PIEZOELECTRIC CERAMIC MATERIAL, METHOD FOR PRODUCTION THEREOF AND ELECTROCERAMIC MULTI-LAYER COMPONENT

• Main Authors: BOEDER, HORST, HAMMER, MARIANNE, KUEHLEIN, MARC
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 18.07.2002
• Edition: 7
• Subjects: ARTIFICIAL STONE; CEMENTS; CERAMICS; CHEMISTRY; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDINGMATERIALS; CONCRETE; ELECTRICITY; LIME, MAGNESIA; METALLURGY; REFRACTORIES; SLAG; TREATMENT OF NATURAL STONE

Es wird ein piezoelektrisches keramisches Material der molaren Zusammensetzung Pb(1+c)-x-(3/2a)-1/2(x.b) A x A a (Zry(1-x.b-x.z) Ti(1-y)(1-x.b-x.w)) (B b B z B w)x O3 vorgeschlagen, wobei A aus der Gruppe Ca, Mg, Sr, Ba oder deren Muschungen, A aus der Gruppe der Seltenen Erden oder deren Mischungen, B aus der Gruppe Nb, Ta oder Sb oder deren Mischungen ausgewählt ist, B Cu oder eine Mischung von Cu mit mindestens einem Element ausgewählt aus der Gruppe Zn, Ni, Co oder Fe ist, und B Fe ist, wobei gilt: 0,001 </= a</= 0,05; 0,05 </= b </= 0,90; 0</=c</= 0,04; 0,005 </=x</=0,03; 0,5</=y</=0,55; 0,05</=z</= 0,90 und 0 </= w w 0,5. Weiter wird ein elektrokeramisches Mehrlagen bauteil mit Isolierschichten mit einem derartigen Material vorgeschlagen. Schliesslich werden zwei Herstellungsverfahren für das keramische Material angegeben, wobei die Metallionenals pulverförmige Oxide und/oder Carbonate eingesetzt, mit einander vermischt und zu dem keramischen Material kalziniert werden, oder wobei pulverförmiges Zro2, und TiO2 zu Zry Ti1-y02 mit- 0,50 < y < 0,55 kalziniert, dieses zu einem Pulver aufbereitet und mit pulverförmigen Oxiden und/oder pulverförmigen Carbonaten der weiteren Metallionen vermischt, und diese Mischung dann zu dem keramischen material kalziniert wird. A piezoelectric, ceramic material of molar composition Pb>(1+c)-x-(3/2a)-1/2(x.b)< A?1>x A a (Zry(1-x.b-x.z) Ti(1-y)(1-x.b-x.w)) (B b B z B w)x O3 is disclosed, where A is chosen from the group Ca, Mg, Sr, Ba or mixtures thereof, A is chosen from the group of rare earths or mixtures thereof, B is chosen from the group Nb, Ta or Sb or mixtures thereof, B = Cu or a mixture of Cu with at least one element from the group Zn, Ni, Co or Fe, and B = Fe, where: 0.001 </= a</= 0.05; 0.05 </= b </= 0.90; 0</=c</= 0.04; 0.005 </=x</=0.03; 0.5</=y</=0.55; 0.05</=z</= 0.90 and 0 </= w </= 0.5. An electroceramic multi-layer component with insulation layers with said material is also disclosed. Furthermore, two production methods for the ceramic material are given, whereby the metal ions are introduced as powder oxides and/or carbonates, mixed with each other and calcinified to give the ceramic material, or powder ZrO2 and TiO2 are calcinified to give Zry Ti1-y02 with 0.50 < y < 0.55, the above treated to give a powder and mixed with powder oxides and/or powder carbonates of the other metal ions and the above mixture calcinified to give the ceramic material. Matière céramique piézo-électrique de composition molaire Pb(1+c)-x-(3/2a)-1/2(x.b) A x A a (Zry(1-x.b-x.z) Ti(1-y)(1-x.b-x.w)) (B b B z B w)x O3 dans laquelle A est choisi dans le groupe constitué de Ca, Mg, Sr, Ba ou de leurs mélanges, A est choisi dans le groupe des terres rares ou de leurs mélanges, B est choisi dans le groupe constitué par Nb, Ta ou Sb ou leurs mélanges, B représente Cu ou un mélange de Cu avec au moins un élément choisi dans le groupe constitué par Zn, Ni, Co ou Fe, et B représente Fe, avec les relations suivantes : 0,001 </= a </= 0,05; 0,05 </= b </= 0,90; 0 </= c </= 0,04; 0,005 </= x </= 0,03; 0,5 </= y </= 0,55; 0,05 </= z </= 0,90 et 0 </= w </= 0,5. La présente invention concerne en outre un composant électrocéramique à plusieurs couches doté de couches d'isolation constituées d'une telle matière. Elle concerne enfin deux procédés de production de matière céramique dans lesquels les ions métalliques sont introduits en tant qu'oxydes et / ou carbonates pulvérulents, sont mélangés les uns avec les autres et calcinés pour obtenir la matière céramique, ou bien ZrO2 et TiO2 pulvérulents sont calcinés pour produire Zry-Ti1-yO2 avec 0,50 < y < 0,55, travaillés pour former une poudre et mélangés avec des oxydes pulvérulents et / ou carbonates pulvérulents des autres ions métalliques, ce mélange étant ensuite calciné pour obtenir la matière céramique.