Einsatz der Glaskristallisationstechnik zur Synthese feindisperser, einkristalliner, perowskitischer Mischkristallpulver mit piezo- und ferroelektrischen Eigenschaften

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Ziel des Forschungsvorhabens ist die Synthese von einkristallinen, perowskitischen Mischkristallpulvern auf der Basis von Bleizirkonattitanaten (PZT) mit Hilfe der Glaskristallisationstechnik für den Einsatz als niedrigsinternde Multilayerkeramik, mikrostrukturierte PZT-Komposite oder Speicherschichten. Die Untersuchungen stützen sich auf das Dreistoffsystem PbO-ZrO2-TiO2 mit glasbildenden Zusätzen und Dotierungen. Der Einfluß der Kristallisationsbedingungen und der Dotanden auf die Mikrophasentrennung im Glas, die Keimbildung und das Kristallwachstum sowie die entstehende Kristallart und den Habitus werden analysiert. Es folgen Rückschlüsse auf die Phasenbildung und die Kristallisationskinetik. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge soll die Herstellung eines feindispersen Mischkristallpulvers mit hoher Kristallqualität, engem Körnungsband und einstellbarer Verteilung der Dotierungen ermöglichen. Das erlaubt, die ferro- und piezoelektrischen Eigenschaften der Perowskit-Einkristalle durch die Stöchiometrie der Mischkristalle, die Dotierung und die Kristallgröße zu steuern. Die Auswirkungen der Pulverparameter auf die Verarbeitbarkeit des Pulvers sowie die ferro- und piezoelektrischen Eigenschaften von Siebdruckschichten und gesinterten Probekörpern werden untersucht.