Piezoelektrische Hochtemperaturmaterialien: Langasit und isomorphe Verbindungen

压电高温材料：硅锰矿及同象化合物

• 批准号: 5348225
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Holger Fritze
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitsbereich Sensorik von Hochtemperaturprozessen
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2001-12-31 至 2007-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5348225?language=en
• 关键词: Piezoelektrische; Hochtemperaturmaterialien; Langasit; und; isomorphe

Herkömmliche piezoelektrische Materialien wie a-Quarz oder Lithiurimiobat sind lediglich bei Temperaturen unterhalb von 450 °C einsetzbar. Folglich ergeben sich erhebliche Einschränkungen beim Hochtemperatureinsatz von piezoelektrischen Sensoren und Aktoren. Im Rahmen der bisherigen Arbeiten konnte gezeigt werden, daß Langasit (La3Ga5SiO14) bis zu Temperaturen von mindestens 935 °C als Volumenschwinger eingesetzt werden kann und beispielsweise bei 600 °C bis zu Sauerstoffpartialdrücken von 1021 bar stabil ist. Bei den Untersuchungen von Oberflächenwellenelementen konnte in den ersten Meßkampagnen die Funktion bis 550 °C nachgewiesen werden. Mit einer Modifikation des Wandlerlayouts, der Metallisierung und des Meßaufbaus werden auch hier höhere Einsatzgrenzen angestrebt. Weiterhin wurden wesentliche Schritte bei der Aufklärung und Modellierung der atomaren Transportmechanismen in Langasit bei hohen Temperaturenvollzogen. Rhodiumverunreinigungen und intrinsische Nichtstöchiometrien von Czochralski-Langasiteinkristallen erhöhen die Leitfähigkeit und wirken sich negativ auf die akustischen Eigenschaften aus. Anhand der Sauerstoffdiffusions- und Leitfähigkeitsdaten konnten ein Modell zur Beschreibung des atomaren Transports erarbeitet und Dotierungen zur Verbesserung der Materialeigenschaften vorgeschlagen werden. Aufgeworfene offene Fragen betreffen den Einfluß von OH-Gruppen auf die elektrischen und akustischen Eigenschaften von Langasiteinkristallen. Weiterhin müssen optimale Dotierungskonzentrationen zur Kompensation intrinsischer Nichtstöchiometrien ermittelt werden. Daraus resultierende Arbeitspunkte und die Aufstellung eines mikroskopischen Modells zur Korrelation von Leitfähigkeit und Dämpfung bilden zusätzliche Schwerpunkte für die Fortsetzung der Arbeiten.

压电材料如石英或锂离子电池在450 °C以下的温度下工作。Folglich ergeben sich erhebliche Einschränkungen beim Hochtemperatureinsulation von piezoelektrischen Sensoren und Aktoren.在具有韦尔登的双金属材料中，La 3Ga 5SiO 14的温度为935 °C时，体积膨胀韦尔登可以在600 °C时形成稳定的1021巴的半固态部分。Bei den Untersuchungen von Oberflächenwellenelementen konnte in den Ersten Meßkampagnen die Funktion bis 550 °C nachgewiesen韦尔登.通过对Wandlerlayouts、Metallisierung和Meßaufbaus韦尔登的修改，也可以获得令人满意的结果。Weiterhin wurden wesentliche Schritte bei der Aufklärung und Modellierung der atomaren Transportmechanismen in Langasit bei hohen Temperaturenvollzogen. Rhodiumverunreinigungen和intrinsische Nichtstöchiometrien von Czochralski-Langasiteinkristallen erhöhen die Leitfähigkeit and remarken sich negativ auf die akustischen Eigenschaften aus. Anhand der Sauerstoffdiffusions- und Leitfähigkeitsdaten konnten ein Modell zur Beschreibung des atomaren Transports erbeitet und Dotierungen zur Verbesserung der Materialeigenschaften vorgeschlagen韦尔登. Aufgeworfene offene Fragen betreffen den Einfluenza von OH-Gruppen auf die elektrischen und akustischen Eigenschaften von Langasiteinkristallen. Weiterhin müssen optimale Dotierungskonzentrationen zur Kompensation intrinsischer Nichtstöchiometrien ermittelt韦尔登. Daraus resultierende Arbeitspunkte und die Aufstellung eines mikroskopischen Models zur Correlation von Leitfähigkeit und Dämpfung bilden zusätzliche Schwerpunkte für die Fortsetzung der Arbeiten.