JP2019055908A

JP2019055908A - 鉛含有量が低減された圧電セラミック材料

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Publication number: JP2019055908A
Application number: JP2018206407A
Authority: JP
Inventors: ヘニッヒ、エーベルハルト; Hennig Eberhard; キナスト、アンチュ; Kynast Antje; テプファー、ミヒャエル; Toepfer Michael; ホフマン、ミヒャエル; Hofmann Michael
Original assignee: PI Ceramic GmbH Keramische Technologien und Bauelemente
Current assignee: PI Ceramic GmbH Keramische Technologien und Bauelemente
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2018-11-01
Publication date: 2019-04-11
Anticipated expiration: 2034-08-07
Also published as: DK3030537T3; US20160190430A1; EP3030537A1; CN105555736B; JP2016528151A; DK3030537T5; US10910550B2; EP3030537B1; CN105555736A; DE102014111285A1; JP6744378B2; WO2015018915A1

Abstract

【課題】鉛含有量が低減された、ニオブ酸カリウムナトリウム（ＰＳＮ）系圧電セラミック材料の提供。【解決手段】基本組成（ＫｘＮａｙＬｉ１−ｘ−ｙ）ａ（ＭｎｕＴａｖＳｂｗＮｂ１−ｕ−ｖ−ｗ）Ｏ３のニオブ酸カリウムナトリウム（ＰＳＮ）系圧電セラミック材料であって、式中、０＜ｘ＜１ｙ；０＜ｙ＜１；０＜ｕ＜０．０１；０＜ｖ＜０．３；０≦ｗ＜０．２、および０．９５＜ａ＜１．０５；ｘ＋ｙ≦１であり、Ｐｂ、Ｎｂ、および任意にＡｇの混合物の添加は、ｋ重量％のＰｂ＋ｌ重量％のＮｂ＋ｍ重量％のＡｇに従い、式中、０＜ｋ＜０．５；０＜ｌ＜１；０≦ｍ＜１であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前文による基本組成のニオブ酸カリウムナトリウム（ＰＳＮ）系の、鉛含有量が低減された圧電セラミック材料に関する。

圧電セラミック材料の製造における現在の先行技術は、無鉛製品または鉛低減製品への移行の要望に関連した急激な変更によって特徴づけられる。その結果、特に、電気および電子装置において鉛などの有害物質の使用を低減するための手段が、Ｄｉｒｅｃｔｉｖｅ２０１１／６５／ＥＵ（ＲｏＨＳ２）において要求されている。したがって、例えば、均質材料中の鉛含有量が０．１重量％より多い物質は制限されており、特別承認を得なければ販売できない。より環境にやさしい出発原料の代替品も、やはり現在の鉛を含有する別種のものと同じ性能特徴および同様のパラメーターを示さなければならない。現在、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）は、自動車分野またはセンサーにおける圧電適用を急速に切り替えることを考えると、最も頻繁に使用される基本圧電セラミック材料である。

ＰＺＴをニオブ酸カリウムナトリウム（ＰＳＮ）に置き換えることが既に提案されている。特に、リチウム、タンタルおよびアンチモンでのＰＳＮ材料の複合変更（“Ｌｅａｄ−ｆｒｅｅｐｉｅｚｏｃｅｒａｍｉｃｓ”，Ｓａｉｔｏら；ＬｅｔｔｅｒｓｔｏＮａｔｕｒｅ，２００４）は、ＰＺＴの代替品を示す可能性がある。

欧州特許出願公開第１３８２５８８（Ａ１）号明細書は、このように、一般式｛Ｌ_ｉｘ
（Ｋ_１−ｙＮａｙ）_１−ｘ｝（Ｎｂ_{１−ｚ−ｗ}Ｔａ_ｚＳｂ_ｗ）Ｏ_３の主成分、およびさらなる元素として、（１）パラジウム、銀、金、ルテニウム、ロジウム、レニウム、オスミウム、イリジウムおよびプラチナ、または（２）ニッケル、鉄、マンガン、銅、亜鉛、または（３）マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムから選択される少なくとも１つの金属元素を含む無鉛圧電セラミック組成物を記載している。

独国特許出願公開第１０２００７０１３８７４（Ａ１）号明細書は、多層圧電素子を記載しており、この素子は複数の無鉛圧電層を含み、この層は、特に、ナトリウム、カリウムまたはリチウムの形態でアルカリ金属元素を有し、ニオブまたはビスマスを含む酸化物を含む。

欧州特許出願公開第２１０４１５２（Ａ２）号明細書は、無鉛圧電セラミックを含む圧電素子を記載している。成分ＫＮｂＯ_３およびＢａＴｉＯ_３は、圧電セラミックの主成分として述べられている。圧電セラミックスは、一般式ｘＫＮｂＯ_３−（１−ｘ）ＢａＴｉＯ_３を有し、式中、ｘは０．５〜０．９の範囲内にある。

過去１０年間の集中的な研究開発にもかかわらず、工業規模でこれらの有望な無鉛材料を製造することは現在まで不可能であった。重大な局面は、１０〜２０Ｋの非常に狭い焼結間隔においてのみ所望の特性が達成されることであることが分かった。この問題を解決するために、先行技術には異なるアプローチが記載されている。一方では、特に、さらなる（無鉛）添加物によって焼結挙動が改善される。

欧州特許出願公開第１８７６１５５（Ａ１）号明細書、欧州特許出願公開第１８７６１５６（Ａ１）号明細書、および独国特許出願公告第１１２００６００３７５５（Ｂ４）号明細書は、ペロブスカイト酸化物または酸化物複合体およびさらなる酸化物を添加することによって、（Ｋ１−ａ−ｂＮａａＬｉｂ）ｍ（Ｎｂ１−ｃ−ｄＴａｃＳｂｄ）Ｏ３系のＰＳＮ材料の焼結間隔を広げることを目指す。式中、０≦ａ≦０．９、０≦ｂ≦０．３、０≦ａ＋ｂ≦０．９、０≦ｃ≦０．５、０≦ｄ≦０．１、０．７≦ｍ≦１．３である。

欧州特許出願公開第１７０２９０６（Ａ１）号明細書は、例えばアルカリ土類金属ニオブ酸塩の添加によってセラミック基本組成が変更される圧電セラミック材料を記載している。

他方では、ホットプレス、放電プラズマ焼結（Ｌｉら；Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．，９６〔１２〕３６７７−３６９６（２０１３））または１０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度のツーステップ焼結（Ｐａｎｇら；ＣｅｒａｍｉｃｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，３８
（２０１２）２５２１−２５２７）などの代替焼結法が提案されている。これらの方法は、コスト効率の良い大量生産に適していないか、大きな焼結体積の熱慣性により工業規模で実施することができない。

したがって、本発明の目的は、上記情報に基づいて、ニオブ酸カリウムナトリウム（ＰＳＮ）系の圧電セラミック材料を提供することであり、それは、低減された鉛含有量と組み合わせて、多層アクチュエータの分野における適用のために十分に大きな広がりを有するとともに、既知の無鉛ＰＳＮ系材料と比較して工業規模でうまく扱うことができ、したがって、従来の焼結法で処理することができる広い焼結間隔を有する。

本発明の目的は、請求項１に記載の特徴の組み合わせによる圧電セラミック材料および請求項１２によるそのような材料を製造する方法によって達成される。請求項１３で述べられた定義による材料系の圧電多層アクチュエータも、本発明によるものである。焼結間隔を増加させるための、ニオブ酸カリウムナトリウム（ＰＳＮ）系の圧電セラミック材料におけるＰｂ、Ｎｂ、および任意にＡｇの混合物の使用も、本発明によるものである。

基本組成
（Ｋ_ｘＮａ_ｙＬｉ_{１−ｘ−ｙ}）ａ（Ｍｎ_ｕＴａ_ｖＳｂ_ｗＮｂ_{１−ｕ−ｖ−ｗ}）Ｏ_３のニオブ酸カリウムナトリウム（ＰＳＮ）系の、無鉛圧電セラミック材料であって、
式中、０＜ｘ＜１ｙ；０＜ｙ＜１；０＜ｕ＜０．０１；０＜ｖ＜０．３；０≦ｗ＜０．２、
０．９５＜ａ＜１．０５；ｘ＋ｙ≦１
である無鉛圧電セラミック材料が想定される。

本発明によれば、Ｐｂ、Ｎｂ、およびＡｇの混合物の添加を以下のように行う：
ｋ重量％のＰｂ＋ｌ重量％のＮｂ＋ｍ重量％のＡｇ、
式中、
０＜ｋ＜０．５；０＜ｌ＜１；０≦ｍ＜１である。

仕様ｋ、ｌおよびｍは、圧電セラミック材料の全質量に対するそれぞれの成分の重量パーセントに関する。

もしくは、Ｎｂは、元素ＴａおよびＳｂの１つまたはいくつかに完全にまたは部分的に置き換えることができる。

本発明による圧電セラミック材料は、したがって、次の基本組成：
（Ｋ_ｘＮａ_ｙＬｉ_{１−ｘ−ｙ}）ａ（Ｍｎ_ｕＴａ_ｖＳｂ_ｗＮｂ_{１−ｕ−ｖ−ｗ}）Ｏ_３を有し、
式中、０＜ｘ＜１ｙ；０＜ｙ＜１；０＜ｕ＜０．０１；０＜ｖ＜０．３；０≦ｗ＜０．２、および
０．９５＜ａ＜１．０５；ｘ＋ｙ≦１であり、
Ｐｂ、Ｎｂ、および任意にＡｇを含む基本組成に加えて、さらなる成分を含み、Ｐｂ、ＮｂおよびＡｇの重量分率は圧電セラミック材料の全重量に対して以下のように選択されることを特徴とする：
ｋ重量％のＰｂ＋ｌ重量％のＮｂ＋ｍ重量％のＡｇ、
式中、０＜ｋ＜０．５；０＜ｌ＜１；０≦ｍ＜１である。

好ましい実施形態では、添加されるＰｂの量は、０．００１＜ｋ≦０．２であるように選択される。

さらに好ましい実施形態では、添加されるＮｂの量は、０＜ｌ≦０．１７９であるように選択される。

添加されるＮｂに対する添加されるＰｂの比率が０．００１＜ｋ≦０．２および０＜ｌ≦０．１７９であるように選択される場合、特に良好な結果が達成された。

添加されるＰｂの量が０．００１＜ｋ≦０．１であるように選択される場合、特に有利な結果を達成することができることが認識された。

添加されるＮｂの量が０．０２２＜ｌ≦０．０９であるように選択される場合、特に良好な結果が達成されることがさらに認識された。

添加されるＰｂおよびＮｂの量は、特に好ましくは０．００１＜ｋ≦０．１および０．０２２＜ｌ≦０．０９であるように選択される。

実験的試験は、さらなる成分がＰｂ、Ｎｂ、および任意にＡｇの次にＭｎをさらに含む場合にも、本発明の目的を達成することができることをさらに示した。さらなる成分がｋ重量％のＰｂ、ｌ重量％のＮｂ、およびｎ重量％のＭｎを含み、式中、ｎ：ｌの比率が０．０５〜０．１５：０．３０の範囲にある場合、特に良好な結果が達成される。

Ｐｂ：Ｍｎ：Ｎｂの比率は、ｋ：ｎ：ｌが１：０．０９：０．３０であるように選択されることが特に好ましいことが分かった。

圧電セラミック材料は、＞２０Ｋの範囲、特に３０Ｋ〜４０Ｋの範囲に焼結間隔を有することが認識された。

鉛含有量が低減された圧電セラミック材料は、基本組成のか焼物を製造するステップおよび焼結助剤混合物を添加するステップによって実行される。Ｐｂ、Ｎｂ、任意にＡｇ、および任意にＭｎを含む焼結助剤混合物の添加は、特に微粉砕の間に行うことができる。

さらなる処理は、標準大気中で焼結することを含む既知の様式で実現される。

このように、本発明は、また、以下のステップ：・基本組成の原料混合物を製造するステップと、・基本組成のか焼物を製造するステップと、・か焼物を微粉砕するステップと、・特にスプレー造粒によって粒状物を製造する、または多層もしくは「同時焼成」プロセス用流延スラリーを製造するステップと、・標準大気中で焼結することを含む既知の様式でさらに処理するステップとを特徴とする、鉛含有量が低減された圧電セラミック材料を製造する方法に関する。

本発明の用語における「同時焼成」プロセスは、圧電セラミック材料からなるフィルムが最初に流延され、続いてまだグリーン状態において電極が付与される、特に革新的な製造方法として理解されるものとする。例えば、独国特許第１０２３４７８７（Ｃ１）号明細書に記載されるように、圧電素子は、多くの個々のフィルムから積層され、続いて、単一の工程段階において内部電極とともに焼結される。

請求項１３の教示による圧電セラミック材料系の圧電セラミック多層アクチュエータは、本発明によるものである。

本発明は、また、基本組成
（Ｋ_ｘＮａ_ｙＬｉ_{１−ｘ−ｙ}）ａ（Ｍｎ_ｕＴａ_ｖＳｂ_ｗＮｂ_{１−ｕ−ｖ−ｗ}）Ｏ_３のニオブ酸カリウムナトリウム（ＰＳＮ）系の圧電セラミック材料における、圧電セラミック材料の焼結間隔を増加させるためのＰｂ、Ｎｂ、および任意にＡｇの混合物の使用に関し、
式中、
０＜ｘ＜１ｙ；０＜ｙ＜１；０＜ｕ＜０．０１；０＜ｖ＜０．３；０≦ｗ＜０．２、および
０．９５＜ａ＜１．０５；ｘ＋ｙ≦１であり、
添加されるＰｂ、ＮｂおよびＡｇの含有量が圧電セラミック材料全体に対して重量パーセントで以下のとおりであるように、Ｐｂ、Ｎｂおよび任意にＡｇの混合物の添加が行われる：
ｋ重量％のＰｂ＋ｌ重量％のＮｂ＋ｍ重量％のＡｇ、
式中、０＜ｋ＜０．５：０＜ｌ＜１：０≦ｍ＜１である。

添加されるＮｂに対する添加されるＰｂの比率が０．００１＜ｋ≦０．２および０＜ｌ≦０．１７９である場合、特に良好な結果が達成された。

添加されるＮｂの量が０．０２２＜ｌ≦０．０９であるように選択される場合に、特に良好な結果を達成することができることがさらに認識された。

特に好ましくは、添加されるＰｂおよびＮｂの量が０．００１＜ｋ≦０．１および０．０２２＜ｌ≦０．０９であるように選択される。

それは、焼結助剤Ｐｂ、Ｎｂ、任意にＡｇ、および任意にＭｎを添加することによって、一方では、基本組成の高い絶縁抵抗および歪性能が維持されることが驚くべきことに認識された。他方では、焼結間隔の３０Ｋ〜４０Ｋの範囲への広がりが得られる。ＰｂおよびＮｂのメタニオブ酸鉛の形態での公称化合物（ｎｏｍｉｎａｌｃｏｍｐｏｕｎｄ）としての添加を行うことができ、ここで、鉛含有量が０．０５重量％〜０．２重量％の範囲にあるように、焼結助剤の添加量が選択される。鉛含有量は、圧電セラミック材料全体に対して、特に好ましい様式では最大０．１重量％である。

図面は、本発明によるＰＳＮ系の様々な材料の試験の結果を説明するために使用される。

図１は、サンプル製造の一般的技術順序を記載している。「^＊」は、そのような技術ステップに関し、Ｐｂ、Ｎｂ、任意にＡｇ、および任意にＭｎの記載された添加を行うことができる。図２は、実施形態１（先行技術）および８の単極性歪の典型的な温度依存性を２ｋＶ／ｍｍのトリガ電界強度で比較して示す。図３は、実施形態１（先行技術）および８の比絶縁抵抗の典型的な温度依存性を比較して示す。図４ａは、実施形態１についての室温から１７５℃までの温度範囲での単極性歪ヒステリシスを示す。図４ｂはサンプル電流を示す。図５ａは、実施形態７についての室温から１７５℃までの温度範囲での単極性歪ヒステリシスを示す。図５ｂはサンプル電流を示す。図６ａは、実施形態８についての室温から１７５℃までの温度範囲での単極性歪ヒステリシスを示す。図６ｂはサンプル電流を示す。

以下に述べる測定結果は、以下の基本系：
（Ｋ_ｘＮａ_ｙＬｉ_{１−ｘ−ｙ}）ａ（Ｍｎ_ｕＴａ_ｖＳｂ_ｗＮｂ_{１−ｕ−ｖ−ｗ}）Ｏ_３に関する。

原料の混合およびか焼物の微粉砕を、それぞれ撹拌器ビーズミル内で行った。

Ｐｂ、Ｎｂ、および任意にＭｎの添加を次の技術ステップで行った：
実施例１〜７：微粉砕
実施例８：スプレー造粒中の添加

ＰｂおよびＮｂの添加を、実施例２および３において酸化物の混合物（Ｍ）として、そして実施例４、５および８において予備成形されたか焼物（Ｋ）として行った。Ｐｂ、ＮｂおよびＭｎの添加を、実施例６および７において酸化物の混合物（Ｍ）として行った。

評価に使用されたパラメーターを表１にまとめる。

比絶縁抵抗ρ_ｉｓを、室温から１５０℃への温度上昇で分極されたサンプルで５０Ｖで決定する。

電気機械歪Ｓ_３を、２ｋＶ／ｍｍでレーザー干渉計によって決定する。測定電界強度を、伝導性が増大した結果、２ｋＶ／ｍｍで測定することができなかったサンプルについて欄１２に記載する。

焼結間隔は、セラミックの必要な特性が材料の燃焼の間に達成される、２つの温度仕様によって境界が決定される範囲であると理解する。それらは以下のように定義される：
ｔａｎδ：≦５０１０^−３
Ｓ３（室温）：＜０．６１０^−３
Ｅ_ｍａｘ：≧２ｋＶ／ｍｍ

以下の実施形態は、先行技術（実施例１）および本発明に従って製造された組成物（実施例２〜８）の挙動を示す。サンプルをフローチャート（図１）に従って製造した。

試験の結果を表２に記録する。

実施形態１：
組成物
（Ｋ_０．４４Ｎａ_０．５２Ｌｉ_０．０４）０．９９８（Ｍｎ_{０．００５}［Ｔａ_０．１０Ｓｂ_０．０６Ｎｂ_０．８４］_{０．９９５}）Ｏ_３
この組成物は、焼結間隔が≦２０Ｋの先行技術に相当する。

実施形態２：
組成物：
（Ｋ_０．４４Ｎａ_０．５２Ｌｉ_０．０４）０．９９８（Ｍｎ_{０．００５}［Ｔａ_０．１０Ｓｂ_０．０６Ｎｂ_０．８４］_{０．９９５}）Ｏ_３
酸化物の混合物として＋０．１重量％Ｐｂ＋０．０９重量％Ｎｂが添加される。本発明によるこの組成物は、焼結間隔の３０Ｋへの広がりを示す。

実施形態３：
組成物：
（Ｋ_０．４４Ｎａ_０．５２Ｌｉ_０．０４）０．９９８（Ｍｎ_{０．００５}［Ｔａ_０．１０Ｓｂ_０．０６Ｎｂ_０．８４］_{０．９９５}）Ｏ_３
酸化物の混合物として＋０．２重量％Ｐｂ＋０．１７９％重量％Ｎｂが添加される。本発明によるこの組成物は、焼結間隔の３０Ｋへの広がりを示す。

実施形態４：
組成物：
（Ｋ_０．４４Ｎａ_０．５２Ｌｉ_０．０４）０．９９８（Ｍｎ_{０．００５}［Ｔａ_０．１０Ｓｂ_０．０６Ｎｂ_０．８４］_{０．９９５}）Ｏ_３
予備成形されたか焼物として＋０．１重量％Ｐｂ＋０．０９％重量％Ｎｂが添加される。本発明によるこの組成物は、焼結間隔の３０Ｋへの広がりを示す。

実施形態５：
組成物：
（Ｋ_０．４４Ｎａ_０．５２Ｌｉ_０．０４）０．９９８（Ｍｎ_{０．００５}［Ｔａ_０．１０Ｓｂ_０．０６Ｎｂ_０．８４］_{０．９９５}）Ｏ_３
予備成形されたか焼物として＋０．２重量％Ｐｂ＋０．１７９％重量％Ｎｂが添加される。本発明によるこの組成物は、焼結間隔の３０Ｋへの広がりを示す。

実施形態６：
組成物：
（Ｋ_０．４４Ｎａ_０．５２Ｌｉ_０．０４）０．９９８（Ｍｎ_{０．００５}［Ｔａ_０．１０Ｓｂ_０．０６Ｎｂ_０．８４］_{０．９９５}）Ｏ_３
酸化物の混合物として＋０．１重量％Ｐｂ＋０．０２２％重量％Ｎｂ＋０．０１３重量％Ｍｎが添加される。この組成物は、焼結間隔の広がりを示さない。

実施形態７：
組成物：
（Ｋ_０．４４Ｎａ_０．５２Ｌｉ_０．０４）０．９９８（Ｍｎ_{０．００５}［Ｔａ_０．１０Ｓｂ_０．０６Ｎｂ_０．８４］_{０．９９５}）Ｏ_３
酸化物の混合物として＋０．１重量％Ｐｂ＋０．０３％重量％Ｎｂ＋０．００９重量％Ｍｎが添加される。本発明によるこの組成物は、焼結間隔の４０Ｋへの広がりを示す。

実施形態８：
組成物：
（Ｋ_０．４４Ｎａ_０．５２Ｌｉ_０．０４）０．９９８（Ｍｎ_{０．００５}［Ｔａ_０．１０Ｓｂ_０．０６Ｎｂ_０．８４］_{０．９９５}）Ｏ_３
予備成形されたか焼物として＋０．１重量％Ｐｂ＋０．０９％重量％Ｎｂが添加される。本発明によるこの組成物は、焼結間隔の４０Ｋへの広がりを示す。この実施形態では、材料の処理を工業規模で連続的に行い、ＰｂおよびＮｂの添加をスプレー造粒中に行った。

驚くべきことに、高い絶縁抵抗は、組成物（Ｋ_０．４４Ｎａ_０．５２Ｌｉ_０．０４）０．９９８（Ｍｎ_{０．００５}［Ｔａ_０．１０Ｓｂ_０．０６Ｎｂ_０．８４］_{０．９９５}）Ｏ_３の本発明に従ったＰｂ、Ｎｂ、および任意にＭｎでの変更で維持される。

Claims

基本組成
（Ｋ_ｘＮａ_ｙＬｉ_{１−ｘ−ｙ}）ａ（Ｍｎ_ｕＴａ_ｖＳｂ_ｗＮｂ_{１−ｕ−ｖ−ｗ}）Ｏ_３のニオブ酸カリウムナトリウム（ＰＳＮ）系の、鉛含有量が低減された圧電セラミック材料であって、
式中、０＜ｘ＜１ｙ；０＜ｙ＜１；０＜ｕ＜０．０１；０＜ｖ＜０．３；０≦ｗ＜０．２、および
０．９５＜ａ＜１．０５；ｘ＋ｙ≦１であり、
Ｐｂ、Ｎｂ、および任意にＡｇの混合物の添加は、ｋ重量％のＰｂ＋ｌ重量％のＮｂ＋ｍ重量％のＡｇに従い、
式中、
０＜ｋ＜０．５；０＜ｌ＜１；０≦ｍ＜１であることを特徴とする、圧電セラミック材料。
０．００１＜ｋ≦０．２であることを特徴とする、請求項１に記載の圧電セラミック材料。
０＜ｌ≦０．１７９であることを特徴とする、請求項１または２の一項に記載の圧電セラミック材料。
０．００１＜ｋ≦０．２および０＜ｌ≦０．１７９であることを特徴とする、先行する請求項の少なくとも一項に記載の圧電セラミック材料。
０．００１＜ｋ≦０．１であることを特徴とする、先行する請求項の少なくとも一項に記載の圧電セラミック材料。
０．０２２＜ｌ≦０．０９であることを特徴とする、先行する請求項の少なくとも一項に記載の圧電セラミック材料。
０．００１＜ｋ≦０．１および０．０２２＜ｌ≦０．０９であることを特徴とする、先行する請求項の少なくとも一項に記載の圧電セラミック材料。
ｋ：ｌの比率は１：０．９〜１：０．３の範囲にあることを特徴とする、先行する請求項の少なくとも一項に記載の圧電セラミック材料。
ｋ重量％のＰｂ、ｌ重量％のＮｂ、およびｎ重量％のＭｎの混合物の添加を特徴とし、ｎ：ｌの比率は０．０５〜０．１５：０．３０の範囲にある、先行する請求項の少なくとも一項に記載の圧電セラミック材料。
ｋ：ｎ：ｌの比率は１：０．０９：０．３０であることを特徴とする、請求項９に記載の圧電セラミック材料。
圧電セラミック材料は、＞２０Ｋの範囲、特に３０Ｋ〜４０Ｋの範囲に焼結間隔を有することを特徴とする、先行する請求項の少なくとも一項に記載の圧電セラミック材料。
先行する請求項のうちの一項に記載の鉛含有量が低減された圧電セラミック材料を製造する方法であって、・基本組成の原料混合物を製造するステップと、・基本組成のか焼物を製造するステップと、・か焼物を微粉砕するステップと、・特にスプレー造粒によって粒状物を製造する、または多層もしくは「同時焼成」プロセス用流延スラリーを製造するステップと、・標準大気中で焼結することを含む既知の様式でさらに処理するステップとを特徴とする、方法。
請求項１〜１１のうちの一項に記載の圧電セラミック材料系の圧電セラミック多層アクチュエータ。
基本組成
（Ｋ_ｘＮａ_ｙＬｉ_{１−ｘ−ｙ}）ａ（Ｍｎ_ｕＴａ_ｖＳｂ_ｗＮｂ_{１−ｕ−ｖ−ｗ}）Ｏ_３のニオブ酸カリウムナトリウム（ＰＳＮ）系の圧電セラミック材料における、圧電セラミック材料の焼結間隔を増加させるためのＰｂ、Ｎｂ、および任意にＡｇの混合物の使用であって、
式中、０＜ｘ＜１ｙ；０＜ｙ＜１；０＜ｕ＜０．０１；０＜ｖ＜０．３；０≦ｗ＜０．２、および
０．９５＜ａ＜１．０５；ｘ＋ｙ≦１であり、
添加されるＰｂ、ＮｂおよびＡｇの含有量が圧電セラミック材料全体に対して重量パーセントで以下のとおりであるように、ＰｂおよびＮｂの混合物の添加が行われる使用：
ｋ重量％のＰｂ＋ｌ重量％のＮｂ＋ｍ重量％のＡｇ、
式中、０＜ｋ＜０．５：０＜ｌ＜１：０≦ｍ＜１である。
０．００１＜ｋ≦０．２および０＜ｌ≦０．１７９であることを特徴とする、請求項１４に記載の使用。
０．００１＜ｋ≦０．１および０．０２２＜ｌ≦０．０９であることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の使用。
ｋ：ｌの比率は１：０．９〜１：０．３の範囲にあることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の使用。
ｋ重量％のＰｂ、ｌ重量％のＮｂ、およびｎ重量％のＭｎの混合物の添加を特徴とし、ｎ：ｌの比率は０．０５〜０．１５：０．３０の範囲にある、請求項１６または１７に記載の使用。
ｋ：ｎ：ｌの比率は１：０．０９：０．３０であることを特徴とする、請求項１８に記載の使用。