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1. WO2009043652 - BLEIFREIER PIEZOKERAMISCHER WERKSTOFF DES KALIUM-NATRIUM-NIOBAT-SYSTEMS MIT EISEN-LANTHAN-DOTIERUNG, VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES BAUTEILS MIT DEM PIEZOKERAMISCHEN WERKSTOFF UND VERWENDUNG DES BAUTEILS

Veröffentlichungsnummer WO/2009/043652
Veröffentlichungsdatum 09.04.2009
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2008/061377
Internationales Anmeldedatum 29.08.2008
IPC
C04B 35/495 2006.01
CChemie; Hüttenwesen
04Zemente; Beton; Kunststein; keramische Massen; feuerfeste Massen
BKalk; Magnesia; Schlacke; Zemente; Massen hieraus z.B. Mörtel, Beton oder ähnliche Baumaterialien; künstliche Steine; keramische Massen; feuerfeste Massen; Behandlung von Naturstein
35Geformte keramische Erzeugnisse, die durch ihre Zusammensetzung gekennzeichnet sind; keramische Werkstoffe; Pulver aus anorganischen Verbindungen als Ausgangsstoffe für die Herstellung keramischer Produkte
01auf Oxidbasis
495auf Vanadium-, Niobium-, Tantal-, Molybdän- oder Wolframoxiden oder auf Basis ihrer festen Lösungen mit anderen Oxiden, z.B. Vanadaten, Niobaten, Tantalaten, Molybdaten oder Wolframaten
H01L 41/187 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
LHalbleiterbauelemente; elektrische Festkörperbauelemente, soweit nicht anderweitig vorgesehen
41Piezoelektrische Bauelemente allgemein; Elektrostriktive Bauelemente allgemein; Magnetostriktive Bauelemente allgemein; Verfahren oder Vorrichtungen, besonders ausgebildet für die Herstellung oder Behandlung dieser Bauelemente oder von Teilen davon; Einzelheiten dieser Bauelemente; Einzelheiten dieser Bauelemente
16Auswahl von Materialien
18für piezoelektrische oder elektrostriktive Bauelemente
187Keramische Zusammensetzungen
CPC
C04B 2235/3201
CCHEMISTRY; METALLURGY
04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE
2235Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
3201Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
C04B 2235/3227
CCHEMISTRY; METALLURGY
04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE
2235Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
3224Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
3227Lanthanum oxide or oxide-forming salts thereof
C04B 2235/3272
CCHEMISTRY; METALLURGY
04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE
2235Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
327Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
3272Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
C04B 2235/765
CCHEMISTRY; METALLURGY
04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE
2235Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
74Physical characteristics
76Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
765Tetragonal symmetry
C04B 2235/768
CCHEMISTRY; METALLURGY
04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE
2235Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
74Physical characteristics
76Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
768Perovskite structure ABO3
C04B 35/495
CCHEMISTRY; METALLURGY
04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE
35Shaped ceramic products characterised by their composition
01based on oxide ceramics
495based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates
Anmelder
  • SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT [DE/DE]; Wittelsbacherplatz 2 80333 München, DE (AllExceptUS)
  • BATHELT, Robert [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • BENKERT, Katrin [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • CARDIN, Aurelie [FR/NL]; NL (UsOnly)
  • SCHUH, Carsten [DE/DE]; DE (UsOnly)
Erfinder
  • BATHELT, Robert; DE
  • BENKERT, Katrin; DE
  • CARDIN, Aurelie; NL
  • SCHUH, Carsten; DE
Gemeinsamer Vertreter
  • SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT; Postfach 22 16 34 80506 München, DE
Prioritätsdaten
10 2007 046 450.028.09.2007DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) BLEIFREIER PIEZOKERAMISCHER WERKSTOFF DES KALIUM-NATRIUM-NIOBAT-SYSTEMS MIT EISEN-LANTHAN-DOTIERUNG, VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES BAUTEILS MIT DEM PIEZOKERAMISCHEN WERKSTOFF UND VERWENDUNG DES BAUTEILS
(EN) UNLEADED PIEZOCERAMIC MATERIAL OF THE POTASSIUM/SODIUM/NIOBATE SYSTEM HAVING A IRON/LANTHANUM DOPING, METHOD FOR THE PRODUCTION OF A COMPONENT COMPRISING THE PIEZOCERAMIC MATERIAL AND USE OF THE COMPONENT
(FR) MATÉRIAU CÉRAMIQUE PIÉZOÉLECTRIQUE SANS PLOMB DU SYSTÈME POTASSIUM-SODIUM-NIOBATE AVEC DOPAGE AU FER-LANTHANE, PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN COMPOSANT À L'AIDE DU MATÉRIAU CÉRAMIQUE PIÉZOÉLECTRIQUE ET UTILISATION DUDIT COMPOSANT
Zusammenfassung
(DE)
Die Erfindung betrifft einen piezokeramischer Werkstoff, aufweisend eine Perowskit-Phase mit der stöchiometrischen Zusammensetzung (K1-xLax) (Nb1-yFey) O3 mit 0,002 ≤ x ≤ 0,1 und 0,002 ≤ y ≤ 0,1. Vorzugsweise ist neben Kalium Natrium als weiteres Alkalimetall mit einem Anteil von 0, 4 mol % bis 0,6 mol % enthalten. Bei dieser Zusammensetzung liegt ein System mit morphotroper Phasengrenze vor. Damit gehen sehr gute piezoelektrische Eigenschaften einher. Daneben wird ein Verfahren zum Herstellen eines piezokeramischen Bauteils mit dem piezokeramischen Werkstoff mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a) Bereitstellen eines Grünkörpers mit einer piezokeramischen Ausgangszusammensetzung des piezokeramischen Werkstoffs und b) Wärmebehandeln des Grünkörpers, wobei aus der piezokeramischen Ausgangszusammensetzung der piezokeramische Werkstoff des Bauteils entsteht. Das Wärmebehandeln umfasst ein Kalzinieren und/oder ein Sintern der piezokeramischen Zusammensetzung. Das piezokeramische Bauteil ist beispielsweise ein Ultraschallwandler oder ein piezokeramischer Biegewandler. Insbesondere ist das piezokeramische Bauteil ein Vielschicht-Piezoaktor, der zur Ansteuerung einer Kraftstoffventils einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird.
(EN)
The invention relates to a piezoceramic material, having a Perowskit phase comprising the stoichiometric composition (K1-xLax) (Nb1-yFey) O3 where 0.002 ≤ x ≤ 0.1 and 0.002 ≤ y ≤ 0.1. Said material preferably comprises a further alkali metal is contained in addition to potassium sodium at a proportion of 0.4 mol-% to 0.6 mol-%. This composition creates a system having a morphotropic phase threshold. Said system is accompanied by excellent piezoelectric properties. The invention further relates to a method for the production of a piezoceramic component using the piezoceramic material having the following process steps: a) providing a green body, wherein the piezoceramic material of the component is created from the piezoceramic basic material, b) heat treatment of the green body, wherein the piezoceramic basic material of the component results from the piezoceramic basic material. The thermal treatment comprises a calcinating and/or sintering of the piezoceramic composition. The piezoceramic component is, for example, an ultrasonic transducer, or a piezoceramic bending transducer. Particularly, the piezoceramic component is a multi-layer piezoactuator, which is used for activating a fuel valve of an internal combustion engine of a motor vehicle.
(FR)
L'invention concerne un matériau céramique piézoélectrique, présentant une phase pérovskite de composition stoechiométrique (K1-xLax) (Nb1-yFey) O3, où 0,002 ≤ x ≤ 0,1 et 0,002 ≤ y ≤ 0,1. De préférence, le matériau renferme, outre du potassium, 0,4 % à 0,6 % en mole de sodium comme autre métal alcalin. Cette composition présente un système à frontière de phase morphotropique et le matériau présente en même temps de très bonnes propriétés piézoélectriques. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un composant en céramique piézoélectrique à l'aide du matériau céramique piézoélectrique, lequel procédé consiste a) à préparer un corps cru à l'aide d'une composition de départ de céramique piézoélectrique du matériau céramique piézoélectrique et b) à soumettre le corps cru à un traitement thermique, le matériau céramique piézoélectrique du composant étant obtenu à partir de ladite composition de départ. Le traitement thermique consiste en une calcination et/ou un frittage de la composition de céramique piézoélectrique. Le composant en céramique piézoélectrique est par exemple un transducteur ultrasonore ou un transducteur de flexion en céramique piézoélectrique. Le composant en céramique piézoélectrique est en particulier un actionneur piézoélectrique multicouche, utilisé pour commander un injecteur de carburant d'un moteur à combustion interne d'un véhicule à moteur.
Aktuellste beim Internationalen Büro vorliegende bibliographische Daten