Schadensphänomene und bruchmechanische Charakterisierung piezokeramischer Multilayeraktoren:
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| Format: | Book |
| Language: | German |
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Aachen
Shaker
2000
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| Series: | Berichte aus der Werkstofftechnik
|
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| Item Description: | Zugl.: Hamburg-Harburg, Techn. Univ., Diss., 2000 |
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
.
1
2
DER
PIEZOELEKTRISCHE
EFFEKT
IN
KERAMISCHEN
WERKSTOFFEN
.
5
2.1
DER
PIEZOELEKTRISCHE
EFFEKT
.
5
2.2
FERROELEKTRIZITAET
.
6
2.2.1
FERROELEKTRISCHE
HYSTERESE
.
6
2.2.2
DOMAENENSTRUKTUREN
.
7
2.3
DER
PIEZOELEKTRISCHE
EFFEKT
IN
POLYKRISTALLINEN
WERKSTOFFEN
.
8
2.4
BLEIZIRKONATTITANAT
ALS
AKTORWERKSTOFF
.
10
2.5
MATERIALKENNWERTE
PIEZOELEKTRISCHER
WERKSTOFFE
.
12
3
LINEAR-ELASTISCHE
BRUCHMECHANIK
.
15
3.1
GRUNDLAGEN
DER
LINEAR-ELASTISCHEN
BRUCHMECHANIK
.
15
3.2
RISSWACHSTUMSARTEN
.
17
3.2.1
STABILES
UND
INSTABILES
RISSWACHSTUM
.
17
3.2.2
UNTERKRITISCHES
RISSWACHSTUM
.
18
3.2.3
LEBENSDAUER
BEI
ZYKLISCHER
ERMUEDUNG
.
19
3.3
DIE
RISSWIDERSTANDSKURVE
.
20
3.4
ELASTISCHE
SPANNUNGSVERTEILUNG
AN
GRENZFLAECHENRISSEN
.
22
3.4.1
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
VON
SANDWICHPROBEN
.
23
4
DER
EINFLUSS
DER
ELEKTROMECHANISCHEN
WECHSELWIRKUNG
AUF
DAS
SCHADENSVERHALTEN
VON
PIEZOKERAMIK
.
27
4.1
DAS
MECHANISCHE
VERHALTEN
FERROELEKTRISCHER
KERAMIK
.
27
4.1.1
DER
EINFLUSS
ELEKTRISCHER
FELDER
AUF
DAS
MECHANISCHE
VERHALTEN
.
29
4.1.2
ZYKLISCHE
ELEKTRISCHE
BELASTUNG
.
30
4.2
MODELLE
ZUM
BRUCHVERHALTEN
PIEZOELEKTRISCHER
MATERIALIEN
.
32
4.2.1
VERSAGENSMECHANISMEN
IN
FERROELEKTRISCHER
KERAMIK
.
36
INHALTSVERZEICHNIS
5
PIEZOKERAMISCHE
MULTILAYERAKTOREN
.
39
5.1
MULTILAYERTECHNOLOGIE
.
40
5.2
LITERATURUEBERBLICK
ZUM
SCHAEDIGUNGSVERHALTEN
VON
MULTILAYERAKTOREN
.
43
6
EXPERIMENTELLE
DURCHFUEHRUNG
.
47
6.1
PROBEN
VERSORGUNG
.
47
6.2
ZYKLISCHE
ERMUEDUNG
VON
MULTILAYERAKTOREN
.
48
6.2.1
PROBENPRAEPARATION
.
48
6.2.2
MESSAUFBAU
.
49
6.2.3
INITIIERUNG
DEFINIERTER,
KUENSTLICHER
ANRISSE
.
53
6.2.4
ZYKLISCHE
ERMUEDUNG
.
54
6.3
UNTERSUCHUNG
DES
POLUNGSPROZESSES
VON
MULTILAYERAKTOREN
.
55
6.3.1
MESSUNG
DER
AKUSTISCHEN
EMISSION
.
55
6.3.2
MESSUNG
DER
DEHNUNGSHYSTERESE
VON
MULTILAYERAKTOREN
.
56
6.3.3
MESSUNG
DER
FERROELASTISCHEN
SPANNUNGS-DEHNUNGS-KURVE
.
57
6.4
UNTERSUCHUNG
DER
GRENZFLAECHENEIGENSCHAFTEN
.
59
6.4.1
EXPERIMENTELLE
METHODEN
ZUR
BESTIMMUNG
DER
GRENZFLAECHENBRUCHZAEHIGKEIT
.
59
6.4.2
BESTIMMUNG
DER
GRENZFLAECHENFESTIGKEIT
ZWISCHEN
METALLISCHER
INNENELEKTRODE
UND
DER
KERAMIK
.
65
6.4.3
UNTERSUCHUNG
DES
RISSPFADS
UND
BESTIMMUNG
DES
RISSURSPRUNGS
.
66
6.4.4
MESSUNG
DER
GRENZFLAECHENBRUCHZAEHIGKEIT
VON
POLUNGSRISSEN
AN
REALEN
AKTOREN
.
66
6.5
ZYKLISCHE
ERMUEDUNG
VON
PZT-VOLLKERAMIK
.
69
6.5.1
MATERIALZUSAMMENSETZUNGEN
.
69
6.5.2
BESTIMMUNG
DES
ERMUEDUNGSRISSWACHSTUMS
.
70
6.5.3
FERROELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
71
7
ERGEBNISSE
.
73
7.1
SCHADENSPHAENOMENE
AN
DER
AKTOROBERFLAECHE
.
73
7.1.1
DELAMINATIONSRISSE
.
73
7.1.2
RISSE
IN
DER
KERAMIK
.
75
7.1.3
WEITERE
SCHADENSPHAENOMENE
.
76
7.2
ZYKLISCHE
ERMUEDUNG
.
78
7.2.1
DAS
RISSWACHSTUM
DEFINIERTER,
KUENSTLICHER
ANRISSE
.
78
7.2.2
DAS
RISSWACHSTUM
VON
POLUNGS
UND
ERMUEDUNGSRISSEN
.
80
7.2.3
DAS
RISSWACHSTUM
VON
SPITZENRISSEN
.
82
INHALTSVERZEICHNIS
7.2.4
DIE
DEGRADATION
DER
ELEKTRISCHEN
UND
MECHANISCHEN
EIGENSCHAFTEN.
.
83
7.2.5
DAS
VERSAGEN
VON
MULTILAYERAKTOREN
.
84
7.2.6
ZUSAMMENFASSUNG
DER
ERGEBNISSE
DER
ZYKLISCHEN
ERMUEDUNGSVERSUCHE
.
85
7.2.7
FRAKTOGRAPHISCHE
UNTERSUCHUNG
DES
ERMUEDUNGSRISSWACHSTUMS
.
86
7.3
RISSENTSTEHUNG
UND
RISSAUSBREITUNG
.
88
7.3.1
DIE
ENTSTEHUNG
VON
POLUNGSRISSEN
.
88
7.3.2
ANZAHL
UND
LAENGEN
VON
POLUNGSRISSEN
.
90
7.3.3
RISSURSPRUNG
.
91
7.3.4
FERROELASTISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
92
7.4
GRENZFLAECHENEIGENSCHAFTEN
.
94
7.4.1
DIE
BRUCHZAEHIGKEIT
AN
DER
GRENZFLAECHE
UND
IN
DER
KERAMIK
.
94
7.4.2
DIE
GRENZFLAECHENFESTIGKEIT
VON
MULTILAYERAKTOREN
.
98
7.4.3
DIE
GRENZFLAECHENBRUCHZAEHIGKEIT
VON
POLUNGSRISSEN
REALER
AKTOREN
.
99
7.4.4
FRAKTOGRAPHISCHE
UNTERSUCHUNGEN
DER
GRENZFLAECHEN
.
100
7.4.5
RISSPFAD
.
102
7.5
ZYKLISCHE
ERMUEDUNG
VON
PZT-VOLLKERAMIK
.
103
7.5.1
ERMUEDUNGSRISSWACHSTUM
.
103
7.5.2
FERROELEKTRISCHE
UND
FERROELASTISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
103
8
DISKUSSION
.107
8.1
EINFLUSS
DER
BEOBACHTETEN
SCHADENSPHAENOMENE
AUF
DAS
AKTORVERSAGEN
.
107
8.1.1
DELAMINATIONSRISSE
ZWISCHEN
METALLISCHER
INNENELEKTRODE
UND
DER
KERAMIK
.
107
8.1.2
RISSE
IN
DER
KERAMIK
.
109
8.1.3
ELEKTRISCHE
UEBERSCHLAEGE
.
110
8.2
POLUNGSRISSENTSTEHUNG
UND
-AUSBREITUNG
.
111
8.2.1
PHAENOMENOLOGISCHE
ZUSAMMENFASSUNG
DER
POLUNGSRISSENTSTEHUNG
.111
8.2.2
QUANTITATIVE
ABSCHAETZUNG
DER
AUSGANGSDEFEKTGROESSEN
AN
DER
GRENZFLAECHE
KERAMIK/LNNENELEKTRODE
IM
INAKTIVEN
BEREICH
.
112
8.2.3
DIE
EXISTENZ
VON
AUSGANGSDEFEKTEN
IM
INAKTIVEN
BEREICH
.
115
8.2.4
DIE
THEORETISCHE
MODELLIERUNG
IM
VERGLEICH
MIT
DEN
EXPERIMENTELLEN
ERGEBNISSEN
.
118
8.2.5
SPANNUNGSENTLASTUNG
AN
DEN
AKTORDECKFLAECHEN
UND
DURCH
RISSE
.
123
8.3
DIE
ENTSTEHUNG
VON
ERMUEDUNGSRISSEN
.
125
8.3.1
DIE
AUSGANGSDEFEKTGROESSE
BEI
ERMUEDUNGSRISSEN
.
126
8.4
DIE
EIGNUNG
DER
VERWENDETEN
STANDARDVERFAHREN
FUER
DIE
BESTIMMUNG
DER
GRENZFLAECHENBRUCHZAEHIGKEIT
.
127
8.4.1
BESTIMMUNG
DER
DUNDERSPARAMETER
.
127
INHALTSVERZEICHNIS
8.4.2
DIE
BESTIMMUNG
DER
GRENZFLAECHENBRUCHZAEHIGKEIT
MIT
STANDARDVERFAHREN
.
129
8.4.3
RISSVERLAUF.
.
133
8.5
DAS
WACHSTUM
VON
DELAMINATIONSRISSEN
.
134
8.5.1
ERMUEDUNGSRISSWACHSTUM
UND
UNTERKRITISCHES
RISSWACHSTUM
.
134
8.5
2
RISSWACHSTUM
VON
POLUNGSRISSEN
.
135
8.5.3
DAS
WACHSTUM
VON
ERMUEDUNGSRISSEN
.
136
8.5.4
DAS
ERMUEDUNGSRISSWACHSTUM
VON
RISSEN
IN
DER
KERAMIK
.
138
8.6
DER
EINFLUSS
DES
ELEKTRISCHEN
FELDES
UND
DES
PIEZOELEKTRISCHEN
EFFEKTES
AUF
DAS
DELAMINATIONSRISSWACHSTUM
.
139
9
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
143
ANHANG
A:
DIE
MESSUNG
DER
HEBELARMOSZILLATION
IM
DAUERBETRIEB
.147
ANHANG
B:
DIE
BESTIMMUNG
DER
FERROELASTISCHEN
SPANNUNGS
DEHNUNGS-KURVE
.
149
LITERATURVERZEICHNIS
.
151 |
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