Herstellung, Modellierung und Charakterisierung der Eigenschaften von piezo- elektrischen Keramik-Kunststoff-Kompositen mit Materialgradienten für den Bau von Ultraschallsensoren

• Applicant: Professor Dr. Walter K. Arnold
• Subject Area: Materials Engineering
• Term: from 1997 to 1999
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5362931

Die Eigenschaften eines piezoelektrischen Verbundwerkstoffes werden durch die Kopplung von aktiver und passiver Phase bestimmt. Durch Variation von Keramik- und Matrixmaterial, der Volumenanteile beider Phasen sowie der Komposit-Struktur können die elastischen und piezoelektrischen Eigenschaften gezielt verändert werden. Für den Bau von Ultraschallsensoren sollen Piezo-Komposite mit Materialgradienten in Dickenrichtung modelliert, hergestellt, vermessen, erprobt und optimiert werden. Ziel ist, die Vorteile von piezoelektrischen Folien, die aufgrund herstellungsbedingter Gradienten in ihren Materialeigenschaften breitbandig sind und wegen ihrer geringen akustischen Impedanz hohen Energietransfer gewährleisten, mit den hohen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten und Dieelektrizitätskonstanten von Piezo-Keramiken zu vereinen. Nach Abschluß der Arbeiten zu den Piezo-Kompositen im dritten Antragsjahr, soll der Schwerpunkt des Projektes auf die Weiterentwicklung der Computerlamingraphie zur Prüfung von Gradientenwerkstoffen gelegt werden. Bei der hier verfolgten Variante wird das Objekt in einer Richtung durch den Strahlenkegel der Röntgenröhre bewegt während Detektor und Quelle ortsfest bleiben. Spezifische Charakteristika der Werkstücke wie Außenkontur der Probe, vermutete bzw. beabsichtigte Phasenverteilung und spektrale Absorption der Phasen werden bei der Rekonstruktion als a-priori Information eingebunden.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 733: Gradientenwerkstoffe