Charakterisierung von Piezokeramik

Stefan Paul

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

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Abstract

Piezoelektrische Aktoren sind Bauteile, die elektrische Energie in Bewegung umwandeln können. Dies äußert sich in einer Dehnung des Piezoaktors beim Anlegen einer elektrischen Spannung. Ein inzwischen etablierter Werkstoff ist die ferroelektrische Piezokeramik Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), die ihre makroskopische Piezoelektrizität durch Polung erhält. Die Dehnung des Werkstoffes bei 2 MV/m liegt zwar nur in der Größenordnung von 0,1 %, erfolgt aber mit sehr großer Kraft und Geschwindigkeit. Durch die Vielschichttechnologie konnte die Betriebsspannung deutlich gesenkt werden und so der Einsatzbereich piezoelektrischer Aktoren entscheidend erweitert werden. Ziel dieser Arbeit ist die Charakterisierung von piezoelektrischen Aktoren. Dazu wurden zuerst Gefügekenngrößen der Keramik in unterschiedlichen Bereichen des Bauteils bestimmt. Weites wurde ein elektromechanischer Messplatz auf seine Eignung zur Bestimmung des Aktorverhaltens untersucht. Unter Berücksichtigung der in diesen Versuchen gewonnen Ergebnisse wurde schließlich ein 2D- Modell zur Simulation des elektro-mechanischen Verhaltens von Piezoaktoren entwickelt und Rückschlüsse auf die Spannungsverteilung im Bauteil gezogen. Dabei wurde insbesondere auch der Einfluss der remanenten Dehnung bei der Polung berücksichtigt.
Titel in ÜbersetzungCharacterization of piezolelectric ceramics
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Supancic, Peter Hans, Mitbetreuer (intern)
  • Danzer, Robert, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung14 Dez. 2007
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2007

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Piezoaktor Stack Keramographie elektromechanischer Piezomessplatz FE- Simulation

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