Synthesen und physikalisch-chemische Eigenschaften von ionischen Mischphasen des Systems Ba(Ti,Sn)O3

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Keramiken auf Basis des Mischkristallsystems Ba(Ti,Sn)O3 zeigen interessante elektromechanische Eigenschaften. Das Maßschneidern bestimmter Eigenschaften, die Reproduzierbarkeit als auch der Trend zu weiterer Miniaturisierung erfordern präkeramische Pulver mit exakter Stöchiometrie, geringer Partikelgröße (teilweise im nm-Bereich) bei gleichzeitig sehr engem Kornspektrum und geringer Agglomerationsneigung. Klassische Feststoffsynthesen (Mischoxid-Methode) können das nicht leisten. Im Projekt sollen zunächst feste Lösungen Ba(Ti1-xSnx)O3 nach modernen, naßchemischen Synthesevarianten hergestellt und umfassend charakterisiert werden. Die Hydrothermalsynthese als auch verschiedene Varianten der Mikrowellen-gestützten Hydrothermalsynthese sind dabei vielversprechend. Aus den resultierenden Startpulvern werden Keramikkörper verschiedener Geometrie nach verschiedenen Sintermethoden hergestellt, die nach umfassender Charakterisierung besonders auf ihre Eignung als Aktuatoren (Biegeelemente) hin untersucht werden sollen. Die Arbeiten am Fachbereich Chemie konzentrieren sich auf die Pulversynthese und die Keramikherstellung, während am Fachbereich Physik der Universität die Untersuchungen der elektromechanischen, dielektrischen und elastischen Eigenschaften erfolgen. Die Rückkopplung dieser Aktivitäten auf den Syntheseprozess soll die gezielte Einstellung erwünschter Materialeigenschaften in einem geschlossenen Forschungszyklus ermöglichen.