Mesoscopic and macroscopic fatigue in doped ferroelectric ceramics (D01)

在Betrieb是一个压电驱动器Bedingungen ausgesetzt，它可以从这个压电驱动器上下载。在高温下和在一个机械装置下工作时，电场只在一个单独的角度（单极Belastung）中工作。Die dabei auftretenden Schädigungsmechanismen können sich von denen unterscheiden，die beim bipolaren elektrischen Zyklieren einer lastfreien Probe bei Raumtemperatur beobachtet wurden. Daher soll in Teilprojekt D1 das Ermüdungsverhalten piezoelektrischer Aktorwerkstoffe unter anwendungsnahen Bedingungen untersucht韦尔登.大规模的Schädigungsmechanismen，Anteil an der Ermüdung haben können，lassen sich grob in drei Bereiche einteilen。在这一过程中，探测器体积的测量和材料的测量，以及电子或材料的测量。一个内部的费尔德可以被建造，因为它与外部的费尔德和铁电内部结构一起被建造。因此，在后面的铁电驱动Domänen的Schalten上安装了固定的Ladungsträger，而Domänenwände的Beweglichkeit则是herabsetzen。Der zweite mögliche Schädigungsmechanismus ist die Ladungsinjektion über die Grenzfläche zwischen Aktormaterial und Elektrode. Daddy可以将一个新的探测器插入到费尔德的电子设备中，并将其定位在Domänenschalten的附近，使其成为新的Domänen或落后的Nukleation。这是一种自然的机制，也是对Mikrorissen教育的一种促进。在对单因素效应和定量结果进行分析时，韦尔登将PZT-探针用于验证电极活性。最重要的参数，即不同的韦尔登，是温度和与电传动机构的平行关系，最后，由这些Größen直接影响到电传动的横向运动和电传动的内部结构。尽管金属或氧化物电极等非金属化电极可以通过引入一个隔离的平行电极来实现，但电极和工作部件会对电极间的相互作用产生影响。在正负极费尔德和韦尔登之间，通过频率的变化，可以使单极化的单极化的最后一个变量的电延迟。通过测量极化电滞回线、机械延迟、压电极化系数d33和介电极化系数ε33，可以得到压电陶瓷的特性。在B7项目（V. Seggern / Klein）中，通过对偏振态在恒定电场费尔德中的发展进行研究，将使该领域的研究更加深入。Unterstützend zu diesen韦尔登韦尔登in恩格尔Cooperation with anderen Teilprojekten des Sonderforschungsbereichs mikroskopische Probeneigenschaften wie Defektstruktur und lokales Schaltverhalten untersucht. D1项目将作为A1项目（Rödel / Granzow），用于测量铁电特征值，新的铁电特征值将用于测量Aktorwerkstoffe和用于测量Verfügung stellen的试验，分别用于B1项目（Eichel / Dinse）、B2项目（Balogh）、B3项目（Kleebe /Fuebe）和B7项目（V. Seggern / Klein）的韦尔登。这是一个非常好的就业计划，它将在珠宝项目的基础上进行。

Im Betrieb sind piezoelektrische Aktoren Bedingungen ausgesetzt, die sich von den üblichen Laborbedingungen unterscheiden. Sie werden üblicherweise bei hohen Temperaturen und unter einer mechanischen Vorlast betrieben, wobei das elektrische Feld nur in einer Richtung angelegt wird (unipolare Belastung). Die dabei auftretenden Schädigungsmechanismen können sich von denen unterscheiden, die beim bipolaren elektrischen Zyklieren einer lastfreien Probe bei Raumtemperatur beobachtet wurden. Daher soll in Teilprojekt D1 das Ermüdungsverhalten piezoelektrischer Aktorwerkstoffe unter anwendungsnahen Bedingungen untersucht werden. Die möglichen Schädigungsmechanismen, die Anteil an der Ermüdung haben können, lassen sich grob in drei Bereiche einteilen. In der Diskussion ist einmal die Umlagerung von im Volumen der Probe vorhandenen Ladungsträgern an die Korngrenzen des keramischen Werkstoffs, an die Elektro den oder in tiefe Störstellen im Material. Einerseits kann so ein internes Feld aufgebaut werden, das mit dem extern anliegenden Feld und der ferroelektrischen Domänenstruktur wechselwirkt. Andererseits können die fixierten Ladungsträger das Schalten der ferroelektrischen Domänen behindern, indem sie die Beweglichkeit der Domänenwände herabsetzen. Der zweite mögliche Schädigungsmechanismus ist die Ladungsinjektion über die Grenzfläche zwischen Aktormaterial und Elektrode. Dadurch kann einerseits wieder ein die ganze Probe beeinflussendes elektrisches Feld entstehen, andererseits können die Ladungen lokal auf das Domänenschalten wirken, indem sie die Nukleation neuer Domänen erleichtern oder behindern. Der dritte Schädigungsmechanismus ist mechanischer Natur und beruht auf der Bildung von Mikrorissen. Um den Anteil der einzelnen Effekte an der Ermüdung zu quantifizieren, werden keramische PZT-Proben unter verschiedenen Bedingungen elektrisch zykliert. Die wichtigsten Parameter, die bei der Ermüdung variiert werden können, sind die Temperatur und die parallel zur elektrischen Feldrichtung wirkende mechanische Last, da diese Größen direkten Einfluss auf das Ladungstransportverhalten und das Schalten der elektrischen Domänen nehmen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Elektrodentypen wie metallischer oder oxidischer Elektroden sowie durch das Einbringen einer isolierenden paraelektrischen Schicht zwischen Elektrode und Werkstoff wird der Einfluss von Grenzflächeneffekten auf die Ermüdung untersucht. Der elektrische Lastzyklus wird durch die Änderung der Frequenz sowie den Übergang von der elektrisch unipolaren zur ‚sesquipolaren’ Last variiert, bei der hohe positive und kleine negative Felder an die Probe angelegt werden. Die Charakterisierung des Ermüdungszustands vor, während und nach der Ermüdung erfolgt vorwiegend durch Messung makroskopischer Parameter wie der Hysterese der elektrischen Polarisation, der mechanischen Dehnung, des piezoelektrischen Koeffizienten d33 und der Dielektrizitätszahl ε33. In Verbindung mit den überwiegend im Projekt B7 (V. Seggern / Klein) durchgeführten Untersuchungen der zeitlichen Entwicklung der Polarisation unter konstantem elektrischem Feld wird Aufschluss über die Domänendynamik gewonnen. Unterstützend zu diesen Messungen werden in enger Kooperation mit anderen Teilprojekten des Sonderforschungsbereichs mikroskopische Probeneigenschaften wie Defektstruktur und lokales Schaltverhalten untersucht. Darüber hinaus wird Projekt D1 das Projekt A1 (Rödel / Granzow) bei der Messung der ferroelektrischen Eigenschaften neu entwickelter bleifreier keramischer Aktorwerkstoffe unterstützen und die ermüdeten Proben zur Verfügung stellen, die in den Projekten B1 (Eichel / Dinse), B2 (Balogh), B3 (Kleebe / Fueß) und B7 (V. Seggern / Klein) untersucht werden sollen. Das dabei verwendete Ermüdungsprogramm richtet sich nach den Anforderungen des jeweiligen Projektes.