Ferroelastische Eigenschaften von Blei-Zirkonat-Titanat-Keramiken:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1996
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 5]
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| Item Description: | Zugl.: Karlsruhe, Univ., Diss., 1996 |
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| adam_text | Titel: Ferroelastische Eigenschaften von Blei-Zirkonat-Titanat-Keramiken
Autor: Schäufele, Ansgar
Jahr: 1996
FORTSCHRITTBERICHTE VW Dipl.-Phys. Ansgar Schaufele, Karlsruhe Ferroelastische Eigenschaften von Blei-Zirkonat- Titanat-Keramiken Reihe 5 : Grund- und Werkstoffe Nr. 445 VW VERLAG
V Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung.........................................................1 2 Grundlagen .......................................................4 2.1 Definitionen ....................................................4 2.1.1 Piezoelektrizität..............................................5 2.1.2 Pyroelektrizität ..............................................6 2.1.3 Ferroelektrizität..............................................6 2.1.4 Ferroelastizität...............................................7 2.2 Domänenprozesse................................................7 2.2.1 Elektrisch induzierte Domänenprozesse...........................8 2.2.2 Mechanisch induzierte Domänenprozesse .........................9 2.3 Blei-Zirkonat-Titanat.............................. 12 2.3.1 Kristallstruktur .............................................12 2.3.2 Dotierung..................................................13 3 Experimentelles...................................................15 3.1 Uniaxialer Druckversuch .........................................15 3.1.1 Meßprinzip ................................................15 3.1.2 Anforderungen .............................................17 3.1.3 Meßaufbau.................................................17 3.1.3.1 Wegmessung...........................................19 3.1.3.2 Kraftmessung...........................................21 3.1.3.3 Ladungsmessung........................................22 3.1.3.4 Hochspannung..........................................23 3.1.4 Meßablauf.................................................24 3.2 Proben........................................................26 3.2.1 Herstellung ................................................27 3.2.2 Bearbeitung................................................29 3.2.3 Polen.............................. 30 4 Ergebnisse .......................................................32 4.1 Ungepolte
Keramik .............................................32 4.2 Druck parallel zur Polarisation.....................................33, 4.3 Druck senkrecht zur Polarisation...................................34 4.4 Dotierungseinfluß...............................................35 4.4.1 Reversibilität...............................................38 4.4.2 Relaxation.................................................40
VI 4.5 Abhängigkeit vom Zr/Ti Verhältnis .................................41 4.5.1 Weich-PZT ................................................42 4.5.2 Hart-PZT..................................................44 4.6 Einfluß eines elektrischen Feldes...................................46 4.6.1 Weich-PZT ................................................47 4.6.2 Hart-PZT..................................................49 5 Diskussion........................................................51 5.1 Modell........................................................51 5.2 Simulation.....................................................52 5.2.1 Polen der Keramik...........................................55 5.2.2 Mechanisches Depolarisieren der Keramik .......................56 5.2.3 Tetragonale und rhomboedrische Phase..........................58 5.3 Eigenspannungen ...............................................60 5.4 Inneres elektrisches Feld .........................................62 5.5 Überlagertes elektrisches Feld .....................................63 5.6 Druck senkrecht zur Polarisation...................................65 5.7 Relaxation.....................................................66 6 Berechnung mechanischer Spannungen im Vielschichtaktor..............67 6.1 Geometrie.....................................................67 6.2 Randbedingungen...............................................70 6.3 Materialdefmitionen.............................................70 6.4 Belastung .....................................................72 6.5 Ergebnisse.....................................................72 6.6 Diskussion ....................................................77 7 Zusammenfassung.................................................80 8 Ausblick .........................................................82 9 Literaturverzeichnis 83
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