Entwicklung und Charakterisierung von LTCC/Piezokeramik-Modulen für adaptive Strukturkomponenten:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
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| Weitere Verfasser: | |
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Fraunhofer Verlag
[2018]
|
| Schriftenreihe: | Schriftenreihe Kompetenzen in Keramik
45 |
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
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Datensatz im Suchindex
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1 MOTIVATION UND
ZIELSETZUNG...............................................................................................
1
2 STAND DER
TECHNIK................................................................................................................3
2.1 ADAPTRONIK / SMART MATERIALS AND STRUCTURES
.......................................................
3
2.2 PIEZOKERAMISCHE
MODULE........................................................................................5
2.2.1 HAEUFIGE ANSTEUERARTEN UND TYPEN VON PIEZOKERAMISCHEN MODULEN
..............
5
2.2.2 POLYMERBASIERTE
PIEZOMODULE..........................................................................
7
2.2.3 KERAMIKBASIERTE
PIEZOMODULE.........................................................................
10
2.2.3.1
LTCC...........................................................................................................13
2.2.3.2
PZT............................................................................................................17
3 EXPERIMENTELLES
VORGEHEN..............................................................................................
23
3.1 DESIGN UND
HERSTELLUNG.........................................................................................23
3.1.1
DESIGN...............................................................................................................23
3.1.2 MODULHERSTELLUNG IN LTCC-MEHRLAGENTECHNOLOGIE
........................................
24
3.1.3
ALUMINIUMDRUCKGUSS........................................................................................29
3.1.3.1 KONTAKTIERUNG VOR DEM ALUMINIUMDRUCKGUSS
.......................................
30
3.2
CHARAKTERISIERUNG..................................................................................................
32
3.2.1 SCHWINDUNGSBERECHNUNG VON H12000 AN
LPM...............................................32
3.2.2 OPTISCHE / ELEKTROOPTISCHE AUFNAHMEN
.........................................................
32
3.2.2.1 MIKROSKOP UND
DIGITALKAMERA.................................................................32
3.2.2.2 RASTERELEKTRONENMIKROSKOP (REM & FESEM)
........................................
32
3.2.2.3 EDX UND
WDX...........................................................................................33
3.2.2.4
ROENTGENUNTERSUCHUNG.............................................................................
33
3.2.3 ELEKTRISCHE UND ELEKTROMECHANISCHE CHARAKTERISIERUNG
...............................
34
3.2.3.1 KLEINSIGNALMESSUNG
.................................................................................
34
3.2.3.2 GROSSSIGNALMESSUNG
.................................................................................
36
3.3 E-MODUL BESTIMMUNG VON LTCC HERALOCK* TAPE-H 12000
..................................
40
3.3.1 4-PUNKT-BIEGEVERSUCH
.....................................................................................
41
3.3.2
NANO-INDENTER..................................................................................................
42
3.3.3
LAWAVE -METHODE............................................................................................42
3.3.4
ULTRASCHALL-MIKROSKOPIE..................................................................................
43
3.3.5
RESONANZVERFAHREN..........................................................................................44
3.3.6 BESTIMMUNG DES TECHNISCHEN AUSDEHUNGSKOEFFIZIENTEN (TAK)
....................
45
3.4 ABSTRAHLCHARAKTERISTIK VON US-WELLEN
................................................................
46
3.4.1
FEM-SIMULATION................................................................................................46
3.4.2
LASERVIBROMETER...............................................................................................49
3.5 BETRACHTUNG DER MECHANISCHEN SPANNUNGEN IM LPM
........................................
49
4 ERGEBNISSE UND
DISKUSSION..............................................................................................53
4.1 MATERIALAUSWAHL UND CHARAKTERISIERUNG
..............................................................
53
4.1.1
MATERIALAUSWAHL..............................................................................................53
4.1.2
SCHWINDUNG......................................................................................................
55
4.1.3 VEREINZELTE
MODULE..........................................................................................56
4.1.4
OBERFLAECHENTOPOGRAFIE....................................................................................
59
4.1.5 ROENTGENUNTERSUCHUNG
.....................................................................................
61
4.1.6 QUERSCHNITT MIT
WAFERSAEGE.............................................................................
62
4.2 BESTIMMUNG MECHANISCHER UND THERMISCHER KENNGROESSEN
................................
66
4.2.1
E-MODUL-BESTIMMUNG......................................................................................66
4.2.1.1 4-PUNKT-BIEGEVERSUCH
.............................................................................
66
4.2.1.2
NANO-INDENTER.........................................................................................67
4.2.1.3
LAWAVE...................................................................................................
67
4.2.1.4 ULTRASCHALL
(US)-MIKROSKOPIE..................................................................67
4.2.1.5
RESONANZMETHODE...................................................................................67
4.2.1.6 RESONANZMETHODE FUER PZT PIC255
.........................................................
68
4.2.2 TAK FUER LTCC- UND
PZT-MATERIAL.......................................................................70
4.3 FUNKTIONSNACHWEIS DES LPM
................................................................................
73
4.3.1
KLEINSIGNALMESSWERTE......................................................................................73
4.3.2
GROSSSIGNALMESSWERTE......................................................................................74
4.3.2.1
HYSTERESE.................................................................................................
74
4.3.2.2
AUSLENKUNGSMESSUNG..............................................................................
76
4.3.3 ABSTRAHLCHARAKTERISTIK / LASERVIBROMETER
.......................................................
78
4.3.3.1
FEM-SIMULATION.......................................................................................79
4.3.3.2
LASERVIBROMETER.......................................................................................80
4.4 WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LTCC UND PZT
............................................................
84
4.4.1 MECHANISCHE WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LTCC UND PZT
................................
84
4.4.2 CHEMISCHE WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LTCC- UND PZT-BESTANDTEILEN
...........
86
5 ANWENDUNG VON LTCC/PIEZOKERAMIK-MODULEN
.............................................................
91
5.1 SENSOR/AKTOR-MODUL IN AL-DRUCKGUSSBAUTEIL
.......................................................
91
5.2 AKUSTISCHES MIKROSYSTEM ZUR STRUKTURUEBERWACHUNG (SHM)
..............................
95
6 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK...................................................................................101
7
ANHANG...........................................................................................................................
105
8
LITERATUR.........................................................................................................................
109
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
1 MOTIVATION UND
ZIELSETZUNG.
1
2 STAND DER
TECHNIK.3
2.1 ADAPTRONIK / SMART MATERIALS AND STRUCTURES
.
3
2.2 PIEZOKERAMISCHE
MODULE.5
2.2.1 HAEUFIGE ANSTEUERARTEN UND TYPEN VON PIEZOKERAMISCHEN MODULEN
.
5
2.2.2 POLYMERBASIERTE
PIEZOMODULE.
7
2.2.3 KERAMIKBASIERTE
PIEZOMODULE.
10
2.2.3.1
LTCC.13
2.2.3.2
PZT.17
3 EXPERIMENTELLES
VORGEHEN.
23
3.1 DESIGN UND
HERSTELLUNG.23
3.1.1
DESIGN.23
3.1.2 MODULHERSTELLUNG IN LTCC-MEHRLAGENTECHNOLOGIE
.
24
3.1.3
ALUMINIUMDRUCKGUSS.29
3.1.3.1 KONTAKTIERUNG VOR DEM ALUMINIUMDRUCKGUSS
.
30
3.2
CHARAKTERISIERUNG.
32
3.2.1 SCHWINDUNGSBERECHNUNG VON H12000 AN
LPM.32
3.2.2 OPTISCHE / ELEKTROOPTISCHE AUFNAHMEN
.
32
3.2.2.1 MIKROSKOP UND
DIGITALKAMERA.32
3.2.2.2 RASTERELEKTRONENMIKROSKOP (REM & FESEM)
.
32
3.2.2.3 EDX UND
WDX.33
3.2.2.4
ROENTGENUNTERSUCHUNG.
33
3.2.3 ELEKTRISCHE UND ELEKTROMECHANISCHE CHARAKTERISIERUNG
.
34
3.2.3.1 KLEINSIGNALMESSUNG
.
34
3.2.3.2 GROSSSIGNALMESSUNG
.
36
3.3 E-MODUL BESTIMMUNG VON LTCC HERALOCK* TAPE-H 12000
.
40
3.3.1 4-PUNKT-BIEGEVERSUCH
.
41
3.3.2
NANO-INDENTER.
42
3.3.3
LAWAVE'-METHODE.42
3.3.4
ULTRASCHALL-MIKROSKOPIE.
43
3.3.5
RESONANZVERFAHREN.44
3.3.6 BESTIMMUNG DES TECHNISCHEN AUSDEHUNGSKOEFFIZIENTEN (TAK)
.
45
3.4 ABSTRAHLCHARAKTERISTIK VON US-WELLEN
.
46
3.4.1
FEM-SIMULATION.46
3.4.2
LASERVIBROMETER.49
3.5 BETRACHTUNG DER MECHANISCHEN SPANNUNGEN IM LPM
.
49
4 ERGEBNISSE UND
DISKUSSION.53
4.1 MATERIALAUSWAHL UND CHARAKTERISIERUNG
.
53
4.1.1
MATERIALAUSWAHL.53
4.1.2
SCHWINDUNG.
55
4.1.3 VEREINZELTE
MODULE.56
4.1.4
OBERFLAECHENTOPOGRAFIE.
59
4.1.5 ROENTGENUNTERSUCHUNG
.
61
4.1.6 QUERSCHNITT MIT
WAFERSAEGE.
62
4.2 BESTIMMUNG MECHANISCHER UND THERMISCHER KENNGROESSEN
.
66
4.2.1
E-MODUL-BESTIMMUNG.66
4.2.1.1 4-PUNKT-BIEGEVERSUCH
.
66
4.2.1.2
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4.2.1.3
LAWAVE.
67
4.2.1.4 ULTRASCHALL
(US)-MIKROSKOPIE.67
4.2.1.5
RESONANZMETHODE.67
4.2.1.6 RESONANZMETHODE FUER PZT PIC255
.
68
4.2.2 TAK FUER LTCC- UND
PZT-MATERIAL.70
4.3 FUNKTIONSNACHWEIS DES LPM
.
73
4.3.1
KLEINSIGNALMESSWERTE.73
4.3.2
GROSSSIGNALMESSWERTE.74
4.3.2.1
HYSTERESE.
74
4.3.2.2
AUSLENKUNGSMESSUNG.
76
4.3.3 ABSTRAHLCHARAKTERISTIK / LASERVIBROMETER
.
78
4.3.3.1
FEM-SIMULATION.79
4.3.3.2
LASERVIBROMETER.80
4.4 WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LTCC UND PZT
.
84
4.4.1 MECHANISCHE WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LTCC UND PZT
.
84
4.4.2 CHEMISCHE WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LTCC- UND PZT-BESTANDTEILEN
.
86
5 ANWENDUNG VON LTCC/PIEZOKERAMIK-MODULEN
.
91
5.1 SENSOR/AKTOR-MODUL IN AL-DRUCKGUSSBAUTEIL
.
91
5.2 AKUSTISCHES MIKROSYSTEM ZUR STRUKTURUEBERWACHUNG (SHM)
.
95
6 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK.101
7
ANHANG.
105
8
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