压电器件的制作方法

专利名称：压电器件的制作方法
技术领域：
说明一种具有压电层的压电器件。
背景技术：
诸如多层压电致动器的压电器件由一种压电材料的多个层构成，在这些压电层之间具有内电极。通常在整个致动器中使用相同的压电材料。压电致动器此外还具有多个相叠布置的、以交替的电极性接触的内电极，在这些内电极之间，压电材料可以根据施加在这些内电极上的电压而变形。为了能够简单地接触这些内电极，通常在所谓的无效(inaktiv) 区域中仅仅分别布置分配给相同电极性的内电极。分配给另一电极性的内电极在此处不延伸完全直至致动器的边缘，而是被限制到致动器内部中的一个面上。因此，在无效区域中在施加电压时几乎不发生压电材料的延展，这在无效区域的边缘区域中由于无效区域中的伸展而导致拉负荷。因此，根据压电层的数量和所施加的电压，在无效区域的边缘处出现的拉应力也升高。多层压电致动器的可靠性决定性地取决于对可能出现的裂缝的控制。在热层压处理的情况下，如在最大温度为800至1500°C下的烧结、金属化和焊接，以及在极化的情况下，由于在有效(受控)区域和无效(绝缘)区域中的上述不同伸展而形成弹性的电压，该电压导致所谓的减压裂缝和/极化裂缝。这些减压裂缝和/或极化裂缝可能在无效区域中或者沿着电极层延伸。在无效区域中的过渡处，这些裂缝可以不受控的弯折。当一个裂缝在此桥接至少两个电极时，可形成短路，这导致压电致动器的故障。从DE 102 34 787 Cl和DE 103 07 825 Al中公知有压电致动器，其中设置有多孔结构，这些结构具有比其余压电层低的坚固性。通过与在其余压电层中的网架含量相比在这些区域中使用提高份额的有机网架(Binder)，产生提高的多孔性。

发明内容
特定实施方式的任务至少是，说明一种压电器件，该压电器件避免或者至少减少不受控的裂缝形成。该任务通过具有独立权利要求1的特征的主题来解决。该主题的有利实施方式和扩展方案在从属权利要求中标识并且还从后续描述和附图中得知。根据实施方式的压电器件尤其是包括由相叠布置的压电层和在这些压电层之间布置的第一和第二电极层构成的叠层，其中所述叠层具有至少一个第一压电层和直接与所述第一压电层相邻的至少一个第二压电层，所述第一压电层具有第一电矫顽场强 (Koerzitivfeldst&ke)，并且所述第二压电层具有与第一矫顽场强不同的第二电矫顽场强。尤其是，所述压电器件可以以多层结构方式构造为压电致动器。因此，所述压电器件的特征尤其是，使用具有不同矫顽场强的直接彼此相邻的压电层。所述矫顽场强确定，利用预先给定的强度在施加电场时能够多好地对所述压电材料
4进行极化，并且因此尤其是还有，材料中的弹性伸展和应力将会是多大。当将两种具有不同矫顽场强的材料彼此接触时，在它们的接触边界处可形成在极化期间弹性应力的差异，该差异可促成两种材料之间的接触边界处的减压裂缝和/或极化裂缝的形成。在此，在这里和在下文中，将由压电层构成的叠层的层的矫顽场强理解为层的电矫顽场强。因此在这里描述的压电器件的情况下，有利地可能的是，预先给定形成减压裂缝和/或极化裂缝的位置并且接着预先给定基本上平行于电极层的裂缝的走向，以便因此阻止或者至少减少横向于电极层的不受控的生长。与桥接至少两个电极层的减压裂缝和/或极化裂缝相比，平行于或者至少基本上平行于内电极走向的裂缝相反地几乎不对致动器的寿命形成危险。这对于这里所述的压电器件更加适用。所述第一和第二压电层被分别选择为，使得两个层之间的接触边界形成用于形成减压裂缝和/或极化裂缝的区域，所述减压裂缝和/或极化裂缝平行于或者至少基本上平行于电极层走向。在此，“基本上平行”在这里和在下文中意味着，所述减压裂缝和/或极化裂缝尽管不必完全笔直地并且在数学意义上平行走向，但是仍然与沿着电极层的主延伸方向走向，并且在此不具有可以桥接穿过两个电极层的走向。通过具有不同矫顽场强的第一和第二压电层，可例如在热处理、金属化、焊接、极化处理的情况下和/或在压电器件的运行中在压电器件的叠层中产生局部弹性应力，该局部弹性应力将导致有针对性的裂缝形成。通过定义地引入的至少一个第一压电层和至少一个第二压电层，诸如在第一和第二压电层之间的接触边界处的极化处理期间的不同极化状态可导致极化裂缝。极化裂缝平行于或者基本上平行于电极层走向。因此，阻止了横向于电极层的不受控的裂缝生长，而不必将诸如从现有技术中已知的多孔结构引入到所述压电器件中。所述第一和第二压电层可以通过如下方式具有不同的矫顽场强，即所述第一和第二压电层在其组成方面不同，这可以尤其是表示为，它们具有不同的陶瓷材料、不同的掺杂物质、不同的掺杂物质浓度或者分别使用的原料材料的不同的颗粒大小。此外，第一和第二压电层可以具有不同的层厚度。为了用不同的矫顽场强制造第一和第二压电层，所述第一和第二压电层可以在前述特性的恰好一种特性方面后者在前述特性的多种特性方面不同。 在此，当第一和第二压电层在前述特性的恰好一种或者仅仅少数几种方面不同时，可以有利地在制造过程的可处理性和经济性方面符合发明人的认识。但是相反地，所述第一和第二压电层的不同特性的数量越多，在与第二电矫顽场强相比制造第一电矫顽场强时的自由度越有利。所述第一和第二压电层可以分别具有陶瓷材料，该陶瓷材料分别由多个成分形成，这些成分以一定相应的浓度存在。第一和第二压电层可以再次在至少一种成分的浓度方面有区别。例如，所述第一压电层可以具有含铅的陶瓷材料、诸如基于锆钛酸铅(PZT)的陶瓷材料，而第二压电层具有无铅的陶瓷材料。替代于此地，第一和第二压电层也可以分别具有无铅的陶瓷材料并且在前述特性之一方面有区别。此外，所述第一压电层可以具有第一陶瓷材料并且所述第二压电层可以具有第二陶瓷材料。第一和第二陶瓷材料可以分别具有相同的成分并且再次在至少一种成分的浓度方面有区别。这在下文中以PZT为例来描述，其中以下描述不限于所述陶瓷材料并且对于每种另外的压电陶瓷材料同样适用。在PZT作为第一和第二陶瓷材料的情况下，第一和第二压电层例如可以在钛含量、也就是成分的相应浓度方便彼此不同。此外，第一和第二压电层也可以仅仅在钛含量方面不同，而其他特性——诸如第一和第二压电层的相应掺杂—— 是相同的。发明人尤其是已经发现，具有所谓准同型相界(Morphotropenphasengrenze)的陶瓷材料对于第一和第二压电层可以是有利的。这可以尤其是表示，所述第一和第二压电层具有拥有相同成分的陶瓷材料，并且该陶瓷材料根据至少一种第一成分浓度具有准同型相界，该准同型相界位于陶瓷材料的第一结构与第二结构之间。所述第一和第二压电层中的陶瓷材料的第一成分的浓度分别被选择为，使得所述第一压电层具有拥有第一结构的陶瓷材料并且所述第二压电层具有拥有第二结构的陶瓷结构。在此，第一和第二陶瓷材料在它们相应的组成方面、尤其是在恰好之前所述的第一成分的相应浓度方面的区别是，第一和第二结构之间的取决于成分浓度的过渡由准同型相界处的相过渡来表征。在此，准同型相界不必表征清晰定义的相过渡，而是也可以标识两个晶体结构之间的连续走向。通过不同的第一和第二结构，第一和第二压电层在此可以具有不同的矫顽场强。例如，PZT在诸如50md%钛和诸如50md%锆石的区域中具有准同型相界，其中这些值取决于所述陶瓷材料的确切组成。因此，存在PZT的如下组成，该组成在诸如46moW) 的钛成分的情况下具有准同型相界。从少于46md%的钛开始，随着增加的钛含量，在超过准同型相界时矫顽场强升高，从而对于所述压电器件例如可以选择具有少于46moW)钛含量的第一压电层和具有多于46moW)钛含量的第二压电层。通过为第一和第二压电层选择在成分方面相同的陶瓷材料——该陶瓷材料对于第一和第二压电层在至少一种成分的浓度方面有区别，得出的优点是，实现了在第一和第二压电层之间的接触边界、即界面处的弹性应力的准确控制。此外，通过至少一种成分的浓度的差异、即在上述示例中注入通过钛含量的变化，可以实现第一和第二矫顽场强的匹配。 此外，附加地添加的掺杂物质在此可以以相同的掺杂物质浓度存在。这可以在处理所述压电器件时提供特别的优点，因为第一和第二压电层之间的可能的化学异质性可以被最小化并且因此可以在压电器件中是最小的，因而对压电层的烧结表现没有影响。尤其是在不同的掺杂物质和/或掺杂物质浓度的情况下，陶瓷材料的烧结表现可以被强烈改变，使得于是需要烧结收缩在这种不同材料之间的特定匹配。此外，第一和第二压电层在其组成方面可以具有如下差别，即所述第一和第二压电层具有由拥有不同颗粒大小的原料粉末制造的陶瓷材料。通常，压电器件的陶瓷层由所谓的未烧结膜制造，所述未烧结膜除了诸如烧结助剂的另外成分以外还具有未烧结的陶瓷粉末，其中未烧结膜仅仅与电极层组合在一起和烧结。发明人已经发现，诸如在其化学组成方面相同并且在烧结过程之前在粉末的原料大小方面有差别的陶瓷材料适于制造第一和第二压电层。具有较大原料粉末的陶瓷材料在烧结过程结束之后通常具有较大的粒状结构，这可导致矫顽场强的降低。所述颗粒大小在此优选作为专业人员已知的、在相应陶瓷材料中颗粒大小的分布的中间值d50来说明。在烧结过程之前第一和第二压电层的原料粉末的颗粒大小d50可以优选为大于或等于0. 3 μ m并且小于或等于2. 0 μ m并且特别优选地大于或等于0. 4 μ m并且小于或等于1.2μπι。如果应通过原料粉末的粒状结构大小、即颗粒大小的差别来达到第一和第二层的矫顽场强的差别，则第一压电层的d50值相对于第二压电层的d50值的差别优选大于或等于0. 1 μ m并且小于或等于1. 5 μ m并且特别优选地大于或等于0. 3 μ m并且小于或等于 LOym0发明人已经发现，这种颗粒大小和颗粒大小差别在同时选择第一和第二矫顽场强时对于压电器件的可处理性是特别有利的。 此外，第一和第二压电层在添加到其中的掺杂物质方面可以有差别。尤其是，第一和第二压电层在此可以具有相同的陶瓷材料，该陶瓷材料具有相同的成分和相同的浓度， 其中向第一压电层的陶瓷材料如同像第二压电层的陶瓷材料添加另一掺杂物质。在此，可以例如用钕(Nd)对第一压电层掺杂，而用由锌(Zn)和铌(Nb)构成的混合物对第二压电层掺杂。这种掺杂物质组合可以尤其是在PZT的情况下以及在其他陶瓷材料的情况下作为两种层的陶瓷材料是有利的。此外，第一和第二压电层可以具有不同的掺杂物质浓度。在此， 两种层还可以具有相同的掺杂物质。对于作为陶瓷材料的PZT和作为掺杂物质的由Si和 Nb构成的混合物，第一压电层例如可以具有2md%的掺杂物质浓度并且第二压电层例如可以具有5md%的掺杂物质浓度。相应的掺杂物质和掺杂物质浓度在此取决于相应的陶瓷材料和期望的矫顽场强。此外，第一压电层可以具有第一厚度并且第二压电层可以具有第二厚度，其中第一和第二厚度彼此不同。通过调整第一和第二厚度可以实现第一和第二矫顽场强的匹配。 尤其是可以在该实施方式中将第一压电层直接与第一电极层和第二电极层相邻地布置，从而第一压电层布置在由第一和第二电极层形成的对之间。第二压电层可以布置在由第一和第二电极层构成的另一对之间，其中同一第一电极层或者第二电极层可以用于两个对。第一和第二压电层中的电场强度E在此根据公式E=U/t取决于所施加的电压U和第一或第二层厚度，其中t说明第一或第二层厚度。在此，第一和第二压电层可以具有相同的陶瓷材料，该陶瓷材料在组成、掺杂物质、掺杂物质浓度和颗粒大小方面具有一致性，从而所述压电器件可完全由相同陶瓷材料制造，并且第一和第二矫顽场强可通过第一和第二电极层的间隔来调整。第一厚度相对于第二厚度参照正常层厚度的差别或第一和第二厚度的比例可以优选地大于或等于1. 1并且小于或等于3. 0并且特别优选地大于或等于1. 3并且小于或等于 2. 5。根据至少一个实施方式，压电器件的叠层具有直接相叠布置的层的序列，其中所述序列在其顺序方面由第一电极层、第一压电层、第二电极层、第二压电层以及另外的第一电极层形成。因此，分别在相邻的第一和第二电极层之间布置有第一压电层，而在相同的第二电极层和另一与第二电极层相邻的第一电极层之间布置有第二压电层。根据至少一个另外的实施方式，压电器件的叠层具有直接相叠布置的层的叠层， 其中所述序列在顺序方面由第一电极层、第一压电层、第二压电层以及与第一电极层相邻的第二电极层形成。第一和第二压电层因此在这里位于由第一电极层和与该第一电极层相邻的第二电极层构成的相同对之间。此外，两个前述序列都可以布置在一个压电器件中。此外，所述压电器件的叠层可以具有另外的第一压电层和至少一个第二压电层。 这尤其是可以表示，所述压电器件可以具有拥有至少恰好一个第二压电层和多个第一压电层的叠层。除此之外，所述压电器件还可以具有多个第二压电层。最多地，所述压电器件的叠层可以具有同样多的第一和第二压电层，从而叠层中的所有压电层的一半是第一或第二压电层。此外，所述电极层可以具有以下材料之一铜、银、钼、由铜和钯构成的合金或混合物、由银和钯构成的合金或混合物、由钼和银构成的混合物或合金。


本发明的另外的优点以及有利实施方式和扩展方案从在下文中接合图1至10描述的实施方式中得出。图1示出已知压电致动器的示意图， 图2A和2B示出已知压电致动器的示意图，
图3A至3C示出根据一个实施方式的压电材料的示意图， 图4示出根据一个实施方式的压电器件的示意图， 图5示出根据另一实施方式的压电器件的示意图， 图6示出根据另一实施方式的压电器件的示意图， 图7示出根据另一实施方式的压电器件的示意图， 图8至10示出根据另外的实施方式的压电材料的不同参数的图表。
具体实施例方式
在实施例和附图中，相同的或者作用相同的构件可以分别配备相同的附图标记。 所示元件及其彼此间的大小关系原则上不应视为比例正确的，更确切地说，为了更好地可表示性和/或为了更好的理解，在尺寸上可能夸张地厚或大地示出各个元件，例如层、构件、器件和区域。在图1中示出已知的多层压电致动器，该致动器具有叠层91，该叠层91具有一种压电材料的多个层，在这些压电层之间具有内电极92、93。在此，在整个致动器中使用相同的压电材料。内电极92、93分别以一种梳状结构以推入到彼此中的梳的形式来构造。通过叠层91外侧上的金属化部94、95形式的接触面，可以在内电极92、93之间施加电压。在叠层91的有效区域中——内电极92、93在该有效区域中交替相叠地布置，可以通过致动器的压电材料的伸展引起压电提升(Hub)。在叠层91的无效区域97中，通过在内电极92、93上施加电压仅仅建立起非常小的电场，从而在这些区域中压电材料几乎不有助于致动器的提升。因此在无效区域97中形成拉应力，该拉应力可以造成减压裂缝和/或极化裂缝，如在图2A和2B中示意性示出的那样。在此可以入在图2B中示出的那样形成极化裂缝99，该极化裂缝99基本上平行于内电极92、93走向。但是，除此之外在已知的压电致动器中还形成如在图2A中所示的极化裂缝98，该极化裂缝98在过渡处弯折到有效区域96中并且然后如所表明的那样可以桥接内电极，从而形成短路。如图2A所示的极化裂缝98导致从图1中已知的压电致动器的故障。在图3A至3C中用压电材料101、102的示意图示出一个实施例，这些示意图将说明在此所述的压电器件的基本思路。在此，第一压电材料101具有第一矫顽场强，并且第二压电材料102具有第二矫顽场强(图3A)，其中在所示是示例中，第二矫顽场强小于第一矫顽场强。图3B示意性示出，当在第一和第二压电材料101、102之间没有机械接触时，在施加电场(由加好和减号表明，没有示出电极层)以后第一和第二压电材料101、102的变形。由电场造成的变形在此通过箭头针对压电材料102说明。具有较小矫顽场强的第二压电材料 102在此比第一压电材料101更强烈地伸展。如果使压电材料101、102彼此接触并且接着烧结在一起，则在施加电压时形成第一和第二压电材料101、102的变形，该变形如在图3C 中所示出的那样。因为第一和第二压电材料101、102彼此固定地连接，因此在所述第一和第二压电材料之间的界面处形成弹性应力，该弹性应力从不同的伸展以及由此结果得到的材料102中的拉应力和材料101中的压应力(分别通过双箭头表明)得出。因此，在第一和第二压电材料101、102之间的接触边界处形成弹性应力的梯度，该梯度将导致该区域中裂缝的形成。在图4中示出压电器件的一个实施例，该压电器件以多层结构方式构造为压电致动器并且具有由相叠布置的压电层和在这些压电层之间布置的第一和第二电极层构成的叠层1，其中处于清晰的原因只有压电层2、2’和3以及一些第一电极层4和第二电极层5 配备有附图标记。虚线被绘出以说明压电层。叠层1在此具有拥有第一矫顽场强的第一压电层2和直接与该第一压电层相邻地至少一个拥有第二矫顽场强的第二压电层3，其中第一和第二矫顽场强彼此不同。没有示出叠层1外侧上的用于将第一和第二电极层4、5接触并且连接到电压上的金属化部。电极层4、5由铜构成。第一和第二压电层2、3分别布置在两个相邻的电极层4、5之间，从而叠层1具有层序列，该层序列由第一电极层4、第一压电层2、第二电极层5、第二压电层3和另一第一电极层4形成。根据之前在图3A至3C所述的原理，第一和第二矫顽场强区别为，使得在第一和第二压电层之间的接触边界6处，在热处理、金属化、焊接、极化处理时和/或在压电器件的运行中形成局部的弹性应力，该弹性应力在该接触边界的区域中导致减压裂缝和/或极化裂缝的形成，所述减压裂缝和/或计划裂缝基本上平行于电极层4、5走向。此外，叠层1 具有另一压电层2’，该另一压电层同样直接与第二压电层3相邻地布置并且与该第二压电层3具有另一接触边界6’，在该另一接触边界处可以有针对性形成减压裂缝和/或极化裂缝。第一压电层2、2’和第二压电层3在所示实施例中分别具有基于PZT的陶瓷材料， 其中第二压电层3具有这样的组成，该组成具有与第一压电层2、2’不同的成分钛的浓度。 压电层2、2 ’、3的层厚度在所示实施例中是相同的。这种压电材料的弹性伸展和矫顽场强的实施例结合图8至10来描述。此外，第一和第二压电层还可以在该实施例和另外的实施例中附加地或者替代地具有如在发明内容部分中描述的特征中的一个或多个，诸如不同的掺杂物质、掺杂浓度、颗粒大小或者厚度。在图5中示出压电器件的另一实施例。与前面的实施例相比，根据图5的压电器件的叠层1除了具有多个第一压电层2、2’、2’ ’、2’ ’，以外还具有多个第二压电层3、3’、3’ ’、 3’ ’ ’，其中第一和第二压电层交替相叠地布置，从而得出多个接触边界，在这些接触边界上可以有针对性地形成减压裂缝和/或极化裂缝。第二压电层3、3’、3’ ’、3’ ’ ’的数量与第一压电层2、2’、2’ ’、2’ ’ ’的数量的比例在此可以根据相应的要求以及第一和第二矫顽场强来选择。在所示实施例中，叠层1纯示例性地具有同样多的第一和第二压电层，从而叠层1中所有压电层中的50%构造为第二压电层。
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在图6和7中示出压电器件的另外的实施例，这些实施例与图4和6的实施例的不同之处在于，第一和第二压电层2、3直接彼此相邻并且共同地布置在第一电极层与同该第一电极层相邻的第二电极层5之间。在此根据图7中的实施例，两个分别相邻的电极层 4、5之间的所有压电层具有第一和第二压电层2、2’、2’’、2’’’、3、3’、3’’、3’’’。替代于图 6和7的实施例，在两个相邻的电极层4、5之间也可以布置多于一个的第一和第二压电层。 其余，结合图4和5的实施例所述内容也适用于图6和7的实施例。在图8中根据一个实施例示出具有曲线7、8的图表，曲线7、8表示以％为单位的弹性伸展D与在两种不同的示例性示出的压电材料中施加的以kV/mm为单位的电场强度E 的关系，前述实施例的第一和第二压电层可以由所述压电材料制造。其伸展垂直于曲线7 中的电场示出的压电材料具有1. OkV/mm的矫顽场强，而其伸展垂直于曲线8中的电场示出的压电材料具有2. 3kV/mm的矫顽场强。当所施加的电场超过相应的矫顽场强时，在压电材料中既在所施加场的方向上也在垂直于所施加场的方向上形成伸展(也参见图3B)。在曲线 7的材料中——其中矫顽场强小于用附图标记8示例性表示的2. 3kV/mm的场强，在垂直于所施加电场的方向上达到直至0. 17%的高度伸展。而曲线8的材料——其矫顽场强大于或者如这里所示出那样相当于所施加电场的值，具有明显较小的0. 03%的伸展。在图9中根据一个实施例示出具有曲线10的图表，该曲线10示出以kV/mm为单位的矫顽场强K与在基于锆钛酸铅的压电材料中钛含量的以为单位的浓度k的关系。 用附图标记11表明压电材料的准同型相界，该准同型相界位于44moW)与46moW)钛浓度之间的区域中。随着升高的钛浓度，在超过准同型相界之后，可以识别出矫顽场强K的升高。 如在发明内容部分中所述，可以为第一压电层和为第二压电层选择具有相同组成的陶瓷材料，该陶瓷材料在准同型相界的不同侧上具有矫顽场强。因此例如可以为第一压电层选择钛含量小于约46%的材料，并且为第二压电层选择钛含量大于约46%的材料。从而第一矫顽场强小于第二矫顽场强。在图10中根据另一实施例示出用曲线12展示以kV/mm为单位的矫顽场强与陶瓷材料中的上述颗粒大小d50的关系。结合图10来研究的陶瓷材料基于PZT陶瓷，其中可看出的是，随着颗粒大小d50升高，陶瓷材料的矫顽场强降低。之前明显提到的陶瓷材料是纯示例性提及的，并且不应被理解为对本发明的限制。更确切地说，之前所述的实施方式和实施例还可以具有与所述陶瓷材料不同的压电陶瓷材料。本发明不由于根据实施例的描述而限制于此。更确切地说，本发明包括每个新的特征以及特征的每个组合，这尤其是包含权利要求书中的特征的每个组合，即使该特征或该组合本身没有明确地在权利要求书或实施例中说明时也是如此。附图标记列表
1叠层
2、2’、2’’、2’’’第一压电层
3、3’、3’’、3’’’第二压电层
4第一电极层
5第二电极层 6、6’ 接触边界7伸展8伸展9电场强度10矫顽场强11准同型相界12矫顽场强91叠层92内电极93内电极94金属化部95金属化部96有效区域97无效区域98极化裂缝99极化裂缝101压电材料102压电材料
权利要求
1.一种压电器件具有由相叠布置的压电层(2、2’、2’’、2’，’、3、3’、3’’、3’’’)和在这些压电层之间布置的第一和第二电极层(4、5)构成的叠层(1)，其中所述叠层(1)具有至少一个第一压电层(2 )和直接与所述第一压电层相邻的至少一个第二压电层(3)，所述第一压电层具有第一电矫顽场强，并且所述第二压电层具有与第一矫顽场强不同的第二电矫顽场强。
2.根据权利要求1的压电器件，其中所述第一和第二压电层(2、3)被分别选择为，使得两个层之间的接触边界(6)形成用于形成减压裂缝和/或极化裂缝的区域，所述减压裂缝和/或极化裂缝基本上平行于电极层(4、5)走向。
3.根据前述权利要求之一的压电器件，其中所述第一压电层(2)和第二压电层(3)具有不同的陶瓷材料、不同的掺杂物质、不同的掺杂物质浓度、不同的原料颗粒大小、不同的层厚度或者它们的组合。
4.根据前述权利要求之一的压电器件，其中所述第一和第二压电层(2、3)在选自如下特性的恰好一种特性中不同不同的陶瓷材料、不同的掺杂物质、不同的掺杂物质浓度、不同的原料颗粒大小以及不同的层厚度。
5.根据权利要求3或4之一的压电器件，其中所述第一和第二压电层(2、3)具有由多种成分形成的陶瓷材料，这些成分具有相应的浓度，并且其中所述第一和第二压电层(2、3)在至少一种成分的浓度方面不同。
6.根据前述权利要求之一的压电器件，其中所述第一和第二压电层(2、3)具有拥有相同成分的陶瓷材料，其中所述陶瓷材料根据至少一种第一成分的浓度具有准同型相界，该准同型相界位于陶瓷材料的第一结构与第二结构之间，并且其中所述第一和第二压电层(2、3)中的陶瓷材料的第一成分的浓度分别被选择为，使得所述第一压电层(2 )具有拥有第一结构的陶瓷材料并且所述第二压电层(3 )具有拥有第二结构的陶瓷结构。
7.根据权利要求3和4之一的压电器件，其中所述第一和第二压电层(2、3)具有由拥有不同颗粒大小的原料粉末制造的陶瓷材料。
8.根据前述权利要求之一的压电器件，其中所述原料粉末的颗粒大小d50为大于或等于0. 3 μ m并且小于或等于2. 0 μ m，并且其中所述原料粉末的颗粒大小d50中的区别为大于或等于0. 1 μ m并且小于或等于 1. 5 μ m。
9.根据权利要求3和4之一的压电器件，其中所述第一压电层(2)具有第一厚度并且所述第二压电层具有第二厚度，并且其中所述第一和第二厚度彼此不同。
10.根据权利要求9的压电器件，其中所述第一和第二厚度的比例为大于或等于1. 1或者小于或等于3. 0。
11.根据前述权利要求之一的压电器件，其中所述叠层(1)具有直接相叠布置的层的序列，并且其中所述序列由第一电极层(4)、第一压电层(2)、第二电极层(5)、第二压电层(3)以及另外的第一电极层(4)形成。
12.根据前述权利要求之一的压电器件，其中所述叠层(1)具有直接相叠布置的层的序列，并且其中所述序列由第一电极层(4)、第一压电层(2)、第二压电层(3)以及与第一电极层相邻的第二电极层(5)形成。
13.根据权利要求11或12之一的压电器件，其中所述叠层(1)具有另外的第一压电层(2’、2’’、2’’’)和至少一个第二压电层(3)。
14.根据权利要求11至13之一的压电器件，其中所述叠层具有同样多的第一和第二压电层(2、2’、2’’、2’’’、3、3’、3’’、3’’’)。
全文摘要
说明一种压电器件，该压电器件具有由相叠布置的压电层(2、2’、2’’、2’’’、3、3’、3’’、3’’’)和在这些压电层之间布置的第一和第二电极层(4、5)构成的叠层(1)，其中所述叠层(1)具有至少一个第一压电层(2)和直接与所述第一压电层相邻的至少一个第二压电层(3)，所述第一压电层具有第一电矫顽场强，并且所述第二压电层具有与第一矫顽场强不同的第二电矫顽场强。
文档编号H01L41/083GK102449794SQ201080023685
公开日2012年5月9日 申请日期2010年5月19日 优先权日2009年5月29日
发明者格拉祖诺夫 A., 德诺夫塞克 O. 申请人:埃普科斯股份有限公司