Modellierung der elektrischen und mechanischen Zuverlässigkeit von piezokeramischen Materialien auf der Grundlage einer stochastischen Theorie für die inneren Felder

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Das Vorhaben richtet sich auf das Verständnis des gekoppelten elektrischen und mechanischen Materialverhaltens sowie der Schädigungsmechanismen in ferroelektrischen Keramiken wie sie bei zyklischer elektrischer, mechanischer und thermischer Belastung auftreten. Grundlage für eine Modellierung dieser Prozesse ist eine stochastische Theorie der inneren mechanischen Spannungsfelder und elektrischen Feldern. Diese Feldgrößen fluktuieren im Bereich der Kristallite, ferroelektrischen Domänen und herstellungsbedingten Defekten statisch. Dementsprechend muß auch das Ausfallverhalten bzw. die Zuverlässigkeit von piezokeramischen Bauelementen mit stochastischen Methoden beschrieben werden. Neben den Schädigungsprozessen steht auch die Modellierung von linearen und nichtlinearen Materialgesetzen im Mittelpunkt der Arbeiten. Es ist das Ziel, die Grundlagen für ein verbessertes Verständnis und die Optimierung der Funktionseigenschaften zu erweitern.