WO2010081590A2 - Dotierungszusammensetzung für pzt-keramiken - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a dopant composition for lead-zirconate-titanate-silica-based ceramics, a lead zirconium titanate mixed crystal-based piezoelectric material comprising the composition, a method of manufacturing a piezoelectric multilayer component, a piezoelectric multilayer component, and the use the composition for doping of ceramics on Biei zirconium titanate mixed crystal base.
  • PZT ceramics are used in injection technology.
  • the ceramics are used in the form of multilayer components. In this example, about three hundred ceramic layers, which are printed with a conductive inner electrode paste and arranged stacked on each other, sintered.
  • the invention is a doping composition for bent zirconium titanate mixed crystal-based ceramics, which has the general formula:
  • M ' is magnesium, calcium, strontium, barium or a mixture thereof
  • M '" stands for niobium, tantalum, antimony or a mixture thereof, 0 ⁇ w ⁇ 2, in particular 0 ⁇ w ⁇ 1, and 0 ⁇ x ⁇ 0.25.
  • Such a composition advantageously enables the sintering of, in particular pure, silver electrodes and lead zirconium titanate ceramics in multilayer components.
  • the otherwise unwanted diffusion of silver into the ceramic is a component of the material doping, which can realize the piezoelectric properties assumed for use, in particular in injection technology.
  • the otherwise unwanted diffusion of silver is not in the context of the present invention, for example by additives in the inner electrode paste, suppressed, but incorporated as part of the ceramic into the structure.
  • M ' is calcium, strontium, or a mixture thereof.
  • M stands for potassium.
  • M '" stands for niobium.
  • the composition has the general formula:
  • ⁇ w ⁇ 2 in particular 0 ⁇ w ⁇ 1, 0 ⁇ x ⁇ 0.25, and 15 0 ⁇ y ⁇ 1, in particular 0.1 ⁇ y ⁇ 0.9, for example 0.4 ⁇ y ⁇ 0.6 ,
  • a further subject matter of the present invention is a lead zirconium titanate mixed crystal based piezoelectric material which comprises a
  • the piezoelectric material preferably comprises> 0 mol% and ⁇ 0.1 mol%, in particular> 0.01 mol% and ⁇ 0.05 mol%, of the doping composition according to the invention.
  • the piezoelectric material may have the general formula:
  • M ' is magnesium, calcium, strontium, barium or a mixture thereof
  • M'" is niobium, tantalum, antimony or a mixture thereof, 0 ⁇ x ⁇ 0 , 25, 35 0 ⁇ z ⁇ 0.1, in particular 0.01 ⁇ z ⁇ Q, 05, and
  • the piezoelectric Materia! the general forms !:
  • n 0.53.
  • the piezoelectric material can sowoh! with the Coiurnbitrnethode, that is calcining a Zi x Tii. x O 2 mixture of the oxides ZrO 2 and TiO 2 and subsequent addition of PbO and additives and recalcining, as well as the mixed-Oxsde method, ie mixing all starting materials and subsequent calcination, are prepared.
  • a PbO excess for example of 1.75 mol%, is added to the initial weight to compensate for evaporative PbO during calcination and sintering.
  • Kaizinieren lithium for example, 0.04 weight percent in the form of Li 2 CO 3 , are added as a liquid phase former to calcine.
  • Another object of the present invention is a method for producing a piezoelectric, in particular electroceramic, multilayer component, in particular a piezoelectric actuator, in which in step a): a layer of a metal-containing paste on a ceramic layer containing the doping composition according to the invention and / or sin comprises piezoelectric material according to the invention, is applied, and - in process step b): the resulting multilayer assembly is sintered.
  • the ceramic layer can thereby be obtained by first processing the piezoelectric material according to the invention into a pourable slurry and then casting it into a layer by means of casting and drying it.
  • the layer thickness can, for example, in a range of> 30 microns to ⁇ 400 microns lie.
  • the layer of a metal-containing paste may be applied to the ceramic layer by a printing process.
  • the metal-containing paste may be a paste comprising silver and palladium, or preferably a pure silver paste.
  • By punching, stacking and laminating, a multilayer component comprising a plurality of metal paste and ceramic layers in an alternating arrangement can be obtained.
  • the number of layers may, for example, be in a range of> 10 to ⁇ 500.
  • the sintering can be carried out, for example, under air and at atmospheric pressure at temperatures of ⁇ 940 ° C.
  • a further subject of the present invention is a piezoelectric multilayer component, for example an actuator or sensor, in particular an actuator for injection technology, wherein the component comprises at least one Kerarnik layer comprising the doping composition according to the invention and / or a piezoelectric material according to the invention, and a metallic layer and / or a device produced by the method according to the invention, wherein the ceramic layer at least partially comprises a metal of the metallic layer.
  • the component comprises at least one Kerarnik layer comprising the doping composition according to the invention and / or a piezoelectric material according to the invention, and a metallic layer and / or a device produced by the method according to the invention, wherein the ceramic layer at least partially comprises a metal of the metallic layer.
  • the metallic layer may include or consist of silver.
  • the metallic layer may comprise or consist of pure silver or a silver-palladium alloy, in particular with a ratio of 70:30.
  • the ceramic layer comprises at least partially silver from the metallic layer.
  • the invention is used in semiconductor devices in which PZT ceramic layers are sintered with over-rich tin electrodes, in particular bare internal electrodes, for example in actuators for injection technology, piezoelectric sensors, and actuators for other applications.
  • a further subject of the present invention is the use of a doping composition according to the invention for doping lead zirconium titanate mixed crystal-based ceramics. - 8th -
  • Fig. 1 is a schematic representation for illustrating a perovskite structure
  • Fig. 2a is a schematic representation for illustrating a perovskite structure with donor doping
  • FIG. 2b shows a schematic representation for illustrating a perovskite structure with acceptor doping
  • Fig. 3 is a schematic representation for illustrating the principle according to the invention.
  • B ⁇ ei zirconium titanate ⁇ PZT ceramics have a perovskite structure (ASO 3 type) shown in FIG.
  • ASO 3 type perovskite structure
  • lead is identified by the reference numeral 1
  • zirconium / titanium by the reference numeral 2
  • oxygen by the reference numeral 3.
  • lead occupies the A-space 1, with zirconium and titanium occupying the B-space 2 statistically distributed.
  • doped elements or impurities occupy the A-1 or B-2-Piat ⁇ , substituting the respective lattice element.
  • lattice elements with both equivalent (isovalent) ions for example, Pb 2+ -Pàzet with Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ for or Ti / Zr 4+ -Pzatzz with Hf 4+ , as be substituted with other valent ions.
  • the charge difference is compensated by vacancies (absence of ions) in the lattice.
  • donor doping soft ceramic
  • the doping elements are more valuable than the lattice site. Examples of donor doping are a La 3+ / Bi 3+ doping on the A-pillar (Pb 2+ pillar) 5 (see FIG. 2 a) or an Nb 5+
  • Figure 2b illustrates a perovskite structure with acceptor doping.
  • Acceptor doping hard ceramic
  • the doping elements are less valent than the lattice site
  • examples of an acceptor doping are a Na 4 ZK + ZAg + doping on the A-site (Pb 2+ place) (not shown) or a Cu 2+ ZMg 2 + ZAI 3+ / Cr 3+ / Fe 3+ ZNi 2+ ZY 3+ / Yb 3+ doping on B-site (TiZZr 4+ -PiAlz) 7 (see Figure 2b).
  • the doping element is negatively charged relative to the lattice site. To compensate for this, negative oxygen is removed from the lattice and positive oxygen vacancies V " o 8 are formed.
  • FIG. 1 The idea of which the present invention is based is explained in more detail by FIG.
  • PZT lead zirconium titanate
  • Such a doping composition provides the desired properties for use in injection technology (see Ia, with strontium 9 and potassium 10). However, if, in addition to an undesired doping 8b, diffusing Ag + 11 from the inner electrode, the proportion of the low-valent doping (acceptor portion) on the A-site increases and alters the character and the electro-mechanical properties of the ceramic.
  • the inventive doping composition is based on the idea that by reducing Ha of individual elements, in particular of potassium 10, in a 6-doping composition, for example Sr (Ko, ioNbo, 75) 0 ( 2 , 92), the diffusing Ag + 11 as constituent of To include doping composition (see IIb).
  • a 6-doping composition for example Sr (Ko, ioNbo, 75) 0 ( 2 , 92)
  • the following table shows the results of strain studies after 1x10 s strain cycles at a field strength of 2.3 kV / mm, which are applied to multilayers with ceramic layers of the general formula (1-z) Pb (Zr 0.53 Tio, 4 7). 0 3 - z Sr 0i5 oCao i5 o (Ko, 25 - ⁇ Nbo, 75) 0 (3 x / 2 ).
  • the table shows that the elongation of the multilayer component increases with decreasing potassium content.
  • ICP elemental analysis and microsonic analysis revealed that the ceramic layers comprise silver.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dotierungszusammensetzung für Keramiken auf Blei-Zirkon-Titanat-Mischkristall-Basis, ein die Zusammensetzung umfassendes piezoeieKtrisches Material auf Blei-Zirkon-Titanat-Mischkristall-Basis, ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Mehrschichtbauelements, ein piezoelektrisches Mehrschichtbauelement sowie die Verwendung der Zusammensetzung zur Dotierung von Keramiken auf Blei-Zirkon-Titanat- Mischkristall-Basis.

Description

Titel
DOTIERUNGSZUSAMMENSETZUNG FÜR PZT-KERAM! KEN
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dotierungszusammensetzung für Keramiken auf Blei-Zirkon-Titanat-fvlischkristaü-Basis, ein die Zusammensetzung umfassendes piezoelektrisches Material auf Blei-Zirkon-Titanat-Mischkristall-Basis, ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Mehrschichtbauelements, ein piezoelektrisches Mehrschichtbauelement sowie die Verwendung der Zusammensetzung zur Dotierung von Keramiken auf Biei-Zirkon-Titanat- Mischkristall-Basis.
Stand der Technik
Blei-Zirkon-Titanat-(PZT)-Keramiken finden in der Einspritztechnik Anwendung. Die Keramiken werde;n dabei in Form von Mehrschichtbauelementen eingesetzt. Hierbei werden beispielsweise etwa dreihundert Keramikschichten, welche mit einer leitfähigen Innenelektrodenpaste bedruckt und aufeinander gestapelt angeordnet sind, versintert.
Bisher werden Innenelektrodenpasten verwendet, welche Silber und Palladium in einem 70: 30- Verhältnis umfassen. Die Zugabe von Palladium erhöht den
Schmelzpunkt der Süber-Paliadium-Legieruπg und bildet gleichzeitig eine PaISa- dium-Blei-Oxid-haitigs Sperrschicht, welche eine die piezoelektrischen Eigenschaften beeinflussende Diffusion des Silbers der Snnenelektrode in das Kristallgitter der Keramik verringert. Die Verwendung von Palladium geht jedoch mit ho- hen Materialkosten einher. Ein Verzicht auf Palladium kann hingegen bei her- kömmüchen Keramiken zu einer Verschlechterung der piezoelektrischen Eigenschaften des Bauteils führen.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vor! egenden Erfindung ist eine Dotierungszusammensetzung für Keramiken auf Bieϊ-Zirkon-Titanat-Mischkristall-Basis, welche die allgemeine Formel:
M!(M"(0,25-x)M"O,75)O(3_κ/2){CO2)w
aufweist, wobei:
M' für Magnesium, Calcium, Strontium, Barium oder eine Mischung davon steht, M" für Lithium, Natrium, Kalium oder eine Mischung davon steht,
M'" für Niob, Tantal, Antimon oder eine Mischung davon steht, 0 < w < 2, insbesondere 0 ≤ w < 1 , und 0 < x < 0,25.
Dabei bedeutet ,,(CO2)W 1', dass die erfindungsgernäße Dotierungszusammensetzung als Carbonat gebundenes CO2 enthalten kann.
Eine derartige Zusammensetzung ermöglicht vorteilhafterweise das Versintern von, insbesondere reinen, Silber-Elektroden und Blei-Zirkon-Titanat-Keramiken in Mehrlagenbauelementen. Dabei ist die sonst ungewollte Diffusion von Silber in die Keramik ein Bestandteil der Material-Dotierung, welche die für die Anwendung, insbesondere in der Einspritztechnik, vorausgesetzten piezoelektrischen Eigenschaften realisieren kann. Mit anderen Worten, die sonst ungewollte Diffusion von Silber wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht, beispielsweise durch Zusätze in der Innenelektroden-Paste, unterdrückt, sondern als Bestandteil der Keramik ins Gefüge eingebaut.
im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht M' für Calcium, Strontium, oder eine Mischung davon. Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht M" für Kaiium.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er- 5 findung steht M'" für Niob.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Zusammensetzung die allgemeine Formel:
i o SryCa(1-y)(K(oι25-x)Nboι7ε)0(3.x/2)(C02)w
auf, wobei
0 ≤ w ≤ 2, insbesondere 0 ≤ w ≤ 1 , 0 < x ≤ 0,25, und 15 0 ≤ y ≤ 1, insbesondere 0,1 < y ≤ 0,9, beispielsweise 0,4 ≤ y ≤ 0,6.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein piezoelektrisches Material auf Blei-Zirkon-Titanat-Mischkristall-Basis, welches eine erfindungsge-
20 mäße Dotierungszusammensetzung umfasst.
Vorzugsweise umfasst das piezoelektrische Material dabei > 0 Mol-% und ≤ 0,1 Mol-%, insbesondere > 0,01 Mol-% und ≤ 0,05 Moi-%, der erfindungsgernä- ßen Dotierungszusammensetzung.
25
Insbesondere kann das piezoelektrische Material dabei die aligemeine Formel:
(1-z) Pb(ZrnTi0^))O3 - z M-(MV25-X)M11O175)CW)
3 o aufweisen, wobei
M' für Magnesium, Calcium, Strontium, Barium oder eine Mischung davon steht, M" für Lithium, Natrium, Kalium oder eine Mischung davon steht, M'" für Niob, Tantal, Antimon oder eine Mischung davon steht, 0 < x < 0,25, 35 0 < z < 0,1 , insbesondere 0,01 < z ≤ Q,05, und
0,4 < n < 0,7, insbesondere 0,45 ≤ n < 0,60, beispielsweise n = 0,53. Vorzugsweise weist das piezoelektrische Materia! dabei die allgemeine Forme!:
(1-z) Pb(ZrnTi(Ln))O3 - z SryCa(1.y)(K{ol25.χ)Nbo,75)0(3.x/2)
auf, wobei 0 < x < 0,25,
0 ≤ y ≤ 1 , insbesondere 0,1 ≤ y ≤ 0,9, beispielsweise 0,4 < y ≤ 0,8, 0 < z ≤ 0,1, insbesondere 0,01 ≤ z < 0,05, und 0,4 < n < 0,7, insbesondere 0,45 < n < 0,60, beispielsweise n = 0,53.
Das piezoelektrische Material kann sowoh! mit der Coiurnbitrnethode, das heißt Kalzinieren einer ZixTii.xO2-Mischung aus den Oxiden ZrO2 und TiO2 und anschließende Zugabe von PbO und Additiven und erneutes Kalzinieren, als auch nach der Mixed-Oxsde-Methode, das heißt Mischen aller Ausgangsstoffe und anschließendes Kalzinieren, hergestellt werden. Vorzugsweise wird bei der Einwaage ein PbO-Überschuss, beispielsweise von 1 ,75 mol-%, zugegeben, um abdampfendes PbO während des Kalzinierens und Sinterns zu kompensieren. Nach dem Kaizinieren kann Lithium, beispielsweise 0,04 Gewichtsprozent in Form von Li2CO3, als Flüssigphasenbildner zum Kalzinat zugegeben werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen, insbesondere elektrokeramischen, Mehrschicht- bauelements, insbesondere eines Piezoaktors, in dem in Verfahrenschritt a): eine Schicht aus einer metallhaltigen Paste auf eine Keramikschicht, welche die erfindungsgemäße Dotierungszusammensetzung und/oder sin erfindungsgemäßes piezoelektrisches Material umfasst, aufgetragen wird, und - in Verfahrensschritt b): die resultierende Mehrschichtanordnung gesintert wird.
Die Keramikschicht kann dabei dadurch erhalten werden, dass das erfindungsgemäße piezoelektrische Materials zunächst zu einem gießfähigen Schlicker verarbeitet, und danach mittels Gießens zu einer Schicht vergossen und getrocknet wird. Die Schichtdicke kann beispielweise in einem Bereich von > 30 μm bis ≤ 400 μm liegen. Die Schicht aus einer metallhaltigen Paste kann auf der Keramikschicht durch ein Druckverfahren aufgetragen werden. Bei der metallhaltigen Paste kann es sich um eine Silber und Palladium umfassende Paste oder vorzugsweise um eine reine Silberpaste handeln. Durch Stanzen, Stapeln und Laminieren kann ein Mehrschichtbauelement, welches mehrere Metallpasten- und Keramikschichten in einer alternierenden Anordnung aufweist erhalten werden. Die Schichtzahl kann beispielsweise in einem Bereich von > 10 bis ≤ 500 liegen. Das Sintern kann beispielsweise unter Luft und atmosphärischem Druck bei Temperaturen von ≤ 9400C durchgeführt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung äst ein piezoelektrisches Mehrschichtbauelement, beispielsweise ein Aktor oder Sensor, insbesondere ein Aktor für Einspritztechnik, wobei das Bauelement mindestens eine Kerarnik- Schicht, weiche die erfindungsgemäße Dotierungszusammensetzung und/oder ein erfindungsgemäßes piezoelektrisches Material umfasst, und eine metallische Schicht aufweist und/oder ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Bauelement ist, wobei die Keramikschicht zumindest teilweise ein Metall der metallischen Schicht umfasst.
Beispielsweise kann die metallische Schicht Silber umfassen oder daraus bestehen. Insbesondere kann die metallische Schicht reines Silber oder eine Silber- Paliadium-Legierung, insbesondere mit einem 70:30-Verhä!tnis, umfassen oder daraus bestehen. Vorzugsweise umfasst dabei die Keramikschicht zumindest teilweise Silber aus der metallischen Schicht.
Einsatz findet die Erfindung in IVSehrlagenbauelementen, in denen PZT- Keramikschichten mit süber-reichen Snnenelektroden, insbesondere reinen Siiber- inneneiektroden, versintert sind, beispielsweise in Aktoren für Einspritztechnik, Piezo-Sensoren, und Aktoren für andere Anwendungen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Dotierungszusammensetzung zur Dotierung von Keramiken auf Blei-Zirkon-Titanat-MischkristalJ-Basis. - 8 -
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen und Beispielen erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen und Beispiele nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer Perowskit- Struktur;
Fig. 2a eine schematische Darstellung zur Veranschauiichung einer Perowskit- Struktur mit Donatordotierung;
Fig. 2b eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer Perowskit- Struktur mit Akzeptordotierung; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Prinzips.
Bϊei-Zirkon-Titanat-{PZT)-Keramiken weisen eine in Figur 1 dargestellte perows- kitische Struktur (ASO3-Typ) auf. In Figur 1 ist Blei mit dem Bezugszeichen 1 , Zirkonium/Titan mit dem Bezugszeichen 2 und Sauerstoff mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet.
In der Perowskit-Struktur besetzt Blei den A-Piatz 1 , wobei Zirkonium und Titan statistisch verteilt den B-Platz 2 besetzen. Zudotierte Elemente oder Verunreinigungen nehmen entsprechend ihrer Größe und Ladung den A- 1 oder B-2-Piat∑ ein und substituieren dabei das jeweilige Gitter-Element.
Dabei können Gitter-Elemente sowohl mit gleichwertigen (isovalenten) Ionen, beispielsweise Pb2+-P!atz mit Ca2+, Sr2+, Ba2+ für beziehungsweise Ti/Zr4+-P!atz mit Hf4+, als auch mit anderswertigen Ionen substituiert werden. Der Ladungsunterschied wird durch Leerstellen (Fehlen von Ionen) im Gitter kompensiert. Bei der Substitution durch anderswertige Ionen unterscheidet man in Donatordotierung und Akzeptordotierung. Figur 2a veranschaulicht eine Perowskit-Struktur mit Donafordotierung. Bei der Donatordotierung (weiche Keramik) sind die Dotierelemente höherwertiger als der Gitterplatz. Beispiele für eine Donatordotierung sind eine La3+/Bi3+-Dotierung auf dem A-Piatz (Pb2+-P!atz) 5 (siehe Figur 2a) beziehungsweise eine Nb5+-
Dotierung auf dem B-Platz (Ti/Zr4+-P!atz) (nicht dargestellt). Damit ist das Dotierelement 5 relativ zum Gitterplatz positiv geladen. Um dies auszugleichen wird positives Blei aus dem Gitter entfernt und negative Bieüeersteüen V"Pb 6 gebildet.
Figur 2b veranschaulicht eine Perowskit-Struktur mit Akzeptordotierung. Bei der
Akzeptordotierung (harte Keramik) sind die Dotierelemente geringwertiger als der Gitterplatz, Beispiele für eine Akzeptordotierung sind eine Na4ZK+ZAg+ -Dotierung auf dem A-Platz (Pb2+-Platz) (nicht dargestellt) beziehungsweise eine Cu2+ZMg2+ZAI3+/Cr3+/Fe3+ZNi2+ZY3+/Yb3+-Dotierung auf dem B-Platz (TiZZr4+-PIaIz) 7 (siehe Figur 2b). Damit ist das Dotierelement relativ zum Gitterplatz negativ geladen. Um dies auszugleichen wird negativer Sauerstoff aus dem Gitter entfernt und positive Sauerstoffleerstellen V"o 8 gebildet.
Der Gedanke, welcher der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegt, wird durch Figur 3 näher erläutert.
In herkömmlichen Blei-Zirkon-Titanat-(PZT)— Keramiken, weiche beispielsweise eine Dotierungszusammensetzung der allgemeinen Formel: Sr(Ko,25Nb0i75)03 umfassen, finden folgende Substitutionen statt:
isovalente Substitution von Pb2+ durch Sr2+ auf A-Platz (keine Ladungsänderung), niedervalente Substitution von Pb2+ durch K+ auf A-Platz, und höhervalente Substitution von TiZZr4+ durch Nb5+ B-Platz.
Eine derartige Dotierungszusammensetzung ermöglicht die gewünschten Eigenschaften für den Einsatz in der Einspritztechnik (siehe Ia, wobei Strontium 9 und Kalium 10). Kommt es jedoch zusätzlich zu einer ungewollten Dotierung 8b durch eindiffundierendes Ag+ 11 aus der Innenelektrode erhöht sich der Anteil der nie- dervalenten Dotierung (Akzeptor-Anteil) auf dem A-Platz und verändert den Charakter und die elektrαmechanischen Eigenschaften der Keramik. Der erfjndungsgemäßen Dotierungszusammensetzung liegt hingegen der Gedanke zu Grunde, durch eine Verringerung Ha einzelner Elemente, insbesondere von Kalium 10, in 6er Dotierungszusammensetzung, beispielsweise Sr(Ko,ioNbo,75)0(2,92&), das eindiffundierende Ag+ 11 als Bestandteil der Dotierungszusammensetzung aufzunehmen (siehe IIb). Einer möglichen Theorie zur Foige, könnte auf diese Weise der Gesamt-Akzeptor-Gehalt konstant gehalten werden.
Die nachfolgend erläuterten Beispiele zeigen, dass, durch eine erfindungsgemäße Dotierungszusammensetzung, die eiektromechanischen Eigenschaften der Keramik vorteilhafterweise trotz Silberdiffusion auf hohem Niveau gehalten werden können.
Beispiele
In der folgenden Tabelle werden die Ergebnisse von Dehnungsuntersuchungen nach 1x10s Dehnungszykien bei einer Feldstärke von 2,3 kV/mm wiedergegeben, welche an Mehrschichtbaueiementen mit keramischen Schichten der allgemeinen Formel (1-z) Pb(Zr0,53Tio,47)03 - z Sr0i5oCaoi5o(Ko,25-χNbo,75)0(3.x/2) durchgeführt wurden.
Figure imgf000010_0001
Die Tabelle zeigt, dass sich die Dehnung des Mehrschichtbauelementes mit abnehmendem Kalium-Gehalt erhöht. Durch ICP-Eiement-Analyse und Mikroson- denanalyse konnte ermittelt werden, dass die keramischen Schichten Silber umfassen.

Claims

Ansprüche
1. Dotierungszusammensetzung für Keramiken auf B!ei-Zirkon-Ϊitanat- Mischkristall-Basis, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung die allgemeine Formel:
M'(M"(o.26-x)M"O,75)0(3.Xß)(C02)w aufweist, wobei
M' für Magnesium, Calcium, Strontium, Barium oder eine Mischung davon steht,
M" für Lithium, Natrium, Kalium oder eine Mischung davon steht,
M'" für Niob, Tantal, Antimon oder eine Mischung davon steht, 0 < w < 2, und
0 < x < 0,25.
2. Dotieruπgszusammensetzung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass M' für Calcium, Strontium, oder eine Mischung davon steht.
3. Dotierungszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass M" für Kaiium steht.
4. Dotierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass M'" für Niob steht.
5. Dotierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung die allgemeine Formel:
SryCa(1.y)(K(oi25-x)Nbo,75)0(3-x/2){C02)w
aufweist, wobei 0 < w < 2, 0 < x < 0,25, und 0 ≤ y ≤ 1.
6. Piezoelektrisches Material auf Blei-Zirkon-Titanat-Mischkristall-Basis, dadurch gekennzeichnet, dass das Material eine Dotierungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 υmfasst.
7. Piezoelektrisches Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material > 0 Mol-% und < 0,1 Mol-% der Dotierungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst.
8. Piezoelektrisches Material nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeich- net, dass das Material die allgemeine Formel:
(1-z) Pb(ZrnTi(Ln))O3 - z M1CM-(O125-X)M11Oj5)O(S-XZ2)
aufweist, wobei M' für Magnesium, Calcium, Strontium, Barium oder eine Mischung davon steht,
M" für Lithium, Natrium, Kalium oder eine Mischung davon steht,
M'" für Niob, Tantal, Antimon oder eine Mischung davon steht
0 < x < 0,25, 0 < z ≤ 0,1 , unc
0,4 < n < 0,7.
9. Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Mehrschichtbauelements, in dem - in Verfahrenschritt a): eine Schicht aus einer metallhaltigen Paste auf eine Keramikschicht, welche die Dotierungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder ein piezoelektrisches Material nach einem der Ansprüche 6 bis 8 umfasst, aufgetragen wird, und in Verfahrensschritt b): die resultierende Mehrschichtanordnung gesin- tert wird.
10. Piezoelektrisches Mehrschichtbauelements dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement mindestens eine Keramikschicht, welche die Dotierungszu- sammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder ein pie∑oelekt- risches Material nach einem der Ansprüche 6 bis 8 umfasst, und eine metallische Schicht aufweist und/oder ein nach dem Verfahren von Anspruch 9 hergestelltes Bauelement ist, wobei die Keramikschicht zumindest teilweise ein Metali der metallischen Schicht umfasst.
11. Bauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die metaiii- sehe Schicht Silber umfasst, wobei die Keramikschicht zumindest teilweise
Silber aus der metallischen Schicht umfasst.
12. Verwendung einer Dotierungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Dotierung von Keramiken auf Biei-Zirkon-Titanat-MischkristaS!- Basis.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19840488A1 (de) * 1997-09-05 1999-03-11 Ceramtec Ag Hochleistungs-Piezokeramik
DE102006057691A1 (de) * 2006-12-07 2008-06-12 Robert Bosch Gmbh Niedrig sinterndes, piezoelektrisches Material auf Blei-Zirkonat-Titanat-Mischkristall-Basis, Verfahren zu dessen Herstellung sowie ein dieses Material umfassendes piezoelektrisches Bauelement
WO2008107353A1 (de) * 2007-03-02 2008-09-12 Epcos Ag Piezoelektrisches material, vielschicht-aktuator und verfahren zur herstellung eines piezoelektrischen bauelements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19840488A1 (de) * 1997-09-05 1999-03-11 Ceramtec Ag Hochleistungs-Piezokeramik
DE102006057691A1 (de) * 2006-12-07 2008-06-12 Robert Bosch Gmbh Niedrig sinterndes, piezoelektrisches Material auf Blei-Zirkonat-Titanat-Mischkristall-Basis, Verfahren zu dessen Herstellung sowie ein dieses Material umfassendes piezoelektrisches Bauelement
WO2008107353A1 (de) * 2007-03-02 2008-09-12 Epcos Ag Piezoelektrisches material, vielschicht-aktuator und verfahren zur herstellung eines piezoelektrischen bauelements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MALIC B ET AL: "Alkaline-earth doping in (K,Na)NbO3 based piezoceramics" JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, BARKING, ESSEX, GB LNKD- DOI:10.1016/J.JEURCERAMSOC.2005.03.127, Bd. 25, Nr. 12, 1. Januar 2005 (2005-01-01), Seiten 2707-2711, XP004934346 ISSN: 0955-2219 *

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