Elektrische Eigenschaften, Struktur und Depolarisationsverhalten von Bi 1/2 Na 1/2 TiO 3 -Bi 1/2 K 1/2 TiO 3 -basierten bleifreien Piezokeramiken:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Gießen
VVB Laufersweiler
2011
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 7
2.1 PERMITTIVITAET UND DIELEKTRISCHER VERLUST 7
2.2 PIEZOELEKTRIZITAET UND ELEKTROMECHANISCHER KOPPLUNGSFAKTOR 8
2.3 ELEKTROSTRIKTION 11
2.4 PYRO- UND FERROELEKTRIZITAET 11
2.4.1 PYROELEKTRIZITAET 11
2.4.2 FERROELEKTRIZITAET 12
2.4.3 DOMAENEN 13
2.4.4 POLEN VON POLYKRISTALLINEN FERROELEKTRIKA 14
2.4.5 POLARISATIONS- UND DEHNUNGSHYSTERESE 15
2.4.6 PIEZOELEKTRISCHE RESONANZ 16
2.5 PEROWSKITSTRUKTUR UND MORPHOTROPE PHASENGRENZE 18
2.6 RELAXOR-FERROELEKTRIKA 22
3 LITERATURUEBERBLICK BNT-BASIERTER PIEZOKERAMIKEN UND
DEPOLARISATIONSTEMPERATUR 24
3.1 STRUKTUR 24
3.1.1 BNT 24
3.1.2 BKT UND BT 26
3.1.3 BNT-BKT UND VERWANDTE QUASI-BINAERE SYSTEME 27
3.1.4 EINFLUSS ELEKTRISCHER FELDER AUF DIE STRUKTUR BNT-BASIERTER
PIEZOKERAMIKEN 30 3.2 ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 31
3.2.1 BNT 32
3.2.2 BKT, BT UND PZT 32
3.2.3 BNT-BKT UND VERWANDTE QUASI-BINAERE SYSTEME 34
3.2.4 BNT-BKT-KNN UND VERWANDTE QUASI-TERNAERE SYSTEME 35
3.3 DEPOLARISATIONSTEMPERATUR 37
4 EXPERIMENTELLE METHODEN 41
4.1 PROBENHERSTELLUNG 41
4.1.1 MATERIALSYSTEM 41
4.1.2 PULVERHERSTELLUNG UND SINTERN 41
4.2 GEFUEGE, ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTURELLE CHARAKTERISIERUNG 42 4.2.1
DICHTE 42
4.2.2 KORNGROESSE 43
4.2.3 CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG (ICP-OES) 43
2
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1016488270
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
4.2.4 ROENTGENDIFFRAKTOMETRIE (XRD) 44
4.2.5 RAMANSPEKTROSKOPIE 45
4.2.6 TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE (TEM) 45
4.3 ELEKTRISCHE CHARAKTERISIERUNG 46
4.3.1 PROBENVORBEREITUNG FUER DIE ELEKTRISCHEN MESSUNGEN 46
4.3.2 POLEN 47
4.3.3 POLARISATION UND DEHNUNG 47
4.3.4 PERMITTIVITAET UND DIELEKTRISCHER VERLUST 50
4.3.5 PIEZOELEKTRISCHE RESONANZ 50
4.3.6 PIEZOELEKTRISCHER KOEFFIZIENT D 33 53
4.3.7 THERMISCH STIMULIERTER DEPOLARISATIONSSTROM (TSDC) 55
5 ERGEBNISSE 56
5.1 GEFUEGE, ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR VON BNT-BKT(-KNN) 56 5.1.1
DICHTE UND PHASENREINHEIT 56
5.1.2 KORNGROESSE 57
5.1.3 CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG 57
5.1.4 STRUKTUR VON BNT-BKT 58
5.1.5 STRUKTUR VON (BNT-BKT)-KNN UND TEMPERATURABHAENGIGES VERHALTEN . .
.. 68 5.1.6 EINFLUSS ELEKTRISCHER FELDER AUF DIE STRUKTUR VON
(BNT-BKT)-KNN 80 5.2 ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN VON BNT-BKT(-KNN) 84
5.2.1 POLARISATION UND DEHNUNG 84
5.2.2 KLEINSIGNALEIGENSCHAFTEN BEI RAUMTEMPERATUR 87
5.2.3 TEMPERARURABHAENGIGKEIT DER PERMITTIVITAET BEI UNGEPOLTEN PROBEN 89
5.3 DEPOLARISATIONSTEMPERATUR VON BNT-BASIERTEN PIEZOKERAMIKEN 91 5.3.1
THERMISCH STIMULIERTER DEPOLARISATIONSSTROM (TSDC) UND PIEZOELEKTRI-
SCHER KOEFFIZIENT D 33 91
5.3.2 PERMITTIVITAET UND DIELEKTRISCHER VERLUST GEPOLTER PROBEN 94 5.3.3
PIEZOELEKTRISCHE RESONANZ 97
5.3.4 IN SITU ROENTGENDIFFRAKTOMETRIE BEI ERHOEHTER TEMPERATUR 100 5.3.5
ELASTISCHE NACHGIEBIGKEITEN UND PLANARER ELEKTROMECHANISCHER KOPP-
LUNGSFAKTOR 100
6 DISKUSSION 103
6.1 STRUKTUR VON BNT-BKT(-KNN) 103
6.1.1 STRUKTUR VON BNT-BKT 103
6.1.2 STRUKTURVON (BNT-BKT)-KNN 109
6.1.3 TEMPERATURABHAENGIGE STRUKTURUNTERSUCHUNGEN VON (BNT-BKD-KNN . . ..
113 6.1.4 EINFLUSS ELEKTRISCHER FELDER AUF DIE STRUKTUR VON
(BNT-BKT)-KNN 115 6.2 ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN VON BNT-BKT(-KNN) 117
6.2.1 RAUMTEMPERARUREIGENSCHAFTEN 117
6.2.2 TEMPERATURABHAENGIGE EIGENSCHAFTEN UNGEPOLTER PROBEN 120 6.3
DEPOLARISATIONSTEMPERATUR VON BNT-BASIERTEN PIEZOKERAMIKEN 121 6.3.1
THERMISCH STIMULIERTER DEPOLARISATIONSSTROM (TSDC) UND PIEZOELEKTRI-
SCHER KOEFFIZIENT D 33 121
3
IMAGE 3
6.3.2 PERMITTIVITAET UND DIELEKTRISCHER VERLUST GEPOLTER PROBEN 123
6.3.3 PIEZOELEKTRISCHE RESONANZ 125
6.3.4 IN SITU ROENTGENDIFFRAKTOMETRIE BEI ERHOEHTER TEMPERATUR 126 6.3.5
ELASTISCHE NACHGIEBIGKEITEN UND PLANARER ELEKTROMECHANISCHER KOPP-
LUNGSFAKTOR 126
6.3.6 VERGLEICH DER METHODEN UND ZUSAMMENFASSUNG 126
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 128
LITERATURVERZEICHNIS 131
ANHANG 143
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