Manufacturing of ceramic, textured actuators with high strain (A01)

• Subject Area: Materials Science
• Term: from 2003 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5485550

Es gibt zwei wesentliche Ziele:a) Entwicklung eines verbesserten Verständnisses zur Herstellung neuer bleifreier Piezokeramiken. Dazu werden bestehende Konzepte aufbauend auf der Stabilität von rhomboedrischen und tetragonalen Perowskiten unter Verwendung des Goldschmidtschen Toleranzfaktors angewandt. Dieser Gedanke wird mit der Tetragonalität bzw. Rhomboedrizität eingesetzter Perowskite kombiniert, um stabile Bereiche von Perowskiten mit morphotroper Phasengrenze vorher zu sagen und weiterhin deren Schaltbarkeit (der Domänen) günstig einzustellen.b) Experimentell sollen Systeme mit morphotroper Phasengrenze zwischen rhomboedrischen und tetragonalen Perowskiten hergestellt werden. Dazu wird beim rhomboedrischen Perowskit mit Bismuth auf dem A-Platz und Titan oder Niobium auf dem BPlatz begonnen. Zur Ladungskompensation dient entweder Zink oder Lithium auf dem B-Platz. Auf der tetragonalen Seite wird zunächst BaTiO3 eingesetzt. Die ferro- und piezoelektrischen Eigenschaften werden über Groß- und Kleinsignalmessungen untersucht, der Ladungstransport, die mechanische Güte und der Kopplungsfaktor über Impedanzmessungen. Als Neuheit wird eine jüngst in der Arbeitsgruppe entwickelte Methode des mechanisch unterstützten Polens eingesetzt. Um das elektromechanische Potential schnell einschätzen zu können, werden neben elektrischen Messungen auch Messungen zum mechanisch-induzierten Domänenschalten eingesetzt.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres
• Subproject of: SFB 595: Electric Fatigue in Functional Materials
• Applicant Institution: Technische Universität Darmstadt
• Project Head: Professor Dr.-Ing. Jürgen Rödel