DE1802234C3 - Piezoelektrische Keramik - Google Patents
Piezoelektrische KeramikInfo
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Description
Die Erfindung betrifft piezoelektrische Keramiken und daraus hergestellte Gegenstände, insbesondere
neuartige ferroelektrische Keramiken, die polykristalline feste Lösungen aus bestimmten Bestandteilen sind.
Diese piezoelektrischen Keramiken werden mit Hilfe an sich gebräuchlicher Techniken zu Keramiken gesintert,
und danach werden die gesinterten Keramiken unter Anlegung einer Gleichstromspannung zwischen
den Elektroden polarisiert, um ihnen elektromeehanische
Wandlereigcnscliaften zu verleihen, die dem des bekannten piezoelektrischen Effektes gleichen. Die
Ei findung umfaßt auch Fertigungsgegenstände, wie z. W. elektromechanische Wandler, die aus der gesinterten
Keramik hergestellt werden. Die Keiamiken der Erfindung bestehen grundsätzlich aus dem ternären
Sv stem Ph(Co1 .Ja, ^)O3 — PbTiO3 — PbZrO:tin Form
einer festen Lösung.
Der Gebrauch von piezoelektrischen Materialien für verschiedene Wandler bei der Herstellung, der Messung
und der Richtungssinnbestimmung von Ton, Stoß, Vibration. Druck usw. hat in den letzten Jahren stark
zugenommen Fs sind sowohl kristalline als auch keramische
Typen von Wandlern weitverbreitet. Aber wegen ihrer potentiellen niedrigen Kosten, der leichten
Herstellbarkeit von Keramiken mit verschiedenen Formen und Grüßen und ihrer größeren Beständigkeit
bei hohen Temperaturen und; oder gegenüber Feuchtigkeit
im Verglei· h zu den kristallinen Substanzen, wie z. B. Rochelle-Salz, haben piezoelektrische keramische
Materialien neuerdings in vcschiedcnen Anwendungsbereichen
für Wandler Bedeutung erlangt.
Die erforderlichen piezoelektrischen Merkmale der Keramiken variieren mit der Art der Anwendung.
Elekiromechanische Wandler, wie z. B. Plattenspieler-Schalldosen
und Mikrophone, erfordern piezoelektrische Keramiken, die durch einen praktisch hohen
elektromechanischen Kupplungskoeffizienten und fine
hohe Dielektrizitätskonstante gekennzeichnet sind. Andererseits ist es bei Anwendung von piezoelektrischen
Keramikwandlern für die Lieferung einer hohen Spannung von Fernsehempfängern und bei Anwendung
piezoelektrischer Keramik-Wellenfilter für Radio- und Fernsehempfänger erwünscht, daß die piezoelektrische
Keramik einen höheren Wert für den mechanischen Gütefaktor (Qm) und einen hohen elektromechanischen
Kopplungskoeffizienten (λ;,) zeigt. Zum Beispiel wird in dem Aufsatz von P. A. V a η Berkum, veröffentlicht
von I.R.E. Trans. B.T.R.-8I, 1962. S. 22, beschrieben, daß das Spannungserhöhungsverhällnis
(V2JV1) der Ausgangsspannung (K2) zur Eingangsspannung (V1) bei Anwendung als keramischer Wandler
dem mechanischen Gütefaktor und dem elektromechanischen Kopplungskoeffizienten für die transversale
(λ-;Ι1) und Dicke-iA^lVibrationsform proportional
ist, und seine theoretische Gleichung lautet wie
f0lßt:
AL «
VJV1=- Qm ■ kn -Ic33-- [C02JiC02 + C)] ——
π2 Τ * τ J-
π2 Τ * τ J-
mil L: Probenlänge
T: Dicke der Probe
C02'- Kapazität der Ausgangsseite
C: Kapazität des Wegkreises
\: Koeffizient für den Wegwiderstand
K:n und Ze;,, sind auch kv proportional.
C02'- Kapazität der Ausgangsseite
C: Kapazität des Wegkreises
\: Koeffizient für den Wegwiderstand
K:n und Ze;,, sind auch kv proportional.
Ferner erfordert die Keramik bei der Resonanzfrequenz und bei anderen elektrischen Eigenschaften
eine hohe Stabilität gegenüber Temperatur und Zeit.
Als vielversprechende Keramik für diese Erfordernisse
ist bisher Bleititanat-Bleizirkonat in Gebrauch gekommen Zum Beispiel wird in den deutschen Ausleeeschriften
1 154 030, 1 223 290 und 1 116 742 ein ferroelektriseher Keramikkörper beschrieben, welcher
aus dem System PbZrO, — PbTiO3, U3O8 und/oder
Cr.,O., als Zusätze enthaltend, besteht, piezoelektrische Wellenfilterkeramikeii. die aus dem System PbZrO3 —
PbTiO1 mit Mg als Ersatz für Pb und Cr2O3 und/oder
ίο Fe/v'Zusätze bestehen, und der ferroelektrische
Keramikkörper, der aus dem System
PbSnO3 — PbZrO3 — PbTiO3,
kleinere Mengen an Kobaltoxid und Tantaloxid enthaltend,
besaht. Es ist jedoch schwierig, einen sehr hohen mechanischen Gütefaktor neben einem
hohen planaren Kopplungskoeffizienten in diesen Bleititanat-BIeizirkonat-Keramiken zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung war die Entwicklung neuartiger piezoelektrischer Keramiken mit verbesserten
Eigenschaften und insbesondere verbesserter polykristalliner Keramik, die durch einen hohen mechanischen
Gütefaktoi neben einem hohen piezoelektrisehen
Kopplungskoeffizienten ausgezeichnet sein sollten, sowie die Entwicklung von verbesserten elektromechanischen
Wandlern, welche als aktive Elemente einen elektrostatisch polarisierten Körper der neuartigen
Keramik enthalten sollen.
Erfindungsgegenstand ist eine piezoelektrische Keramik, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus
einer festen Lösung gemäß der Formel
Pb(Co13Ta2^)xTIyZr2O3
besteht, mit Werten für .v von 0,03 bis 0,5, für y von
0.125 bis 0,625 und für ζ von f, 125 bis 0,625.
Eine bevorzugte piezoelektrische Keramik der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus eines
festen Lösung gemäß der Formel
besteht, mit Werten für χ von 0,03 bis 0,375, für y von
0.250 bis 0.625 und für ζ von 0,250 bis 0,625.
Nach der Erfindung wurde gefunden, daß der gebrannte
Keramikkörper der besonderen 2'usammensetzung das beste Ergebnis im Hinblick auf eine Kombination
von hohem mechanischem Gütefaktor \Qm) neben hohem planarem Kopplungskoeffizienten (kp)
und hoher dielektrischer Konstante (K) erbringt, wenn man mit den bereits bekannten Keramiken aus den
deutschen Auslegeschriften 1 154 030, 1223 290 und 1 116 742 vergleicht. Diese Verhältnisse sind in der
folgenden Tabelle zusammengestellt.
55 Literatur | Qm | kn | K |
Deutsche Auslegeschrift | |||
1 154 030, Beispiel 3 | 463 | 0,40 | 580 |
6o Deutsche Auslegeschrift | |||
1 223 290, Beispiel 16 | 545 | 0,527 | 645 |
Deutsche Auslegeschrift | |||
1 116 742 | |||
65 Ti0 0,i)O3 0'0h 0,3 Ge | |||
wichtsprozent CoO | unbekannt | 0,46 | 1450 |
V01 liegende Erfindung | |||
Beispiel 4 | 726 | 0,568 | 864 |
Hei Anwendung als keramischer Wandler besteht der sichtbare Vorteil der vorliegenden Keramik darin, daß
ein höheres Erhöhungsverhältnis (1'Jl',) als bei den
bekannten Keramiken erzielt wird.
Die experimentellen Erhöhungsverhältnisse, die
nach Beispiel 4 mit der erfindungsgemäßen Keramik und mich Beispiel 16 mil der Keramik der deutschen
Auslegesciirift 1 223 200, bei welcher diese von den
angeführten Entgegenhaltungen am höchsten liegt, er'iahen werden, sind entsprechend 248 und 125. Damit
licgi dieses Verhältnis fast doppelt so hoch, wenn man
mil '.!er bereits bekannten Keramik aus der deutschen
Au-U-;jL-schrift 1 223 2% sergleicht. Der erfindungsgemulie
gebrannte Keramikkörper ist daher den bisher bekannten herkömmlichen Keramiken deutlich überlegL-n
ind ausgezeichnet.
D.iiüber hinaus ändern sich die dielektrischen und
pie.·.-elektrischen Eigenschaften der Bleizirkonat-Bleitil.t....!-Keramik
stark mit der Technik des Brennens, wa-. der Verdampfung von PbO zuzuschreiben ist. Die
erii'iiiungsgemäße Keramik zeigt jedoch einen kleineren
Wert an verdampftem PbO als bei dem bereits bekannten Bleizirkonat-titanat und ergibt gut gesinterte
mn! bezeichnenderweise stabile Keramikkörper.
l>;e Möglichkeit, komplexe Verbindungen dei Formel
Me2'(Co1 3Ta23)O3 zu erhalten, welche eine der
Be-iandteile der vorliegenden Erfindung sind, wird in
Tabelle 2 in Soviet. Phys. Solid State 1959 (England),
S. ι 429 bis 1445, beschrieben. Es werden jedoch keine piezoelektrischen Eigenschaften für Pb(Co1 3Ta23)O3
gc.i.'innt. Die Tabelle 2 dieser Veröffentlichung verwei-t
lediglich auf eine mögliche Kombination der komplexen Verbindung, die aus einer theoretischen
Betrachtung abgeleitet wird, und auf keinerlei piezoelektrisches Ergebnis der Verbindung
,Ta, 3)O3.
In der deutschen Auslegeschrift 1 116 742 wird eine
ferroelektrische Keramik beschrieben, die aus dem kleinere Mangen an Kobalt- und Tantaloxid enthaltenden
System PbSnO3- PbZrO3-PbTiO3 Desteht.
Das CoO und Ta2O5 des deutschen Patentes kann dem
Blei-stannet-titanat-zirkonat in einer Menge von weniger als 1 Gewichtsprozent Cobaltoxid und in einer
Menge von weniger als 5 Gewichtsprozent Tantaloxid zugegeben werden, da eine Menge an CoO von mehr
als 1 Gewichtsprozent und eine Menge an Ta2O5 über
5 Gewichtsprozent die Piezoelektrizität merkiich herabsetzen.
Andererseits ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Atomverhältnis von
Co: Ta der B-Seite einer Verbindung A2' B4*O3 2" vom
Perovskit-Typ 1 : 2 sein sollte, um den festen Lösungskristall elektrisch neutral zu machen, wie
und die Kombination von (Co1Z3Ta213), die auf der
gleichen Seite wie Ti und Zr liegt, macht das ternäre System Pb(Co1Z3Ta2Z3)O3-PbTiO3-PbZrO3 möglich.
Dieses neuartige Kombinationssystem verbessert bei der erfindungsgemäßen Keramik den mechanischen
Gütefaktor neben dem piezoelektrischen planaren Kopplungskoeffizienten und einem hohen Erhöhungsverhältnis
(V2JVx) merklich und auch die hohe
Stabilität der Resonanzfrequenz gegenüber der Temperatur. Insbesondere zeigt d;i l.rhöhungsverhältnis
gemäß der Erfindung den höheren Wert von 248. Daher kann die erfindimgsgemäße Keramik in geeigneter
Weise für einen piezoelektrischen Keramikwandler zur Hochspannungsversorgung eines Fernsehempfängers
und ähnlicher angewendet werden. Diese kennzeichnenden Wirkungen, die einen Fortschritt in der Technik
zur Erreichung eines hohen Qm und k,, bedeuten,
und die Verwendung als Wandler, die erfindungsgemäü beabsichtigt ist. werden in der deutschen Auslegeschrift
1 116 742 nicht vorgeschlagen bzw. erwähnt. Die vorliegende Keramik stellt daher eine neue, unerwartete
und die Technik bereichernde Erfindung dar.
Die Erfindung wird durch die Zeichnungen weiter erläutert, worin bedeutet
F i g. 1 eine Querschnittsansicht durch einen elektromechanischen Wandler, der die vorliegende Erfindung
verkörpert,
F i g. 2 ein dreieckiges Misrhungsdiagramm der in
der vorliegenden Erfindung verwendeten Materialien.
Bevor die genaue Beschreibung des piezoelektrischen Materials fortgesetzt wird, das in der Erfindung behandelt
wird, soll dessen Anwendung in elektromechanischen Wandlern in bezug auf F i g. 1 der
Zeichnung beschrieben werden, worin die Ziffer 7 einen elektromechanischen Wandler als Ganzen bezeichnet,
der als aktives Element einen \orzugsweise scheibenförmigen Körper 1 aus piezoelektrischen keramischen
Materialien entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält.
Der Körper 1 ist in einer Art elektrostatisch polarisiert, die weiter unten beschrieben wird, und ist nr.t
einem Paar Elektroden 2 und 3 versehen, die in geeigneter und in an sich bekannter Weise auf seinen beiden
gegenüberliegenden Seiten aufgebracht sind. Drahtleitungen 5 und 6 sind leitend mit den Elektroden 2
bzw. 3 mit Hilfe eines Lotes 4 verbunden. Wenn die Keramik einem Stoß, der Vibration oder anderen mechanischen
Belastungen ausgesetzt wird, kann ein dadurch erzeugter elektrischer Stromstoß von den Leitungsdrähten
5 und 6 aufgenommen werden. Umgekehrt kann das Anlegen elektrischer Spannung an die Elektroden 5 und 6, wie bei anderen piezoelektrischen
Wandlern, mechanische Verformung des keramischen Körpers zur Folge haben. Es ist klar, daß
der Begriff elektromechanischer Wandler, wie er hier verwendet wird, in seinem weitesten Sinn zu verstehen
ist und piezoelektrische Filter, Frequen/.regelanlagen u. ä. einschließt und daß die Erfindung auch für verschiedene
andere Anlagen verwendet und angepaßt werden kann, bei denen Materialien mit dielektrischen,
piezoelektrischen und/oder elektrostriktiven Eigenschaften benötigt werden.
Erfindungsgemäß besteht der keramische Körper I
(F i g. 1) aus neuartigen piezoelektrischen Keramiken, die aus einer polykristallinen festen Lösung von
Pb(Co1Z3Ta2Z3)O3 — PbTiO3 — PbZrO3 zusammengesetzt
sind.
Die vorliegende Erfindung gründet sich auf der Entdeckung, daß innerhalb bestimmter Bereiche dieses
ternären Systems die Proben einen sehr hohen mechanischen Qualitätsfaktor zusammen mit einem hohen
planaren Kopplungskoeffizienten zeigen.
Die vorliegende Erfindung hat verschiedene Vorteile im Herstellungsverfahren und in der Anwendung für
keramische Wandler. Es ist bekannt, daß die Verdampfung von PbO während des Brennens ein Problem
bei der Sinterung von Bleiverbindungen sowie Blei-
titanat-zirkonat ist. Die erfindungsgemäße Keramik zeigt jedoch eine geringere Menge von verdampftem
PbO, als dies gewöhnlich bei Blei-titanat-zirkonaten der Fall ist. Das ternäre System kann ohne eine
spezielle Regelung der PbO-Atmosphäre gebrannt werden. Ein gut gesinterter Körper der vorliegenden
Erfindung wird durch Brennen in einem Keramiktiegel mit einem Keramikdeckel aus Al2O3-Keramik erhalten.
Es ist wegen der Feuchtigkeitsbeständigkeit und der guten piezoelektrischen Ansprechbarkeit eine hoch
gesinterte Dichte erforderlich, wenn der Sinterkörper für einen Resonator und anderes verwendet wird.
Alle möglichen Keramiken, die unter das ternäre System Pb(Co13Ta23)O3-PbTiO3-PbZrO3 fallen,
sind in dem dreieckigen Diagramm der F i g. 2 der Zeichnungen enthalten. Einige Keramiken, die in
diesem Diagramm dargestellt sind, zeigen jedoch keine hohe Piezoelektrizität, und viele sind nur in geringem
Maße elektromechanisch aktiv. Die vorliegende Erfindung betrifft nur diejenigen Keramiken, die piezoelektrische
Ansprechbarkeit von bemerkenswerter Größe aufweisen. Der Einfachheit halber soll der planare
Kopplungskoeffizient (k ,,) von Versuchsscheiben
als Maß für die piezoelektrische Aktivität gelten. So zeigte die piezoelektrische Keramik, die aus einer
festen Lösung der FOrWeIPb(Co113Ta2Zj)1Ti1Zr2O3 mit
Werten für χ von 0,030 bis 0.500, für y von 0.125 bis
0.625 und für r von 0,125 bis 0.625 bestand, innerhalb
der Fläche, die von den die Punkte ABCDEF in
t; i g. 2 verbindenden Linien begrenzt wird, wenn sie
polarisiert und geprüft wurde, einen planaren Kopplungskoeffizienten von annähernd 0,2 oder höher. Die
Keramiken in der Fläche des Diagramms, welches durch die die Punkte A, ü. //. / und F der F i g. 2 verbindenden
Linien begrenzt wird. d. h. piezoelektrische Keramiken, die aus einer festen Lösung mit der Formel
Pb(Co1 nTa.,/3) ,Ti ,.Zr2O3 mit Werten für a- von 0,030
bis 0,375, für y von 0,250 bis 0,625 und für ζ von 0,250
bis 0,625 bestehen, zeigen einen planaren Kopplungskoeffizienten von annähernd 0,3 oder höher. Die MoI-pro/cnte
der drei Bestandteile der Keramiken A. B, C, D. L. F. G, H, I sind die folgenden:
PWC-Oi^Ta-JA1)O3 | PbTiC)3 | PbZrOn | |
A | 3.0 | 62.5 | 34,5 |
B | 25,0 | 62,5 | 12,5 |
C | 50,0 | 37,5 | 12,5 |
D | 50,0 | 12,5 | 37,5 |
F. | 25.0 | 12,5 | 62.5 |
F | 3,0 | 34,5 | 62,5 |
G | 25.0 | 50,0 | 25.0 |
H | 37,5 | 37,5 | 25,0 |
I | 25,0 | 25,0 | 50,0 |
die piezoelektrischen und dielektrischen Eigenschaften der Keramiken den jeweiligen Anwendungen angepaßt
werden, indem die richtige Zusammensetzung gewählt wird.
Die hier beschriebenen Keramiken können in Übereinstimmung
mit verschiedenen an sich bekannten Keramik-Verfahren hergestellt werden. Ein bevorzugtes
Verfahren, das noch ausführlicher beschrieben wird, besteht jedoch im Gebrauch von PbO oder
ίο Pb3O1, CoO oder Co2O3, Ta2O5, TiO2, ZrO2.
Die Ausgangsmaterialien, z. B. Bleioxid (PbO). Cobaltoxid (CoO), Tantalpentoxid (Ta2O5), Titandioxid
(TiO2), Zirkondioxid (ZrO2), alle von relativ
hohem Reinheitsgrad (z. B. C.P.-Grad), werden in einer kautschukausgekleideten Kugelmühle mit destilliertem
Wasser innig vermischt. Beim Vermählen des Gemisches muß dafür Sorge getragen werden, daß eine
Verunreinigung durch Abnutzung der Mühlenkugeln oder -steine vermieden wird, oder es müssen Anteile
der Bestandteile variiert werden, um dieses zu kompensieren.
Nach dem nassen Vermählen wird das Gemisch getrocknet
und nochmals vermischt, um eine Mischung zu erreichen, die so homogen als irgend möglich ist.
Danach wird das Gemisch bei einem Druck von 400 kg/cm2 in eine geeignete Form gepreßt. Man läßt
die Preßlinge durch Calcinierung bei einer Temperatur von etwa 850"C 2 Stunden lang vorreagieren.
abkühlen gelassen und wird dann zu kleiner Teilchengröße naß vermählen. Wiederum muß dafür Sorge getragen
werden, daß eine Verunreinigung durch Abnutzung der Mühlenkugeln oder -steine vermieden
wird, oder es müssen Anteil der Bestandteile variiert werden, um dies zu kompensieren. In Abhängigkeit
von der Bevorzugung und den gewünschten Formen wird das Material zu einem Gemisch oder Schlamm
verarbeitet, das zum Pressen, Schlammvergießen oder Auspressen, wie es jeweils geeignet erscheint, in Übereinstimmung
mit den an sich bekannten keramischen Verfahren geeignet ist.
Die Proben, deren Werte im folgenden angegeben sind, wurden hergestellt, indem 100 g des gemahlenen,
vorgesinterten Gemisches mit 5 ml destilliertem Wasser vermischt wurden. Das Gemisch wurde dann in
Scheiben von 20 mm Durchmesser und 2 r. m Stärke bei einem Druck von 700 kg/cm2 gepreßt. Die gepreßten
Scheiben wurden 45 Minuten lang bei 1200 bis 1280 C gebrannt. Entsprechend der vorliegenden Erfindung
ist es nicht notwendig, die gepreßten Scheiber in einer PbO-Atmosphäre zu brennen, und es ist, irr
Vergleich zur bisherigen Technik, keine besonder« Sorgfalt auf den Temperaturgradienten im Ofen zi
verwenden. So können entsprechend der vorliegender Erfindung einheitliche und ausgezeichnete piezo
elektrische keramische Produkte leicht erhalten werden
Phase, die die Grenzlinie des ternären Systems darstellt,
insbesondere
PbiCOrtT^V^TiejgZrMgO,
und
keramische Produkte mit einem planaren KopplungskndTi/icrilcn
von 0,55 oder höher. Entsprechend der vorliegenden Erfindung können
einem Aluminiumoxid-Tiegel bedeckt werden.
Die gesinterten Keramiken werden auf beiden Ober flächen bis zur Stärke von 1 mm abgeschmirgelt. Dii polierten Oberflächen der Scheiben werden dann mi Silber-Anstrich überzogen und gebrannt, so daß Silber Elektroden entstehen. Schließlich werden die Schcibei polarisiert, indem sie bei 1000C in ein Bad aus Siiikon öl getaucht werden. Ein Spannungsgradient voi Gleichstrom 4 Kv je mm wird 1 Stunde lang aufrecht erhallen, und die Scheiben werden in 30 Minuten bi zur Raumtemperatur gekühlt.
Die gesinterten Keramiken werden auf beiden Ober flächen bis zur Stärke von 1 mm abgeschmirgelt. Dii polierten Oberflächen der Scheiben werden dann mi Silber-Anstrich überzogen und gebrannt, so daß Silber Elektroden entstehen. Schließlich werden die Schcibei polarisiert, indem sie bei 1000C in ein Bad aus Siiikon öl getaucht werden. Ein Spannungsgradient voi Gleichstrom 4 Kv je mm wird 1 Stunde lang aufrecht erhallen, und die Scheiben werden in 30 Minuten bi zur Raumtemperatur gekühlt.
Die piezoelektrischen und dielektrischen Eigenschaften
der polarisierten Stücke wurden bei 20° C in einer relativen Feuchtigkeit von 50% und bei einer
Frequenz von 1 kHz gemessen. Beispiele für spezielle piezcjlektrische Keramiken der Erfindung und deren
verschiedene, dazugehörende elektromechanische und dielektrische Eigenschaften sind in der Tabelle zusammengefaßt.
Aus der Tabelle geht liicht hervor, daß
die beispielhaften Keramiken aus der Fläche, die durch die Punkte A BCDEF des Diagramms von F i g. 2
festgelegt ist durch einen sehr hohen mechanischen Qualitätsfaklor zusammen mit einem sehr hohen planaren
Kopplungskoeffizientcn gekennzeichnet sind.
Die Keramiken Pb(Co13Ta2 3J0125Ti0143Zr01^O;, und
Pb(Co13Ta^3V125Ti01435Zr0144O3 zeigen eine gute Temperaturstabilität
der Resonanzfrequenz im Bereich von — 20 bis 803C. Die Schwankungen der Resonanzfrequen?
betragen 0,15 bzw. 0,1 %■ Diese Eigenschaften
sind für die Anwendung von piezoelektrischen Keto ramiken für Filterzwecke von Bedeutung.
Molprozcnt der | Zusammensetzung | PbZrOn | 24 | Stunden nach der Polarisierung | Mechanischer | |
Beispiel Nr. |
Pb(COi^Ta1Ki)O:, | PbTiO., | 20,0 | Dieleklrizitäts- konslante r |
! Planarer Kopplungs- koeffi7icnl |
Qualitätsfaktor (7lf |
55,0 | 25,0 | 12,5 | bei 1 KHz | An | 263 | |
1 | 50,0 | 37,5 | 37.5 | 2174 | 506 | |
2 | 50,0 | 12.5 | 25,0 | 2340 | 522 | |
3 | 37,5 | 37,5 | 1492 | 685 | ||
4 | 25,0 | 75,0 | 12,5 | 1874 | 517 | |
5 | 62.5 | 25,0 | 370 | 0.114 | 682 | |
6 | 50.0 | 32,0 | 415 | 0,239 | 643 | |
7 | 43.0 | 36,0 | 858 | 0.207 | 582 | |
8 | 39,0 | 44.0 | -1523 | 0,554 | 620 | |
9 | 31.0 | 50,0 | 1206 | 0.113 | 895 | |
10 | 25.0 | 62,5 | 475 | ! 0,211 | 912 | |
11 | 25,0 ] | 12,5 | 75.0 | 439 | i 0,325 | 1984 |
12 | 25,0 I | — | 44,0 | 386 | 0,522 | 1720 |
13 | 25,0 ! | 43.5 | 34.5 | 358 | 0.565 | 726 |
14 | 25.0 : | 62.5 | 62.5 | 864 | 0.413 | 683 |
15 | " 25,0 | 34.5 | 53.0 | 335 | 0.317 | 795 |
16 | 25,0 | 460 | 392 | ' 0.209 | 474 | |
17 | 25,0 | 544 | 0.071 | |||
25.0 ' | 0,568 | |||||
12,5 | 0.307 | |||||
3.0 | 0.312 | |||||
3.0 | 0.294 | |||||
1,0 | ||||||
Mit Hilfe dieser Tabelle können die Werte für den mechanischen Qualitätsfaktor, den planaren Kopplungskoeffizienten
und die Dielektrizitätskonstante den verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten angepaßt
werden, indem die geeignete Zusammensetzung ausgewählt wird.
Außer den oben aufgezeigten, überlegenen Eigenschaften
erhält man Keiamiken mit guten physikalischen Eigenschaften, die gut polarisieren. Demzufolge
liefert die ternäre Keramik Pb(CoIi3Ta213)O3 - PbTiO3 PbZrO3
einen ausgezeichneten piezoelektrischen keramischen Grundköiper.
Claims (5)
1. Piezoelektrische Keramik, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer festen Lösung
gemäß der Formel
55
besteht, mit Werten für .v von 0,03 bis 0,5, für y von
rH für - von 0.125 bis 0.625.
2. Piezoelektrische Keramik, nach Anspruch 1. daduich gekennzeichnet, daß sie aus einer festen
Lösung gemäß der Formel
besteht, mit Werten für .v von 0.03 bis 0,375. für .1
von 0,250 bis 0,625 und für ζ von 0.250 bis 0,625.
3. Elektromechanisches Wandler-Element, dadurch gekennzeichnet, daß es eine piezoelektrische
Keramik nach Anspruch 2 enthält.
4. Piezoelektrische Keramik nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einei
festen Lösung der Formel
0,125 bis O,i25
besteht.
5. Piezoelektrische Keramik nach Anspruch i oder 2, daduich gekennzeichnet, daß sie aus eine
festen Lösung der Formel
besteht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
309637/27
Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EF | Willingness to grant licences |