WO1999030374A1 - Verfahren zur anbringung von aussenelektroden an festkörperaktoren - Google Patents

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WO1999030374A1
WO1999030374A1 PCT/EP1998/007899 EP9807899W WO9930374A1 WO 1999030374 A1 WO1999030374 A1 WO 1999030374A1 EP 9807899 W EP9807899 W EP 9807899W WO 9930374 A1 WO9930374 A1 WO 9930374A1
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shrink tube
actuator
base metallization
electrodes
outer electrode
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French (fr)
Inventor
Reiner Bindig
Andreas Günther
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Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering
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    • H10N30/877—Conductive materials

Definitions

  • the invention relates to a method for attaching external electrodes to solid-state actuators according to the preamble of claim 1.
  • Solid state actuators generally consist of stacked thin layers of active material (e.g. piezoceramic, electrostrictive materials) with conductive internal electrodes arranged between them. External electrodes alternately connect these internal electrodes. As a result, the internal electrodes are electrically connected in parallel and combined into two groups, which represent the two connection poles of the actuator. If an electrical voltage is applied to the connection poles, this is transferred in parallel to all internal electrodes and causes an electrical field in all layers of active material, which is thereby deformed mechanically. The sum of all these mechanical deformations is available on the end faces of the actuator as usable expansion and / or force.
  • active material e.g. piezoceramic, electrostrictive materials
  • the outer electrodes and their joints are exposed to very high electrical, mechanical and thermal loads due to the flowing pulse currents (up to approx. 80 A), the expansion movements (up to approx. 2% o) and the heat loss from the actuator (up to 200 ° C) exposed.
  • Solid state actuators are usually designed as monoliths according to the prior art, i. H.
  • the active material is provided as a film with internal electrodes before sintering, pressed into actuator stacks and then sintered, which creates the monolithic actuator.
  • the internal electrodes alternately exit from the monolith from the beginning, or all internal electrodes exit from the monolith and then have to be isolated alternately.
  • the actuators can also be stacked from individual, completely sintered disks with internal electrodes.
  • the internal electrodes must be mutually led out of the stack.
  • actuators and external electrodes are described in detail e.g. B. in DE 33 30538 A1, DE 40 36 287 C2, US 5 281 885, US 4 845 399, US 5 406 164 and JP 07-226541 A.
  • the invention has for its object to improve a method for attaching external electrodes to solid state actuators according to the preamble of claim 1 such that the area of application is increased and the life of the actuators is significantly extended.
  • this object is achieved in that a structured outer electrode, for. B. a corrugated metal foil (according to P 196 48 545.2), is pressed to the base metallization to make the electrical contact.
  • a PTFE (polytetrafluoroethylene) shrink tube is used as the pressure medium.
  • the shrink tube provides excellent electrical insulation of the actuator surfaces and offers good mechanical protection for the shock and break-sensitive actuator.
  • a PTFE shrink tube with an FEP inner coating (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer) can also be used.
  • FEP inner coating tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer
  • this method offers the possibility of hermetically encapsulating the very moisture-sensitive actuators.
  • the monolithic actuator stack 1 is provided with a base metallization 2 on both sides (see FIG. 2c).
  • This can consist of any conductive material that can withstand thermal loads of up to approximately 400 ° C, but an electrodeposited nickel layer with a bondable fine gold coating is preferably used.
  • Structured outer electrodes 5 are placed on this base metallization 2. These can consist of wire mesh, wire mesh or metal foam, preferably corrugated metal foil is used, which has the same galvanic surface as the base metallization.
  • Pressure pieces 6 made of thermally stable, elastic material, preferably PTFE, knitted wire or wire mesh, which are preferably formed as cylinders or cylinder sections, are placed on the structured outer electrodes 5.
  • the cylindrically shaped foot piece 7, which has two insulated electrical feedthroughs 8, is positioned on the bottom of the actuator stack.
  • Common metals or ceramic materials come into consideration as the material for the foot piece, but preferably steel or alloys such as FeNi42 and aluminum nitride which are adapted to the actuator in terms of thermal expansion behavior.
  • the connections 8 carried out preferably have the same galvanic surface as the base metallization 2 and are insulated from the base piece with glass, ceramic or PTFE. Their upper ends come to rest on one of the structured outer electrodes 5.
  • the foot piece 7 can form an assembly unit with the structured outer electrodes 5 welded to the wires 8 and the pressure pieces 6.
  • the cylindrically shaped head piece 9 is positioned at the head of the actuator stack. It is made of the same material as the foot piece.
  • the head and foot piece advantageously have all-round grooves 12 in order to improve the sealing effect of the shrink tube 10.
  • a suitable commercially available PTFE shrink tube 10 is pushed over the arrangement and has an FEP inner coating 11 which is meltable below the shrink temperature.
  • the arrangement is now brought to the shrinking temperature of approximately 350 ° C., the shrinking tube 10 shrinking radially and axially and bracing the individual components with great force.
  • the inner coating 11 of the shrink tube 10 melts and connects inseparably and completely tightly to the individual components.
  • the result is a moisture-proof and shock-protected actuator that is well suited for use under highly dynamic conditions up to 200 ° C.
  • the method described can be used analogously and particularly advantageously for actuators which are stacked from individual, sintered disks 13 (FIGS. 3a, 3b).
  • the force of the axial shrinkage of the shrink tube makes it unnecessary to bond the disks to one another.
  • the shrunk actuator is z. B. by means of plasma etching and subsequent sputtering with Ni / Cu all around with a conductive metal layer 16, whereby the electric field emanating from the actuator is shielded and the diffusion of water vapor is blocked (FIG. 4).
  • the actuator is then coated with a thermally resistant polymer 17, for. B. by shrinking again into a thin-walled PTFE shrink tube. The result is a hermetically sealed, shock-protected actuator that is well suited for use under highly dynamic conditions up to 200 ° C.
  • FIG. 1 shows an example of a solid-state actuator according to the prior art, the monolithic actuator stack 1 with mutually led out internal electrodes 14 being coated on both sides with a base metallization 2, which in turn is reinforced with solder 3.
  • the electrical connections 4 are soldered to the solder 3.
  • the entire arrangement is covered with a commercially available protective lacquer.
  • Figure 2a shows an example of a vertical central section through a solid-state actuator mounted according to the invention, the monolithic actuator stack 1 with mutually led out internal electrodes 14 being coated on both sides with a base metallization 2, to which the structured only indicated by means of the PTFE shrink tube 10 and the pressure pieces 6 Outer electrode 5 (corrugated metal foil) is pressed.
  • the FEP inner coating 11 of the shrink tube has melted and fills all remaining cavities.
  • the foot piece 7 with the electrically insulated feedthroughs 8 and the head piece 9 tension the actuator 1 axially and seal with the grooves 12 against ambient moisture.
  • FIG. 2b shows a horizontal central section through the same actuator, the same numbers denoting the same objects.
  • FIG. 2c shows an enlarged section from the foot area of FIG. 2a, the same numbers again denoting the same objects.
  • FIG. 3a shows, as an example, a vertical central section through a solid-state actuator mounted in accordance with the invention, the actuator stack 1 consisting of individually sintered disks 13, the surfaces of which are galvanically coated with a Ni / Au layer 14, which is located at one location on the disk 15 the edge of which is pulled around.
  • the structured outer electrode 5 (knitted wire) shaped as a cylinder section is pressed by means of the PTFE shrink tube 10.
  • the FEP inner coating 11 of the shrink tube has melted and fills all remaining cavities.
  • the foot piece 7 with the electrically insulated feedthroughs 8 and the head piece 9 tension the actuator 1 axially and seal with the grooves 12 against ambient moisture.
  • FIG. 3b shows a horizontal central section through the same actuator, the same numbers denoting the same objects.
  • FIG. 4 shows an example of a vertical central section through a solid-state actuator mounted according to the invention in accordance with the description in FIG. 2a.
  • the additional all-round metallic coating 16 prevents water vapor diffusion and is itself mechanically protected by the thin-walled PTFE shrink tube 17.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anbringung von Außenelektroden (5) and gestapelten Festkörperaktoren (1), die aus einer Vielzahl dünner Schichten elektromechanisch aktiven Materials mit dazwischen eingebrachten, wechselseitig herausgeführten oder wechselseitig isolierten, metallischen Innenelektroden (14) bestehen, wobei die wechselseitig heraustretenden Innenelektorden (14) über eine Grundmetallisierung (2) elektrisch parallel geschaltet sind und mit einer Außenelektrode (5) verbunden sind. Zur Vergrößerung des Einsatzbereiches und Verlängerung der Lebensdauer wird vorgeschlagen, daß als Außenelektrode (5) eine dreidimensional geformte, elektrisch leitfähige Struktur verwendet wird, die in Richtung der Aktorachse dehnbar ist und die Außenelektrode (5) an die Grundmetallisierung angepreßt wird, um den elektrischen Kontakt über partielle Kontaktstellen zur Grundmetallisierung herzustellen.

Description

Verfahren zur Anbringung von Außenelektroden an Festkörperaktoren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anbringung von Außenelektroden an Festkörperaktoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Festkörperaktoren bestehen in der Regel aus gestapelten dünnen Schichten aktiven Materials (z. B. Piezokeramik, elektrostriktiven Materialien) mit jeweils dazwischen angeordneten leitfähigen Innenelektroden. Außenelektroden verbinden diese Innenelektroden abwechselnd. Dadurch werden die Innenelektroden elektrisch parallel geschaltet und zu zwei Gruppen zusammengefaßt, die die beiden Anschlußpole des Aktors darstellen. Legt man eine elektrische Spannung an die Anschlußpole, so wird diese auf alle Innenelektroden parallel übertragen und verursacht ein elektrisches Feld in allen Schichten aktiven Materials, das sich dadurch mechanisch verformt. Die Summe aller dieser mechanischen Verformungen steht an den Endflächen des Aktors als nutzbare Dehnung und/oder Kraft zur Verfügung.
Die Außenelektroden und deren Fügestellen werden bei vielen Anwendungsfällen durch die fließenden Pulsströme (bis ca. 80 A), die Dehnungsbewegungen (bis ca. 2 %o) und die Verlustwärme des Aktors (bis 200 °C) sehr hohen elektrischen, mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt.
Festkörperaktoren werden nach dem Stand der Technik meist als Monolithen ausgeführt, d. h. das aktive Material wird als Folie vor dem Sintern mit Innenelektroden versehen, zu Aktorstapeln verpreßt und dann gesintert, wodurch der monolithische Aktor entsteht. Je nach Fertigungsverfahren treten die innenelektro- den von vorne herein wechselseitig aus dem Monolithen aus, oder aber alle In- nenelektroden treten aus dem Monolithen aus und müssen dann wechselweise isoliert werden.
Die Aktoren können auch aus einzelnen, fertig gesinterten und mit Innenelektroden versehenen Scheiben gestapelt werden. Auch hier müssen die Innenelektroden wechselseitig aus dem Stapel herausgeführt werden.
Der gattungsgemäße Stand der Technik wird nachfolgend anhand der Figur 1 beschrieben. Auf den Aktorstapel 1 wird im Bereich der herausgeführten Innenelektroden 14 z. B. durch Sputtem, galvanische Verfahren, Siebdruck von Silberpaste, eine Grundmetallisierung 2 aufgebracht. Diese Grundmetallisierung 2 wird verstärkt durch Aufbringen eines metallischen Werkstoffes 3 z. B. durch weitere Sieb- druckschritte, Tauchbeschichten, Beloten oder Anlöten eines Bleches. An diese verstärkte Schicht wird der elektrische Anschlußdraht 4 gelötet.
Der Aufbau und die Herstellung derartiger Aktoren und Außenelektroden wird ausführlich beschrieben z. B. in DE 33 30538 A1 , DE 40 36 287 C2, US 5 281 885, US 4 845 399, US 5 406 164 und JP 07-226541 A.
Alle derartigen Außenelektroden und deren Fügestellen neigen unter der andauernden elektrischen, mechanischen und thermischen Belastung, die durch den Aktor verursacht wird zur Materialermüdung. In der Regel setzt bereits nach wenigen 107 Belastungszyklen deutlich Rißbildung in den Außenelektroden ein. Die Bauteile versagen meist durch Lichtbogenbildung an diesen Rissen oder durch ablösende Lötverbindungen. Die Betriebstemperatur wird durch Lötverbindungen auf ca. 120 °C begrenzt. Höher schmelzende Weichlote (Au/Sn) sind teuer oder haben eine zu geringe Grundfestigkeit (Pb). Hartlot- oder Schweißverbindungen direkt am Aktor kommen aufgrund der empfindlichen aktiven Aktorwerkstoffe nicht in Frage. Klebeverbindungen weisen eine zu geringe mechanische und thermische Stabilität auf.
Die Problematik der Materialermüdung der Außenelektroden kann durch Verwendung von dreidimensional strukturierten, in Richtung der Aktorachse dehnbaren Elektroden umgangen werden, jedoch müssen auch diese Elektroden mit der Grundmetallisierung verlötet werden. Diese Lötungen sind ihrerseits anfällig für Ermüdungserscheinungen und begrenzen die Einsatztemperatur. Derartige Festkörperaktoren mit dehnbaren Elektroden sind beschrieben in der unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 196 48 545.2.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Anbringung von Außenelektroden an Festkörperaktoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart zu verbessern, daß der Einsatzbereich vergrößert und die Lebensdauer der Aktoren wesentlich verlängert ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine strukturierte Außenelektrode, z. B. eine gewellte Metallfolie (nach P 196 48 545.2), an die Grundmetallisierung gepreßt wird, um den elektrischen Kontakt herzustellen. Als Anpreßmedium wird erfindungsgemäß ein PTFE (Polytetrafluorethylen) Schrumpfschlauch verwendet. Neben der Temperaturbeständigkeit bis 260 °C stellt der Schrumpfschlauch eine ausgezeichnete elektrische Isolation der Aktoroberflächen dar und bietet einen guten mechanischen Schutz für den stoß- und bruchempfindlichen Aktor.
Erfindungsgemäß kann auch ein PTFE Schrumpfschlauch mit FEP- Innenbeschichtung (Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer) verwendet werden. Neben der Temperaturbeständigkeit bis 205 °C, dem elektrischen und mechanischen Schutz, bietet diese Methode die Möglichkeit, die sehr feuchtig- keitsempfindlichen Aktoren hermetisch zu verkapseln.
Nachfolgend wird beispielhaft das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Figuren 2a, 2b, 2c beschrieben.
Der monolithisch ausgeführte Aktorstapel 1 wird beidseitig mit einer Grundmetallisierung 2 versehen (siehe Fig. 2c). Diese kann aus jedem leitfähigen Material bestehen, das bis etwa 400 °C thermisch belastbar ist, vorzugsweise wird aber eine galvanisch abgeschiedene Nickelschicht mit bondfähigem Feingoldüberzug verwendet.
Auf diese Grundmetallisierung 2 werden strukturierte Außenelektroden 5 aufgelegt. Diese können aus Drahtgeflecht, Drahtgewirk oder Metallschaum bestehen, vorzugsweise wird gewellte Metallfolie verwendet, die die gleiche galvanische Oberfläche wie die Grundmetallisierung aufweist.
Auf die strukturierten Außenelektroden 5 werden Druckstücke 6 aus thermisch beständigem, elastischen Material aufgelegt, vorzugsweise PTFE, Drahtgewirk oder Drahtgeflecht, die vorzugsweise als Zylinder oder Zylinderabschnitt ausge- formt sind.
Am Boden des Aktorstapels wird das zylindrisch geformte Fußstück 7 positioniert, das zwei isolierte elektrische Durchführungen 8 aufweist. Als Material für das Fußstück kommen gängige Metalle oder Keramikwerkstoffe in Frage, vorzugsweise aber Stahl oder im thermischen Ausdehnungsverhalten dem Aktor angepaßte Legierungen, wie FeNi42 und Aluminiumnitrid. Die durchgeführten Anschlüsse 8 weisen vorzugsweise die gleiche galvanische Oberfläche wie die Grundmetallisierung 2 auf und sind mit Glas, Keramik oder PTFE gegen das Fußstück isoliert. Ihre oberen Enden kommen jeweils auf eine der strukturierten Außenelektroden 5 zu liegen. Das Fußstück 7 kann mit den an die durchgeführten Drähte 8 angeschweißten strukturierten Außenelektroden 5 und den Druckstücken 6 eine Montageeinheit bilden.
Am Kopf des Aktorstapels wird das zylindrisch geformte Kopfstück 9 positioniert. Es besteht aus dem gleichen Material wie das Fußstück.
Kopf- und Fußstück weisen vorteilhafterweise rundumlaufende Nuten 12 auf um die Dichtwirkung des Schrumpfschlauches 10 zu verbessern.
Über die Anordnung wird ein passender handelsüblicher PTFE Schrumpfschlauch 10 geschoben, der eine unterhalb der Schrumpftemperatur schmelzba- re FEP-Innenbeschichtung 11 aufweist. Die Anordung wird nun auf die Schrumpftemperatur von etwa 350 °C gebracht, wobei der Schrumpfschlauch 10 radial und axial schrumpft und die Einzelkomponenten mit hoher Kraft verspannt. Die Innenbeschichtung 11 des Schrumpfschlauches 10 schmilzt und verbindet sich unlösbar und völlig dicht mit den Einzelkomponenten.
Als Ergebnis erhält man einen feuchtigkeitsgeschützten und stoßgeschützten Aktor, der für den Einsatz unter hochdynamischen Bedingungen bis 200 °C gut geeignet ist.
Das beschriebene Verfahren kann analog und besonders vorteilhaft für Aktoren eingesetzt werden, die aus einzelnen, fertig gesinterten Scheiben 13 gestapelt werden (Figuren 3a, 3b). Die Kraft der axialen Schrumpfung des Schrumpfschlauches macht dabei eine Verklebung der Scheiben untereinander überflüssig. Bei geeigneter Formung und Materialauswahl der Innenelektroden 14, vorzugsweise durch eine partiell 15 um die Kanten der Scheiben reichende galvanisch abgeschiedene Nickelschicht mit bondfähigem Feingoldüberzug, kann auf eine Grundmetallisierung verzichtet werden.
Um die PTFE-Schicht völlig wasserdampfundurchlässig zu machen wird das Verfahren erfindungsgemäß wie folgt fortgesetzt:
Der fertig eingeschrumpfte Aktor wird, z. B. mittels Plasmaätzen und anschließendem Sputtem mit Ni/Cu rundum mit einer leitfähigen Metallschicht 16 über- zogen, wodurch das vom Aktor ausgehende elektrische Feld abgeschirmt und die Diffusion von Wasserdampf blockiert wird (Figur 4). Anschließend wird der Aktor mit einem thermisch beständigem Polymer 17 umhüllt, z. B. durch abermaliges Einschrumpfen in einen dünnwandigen PTFE Schrumpfschlauch. Als Ergebnis erhält man einen hermetisch dichten stoßgeschützten Aktor der für den Einsatz unter hochdynamischen Bedingungen bis 200 °C gut geeignet ist.
Nachfolgend werden die Figuren nochmals der Reihe nach beschrieben.
Figur 1 zeigt als Beispiel einen Festkörperaktor nach dem Stand der Technik, wobei der monolithische Aktorstapel 1 mit wechselseitig herausgeführten Innenelektroden 14 beidseitig mit einer Grundmetallisierung 2 beschichtet ist, die wiederum mit Lot 3 verstärkt ist. An das Lot 3 sind die elektrischen Anschlüsse 4 gelötet. Die gesamte Anordnung ist mit einem handelsüblichen Schutzlack überzogen.
Figur 2a zeigt als Beispiel einen vertikalen mittigen Schnitt durch einen erfindungsgemäß montierten Festkörperaktor, wobei der monolithische Aktorstapel 1 mit wechselseitig herausgeführten Innenelektroden 14 beidseitig mit einer Grundmetallisierung 2 beschichtet ist, an die mittels des PTFE- Schrumpfschlauches 10 und den Druckstücken 6 die hier nur angedeutete strukturierte Außenelektrode 5 (gewellte Metallfolie) angepreßt wird. Die FEP- Innenbeschichtung 11 des Schrumpfschlauches ist geschmolzen und füllt alle verbliebenen Hohlräume. Das Fußstück 7 mit den elektrisch isolierten Durchführungen 8 und das Kopfstück 9 spannen den Aktor 1 axial und dichten mit den Nuten 12 gegen Umgebungsfeuchtigkeit ab.
Figur 2b zeigt einen horizontalen mittigen Schnitt durch den gleichen Aktor, wobei gleiche Zahlen die gleichen Gegenstände bezeichnen.
Figur 2c zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Fußbereich der Figur 2a, wobei gleiche Zahlen wiederum die gleichen Gegenstände bezeichnen.
Figur 3a zeigt als Beispiel einen vertikalen mittigen Schnitt durch einen erfin- dungsgemäß montierten Festkörperaktor, wobei der Aktorstapel 1 aus einzeln gesinterten Scheiben 13 besteht, deren Flächen galvanisch mit einer Ni/Au- Schicht 14 überzogen sind, die an einer Stelle der Scheibe 15 um deren Rand herumgezogen ist. Mittels des PTFE-Schrumpfschlauches 10 wird die als Zylinderabschnitt geformte, strukturierte Außenelektrode 5 (Drahtgewirk) angepreßt. Die FEP-Innenbeschichtung 11 des Schrumpfschlauches ist geschmolzen und füllt alle verbliebenen Hohlräume. Das Fußstück 7 mit den elektrisch isolierten Durchführungen 8 und das Kopfstück 9 spannen den Aktor 1 axial und dichten mit den Nuten 12 gegen Umgebungsfeuchtigkeit ab. Figur 3b zeigt einen horizontalen mittigen Schnitt durch den gleichen Aktor, wobei gleiche Zahlen die gleichen Gegenstände bezeichnen.
Figur 4 zeigt als Beispiel einen vertikalen mittigen Schnitt durch einen erfindungsgemäß montierten Festkörperaktor entsprechend der Beschreibung unter Figur 2a. Die zusätzliche allseitige metallische Beschichtung 16 verhindert Was- serdampfdiffusion und wird ihrerseits durch den dünnwandigen PTFE- Schrumpfschlauch 17 mechanisch geschützt.

Claims

Ansprüche
1 ) Verfahren zur Anbringung von Außenelektroden (5) an gestapelten Festkörperaktoren (1 ), die aus einer Vielzahl dünner Schichten elektromecha- nisch aktiven Materials mit dazwischen eingebrachten, wechselseitig her- ausgeführten oder wechselseitig isolierten, metallischen Innenelektroden
(14) bestehen, wobei die wechselseitig heraustretenden Innenelektroden (14) über eine Grundmetallisierung (2) elektrisch parallel geschaltet sind und mit einer Außenelektrode (5) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Außenelektrode (5) eine dreidimensional geformte, elektrisch leitfähige Struktur verwendet wird, die in Richtung der Aktorachse dehnbar ist und die Außenelektrode (5) an die Grundmetallisierung angepreßt wird, um den elektrischen Kontakt über partielle Kontaktstellen zur Grundmetallisierung herzustellen.
2) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- elektrode (5) durch einen temperaturfesten Schrumpfschlauch (10) an die
Grundmetallisierung (2) gepreßt wird.
3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfschlauch (10) aus PTFE (Polytetrafluorethylen) besteht.
4) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfschlauch (10) eine schmelzbare Auskleidung (11) aufweist, die unterhalb der Schrumpftemperatur des Schrumpfschlauches (10) schmilzt.
5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als schmelzbare Auskleidung (11 ) FEP (Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen- Copolymer) verwendet wird.
6) Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Druckstücke (6) zwischen dem Schrumpfschlauch (10) und der Außenelektrode (5) angeordnet werden, um die radiale Kraft des Schrumpfschlauches (10) zu verstärken.
7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- stücke (6) als Zylinder oder Zylinderabschnitt ausgeformt sind.
8) Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Druckstücke (6) ein in Richtung der Aktorachse dehnbares Metallgeflecht oder -gewirk oder ein temperaturfestes Polymer wie z. B. PTFE oder PFA (Perfluoralkoxy-Polymer) eingesetzt wird.
9) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen von Grundmetallisierung (2) und Außen- elektrode (5) aus einem thermisch beständigen Kontaktmetall wie z. B.
Hartgold, Feingold, Zinn, Silber, Palladium oder Palladium/Nickel bestehen.
10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen von Grundmetallisierung (2) und Außenelektrode (5) aus einer mit bondfähigem Feingold überzogenen Nickelschicht bestehen.
11 ) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörperaktor von einem Fußstück (7) und einem Kopfstück (9) abgeschlossen wird, wobei das Fußstück (7) zwei elektrische Durchführungen (8) aufweist, die mit Glas, Keramik oder einem thermisch beständigen Polymer isoliert sind.
12) Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß Kopfstück (9) und Fußstück (7) zylindrisch ausgebildet sind und umlaufende Nuten (12) zur Verankerung mit dem Schrumpfschlauch (10) aufweisen.
13) Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß Kopfstück (9) und Fußstück (7) aus Stahl oder einem im thermischen Aus- dehnungskoeffizienten der Aktorkeramik angepaßten Ausdehnungswerkstoff wie z. B. FeNi42 oder Aluminiumnitrid bestehen.
14) Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das fertig eingeschrumpfte Bauteil bzw. der Festkörperaktor (1 ) mit einer leitfähigen Metallschicht (16) überzogen wird, z. B. durch Sputtern.
15) Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil bzw. der Festkörperaktor (1 ) mit einem thermisch stabilen Polymer (17) überzogen wird, z. B. durch abermaliges Einschrumpfen mit einem PTFE Schrumpfschlauch.
PCT/EP1998/007899 1997-12-05 1998-12-04 Verfahren zur anbringung von aussenelektroden an festkörperaktoren WO1999030374A1 (de)

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