werden die piezoelektrischen Kenngrößen der Keramika so weit verschlechtert, daß sie praktisch unbrauchbar sind.· Wenn schließlich der PbZrO3-Anteil kleiner ist, als den genannten Flächenbereichen entspricht, erweist sich die Durchführung der Sinterung als schwierig, die Polungsbehandlung kann nicht erfolgreich durchgeführt werden, und man kann keinen brauchbaren Keramikstoff erhalten. Mit einem nach oben aus den genannten Flächenbereichen herausfallenden PbZrO3-Anteil erhält man unbrauchbare piezoelektrische Keramikstoffe mit merklich verschlechterten Kenngrößen.
Deshalb müssen die Zusammensetzungen der piezoelektrischen Keramika nach der Erfindung in die oben abgegrenzten Flächenbereiche fallen, wenn diese Stoffe für die Praxis brauchbar sein sollen. Die Keramika dieser Zusammensetzung besitzen überraschend gute piezoelektrische Kenngrößen und eine hohe Curie-Temperatur nach den Tabellen 1 und 2, so daß die piezoelektrischen Eigenschaften auch bei hoher Temperatur nicht verlorengehen.
Das Dreistoffsystem
Pb(Sb1/2Nb1/2)O3- oder Pb(Sb1/2Ta1/2)O3 —
PbTiO3-PbZrO3
nach der Erfindung liegt in Form einer festen Lösung mit größeren Bestandteilen und mit perowskitartiger Kristallstruktur vor. Die Fig. 3 und 5 zeigen Phasendiagramme der Keramikzusammensetzungen innerhalb der Flächenbereiche A-B-C-D-E nach F i g. 1 und F-G-H-I-J-K nach F i g. 4 auf Grund von Messungen bei Zimmertemperatur nach dem Röntgenstrahl-Pulververfahren. Diese Zusammensetzungen mit perowskitartiger Kristallstruktur liegen entweder in tetragonaler Phase (Bereich »T« in den Figuren) oder in rhomboedrischer Phase vor (Bereich »R« in den Figuren). Die Phasengrenzfläche ist jeweils mit einer dicken Linie eingezeichnet. Im allgemeinen ist der fer-Wert der Zusammensetzungen in der Nähe der Phasengrenzfläche erheblich groß, wogegen der
Qm-Wert für Zusammensetzungen im Abstand von dieser Grenzlinie groß ist..
Die F i g. 7 und 8 geben jeweils in Einzelheiten die Konzentrationsdreiecke wieder, damit man die angegegebenen Zusammensetzungsbereiche besser erkennen kann.
Die benutzten Ausgangsstoffe zur Herstellung der Keramika nach der Erfindung sind nicht auf die oben angegebenen Stoffe begrenzt. Im einzelnen kann man an Stelle der angegebenen Ausgangsstoffe solche Oxide benutzen, die sich bei höherer Temperatur leicht in die gewünschten Verbindungen zersetzen, z. B. Pb3O4 an Stelle von PbO. Man kann auch solche Salze, z. B. Oxalate oder Karbonate an Stelle der angegebenen Oxide benutzen, die sich bei erhöhter Temperatur jeweils leicht in die gewünschten Oxide zersetzen. In anderer Weise kann man an Stelle der Oxide auch gleichwertige Hydroxide verwenden, z. B. Nb(OH)5 an Stelle von Nb2O5. Brauchbare Keramikstoffe mit entsprechenden Kenngrößen wie in den angegebenen Beispielen kann man auch dadurch erhalten, daß man jeweils gesondert pulverförmige Zusammensetzungen von
Pb(Sb1/2Nb1/2)O3, Pb(Sb1/2Ta1/2)O3, PbTiO3 und
PbZrO3
nacheinander zubereitet und dieselben anschließend mischt.
Gewöhnlich enthalten handelsübliches Niobpentoxid, Tantalpentoxid und Zirkoniumdioxid einige Prozent Tantalpentoxid, Niobpentoxid und Hafniumdioxid. Es ist für die Keramikzusammensetzungen nach der Erfindung zulässig, daß dieselben kleine Anteile dieser Oxide oder Elemente enthalten, die in handelsüblichen Ausgangsstoffen enthalten sind. Außerdem ist es nicht auszuschließen, daß ein geringer Zusatzanteil zu den Keramikstoffen nach der Erfindung eine weitere Verbesserung der piezoelektrischen Kenngrößen in entsprechender Weise mit sich bringt, wie dies von Bleititanat-Zirkonat-Keramika bekannt ist. Im Rahmen der Erfindung können solche Zusatzstoffe Verwendung finden.
Molverhältnisse der Zusammensetzung PbTiO3 PbZrO3 Tabelle 1 Q,„ ε tan δ Curie- K *?
y ■ Z Tem fr A. R. fA.R.
Nr. Pb(Sb1Z2Nb172)O3 0,70 0,20 K (%) peratur
X 0,65 0,30 180 345 " 4,7 (0C) 18 7
0,10 0,61 0,38 (%) 245 430 1,9 146 42
1 0,05 0,55 0,40 7 180 500 2",8 58 18
2 0,01 0,48 0,51 27 120 660 2,2 138 81 '
3 0,05 "0,48 0,47 25 90 1680 2,6 348 84
4 0,01 0,48 0,42 41 100 1610 2,4 365 92
5 0,05 0,48 0,32 72 150 1030 2,3 223 58
6*) 0,10 0,47 0,51 57 280 400 2,5 72 20
7 0,20 0,455 0,495 34 85 1760 2,6 548 198
8 0,02 0,45 0,45 13 85 1310 3,0 370 499 173
9 0,05 0,43 0,47 81 125 1245 2,5 340 304 98
10 0,10 0,40 0,55 67 110 1310 2,9 423 137
U*) 0,10 0,30 0,65 39 115 760 3,7 320 112
12 0,05 0,30 0,60 46 130 580 3,7 182 73
13 0,05 0,30 0,40 52 215 655 3,6 218 84
14 0,10 0,20 0,75 39 170 530 3,5 22 8
15 0,30 0,20 0,60 33 300 460 3,7 275 117 39
16 0,05 0,09 0,90 8 320 330 2,8 18 7
17 0,20 0,05 0,90 28 500 290 4,3 24 9
18 0,01 6 360 390 4,2 42 13
19 0,05 . 15
20 13
*) Bei der Herstellung der entsprechend gekennzeichneten Proben ist als Ausgangsstoff Bleitetroxid (Pb3O4) an Stelle von Bleimonoxid benutzt.
Tabelle
Molverhältnisse der Zusammensetzung PbZrO3 kr Qm 435 tan δ Curie- kl eA.R.
Z 490 Tem fr A. R.
Pb(Sb1/2Ta1/2)O3 PbTiO3 0,30 (%) 670 (%) peratur 38
X y 0,44 27 235 330 2,1 (°C) 146 7
1 0,05 0,65 0,40 14 210 1390 2,5 22 72
2 0,01 0,55 0,30 42 120 2,4 206 13
3 0,05 0,55 0,51 12 225 : .2,9 48 114
4 0,20 0,50 63 110 • 3,5 345
5 0,01 0,48
209522/449
Fortsetzung
10
Molverhältnisse der Zusammensetzung PbTiO3 PbZrO3 K 105 1550 tan t> Curie- K *ϊ
KTr y > Z ' 150 845 Tem /,A. R. ε A. R.
Pb(Sb1/2Ta1/2)O3 0,48 0,47 (%) 100 1410 (%) peratur
X 0,48 0,42 54 90 1210 2,8 CQ 302 120
6*) 0,05 ■ 0,47 0,51 28 95 960 2,5 106 28
7 0,10 0,455 0,495 . 69 120 1180 2,7 397 122
8 0,02 0,45 0,45 61 115 845 3,1 372 154
9 0,05 0,43 0,47 32 140 640 3,4 320 215 56
10*) 0,10 0,40 0,55 43 270 190 3,0 325 92
11 0,10 0,40 0,40 48 140 690 4,0 295 276 88
12 0,05 0,40 0,30 20 220 650 2,5 84 29
13 0,20 0,30 0,65 8 235 380 3,3 260 35 12
14 0,30 0,30 0,60 37 280 505 4,0 167 42
15 0,05 0,30 0,40 26 160 410 4,0 135 36
16 0,10 0,20 0,75 12 420 495 3,1 43 16
17 0,30 0,20 0,60 26 670 300 4,1 115 37
18 0,05 0,10 0,80 12 410 270 3,6 39 14
19 0,20 0,10 0,60 14 290 405 3,8 43 15
20 0,10 0,09 0,90 6 400 475 2,7 17 5
21 0,30 0,05 0,90 11 420 260 4,6 22 6
22 0,01 0,05 0,80 10 4,4 20 8
23 0,05 0,05 0,65 8 3,5 21 7
24 0,15 4 2,9 9 4
25 0,30
*) Bei der Herstellung der entsprechend gekennzeichneten Proben ist als Ausgangsstoff Bleitetroxid (Pb3O4) an Stelle von Bleimonoxid benutzt.
Tabelle 3
Für die Proben 1 und 2 war eine Abschätzung der piezoelektrischen Kenngrößen nicht möglich.
Nr. Molverhältnisse der Zusammensetzung PbZrO3 K O 340 tan δ IA
"•r 		K
PbTiO3 0,30 lim 300 5,7 fr A. R. ε A. R.
1 0,70 0,40 ■—. — 350 2,4 - —
2 0,60 0,45 — - — ■ 1060 1,3 —
3 0,55 0,52 8 30 640 1,6 3 0,2
4 0,48 0,55 42 250 460 3,0 65 9
5 0,45 0,60 38 290 380 3,1 57 8
6 0,40 0,70 30 320 350 3,3 30 5
7 0,30 0,80 24 380 280 3,3 19 3
8 0,20 0,90 15 470 3,4 9 1
9 0,10 10 580 5 0,3
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Piezoelektrischer Keramikstoff im wesentlichen in Form einer festen Lösung des
Pb(Sb1/2Z1/2)O3 — PbTiO3 — PbZrO3-Dreistoffsystems
wobei Z eines der Elemente Nb oder Ta darstellt.
2. Keramikstoff nach Anspruch 1 mit der Summenformel
[Pb(Sb1/2Nb1/2)O3]:c[PbTiO3]y[PbZrO3]z
wobei die Molverhältnisse x, y, ζ der Nebenbedingung
x + y + z = 1,00
genügen und die jeweils durch die Molverhältnisse festgelegten Punkte im Mischungsdreieck innerhalb eines durch die Eckpunkte A-B-C-D-E begrenzten Flächenbereichs liegen mit folgenden Koordinatenwerten der Eckpunkte
Die USA.-Patentschrift 3 268 453 beschreibt einen
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US3268453A (en) * 1964-04-28 1966-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezoelectric ceramic compositions

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