Bleifreier, mehrphasiger keramischer Werkstoff mit Texturierung, Verfahren zum Herstellen des Werkstoffs und Verwendung des Werkstoffs

摘要

Die Erfindung betrifft einen mehrphasigen, bleifreien piezokeramischen Werkstoff mit Texturierung, aufweisend mindestens eine Haupt-Phase mit der Haupt-Phasen-Zusammensetzung (Lix(K1-yNay)1-x)(Nb1-w-z+aTawSbz)O3 , mindestens eine bleifreie keramische Neben-Phase und mindestens eine bleifreie Textur-Keim-Phase mit anisotropen Textur-Keimen, wobei folgende Zusammenhänge gelten: 0 ≤ x ≤ 0,15; 0,25 ≤ y ≤ 0,75; 0 ≤ w ≤ 1; 0 ≤ z ≤ 0,2; 0 ≤ a ≤ 0,05. Die Neben-Phase und die Textur-Keim-Phase sind, genauso wie die Haupt-Phase, aus bleifreien Materialien. Es liegt ein bleifreier, mehrphasiger piezokeramischer Werkstoff vor. Daneben wird ein Verfahren zum Herstellen des piezokeramischen Werkstoffs mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a) Bereitstellen der Textur-Keime, mindestens eines Ausgangsmaterials der Haupt-Phase und mindestens eines Ausgangsmaterials der Neben-Phase, b) Zusammenbringen der Textur-Keime und der Ausgangsmaterialien zu einem Grünkörper mit ausgerichteten Textur-Keimen und c) Wärmebehandeln des Grünkörpers. Die Textur-Keime werden in einem „templated grain growth process” (TGG) als Kristallisationskeime eingesetzt. Das piezokeramische Bauteil ist beispielsweise ein Ultraschallwandler oder ein piezokeramischer Biegewandler. Insbesondere ist das piezokeramische Bauteil ein Vielschicht-Piezoaktor, der zur Ansteuerung einer Kraftstoffventils eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird.