Entwicklung keramischer Materialien mit definiertem Gradienten der elektromechanischen Eigenschaften

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In interdisziplinärer Zusammenarbeit zwischen Arbeitsgruppen des FB Chemie und des FB Physik der Universität Halle werden keramische Materialien mit gezielt eingestelltem uniaxialen Gradienten insbesondere der elektromechanischen Eigenschaften entwickelt und untersucht. Es werden sowohl Beiträge zum wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn als auch Impulse für die Anwendung dieser Materialien, z. B. als monolithische piezoelektrische Biegeaktuatoren erwartet. Auf seiten der Werkstoffentwicklung am FB Chemie steht die Neuentwicklung bzw. Optimierung verschiedener Varianten der Gradierung chemischer bzw. mikrostruktureller Eigenschaften im Vordergrund. Die Arbeiten am FB Physik konzentrieren sich auf die Modellierung und experimentelle Untersuchung des Polungsprozesses dieser Materialien, bei dem mikrostruktureller bzw. chemischer Gradient in eine Gradierung der finalen Materialeigenschaften umgesetzt werden. Die Rückkopplung dieser Untersuchungen sowie der Charakterisierung der erhaltenen Werkstoffe auf die Präparation ermöglicht die gezielte Einstellung erwünschter optimaler Profile der Materialeigenschaften. Gleichzeitig erfolgt dabei eine Bewertung der einzelnen Ideen hinsichtlich erzielbarer technologisch relevanter Parameter wie z. B. gute Handhabbarkeit von Herstellungs- und Polungsprozess oder Zuverlässigkeit und Belastbarkeit der finalen Bauelemente.