DE69603687T2 - Piezoelektrisches material, piezoelektrisches element und herstellungsverfahren - Google Patents

Piezoelektrisches material, piezoelektrisches element und herstellungsverfahren

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Description

  • Piezoelektrisches Material, piezoelektrisches Element und Herstellungsverfahren Die Erfindung bezieht sich auf ein piezoelektrisches Element mit einer Anzahl piezoelektrischer Schichten aus keramischem Material und einer Anzahl Elektrodenschichten aus einer Silber-Palladiumlegierung, wobei die piezoelektrischen Schichten und die Elektrodenschichten wechselweise zu einer Multischicht gestapelt sind, die zugleich mit mindestens zwei äußeren elektrischen Anschlüssen versehen sind, die mit einigen der Elektrodenschichten in Kontakt stehen. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen piezoelektrischen Elementes. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine keramisches Material, geeignet zum Gebrauch in einem piezoelektrischen Element.
  • Der Gebrauch piezoelektrischer Elemente beruht auf der Eigenschaft des darin verwendeten piezoelektrischen Materials um einen elektrischen Potentialunterschied in eine mechanische Verformung umzuwandeln und umgekehrt. Auf Basis dieser Eigenschaft können derartige Elemente für eine Vielzahl von Zwecken eingesetzt werden. So werden diese Elemente als Sensor zum Detektieren mechanischer und akustischer Signale benutzt. Außerdem werden piezoelektrische Elemente auch oft als Aktuator verwendet, wobei eine an das Element angelegte elektrische Spannung in eine mechanische Verformung umgewandelt wird.
  • Piezoelektrische Elemente sollen einer Vielzahl von Anforderungen entsprechen, die sich in vielen Fällen kaum unter einen Nenner bringen lassen. Diese Anforderungen werden oft anhand sog. "piezoelektrischer Parameter" definiert. Diese sind meistens stark abhängig von der Zusammensetzung des keramischen Materials und von der Gebrauchstemperatur des Elementes. Wichtige piezoelektrische Parameter sind die Ladungskonstante d, der Kopplungsfaktor k, die dielektrische Konstante 81% und die Curie-Temperatur Tc. Die Ladungskonstante d zeigt das Verhältnis zwischen der relativen mechanischen Ausdehnung des Materials S und der angelegten Feldstärke E nach der Formel S = d.E. Das Quadrat des Kopplungsfaktors k ist ein Maß für die Umwandlung der elektrischen Energie in mechanische Energie oder um gekehrt. Über der Curie-Temperatur verliert das piezoelektrische Material die piezoelektrischen Eigenschaften völlig und auf irreversible Art und Weise.
  • Ein piezoelektrisches Element der eingangs beschriebenen Art ist an sich bekannt, wie u. a. aus "Ferroelectrics" 1988, Heft 87, Seiten 271-294. Darin wird ein piezoelektrisches Element vom Multischicht-Typ beschrieben, das aufgebaut ist aus Elektrodenschichten einer Palladium-Silber-Legierung und aus piezoelektrischen Schichten auf Basis von Blei-Zirkontitanat (PZT).
  • Wie in diesem Dokument beschrieben, führt die Verwendung von Keramik auf Basis von PZT in derartigen Multischicht-Elementen oft zu Problemen. Ein großes Problem betrifft die Kompatibilität der Keramik mit dem Material der Elektroden. Insbesondere stellt es sich heraus, dass die relativ hohe Sintertemperatur der bekannten keramischen Werkstoffe ein großer Nachteil sind. Diese beträgt meistens 1200ºC oder mehr. Es stellt sich heraus, dass bei diesen hohen Temperaturen die üblichen keramischen Werkstoffe mit dem Elektrodenmaterial reagieren. Dies führt dazu, dass die üblichen Silber-Palladium-Legierungen nicht optimal geeignet sind zum Gebrauch in diesen Multischicht-Elementen. Ein anderes Problem der bekannten piezoelektrischen Elemente betrifft die Curie-Temperatur. Diese ist oft nicht höher als 200 bis 250ºC. Für viele Anwendungsbereiche der piezoelektrischen Elemente ist es erwünscht, dass die Curie-Temperatur einen höheren Wert hat.
  • Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein piezoelektrisches Element der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die obengenannten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein piezoelektrisches Element zu schaffen, das bei niedrigerer Temperatur gesintert werden kann. Unter einer niedrigeren Temperatur wird eine Temperatur von 1150ºC oder weniger verstanden. Außerdem soll das piezoelektrische Element nach der Erfindung eine höhere Curie-Temperatur aufweisen. Diese ist vorzugsweise höher als 250ºC, insbesondere höher als 300ºC. Die Temperaturabhängigkeit der piezoelektrischen Parameter der erfindungsgemäßen Elemente soll außerdem in dem Temperaturbereich um die 150ºC herum relativ gering sein.
  • Diese und andere Vorteile der Erfindung werden erzielt mit einem piezoelektrischen Element, das nach der Erfindung das Kennzeichen aufweist, wie in Anspruch 1 beansprucht, dass die Zusammensetzung des keramischen Weckstoffes der nachstehenden Formel entspricht:
  • [Pb1-u-xAguSEx][Ti1-y-zZry(W1/2Mg1/2)z]O&sub3;
  • wobei SE wenigstens ein Element ist, gewählt aus der Reihe, bestehend aus La, Nd, Sm und Gd, und wobei gilt, dass 0 < u &le; 0,0025; 0,005 &le; x &le; 0,05; 0,44 &le; y &le; 0,52 und 0,015 &le; z &le; 0.1.
  • Als Seltenerdelemente sind die Elemente Lanthan (La), Neodymium (Nd), Samarium (Sm), Gadolinium (Gd) oder eine Kombination zweier oder mehrerer dieser Elemente verwendbar. Verwendung von ausschließlich La als Seltenerdelement ergibt jedoch einen kostentechnischen Vorteil, weil La relativ preisgünstig ist. Die Menge SE soll größer sein als 0,005. Bei einer kleineren Menge SE stellt es sich heraus, dass der piezoelektrische Effekt des erfindungsgemäßen Elementes nicht ausreicht. Bei einem Wert x = 0 stellt es sich heraus, dass das Material sich nur sehr schwer polarisieren lässt und dass die Kopplungsfaktoren kp, d&sub3;&sub1; und d&sub3;&sub3; relativ klein sind. Außerdem hat das Material unter diesen Umständen einen zu niedrigen Isolierwiderstand. Die Menge SE soll jedoch kleiner sein als 0,05. Bei einer größeren Menge SE stellt es sich heraus, dass der nachteilige Effekt auftritt, dass die Curie-Temperatur schnell abnimmt.
  • Das Verhältnis von SE und Ag wird vorzugsweise derart gewählt, dass Ag/SE < 1 ist. In dem Fall enthält das kermaische Material ein Übermaß an zweiwertigem Pb. Dies bietet den wichtigen Vorteil, dass die Sintertemperatur niedriger wird und gleichzeitig eine höhere Dichte erreicht wird. Die Verdampfung von PbO beim Sintern wird durch ein Übermaß an vorher hinzugefügtem PbO ausgeglichen.
  • Die piezoelektrischen Elemente nach der Erfindung zeigen eine überraschend niedrige Sintertemperatur. So stellt es sich heraus, dass eine Sintertemperatur von 1100 und sogar 1075ºC bei der Herstellung der erfindungsgemäßen piezoelektrischen Elemente problemlos angewandt werden kann. Es stellt sich heraus, dass bei dieser Temperatur die Korngröße des keramischen Werkstoffes mit der genannten Zusammensetzung sehr gering ist. Die jeweiligen Sinterdichten, die mit diesen Werkstoffen erreicht werden können, sind auch als relativ hoch zu bezeichnen. Der Erfindung liegt u. a. die Erkenntnis zugrunde, dass eine geringe aber effektive Menge an Silber die Sintertemperatur des Werkstoffes wesentlich herabsetzt. Bei einer Konzentration an Ag größer als 0,025 stellt es sich heraus, dass der nachteilige Effekt auftritt, dass der Isolierwiderstand des Materials auf unakzeptabel starke Weise verringert. Optimal geeignete piezoelektrische Elemente werden erhalten, wenn die Silbermenge in dem keramischen Material 0,005 bis 0,020 Atom% beträgt.
  • Es hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäßen Werkstoffe eine relativ hohe Curie-Temperatur haben. Diese ist höher als 250ºC und sogar in vielen Fällen höher als 300ºC. Außerdem wurde erkannt, dass die Temperaturabhängigkeit der piezoelektrischen Parameter um die 150ºC herum relativ gering ist. Die erfindungsgemäßen Elemente lassen sich durch diese Vorteile bei Temperaturen im Bereich von 125 bis 175ºC oder höher gut einsetzen. Dies ist beispielsweise der Fall bei Anwendungsbereichen in Verbrennungsmotoren.
  • Es sei bemerkt, dass durch den Ersatz von zweiwertigem Blei (Pb) durch ein oder mehr der genannten dreiwertigen Seltenerdelemente (SE) auf Grund der Ladung jeweils 1,5 Atome Pb durch 1 Atom SE ersetzt werden. Andererseits wird jedoch durch den Ersatz ebenfalls eines kleinen Teils des zweiwertigen Bleis durch einwertiges Silber (Ag) auf Grund der Ladung jeweils 1 Atom Pb durch 2 Atome Ag ersetzt. Diese zwei Ladungseffekte gleichen sich weitgehend aus. Das Übermaß an Pb wegen des SE-Ersatzes wird durch das Untermaß an Pb wegen des Einbaus von Ag in dem Perowskitgitter ausgeglichen.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das keramische Material des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Elementes auch eine kleine aber effektive Menge an 5·PbO·WO&sub3;. Dieses Material ist als Sinterhilfsmittel wirksam. Dadurch wird die Sintertemperatur des keramischen Materials weiter herabgesetzt. Der Effekt dieses Sinterhilfsmittels auf die piezoelektrischen Parameter des schlussendlichen Elementes ist vernachlässigbar gering. Optimale Mengen des Sin termittels betragen 0,1 bis 1,0 Mol%, berechnet zu dem Hauptbestandteil des keramischen Materials.
  • Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Elementes. Das Verfahren weist das Kennzeichen auf, dass es die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst:
  • - das mit Hilfe einer Silber-Palladium-Paste Siebdrucken von Elektrodenschichten auf einer keramischen Folie,
  • - das Stapeln einer Anzahl dieser Folien zu einer Multischicht,
  • - das Pressen und Glühen der Multischicht,
  • - das Sintern der Multischicht,
  • - das Aufteilen der Multischicht zu einzelnen Multischichtelementen,
  • - das Anbringen elektrischer Anschlüsse an einer oder mehreren Seiten der Multischichtelemente,
  • - das Polarisieren der Multischichtelemente,
  • dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Folie ein keramisches Material aufweist mit einer Zusammensetzung die der nachfolgenden Formel entspricht:
  • [Pb1-u-xAguSEx][Ti1-y-zZry(W1/2Mg1/2)z]O&sub3;
  • wobei SE wenigstens ein Element ist, gewählt aus der Reihe, bestehend aus La, Nd, Sm und Gd, und wobei gilt, dass 0 < u &le; 0,0025; 0,005 &le; x &le; 0,05; 0,44 &le; y &le; 0,52 und 0,015 &le; z &le; 0,1 ist, und dass der Sintervorgang bei einer Temperatur durchgeführt wird, die unterhalb 1150ºC liegt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das keramische Material auch 0,1 bis 1,0 Mol% 5·PbO·WO&sub3;. Diese Hinzufügung ermöglicht es, die piezoelektrischen Elemente bei noch niedrigeren Temperaturen als auf Grund der Zusammensetzung des Hauptbestandteils bereits möglich ist, zu sintern.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein keramisches Material, das zum Gebrauch in einem piezoelektrischen Element geeignet ist. Dieses Material weist nach der Erfindung auch das Kennzeichen auf, dass die Zusammensetzung des keramischen Materials der nachstehenden Formel entspricht:
  • [Pb1-u-xAguSEx][Ti1-y-zZry(W1/2Mg1/2)z]O&sub3;
  • wobei SE wenigstens ein Element ist, gewählt aus der Reihe, bestehend aus La, Nd, Sm und Gd, und wobei gilt, dass 0 < u &le; 0,0025; 0,005 &le; x &le; 0,05; 0,44 &le; y &le; 0,52 und 0,015 &le; z &le; 0,1 ist. Vorzugsweise enthält das Material nahezu ausschließlich La als Seltenerdmetall. Der Silbergehalt des erfindungsgemäßen keramischen Materials liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0,5 bis 2,0 Atom% (0,005 < u < 0,020). Das erfindungsgemäße Material enthält vorzugsweise 0, I bis I,0 Mol% Sinterhilfsmittel vom Typ 5PbO·WO&sub3;.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • Die einzige Figur zeigt ein piezoelektrisches Element nach der Erfindung.
  • Es sei bemerkt, dass die jeweiligen Einzelteile aus der Figur deutlichkeitshalber nicht maßgerecht dargestellt sind.
  • Die Figur zeigt schematisch ein piezoelektrisches Element 1 nach der Erfindung. Zur Erläuterung ist ein Teil des Elementes aufgeschnitten dargestellt. Das Element 1 umfasst eine Anzahl piezoelektrischer Schichten aus keramischem Material 2 und eine Anzahl Elektrodenschichten 3 aus einer Silber-Palladium-Legierung (70/30 Gew.-%), wobei die piezoelektrischen Schichten und die Elektrodenschichten wechselweise zu einer Multischicht gestapelt sind. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind nur etwa 10 piezoelektrische Schichten und 10 Elektrodenschichten dargestellt. In Wirklichkeit ist die Multischicht aus mindestens 25 und vorzugsweise aus mehr als 100 Schichten aufgebaut. Die Schichtdicke der keramischen Schichten beträgt typisch 5 bis 50 um. In dem vorliegenden Fall betrug die Schichtdicke 15 um. Die Schichtdicke der Elektrodenschichten beträgt typisch 1 bis 3 um. In dem vorliegenden Fall war die Schichtdicke 2 um.
  • Das piezoelektrische Element aus Fig. 1 ist auch mit zwei äußeren elektrischen Anschlüssen 4 versehen, die mit einer Anzahl der Elektrodenschichten in Verbindung stehen. Diese Anschlüsse sind aus aufgedampften CrNi-Au-Schichten hergestellt. Das dargestellte Element ist von dem Typ D31. Dieser Typ weist unter dem Einfluss einer an die Anschlüsse angelegten elektrischen Spannung eine mechanische Verformung auf, die im Wesentlichen in der Längsrichtung wirkt. Ein piezoelektrisches Element dieser Art braucht nur zwei äußere elektrische Anschlüsse. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei piezoelektrischen Elementen angewandt werden, die mehr als zwei äußere elektrische Anschlüsse haben. Ein Element mit drei Anschlüssen ist in dem genannten Stand der Technik dargestellt.
  • Das keramische Material der piezoelektrischen Schichten entspricht der Formel: [Pb1-u-xAguSEx][Ti1-y-zZry(W1/2Mg1/2)z]O&sub3;
  • wobei SE wenigstens ein Element ist, gewählt aus der Reihe, bestehend aus La, Nd, Sm und Gd, und wobei gilt, dass 0 < u &le; 0,0025; 0,005 &le; x &le; 0,05; 0,44 &le; y &le; 0,52 und 0,015 &le; z &le; 0,1 ist. Bei den Elementen mit den besten Eigenschaften galt, dass SE gleich La war und dass 0,05 < u < 0,020 ist. Das Vorhandensein dieses Materialtyps verschafft dem piezoelektrischen Element eine überraschend hohe Curie-Temperatur und eine relativ hohe Dichte.
  • Das piezoelektrische Element wurde wie folgt hergestellt. Zunächst wurde eine keramische Folie aus piezoelektrischem Material mit einer Dicke von etwa 40 m hergestellt. Diese Folie wurde dadurch erhalten, dass eine Menge eines Pulvers der betreffenden Metalloxide (Merck, pro Analyse) in dem der gewünschten Zusammensetzung entsprechenden Verhältnis in Isopropanol suspendiert und die dabei gebildete Suspension 6 Stunden lang intensiv in einer Kugelmühle gemahlen wurde. Nach dem Mahlvorgang wurde das Isopropanol dadurch entfernt, dass das Gemisch bei 120 C getrocknet wurde. Das getrocknete Gemisch wurde danach 12 Stunden lang bei 800 C an der Luft geglüht. Diesem geglühten Gemisch wurde eine geringe Menge Sinterhilfsmittel hinzugefügt. Diese Hinzufügung kann ebenfalls vor dem Glühen erfolgen.
  • Daraufhin wurde das geglühte Pulvergemisch zusammen mit dem Sinterhilfsmittel in Isopropanol suspendiert und 20 Stunden lang in einer Kugelmühle (Kugeldurchmesser 2 mm) gemahlen. Die gemahlene Suspension wurde danach zu einer Folie vergossen. Die getrocknete Folie wurde in einem Siebdruckverfahren mit einer Elektrodenstruktur versehen. Dazu wurde eine Silber-Palladium enthaltene Siebdruckpaste verwendet. Nach dem Trocknen der Paste wurde die Folie zu einer Multischicht mit einer gewünschten Elektrodenstruktur gestapelt. Die Multischicht wurde geglüht um Raste des Bindemittels zu entfernen und danach gepresst. Daraufhin wurde die Multischicht 2 Stunden lang in einer Sauerstoffatmosphäre bei einer Temperatur, die niedriger war als 1150ºC gesintert. Das gesinterte Laminat wurde nach Abkühlung in einzelne Multischichtelemente aufgeteilt. Diese wurden mit äußeren elektrischen Anschlüssen versehen. Zum Schluss wurden die einzelnen Elemente polarisiert.
  • Bei einem repräsentativen Ausführungsbeispiel wurde von einem Pulvergemisch bestehend aus 219,192 g Bleioxid (PbO), 2,444 g Lanthanoxid (La&sub2;O&sub3;), 55,585 g Titanoxid (TiO&sub2;), 60,378 g Zirkonoxid (ZrO&sub2;), 5,797 g Wolframoxid (WO&sub3;), 1,008 g Magnesiumoxid (MgO) und 0,695 Silberoxid (Ag&sub2;O) ausgegangen. Als Sinterhilfsmittel wurde ein Gemisch aus 3,35 g PbO und 0,695 g WO&sub3; nach dem Glühen hinzugefügt. Nach den obengenannten Verfahrensschritten wurde die Zusammensetzung des gesinterten Endproduktes analysiert. Diese entsprach der Formel
  • [Pb0,977Ag0,008SE0,015][Ti0,46Zr0,49(W1/2Mg1/2)0,05]O&sub3; + 0,003 (5PbO·WO&sub3;).
  • Der Analysenfehler beträgt etwa 0,5 Atom%.
  • Eine Vielzahl piezoelektrischer Verbindungen mit einer Zusammensetzung in der Nähe von der des repräsentativen Ausführungsbeispiels wurden durch geringfügige Änderungen in den mengen eingewogener Metalloxide hergestellt. Aus verschiedenartigen Messungen an diesen Verbindungen ließ sich berechnen, dass die Mengen eingewogenen Bleioxids, Seltenerdoxids, Titanoxids, Zirkonoxids, Wolframoxids, Magnesiumoxids und Silberoxids derart gewählt werden müssen, dass die Metallgehalte (Atom%) der schlussendlich gebildeten Perowskitverbindung innerhalb der angegebenen Grenzen liegen. Deswegen soll für die schlussendliche Perowskit verbindung
  • [Pb1-u-xAguSEx][Ti1-y-zZry(W1/2Mg1/2)z]O&sub3;
  • gelten, dass 0 < u &le; 0,0025; 0,005 &le; x &le; 0,05; 0,44 &le; y &le; 0,52 und 0,015 &le; z &le; 0,1 ist.
  • Der die Dichte erhöhende Effekt einer kleinen Menge Ag wurde anhand der nachfolgenden Verbindungen gezeigt:
  • [Pb0,985La0,015][Ti0,46Zr0,49(W1/2Mg1/2)0,05]O&sub3;, der 0,003 Mol% (5PbO·WO&sub3;) (Ausführungsbeispiel I) hinzugefügt worden war, und
  • [Pb0,977Ag0,008SE0,015][Ti0,46Zr0,49(W1/2Mg1/2)0,05]O&sub3; der 0,003 (5PbO·WO&sub3;) (Ausführungsbeispiel II) hinzugefügt worden war. Gepresste Pulvergemische der Metalloxide dieser Verbindungen wurden 1 Stunde lang gesintert, wobei die Sintertemperatur verschieden gewählt wurde. Daraufhin wurde von den gesinterten Formen die Dichte d (g/cm³) ermittelt. Die Ergebnisse dieser Messung stehen in der Tafel 1. TAFEL 1
  • Aus der Tafel 1 geht deutlich hervor, dass eine kleine Menge Silber die Dichte des gesinterten piezoelektrischen Materials steigert, wenn das Material unter identischen Umständen (gleiche Sintertemperatur und gleiche Sinterdauer) behandelt wird.
  • Die Tatsache, dass das Vorhandensein einer kleinen menge Silber die Eigenschaften des piezoelektrischen Materials kaum beeinträchtigt, zeigen die Daten aus der Tafel 2 und 3. Dabei wurde ausgegangen von der Verbindung [Pb1-u-xAguSEx][Ti1-y-zZry(W1/2Mg1/2)z]O&sub3;, der 0,003 Mol% (5PbO·WO&sub3;) hinzugefügt wurde. In der Tafel 2 sind die Werte von x, y und z angegeben für sechs Verbindungen, in denen namentlich der Silbergehalt geändert worden ist. In der Tafel 3 sind die entsprechenden Eigenschaften dieser sechs Verbindungen angegeben. Die Verbindungen wurden bei 1075ºC gesintert. TAFEL 2 TAFEL 3
  • Die Erfindung schafft einen neuen Typ eines piezoelektrischen Multischichtelementes, ein Verfahren um dieses herzustellen, sowie ein neues piezoelektrisches keramisches Material. Dieses Material weist das Kennzeichen auf, dass die Zusammensetzung des keramischen Materials der nachstehenden Formel entspricht: [Pb1-u-xAguSEx][Ti1-y-zZry(W1/2Mg1/2)z]O&sub3;, wobei SE mindestens ein Element ist, gewählt aus der Reihe, bestehend aus La, Nd, Sm und Gd, und wobei gilt, dass 0 < u &le; 0,0025; 0,005 &le; x &le; 0,05; 0,44 &le; y &le; 0,52 und 0,015 &le; z &le; 0,1 ist. Vorzugsweise gilt, dass SE für La steht, und dass 0,005 < u < 0,020 ist. Dieses Material ist bei niedriger Temperatur sinterbar und weist eine relativ hohe Curie-Temperatur auf. Weiterhin stellt es sich heraus, dass die Temperaturabhängigkeit der piezoelektrischen Eigenschaften in dem Gebiet um 150ºC herum relativ klein ist.

Claims (10)

1. Piezoelektrisches Element mit einer Anzahl piezoelektrischer Schichten aus keramischem Material und einer Anzahl Elektrodenschichten aus einer Silber- Palladiumlegierung, wobei die piezoelektrischen Schichten und die Elektrodenschichten wechselweise zu einer Multischicht gestapelt sind, die zugleich mit mindestens zwei äußeren elektrischen Anschlüssen versehen sind, die mit einigen der Elektrodenschichten in Kontakt stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des keramischen Materials der nachfolgenden Formel entspricht: Formel entspricht:
[Pb1-u-xAguSEx][Ti1-y-zZry(W1/2Mg1/2)]O&sub3;
wobei SE wenigstens ein Element ist, gewählt aus der Reihe, bestehend aus La, Nd, Sm und Gd, und wobei gilt, dass 0 < u &le; 0,0025; 0,005 &le; x &le; 0,05; 0,44 &le; y &le; 0,52 und 0,015 &le; z &le; 0,1 ist.
2. Piezoelektrisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass SE für La steht.
3. Piezoelektrisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 0,005 u 0,020 ist.
4. Piezoelektrisches Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material ebenfalls 0,1 bis 1,0 Mol% 5PbO·WO&sub3; enthält.
5. Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Multischichtelementes, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst:
- das mit Hilfe einer Silber-Palladium-Paste Siebdrucken von Elektrodenschichten auf einer keramischen Folie,
- das Stapeln einer Anzahl dieser Folien zu einer Multischicht,
- das Pressen und Glühen der Multischicht,
- das Sintern der Multischicht,
- das Aufteilen der Multischicht zu einzelnen Multischichtelementen,
- das Anbringen elektrischer Anschlüsse an einer oder mehreren Seiten der Multischichtelemente,
- das Polarisieren der Multischichtelemente,
dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Folie ein keramisches Material aufweist mit einer Zusammensetzung die der nachfolgenden Formel entspricht:
[Pb1-u-xAguSEx][Ti1-y-zZry(W1/2Mg1/2)z]O&sub3;
wobei SE wenigstens ein Element ist, gewählt aus der Reihe, bestehend aus La, Nd, Sm und Gd, und wobei gilt, dass 0 < u &le; 0,0025; 0,005 &le; x &le; 0,05; 0,44 &le; y &le; 0,52 und 0,015 &le; z &le; 0,1 ist, und dass der Sintervorgang bei einer Temperatur durchgeführt wird, die unterhalb 1150ºC liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material ebenfalls 0,1 bis 1,0 Mol% 5PbO·WO&sub3; enthält.
7. Keramisches Material, das sich zum Gebrauch in einem piezoelektrischen Element eignet und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Zusammensetzung des keramischen Materials der nachstehenden Formel entspricht:
[Pb1-u-xAguSEx][Ti1-y-zZry(W1/2Mg1/2)z]O&sub3;
wobei SE wenigstens ein Element ist, gewählt aus der Reihe, bestehend aus La, Nd, Sm und Gd, und wobei gilt, dass 0 < u &le; 0,0025; 0,005 &le; x &le; 0,05; 0,44 &le; y &le; 0,52 und 0,015 &le; z &le; 0,1 ist.
8. Keramisches Material nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Material ebenfalls 0,1 bis 1,0 mol% 5PbO·WO&sub3; enthält.
9. Keramisches Material nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass SE für La steht.
10. Keramisches Material nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass 0,05 < u < 0,020 ist:
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