Experimentelle Bestimmung der bruchelektrischen und bruchmechanischen Parameter von Piezoelektrika

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Im Rahmen des Projektes sollen die das Rißwachstum im piezolektrischen Werkstoffen bestimmenden bruchelektrischen bzw. bruchmechanischen Parameter und Mechanismen untersucht werden. Die Experimente werden im Biegeversuch mit leitenden Rissen und an DCB-Proben mit nichtleitenden Rissen durchgeführt. Bei den DCB-Proben soll das Rißwachstum zum einen mechanisch mit der klassichen Momentapparatur realisiert werden aber auch durch rein elektrische Belastung. Mittels der während des Biegeversuchs erfaßten Parameter kann direkt die elektrische, piezolektrische und mechanische Energiefreisetzungsrate bestimmt werden. Das Ziel ist die Bestimmung eines Bruchkriteriums für elektrisch leitende und nichtleitende Risse in Piezokeramiken unter elektrischer und mechanischer Belastung. Die notwendige theoretische bruchmechanische Analyse der Experimente soll mittels der im Rahmen des Schwerpunktprogrammes gewonnenen Ergebnisse aus den Anträgen von Herrn Prof. H. Balke und Dr. A. Bahr durchgeführt werden. Die Untersuchungen sollen an selbst hergestelltem BaTiO3, (Ba1-xSrx)TiO3 und PZT (Prof. M. Hoffmann, Uni. Kalrsruhe) sowie an kommerziellen PZT vorgenommen werden.