Nichtlineare elektromechanische Kopplung in ferroelektrischen Keramiken: Experimente und Simulation

• Antragsteller: Professor Dr. Dietrich Munz
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 1996 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5305167

Zur Beurteilung der Zuverlässigkeit von elektromechanischen Komponenten ist eine möglichst genaue Kenntnis des mechanischen Spannungszustandes erforderlich. Dieser und andere Felder hängen bei ferroelektrischen Keramiken von ihren nichtlinearen, gekoppelten elektrischen und mechanischen Eigenschaften ab. Demgemäß gliedert sich das hier beantragte Projekt in drei Aufgabengebiete: 1.) Systematische experimentelle Ermittlung makroskopischer Eigenschaften von polykristallinen ferroelektrischen Keramiken unter ein- und mehrachsiger elektromechanischer Belastung: Hysteresen, zeitabhängige Effekte, elektro-mechanische Kopplung (mechanische Depolarisation) usw. 2.) Basierend auf solchen geeignet zu definierenden Experimenten Entwicklung eines möglichst einfachen elektro-thermomechanischen Materialmodells. Im Hinblick auf das Ziel sind hierfür phänomenologische Methoden angemessen. 3.) Mit Hilfe effektiver Algorithmen für materielle Nichtlinearitäten und Feldkopplungen Implementierung des Materialmodells in einen FE-Code, Analyse typischer Probleme.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 734: Multifunktionswerkstoffe
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Charalampos Tsakmakis