[发明专利]压电的多层器件和用于制造压电的多层器件的方法

说明书

提出一种压电的多层构件，其包括陶瓷基体(1)，所述陶瓷基体包含陶瓷材料，其中‑陶瓷材料的主要组分具有一般通式(K_xNa_1‑x)NbO₃并且适用：0≤x≤1，‑并且陶瓷材料包含至少两种添加物，所述添加物选自分别包含至少一种金属的化合物的集合，所述至少一种金属选自至少包含K、Nb、Cu、Mn、Ta的金属的集合。

技术领域

本发明涉及一种压电的多层器件，其包括陶瓷基体，所述陶瓷基体包含陶瓷材料作为主要组成部分。本发明还涉及一种用于制造压电的多层器件的方法。

背景技术

压电的多层器件是用于多种技术应用的广泛传播的构件。因此，压电的多层构件例如用作为执行器、共振器、传感器和变压器。尤其，压电的变压器可以在大气压等离子体发生器中。

传统上，压电的多层构件包括陶瓷基体，所述陶瓷基体含有含铅的、压电的陶瓷材料。因此，从DE 10 2006 057 691A1中已知压电的多层器件，其包括陶瓷基体，所述陶瓷基体包含基于锆钛酸铅的陶瓷材料。由于含铅的压电的陶瓷材料的铅含量得出对环境和人类健康的不利影响。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种压电的多层器件，其包括陶瓷基体，其中在陶瓷基体中包含的陶瓷材料对环境和人类健康具有较少的不利影响。此外，本发明的目的是提出一种用于制造压电的多层器件的方法。

所述目的通过根据权利要求1的压电的多层器件和根据权利要求5和10的用于制造压电的多层器件的方法来实现。压电的多层器件的和用于制造压电的多层器件的方法的其他实施方式从其他权利要求中得出。

提供一种压电的多层器件，其包括陶瓷基体。陶瓷基体包含陶瓷材料，其中

-陶瓷材料的主要组分具有一般通式(K_xNa_1-x)NbO₃，并且适用0≤x≤1，

-并且陶瓷材料包含至少两种添加物，所述添加物选自分别包含至少一种金属的化合物的集合，所述至少一种金属选自至少包含K、Nb、Cu、Mn、Ta的金属的集合。

换言之，陶瓷材料作为主要组分包含(K_xNa_1-x)NbO₃，其中适用0≤x≤1。对于主要组分附加地，陶瓷材料包含至少两种其他化合物作为添加物。作为添加物添加给主要组分的各种化合物在此分别包含一种或多种金属，所述金属选自至少包含K、Nb、Cu、Mn、Ta的金属的集合。添加给主要组分的添加物的量对于相应的添加物以主要组分的100摩尔％计。

此外，提出一种用于制造压电的多层器件的方法，所述多层器件包括陶瓷基体，所述陶瓷基体包含陶瓷材料，其中所述方法包括第一煅烧步骤和第二煅烧步骤。

此外，提出另一种用于制造压电的多层器件的方法，所述多层器件包括陶瓷基体，所述陶瓷基体包含陶瓷材料，其中用于制造陶瓷材料的初始材料在水中进行工艺处理。

术语初始材料包括制造陶瓷材料所必需的原材料和添加物。原材料是制造陶瓷材料的主要组分所必需的物质。通过使用水作为溶剂和分散剂代替有机溶剂，如乙醇，能环保地且节约成本地实现陶瓷材料的制造。

上述方法能结合在用于制造压电的多层器件的常规方法中。这种方法可以包括如下步骤：

-提供用于制造陶瓷材料的主要组分的原材料；

-提供添加物；

-将原材料混合、研磨和煅烧，以便获得陶瓷材料的主要组分；

-将添加物添加至主要组分，以便获得陶瓷材料；

-将陶瓷材料加工成陶瓷生坯层(Grünfolien)；

-用内电极印刷陶瓷生坯层；