DE2121138A1

DE2121138A1 - Piezoelektrische Keramiken

Info

Publication number: DE2121138A1
Application number: DE19712121138
Authority: DE
Inventors: Hiromu Toyonaka; Nishida Masamitsu Osaka; Nagano Katsuo Hirakata; Ouchi (Japan). P
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1970-04-27
Filing date: 1971-04-23
Publication date: 1971-12-16
Also published as: GB1343326A; FR2090653A5; DE2121138B2; NL154479B; CA972143A; NL7105717A; JPS50439B1; US3769218A

Description

Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd., Kadoma, Osaka, Japan

Piezoelektrische Keramiken

Zusammenfassung der Beschreioung:

Es handelt sich um piezoelektrische Keramiken mitsehr grossen mechanischen Güten, hoher elektrischer Durchschlagsfestigkeit bzvi. Spannungssicherhe.it, hohem elektromechanischen Kopplungskoeff!dienten und hoher Dielektrizitätskonstanten sowie einer· grossen Konstanz der Resonanzfrequenz innei'halü eines grossen Temperaturbereichs, wobei diese Keramiken eine feste Lösung
mit dein aus 54,8^*50,1 MoI-;) PbO, 4,0^*0,1 Mol-# Li₂O, 7,3 0,2 Mol-,:: Nb₂O₁-, 24,8^16,4 Mol-jS TiO₂ und 26,9^-^-6,4 Mol-;i ZrO₀ ooöteilenden System, aber ausschllesslich einer Zusammensetzung mit einem Mol-Verhältnis von Li₂O su Nb₀O,. viie 1 zu J> enthalben.

Die i.i-t'lf_(t"mg betrifft piö'-'.oeloktrLsohe Koi^janiiken ur.u .lai-ius he[';T-'¹-tollte Arbikel. Im spezielleren betrifft die Erfindung neu:- f-»c'i'oolektrl.snlio Keraniiken, die polyki'iaballino A^rr

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aus bestimmten Bestandteilen sind. Die für diese piezoelektrischen Keramiken bestimmten Massen werden nacii den auf dem Gebiet der Keramik üblichen Techniken gesintert, und die so erhaltenen Keramiken werden dann durch Anlegen einer Gleichspannung zwischen Elektroden polarisiert, um so den Keramiken elektromechanische Wände reigenschaften entsprechend dem bekannten piezoelektrischer. Effekt zu verleihen. Die Erfindung erfasst auch das kalzinierte Zwischenprodukt aus den Ausgangsstoffen sowie die fertigen Artikel, wie z.B. elektromechanische Wandler, die aus der gesinterten Keramik hergestellt worden sind.

Die keramischen Körper gemäss der Erfindung liegen grundsätzlich in der festen Lösung vor, die das System PbO-Li₂O-Nb₂Op-TiO₂ in fester Lösungsform enthalten, wobei 5+ ><-> ^/"^s-' 50,1 KoI-^ PbO,

4,0/^0,1 Uol-fo Li₂O, 7,3/^rO,2 Mol->& Nb₂O₅, >h,o ^16,4 Mol-fr' TiO₂ und 2.6,9 /v/16,4 MoI-Jo ZrO₂ vorhancien sind, cioer ausschliesslich einer Zusammensetzung mit einem Molverhältnis von Li₂O zu 1 zu J.

In den letzten Jahren hat die Verwendung von pie.;oefel:briscnen Materialien auf zahlreichen Anwendungsgebieten für V/andler zur Erzeugung, Messung und Riohtungssinnoestirriraung vc-r. Ton, Erschütt rung, Vibration, Druck usw. in starkem Mas^e a

Sowohl Kristallwandler als aucn Kerarnikwanale? sind in grossem Umfange benutzt worden. Viagen der Möglichen ,^ώχΊ-Γ/^χ'^η Kosten und der leichteren Verwendbarkeit i;ur Herscellun/, von Keramiken mit verschiedenen Formen und Grossen uxici v/eg^n ihrer grösseren Haltbarkeit bei hohen Temperaturen imu/odex- .ioiier Feuciitigkeit als die krisballinon Matarialieri, wie s.B, <i'„u. i-:o'jh.-illssal2, haben piezoelektrische Keramiken In lecktet 2-„it aivi- ..;=äeuturig auf 'iatilre.Lehen V

Die piöLioelektrisc!h-?it iiLyinschar'Ctui, ujuou ai.-. Y^v:-..:.lkiMi genügen müssen, ändern π ich oE't'arisibntli-'iu j^;; lu*.^., 0 in Aiv,-i^-:L(aiii-y,sa.r-tBn. ELükcromeohanirjche [lunaliir z.t*,, wi;j i5chuLL'a.;<,-;.^:jri-· ·.. .< ΓΙϋ::··'φ1ιοη-elemanbü, sovrie Spannung.s£i;enerafc-)r'fja L>! /iüai'uiyjfc.-. :·,. -ji fordern

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piezoelektrische Keramiken, die durch einen im wesentlichen hohen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten, eine im wesentlichen hohe Dielektrizitätskonstante und eine hohe mechanische Festigkeit und einen hohen elektrischen Wirkungsgrad ausgezeichnet sind. Andererseits ist es Dei Anwendungen der piezoelektrischen Keramiken als Filter erwünscht, dass die Materialien eine grosse Konstanz hinsichtlich der Resonanzfrequenz mit der Temperatur und der Zeit sowie and*ere elektrische Eigenschaften aufweisen.

Als geeignete Keramiken zur Erfüllung dieser Erfordernisse ist ois jetzt Bleititanat-Bleizirkonat in grossem Umfange verwendet^ worden, und die Eigenschaften diesel- Keramiken werden in den USA-Patentschriften 2 708 244 und 2 849 ^04 beschrieben. Es ist Jedoch schwierig, bei den Bleititanat-Bleizirkonat-Keramiken eine grosse mechanische Festigkeit und hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit zusammen mit einem hohen planaren Kopplungskoeffizienten, einer hohen Dielektrizitätskonstanten und einer Konstanz der Resonanzfrequenz mit der Temperatur zu erzielen. Ausserdem sind die dielektrischen und piezoelektrischen Eigenschaften der Bleititanat-Bleizirkon^t-Keramiken in grossem Masse von der angewendeten Brenntechnil: aDüängig,was auf ein Verdampfen von PbO zurückzuführen iüt.

Das grundlegende Ziel äer vorliegenden Erfindung ist es daher, neue and verbesserte piezoelektrische Keramiken sur Verfüung cu stellen, aurcn die die oben aufgezeigten Probleme oeseitigt werden.

Ein spezielleres Ziel der Erfindung ist die Schaffung verbesserter polykristallinen Keramiken, die durch eint.sehr hohe mechanische Festigkeit und eine sehr hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit zusammen mit einem hohen planaren Kopplungskoeffizienten, einer hohen Dielektrizitätskonstanten und einer Konstanz der Resonanzfrequenz mit der Temperatur ausgezeichnet sind.

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' · - 4 - -M 'cL'jCQ

Ein weiters Ziel der Erfindung ist die Scnaffunc von neuen piezoelektrischen Keramiken, oei denen oes ti malte Eigenschaften variiert werden können, um so die Keramiken verschiedenen Anwendungen anzupassen.

Nach einem weiteren Ziel der Erfindung sollen elektromechanische Wandlei' geschaffen vier den, bei denen als wirksame Elemente elektrostatisch polarisierte Körper verwendet weruen, die aus den neuen Keramiken bestehen.

Diese Ziele werden durch die Schaffung von Keramikkörpern erreicht, die grundsätzlich in einer festen Lösung vorliegenden, die das System PbO (54,d bis 50,1 Mol->0-Li^O (4,0 bis 0,1 Mol-#) -Nb₂O (γ,3 bis 0,2 MoI-^)-TiO₂ (24,Ö bis lü,4 MoI-J)-ZrO₂ (2f;,9 bis It),4 Mol-$) enthalten, aber ausschliesslich einer Zusammensetzung mit einem Mol-Verhältnis von Li, 0 :-.,u NbpO,- wie

^: 1 zu),

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Feststellung, dass innerhalb bestimmter spezieller Zusammensetzungsbereiche cies ■ Systems PbO-Li₂O-Nb₂Op^iOg-ZrO₂ "die Proben eine sehr grosse mechanische Biegefestigkeit und eine sehr hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit zusammen mit einem hohen planareh Kopplungskoeffizienten, einer hohen Dielektrizitätskonstanten und einer grossen Konstanz der Resonanzfrequenz mit der Temperatur zeigen.

Die vorliegende Erfindung bringt verschiedene Vorteile in bezug auf die Herstellung und die Anwendung für keramische Wandler, Es ist bekannt, dass das Verdampfen von PbO während, des Brennens ein Problem darstellt, dem man beim Sintern von Bleiverbindungen, wie 2,B. Bleititanatzirkonat, begegenet. Die Keramiken nach der Erfindung zeigen einen geringeren Anteil an verdampftem PbO .nach dem Brennen als die Bleititan^-Bleizirkonat-Keramiken. Die erfindungsgemässen Keramikmassen können ohne besondere Einstellung der .PbO-Atrnosphäre gebrannt werden. Ein gut gesinterter Körper

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aus der Keraiiiknicisse gemäss der Erfindung wird durch Brennen in einem Brenntiegel mit einem aus einer AlpO..,-Keramik hergestellten Deckel erhalten. Eine hohe Sinterdichte ist zur Erzielung einer gros^en Beständigkeit gegenüoer Feuchtigkeit und einer grossen piezoelektrischen Ansprechbarkeit erwünscht, wenn der gesinterte Körper als elektromechanischer Wandler oder auf anderen Geoieten eingesetzt werden soll.

Alle möglichen Zusammensetzungen innerhalb des Systems werden durch die Mol-Prozente jeder Oxidkomponente des Systems PbO-IiipO-NbpOp.-TiOp-ZrO^ dargestellt. Einige Keramiken des Systems Pb0-Li₂0-Nb₂0(--T10₂-Zr0₂ zeigen jedoch keine hohe Piezoelektrizität, und viele dieser Keramiken sind nur in einem geringen Masse elektromechanisch wirksam. Die vorliegende Erfindung uetrifft nur Keramiken mit solchen Glaszusammensetzungen, bei denen die piezoelektrische Ansprechbarkeit der Keramiken in einem annehmbaren Ausmass gegeben ist. Der Einfachheit halber wird der planare Kopplungskoeffizient (K ) von Testscheiben als Mass für die piezoelektrische Leistungsfähigkeit genommen. So zeigen alle polarisierten und getesteten Keramiken, die durch das System \dPb0-vLi₂0-xNb₂0₁_-yTi0₂-zZr0₂ dargestellt werden, worin w = 54,8; bis 50,1, v- 4,0 bis 0,1, χ = 7,3 bis 0,2, y = 24,8 bis 16,4, ζ - 26,9 bis 16,4 Mo1-$ bedeuten und w + v + x + y+z = 100 -fr' sind, einen planaren Kopplungskoeffizienten von annähernd

0,59 oder höher, eine mechanische Biegefestigkeit von annähernd

IJOO kg/cm oder höher, eine olektrische Durchschlagsfestigkeit von annähernd 19,5 kV/mm oder höher und eine grosse Konstanz der Resonanzfrequenz mit der Temperatur von kleiner als 0,25 % in dem Bereich von 20 bis 80° C.

Die piezoelektrischen und dlelektbischen Eigenschaften der Keramiken gemäss der Erfindung können durch Wahl der genauen Zusammen^ Setzung so eingestellt werden, dass die Keramiken verschiedenen Anwendungen angepasst werden können. Keramiken mit Zusammensetzungen ausserhalb der angegebenen Mol-Prozente führen jedoch zu einem schlechteren charakteristischen Wert bei einer von den angegebenen » besonderen Eigenschaften.

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-Die hier beschriebenen Keramiken können nacn den auf dem Geoiet der Keramik bekannten Arbeitsweisen hergestellt werden. Bei einem bevorzugten Verfahren jedocn, das riacafolgenu ausführlicher beschrieben wird, werden PdO oder Pb .0 , Li CO r_;der LLOFI, Ii-, 0-,

und Zi¹Op als Ausgangsmaterialien verwendet Beispiel

Die Ausgangstoffe, nämlich Bleioxid (PdO), Lithiumcaroonat (Li₀CO-.), Nioüpentoxid (Nb,,O-), Titandioxid (TiO.,) uhl Zirkondioxid (Zi¹Op), alle von relativ reiner Beschaffenheit ( j.B. mit einem Reinheitsgrad "chemisch rein"), werden in einer mit Kautschuk ausgekleideten Kugelmühle mit destilliertem Wasser innig vermischt. Das Vermählen des Gemisches muss sorgfältig ausgeführt v/erden, um so eine Verunreinigung des Gemischs zu vermeiden, die durch ein Abschürfen der Mahlkugeln oder -steine verursacht werden kann. Dieses kann dadurch vermieden werden, dass man die Anteile der Ausgangsstoffe so variiert, aass irgendeine Verunreinigung kompensiert wird.

Nach dem Nassvermahlen wird das Gemisch getrocknet unct durchmischt, um soweit wie möglich ein homogenes Gemisch sicherzustellen. Danach werden die Proben, für die nachfolgend die Werte angegeben werden, hergestellt, indem man 100 g des verm^nlenen Geuischs mit 5 cnr Bindemittellösung, wie z.B. Polyvinylalkohollosung, vermischt und das Gemisch granuliert. Das Gemisch wird dann zu Scheiben mit einem Durchmesser von ^O mm unü eirio-r Dicke von 2 mm

mit einem Druck von 7'0O kg/cm zusammengedrückt. Die zusammengedrückten Scheiben werden mit einer oOminütigen Erhitzern·-,saauer bei 1200 - 1500 C gebrannt. Nach vorliegender Eri'induri:-; ist es nicht erforderlich, die Masse zur Erzielung einer Kalzinierung zu brennen und ist es auch nicht erforderlich, die Masse in einer PbO-Atmosphäre zu brennen. Darüberhinaus ist es nicht nötig, ein spezielles Temperaturgefälle in dem Brennofen eln?;utiaxtcn, wie es nach den bisherigen Verfahren erforderlich war. So können gemäss der Erfindung einheitliche und ausgezeicnnete piezoelektri-

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sehe Keramikkörper auf einfache VJeise erhalten v/erden, inüein die Pi¹·"·.je., eini'n.? v.'ühx-enci ues Brennens mit einem Aluminiumtiegel' abgedeckt leraen.

Dio geeintesten Keramiken werden auf beiden Oberflächen zu einer Dicke VDH 1 mi geschliffen. Die geschliffenen Scheibenoberflächen werden dan¹· mit Siloerfarbe überzogen und unter Ausbildung von o.ilberelektj· .uen ^eorannt. Schliesslich wei'uen die Scheiben, während sie in ein Bad cas Silikonöl mit einer Temperatur von 100 C eingetaucht werden, polarisiert. Ein Spannungogradient einer Gleiciispannung von 4,5 kV je mm wird 1 Stunde lang aufrechterhalten, und die Scheiben werden dann innerhalb von 30 Minuten auf Raumtemperatur feldgekühlt (field-cooled).

Die piezoelektrischen und dielektrischen Eigenschaften der polarisierten Prooen wurden oei 25° C uei einer relativen- Feuchtigkeit von 50 ,j und einer Frequenz von 1 kHz gemessen. Beispiele für spezielle Keramiken jemäss der Erfindung und'verschiedene wesentliche elek^roraeciur.ische, dielektrische Eigenschaften, die mechanische Biegefestigkeit, die elektriscne Durchscnlagsfestigkeit und nie Konstanz der Resonanzfrequenz mit der Temperatur von den Eerui.'iiken werden in der Tabelle I wiedergegeuen. Als Vergleichsbeispiel zeigt Tabelle IJ oeispielhafte piezoelektrische Keramiken, die ausserhalu des ei-findungsgemässen Systembereichs liegen.

Der Tabelle I ist ,,u entnehmen, dass alle beispielhaften Keramiken, die aus dem System wPbO-vLipO-xNüpO_r-yTiO, -^ZrOp ausgewählt worden sind, worin v; = 54,Ü bis 50,1, ν -~ m-,0 bis 0,1, ;■:. - 7,3 bis 0,2, y - 24,<i bin 16,4 una ζ = 20,9 bis Ic,4 Mol-' bedeuten und' w + ν + χ + y + :: - 100 Mol-¹? sind, aber aussehliesslich eijier Zusammenoetzung mit einem Molverhält;iis von Li^. 0 : Nb 0 v.^Tie 1 zu 3, durch eine sehr gros.se mechanische Biegefestigkeit und eine hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit zusammen mit . einem hohen planaren Kopplungskoeffi^ie.roen, einer ho-en Dielek-.trizitätskonst'-inte^r-υ/iu. fj.ner hohen Konstant uer Resonan^frequen:: innerhalb eiiies Te-..peraturbei'eichs von 20 bis üO° C au:-: ~ -eiohnet

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sind. Alle diese Eigenschaften sind für die Verwendung von piezoelektrischen Keramiken in phonographischen Schalldosen, keramischen Mikrophonelementen, keramischen Zündelementen, die zum Zünden von Gas verwendet werden, und als Ultraschallwandler geeignet. Bei einem Vergleich von Tabelle I mit Tabelle II ist ersichtlich, dass Keramiken mit Zusammensetzungen innerhalo des Bereichs von dem System wPbO-vLipO-zNbpO_[--yT^;i0₂~zZrOp,, worin w - 54,8 bis 50,1, ν - 4,0 bis 0,1, χ - 7,5 bis 0,2, y « 24,8 bis lö,4, ζ = 26,9 bis 16,4 und w + v + x + y + z=- 100 Μοί-ί'ί bedeuten, aber ausschliesslich einer Zusammensetzung mit einem Molverhältnis von LipO zu NbpO_r von 1 zu J, eine bemerkenswerte Verbesserung hinsichtlich der mechanischen Biegefestigkeit und des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten zusammen mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten zeigen. Daher sind die piezoelektrischen Keramiken gemass der Erfindung zur Anwendung in akustischen Geräten, wie z.B. als Schalldosen und Mikrophone, geeignet. Ausser den obigen charakteristischen Eigenschaften sind die piezoelektrischen Keramiken mit einer grossen Konstanz der Resonanzfrequenz mit der Temperatür zur Anwendung in verschiedenem Rotfiltern, die als tragbares, drahtloses Nachrichten« gerät angewendet Werden, in Parallelstimmgabeln und Oscillatoreri geeignet* Die Änderung der¹ Resonanzfrequenz mit der Temperatur innerhalb des Bereichs von HO bis öÖ° G ist gering bei den Keramikbeispielen Nr* 1, 2, j5, 4 und 6» Diese Keramiken sind für eine Anwendung in Rotfilterelementen geeignet* Nach der Tabelle I können die Werte für den plannen Köpplungskoeffizienteh und die Dielektrizitäteskonätähte §iilgöetellfe Wenden, um So die Keramiken dureh gseignefct W&hl der HusämmingtfcMuhg umi versohiedihen Änwüh-

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Tabelle I

ο co οο art

Bei spiel Nr.	PDO	Zusammensetzung, Mol~$	Nb₂O₅	TiO₂	ZrO₂	Dielektri zitäts- — konstante bei 1 kHz ' £	Planarer Kopplungs- koeffi zient	Änderung der Re sonanz frequenz mit der Temperat.	Elektr. Durch- schlags- festigk. (kV/mm)	Mechanische Biegefestig keit (kg/cm²)
1	54,8	Li₂O	7,3	19,2	10,4	1570	0,603	0,05	19,5	1310 ;
[ 2	52,6	2,3	3,9	22,7	19,5	1780	0,598	0,08	19,8	1350 '
^! 3	51,3	1,4	1,9	24,1	22,1	1360	0,601	0,06	20,3	1320
4	50,7	0,6	1,0	24,8	23,3	1510	0,634	0,08	19,7	1330 ' VO
ι 5	50,1	0,2	0,2	24,1	25,5	1830	0,720	0,24	19,5	I3OO ,
; 6	54,8	0,1	7,1	16,4	19,2	15>20	0,615	0,07	20,1	1340
> 7	52,6	2,5	4,0	18,5	23,7	1350	0,607	0,12	20,8	I36O ^;
I 8	50,6	1,2	0,8 .	21,3	. 26,9	1300	0,678	0,19	20,5	I35O
j 9	50,1	0,4	0,2	23,0	26,6	1640	0,700	0,21	19,6	13.10 j
ί 10	51,9	0,1	2,8	20,8	23,4	1370	0,682	0,14	19,8	1340 '
i ii	50,6	1,1	1,0	22,8	25,3	1780	0,730	0,25	19,7	1300
	0,3

Γ0 VO CO O

Tabelle

II

Beispiel

' Zusammensetzung

PbO

Li₀O

Nb₂O_c

DieTektri- Planarer Änderung Elektrische Mechanische
zitäts- Kopp- der Reso- Durch- Biegekonstante lungsko- nanzfre- schlagsfestig- festigkeit
bei 1 kHz effizient quenz mit keit

c k der Temper. _o

^{& p} (%) (kV/mm) (kg/min )

■asr"·

12

13

14

-::, 18
' 19

57,1 3,6 52;6 1,3

5Q,0 -.0,04

10,7 4,0 6,1 0,16

13,7

25,8 12,4 19,8

aüsschliesslich von Li₀O von dem Beispiel 'Nr. 5

aüsschliesslich von Nb₂O₁- von dem Beispiel 'Nr. 5 ~> ■>

),47

^)O3

>,47>°3⁺¹

0,224
0,445
0,302
0,418

0,453

0,29
0,28
0,27
0,28

0,38

18,1
16,3
17,5
11,2

10,8

1250
1300
1320
IO6O

910

1030	0,436	0,51	11,4	970
594	0,498	1,57	10,6	850
1200	0,545	0,54	10,5	8yo

ocä CO

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• ·

Die Curie tempei-a tür von typischen Proben der Beispiele Nr. 5 una 11 sind 370° G und bzw. J4O° G. Diese Vierte ze^gsn, dass die piezoelektrischen Keramiken gernäss der Erfindung als elektromechanisch^ Wandler bis zu relativ honen Temperaturen erwa^tungsgemäss ein hohes Potential haben.

Die TaDeHe II zeigt den dielektrischen, piezoelektrischen und mechanischen Wirkungsgrad, die elektrische Durchschlagsfestigkeit una die Änderung der Resonanzfrequenz mit der Temperatur von Keramiken mit Zusammensetzungen, die ausse^halb des Bereichs von dem System gei.iässder Erfindung liegen. Auü der Tabelle II ist zu ersehen, dass die Keramiken, die ausserhalb des erfindurigs* gemässen Bereichs liegen, wie z.B. die Beispiele mit den Nummern _t 12 bis 15, einen geringen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten und eine grosse Änderung der Resonanzfrequenz mit der Temperatur aufweisen. Ausserdem ist der Tabelle II zu entnehmen, dass die Keramiken, z.B. die Beispiele mit den Nummern Ib und 17, bei denen die Komponente Li₂O oder Nb^Cv der erfindungsgemässen Keramik des Beispiels Nr. 5 ausgelassen worden ist, schlechte piezoelektrische Eigenschaften und mechanische Festigkeiten bei?itsen. Ferner ist aus der Tabelle II zu ersehen, dass die Keramiken, die den Beispielen mit den Nummern Iu und 19 entsprechen und die als übliches Bleititanat-Bleizirkonat oekannt sind, den Keramiken ijeiJlss der Erfindung nlcnt gleichwertig sind.

Aus den Tabellen I und II ist auch ersichtlich, dass die überlegenen pieLoelektriscnen Keramiken nur aus aen 5 Komponenten innerhalb des Bereichs des erfihdüngsgemässen Systems erzielt werden

können*

Augser den &la%n ängegeötnün Überlegenen Ilgensehafttn führtn die ggtnäss der Erfindung au Ker&miktn wit guten physi· Eigenschaft·»-Tina lassen iieh gut goläriaitmi* Aus dtn. obigen ß&rlegUngen g©ht hgrV©lf, dftg§ die Ktrattiikün fflit dtr

en Kerandkkörptt« bildtn*

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Es ist selbstverständlich, dass die Ausgangsstoffe, die gemass der Erfindung zu verwenden sind, nicht auf diejenigen beschränkt Sind, die nach d.en Beispielen benutzt werden. Anstelle irgendeines Ausgangsstoffs, der in den obigen Beispielen verwendet wird, können solche Oxide, Hydroxide und Carbonate verwendet werden, die bei erhöhten Temperaturen unter Bildung der erforderlichen Zusammensetzungen leicht zersetzt werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche :

ili) Piezoelektrische Keramik, bestehend im wesentlichen aus einer festen Lösung eines Materials, das aus 'dem System wPb0-vLi₂0-xNbp0_E--yTi0p-zZr0p , gewählt worden ist, worin w = 54,8 bis 50,1, ν = 4,0 bis 0,1, χ = 7,3 bis 0,2, y - 24,8 bis 16,4, ζ = 26,9 bis 16,4 und w+v+x+y+ ζ = 100 Mol-fo bedeuten, aber ausschliesslich einer Zusammensetzung mit einem Molverhältnis von LipO zu Nb₃O₁- wie 1 zu 3·
2. Elektromechanisches Wandlerelement, bestehend aus einer I piezoelektrischen Keramik nach Anspruch 1. ·
3. Piezoelektrische Keramik, bestehen4 aus der festen Lösung | mit einer Zusammensetzung in Mol-Prozenten von PbO = 5^,8, : Li₂O = 2,3, Nb₂O = 7,3, TiO₂ A 19,2 und ZrO₂ =-· 16,4. :
4. Piezoelektrische Keramik, bestehend aus der festen Lösung mit einer Zusammensetzung in Mol-Prozenten von PbO = 52,6, : Li₂O = 1,4, Nb₂O₅ = 3,9, TiO₂ = 22,7 und ZrO₂ = 19,5. ^f
5. Piezoelektrische Keramik, bestehend aus der festen Lösung mit einer Zusammensetzung in Mol-Prozenten von PbO = 51,3, ; Li₂O = 0,6, Nb₂O₅ = 1,9, TiO₂ = 24,1 und ZrOg = 22,1,
6. Piezoelektrische Keramik, bestehend aus der festen Lösung mit einer Zusammerfetzung in Mol-Prozenten von PbO = 50,7,

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Li₀O = 0,2, Nd_o0._ = 1,0, TiO₀ = 'dh/ό um ZrO., = 23,3.

7· Piezoelektrische Keramik, bestehend aus der festen Lösung mit einer Zusammensetzung in Mol-Prozenten von PbO = 54, ö, Li₂O = 2,5, Nb₂O - 7,1, TiO₂ - 16,4 und ZrO₂ = 19,2.

o. Verfahren zur Herstellung der Keramik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man (l) ein Bleioxid, Lithiumcarbonat, Nb₂Op-, TiO₂ und ZrO₂ innig nassvermischt, (2) dieses Gemisch trocknet, (3) dieses Gemisch mit Bindemittellösung vermischt und dann granuliert, (4) dieses-Gemisch zu einer bestimmten Gestalt formt, (5) das so geformte Gemisch in einem Aluminiumtiegel anordnet und (6) das geformte Gemisch dann bei 12Oo bis I3OO⁰ G 60 Minuten lang brennt.

JDr_. Ve ./Br.

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