DE1771198C

DE1771198C - Piezoelektrischer Keramikstoff

Info

Publication number: DE1771198C
Authority: DE
Inventors: Nono Takahashi Masao Ohno Tomej\ Akashi Tsuneo Tokio Tsubouchi
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Publication date: 1972-12-14

Description

	JC	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(Sb₁,₂Ta_I/2)O₃L[PbTiO₃],[PbZrO₃]₂

wobei die Molverhältnisse x, y, ζ der Nebenbedingung

χ + y + z= 1,00

genügen und die jeweils durch die Mol verhältnisse festgelegten Punkte im Mischungsdreieck innerhalb eines durch die Eckpunkte F-G-H-I-J-JC begrenzten Flächenbereichs liegen mit folgenden Koordinatenwerten der Eckpunkte:

	X	y	Z
F	0,01 0,01 0.05 0.30 0,30	0.55 0,09 0.05 0,05 0.40	0,44 0,90 0,90 0,65 0,30
G	0,05	0.65	0.30
H
I ....
J
K

15

Die USA.-Patentschrift 3 268 453 beschreibt einei

Pb(Mg_{1 3}Nb_2/3)O₃ - PbTiO₃ - PbZrO₃-Keramikstoff

mit verschiedenen Zusätzen. Der zusatzfreie Keramik stoff besitzt Jf_r- und Q_m-Werte, die bei

PbTi₃O₃ — PbZrO₃-Keramika

üblich sind. Durch die in der USA.-Patentschrif genannten Zusatzstoffe wird der fc_r-Wert im allge meinen nicht sehr stark beeinflußt, dagegen der Q Wert in erheblichem Ausmaße. Die angegebenen k_r Werte liegen unterhalb 50%. Die k_r-Werte einer

PbTiO₃ — PbZrO₃-Keramik

erreichen in Abhängigkeit von den Ausgangsstoffe! und den Herstellungsbedingungen Werte zwischei 40 und 50%. Diese Werte werden also durch dit Keramika nach der genannten USA.-Patentschrifi nicht überschritten.

Die deutsche Auslegeschrift I 116 742 beschreibi

einen PbTiO₃ — PbZrO₃ — PbSnO,-Keramikstoff

mit Substituenten und Zusatzstoffen. Hierdurch wire eine Vergrößerung des A_r-Wertes erstrebt, so daf: man einen maximalen k_r-Wert bis zu 58% erhält.
Bei solchen Keramikstoffen hängen die piezoelektrischen Eigenschaften und die dielektrischen Kenngrößen sehr stark von der Zusammensetzung ab, se daß die Zusammensetzung recht kritisch ist.

Neben dem /i_r-Wert spielt vor allem die Dielektri zitätskonstante / eine Rolle. Dieselbe soll vor allem im Hochfrequenzbereich möglichst klein sein. Normalerweise vermindert sich jedoch mit Abnahme dos Wertes > auch der Wert k_r. Für Wandler in Ultraschallgeräten und Tür Elemente von Breitbandfiltern spielt die zeitliche Stabilität eine große Rolle.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines zusatzfreien Keramikstoffes mit Tür die Praxis ausreichend großem Kopplungsfaktor und mit höhet Stabilität.

Die Erfindung schlägt einen piezoelektrischen Kera-

mikstoff im wesentlichen in Form einer festen Lösung des

Pb(Sb_{1 !2}Z_I2)O₃ - PbTiO₃ - PbZrO₃-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 Kcramika sind Wandler für Sendung und Empfang von Ultraschallwellen sowie Breitbandfilter. Dabei stellt der elektromechanischc Kopplungsfaktor die wichtigste Kenngröße zur Abschätzung der Eigenschaften des benutzten Werkstoffes dar.

[Pb(Sb_1/2Nb,

wobei die Molverhältnisse x, y, ζ der Nebenbedingung X + y + ζ = 1,00

genügen und die jeweils durch die Molverhiiltnisse festgelegten Punkte im Mischungsdreieck innerhalb eines durch die Eckpunkte A-B-C-D-E begrenzten

Flächenbereichs liegen mit folgenden Koordinatenwerten der Eckpunkte

	X	y	0,38 0,90 0,90 0,40 0,20
A	0,01 0,01 0,05 0,30 0,10	0,61 0,09 0,05 0,30 0,70
B
C
D
E

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat der piezoelektrische Keramikstoff die Summenformel

[Pb(Sb₁ /2Ta₁J₂)O₃
wobei die Molverhältnisse x, y, ζ der Nebenbedingung

χ + y + ζ = 1,00

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:

	Λ	y	0,44 0,90 0,90 0.65 0,30 0.30
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
G
H
/
J
K

35

Die Keramikstoffe nach der Erfindung haben innerhalb eines weiten Zusammensetzungsbereiches ausreichend hohe VWerte, so daß die Herstellungsbedingungen nicht kritisch sind. Außerdem ist die zeitliche Stabilität überraschend gut. Diese Verbesserung beruht vermutlich darauf, daß die bekannten Keramik-Stoffe Magnesium als ein IIA-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 elektiomechanischen Kopplungsfaktor bekannter Blei-Titanat-Zirkonat-Keramika und erfindungsgemäßer Keramika in Abhängigkeit von dem Bleititanat-Bleizirkonat-Verhältnis an;

F i g. 3 und 6 zeigen Phasenuiagramme des Dreistoffsystems nach der Erfindung; F i g. 7 und 8 zeigen Konzentrationsdreieckc.

Dabei beziehen sich die F i g. 1. 2. 3 und 7 auf das Dreistoffsystem

Pb(Sb_{1 2}Nb, ,₂)O₃ — PbTiO., — PbZrO, _6j

und die F i g. 4, 5, 6 und 8 auf das Dreistoffsystem
Pb(Sb,,₂Ta_l;2)O, — PbTiO., — PbZrO,.

Wenn nichts anderes bemerkt ist, sind als Ausgangsstoffe zur Herstellung der

Pb(Sbi ,,Nb₁₀)O₃ — PbTiO₃ — PbZrO -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 Zubeicitung der

Pb(Sb₁₂Ta,_/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 900'C 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 Bieimonoxidatmosphäre 1 Stunde lang bei einer Temperatur zwischen 1270 und 1310 C gesintert. Die erhaltenen Keramikscheiben werden auf beiden Seiten bis zu einer linddicke von 1 mm poliert, auf beiden Oberflächen mit Silberelektroden kontaktiert und darauf durch eine Polungsbehandlung wahrend einer Dauer von einer Stunde bei einer Temperatur von 100 C in einem elektrischen Gleichfeld von 30 kV/cm piezoelektrisch aktiviert, wenn der

Pb(Sb_{1 2}Nb, ₂)O,- oder Pb(Sb₁₂Ta, ₂)O₃-Anteil

der Proben 0.10 Molprozent überschreitet; wenn der genannte Anteil 0.10 Molprozent beträgt oder geringer ist, erfolgt die Polling 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 k_r für den radialen Schwingungsmodus und der mechanische Gütewert Q_n, gemessen. Die Messung dieser Kenngrößen erfolgt in der IRE-Standardschaltung. Der Wert von k_r wird nach der Resonanz-Antiresonanz-Melhode berechnet. Die Dielektrizitätskonstante; und der dielektrische Verlustfaktor (tan λ) werden bei einer Frequenz von 1 kHz bei Zimmertemperatur gemessen.

Außerdem ist das Produkt k? · Stabilität von /,. und y angegeben. Die Stabilität ist der Reziprokweit der Alterungsgröße, die folgendermaßen definiert ist:

0A.R. =

10
log / · Φ

0 A. R. = Alterungsgröße von /_r oder <·.
1 = Tage der Alterung,
Φ = Wert von f_r oder >■■ am ersten Tag nach der

Polung,
ΛΦ = Änderunesbetrau von f. oder _f.

	.V	y	2
/	0,30 0,30 0.05	0,05 0,40 0,65	0,65 0,30 0,30
J
K

Die Tabellen 1, 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 / 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 Fig.! und 4 eingetragen, _n,₍₍,, _XTU .„ , _n, ._. „ ,,. .

wogegen die bekannten Zusammensetzungen der .o Pb(Sb_{1 ;2}Nb_1/2)O_r oder Pb(Sb₁₂Ta₁₂)O₃-Anleil

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

k_r der Keramikstoffe nach der Erfindung weit über dem gegenüber den Werten bekannter Bleititanat-Zirko-

Größtwcrt k_r 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(Sb_1/2Nb₁₂)O₃- oder Pb(Sb₁ ₁₂ Ta_{1 2})O,-Anteil
/c_r-Wertes durch die Erfindung. Dieses ist auch aus den

Fig. 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 k_r-Werte nach der Erfindung Tür 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(Sb_1/2Nb_1/2)O₃ (F i g. 2) oder

Pb(Sb,_/2Ta_1/2)O₃(Fig. 5)

einem wechselnden Anteil y von PbTiO₃ und einem Restanteil von PbZrO₃ angeben; dagegen gibt die dünn eingezeichnete Kurve, die die Kreuze für die bekannten Bleititanat-Zirkonal-Keramika verbindet, die k_r-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

[Pb(Sb_{1 2}Nb_1/2)O₃]_x[PbTiO₃],[PbZrO₃]₌
oder

[Pb(Sb₁₁₂Ta₁Z₂)O₃J_x[PbTiO₃]JiPbZrO₃J₁

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 F i g. 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 PbZrO,-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 PbZrO,-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(Sb₁₀Nb₁₇₂)O₃- oder Pb(Sb₁ ^Ta_{1 ;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 (Bereu K« in den Figuren). Die Phasengrenzfläche ist .uv „ils mit einer dicken Linie eingezeichnet. Im allgemeinen ist der (!,-Wert der Zusammensetzungen in der Nähe der Phasengrenzfläche erheblich groß, woeeeen der

2_m-Wert für Zusammensetzungen im Abstand von dieser Grenzlinie groß ist..

Die F i g. 7 und 8 geben jeweils in Einzelheiten die Konzentralionsdreiecke 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 ι ο 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(Sb,_/2Nb_1/2)O₃, Pb(Sb_{1 /2}Ta,_/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 Bloititanat-Zirkonat-Keramika bekannt ist. Im Rahmen der Erfindung können solche Zusatzstoffe Verwendung finden.

	fylolvcrhältnisse der Z
Nr.	Pb(Sb₁,₂Nb,_/2)O,
	X
1	0,10
2	0,05
3	0.01
4	0,05
5	0,01
6*)	0,05
7	0,10
8	0,20
9	0.02
10	0.05
11*)	0.10
12	0.10
13	0.05
14	0,05
15	0.10
16	0.30
17	0,05
18	0,20
19	0,01
20	0,05
	Herstellung der cntsprc






















♦) Bei der
acnutzt.

	setzung	Tabelle 1	Ο	345	tan Λ	Curie-	/, A. R.	*i
usammer				430		Tem		ί A. R.
	PbZrO.,	K		500	(%>	peratur	18
PbTiO₃			Ι 80	660	4,7	(⁰C)	146	7
y	0,20	(%)	245	1680	1,9		58	42
0,70	0,30	7	180	1610	2,8		138	18
0,65	0,38	27	120	1030	2,2		348	81
0,61	0,40	25	90	400	2,6		365	84
0,55	0,51	41	100	1760	2,4		223	92
0,48	0,47	72	150	1310	2,3		72	58
0,48	0,42	57	280	1245	2,5		548	20
0,48	0.32	34	85	1310	2,6		499	198
0,48	0,51	13	85	760	3,0	370	304	173
0,47	0,495	81	125	580	2,5	340	423	98
0,455	0,45	67	110	655	2,9		320	137
0,45	0,47	39	115	530	3,7		182	112
0,43	0,55	46	130	460	3,7		218	73
0,40	0,65	52	215	330	3,6		22	84
0,30	0,60	39	170	290	3,5		117	8
0.30	0,40	33	300	390	3,7	275	18	39
0.30	0,75	8	320		2,8 .		24	7
0,20	0,60	28	500		4,3		42	9
0,20	0,90	6	360	4,2			13
0,09	0,90	15
0,05	13

Proben ist als AusgangsstolT Bieitetroxid (Pb₃O₄) an Stelle von Bleimonoxid

Tabelle

	Molverhältnisse der	Zusammensetzung	PbZrO₃	K	235	f	tan b	Curie-	/,A.R.	f A.R.
			Z		210			Tem
Nr.	Pb(Sb₁^₂Ta ,^)Q₃	PbTiO₃	0,30	(%)	120		(%)	peratur	146	38
	X	y	0,44	27	225	435	2,1	(°C)	22	7
1	0,05	0,65	0,40	14	' 110	490	2,5		206	72
2	0,01	0,55	0,30	42		670	2,4		48	13
3	0,05	0,55	0,51	12	330	¹ .2,9		345	114
4	0,20	0,50		63	1390	3,5
5	0.01	0,48

Fortsetzung

10

	Molverhaltnisse der	Zusammensetzung	PbZrO₃	K	Q,„	¹
Nr.	Pb(Sb„₂Ta „₂)O₃	PbTiO₃	. ζ	(%)
	X	y	0,47	54	105	1550
6*)	0,05	0,48	0,42	28	150	845
7	0,10	0,48	0,51	69	100	1410
8	0,02	0,47	0,495 .	61	90	1210
9	0,05	0,455	0,45	32	95	960
10*)	0,10	0,45	0,47	43	120	1180
11	0,10	0,43	0.55	48	115	845
12	0,05	0,40	0.40	20	140	640
13	0,20	0,40	0,30	8	270	190
14	0,30	0,40	0,65	37	140	690
15	0,05	0,30	0,60	26	220	650
16	0,10	0,30	0,40	12	235	380
17	0,30	0,30	0,75	26	280	505
18	0,05	0,20	0,60	12	160	410
19	0,20	0,20	0,80	14	420	495
20	0,10	0,10	0,60	6	670	300
21	0,30	0,10	0,90	11	410	270
22	0,01	0,09	0,90	10	290	405
23	0,05	0,05	0,80	8	400	475
24	0,15	0.05	0,65	4	420	260
25	0,30	0,05

	Curie-	fr A. R	kl
tan ■)	Tem		ι A. R.
	peratur	302
<%>	("C)	106	120
2,8		397	28
2,5		372	122
2,7		215	154
3,1	320	325	56
3,4		276	92
3,0	295	84	88
4,0		35	29
2,5	260	167	12
3,3		135	42
4,0		43	36
4,0		115	16
3,1		39	37
4,1		43	14
3,6		17	15
3,8		22	5
2,7		20	6
4,6		21	8
4,4		9	7
3,5			4
2,9

*) Bei der Herstellung der entsprechend gekennzeichneten Proben ist als AusgangsstolT Bleitetroxid (Pb₃O₄) an Stelle von Bleimonoxid nutzt.

Tabelle

Molverhältnisse der Zusammensetzung PbTiO₃ PbZrO₃

1	0,70
2	0,60
3	0.55
4	0.48
ς	0.45
6	0.40
7	0,30
8	0.20
9	0,10

0,30 0.40 0,45 0.52 0,55 0.60 0.70 0.80 0,90

Für die Proben 1 und 2 war eine Abschätzung der piezoelektrischen Kenngrößen nicht möglich.

Qm	f
	340
	300
30	350
250	1060
290	640
320	460
380	380
470	350
580	280

tan Λ	*ϊ	*i
5.7	f, Λ. R.	/ Λ. R.
2,4		_
1.3	—	—
1.6	3	0,2
3.0	65	9
3,1	57	8
3,3	30	5
3,3	19	3
3,4	9	1
5	0.3

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Piezoelektrischer Keramikstoff im wesentlichen in Form einer festen Lösung des

- Pb(Sb₁₇₂Z₁₇₂)O₃-PbTiO₃-PbZrO₃-Dreistoffsystems

wobei Z eines der Elemente Nb oder Ta darstellt

2. Keramikstoff nach Anspruch 1 mit der Summenformel

[Pb(Sb_1/2Nb_1/2)O₃]_JC[PbTiO₃]_y[PbZrO₃]₂

wobei die Molverhältnisse x, y, ζ der Nebenbedingung

χ + y + ζ = 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