DE1802768C - Piezoelektrischer Keramikstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf piezoelektrische Keramikstoffe, die für bestimmte Anwendungsgebiete hervorragende Eigenschaften aufweisen.

Eines der typischen Anwendungsgebiete für piezoelektrische Stoffe ist die Herstellung von Wandlern für das Senden und Empfangen von Ultraschallwellen. In diesem Falle stellt der elektromechanische Kopplungsfaktor die wichtigste Größe zur praktischen Beueriung der zu verwendenden piezoelektrischen Stoffe dar. Der elektromechanische Kopplungsfaktor ist ein Maß für den Wirkungsgrad der Umwandlung elektrischer Schwingungen in mechanische Schwingungen und umgekehrt; ein größerer Wert des elektromechanischen K opplungsfaktors entspricht einem besseren Umwandlungswirkungsgrad, was bei piezoelek-Irischen Stoffen für Wandler erwünscht ist. Piezoelektrische Stoffe besitzen weitere Kenngrößen, z. B. den dielektrischen Verlust, die Dielektrizitätskonstante und den mechanischen Gütewert, die zu ihrer Bewertung herangezogen werden. Piezoelektrische Stoffe für Wandler sollen einen möglichst kleinen dielektrischen Verlust und je nach der elektrischen Belastung einen großen oder einen kleinen Wert der Dielektrizitätskonstante haber Der mechanische Gütewert, der das reziproke Maß für die in dem Stoff während der Energieumwandlung verbrauchte Energie darstellt, ist in diesem Falle nicht so bedeutsam.

Die genannten Zusammenhänge sind z. B. in folgenden Arbeiten beschrieben: D. B e r 1 i η c ο u r t u. a., »Transducer Properties of Lead Titanate Zirconate Ceramics«, in Ire Transactions on Ultrasonic Engineering. Februar 1960, S. 1 bis 6, und R. C. V. M a c a r i o, »Design Data for Band-Pass Ladder Filters Employing Ceramic Resonators«, Electronic Engineering, Bd. 33, Nr. 3 II¹M 6). S. 171 his 177. Es hai sich oft gezeigt, dalt herkömmliche piezoelektrische Keramikstoffe, /. U Bariiimtitanat ('.JaTiO,) und Blei-Ti'.anai-Zirkui,.,; Ph(Ti · Zr)O₁, einen kleinen clekiromt.;haniseL·:, Kopplungsfaktor haben und Tür eine praktisch.·.· Anwendung ungeeignet sind. Verbesserungen ü. r Kenngrößen sind nur durch Einbau verschieden·:! Zusatzstoffe vorueno.nmen worden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrund·.-, einen piezoelektrischen Keramikstoff zu schaffen, d..-einen großen elektromechanischen Kopplungsfakh. aufweist.

Dieser neue Stoff soll für spezielle Anwendungsläüe wie die Herstellung von Wandlern für Ultraschall sender und -empfänger besonders geeignet sein.

Der piezoelektrische Keramikstoff nach der Erfindung besteht im wesentlichen aus einer festen Lösung des quaternären

gW₂₁U)j₃

Pb7rO,-Systems

in ihm sind bis zu 25 Alomprozent Blei durch mindestens ein Element aus der Gruppe Barium, Strontium und Kalzium ersetzbar bzw. ersetzt.

Dieser Stoff enthält Blei (Pb) als zweiwertiges metallisches Element, Titan (Ti) und Zirkon (Zr) als vierwertige metallische Elemente und auch Silber (Ag) und Wismut (Bi) in solchen Anteilen, daß er, als ganzes, als einem zweiwertigen metallischen Element äquivalent angesehen werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung ist der oben gekennzeichnete piezoelektrische Keramikstoff im wesentlichen nach der Formel

[(Ag, ,Bi_{1 2})TiO,J,t(Ag, ,Bi₁ ,1ZrO₁I₁JPbTiO₁J₁[PbZrO₁

in der /. u. ν und η die Molverhältnisse angeben und 40 Die ausgezeichneten piezoelektrischen Eigenschaften

der Bedingung des nach der Erfindung zusammengesetzten Keramik

stoffes gehen aus der nachfolgenden, genaueren Bc-

/ + u + ι ι- η- - 1.00 Schreibung von bevorzugten Ausfühiungsbeispielen

Tür einen Keramikstoff nach der Erfindung hervor, die

genügen, zusammengesetzt, und seine spezifischen 4s durch die Zeichnungen unterstützt wird.

Koordinaten liegen in einem Diagramm mit den F 1 g I ist ein Zusammensetzungsdiagramm, das der

Koordinaten

-tu f ι) κ In y

,t ■- t U +· 11) - ι- (1 t-

die also das Verhältnis son (Ag,.₂Hi, ₂i /u (Ay₁ ,Hi_|yJ) > Pb bzw. von Ti /u Ii > Zr darstellen, innerhalb eines Vieleckes

wirksamen Gesamtbereich von Zusammensetzungen für den Keramikstoff nach der Erfindung und der Bereich der besonderen Zusammensetzungen nacr den Beispielen zeigt;

F 1 g. 2 ist ein Diagramm, das den elcktromecha nischcn Koppelungsfaktor ties üblichen Blci-Titanat Z.irkonal-Keramikstcffes und des Keramikstoffes nael der Erfindung als Funktion von /f zeigt;

ss F i g. 3 ist ein Phasendiagramni von Zusammenset zungeii für einen Keramikstoff nach der Erfinduiu

mit den 'λ kpiinktskiMuilm.iten

I	O	.01	n.\<i
Il	O	JH	O.Ill
(	(I	J)S	(1.05
I)	O	.11)	(U)S
I	Il	..1O	0.3(1
I	I)		0.4K
U .	Ii	.10	0.7(1
Il	I)	Ils	η 7ii

B e i s ρ i e 1 c

Soweit es iiR-lii ,inders angegeben ist. dienten a Ausgangsmate lallen für den Ketaniiksloff nach dt Erfindung gepulvertes Silberoxyd (Ag₂O). \\ismulse i|iiioxyd (Bi₂O₁I. Dleimonoxyd (PbO). Tilandimy (TiO₂) und Ziikondioxyd (ZrO₂). Diese gepulverte Materialien winder so eingewogen, daß die dann hervorgehenden Stoffproben die in der Tabelle I au geführlen Zusammensetzungen haben. Weilerh

wurde Bleimonoxydpulver, Titandioxydpulver und Zirkondioxydpulver so eingewogen, daß sich übliche Blei-Tiian-Zirkon-KeramikstofTe von Zusammensetzungen ergaben, die aus der Tabelle 2 hervorgehen.

Die Pulver wurden in einer Kugelmühle mit destilliertem Wasser gemischt. Die Pulvermisehung wurde gefiltert, getrocknet, zermahlen, dann 1 Stunde lang bei 900 C vurgesintert und schließlich erneut zermahlen. Daraufhin wurden die Mischungen unter Zusatz einer kleinen Menge destillierten Wassers bei einem Druck von 700 kg/cm² zu Scheiben von 20 mm Durchmesser gepreßt und 1 Stunde lang bei Temperaturen von 1,250 bis 1,300⁰C in einer Atmosphäre von tfleioxyd (PbO) gesintert.

Die so entstandenen Keramikscheiben wurden beid- *eitig auf eine Dicke von 1 mm abgeschliffen, an beiden Oberflächen mit Silberelektrodep versehen und darauf durch 1 stündige Polarisationsbehandlung bei 100 C oder bei Zimmertemperatur unier Anlegung eines elektrischen Gleichfeldes von 40 bis 30 Wem piezoelektrisch aktiviert.

Nach einer Standzeit von 24 Stunden wurden der elektromechanische Kopplungsfaktor^,.) PUr den radialen Schwingungsmodus und der mechanische Gütefaktor (Q„,) zur Bestimmung der piezoelektrischen Aktivität gemessen. Die Messung dieser piezoelektrischen Kenngrößen erfolgte in der Ire-Standardschaltung. Der fc_r-Wert wurde auf Grund der Resonanz-Antiresonanz-Frequenzmethode ermittelt. Bei einer Frequenz von 1 KHz wurden auch die Dielektrizitatskonstante (>) und die dielektrischen Verluste (tan <)) gemessen.

Die Tabellen 1 und 2 zeigen typische Meßresultate. Pie Proben sind in den Tabellen nach abfallenden Werten für (i geordnet. In einigen Fällen ist die Curietemperatur angegeben, die durch Messung des Temperaturganges der Dielektrizitätskonstanten (>) bestimmt wurde. Die neuen Zusammensetzungen nach Tabelle I sind in der F i g. 1 durch Punkte markiert, die üblichen Zusammensetzungen nach Tabelle 2 durch Kreuze.

Ein Vergleich der Meßwerte für die Proben 5 und 6 der Tabelle 1 mit denen für die Probe 4 nach Tabelle 2 zeigt, daß die größten k,-Werte der neuen Keramikstoffe nach dieser Erfindung weit über dem maximalen /«,-Werte für die üblichen Blei-Titan-Zirkon-Keramikstoffe liegen, die bisher als die besten piezoelektrischen Keramikstoffe angesehen wurden. Auch ein Vergleich der Meßwerte für die Proben der Tabelle I mit denjenigen für die Proben der Tabelle 2. insbesondere zwischen derr, neuen und den bekannten Kcramikstoffen. bei denen die /(-Werte gleich oder doch einander ähnlich «lind, zeigt, daß die Kcramikstoffc nach der Erfindung eine erhebliche Verbesserung des fc_r-Wcrtcs aufweisen. Dies ist noch deutlicher aus F i g. 2 erkennbar, wo die dick ausgezogene Kurve die v", A_p-Wertc der Kcramikstoffc nach der F.rfindung mit einem festen α-Wert von 0,05 in Abhängigkeit von dem /I-Wert angibt, wohingegen die dünn ausgezogene Kurve die /c_r-Werte bekannter Blci-Titanat-Zirkonat-Keramiksi'iffc in Abhängigkeit von den /(-Werten dar- f>o stellt.

Die Erfindung liefert somit hervorragend brauchbare piezoelektrische Kcramikstoffe mit hoher piezoelektrischer Aktivität. Nach der Erfindung ist die hohe piezoelektrische Aktivität vorhanden, wenn die Zu- ^f>s sainmensctzungen innerhalb des durch die Punkte Ί. H, C. D, E, F, G, // markierten vicleckigcn Flächenhcreiches der F i g. 1 liegen.

Die genannten Eckpunkte des Vielecks haben folgende Wertepaare für n und /I:

,1	. . . 0.01	0,55
B	. . . 0,01	0,10
C	. . . 0,05	0,05
D	... 0,10	0,05
E	.. . 0,20	0,30
F	. . . 0,20	0,48
G	α in ... U, IVJ	0,70
H-	... 0,05	0,70

Wenn u kleiner ist, als es dem angegebenen Bereich entspricht, so sind die piezoelektrischen Eigenschaften der erhaltenen Keramikstoffe weniger ausgeprägt oder nur nahezu gleich den>nigen von üblichen Blei-Titan-Zirkon-KeramikstofTen. Ist « größer als es dem bezeichneten Bereich entspricht, dann ist die Ausführung der Sinterung schwierig, und die piezoelektrische Aktivität der Keramikstoffe wird so gestört, daß die praktische Ausnutzung nahezu unmöglich ist. Liegt der /i-Wert nicht innerhalb des genannten Bereiches, so ergeben sich Keramikstoffe, die eine erheblich niedrigere piezoelektrische Aktivität besitzen.

Somit müssen die Zusammensetzungen der Keramikstoffe nach der Erfindung, wenn sie für eine praktische Verwendung brauchbar sein sollen, in den Flächenbereich A, B, C, D, E, F, G, H nach F i g. 1 fallen. Keramikstoffe dieser Zusammensetzungen haben hervorragende piezoelektrische Eigenschaften und eine hohe Curietemperatur (vgl. Tabelle I), so daß d^;c piezoelektrische Aktivität auch bei erhöhter Temperatur nicht verlorengehl.

Das quaternäre System

(Ag,_/2Bi_1/2)TiO₃— (Ag„₂Bi_1/2)

ZrO₃-PbTiO,-PbZrO₃

nach der Erfindung liegt in Form einer festen Lösung in größeren Bestandteilen vor. Solch eine feste Lösung hat eine perowskitartige Kristallstruktur. F i g. 3 zeigt die kristallinen Phasen der Zusammensetzungen der Keramikstoffe. die innerhalb der Fläche A-B-C-D-E- F-G-H der F i g. I liegen. Die Bestimmung der Phasen erfolgt bti Zimmertemperatur durch die Röntgenstrahl-Pulvertechnik. Diese Zusammensetzungen haben eine perowskitartige Kristallstruktur und gehören entweder zur tetragonalen Phase (in F i g. 3 mit T bczeichnet) oder zur rhombocdrischen Phase (mit R be zeichnet). Die morphotropische Phasengrenze ist ir der F i g. 3 durch eine dicke Linie eingetragen. Dei Wert für k_r ist in der Nachbarschaft dieser Phasen grt.ize im allgemeinen sehr g^roß.

Es ist klar, daß die zur Herstellung von Keramik stoffen nach der Erfindung zu benutzenden Ausgangs materialien nicht auf diejenigen begrenzt sind, die bc den oben besprochenen Beispielen verwendet sine Im einzelnen sei gesagt, daß diejenigen Oxyde a Stelle von Ausgangsmatcri.Mien nach den obigen Be spielen verwendet werden können, die bei erhöhte Temperatur leicht zerfallen und die erforderlichen Zt sammcnsctzungcn bilden, wie dies in den Beispielen I und 15 für PbO durch Pb₃O₄ belegt ist. Auch Salze w Oxalate oder Karbonate, die bei erhöhter Temperati leicht in ihre Oxyde zerfallen, können an Stelle der b den Beispielen benutzen Oxyde verwendet werde Auch Hydroxyde gleichen Charakters können ; Stelle der Oxyde verwendet werden. Man kai

lic/.oclckirische KcramikstolTc mil gleichen Eigcnichaften wie in den genannten Beispielen auch erhalten, ndem man im voraus

(Ag,_/2Bi_1/2mO₃. (Ag_U2Bi_1/2)ZrO,.

PbTiO., und PbZrO,

pulverisiert getrennt bereitstellt und diese Pulverproben als ansthließend zu mischende Ausgangsmatcrialien benutzt.

Das Beispiel 8 der Tabelle 1 zeigt, daß die gute piezoelektrische Aktivität dieser Zusammensetzung erhalten bleibt, wenn ein Teil des Bleies durch Strontium ersetzt worden ist. Im allgemeinen geht die piezoelektrische Aktivität der Zusammensetzungen, in denen Bleititanat oder -zirkonat enthalten ist, auch dann nicht verloren, wenn bis zu 25 Atomprozent Blei der Zusammensetzung durch mindestens ein Element aus der Reihe Barium. Strontium und Kalzium ersetzt wird. Dies geht aus einer Anzahl von Untersuchungen hervor, von denen bcispielshalber in der USA.-Patentschrift 2 906 710 berichtet wird. Die erwähnte Substitution ist also auch bei Keramikzusammensetzungen nach der Erfindung zulässig. Das handelsübliche Zirkondioxyd (ZrO₂) enthält für gewöhnlich einige Prozent Hafniumdioxyd (HfO₂). Genauso können auch die Keramikzusammensetzungen nach diesel Erfindung kleine Beimengungen solcher Oxyde oder Elemente enthalten, wie sie in handelsüblichen Substanzen vorkommen. Außerdem kann das Hinzufügen einer geringen Menge irgendeiner zusätzlichen Agenzie zu den Keramikzusammensetzungen nach der Erfindung die piezoelektrischen Eigenschaften weiterhin verbessern, wie dies für die üblichen Blei-Titanat-Zirkonat-Keramikstoffe bekannt ist. Die Keramikzusammensetzungen nach der Erfindung können also derartige Zusätze enthalten.

Abschließend soll noch ein Vergleich zwischen dem piezoelektrischen Keramikstoff gemäß der Erfindung und den eingangs erwähnten, herkömmlichen Keramikstoffen auf der Basis von Blei—Titanat—Zirkonat mit eingebauten Zusatzstoffen gezogen werden, wie sie im »Journal of The American Society«, Bd. 42, Nr. 7 (Juli 1959). in dem Aufsatz von Frank K u 1 c s a r. »Electromechanical Properties of Lead Titanate Zirconate Ceramics Modified with Certain Three- or Five-Valent Additions« auf den Seiten 343 bis 349 angegeben sind.

Die Tabellen I und II auf S. 344 weisen als höchsten Kopplungsfaktor 0.57 oder 57% aus. und zwar für die Stoffprobe B-12.

Der maximale, nur theoretisch zu verstehende Kopplungsfaktor ist 100%. Es ist außerordentlich schwierig, einen Keramikstoff zu schaffen, der einen Kopplungsfaktor oberhalb 60% erreicht. Mit dem Keramikstoff gemäß der Erfindung läßt sich diese Grenze überschreiten. Die Tabelle 1 der vorliegenden Unterlagen zeigt unter Nr. 7 den Kopplungsfaktor 61%. Schon dies ist gegenüber dem Kopplungsfaktor 57% ein beachtlicher Fortschritt.

In der Einleitung wurde indes daraufhingewiesen, daß für die Qualität und Einsatzfähigkeit eines Keramikstoffes außer dem Kopplungsfaktor k_r je nach Anwendungsfall auch andere Größen mitbestimmend sind, so vor allem die Dielektrizitätskonstante;. Zwei Anwendungsfälle sollen näher untersucht werden.

Bei mechanischen Filtern ist es wichtig, den Scheinwiderstand R₁₁ klein zu halten, für den die Beziehung

R_n * 2.-7 W L_n,

mil H als der Bandbreite des Filters und /.,„ als der Induktanz des piezoelektrischen Materials gilt. Da H durch die dem Filter zugewiesene Aufgabe bestimmt ist. muß man. um R₀ herabzusetzen, die Induktanz L_n, vermindern.

ίο Aus den Gleichungen (1), (2) und (4) der eingangs erwähnten Arbeil von R. C. V. M a c a r i ο in Electronic Engineering. Bd. 33. Nr. 3 (1961). S. 171 bis 177. läßt sich die Beziehung

L_n

kl·

ableiten. Es kommt als auf kleine Werte des Bruches auf der rechten Seite dieser Beziehung an.

In der Tabelle 3 sind charakteristische Werte für k_r, 1 und den eben erwähnten Ausdruck für Zusammensetzung nach der Erfindung und nach dem Stande der Technik angegeben, nämlich für die Probe Nr. 7 (Tabelle I) gemäß der Erfindung und für die Proben A-IO und B-12 gemäß dem Aufsatz von F. K u I c s a r. Tabellen I und It.

(I ic ²N
pyM liegt bei der Zusammensetzung gemäß der Erfindung um rund 30% niedriger. also günstiger als bei den bekannten Zusammensetzungen.

Für den Einsatz als Wandler für mechanische Filter, besonders für Breitbandwellenfilter, soll piezoelektrisches Keramikmaterialeinen hohen Kopplungsfaktor k_r mit hoher piezoelektrischer Stabilität S vereinen, damit sich eine hohe Stabilität

S₀ = K² · s/V

des Wandlers mit seinem elektromechanischen Kopplungsfaktor Jc₀ ergibt.

Die Kennwerte der zeitlichen Stabilität für al·: Resonanzfrequenz /_r und die Dielektrizitätskonstante 1 seien mit k² _r ■ f-J-Λ bzw. fc*/-!^bezeichne'.

\^Af.J \A_tJ

wobei die Konstanzkennzeichen und 1 für S

wobei die Konstanzkennzeichen

und -1 für S

stehen.

Zur Ermittlung der in der Tabelle 4 für die 7 ssammensetzungen Nr. 6, 7 und 8 der Tabelle 1 η.·.-..h der Erfindung angegebenen Stabilitätskennwerte wurden zunächst die Werte der Resonanzfrequenz /_r urit: der Dielektrizitätskonstanten _f der Proben wiederhol! nach verschiedener Zahl von seit der Polarisic uns. vergangenen Tagen, und zwar, genauer gesagt. .:

den Tagen mit 2" (n = 0, 1. 2 ...) bis etwa z>:n 150. Tag gemessen. Dann wurde unter der Annahr ; daß das Alterungsverhalten von /_r und / durch ti.; Allerungsverhaltensausdruck

Φι~Φ\ {

——. = A log —

gegeben ist, eine Proportionalitätskonstante A_lt un· (■■5 A₁ ermittelt. In obigem Ausdruck bedeute!

'M d.n 1 Tag nach der Polarisierung gemessene Wert von /_r oder 1.

ίί ilen f'lagc nach dei Polansienmg gemessenen Wen von \, edel' ,■.

ι, den /eilablauf von I lau naeh der l'olarisiei unu. ( den /eilablauf in lagen naeh der Polarisieruni!

und s

A die Proportionalitätskonst.mle für /_r odei■/.

Die /eitkonstanz für \, und ι wurde als der Kehr-• erl der l'roportinnalilälsknnstiintcn Aj, uncl l_r be-•liiTimt und entsprechend berechnet.

Der erwähnte Aufsat/: von F. K u I e s a r enthüll traten über die zeitliche Veränderung von k_r. > (dort Iriil K bezeichnet) und /_r für nur vier Zusammensetzungen, und zwar in Gestalt der Diagramme der fig. 9. 10 auf S. 347. ^ is

Aus diesen Daten wurden die Kennwerte für die f.eitliehc Stabilität der vier aus diesem Aufsatz bekannten Zusammensetzungen ermittelt, obwohl eine |enaue Rechnung wegen der nur grob ersichtlichen Daten nicht möglich war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 wiedergegeben A[A_lr. A,) wurde dabei zu

IΦ

4	0.20	0.30	7
5*	0.05	0.20	21
fl	0.01	0.10	16
7	0.10	0.10	18
8	0.05	0.05	Il
i)	0.10	0.05	8

120 j	270	2.0
37 !	290	2.6
480 j	250	4.1
260 j	330	I.S
290	ISO	4.9
190 ι	160	2.S

('line-

t i-lll pe -

r.Hiir

Anmerkunu: I'iir die Herstellung der Proben, deren Niininie mil einem einfachen Stern (*l versehen sind, wurde an Sielle ν Ph₁O₄ als einer der Ausgangsstoffe PhO verwende!.

Hei der Herstellung der Probe, deren Nummer mi! einem Doppi stern (**) versehen ist. wurde Stroiitiumkarbonal (Sri'(),|. hemess' auf der Basis vein Slroniiummonoxul ISrO). da/u heinil/l. 5 Atm pro/enl Blei IPb) durch Slronditmi ISrI πι ersetzen

definiert (mit l'/> als maximaler Abweichung von /_r odr^r ■ '.!¹Ui f,„.,_t !¹Is seit der Polarisicrung maximal verstrichener Zeit in Tagen), weil in den F i g. 9 und 10 des Aufsatzes das Maß der zeitlichen Änderung nicht zum Logarithmus der vergangenen Zeit in Beziehung gesetzt ist.

Ein Vergleich zwischen den Tabellen 4 und 5 zeigt.

daß die Werte k; ■ ( J der Zusammensetzung nach der Erfindung etwa zweimal so groß oder noch größer ^s sind als diejenigen der bekannten Stoffe und daß die Werte k;( . ) dreimal so groß oder noch größer

sind. Somit weisen die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung erheblich verbesserte Kennwerte der Zeitkonstanz für die Resonanzfrequenz und die Dielektrizitätskonstante auf und eignen sich mithin hervorragend als Materialien für die Wandler von mechanischen Wcllenfiltem. ganz besonders von Breitbandfiltern. Tabelle I

	/usaninien-	ung	Tabelle	2	Q...	340	ι,ι η λ
	SClZ Ί	0.70				300	5.7
r.	0.00	0.60	l"'il		350	2.4
I	0.00	0.55		30	1060	1.3
-»	O.W	0.48		250	(40	1.6
3	0.00	0.45	8	290	460	3.0
4	0.00	0.40	42	320	380	3.1
	0.00	0.30	38	380	350	3.3
6	0.00	0.20	30	470	280	3.?
7	0.00	0.10	24	580
S	0.00	15
9	IO

Anmerkung: Bei den Proben I und 2 war eine piezoelektrischen Aktivität nicht möglich

8**

	Ι-,	-
Zusammen	( ο!
setzung
ι

I	0.05	.	-	260
0.10	0.70	11	SW
0.01	0.70	15	90
0.05	0.55	21	130
0.01	0.55	42	IW
0.02	0.48	44	80
0.05	0.48	59	105
0.05	0.48	61	120
0.10	0.48	58	140
0.20	0.48	42	170
0.05	0.48	14	120
0.05	0.40	47	310'
0.10	0.30	33	280
0.30	"'.4

310

280

420

440

HlO

1180

1580

16W

1120

620

410

360

330

tan .1 (⁰Ol

2.1 1.2 2.9

2.1 2.1 2.3 2.4 2.1 2.5 2.3 2.5 1■>

Curie-Tempe ratur

I Cl

385

350 Erfindung
Stand derf

Tabelle 3

Zusammensetzung Nr. k

7 (Tabelle 1
A-K) (Tabelle Il

j0.61 0.51 Technik 1| B-12 (Tabelle II) 0.57

-- - -I 1580 1792 1377

60

	Tabelle 4
Zusammensetzung N'r gemäß Erfindung (Tabelle 11	^2 (1 A1.)
_
6	435
7	536
S	.1»!

Il - Ic,) Ic,

1.066- IC! 1.585 - IC 1.506- IC

97 124 112

Claims (2)

Nr η.null Sl.md(InK-JinikITaMleu I und lhA-4Λ-7B-7B-I? Tabelle I, ι H? 14? IKO .100 802 768 25 25 40 20 I'atcn t;inspriichc:

1. Piezoelektrischer Keramik si »ff. der im wesentlichen aus einer festen Lösung des qualernären

(Λμ,,,Βί.,.,ΠΊΟ,-ιΛρ,ρΒί,/^/.ΓΟ,-Pb Γι0,-PbZrO₁-SyStCPiS

besteht und in dem bis zu 25 Atomprozent Blei durch mindestens ein Element aus der Gruppe Bariur.i. Strontium und Kalzium ersetzbar bzw. ersetzt ist.

2. Piezoelektrischer Keramikstoff nach Anspruch I. der im wesentlichen nach der Forme!

[(Ag₁ ,Bi₁ ,1TiO₁J₁[IAt!, ,Bi₁ ,)Z.rO₍]„[PnTiO, [, [PbZrO,],,

in der f, it. r und iv die Molverhältnisse angeben stellen, innerhalb eines Vielecks A-B-C-Ii-E-F-G-H

und der Bedingung f + ti + r f tv = I.(X) ge- 20 mit den Eckpunktskoordinaten

nügen. zusammengesetzt ist und dessen spezifische ,

Koordinaten in einem Diagramm mit den Koordi- „ ..',.. ".'

ruiten

C 0.0? 0.05

,< = /(/ 4 /I -= ι, (n + η) D 0.10 0.05

und ^2:i E 0.20 0.30

,( = ;(/ + κ) = r'Ir + ul F 0.20 0.48

G 0.10 0.70

die also das Verhältnis von (Ag₁^Bi,,,) zu ^{ll ()}'^{(b a7()}

(Ag₁Z₂Bi₁,,) f Pb bzw. von Ti zu Ti + Zr dar- io liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen