DE2130534C3 - Oxide piezoelectric material - Google Patents
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Description
;tandteilen PbTiO3 und PbZrO3 verändert und der Gehalt an (Me1J2La1Z2) - (Na1I2Te1Z8)O3 konstant gehalten ist,; parts of PbTiO 3 and PbZrO 3 changed and the content of (Me 1 J 2 La 1 Z 2 ) - (Na 1 I 2 Te 1 Z 8 ) O 3 is kept constant,
F i g. 3 ein ternäres Diagramm zu·- Erläuterung des Bereiches der Zusammensetzung des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Oxidmaterials in Hinsicht auf die drei Grundbestandteile,F i g. 3 a ternary diagram to · - Explanation of the Range of the composition of the piezoelectric oxide material according to the invention in terms on the three basic components,
F i g. 4 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Tempeiaiurabhängigkek der Dielektrizitätskonstanten für zwei ausgewählte erfindungsgemäße Materialien, F i g. 4 is a graph to explain the temperature dependency of the dielectric constant for two selected materials according to the invention,
F i g. 5 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Temperaturabhängigkeit des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten K33 für die beiden in F i g. 4 zugrundegelegteii Materialien,F i g. 5 is a graph to explain the temperature dependency of the electromechanical coupling coefficient K 33 for the two in FIG. 4 underlying materials,
F i g. 6 eine gratische Darstellung zur Erläuterung der prozentualen Veränderung des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten K13 in Abhängigkeit von einer wiederholten Druckbeanspruchung, und zwar für vier erfindungsgemäße Materialien sowie zwei Vergleichsmaterialien nach dem Stand der Technik. F i g. 6 is a graphic illustration to explain the percentage change in the electromechanical coupling coefficient K 13 as a function of repeated compressive stress, specifically for four materials according to the invention and two comparison materials according to the prior art.
Das erfindungsgemäße piezoelektrische Oxidmaterial wird durch Festphasenreaktion aus einer Anzahl von Oxiden mit unterschiedlichen Valenzen hergestellt und besteht aus einem ternären Oxidsystem der allgemeinen ZusammensetzungThe piezoelectric oxide material according to the invention is made of a solid phase reaction Number of oxides with different valences and consists of a ternary oxide system the general composition
a- · (Me12La1)2) · (Na„2TeI/2)O3 — y ■ a- · (Me 12 La 1) 2 ) · (Na " 2 Te I / 2 ) O 3 - y ■
PbTiO3 — ζ ■ PbZrO3 PbTiO 3 - ζ ■ PbZrO 3
wobei x, y, ζ und Me die bereits weiter vorn angegebene Bedeutung haben. Dieses ternäre System bildet sich dadurch aus, daß zu dem binären System PbTiO3-PbZrO3 als neuer Grandbestandteil (Me12La1;2) · (Na1Z2Te1Z1)Oj hinzugefügt wird.where x, y, ζ and Me have the meaning already given above. This ternary system is formed by adding PbTiO 3 -PbZrO 3 as a new constituent (Me 12 La 1; 2 ) · (Na 1 Z 2 Te 1 Z 1 ) Oj to the binary system.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Oxidmaterials kann ohne weiteres durch die üblichen Techniken der Pulvermetallurgie erfolgen. Dazu genügt es, die einfachen Oxide wie PbO, La2O3, TiO2, Na2O, ZrO2, TeO3, BaO, SrO und/oder CaO als Ausgangsmaterialien zu verwenden. Diese Ausgangsmaterialien werden dabei genau in den vorgeschriebenen Mengenanteilen ausgewogen und dann innig miteinander vermischt, und zwar z. B. in einer Kugelmühle. Anstelle der Oxide können auch andere Verbindungen wie Hydroxide, Karbonate oder Oxalate eingesetzt werden, sofern diese beim Erhitzen in die Oxide umgewandelt werden. Die innige Mischung der Oxide oder äquivalenten Substanzen wird dann zunächst bei einer relativ geringen Temperatur von etwa 600 bis 9000C vergesintert und danach erneut in einer Kugelmühle behandelt, wobei ein Pulver mit einer kontrollierten Partikelgröße von etwa 1 bis 2 μΐη entsteht. Zu diesem Pulver wird anschließend ein Bindemittel gegeben, wie z. B. Wasser oder Polyvinylalkohol. Daraufhin wird die Masse unter einem Druck von etwa 0,5 — 2 t/cm2 preßgeformt und bei einer Temperatur von elwii 1000 — 1270 "C ausgesintert. Da das in der Masse enthaltene PbO leicht verdampft und dadurch ein Teil verlorengehen kann, wird das Sintern zweckmäßig in einem abgedichteten Ofen vorgenommen, wobei die maximale Sintertemperatur zweckmäßig über eine Zeit von etwa 0,5 bis 3 Stunden aufrechterhalten wird.The piezoelectric oxide material according to the invention can readily be produced by the usual techniques of powder metallurgy. For this purpose, it is sufficient to use the simple oxides such as PbO, La 2 O 3 , TiO 2 , Na 2 O, ZrO 2 , TeO 3 , BaO, SrO and / or CaO as starting materials. These starting materials are weighed out exactly in the prescribed proportions and then intimately mixed with one another, for example. B. in a ball mill. Instead of the oxides, other compounds such as hydroxides, carbonates or oxalates can also be used, provided that these are converted into the oxides when heated. The intimate mixture of the oxides or equivalent substances is then first vergesintert and at a relatively low temperature of about 600 to 900 0 C thereafter again treated in a ball mill to obtain a powder having a controlled particle size of about 1 to μΐη arises. 2 A binder is then added to this powder, such as. B. water or polyvinyl alcohol. The mass is then compression-molded under a pressure of about 0.5-2 t / cm 2 and sintered out at a temperature of 1000-1270 "C. Since the PbO contained in the mass evaporates easily and a part can be lost as a result Sintering expediently carried out in a sealed furnace, the maximum sintering temperature expediently being maintained over a period of about 0.5 to 3 hours.
Die Polarisation des so gebildeten piezoelektrischen
Oxidmateriais kann durch bekannte Methoden erfolgen, beispielsweise dadurch, daß an zwei gegenüberlionende
Seiten des Materials ein Elektrodenpaar an gebracht und darüber ein Gleichspannungsfeld von
20 bis 30 kV/cm auf das Material zur Einwirkung gebracht wird, und zwar eine Stunde lang in Silikonöl
bei einer Temperatur von etwa 140 bis 1600C.
Nunmehr seien die Gründe für die Auswahl der weiter vorn angegebenen Grenzen der Mengenverhältnisse
der drei Grundbestandteile des erfindungsgemäßen ternären Systems erläutert:The polarization of the piezoelectric oxide material formed in this way can be done by known methods, for example by placing a pair of electrodes on two opposite sides of the material and applying a direct voltage field of 20 to 30 kV / cm to the material for one hour long in silicone oil at a temperature of about 140 to 160 0 C.
The reasons for the selection of the limits given above for the quantitative ratios of the three basic components of the ternary system according to the invention will now be explained:
Bezüglich des Bestandteils (Me1J2La1 0-(Na1J2Te1Z2)O3 Regarding the component (Me 1 J 2 La 1 0- (Na 1 J 2 Te 1 Z 2 ) O 3
ίο (mit Me gleich Ba, Sr, Ca und/oder Pb) gilt, daß bei einer Menge von weniger als 0,3 Mol-% oder mehr als 30,0 Mol-% der elektromechanische Kopplungskoeffizient K33 auf einen Wert unter 50 % absinkt, was für viele Anwendungszwecke zu gering ist. Dies ergibtίο (with Me being Ba, Sr, Ca and / or Pb) it applies that with an amount of less than 0.3 mol% or more than 30.0 mol% the electromechanical coupling coefficient K 33 to a value below 50% drops, which is too low for many purposes. This gives
sich aus der Darstellung der F i g. 1 ,in der die Änderung des AT33-Wertes in Abhängigkeit von einer Änderung der Zusammensetzung (PbZrO3 konstant, die übrigen Grundbestandteile variabel) aufgetragen ist. Es ist zu erkennen, daß bei einem Gehalt anfrom the representation of FIG. 1, in which the change in the AT 33 value as a function of a change in the composition (PbZrO 3 constant, the other basic components variable) is plotted. It can be seen that at a content of
(Me1Z2La12) · (Na12Te12)O3 (Me 1 Z 2 La 12 ) · (Na 12 Te 12 ) O 3
außerhalb des Bereiches von 0,3 bis 30,0 Mol-% der gewünschte Mindestwert des Kopplungskoeffizienten nicht erreicht wird. In F i g. 1 sind bei den beiden Kurven α und b jeweils die Elemente angegeben, die für den in der Formel enthaltenen allgemeinen Ausdruck Me verwendet worden sind.outside the range from 0.3 to 30.0 mol%, the desired minimum value of the coupling coefficient is not achieved. In Fig. 1, the two curves α and b each indicate the elements that have been used for the general expression Me contained in the formula.
In einer analogen Untersuchung wurde die Änderung des A33-Wertes ermittelt bei verändertem Gehalt des Materials an PbTiO3 und PbZrO3, aber zu 15 Mol-% konstant gehaltenem Gehalt anIn an analogous investigation, the change in the A 33 value was determined with a changed content of PbTiO 3 and PbZrO 3 in the material, but a content of 15 mol% kept constant
(Me1 2La1/2) · (Na12TeJ12)O3 (Me 1 2 La 1/2 ) (Na 12 TeJ 12 ) O 3
Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in F i g. 2 niedergelegt, wobei bei den dort gezeigten Kurven c und d wiederum jeweils die Elemente angegeben sind, die für den in der Formel enthaltenen allgemeinen Ausdruck Me verwendet worden sind.The results of this investigation are shown in FIG. 2, with the curves c and d shown there in turn indicating the elements which have been used for the general expression Me contained in the formula.
Aus F i g. 2 lassen sich Rückschlüsse für die Grenzen des Gehaltes des Materials an PbTiO3 ableiten. Wenn der Gehalt an PbTiO3 unter 30 Mol-% absinkt oder über 60 Mol-% ansteigt, ergibt sich kein piezoelektrisches Material mit ausreichend großem Ä'33-Wert. Selbst wenn bei Gehalten von mehr alsFrom Fig. 2, conclusions can be drawn for the limits of the PbTiO 3 content of the material. If the content of PbTiO 3 falls below 30 mol% or rises above 60 mol%, a piezoelectric material with a sufficiently large λ '33 value does not result. Even if at levels of more than
*5 60 Mol- % PbTiO3 der A'33-Wert aber noch befriedigend sein sollte, reicht zumindest die Stabilität der piezoelektrischen Eigenschaften nicht mehr aus. Damit führt ein Gehalt an PbTiO3 außerhalb der genannten Grenzen jedenfalls nicht zu einem praktisch brauchbaren Material.* 5 60 mol% PbTiO 3, but the A '33 value should still be satisfactory, at least the stability of the piezoelectric properties is no longer sufficient. Thus, a content of PbTiO 3 outside the limits mentioned does not lead to a material that can be used in practice.
Die für das erfindungsgemäße piezoelektrische Material bestehenden Grenzen der Zusammensetzung sind in der das ternäre System in üblicher Dreieck-Darstellung beschreibenden F i g. 3 dargestellt, wobei sich die Grenzen für den Gehalt an PbZrOs zwangsläufig aus den besprochenen Grenzen für die Gehalte an den beiden anderen Grundbestandteilen zu 25,0 his 55,0 Mol-% ergeben. Das erfindungsgemäße Material besitzt eine Zusammensetzung, die in der Darstellung der F i g. 3 innerhalb des gestrichelten Gebiets liegt.The composition limits of the piezoelectric material according to the invention are shown in FIG. 1 describing the ternary system in the usual triangular representation. 3, the limits for the PbZrO s content inevitably result from the discussed limits for the content of the other two basic components of 25.0 to 55.0 mol%. The material according to the invention has a composition which, in the illustration in FIG. 3 lies within the dashed area.
Irwähnt sei noch, daß eine weitere positive Auswirkung des BestandteilsIt should be mentioned that there is another positive effect of the component
(Mei;2Lai;2) · (Na12Te1 2)O3
65(Me i; 2 La i; 2 ) · (Na 12 Te 1 2 ) O 3
6 5
darin besteht, daß dieses Material auch als Mineralbildner wirkt und die Sinterung erleichtert, d. h. die Sintertemperatur vermindert. Dadurch läßt sich Ver-consists in the fact that this material also acts as a mineral former and facilitates sintering, i.e. H. the Reduced sintering temperature. This allows
dampfung von PbO besser unterdrücken und ein dem so erhaltenen, auf eine Partikelgröße von 1 bisBetter suppress the evaporation of PbO and reduce the particle size to a particle size of 1 to
dichteres Material erzielen. 2 |im konditionierten Pulvern, wurde Polyvinylalkoholachieve denser material. 2 | in conditioned powders, became polyvinyl alcohol
Durch Röntgenuntersuchung wurde festgestellt, als Bindemittel gegeben, und das Material wurde dannX-ray examination found it to be given as a binder, and the material was then
daß das erfindungsgemäße piezoelektrische Oxid- mit einem Druck von 1 t/cm2 geformt und in einemthat the inventive piezoelectric oxide formed with a pressure of 1 t / cm 2 and in one
material die Perowskit-Struktur besitzt, wobei die 5 verschlossenen Ofen bei einer Maximumtemperaturmaterial has the perovskite structure, with the 5 closed furnace at a maximum temperature
einzelnen Oxide in Form einer festen Lösung gleich- von 1000 bis 1251O0C ausgesintert. Dabei ergaben sichindividual oxides in a solid solution form at the same from 1000 to 0 C 1251O fully sintered. It resulted
förmig verteilt sind. Wenn man das. Material durch die Scheibchen von 1 mm Dicke und 13 mm Durchmesserare distributed in a shape. If you put the material through the discs 1 mm thick and 13 mm in diameter
allgemeine Formel ABO3 beschreibt, kann man sowie kleine Siiulen von 7 mm Durchmesser undThe general formula ABO 3 describes, one can use small columns of 7 mm in diameter and
sagen, daß es eine Kombination von Elementen mit 15 mm Länge.say that there is a combination of elements with 15 mm length.
unterschiedlichen Valenzen ist, nämlich von zwei- io Von allen Proben wurde die Dichte d und die
wertigem Me oder dreiwertigem La (dargestellt durch Dielektrizitätskonstante ε ermittelt. Weiterhin wurde
das Symbol A) sowie einwertigem Na, sechswertigem jede Probe polarisiert, und zwar dadurch, daß Elek-Te
und vierwertigem Ti und Zr (dargestellt durch das troden an der Probe angebracht wurden und ein
Symbol B). In dieser Hinsicht unterscheidet sich das Gleichspannungsfeld von 30 kV/cm 1 Stunde lang in
erfindungsgemäße Material wesentlich von den Ma- 15 Silikonöl bei einer Temperatur von 1400C angelegt
terialien nach dem Stand der Technik, bei denen im wurde. Die Bestimmung der piezoelektrischen Eigenallgemeinen
ein Sauerstoff-Oktaeder vorhanden ist, schäften der polarisierten Proben erfolgte nach den
und bei denen die Zusammensetzung so beschaffen Standard-Methoden, wie sie z. B. in Proc. IRE, 137,
ist, daß bei Zugrundelegung der allgemeinen Formel (1949), S. 1378 bis 1395 beschrieben sind. Die Er-A'B'O3,
die durch das Symbol A' ausgedrückten 20 gebnisse dieser Untersuchungen sowie die Zusammen-Elemente
zweiwertig und die durch das Symbol B' setzung der einzelnen Proben und deren Sintertempeausgedrückten
Elemente vierwertig oder die durch das ratur sind in der als Anlage beigefügten Tabelle 1
Symbol A' ausgedrückten Elemente einwertig und die niedergelegt. Dabei bedeuten die in der Kopfspalte
durch das Symbol B' ausgedrückten Elemente fünf- der Tabelle 1 angegebenen Symbole folgendes:
wertig sind. Mit anderen Worten bedeuten bei den 25of all samples, the density d and the valued Me or trivalent La (represented by dielectric constant ε. Furthermore, the symbol A) and monovalent Na, hexavalent, each sample was polarized by the fact that Elek-Te and tetravalent Ti and Zr (represented by the electrodes attached to the sample and a symbol B). In this regard, the direct voltage field of 30 kV distinguishes / cm for 1 hour in the invention material much of the ma- 15 silicone oil at a temperature of 140 0 C terialien applied according to the prior art, in which was in. The determination of the piezoelectric properties generally an oxygen octahedron is present, shafts of the polarized samples were carried out according to the and in which the composition is such as standard methods, as z. B. in Proc. IRE, 137, is that based on the general formula (1949), pp. 1378 to 1395 are described. The Er-A'B'O 3 , the results of these investigations expressed by the symbol A 'as well as the composite elements are bivalent and the elements expressed by the symbol B' of the individual samples and their sintering temperature are tetravalent or those expressed by the temperature are in of the elements expressed in Table 1, symbol A 'attached as an annex, are monovalent and laid down. The elements of five symbols indicated in Table 1 in the header column by the symbol B 'mean the following:
are valuable. In other words, the 25th
bekannten Materialien die Symbole A' und B' eine Ts = Sintertemperatur ( C).known materials the symbols A 'and B' a Ts = sintering temperature (C).
Kombination von Elementen mit der gleichen Valenz. d = Dichte, gemessen bei 230C.Combination of elements with the same valence. d = density, measured at 23 0 C.
Dieser Unterschied des Bautyps der erfindungsgemäßen ε = Dielektrizitätskonstante, gemessen bei 1 kHzThis difference in construction type of the ε = dielectric constant according to the invention, measured at 1 kHz
Materialien und der bekannten Materialien mag mit und 230C.Materials and the known materials like with and 23 0 C.
eine Ursache dafür sein, daß die erfindungsgemäßen 30 K33 = elektromechanischer Kopplungskoeffizient inbe a reason for the fact that the invention 30 K 33 = electromechanical coupling coefficient in
Materialien sehr gute und vor allem auch zeitlich %.Materials very good and, above all, also in terms of time.
sowie bei Temperaturänderungen und bei mecha- A = Alterung in % nach einer Million Anstößen
nischen Belastungen besser stabil bleibende piezo- (prozentuale Abnahme des ΛΓ,,-Wertes).
elektrische Eigenschaften haben und damit eine überlegene
.Leistungsfähigkeit besitzen. 35 Zur weiteren Erläuterung der Eigenschaften der inas well as in the case of temperature changes and mechanical A = aging in % after one million impacts niche loads better remaining stable piezo (percentage decrease in the ΛΓ ,, value).
have electrical properties and thus have a superior performance. 35 For a further explanation of the properties of the in
Als Beispiel für die Überlegenheit des erfindungs- Tabelle 1 definierten Proben sei auf die ZeichnungenAs an example of the superiority of the samples defined in Table 1, refer to the drawings
gemäßen Materials sei die Untersuchung an piezo- Bezug genommen, von denen F i g. 1 bis 3 schonAccording to the material, reference is made to the investigation on piezo, of which F i g. 1 to 3 already
elektrischen Zündelementen erwähnt. Bei solchen kurz besprochen wurden.electrical ignition elements mentioned. When such were briefly discussed.
Zündelementen aus erfindungsgemäßern Material er- F i g. 4 zeigt den Temperaturgang der Dielektrizigab sich nach 1 Million Anstößen, d. h. nach 1 Million 40 tätskonstanten am Beispiel der Probe 23 (Curie-Punkt Druckbeaufschlagungen, ein Abfall in der erzeugten 3050C) und der Probe 44 (Curie-Punkt 3300C). Dabei Ausgangsspannung von nur rund 5%, während bei bezeichnen die Ziffern 23 bzw. 44 die zu diesen beiden einem bekannten piezoelektrischen Material auf der Proben gehörende Kurven. Für diese beiden Proben Basis PbTiO3 — PbZrO3 unter den gleichen Bedin- wurde auch noch der Temperaturgang des elektrogungen ein Absinken der Ausgangsspannung um etwa 45 mechanischen Kopplungskoeffizienten Km ermittelt. 15% eintrat. Die bei diesen Standfestigkeits-Test Die dabei gewonnenen Ergebnisse sind in Fig. 5 beobachtete Spannungsverminderung von 15% be- niedergelegt, und es ist zu erkennen, daß, infolge der deutet, daß die Zuverlässigkeit der Zündung möglicher- hohen Curie-Punkte, der K33-Wert in einem Temperaweise nicht mehr gewährleistet ist. Somit ist die bei turbereich von —100 bis +2000C praktisch konstant dem erfindungsgemäßen Material erzielte Verbesserung 5° bleibt. Damit besitzen diese Proben einen sehr stabiein außerordentlich wesentlicher Fortschritt. len Ä^-Wert, der außerdem auch einen ausgezeichnetIgnition elements made from material according to the invention are shown in FIG. 4 shows the temperature response of the Dielektrizigab after 1 million lugs, ie after 1 million 40 tätskonstanten the example of the sample 23 (Curie point pressurizations, a drop in the generated 305 0 C) and sample 44 (Curie point 330 0 C) . The output voltage is only around 5%, while the numbers 23 and 44 denote the curves belonging to these two curves for a known piezoelectric material on the sample. For these two samples based on PbTiO 3 - PbZrO 3 under the same conditions, the temperature response of the electrogation, a decrease in the output voltage by about 45 mechanical coupling coefficient K m, was also determined. 15% occurred. The in these creep rupture test, the results of this work are laid down loading in Fig. 5 observed tension reduction of 15%, and it is to recognize that, as a result of indicated that the reliability of the ignition possibly high Curie points, the K 33 - value in a tempera manner is no longer guaranteed. Thus, the practically constant achieved the material of the invention in turbereich from -100 to +200 0 C 5 ° improvement remains. These samples thus show a very stable, extraordinarily important advance. len Ä ^ value, which also has an excellent
Nachfolgend werden zur weiteren Erläuterung der hohen Absolutwert hat. In F i g. 5 sind die zu denThe following is a further explanation of the high absolute value. In Fig. 5 are the ones to the
Erfindung einige detaillierte Zahlenbeispiele be- beiden Proben gehörenden Kurven wiederum mit deiInvention some detailed numerical examples for the curves belonging to both samples again with the
schrieben. Nummer der betreffenden Probe bezeichnet.wrote. Number of the sample concerned.
Es wurden durch Auswiegen der erforderlichen 55 Weiterhin wurden aus den Materialien gemäß derBy weighing the required 55 Furthermore, the materials according to the
Mengen an La2O3, Na2O, TiO2, ZrO2, TeO3 und MeO Proben 11, 24, 45 und 62 piezoelektrische Zündein·Amounts of La 2 O 3 , Na 2 O, TiO 2 , ZrO 2 , TeO 3 and MeO samples 11, 24, 45 and 62 piezoelectric igniters
(mit Me gleich Ba, Sr, Ca und/oder Pb) insgesamt heiten hergestellt. An diesen Zündeinheiten wurde die(with Me equal to Ba, Sr, Ca and / or Pb) total units produced. The
109 Proben (einschließlich Vergleichsproben) mil der abgegebene Spannung ermittelt, und zwar nach einei109 samples (including comparison samples) determined with the given voltage, namely after one
in dem Bereich unterschiedlichen Anzahl von Anstößen, d. h. vorin the area different number of impulses, d. H. before
η τ u· ιι »«„ι ο/ /U„ τ „ \ rM„ τ» μλ 6o Druckbeaufschlagungen. Dabei ergab sich die in dei η τ u · ιι »« "ι ο / / U " τ "\ rM" τ "μλ 6o pressures. This resulted in the in dei
29 bi?61Md /0PWK) Tabclle2 «**& ^endenz· Sprechende Unter29 bi? 61Md / 0 PWK) Tabclle2 «** & ^ endenz · Talking Unter
24 bis 56 Mol-% PbZrO3' ^S^ü- """?"■ audl. ™l Zündeinheiten durch24 to 56 mol% PbZrO 3 '^ S ^ ü- """?" ■ audl . ™ l ignition units through
gefuhrt, die mit einem bekannten piezoelektnscheiled that with a well-known piezoelektnschei
Hegenden Zusammensetzung hergestellt. In allen Material hergestellt waren. Dieses bekannte MateriaMade with nourishing composition. Were made in all material. This known materia
Fällen wurden dabei die genau abgewogenen Oxide 65 ist in der Tabelle 2 mit λ bezeichnet und hatte diiCases were the precisely weighed oxides 65 is designated in Table 2 with λ and had dii
in einer Kugelmühle innig miteinander vermischt, Zusammensetzung Pb(Ti047Zr053)O3 mit 1,0Geintimately mixed with one another in a ball mill, composition Pb (Ti 047 Zr 053 ) O 3 with 1.0Ge
bei einer Temperatur von 8500C vorgesintert und wichtsprozent Nb2O5 als Additiv. Aus der Tabelle:pre-sintered at a temperature of 850 0 C and weight percent Nb 2 O 5 as an additive. From the table:
dann erneut in einer Kugelmühle fein zermahlen. Zu läßt sich die Überlegenheit der erfindungsgemäßeithen grind finely again in a ball mill. The superiority of the inventive i
Proben bezüglich der Alterungsbeständigkeit deutlich entnehmen.Clearly take samples for aging resistance.
Schließlich wurde noch ein Druck-Alterungstest durchgeführt, um die Verminderung des elektromechanischen Kopplungskoefiizienten A'.i;, durch wiederholtes Anlegen eines hohen Druckes von 1 t'cnr zu ermitteln. Dazu wurden Materialien gemäß den Proben 5. 17, 55 und 83 verwendet, die mit zwei bekannten, mit β und γ bezeichneten Materialien zum Vergleich gebracht wurden. Das Material β hatte dabei dieZusammensetzung Pb(Tin,4GZr0 54)O3 mit 0,9Gew.-% Nb,O5 als Additiv und das Material γ hatte die ähnliche Zusammensetzung Pb(Ti047Zr053)O1 mit 0,7 Gew.-% La2O3 als Additiv. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in Fig. 6 niedergelegt, wobei die zu den jeweiligen Materialien gehörenden KurvenFinally, a pressure aging test was carried out in order to determine the reduction in the electromechanical coupling coefficient A '. i; , to be determined by repeatedly applying a high pressure of 1 t'cnr. For this purpose, materials according to samples 5, 17, 55 and 83 were used, which were compared with two known materials designated with β and γ. The material β had the composition Pb (Ti n , 4G Zr 0 54 ) O 3 with 0.9% by weight Nb, O 5 as additive and the material γ had the similar composition Pb (Ti 047 Zr 053 ) O 1 with 0 , 7 wt .-% La 2 O 3 as additive. The results of the investigations are set out in FIG. 6, with the curves associated with the respective materials
mit der Nummer der betreffenden Probe bzw. mit β und γ bezeichnet sind. Es ist zu erkennen, daß nach fünfmaligem Anlegen des hohen Druckes der Abfall des K:a-Wertes bei dem cilmdungsgcmäßen Material weit unter 10",; liegt, bei den bekannten Materialien dagegen fast eine Zehnerpotenz größer ist.with the number of the sample concerned or with β and γ . It can be seen that after the high pressure has been applied five times, the drop in the K : a value in the case of the standard material is far below 10 ", whereas in the case of the known materials it is almost a power of ten greater.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß das crfindungsgemäßc piezoelektrische Material hervorragende piezoelektrische Eigenschaften hat, die auch,In summary, the piezoelectric material of the present invention is excellent has piezoelectric properties that also
ίο wie durch die Temperatur-, Standfähigkeits- und Druckbcanspruchungs - Untersuchungen bewiesen, außerordentlich stabil sind. Damit besitzen die Materialien gemäß der Erfindung eine überlegene Leistungsfähigkeit, die sich sehr vorteilhaft in allen Einsatzgebieten, z. B. als Zündelement oder als Übertragerelement, auswirkt.ίο as by the temperature, stability and Druckbcendungs - studies have proven to be extremely stable. So they own Materials according to the invention have a superior performance, which is very beneficial in all Areas of application, e.g. B. acts as an ignition element or as a transmitter element.
6,0J5.0 \
6.0J
6,0 ] 5.0 y
6.0 ]
ISrfBa
ISr
IPbί Approx
IPb
•L-L 11th
• LL
ίοίο
Tabelle 1 (Fortsetzung)Table 1 (continued)
CaSr
Approx
3,53.5
3.5
I Ca I Sr
I approx
4,04.0
[Ca Sr
[Approx
3,03.0
abellc 1 (Fortsclzung)abellc 1 (continuation)
CaSr
Approx
\Ca Me:!?
\ Approx
15,015.0
15.0
15,015.0
15.0
5,55.5
5.5
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP45052383A JPS4922634B1 (en) | 1970-06-18 | 1970-06-18 | |
JP5238370 | 1970-06-18 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2130534A1 DE2130534A1 (en) | 1971-12-23 |
DE2130534B2 DE2130534B2 (en) | 1976-09-09 |
DE2130534C3 true DE2130534C3 (en) | 1977-04-28 |
Family
ID=
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