DE2219558A1 - Piezoelektrische Keramikmateriahen - Google Patents

Description

I-tvcGushita electric Industrial Co. ,Ltd., lOOu Kadorna, Osaka, Japan

Piezoelektrische Keramikmaterialien

Zusammenfassung der Beschreibung;

Die Erfindung betrifft piezoelektrische Keramikma.terialien mit sehi- hohen mechanischen Qualitätsfaktoren, hohen elektromechanischen Kopplungs-koeffizienten und einer grossen Bestänaigkeit uvx- piezoelektrischen Konstanten bei wieaerkehrenden mechanischem otoss. Diese pesoelekti'ischen Keramikmaterialien enthalten uas quax-ternare System - .--

Pu(Zn₁ /vNb^ Zy)O^-Pb(Sn₁ /-.Nb₂ /,)0,-FbTiO^-PbZrO-. sowie einen Kangunanteil, der 0,05 bis 5 Gew.-^o IMnO^- entspricht.

Diü Ki'i'indung bezieht sicii auf piezoelektriscue Keramikmaterialien una auf aus diesen hergestellte Gegenstänue. Im spezielleren betrifft uie iix-firiuung neue fcji'i'oelektri^cue Keraniikmateria- LIiA,, ci;.o polyki'i..tal±Lxi£ Ag^x'u^uce von bestlmüiten Bestandteilen

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BADORlGlNAi.

- «ι - M JIl-,

sind. Diese piezoelektriscnen Materialien sinu cturcn Sintern zu Keramikma.terialieri nach den auf aam Gtbiet uer Keramik üb- . Honen Techniken una ansciiliessendes Polarisieren der Keramikmaterialien aurcn Anlegen einer Gleichstromspannung zv/isaner. ubü Elektroaen zur Verleihung elektromeciianiscner 'Wandfereige.iscnaften, gleich aern bekannten piezoelektrischen Effekt, hor_oestellt worden .Die Erfinuung erfasst aucii uati kalzinierte Zwischen ox'odukt aus o.en Ausgangsmaterialien unu aie G^gen^täri _t3 wie elektromechaniscne Wandler, die aus der gesinterten Keramik hergestellt worden sind.

Die Verwendung von piezoelektrischen Materialien auf vers ηcη Wandleranwendungsgebieten zur Erzeugung, Messung und Hichtungssinnbestimrnung von Ton, Stoss, Schwingung, Druck und sui¹ Hochspannungserzeugung usw. hat in den letzten Jahren in starkem Masse zugenommen, wandler sowohl vom Kriatailtyp als auch vom Keramiktyp sind in breitem Umfang benutzt worden. Wegen der möglichen geringeren Kosten und der leichteren Vei'wendbarkeit oei der Herstellung von Keramimaterialien verschiedener Formen und Grönsen und ihrer grösseren Beständigkeit bei hohen Tempex-aturen und/oder hohen Feuchtigkeitsgrauen als kristalline Substanzen, wie z.B. das Rochellsalz usw., haben piezoelektrische Keramikmaterialien in letzter Zeit eine erhebliche 'Bedeutung für einen Einsatz auf verschiedenen Wanäteranwendungsgebiet'jn erlangt.

Die piezoelektrischen Eigenschaften, die von Keramikmaterialiyn gefordert werden, hängen offensichtlich von a^r vorgesehenen Anwendung ab. Z.B. erfordern elektromechanische Wandler, v/ie z.B. Tonabnehmer und Mikrophonbauteile, piezoelektrische Keramikmaterialien, die durch einen im wesentlichen hohen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten und eine hohe Dielektrizitätskonstante ausgezeichnet sind. Andererseits 1st as auf den Gebieten der Keramikfilter una der piezoelektrischen Umformer' erwünscht, dass die Materialien einen noiien Wert für den mecha-' nischen Qualitatsfaktor und einen hohen elektromechanischen

2 0 9 8 5 0/1038 6AD original

Kopplungskoeffizienten zeigen. Penner müssen Keramikmaterialien eine grosse Beständigkeit bezüglich der Dielektrizitätskonstanten und anderer elektrischer Eigenschaften innerhalb breiter Temperatur- und Zeitbereiche aufweisen. Ausserdem erfordern elektromechanisch^ Wandler, wie z.B. ein keramisches Zündelement,das als Zündquelle für Gas verwendetwird, piezoelektrische Keramikmaterialien, die durch eine grosse mechanische Festigkeit und eine grosse Beständigkeit der Ausgangsspannung bei sich periodisch wiederholender mechanischer Beanspruchung auszeichnet sind.

Als vielversprechende Keramik für diese Anwendungen ist Bleititanat-Bleizirkonat bis jetzt in grossem Aus mass im Gebrauch. Es ist jedoch schwierig, bei- den herkömmlichen Bleititanat-Bleizirkonat-Keramikmaterialien einen sehr hohen mechanischen Qualitätsfaktor zusammen mit einem hohen planaren Kopplungskoeffizienten zu erzielen. Ausserdem variieren die dielektrischen und piezoelektrischen Eigenschaften der Bleititanat-Bleizirkonatkerarnikmaterialien in starkem Masse je nach der angewendeten Brenntechnik, was auf das Verdampfen von PbO zurückzuführen ist. Eine Verbesserung dieser Faktoren ist durch Einarbeiten verschiedener zusätzlicher Bestandteile in die Grundkeramik-D;5se oaer durch Einarbeiten verschiedener Komplexverbindungen er.-jdl.lt v7Oi-cen. Z.B. betrifft aieUSA-Patentscnrii't 2 911 37 0 jjlcititanatzirkonatkeramikmaterialifcn, die mit

und Y..0-. UoVi. modifiziert sind, unu die USA-Patentschrift 3 405 103 Keramikrnaterialien mit dem ternär en System PbZn, A₇Nb₂/.,0..,-PbTiO₇-PbZrO-.. Diese Keramikmaterialien zeigen hohe elektromechanische Kopplungskoeffizienten, besitzen aber niedrige mechanische Qualitätsfaktoren und geringe Beständigkeiten hinsichtlich der piezoelektrischen Konstanten bei mecha r Beanspruchung.

Der Erfindung liegt fiaher die Aufgabe zugrunae, neue und verbesserte piezoelektrische Keramikmaterialien zur Verfügung zustellen, die die oben aufgezeigten Probleme überwinden.

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iJin besonuores Zit-l uci- lLrfini.iuig lot (ie JohuiYung; verbesserter pol^kristalliner Korandkmat erlaufen, alt durch sehi' hohe mechanische qualitätsfaktoren znsaiiimen mit hohun pitizoelektrischen Kopplung^koeffisienten au«gezelehnet

Ein noch spezielleres Ziel eier Erfindung ist uie Schaffung neuer piezoelektrischer Keramikmaterialien, uie durch sehr hohe mechanische Qualitätsfaktcren, none elektromechanisch^ Kopplungskoeffizienten und sehr beständige Dielektrizitätskonstanten innerhalb breiter Temperatur- und Zeitbereiche ausgezeichnet sind.

Nach einem anderen Ziel der Erfindung sollen neue piezoelektrische Keramikmaterialien zur Verfugung gestellt werden, die sich durch eine grosse Konstanz hinsichtlich uer Ausgangsspannung bei sich periodisch wiederholendem mechanischem Gtoss eines keramischen Zündelements, das als Zündquellt; für Gas benutzt wird, ausgezeichnet!.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung, ist ede Schaffung von neuen piezoelektrischen Keramikmaterialien, die aurcli grosse mechanische Festigkeit ausgzeichnet sind.

Die Erfindung soll fazier neue piezoelektrische Keramikrnateriallen zur Verfügung stellen, bei denen bestimmte Eigenschaften geändert werden können, um sie so verschiedenen Anwendungen anzupassen.

Nach noch einem weiteren Ziel der Erfindung sollen verbesserte elektromechanisch^ Wandler unter Verwendung elektrostatisch' polarisierter Körper, die aus den neuen Keramikmaterialien bestehen, geschaffen werden.

Diese Ziele werden durch Keramikkörper erreicht, die grundsätzlich in der festen Lösung vorliegen, die das mit'MnO^ modifizierte quarternäre System Pb(Zn^/,Nb^ /..^0,.-Pb(Sn₁ /_;Nb,_,A₇)O ..

PbTiCU-PbZrO-, aufweisen.
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SAD ORIGINAL

Die üli-finaung basiert aui¹ eier Feststellung, aass innerhalb bestimmter besondere!' Zusammensetzurigsbereiche uisses Systems Proben sehr hohe mechanische yualitätsi'aktorün, hohe elektrode cnam se he KopplungskoeΓfidienten und eine grosce Beständigkeit hinsientlicn der piezoelektrischen Konstanten bei mechanisciier Beam,pruchung neigen.

Die Lüramikwaterlalien der Erfindung weisen in bezug auf.,ihre Hui's teilung uno. iiire Anwendung als k&ramiscne v/an^lex· verschiedene Vorteile auf. ü;s ist bekannt, uaijh aas Veidaiiipren vuii tDO während, des Brennens ein Problem darsteilt, den jnan D^im -Jintern von ßleiv^rbLnciungön, wie z.B. Blcitibanatslrkonat, b3ger;riet. Die Katei'ialien dc-r Ei-i'incLung ruinrun zu einer J ieinox'en Menge an vei'dampi'to-m PbO als die übllcnen Bleititanat_tJirLonate nacn --:^r.i Brennen. Das quarternäre Sjüfconi kam in Abwesenheit einer PbO-Atmosphare gebrannt werden. Ein gut gesinterter Küri'e :· nit einer 2'usa.rrirnensecaung .jeki.'.ss dor ^rf induing v:i.r;· dut'on Brennen von Materialien mit eier oben angegebenen g in einor; Kei'aniiktiegel, de:i.· mic eln-ji.i 0.1.1G

liei-ges tell ten IferaiiilkuecLxl abgedeckt

ist, jicx'gostellt. Eine hone oiritortiichbe ist ^ur Jürzielung Liner l'cuciitigkoitsbes'ciiiiclird.Ajit und einer iiolien piezoelektrischen Ansprechbarkeit ex'vrünscht, wenn der gesinterte Korpei* al¹. Kesonator oder l'ur andere- An vie ndungen benutzt werden soll.

Einige Materialien mit Zusammensetzungen, die innerhalb des quartornlireri Systems Pb(Zn₁ / -Nb^/,00,.-Pb(Sn_1/:,Nb_o/_r)0._;.-PbTi0^- PuZi-C). liegen, zeigen keine hohe Piezoelekbri^j tat und viele sJnu nur in einein geringen M-.sye elektromechanlscn wirksam, IjLvj Eri/innung betril'i't Matox'iail';n mit Zu.'>aiiiMc;Ui-.-otsungen_J die ₍.-,r^ U, Formel Pb(Zn₁/^^^n^b.^^l^r^ v/if;fi/.;x';-;egeben werden, worin die Bereiche x'Lu· A, B, C und D O^ Λ ^< i),^lj0, 0<B ^ 0,^, O₁^ f C^ 0,6^ und 0,^5^='D io,u2

und A+B+C+D-l sind, und die eine pieze- ' oioJcti'L;;che Ansprechbarkeit von erheblicher Gr.üsse auX'weisen. Diυ Materialien der Eri'lndung enthalten die oben angegebene Gi'UQf'zusammensetzung und einen. MnO, -Zusatz.

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- υ - M ;3ii.

Die hier beschrieuenen Materialien wex-den nacn den auf ueni Gebiet uer Keramik bekannten arbeitsweLsen hergestellt. Ein bevorzugtes Verfahren, aas nachfolgend ausführlicaer erläutert wird, sieht jedoch vor, dass PbO oder Pb-O, , ZnO, onO.., Nb..0,.., TiO,,,

S> *r c- έ. -j d

Zr0,_; und MnO.. oder MnCO-,- als Ausgangsmaterialitn vei-weridet v;erden.

Beispiel 1

Die Ausgangsmaterialien, nämlich Bleioxid (PbO), Zinkoxia (ZnO), Zinnoxid (SnO,,), Nioboxio. (Nb-O₁-), Titanoxid (TiO,J, Zirkonoxid (ZrO,,) und Mangandioxid (MnO._;), alle von relativ reinem Reinheitsgrad. (z.B. von ciöin Gx-au "er ionisch rein"), werden in einer mit Kautschuk ausgekleideten Kugelmühle innig mit destilliwi'tci.i wasser vermischt. Beim Vei-uahlen des Gemiscries rr.uss (iafür Go-.-ge getragen werden, dass Verunreinigungen, die auf eine Abnutzung

der Mahlkugeln oder -steine zurückzuführen sine:, vermieden werden. Dieses kann dadurch unterbunuen v/e^üen, f.ass aie Anteile an den Ausgangsstoffon so geauuei't wei.'cion, dass Irgendeine Verunreinigung kompensiert v;ird.

Nach dem Nass vermählen wiru o.as Gemisch geti-ocirnet und aurclimisciit, um ein möglichst homogties Gemisch siciier"ustellen. Dana:!'; viird das Gemisch in geeigneter V/eise mit einem Druck von 400 kg/cm¹¹" au den gevjünschten Formen geformt. Die zusammengepressten Körper werden dann einer Vorreaktion aurcn Kalziniei'en bei eirio-r Temperatur von etvfa 850° C für ecivra <^ Γ-turiuen unterv\rorferi.

Nach dem Kalzinieren lässt man das umgesetzte Material abkühlen und vermaiilt dann das abgei"unite Material nass riu einer kl?i-i^n Toilchengi'ujse. MnO₀ kann uem Ui.irc-sut^ctui. Hat-oj-'lai iiacu ü;mi I .ilsin Liu'un eier Ausgaiigsi.-i^t^r'ialLeri, i..ui J,^Ij! I-ru'.¹ outi'l'^ten, .,-.·- _t.cgt=ben werci'jii, Lina ■ .,.aui !."aviti uas Ι;;·'ό^··^;.α1 in.LL, Ϊ'λιΟ^, ;ai ei.iu.v

darauf geachtet werden, (..as.:,, wie oben, eine /ca/uni-eirigiiing, .L. auf ν,-inen Abi'iub ι.·.-:ϋ· Γ-lahlkugo'ln odej· -■".: t>-:inu siualcK .-aii'i.ii'i'cn i-'-.'t,

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BAD ORiQINAL

- 7 - M 3

vermieden wird, Je nach Wunsch und den vorgesehenen Formen kann das Material zu einem Gemisch oder Schlamm ausgebilde-t \,-3j"J.erij das bzw» aer sum Vorpressen;, Sohlaniiwergisssen oder r;traii£pres&en, je nach den besonderen Fall, nach herkömmlichen Fon- verfahren auf dem Gebiet utr Keramik geeignet ist. Das GeraL'J-ch wird aann :-;u i;oh9iben mit einem Durchmesser von- 20 mi an^ einer Dicke von k mm mit einem Druck v.m 700 kß/cin'" veriu-33öt. Die verpresste Scheibe wird bei 1^00 bis 1^10° C Minuten lang gebrannt. Gomass der Erfindung .ist es nicht eri'orüerlieh, uas Material in einer PbO-Atmosphäre zu brennen. ' AuGGerdem ist es nicht erforderlion, einen speziellen Temperaturgx-adienten in dem Brennofen einzuhalten, wie es nach den bekannten Verfitiron erforderlich ist. Gemäss aer Erfindung können jleichmässige und ausgezeichnete piezoelektrische Keramikprodukte leicrit aurch einfaches Abdecken der Proben mit einem Alurainiumtiegel liährend des Brennens erhalten weruen«,

Die gesinterten Keramikscheiben vrerden auf beiaen Oberflächen bis zu einer Dicke von 1 mm geschliffen. Die geschliffenen οcheibenoberflächen werden dann mit Süberfarbe überzogen, und die Scheiben weruen polarisiert, währena sie in ein Siliconülbad von 100 bis 150⁰ C eingetaucht weruen» Ein Gleichetromspannungsgradient von ρ bis 4 kV je mm wird eine Stunde aufrechterhalten, und die Scheibe wird bis auf Raumtemperatur in 30 Minuten feldgekühlt.

Die piezoelektrischen und ciielektriscnen Eigenschaften üer polarisierten Proben wurden bei 20° C bei einer relativen Feuchtigkeit von 50 /0 und bei einer Frequenz von 1 kHz gemessen. Beispiele für spezielle Keramikmaterialien der Erfindung und vei'schiedene wesentliche elektromechanisch^ Eigenschaften, dielektrische Eigenschaften sowie mechanische Eigenschaften, weraen in der Tabelle 1 angegeben.

SAD ORIGINAL 2 0 9 8 5 0/1038 ^AL

Tabelle 1

Beispiel Materialzusammensetzungen

Ni'.

Zusammensetzung des Grundrnateriais

Gew.-/o MnO,,-

Zusatz

Dielektrizitätskon stante

planarer Mechani- Biege-Kopplungsscher. festig koeffizient Quaiitäts- keit , faktor

^-T.C.

O CO CO cn σ

co OO

~044

0,5

1,0

1110

125C

0,63

0,65

2070

2640

1290

1410

10,1

9,3

10, y

0,05^0,36 0,37

0,5

1190

0,62

25δο

134ο

9,5

.-T.G. ist die änderung der Dielektrizitätskonstanten in dem Bereich, von 20-70 C.

cn cn co

- ^SJ - ■ M .;>

Der Tabelle 1 ist zu entnehmen, aass alle Materialien rnit den alc Beispiele angegebenen Zusammensetzungen uurch sehr hohe uechunisciie Qualitätsfaktoron und hohe planare Kopplungskoeffizienten ausgezeichnet sind, wobei alle diese Eigenschaften für die Verwendung von piezoelektrischen Materialien auf dem Gebiet der Keramikfilter, piezoelektrischen Wandler und Ultraschall-' wandler von Bedeutung sind. Aus der Tabelle 1 ist ersichtlicn, dass aie Materialien der Erfindung grosse mechanische Festigkeiten, und geringe Änderungen hinsichtlich uer Dielektrizitäts'-konstnnten mit der Temperatur zeigen.

Diese Eigenschaften sind von Bedeutung für uie Verwendung der piezoelektrischen Materialien auf dem Gebiet der pjsoelektrischen w'andler, Filter und dergleichen. Der hier verwendete Ausdruck "piezoeldfcrischer Wandlsr" soll ein passives Übertragungsgerät von elektrischer Energie oaer einen Wandfer beschreiben, der diepiezeoelektrischen Eigenschaften des Materials, aus dem er hergesteilt worden ist, benutzt, um Spannung, Strom oder Impedanz zu wandeln. Bei dieser Anwendung der Keramikmaterialien ist es vorteilhf^t, wenn die piezoelektrischen Materialien eine sehr beständige Dielektrizitätskonstante innerhalb eines breiten Temperaturbereichs sowie sehr hohe mechanische Qualitätsfaktoren und hohe elektromechanische Kopplungskoeffizienten zeigen, so dass die piezoelektrischen Wanciler, die z.B. in einer Fernsehanlage und dergl. benutzt werden, eine hohe Beständigkeit mit der Temperatur hinsichtlich der Ausgangsspannung und des Stroms zeigen. Bei dieser Anwendung der Keramikrnaterialien ist es erwünscht, dass die piezoelektrischen Keramikrnaterialien eine hohe mechanische Festigkeit besitzen, damit die Produkte, indenen die Keramikrnaterialien verwendet werden, eine grosse Zuverlässigkeit innerhalb grosser Zeitspannen und bei hoher mechanischer Bonnspruchung zeigen.

Piuzooiektrincne Wandler, aie das Material üöö Beispiels 2 enth !ton, zel[-;on einen sehr geringen Leistung»verlust (0,5 Watt bei. 1,5 Wattle istung, einer Aus gangs spannung von 10 kV und einer

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Länge des Elements von 5ö ram) im Vergleich mit herkömmlichen Wandlern. Demgegenüber ist uer Lulstungsverlust von piezoelektrischen l/andlern, die herkömmliche Keramikniaterialien (Pb(Zn₁ /^Nb₂ ,,)O^-PbTiO-.-PbZrO-,,, modifiziert mit MnO,.) enthalten, etwa 1 Watt bei den vorstehend angegebenen Bedingungen.

Beispiel 2

Das umgesetzte Pulver, das nacn ctw in aem Beispiel 1 besoMobenen Verfahren hergestellt worden war, wur-ue zu -"kiulen rub einem Durchmesser von 100 und einer Länge von 200 mn mit einer.] Druck von ?Ό0 kg/cm¹¹* verpresst. Die verpressten Säulen wurden 45 Minuten lang bei 1200 bis IJlO °C gebrannt. Die gesinterten Keramikmaterialien wurden geschliffen, so dass Säulen mit einem Durchmesser von 7 mm und einer Länge von Ip nun erhalten wurden. Beide Seiten der geschliffenen Säulen wur-uen dann mit Silberfarbe übersogen und unter Bildung von Silberelektroden gebrannt. Die Gäulen wurden polarisiert, während sie in ein Silioonülbad von 100 bin 150° C eintauchten, ßin Gleiciistro;.i3pannun;_;o₍jracierit von 2 bis 3_ kV je r.aii v/urde ;)0 Minuten 1-ing aaxVeoiiterh.-lt&n. Beispiele für die Zusammensetzung von speziellen Kora!.::L!:rr.J.tt·- rlalien eier Erfindung und v/es entliche elektx'omechaniso-.ie Eigenschaften vierden in der Tabelle 2 angegeben. Der- Tabelle 2 ist zu entnehmen, dass alle Materialien mit beispielhaften Zusammensetzungen gemäss der Erfindung, durch eine grosse Konstant der piezoelektrischen Konstanten beim sich periodisch wiederholenden mechanischen Stoss ausgezeichnet sind. Die Ker-umikmaterialien der Erfindung zeigen ausserdem eine grosee Eonstanz hinsichtlich der¹ Aus gangs spannung beim periodischen v/ieueriiolen v-n mechanischem Stoss auf ein keramisches Zündelement, Jas als Zünaquelle für Gas verwendet wirü. Das Beispiel Nr. y vex-anschaulicht ein Material mit einer herkömmlichen

Diese Eigenschaft ist von Bedeutung für uie Vc-i-wendun^ uer ι.■i'ji.-.o clelctrischen Keramikmaterialien als keramische Z Line er undüerglei c iien.

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- 11 - M 3116

7 Die piezoelektrische Konstante nach Stoss wurde nach 10 -fachen

mechanischen Stössen mit einem Druck von 400 kg/cm gemessen.

Die Änderung der Ausgangsspannung gibt aie Änderung der Ausgangs spannung des keramischen Zünders mit dem Material der Erfindung

2j.-

vor einem Stoss uno. nach j? χ 10 -fachern mechanischem Stoss mit einem Druck, der eine Ausgangsspannung von 15 kV bei Beginn des sich periodisch "wiederholenden Tests erzeugt, wieder.

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T a b e 1 1

.BeI-s?s pi el

Materialzusammensetzungen Piezoelektrische Konstante g_v^xl0 , V.m/N

Zusammensetzung des Grundmaterials

Gew. ->o

MnO,,-

Zusatz

vor Stoß nach Stoß

änderung
der Ausgangsspan
nung, /O

0,1

2b, υ

•7*4

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Dl^ getesteten Proben wurlennach dein in dem Beispiel 1 beschiebeiisn Verfahren hergestellt. Dig piezoelektrischen* cLielektrischen anIl mechanischem Eigenschaften uer Proben wuruen-nach dem in clef! Bait;[jiel 1 beschriebenen Verfahren gemessen. Dia ermittelten Eigenschaften der Pro Den werden in aer Tabelle ■} wiedergegeben.

Der Tabelle > if-t au entnehmen, o.ass gemäu.¹:; uer Jirfindung die piezoelektrischen uria dielektrischen Eigenschaften der Keramik eingestellt v/erden können, so dass sie eich verschiedenen Anv/endungen anpassen, und swar durch Wahl der geeigneten Zusammensetzung, und dass alle beispielhaften Matez'ial^usammensetsungen geniciüs der Erfindung dui'ch einen sehr hohen mechanischen Qualitatsfaktor und eine grosse mechanische Festigkeit ausgezeichnet sind. Die piezoelektrischen Keramikmaterialien der Erfindimg sind daher für die Anwendung als elektromechanisches Wandlerolemont, wie als Keramikfilter und uergl., geeignet.

Kerarnikniaterialien, die MnOp-Zusätze in Anteilen von mehr als 5 Gew.-;.j enthalten, vieisen einen relativ niedrigen mechanischen Qualitätsfaktor und planaren Kopplungskoeffizienten auf. Keranilkmaterialien, die einen MnO^-Zusatz von weniger als 0,05 Gew.-Jo enthalten, zeigen einen niedrigen mechanischen Qualitätsfaktor. Aus diesen Gründen liegen derart zusammengesetzte Materialien ausserhalb des Erfindungsberefchs.

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SAD ORIGINAL

nusssr den oben gezeigten überlegenen Eigenschaften führen die Materialien der Erfindung zu einer Keramik mit guter physikalischer Qualität und mit einer "guten Polarisierbarkeit. Den vor- ■ stehenden Ausführungen ist zu entnehmen, dass das quarternäre .'System Pb(Zn₁ /...Nb,, Z₇)O₇-Pb(Sn₁ /-.Nb,. / .)0-.-PbTi0_,-PbZr0_., das i-iit KnO₀ modifiziert ist, zu ausgezeichneten piezoelektrischen KeranilkLürpern fülirt.

Di ^ jüßiäDG der Erfinuang zu verwendenden Aus gangsmateriaiien eina nicht auf die in aen obigen .Beispielen verwendeten .Materialien beschränkte üs können solche Oxide anstelle der in den obigen Beispielen verwendeten .Ausgarigsiuaterialien verwendet werden, die sich leicht bei erhöhten Temperaturen unter Bildung von Materialien mit den gewünschten Zusammensetzungen zersetzen*

Obwohl zur Zeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden sindi können im Rahmen der Erfindung verschiedene Änderungen unu Abwandlungen vorgenommen weruen.

- Patentansprüche -

SAD

Claims (1)

1. /]../ Piezoelektrischer- Keraniikrnaterial, dauureh gek.ennzeichnet, dass es im wesentlichen aus einem Material der Formel

   Pb(Zn, , No,,.) .(on, /,Nb.,/ )_rTi_nZr_r0 .

   j-/ 'J) <—/ J> " -L/J^ ^-/^ ■■-> ^ J^ J?

   besteht, v.crin A, B, C αιΐυ D 0 </l l5 0,50, (^ < i? ^ 0,,.S, 0,c-5 -C^ 0,0^5 ^Ujlü 0,i--5 -- 1> ^:- 0,-uci^ entspi'cchcn und A + B + C + D =- 1 sind, soivie ausserdem einen Hangananteii enthält, der 0,05 bis 3 Gew.-;.- Ik-nganüloxiä (KnO,J äquivalent ist.

   'd.. iJleJ-itroinechariisches V/ancilei-elenent, o.auurcli tjekcnir^eiclmei case es das Kei'arnikmatei'ial nach .".nspx'ucn 1 enthalt.

   3. Piezoelektrisches Eei'ar.iikmüterial, ua^urch gelrennzeichnet, dass es im wesentlichen aus einem Material der Formel

   besteht, sowie ausseruem einen Mangananteil enthält, ü.cv 0,5 Gew.-;i Hariganüioxid (MnO. ) entspricht.

   4. Jilektroniechanisches l/analerelement, uadurch gekenn^eiclinet, dass es uas picsoelektrisciie I\öi-ar;iil:rnaterial nach nns/rueü: ~j enthält.

   209850/1038 sad pRlöfNAL

   - ιγ - μ

   -j. V'jrx'aiiren zuv ίΐοΐ'ο teilung uoii Kei-ainikiüutox'iais nacn Anspruch 1, ■ ciLK.:al ¹OIi g^kenvi.^eiciinetj uaüs iaan FuO, ZnO., ;;nO ,

   IVu 0-, TiO , Zj.-O. u [id MnO. · inuli-; iiai-jovei'miscixt, tuiio <·. ^ ^ ^

   LoCii trocknet., cUifi Gunriüoh zu einer vorbei.timhit'en Form i'osGt, o.a^ Gemisch uuiOh Kal^lniercin b^-i etvia C¹JO'' C

   i'üi¹ etwa J. stunden eine..:· Vorreaktion untei'wiri't, u.af.; kalrrlnioi'tö G'jmiücii abklüilt, das kalzinierte Material au einer kleineren T^llclientirüGae vei'inahlt, uaa tcileheriforiai^e Gc-

   r.ilKch i'or'iat und da.s geiOi'mtu Gemisch bei uinor von ILOO bis IjJlO⁰ C ^}Vj Minuten lang brennt.

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