WO2013026764A2 - Verfahren zur elektrischen passivierung elektromechanischer bauelemente - Google Patents

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    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure

Definitions

  • the invention relates to a method for the electrical passivation of electromechanical, in particular piezoelectric components.
  • Piezoceramic components are becoming increasingly important in modern electrical engineering.
  • Piezo actuators are often used as actuators or in fuel injection systems.
  • Piezoactuators are usually designed as multilayer components with a large number of piezoelectric ceramic layers and electrode layers arranged alternately. A corresponding multilayer actuator is described in detail, for example, in DE 102 34 787 C1.
  • Piezo actuators must be operated as electromechanical components partially with high electrical voltages or field strengths.
  • piezoelectric sensors and piezoelectric generators for example piezotransformers
  • the inner electrodes usually extend to the side surfaces of a component, for example a multilayer actuator, in order to achieve the largest possible electrically active surface of the piezoceramic layers.
  • the internal electrodes extend as far as the outside, a large part of the lateral surface is electrically active, whereby the actuator can not be operated directly in electrically conductive liquids such as internal combustion engine fuels, especially in direct injection systems in the automotive sector, since this leads to an electrical short circuit different internal electrodes and thus would lead to the failure of the multilayer actuator.
  • piezoelectric electrical components In order to ensure sufficient protection against surface flashover and the environment, piezoelectric electrical components usually surface passivated.
  • piezoceramic components can be passivated against surface flashovers from surrounding medium by the application of polymers, silicones, silicone elastomer, thermoplastics or polyurethane.
  • the application of the layers is usually done by brushing, spraying or dipping. After the coating is usually carried out a thermal step, which leads to Trock ⁇ voltage or for chemical curing of polymers such as silicone elastomers,.
  • This object is achieved by a method for electrically passivating at least one surface of an electromechanical, in particular piezoelectric, component. transmitting at least one electrode, wherein one of ceramic particles is applied to the passivated to four ⁇ surface by means of aerosol deposition, a ceramic layer.
  • the aerosol deposition of ceramic protective layers on a piezoceramic component makes it possible to provide components with high reliability and service life.
  • the advantages of the aerosol deposition can be combined with the advantageous properties of a ceramic protective layer.
  • the thermal expansion coefficient of a ceramic layer applied for passivation corresponds approximately to that of a piezoceramic Baulemen tes.
  • mechanical stresses can be largely avoided.
  • a ceramic layer can be applied to flat or unre ⁇ regularly shaped, rough and uneven surfaces, for example concave, the convex surfaces, applied by aerosol deposition.
  • surface-conforming protective layers can be applied by means of a surface application of high-density ceramic layers by means of aerosol deposition.
  • special non-planar passivated surfaces of a device against a surrounding medium can be electrically, chemically and / or thermally isolated.
  • the ceramic layer is deposited by means of aerosol deposition of ceramic particles.
  • Preferred is an aerosol deposition by means of the so-called ⁇ aerosol deposition method.
  • aerosol deposition an aerosol is made from a powder.
  • An aerosol separation of particles takes place in particular at high speed and low temperature.
  • the aero- sol may for example be accelerated under the suction effect ⁇ a vacuum pump in a vacuum section.
  • the layer is formed. Before ⁇ preferably the particles emerge from a ver ⁇ movable in three axes nozzle. Alternatively, the device can be moved while the nozzle is stationary.
  • the powder particles strike with a high kinetic energy.
  • a preferred velocity of the particles is in the range of> 10 m / s to -S 3000 m / s, preferably in the range of> 100 m / s to -S 1000 m / s.
  • Particularly suitable for the aerosol deposition are particles with a particle size in the range of> 10 nm to -S 100 ym, preferably in the range of> 100 nm to -S 50 ym, preferably in the range of> 200 nm to -S 10 ym, in particular in the range of> 300 nm to -S 5 ym.
  • the ceramic layer is deposited at temperatures ⁇ 700 ° C, preferably ⁇ 300 ° C from.
  • the ceramic layer is deposited at temperatures in the range of> 18 ° C to ⁇ 300 ° C from. It is particularly advantageous that although the ceramic layer can be deposited at low temperatures, the protective layer, the typical ceramic own sheep ⁇ th has such a good temperature stability.
  • the ceramic layers can be thermally treated. As a result, the properties, in particular the density, can be further improved.
  • the microstructure can be influenced like the mean grain size of the deposited layer.
  • the density and porosity can be adjusted.
  • the density of the layer can be increased.
  • the ⁇ special theoretical density or technologically achievable maximum density of a deposited ceramic layer can be further increased, as this allows a sintering green sheets.
  • a theoretical density or a technologically achievable maximum density in the range of 98 ⁇ 6 to 100% in particular in the range of 99% to 100% of a possible theoretical density or technologically achievable maximum density of 100% can be achieved.
  • Due to the high density of the deposited layer electrical insulation can be ensured.
  • the layer deposited for passivation can fulfill the function of an insulation layer. Furthermore, the diffusion of water or other media can be prevented.
  • the oxygen content of the deposited ceramic layer can be increased. This is advantageous insbesonde- re since the electrical conductivity of the ist ⁇ different layer increases when oxygen escapes, for example, during manufacture. Therefore, by annealing the electrical conductivity of the passivating layer can be lowered in vorteilhaf ⁇ ter manner.
  • the ceramic layer has a thickness in the range of> 0.5 to ym ⁇ 100 ym, before ⁇ preferably in the range of> 1 ym to ⁇ 50 ym, preferably in the loading rich from> 5 ym to ⁇ 20 ym, up.
  • surfaces of a thickness in the range of> 0.5 .mu.m to ⁇ 100 .mu.m can advantageously be deposited on flat as well as on uneven, for example concave or convex contours. This also allows so-called 3D shaping.
  • a small thickness of the passivation layer causes good heat dissipation capability. This is in particular ⁇ sondere beneficial in multilayer actuators.
  • Preferred electromechanical components are piezoelectric ⁇ specific devices, which in addition to the at least one electrode at least one piezoelectric ceramic layer. This active piezoelectric ceramic layer extends on ⁇ due to the piezoelectric effect when an electric voltage across the internal electrodes.
  • the findsschie ⁇ for electrical passivation ceramic layer is formed of materials that form perovskite.
  • the ceramic layer is formed of materials selected from the group consisting of lead zirconate titanate, lithium niobate, potassium sodium niobate, barium titanate, lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT), lead Zirconium niobate - lead titanate and / or bismuth sodium titanate.
  • the material of the deposited for forming the layer of particle corresponds to the material of the deposited layer and can for example be selected from materials out ⁇ selected from the group comprising lead zirconate titanate, Li ⁇ thiumniobat, potassium sodium niobate, Barium titanate, lead magnesium niobate - lead titanate (PMN-PT), lead zirconium niobate - lead titanate and / or bismuth sodium titanate.
  • lead zirconate titanate Li ⁇ thiumniobat, potassium sodium niobate, Barium titanate, lead magnesium niobate - lead titanate (PMN-PT), lead zirconium niobate - lead titanate and / or bismuth sodium titanate.
  • the material of the deposited for electrical passivation ⁇ vation ceramic layer corresponds to the material of the piezoelectric layer (s) of a piezoelectric component.
  • the material of the Kera ⁇ mik Anlagen is formed of the same material as the active piezoelectric layer.
  • piezoceramic material and "piezoelectric ⁇ cal ceramic” in the context of the present invention, a ceramic material which is piezoelectrically active, as well as such a ceramic material which is piezoelectrically active only by polarization or other pretreatment.
  • a piezoceramic becomes piezoelectrically active by polarization in a homogeneous electric field.
  • Layers of the same material or the same material advantageously have a similar or equal extensibility and / or thermal expansion coefficients as the piezoelectric component and thereby allow use in thermal cycling. Furthermore, a longer life of the device at Temperaturcicbelas ⁇ tion can be provided by the same thermal expansion coefficient.
  • a piezoelectric effect of the insulating layer can be exploited.
  • the ceramic layer is formed from a ceramic electrically isolie ⁇ leaders material selected from the group comprising Alumini ⁇ oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, titanium oxide and / or Silizi ⁇ oxide.
  • Layers of an electrically insulating material have the advantage of good electrical insulation. Further comprise ceramic materials selected from the group collectively to ⁇ alumina, magnesia, zirconia, titania and / or silica in an advantageous manner similar elongation and / or thermal expansion coefficient as the piezoelectric ceramic layers. Permit independent ⁇ chen also provide a use of the device at tempera ⁇ turcicbe runung and can last longer on the device during thermal cycling available.
  • the ceramic layer is doped, preferably with metals selected from the group consisting of silver, nickel, manganese, antimony, molybdenum, tantalum, tungsten, hafnium, potassium, calcium, strontium, lithium
  • Rare earth metals are selected from the group comprising scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and / or lutetium.
  • Preferred dopants are in particular selected from the group comprising silver, nickel, manganese, antimony, molybdenum, tantalum, tungsten, hafnium, potassium, calcium, strontium, lithium or rare earth metals. Dopants are preferably added in the form of their oxides.
  • the ceramic layer preferably has a proportion of dopants ranging from> 0.5% by weight to ⁇ 30% by weight, based on the total weight of the layer.
  • the passivation by means of aerosol deposition may be during or after the production of a component coated ⁇ the.
  • the ceramic layer by means of aerosol deposition is gradually inde pendent ⁇ by sintering a piezoceramic component be applied.
  • a passivation by means of aerosol deposition can be applied at any time during a post-processing of a component. In preferred exporting approximately ⁇ form the piezoelectric component to be sintered and / or edited.
  • the electromechanical, in particular piezoelectric, component is preferably a multilayer component.
  • the piezoelectric ceramic component as a piezoelectric actuator is designed, in particular multi-layer actuator or piezoelectric transducer.
  • the piezoceramic component is designed as a piezoelectric sensor, piezotransformer or piezotransformer. The deposition of a ceramic layer by means of aerosol
  • the method according to the invention enables the construction of thin structured layers for selectively covering internal electrode layers on piezoelectric multilayer actuators.
  • the surface to be passivated comprises at least one electrode surface.
  • the passivating surface may comprise the entire electrode surfaces of a component, or selectively, for example, al ⁇ ternierende electrode surfaces of a component, which should not be controlled.
  • the deposited passivation can serve, for example, as a cover layer or insulation wall for a metallization layer subsequently applied by means of a further deposition method. Due to the part adhered before ⁇ temperature stability of the ceramic layer is a metallization layer at temperatures up to 1000 ° C can be introduced. This additionally enables further contact, which can be applied, for example, by means of soldering or welding.
  • the surface to be passivated may also cover the entire exposed surface of a component and its Kera ⁇ mik harshness acoustic wave (e.g., a laser beam, a laser beam, or a laser beam.
  • the surface to be passivated may also cover the entire exposed surface of a component and its Kera ⁇ mik harshness acoustic wave (e.g., a laser beam, a laser beam, or a laser beam.
  • the surface to be passivated forms a surface, in particular a side surface of the electromechanical, in particular piezoelectric Bauelemen- tes.
  • a further subject of the invention concerns an electromechanical, in particular piezoelectric, component. transmitting at least one electrode comprising an element to the construction ⁇ applied ceramic passivation layer Herge ⁇ prepared according to the inventive method.
  • Another object of the invention relates to an electromechanical chanisches particular piezoelectric component umfas ⁇ send at least one electrode, wherein the component has a ke ⁇ ramische passivation layer, and wherein the Kera ⁇ mik Schweizer a layer thickness in the range from> 0.5 to ym ⁇ 100 ym , preferably in the range of> 1 ym to ⁇ 50 ym, preferably ⁇ in the range of> 5 ym to ⁇ 20 ym.
  • a passivation layer of this thickness may in particular have a good heat dissipation capability.
  • the ceramic layer is formed from materials selected from the group consisting of lead zirconate titanate, lithium niobate, potassium sodium niobate, barium titanate, lead magnesium niobate lead titanate, lead zirconium niobate lead, Titanate and / or bismuth sodium titanate.
  • Preferred electromechanical components are piezoelectric ⁇ specific devices, which in addition to the at least one electrode at least one piezoelectric ceramic layer.
  • the material of the ceramic passivation layer ⁇ approximately corresponds to the material of the piezoelectric layer (s). It is particularly preferred that the ceramic passivation approximately ⁇ layer is formed of the same material as the active piezoelectric layer.
  • ceramic passivation and " ⁇ ceramic layer” are used in the sense of the present invention interchangeably and refer to a deposited for electrical passivation ceramic layer.
  • the ceramic layer is deposited in particular by means of aerosol deposition of ceramic particles, preferably by means of the so-called aerosol deposition method.
  • the passivation layer may be a particular electrical insulation layer.
  • the electromechanical, in particular piezoelectric component comprising at least one electrode, wherein the component has a ceramic passivation layer, a ceramic layer formed from a ceramic electrically insulating material selected from the group comprising alumina, magnesia, zirconia, titanium oxide and / or Have silica.
  • the ceramic layer ⁇ ranging from 98% to 100%, in particular in the range of 99% to 100% of a possible theoretical density or technologically achievable maximum density of 100% to a theoretical log ⁇ te or a technologically attainable maximum density Be.
  • the ceramic layer is doped, preferably with metals selected from the group consisting of silver, nickel, manganese, antimony, molybdenum, tantalum, tungsten, hafnium, potassium, calcium, strontium, lithium
  • Rare earth metals are selected from the group comprising scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and / or lutetium.
  • Preferred dopants are in particular selected from the group comprising silver, nickel, manganese,
  • the ceramic layer has a proportion of dopants in the range of> 0.5 wt .-% to ⁇ 30 wt .-%, based on the total weight of the layer on.
  • the ceramic layer forms a surface, in particular a side surface of the component.
  • the surface area of the particular page Bauele ⁇ mentes may have a flat, as well as an uneven, for example, concave or convex contour.
  • the ceramic passivation layer can also cover the entire exposed surface of a Cover a component.
  • the ceramic layer may be formed as a closed enclosure of the electromechanical, in particular piezoelectric component.
  • the ceramic layer can specifically cover electrode surfaces which are exposed in a component.
  • the ceramic layer can form a selective covering of internal electrode layers on piezoelectric multilayer actuators.
  • the ceramic passivation layer comprises at least one electrode surface.
  • the Kerami ⁇ specific passivation layer may cover the entire electrode surfaces of a component, or selectively, for example, al ⁇ ternierende electrode areas of a component.
  • the Kerami ⁇ specific passivation layer may, for example, as a covering or layer serve insulating wall for a via a further bearing on ⁇ method subsequently applied metallization ⁇ approximate location.
  • the electromechanical, in particular piezoelectric, component is preferably a multilayer component.
  • the piezoelectric ceramic component as a piezoelectric Ak ⁇ tor particular multilayer actuator or piezoelectric transducer is formed.
  • the piezoceramic component is designed as a piezoelectric sensor, piezoelectric generator or piezotransformer.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a passivated piezoelectric actuator 1.
  • Fig. 2 shows a plan view of the piezoelectric actuator shown in Fig. 1.
  • FIG. 3 shows another schematic representation of a pas ⁇ siv faced piezoelectric actuator.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a piezoelectric actuator 11 with a passivation in accordance with the structure, with a ceramic layer applied for passivation and a non-passivated surface.
  • FIG. 5 shows a plan view of the piezoelectric actuator shown in FIG. 4.
  • the piezoactuator 1 shown in section in FIG. 1 comprises a layer stack in which piezoelectric ceramic layers 10 and electrode layers 20 are arranged alternately.
  • the layer stack has laterally each a ceramic layer 80 applied for passivation as well as an outer metallization 50.
  • the ceramic layer 80 was brought to ⁇ by means of aerosol deposition.
  • the ceramic layer 80 is formed of lead zirconate titanate and was deposited by depositing an aerosol of lead zirconate titanate particles in a carrier gas.
  • the lead zirconate titanate particles were added ⁇ leads to form an aerosol, which was deposited on the piezoelectric actuator in the form of powder to a carrier gas.
  • a metallization 50 was formed formed of silver.
  • FIG. 2 shows a plan view of the piezoactuator 1 shown in FIG. 1, wherein a piezoelectric ceramic layer 10 and the laterally applied ceramic layer 80 and the outer metallization 50 are shown.
  • FIG. 3 shows a section of a piezoactuator 11 comprising a layer stack in which piezoelectric ceramic layers 10 and electrode layers 20 are arranged alternately.
  • the stack of layers has a laterally placed for passivation on ⁇ ceramic layer 80th
  • the ceramic layer 80 is formed from lead zirconate titanate by means of aerosol Deposition of lead zirconate titanate particles applied in a carrier gas.
  • the illustrated in Fig. 4 side view of a piezoelectric actuator 11 shows an applied for passivation ceramic layer 80 and a non-passivated surface 70.
  • the ceramic layer 80 is applied to a layer stack in which piezoelectric Kera ⁇ mic layers and electrode layers are arranged alternately applied.
  • the ceramic layer 80 is formed from lead zirconate titanate deposited by aerosol deposition of lead zirconate titanate particles in a carrier gas.
  • Fig. 5 shows a plan view of the illustrated in Fig. 4 piezoelectric actuator 11, wherein the ceramic layer completely wraps 80, the piezoelectric ⁇ specific ceramic layer 10 on a side surface to ⁇ , while in each case a non-passivated surface 70 remains on two opposite side surfaces.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Passivierung elektromechanischer insbesondere piezoelektrischer Bauelemente umfassend wenigstens eine Elektrode, wobei man auf die zu passivierende Fläche mittels Aerosol-Abscheidung von piezokeramischen Partikeln eine Keramikschicht aufbringt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur elektrischen Passivierung elektromechanischer Bauelemente
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Passivierung elektromechanischer insbesondere piezoelektrischer Bauelemente . Piezokeramische Bauteile gewinnen in der modernen Elektrotechnik immer mehr an Bedeutung. So werden Piezoaktoren vielfach als Stellantriebe oder in Kraftstoff -Einspritzsystemen eingesetzt. Piezoaktoren sind zumeist als Vielschichtbauele- mente mit einer Vielzahl von jeweils alternierend angeordne- ten piezoelektrischen Keramikschichten und Elektrodenschichten ausgebildet. Ein entsprechender Vielschichtaktor ist beispielsweise in der DE 102 34 787 Cl ausführlich beschrieben.
Piezoaktoren müssen als elektromechanische Bauelemente teil- weise mit hohen elektrischen Spannungen bzw. Feldstärken betrieben werden. Demgegenüber generieren Piezosensoren und Piezogeneratoren, beispielsweise Piezotransformatoren, bei mechanischer Belastung ebenfalls teilweise sehr hohe elektrische Spannungen. Weiterhin reichen die Innenelektroden übli- cherweise bis zu den Seitenflächen eines Bauteils, beispielsweise eines Vielschichtaktors , um eine größtmögliche elektrisch aktive Oberfläche der piezokeramischen Schichten zu erzielen. Reichen die Innenelektroden jedoch bis an die Außenseiten, ist ein Großteil der seitlichen Oberfläche elektrisch aktiv, wodurch der Aktor nicht direkt in elektrisch leitenden Flüssigkeiten wie Kraftstoffen von Brennkraftmaschinen insbesondere in Direkteinspritzsystemen im Automobilbereich, betrieben werden kann, da dieses zu einem elektrischen Kurz- schluss der verschiedenen Innenelektroden und somit zum Ver- sagen des Vielschichtaktors führen würde.
Um einen ausreichenden Schutz gegen Oberflächenüberschläge und gegenüber der Umgebung sicherzustellen, werden piezo- elektrische Bauelemente üblicherweise oberflächlich passiviert. Beispielsweise können piezokeramische Bauelemente gegen Oberflächenüberschläge vor umgebenden Medium durch das Auftragen von Polymeren, Silikonen, Silikonelastomer, thermo- plastischen Kunststoffen oder Polyurethan passiviert werden. Die Auftragung der Schichten erfolgt meist mittels Pinseln, Sprühen oder Tauchen. Im Anschluss an die Beschichtung erfolgt üblicherweise ein thermischer Schritt, der zur Trock¬ nung oder zur chemischen Aushärtung von Polymeren wie Sili- kon-Elastomeren führt.
Wird eine derartige Passivierung beispielsweise in einem Direkteinspritzsystem im Automobilbereich genutzt, ist von diesem Material gleichzeitig eine hohe Temperaturstabilität gefordert. Diese Materialanforderungen erfüllen zwar Silikonelastomere, diese zeigen jedoch eine unzureichende Beständigkeit in Kraftstoffen sowie eine hohe Permeabilität für Was- serdampf . Weiter kann sich die Passivierung während des Betriebs eines piezoelektrischen Bauteils von dessen Oberfläche lösen. So ergeben sich Nachteile hinsichtlich Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Bauelemente, insbesondere bei einem Betrieb unter hohen Umgebungstemperaturen und feuchter Atmosphäre. Ferner ergeben sich weitere Nachteile durch erhebliche Designlimitationen . Weiterhin ist nachteilig, dass die Passivierung unregelmäßig geformter, rauer und unebener Flächen von elektrischen Bauelementen erschwert ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur elektrischen Passivierung elektromechanischer Bau- elemente bereit zu stellen, das wenigstens einen der vorgenannten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereit zu stellen, das eine zuverlässige Verwendung und gute Lebensdauer der Passivierung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur elektrischen Passivierung wenigstens einer Fläche eines elektrome- chanischen insbesondere piezoelektrischen Bauelementes umfas- send wenigstens eine Elektrode, wobei man auf die zu passi¬ vierende Fläche mittels Aerosol-Abscheidung von keramischen Partikeln eine Keramikschicht aufbringt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch das Aufbringen keramischer Partikel unter Ausbildung einer Keramikschicht mittels Aerosol-Abscheidung können in vorteilhafter Weise hochdichte und temperaturstabile kerami¬ sche Schutzschichten aufgebracht werden.
Durch die Aerosol-Abscheidung keramischer Schutzschichten au einem piezokeramischen Bauelement können Bauelemente mit ho¬ her Zuverlässigkeit und Lebensdauer zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere können sich die Vorteile der Aerosol- Abscheidung mit den vorteilhaften Eigenschaften einer kerami sehen Schutzschicht vereinen. So entspricht der thermische Ausdehnungskoeffizient einer zur Passivierung aufgebrachten Keramikschicht annähernd dem eines piezokeramischen Baulemen tes. In vorteilhafter Weise können mechanische Spannungen so weitgehend vermieden werden. Weiterhin kann mittels Aerosol- Abscheidung eine Keramikschicht auch auf flächige oder unre¬ gelmäßig geformte, raue und unebene Flächen, beispielsweise konkave der konvexe Flächen, aufgebracht werden. Es ist ein großer Vorteil, dass durch eine flächige Auftragung hochdich ter keramischer Schichten mittels Aerosol-Abscheidung strukturkonforme Schutzschichten aufgetragen werden können. Insbe sondere können auch nicht ebene passivierte Flächen eines Bauelements gegen ein umgebendes Medium elektrisch, chemisch und/oder thermisch isoliert werden.
Weiterhin kann durch die Abscheidung keramischer Schichten eine gute Haftung der abgeschiedenen Schicht insbesondere au einem piezokeramischen Bauelement zur Verfügung gestellt wer den. Eine gute Haftung des Passivierungsmaterials auf der Oberfläche eines Bauelements stellt einen entscheidenden Vor teil für die Zuverlässigkeit piezokeramischer Bauelemente dar. Ein weiterer Vorteil der Abscheidung keramischer Schichten zur elektrischen Passivierung liegt darin, dass diese eine ähnliche oder gleiche thermische Stabilität aufweisen wie das piezokeramische Bauelement selber. Somit wird die Ver- wendbarkeit des Bauelements nicht durch die Passivierungs- schicht eingeschränkt.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Keramikschicht mittels Aerosol-Abscheidung keramischer Partikel abgeschie- den. Bevorzugt ist eine Aerosol-Abscheidung mittels der soge¬ nannten aerosol deposition method. Bei der Aerosol- Abscheidung wird aus einem Pulver ein Aerosol hergestellt. Eine Aerosol-Abscheidung von Partikeln erfolgt insbesondere bei hoher Geschwindigkeit und niedriger Temperatur. Das Aero- sol kann beispielsweise in einer Vakuumstrecke unter der Sog¬ wirkung einer Vakuumpumpe beschleunigt werden. Beim Aufprall der Partikel auf das Bauelement bildet sich die Schicht. Vor¬ zugsweise treten die Partikel aus einer in drei Achsen ver¬ fahrbaren Düse aus. Alternativ kann das Bauelement bei still stehender Düse verfahren werden. In vorteilhafter Weise treffen die Pulverpartikel mit einer hohen kinetischen Energie auf. Eine bevorzugte Geschwindigkeit der Partikel liegt im Bereich von > 10 m/s bis -S 3000 m/s, vorzugsweise im Bereich von > 100 m/s bis -S 1000 m/s. Geeignet für die Aerosol- Abscheidung sind insbesondere Partikel einer Partikelgröße im Bereich von > 10 nm bis -S 100 ym, bevorzugt im Bereich von > 100 nm bis -S 50 ym, vorzugsweise im Bereich von > 200 nm bis -S 10 ym, insbesondere im Bereich von > 300 nm bis -S 5 ym. Bevorzugt scheidet man die Keramikschicht bei Temperaturen < 700°C, vorzugsweise < 300°C ab. Vorzugsweise scheidet man die Keramikschicht bei Temperaturen im Bereich von > 18 °C bis < 300°C ab. Es ist insbesondere von Vorteil, dass obwohl die Keramikschicht bei niedrigen Temperaturen abgeschieden werden kann, die Schutzschicht die typischen keramischen Eigenschaf¬ ten wie eine gute Temperaturstabilität aufweist. Die Keramikschichten können thermisch behandelt werden. Hierdurch können die Eigenschaften insbesondere die Dichte weiter verbessert werden. In vorteilhaften Ausführungsformen kann man die Keramikschicht bei Temperaturen im Bereich von > 400°C bis < 800°C, bevorzugt im Bereich von > 400°C bis <
700 °C, tempern. Hierdurch können hochdichte Keramikschichten hergestellt werden.
Durch das Tempern kann die Mikrostruktur wie die mittlere Korngröße der abgeschiedenen Schicht beeinflusst werden. Bei¬ spielsweise kann das Isolationsvermögen, die Dichte und die Porosität gezielt eingestellt werden. Insbesondere kann die Dichte der Schicht erhöht werden. Durch das Tempern kann ins¬ besondere die theoretische Dichte oder die technologisch er- reichbare Maximaldichte einer abgeschiedenen Keramikschicht weiter erhöht werden, als dies ein Sintern von Grünfolien erlaubt. So kann durch das Tempern eine theoretische Dichte oder eine technologisch erreichbare Maximaldichte im Bereich von 98 ~6 bis 100 %, insbesondere im Bereich von 99 % bis 100 % einer möglichen theoretischen Dichte oder technologisch erreichbaren Maximaldichte von 100 % erreicht werden. Aufgrund der hohen Dichte der abgeschiedenen Schicht kann eine elektrische Isolation sichergestellt werden. Die zur Passivierung abgeschiedene Schicht kann die Funktion einer Isolations- schicht erfüllen. Weiter kann die Diffusion von Wasser oder anderen Medien verhindert werden.
Weiter kann durch das Tempern der Sauerstoffgehalt der abgeschiedenen Keramikschicht erhöht werden. Dies ist insbesonde- re vorteilhaft, da die elektrische Leitfähigkeit der abge¬ schiedenen Schicht steigt, wenn Sauerstoff beispielsweise während der Herstellung entweicht. Daher kann in vorteilhaf¬ ter Weise durch das Tempern die elektrische Leitfähigkeit der passivierenden Schicht gesenkt werden.
In bevorzugten Ausführungsformen weist die Keramikschicht eine Schichtdicke im Bereich von > 0,5 ym bis < 100 ym, vor¬ zugsweise im Bereich von > 1 ym bis < 50 ym, bevorzugt im Be- reich von > 5 ym bis < 20 ym, auf. Mittels Aerosol- Abscheidung können in vorteilhafter Weise Flächen einer Dicke im Bereich von > 0,5 ym bis < 100 ym sowohl auf ebene als auch auf unebene beispielsweise konkave oder konvexe Konturen abgeschieden werden. Dies erlaubt auch ein so genannten 3D- shaping. Weiterhin bewirkt eine geringe Dicke der Passivie- rungsschicht eine gute Wärmeableitfähigkeit. Dies ist insbe¬ sondere bei Vielschichtaktoren vorteilhaft. Bevorzugte elektromechanische Bauelemente sind piezoelektri¬ sche Bauelemente, die neben der wenigstens einen Elektrode wenigstens eine piezoelektrische Keramikschicht aufweisen. Diese aktive piezoelektrische Keramikschicht dehnt sich auf¬ grund des piezoelektrischen Effektes beim Anlegen einer elektrischen Spannung über die Innenelektroden aus.
Vorzugsweise ist die zur elektrischen Passivierung abgeschie¬ dene Keramikschicht ausgebildet aus Materialien, die Pe- rowskite ausbilden. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Keramikschicht ausgebildet aus Materialien ausgewählt aus der Gruppe umfassend Blei-Zirkonat-Titanat , Lithiumniobat , Kali- um-Natrium-Niobat , Barium-Titanat , Blei-Magnesium-Niobat - Blei-Titanat (PMN-PT) , Blei-Zirkonium-Niobat - Blei-Titanat und/oder Bismuth-Natrium-Titanat . Es versteht sich, dass das Material der zur Ausbildung der Schicht abgeschiedenen Partikel dem Material der abgeschiedenen Schicht entspricht und beispielsweise ausgewählt sein kann aus Materialien ausge¬ wählt aus der Gruppe umfassend Blei-Zirkonat-Titanat, Li¬ thiumniobat, Kalium-Natrium-Niobat , Barium-Titanat, Blei- Magnesium-Niobat - Blei-Titanat (PMN-PT), Blei-Zirkonium- Niobat - Blei-Titanat und/oder Bismuth-Natrium-Titanat.
Bevorzugt entspricht das Material der zur elektrischen Passi¬ vierung abgeschiedenen Keramikschicht dem Material der piezo- elektrischen Schicht (en) eines piezoelektrischen Bauelementes. Insbesondere ist bevorzugt, dass das Material der Kera¬ mikschicht aus dem selben Material ausgebildet ist, wie die aktive piezoelektrische Schicht. Die Begriffe "piezokeramisches " Material und "piezoelektri¬ sche Keramik" bezeichnen im Sinne der vorliegenden Erfindung ein keramisches Material, welches piezoelektrisch aktiv ist, als auch ein solches keramisches Material, welches erst durch Polarisation oder eine sonstige Vorbehandlung piezoelektrisch aktiv wird. Eine Piezokeramik wird durch Polarisation in einem homogenen elektrischen Feld piezoelektrisch aktiv.
Schichten aus artgleichem oder gleichem Material weisen in vorteilhafter Weise eine ähnliche oder gleiche Dehnungsfähigkeit und/oder thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das piezolektrische Bauelement auf und ermöglichen dadurch eine Verwendung bei Temperaturwechselbeanspruchung. Weiterhin kann durch gleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten eine längere Lebensdauer des Bauelementes bei Temperaturwechselbelas¬ tung zur Verfügung gestellt werden. Bei einer Verwendung artgleicher piezoelektrischer Schutzschichten kann insbesondere sogar ein piezoelektrischer Effekt der Isolationsschicht ausgenutzt werden.
In weiter bevorzugten Ausführungsformen ist die Keramikschicht ausgebildet aus einem keramischen elektrisch isolie¬ renden Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alumini¬ umoxid, Magnesiumoxid, Zirkonoxid, Titanoxid und/oder Silizi¬ umoxid.
Schichten aus einem elektrisch isolierenden Material weisen den Vorteil einer guten elektrischen Isolation auf. Weiterhin weisen keramische Materialien ausgewählt aus der Gruppe um¬ fassend Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zirkonoxid, Titanoxid und/oder Siliziumoxid in vorteilhafter Weise eine ähnliche Dehnungsfähigkeit und/oder thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie piezoelektrische Keramikschichten auf. Diese ermögli¬ chen ebenfalls eine Verwendung des Bauelementes bei Tempera¬ turwechselbeanspruchung und können eine längere Lebensdauer des Bauelementes bei Temperaturwechselbelastung zur Verfügung stellen . In bevorzugten Ausführungsformen ist die Keramikschicht dotiert, vorzugsweise mit Metallen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silber, Nickel, Mangan, Antimon, Molybdän, Tantal, Wolfram, Hafnium, Kalium, Calcium, Strontium, Lithium
und/oder Seltenerdmetalle. Seltenerdmetalle sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Praesodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und/oder Lutetium. Bevorzugte Dotierstoffe sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silber, Nickel, Mangan, Antimon, Molybdän, Tantal, Wolfram, Hafnium, Kalium, Calcium, Strontium, Lithium oder Seltenerdmetalle. Dotierstoffe werden vorzugsweise in Form ihrer Oxide zugesetzt. Vorzugsweise weist die Keramikschicht einen Anteil an Dotierstoffen im Be¬ reich von > 0,5 Gew.-% bis < 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht, auf.
Die Passivierung mittels Aerosol-Abscheidung kann während oder nach der Herstellung eines Bauelementes aufgebracht wer¬ den. Es ist durch eine Aerosol-Abscheidung der Keramikschicht insbesondere nicht erforderlich, diese gemeinsam mit zur Herstellung eines piezokeramischen Bauelementes verwendeten Grünfolien zu sintern oder das Bauelement aufgrund der Auf- bringung der Passivierungsschicht erneut zu sintern. So ist die Keramikschicht mittels Aerosol-Abscheidung nach und unab¬ hängig von einem Sintervorgang eines piezokeramischen Bauelementes aufbringbar. Ebenso kann eine Passivierung mittels Aerosol-Abscheidung jederzeit während einer Nachbearbeitung ei- nes Bauelementes aufgebracht werden. In bevorzugten Ausfüh¬ rungsformen kann das piezoelektrische Bauelement gesintert und/oder bearbeitet sein.
Vorzugsweise ist das elektromechanische insbesondere piezo- elektrische Bauelement ein Mehrschicht-Bauelement. In bevor¬ zugten Ausführungsformen ist das piezokeramische Bauelement als piezoelektrischer Aktor insbesondere Vielschichtaktor oder piezoelektrischer Wandler ausgebildet. In weiter bevor- zugten Ausführungsformen ist das piezokeramische Bauelement als Piezosensor, Piezogenerator oder Piezotransformator ausgebildet . Die Abscheidung einer Keramikschicht mittels Aerosol-
Abscheidung ermöglicht eine selektive Abdeckung eines Bauele¬ mentes. Beispielsweise können die Elektrodenflächen, die in einem Bauelement offenliegen, gezielt abgedeckt oder frei ge¬ lassen werden. So ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren den Aufbau von dünnen strukturierten Schichten zur selektiven Abdeckung von Innenelektrodenlagen an piezoelektrischen Viel- schichtaktoren . In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die zu passivierende Fläche wenigstens eine Elektrodenfläche. Die passivierende Fläche kann die gesamten Elektrodenflächen ei- nes Bauelementes umfassen, oder selektiv beispielsweise al¬ ternierende Elektrodenflächen eines Bauelementes, die nicht angesteuert werden sollen. Die abgeschiedene Passivierung kann beispielsweise als Abdeckschicht oder Isolationswall für eine über ein weiteres auftragendes Verfahren anschließend aufgebrachte Metallisierungslage dienen. Aufgrund der vor¬ teilhaften Temperaturstabilität der Keramikschicht kann eine Metallisierungslage bei Temperaturen bis 1000°C eingebracht werden. Dies ermöglicht zusätzlich eine weiterführende Kon- taktierung, die beispielsweise mittels Löten oder Schweißen angebracht werden kann.
Alternativ kann die zu passivierende Fläche auch die gesamte freiliegende Fläche eines Bauelements bedecken und die Kera¬ mikschicht als geschlossene Umhüllung des elektromechanischen insbesondere piezoelektrischen Bauelementes ausgebildet sein.
In bevorzugten Ausführungsformen bildet die zu passivierende Fläche eine Oberfläche insbesondere eine Seitenfläche des elektromechanischen insbesondere piezoelektrischen Bauelemen- tes aus.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein elektrome- chanisches insbesondere piezoelektrisches Bauelement umfas- send wenigstens eine Elektrode aufweisend eine auf das Bau¬ element aufgebrachte keramische Passivierungsschicht herge¬ stellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein elektrome- chanisches insbesondere piezoelektrisches Bauelement umfas¬ send wenigstens eine Elektrode, wobei das Bauelement eine ke¬ ramische Passivierungsschicht aufweist, und wobei die Kera¬ mikschicht eine Schichtdicke im Bereich von > 0,5 ym bis < 100 ym, vorzugsweise im Bereich von > 1 ym bis < 50 ym, be¬ vorzugt im Bereich von > 5 ym bis < 20 ym, aufweist. Eine Passivierungsschicht dieser Dicke kann insbesondere eine gute Wärmeableitfähigkeit aufweisen. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Keramikschicht ausgebildet aus Materialien ausgewählt aus der Gruppe umfassend Blei-Zirkonat-Titanat , Lithiumniobat , Kalium-Natrium-Niobat , Barium-Titanat , Blei-Magnesium-Niobat - Blei-Titanat , Blei- Zirkonium-Niobat - Blei-Titanat und/oder Bismuth-Natrium- Titanat.
Bevorzugte elektromechanische Bauelemente sind piezoelektri¬ sche Bauelemente, die neben der wenigstens einen Elektrode wenigstens eine piezoelektrische Keramikschicht aufweisen. Bevorzugt entspricht das Material der keramischen Passivie¬ rungsschicht dem Material der piezoelektrischen Schicht (en) . Insbesondere ist bevorzugt, dass die keramische Passivie¬ rungsschicht aus demselben Material ausgebildet ist wie die aktive piezoelektrische Schicht.
Die Begriffe "keramische Passivierungsschicht" und "Keramik¬ schicht" werden im Sinne der vorliegenden Erfindung synonym verwendet und bezeichnen eine zur elektrischen Passivierung abgeschiedene Keramikschicht. Die Keramikschicht ist insbe- sondere mittels Aerosol-Abscheidung keramischer Partikel vorzugsweise mittels der sogenannten aerosol deposition method abgeschieden. Die Passivierungsschicht kann eine insbesondere elektrische Isolationsschicht sein. In alternativen Ausführungsformen kann das elektromechanische insbesondere piezoelektrische Bauelement umfassend wenigstens eine Elektrode, wobei das Bauelement eine keramische Passi- vierungsschicht aufweist, eine Keramikschicht ausgebildet aus einem keramischen elektrisch isolierenden Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zir- konoxid, Titanoxid und/oder Siliziumoxid aufweisen. Vorzugsweise weist die Keramikschicht eine theoretische Dich¬ te oder eine technologisch erreichbare Maximaldichte im Be¬ reich von 98 % bis 100 %, insbesondere im Bereich von 99 % bis 100 % einer möglichen theoretischen Dichte oder technologisch erreichbaren Maximaldichte von 100 % auf.
In bevorzugten Ausführungsformen ist die Keramikschicht dotiert, vorzugsweise mit Metallen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silber, Nickel, Mangan, Antimon, Molybdän, Tantal, Wolfram, Hafnium, Kalium, Calcium, Strontium, Lithium
und/oder Seltenerdmetalle. Seltenerdmetalle sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Praesodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und/oder Lutetium. Bevorzugte Dotierstoffe sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silber, Nickel, Mangan,
Antimon, Molybdän, Tantal, Wolfram, Hafnium, Kalium, Calcium, Strontium, Lithium oder Seltenerdmetalle. Dotierstoffe sind vorzugsweise in Form ihrer Oxide zugesetzt. Vorzugsweise weist die Keramikschicht einen Anteil an Dotierstoffen im Be- reich von > 0,5 Gew.-% bis < 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht, auf.
In bevorzugten Ausführungsformen bildet die Keramikschicht eine Oberfläche insbesondere eine Seitenfläche des Bauelemen- tes aus. Die Oberfläche insbesondere Seitenfläche des Bauele¬ mentes kann eine ebene wie auch eine unebene beispielsweise konkave oder konvexe Kontur aufweisen. Die keramische Passi- vierungsschicht kann auch die gesamte freiliegende Fläche ei- nes Bauelements bedecken. So kann die Keramikschicht als ge¬ schlossene Umhüllung des elektromechanischen insbesondere piezoelektrischen Bauelementes ausgebildet sein. Alternativ kann die Keramikschicht Elektrodenflächen, die in einem Bauelement offen liegen, gezielt abdecken. So kann die Keramikschicht eine selektive Abdeckung von Innenelektroden- lagen an piezoelektrischen Vielschichtaktoren ausbilden. In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die keramische Passi- vierungsschicht wenigstens eine Elektrodenfläche. Die kerami¬ sche Passivierungsschicht kann die gesamten Elektrodenflächen eines Bauelementes bedecken, oder selektiv beispielsweise al¬ ternierende Elektrodenflächen eines Bauelementes. Die kerami¬ sche Passivierungsschicht kann beispielsweise als Abdeck- schicht oder Isolationswall für eine über ein weiteres auf¬ tragendes Verfahren anschließend aufgebrachte Metallisie¬ rungslage dienen.
Vorzugsweise ist das elektromechanische insbesondere piezo- elektrische Bauelement ein Mehrschicht-Bauelement. Bevorzugt ist das piezokeramische Bauelement als piezoelektrischer Ak¬ tor insbesondere Vielschichtaktor oder piezoelektrischer Wandler ausgebildet. Weiter bevorzugt ist das piezokeramische Bauelement als Piezosensor, Piezogenerator oder Piezotrans- formator ausgebildet.
Beispiele und schematische Figuren, die der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dienen, sind nachstehend angegeben .
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines passivierten Piezoaktors 1.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Piezoaktor.
Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines pas¬ sivierten Piezoaktors 11. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines strukturkonform passivierten Piezoaktors 11 mit einer zur Passivierung aufgebrachte Keramikschicht sowie einer nicht passivierten Fläche.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 4 dargestellten Piezoaktor . Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Piezoaktor 1 umfasst einen Schichtenstapel, in dem piezoelektrische Keramikschich¬ ten 10 und Elektrodenschichten 20 alternierend angeordnet sind. Der Schichtenstapel weist seitlich jeweils eine zur Passivierung aufgebrachte Keramikschicht 80 sowie eine Außen- metallisierung 50 auf.
Die Keramikschicht 80 wurde mittels Aerosol-Abscheidung auf¬ gebracht. Die Keramikschicht 80 ist ausgebildet aus Blei- Zirkonat-Titanat und wurde durch Abscheiden eines Aerosols von Blei-Zirkonat-Titanat-Partikeln in einem Trägergas abgeschieden. Hierzu wurden die Blei-Zirkonat-Titanat-Partikel in Pulverform einem Trägergas unter Bildung eines Aerosols zuge¬ führt, das auf dem Piezoaktor abgeschieden wurde. Auf die Ke¬ ramikschicht 80 wurde eine Metallisierung 50 ausgebildet aus Silber aufgebracht.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Piezoaktor 1, wobei eine piezoelektrische Keramikschicht 10 sowie die seitlich aufgebrachte Keramikschicht 80 und die Au- ßenmetallisierung 50 dargestellt sind.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt eines Piezoaktors 11 umfassend ei¬ nen Schichtenstapel, in dem piezoelektrische Keramikschichten 10 und Elektrodenschichten 20 alternierend angeordnet sind. Der Schichtenstapel weist eine zur Passivierung seitlich auf¬ gebrachte Keramikschicht 80 auf. Die Keramikschicht 80 ist ausgebildet aus Blei-Zirkonat-Titanat wurde mittels Aerosol- Abscheidung von Blei-Zirkonat-Titanat-Partikeln in einem Trägergas aufgebracht.
Die in Fig. 4 dargestellte Seitenansicht eines Piezoaktors 11 zeigt eine zur Passivierung aufgebrachte Keramikschicht 80 sowie eine nicht passivierte Fläche 70. Die Keramikschicht 80 ist auf einen Schichtenstapel, in dem piezoelektrische Kera¬ mikschichten und Elektrodenschichten alternierend angeordnet sind, aufgebracht. Die Keramikschicht 80 ist ausgebildet aus Blei-Zirkonat-Titanat wurde mittels Aerosol-Abscheidung von Blei-Zirkonat-Titanat-Partikeln in einem Trägergas aufgebracht .
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 4 dargestellten Piezoaktor 11, wobei die Keramikschicht 80 die piezoelektri¬ sche Keramikschicht 10 an einer Seitenfläche vollständig um¬ hüllt, während an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen jeweils eine nicht passivierte Fläche 70 verbleibt. Dies ver¬ deutlicht die Möglichkeit zur strukturkonformen Passivierung eines elektromechanischen insbesondere piezoelektrischen Bauelementes mittels Aerosol-Abscheidung.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur elektrischen Passivierung wenigstens einer Fläche eines elektromechanischen insbesondere piezoelektri- sehen Bauelementes umfassend wenigstens eine Elektrode, da¬ durch gekennzeichnet, dass man auf die zu passivierende Flä¬ che mittels Aerosol-Abscheidung von keramischen Partikeln eine Keramikschicht (80) aufbringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Keramikschicht (80) bei Temperaturen im Bereich von > 400°C bis < 800°C tempert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (80) eine Schichtdicke im Bereich von 0,5 ym bis < 100 ym, vorzugsweise im Bereich von > 1 ym bis < 50 ym, bevorzugt im Bereich von > 5 ym bis < 20 ym, auf¬ weist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (80) ausgebildet ist aus Materialien ausgewählt aus der Gruppe umfassend Blei- Zirkonat-Titanat , Lithiumniobat , Kalium-Natrium-Niobat , Bari- um-Titanat, Blei-Magnesium-Niobat - Blei-Titanat , Blei- Zirkonium-Niobat - Blei-Titanat und/oder Bismuth-Natrium- Titanat, wobei das Material vorzugsweise dem Material der piezoelektrischen Schicht (en) eines piezoelektrischen Bauelementes entspricht.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (80) ausgebildet ist aus einem keramischen elektrisch isolierenden Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zirkonoxid, Titanoxid und/oder Siliziumoxid.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (80) dotiert ist, vorzugsweise mit Metallen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silber, Nickel, Mangan, Antimon, Molybdän, Tantal, Wolfram, Hafnium, Kalium, Calcium, Strontium, Lithium und/oder Seltenerdmetalle .
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromechanische insbesondere pie¬ zoelektrische Bauelement als piezoelektrischer Aktor insbe¬ sondere Vielschichtaktor oder piezoelektrischer Wandler ausgebildet ist, insbesondere als Piezosensor, Piezogenerator oder Piezotransformator .
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu passivierende Fläche wenigstens eine Elektrodenfläche umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu passivierende Fläche eine Ober¬ fläche insbesondere eine Seitenfläche des elektromechanischen insbesondere piezoelektrischen Bauelementes ausbildet.
10. Elektromechanisches insbesondere piezoelektrisches Bau¬ element umfassend wenigstens eine Elektrode aufweisend eine auf das Bauelement aufgebrachte keramische Passivierungs- schicht (80) hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
11. Elektromechanisches insbesondere piezoelektrisches Bau¬ element umfassend wenigstens eine Elektrode (20), wobei das Bauelement eine keramische Passivierungsschicht (80) auf- weist, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (80) eine Schichtdicke im Bereich von > 0,5 ym bis < 100 ym, vor¬ zugsweise im Bereich von > 1 ym bis < 50 ym, bevorzugt im Be¬ reich von > 5 ym bis < 20 ym, aufweist.
12. Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (80) ausgebildet ist aus Materialien aus¬ gewählt aus der Gruppe umfassend Blei-Zirkonat-Titanat , Li- thiumniobat, Kalium-Natrium-Niobat , Barium-Titanat , Blei- Magnesium-Niobat - Blei-Titanat, Blei-Zirkonium-Niobat - Blei-Titanat und/oder Bismuth-Natrium-Titanat , wobei das terial vorzugsweise dem Material der piezoelektrischen
Schicht (en) (10) eines piezoelektrischen Bauelementes ent spricht .
13. Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (80) ausgebildet ist aus einem keramischen elektrisch isolierenden Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zirkonoxid, Titanoxid und/oder Siliziumoxid.
14. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (80) dotiert ist, vorzugsweise mit Metallen ausgewählt aus der Gruppe um- fassend Silber, Nickel, Mangan, Antimon, Molybdän, Tantal, Wolfram, Hafnium, Kalium, Calcium, Strontium, Lithium
und/oder Seltenerdmetalle.
15. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (80) eine Ober- fläche insbesondere eine Seitenfläche des Bauelementes aus- bildet .
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