Raster- und Transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen von PZT-Fasern zur Optimierung Ihres Gefüge-Eigenschafts-Profils vor und nach zyklischer elektrischer und mechanischer Belastung

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Durch die methodische Kopplung von mikrostruktureller Analytik mittels REM und TEM zur Untersuchung von mikroskopischen Gefüge- und Struktureigenschaften mit einer umfassenden Charakterisierung der makroskopischen elektrischen und mechanischen Eigenschaften sollen die Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen von ferroelektrischen PZT-Fasern evaluiert und optimiert werden.Hierzu sollen die über einen Sol-Gel-Prozeß hergestellten Fasern unter Berücksichtigung ihrer Herstellungstechnologie bezüglich Homogenität, Phasenbestand und Gefügestruktur untersucht werden, wobei der Frage nach den Domänenkonfigurationen besondere Aufmerksamkeit zukommen soll. Es ist zu klären, ob und inwieweit die Gefügestrukturen sowie die damit einhergehenden Domänenkonfigurationen von Fasern, die über einen Sol-Gel-Prozeß hergestellt wurden, denen von Bulk-Keramiken mit vergleichbarer Stöchiometrie und Korngrößenverteilung entsprechen. Hierbei soll unter anderem eruiert werden, ob die Geometrie der Fasern zu einer Klemmung der Körner in den Randbereichen und damit zu einer veränderten Domänenstruktur führt.In einem weiteren Schritt sollen die auswirkungen von zyklischen elektrischen und mechanischen Belastungen auf die mechanische Stabilität, das Gefüge und die Domänenstruktur der Fasern analysiert werden. Langfristiges Ziel dieser Untersuchungen ist es, die kritischen Ermüdungsmechanismen der Fasern zu erfassen und diesen über präparative Modifikationen, insbesondere die Beigabe von Dotierungen, entgegenzuwirken.