(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間生成物としての圧電多層構成要素であって、
順に重ねて置かれる未加工の圧電セラミック層（２）と、それらの間に位置する電極層（３）とからなる積層体（１）を含み、
前記積層体（１）が第１の領域（Ｂ）と第２の領域（Ａ）とを含み、
擾乱物質を含む、少なくとも１つの追加の擾乱層（４）が前記積層体（１）に組み込まれ、前記擾乱物質は、焼結の間、前記第２の領域（Ａ）を前記第１の領域（Ｂ）よりも機械的に弱くするように前記第２の領域（Ａ）内に拡散し、前記第２の領域（Ａ）の物質の焼結の振る舞いを変化させる、
圧電多層構成要素。
【請求項２】
前記擾乱物質が遷移金属を含む、請求項１に記載の圧電多層構成要素。
【請求項３】
前記擾乱物質が酸化物、水酸化物、塩から選ばれた化学的化合物からなる、請求項１または２に記載の圧電多層構成要素。
【請求項４】
前記擾乱層（４）が電極層（３）に置かれる、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧電多層構成要素。
【請求項５】
前記擾乱層（４）が圧電セラミック層（２）に置かれる、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧電多層構成要素。
【請求項６】
前記擾乱層（４）が構造体化され、前記積層体（１）の層（２、３）を不完全に覆う、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧電多層構成要素。
【請求項７】
圧電セラミック層（２）が前記擾乱物質でドープされる、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧電多層構成要素。
【請求項８】
前記擾乱物質が電極層（３）に導入される、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧電多層構成要素。
【請求項９】
前記擾乱物質が前記積層体（１）の断面領域にわたって延びる、請求項１から８のいずれか一項に記載の圧電多層構成要素。
【請求項１０】
前記第２の領域（Ｂ）が前記擾乱物質と隣接する圧電セラミック層（２）の部分からなる、請求項１から９のいずれか一項に記載の圧電多層構成要素。
【請求項１１】
中間生成物として生成された、請求項１から１０のいずれか一項に記載の圧電多層構成要素が焼結され、
前記焼結の間、前記第２の領域（Ａ）が前記第１の領域（Ｂ）よりも機械的に弱くなるように、前記擾乱物質が前記第２の領域（Ａ）内に拡散し、前記擾乱物質が前記第２の領域（Ａ）内の物質の焼結の振る舞いを変化させる、
圧電多層構成要素を生成する方法。
【請求項１２】
順に重ねて置かれる圧電セラミック層（２）およびそれらの間に置かれる電極層（３）からなる積層体（１）と、
前記積層体（１）の第１の領域（Ｂ）および第２の領域（Ａ）と、を含み、
前記第２の領域（Ａ）が擾乱物質を含み、前記擾乱物質は前記第２の領域（Ａ）の機械的構造安定性を前記第１の領域（Ｂ）よりも小さくするために用いられる、
請求項１１に記載の方法を用いて生成されることができる圧電多層構成要素。
【請求項１３】
前記第２の領域（Ａ）と前記第１の領域（Ｂ）に圧電セラミック物質があり、
前記第２の領域（Ａ）内の前記圧電セラミック物質の構造が、前記第１の領域（Ｂ）内の前記圧電セラミック物質の構造と比べて変化している、
請求項１２に記載の圧電多層構成要素。
【請求項１４】
前記第２の領域（Ａ）内の前記圧電セラミック物質が前記第１の領域（Ｂ）内の前記圧電セラミック物質よりも高い多孔性を有する、請求項１２または１３に記載の圧電多層構成要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
機械的構造安定性が少ない領域を有する圧電多層構成要素が記載される。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、弱い層を有する圧電多層構成要素を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００６０３１０８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
達成すべき１つの目的は、長い期間にわたる安定性を有する圧電多層構成要素を記載することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
順に重ねて置かれる圧電セラミック層と、それらの間に位置する電極層とからなる積層体を有する圧電多層構成要素が記載される。積層体は第１の領域と第２の領域とを含み、第２の領域は擾乱物質を含み、これは第２の領域を第１の領域よりも機械的に構造安定ではなくするために用いられる。
【０００６】
第１の領域および第２の領域は好ましくはそれぞれ積層体内の横方向に延びる。すなわち積層方向と直角に延びる。第１の領域と第２の領域の両者が積層体の層に本質的に平行に延び、好ましくは積層体の断面領域全体にわたって延びる。
【０００７】
これら２つの領域のそれぞれが積層体の１つ以上の圧電セラミック層を有してもよく、または１つの圧電セラミック層の一部のみを有してもよい。第１の領域および第２の領域は好ましくは互いに隣接している。
【０００８】
圧電多層構成要素は、積層体において特定の機械的負荷により発生した機械的応力を、機械的構造安定性が少ない領域、すなわち第２の領域における制御されたひび割れの形成によって軽減することができるという利点を有する。特にこれは、互いに異なる極性の２つの電極層がひび割れによって互いに接続されることを回避する。なぜならひび割れが、機械的構造安定性がより少ない第２の領域内の層に平行に形成されるためである。この目的のために、第２の領域よりも機械的構造安定性が高い第１の領域が、積層方向において第２の領域に隣接して設けられる。第１の領域は好ましくは２つの副領域からなり、それらは第２の領域を積層方向において囲む。したがってひび割れは第２の領域内に導かれ、第１の領域内には広がらない。このことは互いに異なる極性の電極層の間の短絡を防止し、したがって構成要素の長い期間にわたる安定性を向上させる。
【０００９】
第２の領域は擾乱物質によって脆弱化される。一実施形態において、第２の領域は圧電セラミック物質を含み、その構造は焼結過程の間の擾乱物質の存在によって変化する。この場合には、好ましくは第２の領域の圧電セラミック物質が第１の領域の圧電セラミック物質よりも高い多孔性を有する。したがって第２の領域は機械的に脆弱化される。
【００１０】
第１の領域は好ましくは同様に圧電セラミック物質を含む。その構造は擾乱物質によって変化しないか、わずかだけ変化する。擾乱物質はまた、第２の領域の材料との化学的化合物内に存在してもよい。
【００１１】
さらに、中間生成物としての圧電多層構成要素が記載される。その中間生成物から、記載された圧電多層構成要素が生成されうる。擾乱物質は、中間生成物内に導入され、第２の領域を第１の領域よりも機械的に脆弱化するように第２の領域内の材料の焼結の振る舞いを変化させるために適している。
【００１２】
擾乱物質は好ましくは、積層体が加熱された場合に擾乱物質が積層体の第２の領域内に拡散することができるように、そして第２の領域の焼結の振る舞いを変化させることができるように選択される。しかしながら、擾乱物質は焼結の過程の前でさえ第２の領域内に導入されてもよく、第２の領域の焼結の振る舞いを変化させることができる。この場合には、例として、第２の領域は擾乱物質でドープされた圧電セラミック層である。この場合には、擾乱物質はこのドープされた層の焼結の振る舞いを変化させることができ、さらに、隣接する圧電セラミック層内に拡散することができ、その焼結の振る舞いを妨げることもできる。擾乱物質はまた、活性化材料と呼ばれることもある。
【００１３】
導入される擾乱物質は好ましくは遷移金属を含む。擾乱物質は遷移金属からなってもよく、遷移金属といくつかの他の金属との混合物を含んでもよい。他の金属は好ましくは電極層に含まれる。このことは、積層体内に用いられる金属のタイプの数を最小化し、したがって多層構成要素の生成を簡単にするという利点がある。擾乱物質はまた、セラミック粉末と混合されることもできる。セラミック粉末は、好ましくは圧電セラミック層のためにも用いられる。
【００１４】
例として、擾乱物質はニッケルを含むか、またはニッケルからなる。一実施形態によれば、擾乱物質は酸化物、水酸化物または塩を含む化学的化合物の形態である。
【００１５】
ニッケルの代わりに、擾乱物質として例えばバナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、亜鉛、ガリウムまたはゲルマニウムなどの他の物質を用いることもまた可能である。これらの物質は金属または合金、またはニッケルの場合として上記した化学的化合物の形態で用いられてもよい。
【００１６】
中間生成物の一実施形態では、擾乱物質を含む少なくとも１つの追加の擾乱層が積層体に導入される。
【００１７】
擾乱層は電極層に置かれることができる。一実施形態では、擾乱層は電極層にわたってのみ延びる。擾乱層は、しかしながら、積層体の断面領域全体にわたって延びてもよい。
【００１８】
代替の一実施形態では、擾乱層は圧電セラミック層に置かれる。擾乱層は好ましくは積層体の断面領域全体にわたって延びる。
【００１９】
一実施形態では、擾乱層は構造体化され、積層体の層を不完全に覆う。擾乱層は電極層の形状と異なる形状パターンを有してもよい。例えば、擾乱層は島の形態または切り抜きを有する層の形態の擾乱物質からなる。この場合には、これは擾乱物質を含む層であってよく、該層は断続的な構造を有する。
【００２０】
代替例として、擾乱層は電極層と同一の形態および／または形状を有してもよい。このことは、電極層と擾乱層が積層体の圧電セラミック層に同じ方法で置かれることができ、したがって、例えば、これらの層にプリントするために同じマスクが用いられることが可能となる、利点を有する。
【００２１】
一実施形態によれば、擾乱層は積層体の一方の長手方向面から積層体の他方の長手方向面まで延びる。特に、この場合には、擾乱層は積層体の平面領域を完全に覆うことができる。
【００２２】
擾乱層は好ましくはスクリーン印刷、スパッタリングまたは噴霧によって生成される。
【００２３】
中間生成物の一実施形態によれば、擾乱層は擾乱物質が含まれる層からなる。例として、これは擾乱物質でドープされた圧電セラミック層である。この場合には、圧電セラミック層自身は弱い層として用いられてもよい。擾乱物質は電極層内に含まれてもよく、焼結過程の間に隣接する圧電セラミック層内に拡散してもよい。
【００２４】
第２の領域は、擾乱物質を含む領域に好ましくは隣接している。擾乱層が存在するとき、第２の領域は、例えば、積層方向に沿って擾乱層に隣接する圧電セラミック層を含む。圧電セラミック層が擾乱物質でドープされる場合、第２の領域は、例えばこの圧電セラミック層を含む。積層方向に沿って延びる第２の領域の範囲は、主に擾乱物質の拡散特性に従属し、擾乱物質の量に従属する。
【００２５】
多層構成要素の第２の領域は、好ましくは圧電セラミック物質、特にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる。この物質は好ましくは圧電セラミック層内に含まれる。第２の領域に含まれる、これなどのセラミック物質は、擾乱物質と反応して、多層構成要素の熱処理の間に、例えば焼結過程の間に、第２の領域の機械的強度を、この第２の領域が弱い領域または弱い層として用いられることができる程度にまで、減少させることができることが判明している。
【００２６】
擾乱物質の選択に従属して、取り囲む焼結されたセラミックの多孔性および構造がこの場合には変化しうる。圧電セラミック物質への変化の程度はこの場合には主に擾乱物質への距離、用いられる擾乱物質の性質および置かれる擾乱物質の量に従属する。
【００２７】
取り囲む層からの擾乱物質の距離および擾乱物質の性質の影響は、取り囲む材料を介した擾乱物質の拡散曲線に支配される。圧電セラミック層が擾乱物質からより近くに位置するほど、より多くの擾乱物質が焼結過程の間に圧電セラミック層内へ拡散し、圧電セラミック層の焼結の振る舞いが擾乱物質によって影響を受ける範囲がより大きくなる。その結果、ひび割れを定める影響すなわち多孔性への影響および焼結過程の完了後の構造もまた、中間生成物内の圧電セラミック層と擾乱物質との間の距離に従属する。
【００２８】
極端なときには、擾乱層から長い距離を離れた圧電セラミック層内の多孔性および構造には変化がないことすらある。なぜならば、擾乱物質および擾乱層が焼結過程の間の拡散過程によってこれらの層に届くことができないからである。機械的構造安定性が第２の領域と比較して高い、積層体の第１の領域は、好ましくは第２の領域よりも擾乱物質からより遠い。第１の領域は、それゆえ第２の領域よりも少ない量の擾乱物質を含み、それゆえ焼結の振る舞いにおいて変化しないか、またはわずかにだけ変化する。
【００２９】
個別の圧電セラミック層と擾乱層との間の距離に加えて、擾乱層内の擾乱物質の量も役割を果たす。擾乱曲線に影響を与えることに加え、この量は焼結されたセラミックの第１の材料の濃度に影響を与える。量が少ない場合には、焼結過程の完了後の多孔性と構造の変化も同様に小さくなる。
【００３０】
焼結過程の終了時に、一様でない多孔性の分散と一様でない構造の積層体が形成され、積層体の体において異なる機械的強度への分散につながる。例として、いくつかの圧電層が他の圧電層よりも機械的に弱い。機械的構造安定性が低い圧電セラミック層は好ましくは擾乱層に近接して位置する。積層体のポーリングおよび動作の間のひび割れはこの場合には好ましくは、より弱い圧電セラミック層内に形成される。隣接する層がより機械的に強いため、これらのようなひび割れはより弱い層内にのみ伝播するはずである。したがって、ひび割れ曲線は電極層に本質的に平行に走り、圧電多層構成要素の寿命を延ばすことにつながる。
【００３１】
積層体または圧電多層構成要素のポーリングおよび動作の間に、ひび割れが電極層の平面から離れないことを保証するように、局部的にのみではなく、例えば多層構成要素の縁においてのみではなく、多層構成要素の平面領域全体の多孔性および構造が、好ましくは変化する。これを達成するように、擾乱層は積層体の断面領域全体にわたって延びることができる。
【００３２】
加えて、圧電多層構成要素を生成するための方法が記載され、中間生成物として生成された圧電多層構成要素が焼結される。焼結の間、擾乱物質は第２の領域内の物質の焼結の振る舞いを変化させ、したがって第２の領域を機械的に脆弱化する。この場合には、擾乱物質は積層体が加熱される前にさえ第２の領域に位置してもよく、または加熱の間のみ第２の領域内に拡散してもよい。
【００３３】
擾乱層は好ましくはすでに述べた技術の１つによって生成され、すでに述べたタイプのパターンによって形成される。
【００３４】
上記の主題は以下の図面および例示的な実施形態を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】概略的に示された圧電多層構成要素を貫く長手方向断面図である。
【図２】概略的に示された圧電多層構成要素の領域を貫く長手方向断面図である。
【図３ａ】圧電多層構成要素の様々なひび割れ形成を示す図である。
【図３ｂ】圧電多層構成要素の様々なひび割れ形成を示す図である。
【図４】擾乱層を有する圧電多層構成要素を貫く長手方向断面図である。
【図５ａ】擾乱物質のために構造安定性が低い領域を有する圧電多層構成要素を貫く長手方向断面図である。
【図５ｂ】擾乱物質のために構造安定性が低い領域を有する圧電多層構成要素を貫く長手方向断面図である。
【図６ａ】擾乱層の様々な実施形態を示す図である。
【図６ｂ】擾乱層の様々な実施形態を示す図である。
【図６ｃ】擾乱層の様々な実施形態を示す図である。
【図６ｄ】擾乱層の様々な実施形態を示す図である。
【図７ａ】異なる形状のパターンを有する擾乱層の平面図である。
【図７ｂ】異なる形状のパターンを有する擾乱層の平面図である。
【図７ｃ】異なる形状のパターンを有する擾乱層の平面図である。
【図７ｄ】異なる形状のパターンを有する擾乱層の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は概略的に図示された圧電アクチュエータを貫く断面を示す。該圧電アクチュエータは、圧電セラミック層２およびその間に位置する電極層３からなる積層体１を含む。外部接点が積層体１の２つの長手方向面に外部メタライゼーション５として置かれ、これらの長手方向面に導かれる電極層３の端部と接触する。異なる極性を有する隣接した電極層は、（圧電アクチュエータの積層体の軸に平行に向く）正射影において重なり合う。活性領域と呼ばれうる重なり領域における電場は、これらの電極層の間に存在する圧電セラミック層２を屈折させるか引き延ばすことにつながる。互いに反対の極性の隣接する電極層３が重なり合わない領域は不活性領域と呼ばれる。この領域では、圧電効果は実質的に全く屈折しない結果となる。電極層３が焼結過程の間に過剰に溶けないように、そして、プリントされた電極層の構造体が焼結過程の間および後に実質的に変化しないままであるように、電極層３の材料が選択される。
【００３７】
図２は、互いに反対の極性の隣接する電極層３の間に複数の圧電セラミック層２が順に重ねて積層されうる、圧電アクチュエータの積層体１の断面を示す。このような断面はまた、以下の文に記載される圧電アクチュエータの実施形態のための構造体の基礎として用いられる。なぜなら、擾乱層が追加の圧電セラミック層２の間に置かれることができ、それは積層体の機械的に脆弱化された第２の領域を生成するように化学反応を開始する。
【００３８】
図３ａは、ひび割れ６がどのように複数の電極層３にまたがるか、特に、圧電アクチュエータ内の互いに反対の極性の電極層３にまたがるかを示す。
【００３９】
本願の発明者は、圧電アクチュエータの信頼性が、発生する任意のひび割れへの対処に決定的に依存することを発見した。熱処理、例えば（８００℃と１５００℃の間の温度での）焼結の間、メタライゼーションおよびはんだ付けの間、（焼結された）圧電アクチュエータの極性形成の間、活性（駆動された）領域および非活性（孤立した）領域内で発生する異なる歪みは、圧電アクチュエータ内で、いわゆる張力緩和ひび割れ（Ｅｎｔｌａｓｔｕｎｇｓｒｉｓｓｅｎ）および／またはポーリングひび割れ（Ｐｏｌｕｎｇｓｒｉｓｓｅｎ）につながる機械的な応力をもたらす。これらは非活性領域内または電極層３内を走る。これらのひび割れは遷移領域において活性領域へと曲がりうる。この場合にこれらのひび割れが少なくとも２つの電極層を橋渡しするならば、圧電アクチュエータを不具合にしうる短絡が発生しうる。これに対して、内部電極に平行に走るひび割れは、圧電アクチュエータのライフサイクルに実質的に危険を及ぼさない。
【００４０】
図３ｂは圧電アクチュエータの積層体１内のひび割れ６の安全な断面を示す。ひび割れは実質的に電極層３および圧電セラミック層２に平行に走り、その結果としてひび割れは互いに異なる極性の電極層にまたがることなく、それゆえいかなる短絡も発生させることはない。
【００４１】
図４は今や中間生成物としての圧電アクチュエータを示し、そこでは複数の擾乱層４が積層体１の高さにわたって拡散される。擾乱物質として、擾乱層４は遷移金属、例えばニッケルを含んでもよく、それぞれが電極層３に置かれている。擾乱層４はこの場合には、積層体１の断面領域全体にわたって広がる。
【００４２】
ニッケルは様々な形態で、例えば金属ニッケル、ニッケル酸化物、ニッケル水酸化物またはニッケル塩として、擾乱物質として存在してよい。ニッケルを含む物質は圧電セラミック粉末と混合されてもよく、積層体内に存在する層に置かれてもよい。圧電セラミック層に用いられるのと同一の圧電セラミックからなる粉末が好ましくはここで用いられる。ニッケルを含む物質は、これの代わりに金属粉と混合されてもよく、積層体の存在する層に置かれてもよい。ここでは積層体の電極層で用いられるのと同じ金属物質が好ましくは使われる。これらの物質は、例えば、銅、銀、パラジウムまたはこれらの金属の合金を含む。電極層が擾乱層としてはたらく場合、擾乱物質は電極層をプリントするためのペーストに加えられてもよい。
【００４３】
図４は、その都度擾乱層４がどのように電極層３に置かれるかを示す。擾乱層は積層体内の様々な点に配置されうる。例えば、図４に示したように、電極層に直接位置することができる。擾乱層は、しかしながら、積層方向において隣接し、間に電極層３がない、２つの圧電セラミック層の間に置かれてもよい。
【００４４】
好ましくは、最大で１０μｍの厚さであり、ニッケルを含む物質からなる、薄い擾乱層４は、積層体１の焼結の間に周囲の圧電セラミックと反応することができ、圧電セラミックの焼結の振る舞いを変化させる。
【００４５】
２つの隣接した内側電極の間にそれぞれ配置された、セラミック層内の擾乱層に隣接したセラミック物質に関して、ニッケルが擾乱物質として用いられる場合、ニッケルの含有量は圧電セラミック物質の０．０５から１０モル％であり、好ましくは０．５から６モル％である。
【００４６】
圧電セラミック層は第１の物質でドープされ、上記の量はセラミック内に存在するニッケルの含有量を超過して追加した量として理解される。
【００４７】
積層方向においてそれぞれ隣接する２つの擾乱層の間の距離は、好ましくは０．５から５ｍｍの間、好ましくは０．６から２．５ｍｍの間である。
【００４８】
図５ａは影付きの第２の領域Ａを示し、それは擾乱物質のために、第１の領域Ｂよりも機械的に弱い。焼結過程の間、擾乱物質が擾乱層４から隣接する圧電セラミック層内へ拡散され、焼結の振る舞いにおける擾乱へと導く。第１の領域Ｂは擾乱層４からより遠いため、この領域内への擾乱物質の拡散はより少ない。第１の領域Ｂは第２の領域Ａを積層方向において囲む。
【００４９】
図５ｂは、積層体が機械的負荷をかけられたとき、制御されたひび割れ６がこの第１の領域Ａを通ってどのように形成されうるのかを示す。ひび割れは中間生成物内に置かれた擾乱層４の近辺の第１の領域Ａの内側を走る。このことは、擾乱層４に近いほど圧電セラミック層が弱くなるということが理由である。圧電セラミック層の機械的構造安定性は、擾乱層４から距離が増加する方向において連続して減少することができる。また、第２の領域Ａと第１の領域Ｂの間の遷移は、したがって平坦な曲線を有することができる。
【００５０】
図６ａから図６ｄは、中間生成物内の擾乱物質に関する様々な配置の選択肢を示す。
【００５１】
図６ａは電極層３に置かれた擾乱層４を示す。電極層３とは対照的に、擾乱層４は積層体の断面全体に広がっている。
【００５２】
図６ｂは擾乱物質が導入された電極層３ａを示す。擾乱物質は、この場合には電極層３の全体には導入されない。
【００５３】
図６ｃは擾乱層４がどのように積層体１の断面全体にわたって走り、圧電セラミック層２に置かれるかを示す。
【００５４】
図６ｄは擾乱物質でドープされた圧電セラミック層２ａを示す。焼結過程の間、擾乱物質はこの圧電セラミック層２ａの焼結の振る舞いを変化させ、さらに、近接の圧電セラミック層２へとより遠く拡散し、それらの焼結の振る舞いを妨げることができる。
【００５５】
図７ａは積層体の断面領域全体を覆う擾乱層４の平面図を示す。例として、擾乱層４は圧電セラミック層２または電極層３を覆う。
【００５６】
図７ｂは、積層体の層２、３の表面の一部のみを覆う島４ａの配置の形態である擾乱層４の平面図を示す。この場合には島４ａは円形であるが、他の任意の所望の外形、例えば多角形の外形であってもよい。島４ａは積層体１の層２、３に、互いからそれぞれ等しい距離をおくように、好ましくは規則的なパターンで置かれる。これなどの規則的な構造は、しかしながら、絶対の要件ではない。好ましくは、島４ａは積層体１の断面領域にわたって一様に分布する。
【００５７】
図７ｃは、積層体の層２、３への網目状構造体４ｃとして置かれる擾乱層４を示す。擾乱物質は、したがって、正方形の切り抜き４ｂを取り囲むひとかたまりの構造体として層２、３に配置される。
【００５８】
図７ｄは、同心状の枠の形状の擾乱物質の領域４ｄの配置として積層体の層２、３に置かれた擾乱層４を示す。これらの擾乱物質の領域は、この場合には円形または正方形の外周を有してよい。これらは枠の形状であり共通の中心を有する島と考えてよい。
【００５９】
上記の図に示された擾乱層は、好ましくは中間生成物だけでなく最終生成物にも同様にみられる。
【００６０】
擾乱層を有する圧電多層構成要素の構造と同様に、好ましい物質組成も以下の文章に記載される。この場合には、実施形態に述べられた物質の、および擾乱物質の配置の、任意の所望の組み合わせもまた実行可能である。
【００６１】
例として、圧電セラミック層は以下の式による組成を有するセラミックからなる。
（ＰｂｘＮｄｙ）（（Ｚｒ１−ｚＴｉｚ）１−ａＮｉａ）Ｏ３
ここで  ０．９０≦ｘ≦１．１０、
０．０００１≦ｙ≦０．０６、
０．３５≦ｚ≦０．６０、
０≦ａ≦０．１０。
【００６２】
第１の実施形態によれば、擾乱物質は有機結合材を有するニッケル酸化物を含むペーストを含む。擾乱層はスクリーン印刷によって電極層に置かれる。電極層に置かれるニッケルの濃度は隣接する層の圧電セラミックまたは隣接する圧電セラミック層に対して０．５〜６モル％である。２つの積層方向に隣接する擾乱層の間の距離は０．６〜２．５ｍｍである。擾乱層は電極層の領域全体に置かれ、積層体の断面領域全体にわたって広がる。電極層は好ましくは金属として銅のみを含む。
【００６３】
さらなる実施形態によれば、ニッケルを含む材料は、ニッケルと銅の合金と有機結合材との粉末混合物からなる。擾乱物質はこの場合には電極層に加えられる。電極層はスクリーン印刷によって生成される。置かれたニッケルの濃度は隣接する圧電セラミック層の圧電セラミックに対して０．５〜６モル％である。２つの積層方向に隣接する擾乱層の間の距離は０．６〜２．５ｍｍである。ニッケルを含む電極層の形状は、金属として銅のみを含むさらなる電極層の形状と一致する。
【００６４】
さらなる実施形態によれば、ニッケルを含む材料は、ニッケル酸化物と銅を含み有機結合材を有するペーストからなる。擾乱物質はこの場合にもまた、スクリーン印刷によって置かれた電極層に加えられる。置かれたニッケルの濃度は隣接する圧電セラミック層の圧電セラミックに対して０．５〜６モル％である。２つの積層方向に隣接する擾乱層の間の距離は０．６〜２．５ｍｍである。ニッケルを含む電極層の形状は、金属として銅のみを含むさらなる電極層の形状と一致する。
【符号の説明】
【００６５】
１  圧電セラミック層および電極層の積層体
２  圧電セラミック層
２ａ  擾乱材料を含む圧電セラミック層
３  電極層
３ａ  擾乱材料を含む電極層
４  擾乱層
４ａ  島
４ｂ  切り抜き
４ｃ  網目状構造
４ｄ  枠の形状の領域
５  外部接点
６  ひび割れ
Ａ  第２の領域
Ｂ  第１の領域
【図１】
0005587793.tif 000002
【図２】
0005587793.tif 000003
【図３ａ）】
0005587793.tif 000004
【図３ｂ）】
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【図４】
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【図５ａ）】
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【図５ｂ）】
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【図６ａ）】
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【図６ｂ）】
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【図６ｃ）】
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【図６ｄ）】
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【図７ａ）】
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【図７ｂ）】
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【図７ｃ）】
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【図７ｄ）】
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