DE1928595B2 - Polarisierbare ferroelektrische keramik mit gesteigerten elektromechanischen kopplungskoeffizienten und erhoehten dielektrizitaetskonstanten - Google Patents

Polarisierbare ferroelektrische keramik mit gesteigerten elektromechanischen kopplungskoeffizienten und erhoehten dielektrizitaetskonstanten

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Description

Die Erfindung betrifft eine polarisierbare ferroelektrische Keramik, deren Zusammensetzung im wesentlichen der Formel
XPb(W0-5 · Ni0-5)O3 — ^PbTiO3 — 2PbMO3
entspricht, worin M Zr und/oder Sn bedeutet und χ = 0,02 bis 0,45, y = 0,15 bis 0,75,2 = 0,05 bis 0,75 und χ + y + ζ = 1 ist. Derartige Verbindungen sind insbesondere zur Verwendung in hochkapazitiyen Tonköpfen zur Tonwiedergabe und als Ultraschallwandler geeignet.
Deshalb betrifft die Erfindung insbesondere eine neuartige ferroelektrische Keramik, die elektrostatisch polarisierbar ist und im polarisierten Zustand elektromechanische Wandlereigenschaften aufweist, welche denen des bekannten Piezo-Effektes gleichkommen. Als Folge dieser Eigenschaften sind Werkstoffe von der Art, die die vorliegende Erfindung betrifft, unter der Bezeichnung »Piezoelektrische Keramikerzeugnisse« bekanntgeworden und werden auch im folgenden so bezeichnet werden.
Obgleich sich die Erfindung hauptsächlich mit dem polarisierten Enderzeugnis sowie mit den Erzeugnissen beschäftigt, die aus denselben hergestellt sind, soll sie auch die Zwischenprodukte, wie die nicht umgesetzte physikalische Mischung der Rohmaterialien und das Produkt einer Hitzebehandlung solcher Mischungen umfassen. Demzufolge soll der Ausdruck »Keramik« die betrachteten Verbindungen in allen Fertigungsschritten von den nicht umgesetzten physikaiischen Mischungen bis hin zu den polarisierten Endprodukten, welche die polarisierten Keramikverbindungen darstellen, umfassen und beschreiben.
In der deutschen Patentanmeldung P 16 46 814.7 wurden bereits feste Lösungen mit piezoelektrischen und elektrostriktiven Eigenschaften mit der Formel
XPb(W05 · Ni0-5)O3 — ^PbTiO3 — ZPbMO3
beschrieben, wobei M Zr und/oder Sn bedeutet.
Wenn ein piezoelektrisches Element einer mechanischen Spannung ausgesetzt wird, so entsteht im Element eine elektrische Ladung, deren Menge pro Einheitsspannung dem elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr und der Wurzel der Dielektrizitätskonstanten proportional ist. Die in der Patentanmeldung P 16 46 814.7 beschriebenen festen Lösungen weisen bei einem hohen mechanischen Kopplungskoeffizienten Kr eine nur entsprechend kleinere Dielektrizitätskonstante t auf, während die Produkte mit hoher Dielektrizitätskonstante e eine Abnahme des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr zur Folge haben und damit nur eine geringere Ladungsmenge pro Einheitsspannung erzeugen. Die festen Lösungen gemäß der älteren Erfindung ließen sich daher nicht als Tonabnehmerelemente für die Schallplattenwiedergabe oder als keramische Mikrophonelemente verwenden. Bei solchen und ähnlichen Verwendungen kommt es darauf an, daß bei der Einwirkung auch kleinster mechanischer Spannungen mögliehst große Ladungsmengen erzeugt werden. Umgekehrt kommt es bei der Verwendung der Elemente beispielsweise in Unterwasser-Ultraschallgeneratoren und · -empfängerelementen oder Ultraschallmikrophonen darauf an, daß durch ein schwaches elektrisches Feld 6S ein möglichst großer Spannungsbetrag erzeugt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine polarisierbare ferroelektrische Keramik mit gegenüber älteren Vorschlägen gesteigerten elektromechanischen Kopplungskoeffizienten und erhöhter Dielektrizitätskonstante, insbesondere zur Verwendung in hochkapazitiven Tonköpfen zur Tonwiedergabe, zur Verwendung in keramischen Mikrophonen, in Unterwasser-Ultraschallgeneratoren und -empfängern, als Element in Ultraschallmikrophonen u. a. zu schaffen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine polarisierbare ferroelektrische Keramik gelöst, die im wesentlichen aus einem Gemisch nach der Formel
XPb(W0-5 · Nio,5)03 — ^PbTiO3 — 2PbMO3
besteht, worin M Zr und/oder Sn darstellt und χ = 0,02 bis 0,45, y = 0,15 bis 0,75, 2 = 0,05 bis 0,75 und χ + y + 2 = 1 ist und daß die Verbindung zumindest eines der Elemente Bi, Sb, Th und Ce in einer Menge enthält, die zwischen 0,1 und 6,0 Gewichtsprozent an jeweiligem Oxid in der Mischung ausmacht.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Beispielen erläutert.
Beispiel 1
PbO, WO3, NiO, TiO2 und ZrO2 wurden zusammengegeben, um einen keramischen Werkstoff, dessen Zusammensetzung durch die Formel
0,15 Pb(W0-5-Ni0-5)O3-0,435 PbTiO3-0,415 PbZrO3
gegeben ist, zu erhalten. Die so erhaltene und mit Bi2O3 versetzte Mischung wurde zerkleinert und sodann eingeformt. Die erhaltenen Formlinge wurden zwischen 700 und 10000C kalziniert und erneut zerkleinert und eingeformt. Die derart erhaltenen Formlinge wurden zwischen 1000 und 13000C in PbO-Atmosphäre gesintert und zu Scheiben mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Dicke von 0,8 mm geformt. Diese Scheiben wurden an beiden Oberflächen mit Silberelektroden versehen, an die ein elektrisches Gleichfeld von 40 kV/cm angelegt wurde, um die Scheiben aus Keramikverbindung 30 Minuten lang zu polarisieren. Die polarisierten Scheiben wurden 24 Stunden lang in Luft bei Raumtemperatur gelagert. Anschließend wurden der elektromechanische Kopplungskoeffizient Kr und die Dielektrizitätskonstante f gemessen. Wie die in Tafel 1 zusammengestellten Meßergebnisse zeigen, besaßen die mit 1,0 bis 6,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,0 bis 3,0 Gewichtsprozent, Bi2O3 versetzten Proben gegenüber der nicht mit Bi2O3 versetzten Probe einen gesteigerten elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr und eine erhöhte Dielektrizitätskonstante f. Insbesondere betrug der elektromechanische Kopplungskoeffizient Kr der Probe Nr. 5 dabei 0,680 und war damit etwa 30% größer als der der nicht mit Bi2O3 versetzten Probe Nr. 1, während die Dielektrizitätskonstante f der Probe Nr. 5 sogar 3700 betrug und somit mehr als doppelt so groß war wie diejenige der Probe Nr. 1. Der elektromechanische Kopplungskoeffizient Kr wurde aus der folgenden Gleichung l/Kr2 = A · FR/ AF + B berechnet, worin
AF = FA-FR, A = 0,395, B = 0,574
sind.
FA : Eigenfrequenz des Sperrkreises, FR : Resonanzfrequenz.
Tafel 1
Probe
Nr.		 Zugefügtes
Bi2O3
(Gewichtsprozent)		 Elektro-
mechanischer
Kopplungs
koeffizient
Kr 		Dielektrizitäts-
kontante
f
1 O 0,517 1500
2 0,1 0,549 1600
3 0,5 0,586 1900
4 1 0,607 2000
5 2 0,680 3700
6 3 0,613 2400
7 4 0,593 1700
8 6 0,583 1500
Beispiel 2
PbO, WO3, NiO, TiO2, ZrO2 und SnO2 wurden gemischt, um keramische Erzeugnisse basischer Zusammensetzung zu erhalten, wie sie in Tafel 2 zusammengestellt sind. Die so erhaltene Mischung wurde mit zumindest einem der Oxide Bi2O3, Sb2O3, ThO2 und CeO2 versetzt und in der gleichen Weise, wie unter Beispiel 1 erwähnt, behandelt, um polarisierte Scheiben zu erzeugen. Die Ergebnisse der Messungen des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr und der Dielektrizitätskonstante f der Proben sind in Tafel 2 zusammengestellt. Wie Tafel 2 zeigt, wiesen alle Proben der durch die allgemeine Formel
xPb (W0J ·
O3 — ^PbTiO3 — 2PbMO3
gegebenen Basiszusammensetzung, worin M Zr und/ oder Sn darstellt und χ = 0,02 bis 0,45, y = 0,15 bis 0,75, ζ = 0,05 bis 0,75 und χ + y + ζ = 1 betrug und die zudem zumindest eines der Oxide Bi2O3, Sb2O3, ThO2 und CeO2 enthielten, einen gesteigerten elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr sowie eine höhere Dielektrizitätskonstante t auf als diejenigen Proben, die nicht mit den obenerwähnten Oxiden versetzt worden waren.
Insbesondere zeigten diejenigen Proben, bei denen χ zwischen 0,02 und 0,25, y zwischen 0,35 und 0,55, ζ zwischen 0,3 und 0,55 lag und χ + y + ζ = 1 betrug, einen erheblich gesteigerten elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr sowie eine erhöhte Dielektrizitätskonstante f. Dabei wies speziell die Probe Nr. 25 B mit χ = 0,20, y = 0,415 und ζ = 0,385, der 2 Gewichtsprozent Bi2O3 zugesetzt worden war, die Höchstwerte mit Kr = 0,703 und f = 4010 auf.
Tafel 2
Pb(W0,, · Ni015)O3 Basische Zusammensetzungen PbZrO3 PbSnO3 Zugesetzte Oxide Elektro- Dielektrizitäts
Probe (Molprozent) (Molprozent) (Molprozent) mechanischer konstante
Nr. 0,05 PbTiO3 0,30 (Gewichtsprozent) Kopplungs
koeffizient
0,05 (Molprozent) 0,30 — 0 Kr 700
9A 0,05 0,65 . 0,40 — Bi2O3 2 0,294 980
9B 0,05 0,65 0,40 — 0 0,375 950
1OA 0,05 0,55 0,50 — Bi2O3 2 0,428 2050
1OB 0,05 0,55 0,50 — 0 0,539 1700
HA 0,05 0,45 0,60 — Bi2O3 1 0,470 2400
HB 0,05 0,45 0,60 — 0 0,560 470
12A 0,10 0,35 0,15 — Bi2O3 2 0,393 900
12B 0,10 0,35 0,15 — 0 0,480 510
13A 0,10 0,75 0,25 — Bi2O3 1 0,198 710
13B 0,10 0,75 0,25 — 0 0,280 710
14A 0,10 0,65 0,40 — Bi2O3 2 0,294 1250
14B 0,10 0,65 0,40 — 0 0,385 1500
15A 0,10 0,50 . 0,44 — Bi2O3 2 0,503 2020
15B 0,10 0,50 0,44 — 0 0,550 1900
16A 0,10 0,46 0,44 — Bi2O3 2 0,526 2650
16B 0,10 0,46 0,44 — Sb2O3 0,5 0,627 2850
16C 0,10 0,46 0,44 — Sb2O3 1 0,562 2400
16D 0,10 0,46 0,44 — ThO2 2 0,613 2800
16E 0,10 0,46 0,45 — CeO2 2 0,549 2950
16F 0,10 0,46 0,45 — 0 0,574 1800
17A 0,10 0,45 0,50 — CeO2 2 0,549 2860
17B 0,10 0,45 0,50 — 0 0,607 900
18A 0,40 ThO2 1 0,517 1810
18B 0,40 0,570
Fortsetzung
Pb(W0.5 · Nio.5)03 Basische Zusammensetzungen PbZrO3 PbSnO3 Zugesetzte Oxide Elektro- Dielektrizitäts
Probe (Molprozent) (Molprozent) (Molprozent) mechanischer konstante
Nr. 0,10 PbTiO3 0,70 (Gewichtsprozent) Kopplungs
koeffizient
0,10 (Molprozent) 0,70 — 0 Xr 360
19A 0,15 0,20 0,35 — Bi2O3 2 0,280 560
19B 0,15 0,20 0,35 — 0 0,385 1210
2OA 0,15 0,50 0,415 — Sb2O3 3 0,470 1820
2OB 0,15 0,50 0,415 — 0 0,549 1500
1* 0,15 0,435 0,415 — CeO2 2 0,517 3030
IB 0,15 0,435 0,415 — Bi2O3 2 0,621 3700
5* 0,15 0,435 0,415 — /CeO2 1
IBi2Oj 1		 0,680 3200
IC 0,15 0,435 0,415 — [CeO2 1
ISb2O3 1		 0,586 3800
ID 0,15 0,435 0,425 — [Sb2O3 1
IBi2O3 1		 0,610 3300
IE 0,15 0,435 0,425 — 0 0,615 1800
21A 0,15 0,425 0,425 — [CeO2 1
IBi2O3 1		 0,550 3700
21B 0,15 0,425 0,45 — [CeO2 1
ISb2O3 1		 0,600 3900
21C 0,15 0,425 0,45 — 0 0,605 1000
22A 0,20 0,40 0,10 — Bi2O3 1 0,534 1830
22 B 0,20 0,40 0,10 0 0,590 460
23A 0,20 0,70 0,30 — Bi2O3 2 0,180 590
23 B 0,20 0,70 0,30 — 0 0,254 880
24A 0,20 0,50 0,385 — Bi2O3 2 0,340 1820
24 B 0,20 0,50 0,385 — 0 0,520 2400
25A 0,20 0,415 0,60 — Bi2O3 2 0,600 4010
25 B 0,20 0,415 0,60 0 0,703 460
26A 0,40 0,20 0,10 — Bi2O3 2 0,247 710
26 B 0,40 0,20 0,10 — 0 0,294 800
27A 0,40 0,50 0,40 — Bi2O3 2 0,227 930
27 B 0,40 0,50 0,40 — 0 0,310 800
28A 0,30 0,20 — 0,20 Bi2O3 2 0,294 1200
28 B 0,30 0,20 — 0,20 0 0,393 810
29A 0,30 0,50 — 0,40 Bi2O3 2 0,247 950
29 B 0,30 0,50 — 0,40 0 0,330 750
30A~ 0,15 0,30 0,30 0,10 Bi2O3 2 0,314 900
30B 0,15 0,30 0,30 0,10 0 0,425 1800
31A 0,45 Bi2O3 2 0,535 3400
31B 0,45 0,674
Bermerkung: Die in Tafel 1 aufgeführten Proben Nr. 1* und 5* werden wegen des besseren Vergleichs auch in Tafel 2 aufgenommen.
B e i s ρ i e 1 3 ^0
PbO, WO3, NiO, TiO2, ZrO2, SrCO3, CaCO3 und BaCO3 wurden gemischt, um keramische Erzeugnisse basischer Zusammensetzung zu erhalten, wie sie in Tafel 3 zusammengestellt sind. Sie entsprechen der Formel
Pb C(W0,5 -
- Tiy - Zr2] O3
wobei ein Teil des Pb durch zumindest eines der
Elemente Sr, Ca und Ba ersetzt worden ist. Die so erhaltene und mit zumindest einem der Oxide Bi2O3, ThO2, Sb2O3 und CeO2 versetzte Mischung wurde in der gleichen Weise wie unter Beispiel 1 erwähnt, behandelt, um polarisierte Scheiben zu erzeugen. Die Ergebnisse der Messungen des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr und der Dielektrizitätskonstanten f dieser Proben sind in Tafel 3 zusammengestellt.
Tafel 3
Basische Zusammensetzungen Zugesetzte Oxide Elektro- Dielektri
zitäts
konstante
Probe
Nr.		 (Gewichtsprozent) mechanischer
Kopplungs
koeffizient		 C
(Pbo,95—Sib.05) [(W0J-Nio,5)o,lo—Ti046-Zr0144] O3 O Kr 1580
51A desgl. Bi2O3 2 0,501 3740
51B (Pbo.98—Cao.O2) [(W0J-Ni0^)011O-Ti0^6-Zr0/(4] O3 O 0,600 1240
52A desgl. ThO2 1 0,462 2140
52 B (Pbo,95—Bao.15) [(W0J-Ni0J)0110-Ti046-Zr0144] O3 O 0,623 1580
53A desgl. Sb2O3 2 0,494 3570
53 B (Pb0,85~Ba0.10—Sr005)[(W0j—Ni0i5)010—Ti045-Zr045] O3 O 0,606 2310
54A desgl. CeO2 1 0,520 3500
54 B (Pbo.925—Sro.O75) [(W0J-Ni0J)01125-Ti0415-Zr046] O3 O 0,610 2340
55A desgl. Bi2O3*) 2 0,52 6200
55 B (Pbo.95—Sro,O5) [(W0J-Ni0J)01125-Ti0425-Zr045] O3 O 0,625 2150
56A desgl. Bi2O3**) 2 0,50 4800
56 B 0,65
*) Teilweise im Gleichgewicht mit PbO.
*) Im Gleichgewicht mit PbO als PbTa2O6.
Wie Tafel 3 zeigt, besitzen die Proben basischer Zusammensetzung, in denen bis zu 20 Atomprozent des Pb durch zumindest eines der Erdalkalielemente Sr, Ca und Ba ersetzt worden ist und die mit Bi2O3, ThO2, Sb2O3 und CeO2 versetzt worden sind, gesteigerte elektromechanische Kopplungskoeffizienten Kr und erhöhte Dielektrizitätskonstanten f.
Aus den obigen Ausführungen wird deutlich, daß die erfindungsgemäßen Keramikverbindungen nach der allgemeinen Formel
xPb (WOi5 · Ni0-5) O3 — ^PbTiO3 — zPbMO3,
4P
in der M zumindest eines der Elemente Zr und Sn darstellt, oder in der ein Teil des Pb durch zumindest eines der Elemente Sr, Ca und Ba ersetzt worden ist, zur Steigerung ihres elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr und zur Erhöhung ihrer Dielektrizitätskonstanten F befähigt sind, wobei sie zumindest eines der Elemente Bi, Sb, Th und Ce in einer Menge enthalten, die zwischen 0,1 und 6,0 Gewichtsprozent liegt und vorzugsweise zwischen 1,0 und 3,0 Gewichtsprozent der jeweiligen Oxide in der Mischung enthält. Diese Keramikverbindungen nach der Erfindung sind daher besonders zur Verwendung in hochkapazitiven Tonköpfen zur Tonwiedergabe geeignet.
Erfindungsgemäß können Bi, Sb, Th und Ce elementar, oxidisch oder in anderer Verbindungsform zugesetzt werden. Jedoch sollte die zugefügte Menge innerhalb eines Bereiches liegen, der in der Mischung 0,1 bis 6,0 Gewichtsprozent des jeweiligen Oxids umfaßt. Der Grund, daß die untere Grenze auf 0,1 % festgelegt worden ist, liegt darin, daß schon die Anwesenheit einer kleinen Menge eines der obenerwähnten Elemente den elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr und die Dielektrizitätskonstante t fühlbar steigert, während als obere Grenze 0,6 genannt worden ist, weil ein Zusatz von mehr als 6% an den obenerwähnten Elementen den elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr und die Dielektrizitätskonstante f beeinträchtigt.
Der Grund, daß für die basischen Zusammen^ Setzungen mit der Formel '
xPb (W0J · Ni0-5) O3 — ^PbTiO3 — zPbMO3
in der M zumindest eines der Elemente Zr und Sn darstellt, solche Bereiche wie χ = 0,02 bis 0,45, >? = 0,15 bis 0,75, ζ = 0,05 bis 0,75 vorgesehen sind, wobei χ + y + ζ = 1 ist, liegt darin, daß Keramikerzeugnisse, deren Zusammensetzung innerhalb dieser Bereiche liegt, einen gesteigerten, elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr und eine erhöhte Dielektrizitätskonstante f aufweisen. Innerhalb der obenerwähnten Bereiche zeigen Erzeugnisse, bei denen χ = 0,02 bis 0,25, y = 0,35 bis 0,55, ζ = 0,3 bis 0,55 und χ + y + ζ = \ ist, einen besonderen Anstieg von elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr und Dielektrizitätskonstante f.
Die Menge an Ba, Ca und Sr zum teilweisen Ersatz von Pb in den obengenannten basischen Zusammensetzungen ist deswegen auf 20 Atomprozent begrenzt worden, weil die Anwesenheit von mehr als 20 Atomprozent an Ba, Ca und Sr den elektromechanischen Kopplungskoeffizienten Kr und die Dielektrizitätskonstante f beeinträchtigt. Die zugefügten Mengen von zumindest einem der Elemente Bi, Sb, Th und Ce können mit Hilfe von zusätzlichem PbO ins Gleichgewicht gebracht werden. Wird beispielsweise zumindest eines der Oxide Bi2O3, Sb2O3, ThO2 oder CeO2 zugesetzt, so kann PbO in einer Menge zugesetzt werden, die den stöchiometrischen Mengen für PbBi2O4, PbSb2O4, PbThO3 und PbCeO3 entspricht. Die Zusätze brauchen jedoch auch gar nicht oder nur teilweise ausgeglichen zu werden.
Pb (W0-5 · Ni0-5) O3, PbTiO3 und PbMO3, aus denen die Basiszusammensetzungen nach der Erfindung bestehen, besitzen Perowskit-Struktur, die durch die
109 521/310
allgemeine Formel ABO3 wiedergegeben werden kann, und zeigen keinerlei piezoelektrisches Verhalten. Wenn sie jedoch eine Mischung in fester Lösung bilden, die durch die Formeln
χ Pb (W0-J · Nio.s) O3 — (i-x) PbTiO3
xPb (W05 · Ni03) O3 — yPbTiO3 — 2PbMO3
ausgedrückt werden kann, so zeigt diese Mischung in fester Lösung piezoelektrische Eigenschaften.
Es ist vorteilhaft, eine Zusammensetzung nach der obigen Formel zu erzielen, da derartige keramische Zusammensetzungen die besten piezoelektrischen Eigenschaften zeigen. Es ist jedoch selbst dann recht schwierig, Atomverhältnisse zu erzielen, die der oben gegebenen Formel genau entsprechen, wenn die auf der Sinterstufe verwendete Atmosphäre besonders gesteuert wird, um ein unvermeidbares Verdampfen der Bestandteile während der Sinterung zu hemmen. Selbst wenn die Bestandteile in genügender Menge zugegeben werden, um die Verdampfungsverluste auszugleichen, bleibt ein genaues Einstellen schwierig. Ein solch genaues übereinstimmen des Atomverhältnisses mit der oben angegebenen Formel ist im allgemeinen jedoch auch nicht erforderlich, und eine mehr oder weniger große Abweichung des Atomverhältnisses ist zulässig, da eine solche Abweichung keinen wesentlichen Einfluß auf das keramische Erzeugnis nach der Erfindung ausübt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht nur auf die angegebenen Beispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle für den Fachmann möglichen Abwandlungen, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
35

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Polarisierbare ferroelektrische Keramik, die im wesentlichen aus einem Gemisch nach der Formel
xPb (W0 5 · Ni0 5) O3 — ^PbTiO3 — zPbMO3
40
besteht, worin M Zr und/oder Sn darstellt und χ = 0,02 bis 0,45, y = 0,15 bis 0,75, ζ = 0,05 bis 0,75 und χ + y + ζ = 1 ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zumindest eines der Elemente Bi, Sb, Th und Ce in einer Menge enthält, die zwischen 0,1 und 6,0 Gewichtsprozent an jeweiligem Oxid in der Mischung ausmacht.
2. Keramik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 20 Atomprozent an Pb dieser Verbindung durch zumindest eines der Erdalkalielemente Ba, Ca und Sr ersetzt ist.
3. Keramik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß χ = 0,02 bis 0,25, y = 0,35 bis 0,55, ζ = 0,3 bis 0,55 und χ + y + ζ = 1 beträgt.
4. Keramik nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 20 Atomprozent an Pb dieser Verbindung durch zumindest eines der Erdalkalielemente Ba, Ca und Sr ersetzt ist.
5. Piezoelektrische und elektrostriktive Keramik nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zumindest eines der Elemente Bi, Sb, Th und Ce in einer Menge enthält, die zwischen 1,0 und 3,0 Gewichtsprozent an jeweiligem Oxid ausmacht.
6. Piezoelektrische und elektrostriktive Keramik nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zumindest eines der Oxide Bi2O3, Sb2O3, ThO2 und CcO2 sowie eine Menge an PbO enthält, die nicht die stöchiometrischen Verhältnisse übersteigt, die notwendig sind, um Bi2O3, Sb2O3, ThO2 und CeO2 jeweils als PbBi2O4, PbSb2O4, PbThO3 und PbCeO3 ins Gleichgewicht zu bringen.
7. Keramik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung Bi in einer Menge enthält, die zwischen 1,0 und 3,0 Gewichtsprozent an jeweiligem Oxid in der Mischung ausmacht.
8. Piezoelektrische und elektrostriktive Keramik nach der Formel
xPb (Wo>5 · Ni0-5) O3 — ^PbTiO3 — zPbZrO3,
dadurch gekennzeichnet, daß χ etwa 0,15, y etwa 0,435, ζ etwa 0,415 und χ + y + ζ = 1 beträgt und die Verbindung des weiteren etwa 2,0 Gewichtsprozent an Bi2O3 enthält.
9. Piezoelektrische und elektrostriktive Keramik, deren Zusammensetzung im wesentlichen gekennzeichnet ist durch die Formel
(Pb0-925 · Sr0-075) [(W0-5 · Nio,5)o-125 · Ti0-415 ·
sowie dadurch, daß sie etwa 2,0 Gewichtsprozent an Bi2O3 enthält, welches zumindest teilweise durch PbO ins Gleichgewicht gebracht worden ist.
10. Piezoelektrische und elektrostriktive Keramik, deren Zusammensetzung im wesentlichen gekennzeichnet ist durch die Formel
(Pb0-95 · SIb-05) C(W0-5 · NiO-5)O-125 · Ti0-425 ·
Zr0-45] O3
sowie dadurch, daß sie etwa 2,0 Gewichtsprozent an Bi2O3 sowie äquimolare Mengen PbO enthält.
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