DE2121689C3

DE2121689C3 - Piezoelektrische Keramiken

Info

Publication number: DE2121689C3
Application number: DE19712121689
Authority: DE
Inventors: Masamitsu Osaka; Ouchi Hiromu Toyonaka Osaka; Nishida (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1970-05-19
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1977-04-28

Description

Die Erfindung betrifft eine Piezoelektrische Keramik, insbesondere für elektromechanische Wandler, enthaltend eine f<:ste Lösung gemäß der Formel

und 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Mangandioxid.

Als geeignete Keramik für zahlreiche Arten von elektromechanischen Wandlern ist Bleititanat-Blei-

0,375^ £werte~vön"o,25~bis 0^625 und z-Werte von *° zirkonat in großem Umfange benutzt worden. Es ist

jdh hiig bei den üblichen BleizirkonatBli

0,25 bis 0,625 annehmen können, mit χ + y + ζ = 1, und daß Aluminiumoxid in einer Menge von 0,03 bis 2,5 Gewichtsprozent enthalten ist.

3. Piezoelektrische Keramik, insbesondere für elektromechanische Wandler, enthaltend eine feste Lösung gemäß der Formel Pb(Zn₁Z₃Nb₂J₃)XTIyZr₂O₃ und 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Mangandioxid, dadurch gekennzeichnet, daß χ-Werte von 0,01 bis 0,375, y-Werte von 0,25 bis 0,625 und z-Werte von jedoch schwierig, bei den üblichen Bleizirkonat-Bleititanat-Keramiken eine sehr hohe mechanische ⁿ-■""■<zusammen mit einem hohen planaren Kopplungskoeffizienten zu erzielen. Darüberhinaus sind die dielektrischen und piezoelektrischen Eigenschaften der Bleititanat-Bleizirkonat-Keramiken in großem Maße von der angewendeten Brenntechnik abhängig, was auf ein Verdampfen von PbO zurückzuführen ist. Diese Faktoren sind verbessert worden, indem verschiedene

0,25 bis 0,625 annehmen können, mit χ 4-.y-f ζ = 1, 3< > weitere Bestandteile der keramischen Grundmasse und daß Zinndioxid in einer Menge von 0,05 bis einverleibt oder verschiedene Komplexverbindungen

eingearbeitet wurden.
So betrifft die USA.-Patentschrift 34 03 103 Kera-

5 Gewichtsprozent enthalten ist.

4. Piezoelektrische Keramik, insbesondere für elektromechanische Wandler, enthaltend eine feste Lösung gemäß der Formel Pb(Zn₁Z₃Nb₂Z₃)ITJyZr₂O₃ und 0,5 Gewichtsprozent Mangandioxid, dadurch gekennzeichnet, daß χ = 0,06, y = 0,46 und ζ — 0,48 ist, und daß außerdem 0,5 Gewichtsprozent Aluminiumoxid enthalten ist.

5. Piezoelektrische Keramik, insbesondere für elektromechanische Wandler, enthaltend eine feste Lösung gemäß der Formel Pb(Zn₁Z₃Nb₂V₃)ITi^Zr₂O₃ und 0,5 Gewichtsprozent Mangandioxid, dadurch gekennzeichnet, daß χ = 0,06, y = 0,46 und ζ — 0,48 ist, und daß außerdem 0,5 Gewichtsprozent Zinndioxid enthalten ist.

6. Piezoelektrische Keramik, insbesondere für elektromechanische Wandler, enthaltend eine feste Lösung gemäß der Formel

miken mit dem ternären System

PbZn₁Z₃Nb₂Z₃O₃-PbTiO₃-PbZrO₃.

Diese Keramiken weisen einen hohen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten aber eine geringe mechanische Güte auf.

Die deutsche Offenlegungsschrift 18 00 649 und die britische Patentschrift 11 88 742 beschreiben eine piezoelektrische Keramik, die aus einem ternären System der Zusammensetzung

Pb(Nb₁Z₃Nb₂Z₃)O₃-PbTiO₃-PbZrO₃

besteht, das mit MnO₂ modifiziert ist, wobei die Keramik einen verhältnismäßig hohen Wert für den Kopplungskoeffizienten kp und die mechanische Güte Q_M zeigt, jedoch eine geringe mechanische Festigkeit auf-

und 0,5 Gewichtsprozent Mangandioxid, dadurch 5° weist, sowie eine geringe Beständigkeit der Dielektrizigekennzeichnet, daß χ = 0,15, y = 0,42 und tätskonstanten über weite Temperaturbereiche sowie ζ = 0,43 ist, und daß außerdem 1 Gewichtsprozent geringe Beständigkeit der piezoelektrischen Konstan-Aluminiumoxid enthalten ist. ten bei wiederholter mechanischer Einwirkung auf die

7. Piezoelektrische Keramik, insbesondere für Keramik besitzt. Die deutsche Offenlegungsschrifi elektromechanische Wandler, enthaltend eine feste 55 16 71 039 beschreibt ein piezoelektrisches keramisches Lösung gemäß der Formel Pb(Zn₁Z₃Nb₂Z₃)XTJyZr₂O₃ Material aus einer festen Lösung von PbTiO₃ und und 0,5 Gewichtsprozent Mangandioxid, dadurch

gekennzeichnet, daß χ — 0,15, j» = 0,42 und τ = 0,43 ist, und daß außerdem 1 Gewichtsprozent Zinndioxid enthalten ist.

8. Verfahren zur Herstellung der Keramik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man (1) ein Bleioxid, ein Zinkoxid, Nb₂O₅, TiO₂, ZrO₂, PbZrO₃₁ und die MnO₂ und Al₂O₃ enthält. Diese« Material zeigt jedoch niedrige Werte für den mechanischen Kopplungskoeffizienten k_v und die mechanisch« Güte Qm.

Aus der USA.-Patentschrift 34 64 924 ist eine piezo· elektrische Keramik der Zusammensetzung

Pb(Zr-Sn-Ti)O₃,

MnO₂ und Al₂O₃ oder SnO₂ innig naßverniischt,

(2) dieses Gemisch trocknet, (3) dieses Gemisch zu ⁶5 die mit MnO₂ modifiziert ist. Diese Keramik besitz

einer bestimmten Gestalt tormt, (4) dieses Gemisch einen hohen Kopplungskoeffizienten k_p. Entsprechenc

durch etwa 4stündiges Kalzinieren bei einer Tempe- günstige Werte für die mechanische Güte Q_M werder

ratur von etwa 85O^UC einer Vorreaktion unterwirft, jedoch nicht erreicht.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung piezoelektrischer Keramiken der eingangs genannten Art, die durch sehr hohe mechanische Güten, hohe clektromechanische Kopplungskoeffizienten und große Konstanz der Dielektrizitätskonstanten innerhalb breiter s Temperatur- und Zeitspannen ausgezeichnet sind.

Lösungen dieser Aufgabe sind in den Ansprüchen herausgestellt. Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Keramiken eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, daß die Dielektrizitätskonstante über weite Temperaturbereiche stabil ist, und daß die piezoelektrische Konstante auch bei mechanischer Beanspruchung wenig veränderlich ist. Außerdem weisen die Keramiken eine hohe mechanische Güte sowie hohe elektromechanische Kopplungsfaktoren auf.

Die Erfindung besitzt auch verschiedene Vorteile in bezug auf die Verfahrensweisen zur Herstellung der Keramiken und deren Anwendung für elektromechanische Wandler. Es ist bekannt, daß das Verdampfen von PbO während des Brennens ein Problem darstellt, dem man beim Sintern von Bleiverbindungen, wie z. B. Bleititanatzirkonat, begegnet. Die Keramiken nach der Erfindung zeigen einen geringeren Anteil an verdampftem PbO nach dem Brennen als die üblichen Blcititanatzirkonate. Dasternäre System kann in Abwesenheit einer PbO-Atmosphäre gebrannt werden. Ein gut gesinterter Körper gemäß der Erfindung wird erzielt, wenn man die oben beschriebenen Massen in einem Keramiktiegel, der mit einem aus Al₂O_:1-Keramiken hergestellten Keramikdeckel bedeckt ist, brennt. Eine hohe Sinterdichte ist zur Erzielung einer großen Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit und einer großen piezoelektrischen Ansprechbarkeii erwünscht, wenn der gesinterte Körper als Resonator oder auf anderen Gebieten eingesetzt werden soll.

Alle möglichen Zusammensetzungen innerhalb des ternären Systems Pb(ZnJZ₃Nb₂Z₃)O₃- PbTiO₃-PbZrO₃, die der Grundzusammensetzung gemäß der Erfindung entsprechen, werden durch ein dreieckiges Diagramm mit den Ecken Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃, PbTiO₃ und PbZrO₃ *° wiedergegeben. Die Keramiken mit einigen Zusammensetzungen, die durch das Diagramm dargestellt werden, zeigen jedoch nicht eine hohe Piezoelektrizität, und viele dieser Keramiken sind nur in einem geringen Maße elektromechanisch wirksam. Die vorliegende Erfindung betrifft nur Keramiken mit solchen Grundzusammensetzungen, bei denen die piezoelektrische Ansprechbarkeit der Keramiken in einem annehmbaren Ausmaß gegeben ist. Der Einfachheit halber wird der planare Kopplungskoeffizient-(/i„) von Testscheiben als Maß für die piezoelektrische Leistungsfähigkeit genommen. So zeigten alle polarisierten und getesteten Keramiken der Formel

* —'

worin χ, y und ζ ein Molv^rhältnis von 0,01 ~ 0,50, 0,125 ~ 0,75 und bzw. 0,125 ~ 0,865 hatten und x + y + 2 = 1 war, einen planaren Kopplungskoeffizienten von annähernd 0,1 oder höher. Keramiken mit den Grundzusammensetzungen, die durch die Formel Pb(Zn₁Z₃Nb₂Z₃)XTi^Zr₂O₃ wieder gegeben werden, worin .ν, ;' und ζ ein Molverhältnis von 0,01 — 0,375, 0,25 ~ 0,625 und bzw. 0,25 ~ 0,625 halten und .v + ν -|- ζ = 1 war, zeigten einen planaren Kopplungskoeffizienten von annähernd 0,3 oder höher. Die Kera- miken enthalten die vorstehend beschriebenen Grundmassen und Zusätze aus MnO₂ sowie aus Al₂O₃ oder SnO.

Beispiel 1

Die Ausgangsstoffe, nämlich Bleioxid (PbO), Zinkoxid (ZnO), Niobpentoxid (Nb₂O₅), Titandioxid (TiO₂), Zirkondioxid (ZrO₂) uhd Mangandioxid (MnO₂) sowie Aluminiumoxid (AI₂O₃) oder Zinndioxid (SnO₂), alle von relativ reiner Beschaffenheit (z. B. mit einem Reinheitsgrad »chemisch rein«), werden in einer mit Kautschuk ausgekleideten Kugelmühle mit destilliertem Wasser innig vermischt. Das Vermählen des Gemischs muß sorgfältig ausgeführt werden, um so eine Verunreinigung des Gemischs zu vermeiden, die durch ein Abschürfen der Mahikugeln oder Steine verursacht werden kann. Dieses kann dadurch vermieden werden, daß man die Anteile der Ausgangsstoffe so variiert, daß eine mögliche Verunreinigung kompensiert wird.

Nach dem Naßvermahlen wird das Gemisch getrocknet und vermischt, um soweit wie möglich, ein homogenes Gemisch sicherzustellen. Danach wird das Gemisch bei einem Druck von 400 kg/cm² zu geeigneten Formen geformt. Die Preßlinge werden dann durch Kalzinieren bei einer Temperatur von etwa 850 C für etwa 2 h einer Vorreaktion unterworfen.

Nach dem Kalzinieren läßt man das umgesetzte Material abkühlen, und dieses wird dann zu einer kleinen Teilchengröße naßvermahlen. MnO₂- und AI₂O₃- oder SnO₂-Zusätze können dem umgesetzten Material nach dem Kalzinieren der Ausgangsstoffe, die kein MnO₂ und Al₂O₃ oder SnO₂ enthalten, zugefügt werden, und das umgesetzte Material kann dann zusammen mit den MnO₂- und AI₂O₃- oder SnO₂-Zusätzen zu einer kleinen Teilchengröße vermählen werden. Dabei muß wiederum, wie oben, sorgfältig verfahren werden, um ein Verunreinigen durch ein Abschürfen der Mahlkugeln oder -steine zu vermeiden.

Je nach Wahl und den gewünschten Formen kann das Material zu einem Gemisch oder einer Aufschlämmung verarbeitet werden, das je nach dem einzelnen Fail zum Verpressen, Gleitgießen oder Strangpreßen nach den auf dem Gebiet der Keramik üblichen Formgebungsverfahren geeignet ist. Die Proben, für die weiter unten die Werte angegeben werden, wurden durch Vermischen von 100 g des vermahlenen, vorgesinterten Gemisches mit 5 cm³ destilliertem Wasser hergestellt. Das Gemisch wurde dann zu Scheiben mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Dicke von 2 mm mit einem Druck von 700 kg/cm² zusammengepreßt. Die zusammengepreßten Scheiben wurden innerhalb einer 45minüiigen Erhitzungsdauer bei 1150 bis 1300 C gebrannt. Gemäß der Erfindung ist es nicht erforderlich, das Brennen der Masse in einer PbO-Atmosphäre vorzunehmen. Darüberhinaus ist es nicht erforderlich, in dem Brennofen ein spezielles Temperaturgefälle vorzusehen, v/ie es nach den bisherigen Verfahren erforderlich war. So können einheitliche und ausgezeichnete piezoelektrische Keramiken auf einfache Weise erhalten werden, indem die Proben einfach während des Brennens mit einem Aluminiumoxidtiegel abgedeckt werden.

Dit gesinterten Keramiken werden auf beiden Oberflächen zu einer Dicke von 1mm geschliffen. Die geschliffenen Scheibenoberflächen werden dann mit Süberfarbe überzogen und unter Ausbildung von Silberelektroden gebrannt. Schließlich werden die Scheiben polarisiert, während sie in ein Bad aus Silikonöl mit einer Temperatur von 100 ~ 150 C eingetaucht

werden. Ein elektrisches Gleichfeld von 3 ~ 4 kV/mm wurde 1 h lang aufrechterhalten, und die Scheibe wurde dann innerhalb von 30 min auf Raumtemperatur feldgefühlt.

Die piezoelektrischen und dielektrischen Eigenschalten der polarisierten Proben wurden bei 20 C bei einer relativen Feuchtigkeit von 50% und bei einer Frequenz von 1 kHz gemessen. Beispiele für spezielle Keramiken und verschiedene wichtige elektromechanische und dielektrische Eigenschaften der Keramiken werden in den Tabellen I und II angegeben. Der Tabelle 1 kann entnommen werden, daß alle Keramiken, die mit einem MnO₂-Zusatz sowie mit einem Al₂O₃-Zusatz oder einem SnO₂-Zusatz modifiziert worden sind, durch eine sehr hohe mechanische Güte und einen hohen planaren Kopplungskoeffizienten ausgezeichnet sind, wobei alle diese Eigenschaften für die Verwendung der piezoelektrischen Keramiken in Filtern,

piezoelektrischen Übertragern und Ultraschallwandlern von Bedeutung sind.

Aus den Tabellen I und Il ist ersichtlich, daß die mit dem ersten Zusatz aus MnO₂ und dem zweiten Zusatz aus Al₂O₃ oder SnO₂ modifizierten Keramiken eine bemerkenswerte Verbesserung hinsichtlich des planaren Kopplungskoeffizienten, der mechanischen Güte, der mechanischen Festigkeit und einer Änderung der Dielektrizitätskonstanten mit der Temperatur im Vergleich mit einer Keramik, die keinen Al₂O₃- oder SnO₂-Zusatz enthält, zeigen.

Aus vorstehender Tabelle I ist ersichtlich, daß die Werte für die mechanische Güte, den planaren Kopplungskoeffizienten und die Dielektrizitätskonstanten zur Anpassung an verschiedene Anwendungsgebiete variiert werden können, indem man die Grnndzusammensetzung und die Anteile an MnO₂, AI₂O₃ oder SnOo in bestimmter Weise auswählt.

Tabelle	1	Zusammensetzungen	Zusätze	in Gewichtsprozent	SnO₂	24	h nach dem 1	'ölen
	Grundzusammensetzungen			—	Dielektrizi tätskon	Planarer Kopplungs	Mechanische Güte
Bei		MnOj	AUO₃	—	stante	koeffizient
spiel		0,1		—	ε	kp	Q st
Nr.	Pb(Zn₁Z₃Nb₂Za)₀₁₀₆Ti₀₁₄₆Zr₀₁₄₈O₃	0,1	0,5	—	1120	0,57	680
1	wie vorstehend	0,5	—	—	1010	0,59	1320
2	wie vorstehend	0,5	0,1	—	940	0.55	950
3	wie vorstehend	0,5	0,5	—	950	0,59	2090
4	wie vorstehend	0,5	1,0	—	900	0,60	2420
5	wie vorstehend	0,5	2,5	0,5	830	0,57	2430
6	wie vorstehend	1,0	0,5	0,1	790	0,56	2040
7	wie vorstehend	0,1	—	0,5	880	0,58	2120
8	wie vorstehend	0,5	—	1,0	950	0,58	1470 "
9	wie vorstehend	0,5	—	5,0	970	0,58	2150
10	wie vorstehend	0,5	—	0,5	920	0,61	2520
11	wie vorstehend	0,5	—	—	870	0,58	2470
12	wie vorstehend	1,0	—	—	800	0,56	2130
13	wie vorstehend	0,5	—	—	930	0,58	2210
14	Pb(Zn₁Z₃Nb₂Z₃)O₁₁₆Ti₀₁₄₂Zr₀₁₄₃O₃	0,5	0,03	—	1370	0,59	1420
15	wie vorstehend	0,5	0,1	—	1370	0,62	1850
16	wie vorstehend	0,5	0,5	—	1310	0,64	2190
17	Pb(Zn₁Z₃Nb₂Zs)₀₁₁₅Ti₀₁₄₂Zr₀₁₄₃O₃	0,5	1,0	—	1250	0,63	2790
18	wie vorstehend	1,0	0,5	—	950	0,57	2870
19	wie vorstehend	5,0	—	0,05	1110	0,60	2150
20 .	wie vorstehend	5,0	1,0	0,1	870	0,48	1020
21	wie vorstehend	0,5	—	0,5	900	0,54	1750
22	wie vorstehend	0,5	—	1,0	1340	0,61	1920
23	wie vorstehend	0,5	—	0,5	1320	0,63	2230
24	wie vorstehend	0,5	—	1.0	1310	0,64	2810
25	wie vorstehend	1,0	—		1140	0,60	2940
26	wie vorstehend	5.0		980	0,60	2320
27	wie vorstehend			930	0.53	1890
28

Aus der Tabelle Il ist ersichtlich, daß die piezoelektrischen Keramiken eine hohe Konstanz der Dielektrizitätskonstanten innerhalb eines Temperaturbereichs von 20 ~ 70" C und eine große mechanische Festigkeit zeigen.

Tabelle II Beispiel

3	29,4
4	15,3
5	12,1
6	5,6
8	13,4
10	15,6
U	13,3
12	6,9
14	12,9
15	24,5
17	15,9
18	12,7
19	8,1
20	12,1
24	14,7
25	11,9
26	7,1
27	11,8

Relative Änderung von Druck in ε im Temperatur- kg/cm¹

bereich von 20 bis 70⁰C in %

1050

1120

1270

1210

1180

1170

1220

1230

1200

1090

1150

1290

1250

1200

1170

1270

1240

1190

₃₅

Diese Eigenschaften sind für die Verwendung piezoelektrischen Keramiken in P«^'* Übertragern und in Filtern von Bedeutung elektrische Übertrager sind passive ^ertragungs elemente für elektrische Energie °^\^Τμ^- denen die piezoelektrischen Eigenschaftenι d M>« rials, aus dem die Elemente gestellt worden !and, be nutzt werden, um eine Umformung von Spannung Strom oder Impedanz zu erzielen. Be. einer solchen Verwendung der Keramiken ist es erwünscht dalJ üie piezoelektrischen Stoffe eine große Konstanz der D, elektrizitätskonstanten innerhalb eines breite T mpe raturbereichs sowie hohe mechanische Guten und hohe elektromechanische Kopplungskoeffizienten zeigen, so daß der piezoelektrische Übertrager, der in einer Fernsehanlage usw. verwendet wird, hinsichtlich der Entnahmespannung und des Stroms eine große Kon-

stanz mit der Temperatur aufweist. Bei solchen Anwendungen der Keramiken ist es erwünscht, daß die piezoelektrischen Keramiken eine große mechanische Festigkeit besitzen, so daß die Erzeugnisse, in denen die Keramiken verwendet werden, eine große Betriebssicherheit innerhalb großer Zeiträume und bei einer großen mechanischen Beanspruchung gewährleisten.

Die piezoelektrischen Keramiken besitzen hohe elektromechanische Kopplungskoeffizienten. Daher sind sie auch für einen Einsatz in elektromechanischen

X5 Wandlern, wie z. B. Schalldosen, Mikrophonen und Spannungsgeneratoren in Zündsystemen, geeignet.

Beispiel 2

Das einer Umsetzung unterworfene Pulver, das nach ao dem in dem Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt worden war, wurde zu Stiften mit einem Druchmesser von 10 mm und einer Länge von 20 mm mit einem Druck von 700 kg/cm² zusammengedrückt. Die zusammengedrückten Stifte wurden bei einer Erhit- »5 zungsdauer von 45 min bei 1150 ~ 1300⁰C gebrannt. "Die gesinterten Keramiken wurden zu Stiften mit einem Durchmesser von 7 mm und einer Länge von 15 mm geschliffen. Die beiden Seiten der geschliffenen Stifte wurden dann mit Silberfarbe überzogen und unter Ausbildung von Silberelektroden gebrannt. Die Stifte wurden polarisiert, während sie in ein Bad aus Silikonöl mit einer Temperatur von 100 ~ 150⁰C r eingetaucht wurden. Ein elektrisches Gleichfeld von 2 ~ 3 kV/mm wurde 30 min lang aufrechterhalten. Beispiele für die speziellen Zusammensetzungen der Keramiken und wichtige elektromechanische Eigenschaften sind in der Tabelle III angegeben. Der Tabelle III ist zu entnehmen, daß die Zusammensetzungen aller angegebenen Keramiken, die mit einem ersten Zusatz aus MnO₂ und einem zweiten Zusatz aus Al₂O₃ oder SnO₂ modifiziert sind, durch eine hohe Beständigkeil der Entnahmespannung bei periodischem mechanischem Stoß bei einem keramischen Zündelement, das zur Zündung von Gas benutzt wird, ausgezeichnei sind.

Tabelle III

Beispiel

Zusammensetzungen Grundzusammersetzungen

Zusätze MnO, in Gewichtsprozent

Al₁O, SnO,

(₁Z₃₂
wie vorstehend
Pb(Zn_l/3Nb₂,₃)_a.isTio.42^Zro.43^u3

wie vorstehend

Piezoelektrische Konstante g_M · 10^s, V-M/N

Vor dem Nach dem Stoß Stoß

Die piezoelektrische Konstante «nach dem Stoß« wurde nach 10'maligem mechanischem Stoß bei e.nem Druck von 400 kg/cm² gemessen

sehe Zünder u. dgl. _; Anteilen

Bei Keramiken, die den MnO.-Zusatz m Ante. J von mehr als 5 Gewichtsprozent enthalten sind α. Werte Qm nud K_P der mechanischen Gute und ae planaren Kopplungskoeffizienten relativ niedrig. Ken miken die einen Anteil an dem MnO₂-Zusatz vo weniger als 0,1 Gewichtsprozent enthalten, besitze eine geririg^e mechanische Güte. Und die Keramikei die mehr als 2,5 Gewichtsprozent Al₂O₃ oder mehr a 5 Gewichtsprozent SnO₂ enthalten, zeigen einen relati niedrigen planaren Kopplungskoeffizienten K_p. D Keramiken, die weniger als 0,03 Gewichtsprozei Al₂O₃ oder weniger als 0,05 Gewichtsprozent SnC

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sich gut polarisieren. Aus obigen Darlegungen geht hervor, daß die ternäre feste Lösung

enthalten, haben eine geringe mechanische Güte Qm.
Aus diesen Gründen gehören Keramiken mit diesen
Zusammensetzungen nicht zu dem Erfindungsbereich.

Außer den oben angegebenen überlegenen Eigen- 5 die mit speziellen Anteilen an MnO₂-sowie an Al₂O₃-schaften führen die Keramikmassen zu Keramiken oder SnO₂-Zusätzen modifiziert ist, ausgezeichnete mit guten physikalischen Eigenschaften und lassen piezoelektrische Keramikkörper ergibt.

Claims

Patentansprüche:

!. Piezoelektrische Keramik, insbesondere für elektromechanische Wandler, enthaltend eine feste Lösung gemäß der Formel Pb(Zn₁Z₃Nb₂Z₃)XTi^Zr₂O₃ und 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Mangandioxid, dadurch gekennzeichnet, daß χ- Werte von 0,01 bis 0,50, y-Werte von 0,125 bis 0,75 und z-Werte von 0,125 bis 0,865 annehmen können, mit χ: + y + ζ = 1, und daß mindestens ein Oxid, das aus 0,03 bis 2,5 Gewichtsprozent Aluminiumoxid und 0,05 bis 5 Gewichtsprozent Zinndioxid gewählt worden ist, enthalten ist.
2. Piezoelektrische Keramik, insbesondere für elektromechanische Wandler, enthaltend eine feste Lösung gemäß der Formel Pb(Zn₁Z₃Nb₂Z₃)XTJyZr₂O₃ und 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Mangandioxid, dadurch gekennzeichnet, daß χ-Werte von 0,01 bis

(5) dieses kalzinierte Gemisch abkühlt, (6) dieses Gemisch zu einer kleineren Teilchengröße zerkleinert, (7) dem teilchenförmigen Gemisch eine Form verleiht und (8) das geformte Gemisch 45 min bei 1150 bis 1300C brennt.