Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 1: FV-internes Symposium „Ermüdung in Funktionswerkstoffen“

DF 1.1: Hauptvortrag

Freitag, 4. März 2005, 10:00–10:40, TU C130

Piezokeramische Aktuatoren – Milliardenfach reproduzierbare Dehnung im Prozentbereich? — •Jürgen Rödel — TU Darmstadt, Institut für Materialwissenschaft, Petersenstr. 23, 64287 Darmstadt

Piezokeramische Aktuatoren ermöglichen in der Physik die Nahfeldspektroskopie und im Maschinenbau die schnelle Einspritzung im Dieselmotor im common-rail Verfahren. Zusätzliche Anwendungen sind in der Druckerindustrie, Textilindustrie, Kommunikations- und Spielzeugindustrie zu finden. Für die Anwendung ist ein reproduzierbares Verhalten als Aktuator (und z.T. als Sensor) über etwa 10⁹ bis zu 10¹² elektrische Zyklen verlangt. Dabei kommt es zur Agglomeration von Sauerstoffionen und zur Ladungskompensation durch elektronische Ladungsträger. Diese Umladungsvorgänge haben vor allem Einfluss auf die Kinetik der Bewegung von Domänenwänden. Im Vortrag werden Untersuchungsmethoden illustriert, die die interaktiven Mechanismen separieren sollen, die bei der Ermüdung von Piezokeramiken auftreten. Abschließend wird ein kurzer Blick auf die Zukunft der Forschung in diesem Bereich geboten. Dabei werden zwei Aspekte angesprochen: a) hohe Dehnungen, umweltverträgliche Materialien und b) der Beitrag der ab initio Modellierung, den vor allem die Physik in diesem spannenden Gebiet der Materialphysik leisten kann.