Mesoscopic and macroscopic fatigue in doped ferroelectric ceramics (D01)

在德国，压电技术是一种先进的压电技术，是一种先进的压电技术。Sie werden <s:1> blicherweise bei hohen温度和在任何机制下Vorlast betrieben， wobei das elektrische Feld nur in einer Richtung angelegwind（单极Belastung）。Die dabei auftretenden Schädigungsmechanismen können sich von denen unterscheiden， Die beem bibipolar elektrischen Zyklieren ener最后一个freen Probe bei raumtemperature bebachtet wurden。Daher在teilprokt D1上出售了erm<s:1> dungsverhalten压电陶瓷工作室（Aktorwerkstoffe），在anwendungsnahen Bedingungen untersucht werden。Die möglichen Schädigungsmechanismen, Die Anteil and der ermdung haben können, lassen sigrob in drei Bereiche einteilen。在《讨论》中，我们将在《材料》中讨论《材料》中讨论《材料》中讨论《材料》中讨论《材料》中讨论《材料》中讨论《材料》中讨论《材料》中的《材料》。erinseits kann so in internes Feld aufgebaut werden, as mit den extern anliegenden Feld und der ferroelektrischen Domänenstruktur wehselwirkt。Andererseits können die fixerten Ladungsträger das Schalten der ferroelektrischen Domänen behind, indem sie die Beweglichkeit der Domänenwände herabsetzen。Der zweite mögliche Schädigungsmechanismus ist die Ladungsinjektion <e:1> ber die Grenzfläche zwischen材料与电极。柏林大学研究其更广泛的研究组织Probe beinfinfes electricisches field entstehen，柏林大学研究其können die Ladungen局部研究其Domänenschalten wirken，柏林大学研究其die Nukleation neuer Domänen柏林大学研究其背后。derderitte Schädigungsmechanismus ist mechancher nature and beruht auder Bildung von Mikrorissen。研究结果表明：1 .研究结果表明：1 .研究结果表明：1 .研究结果表明：1 .研究结果表明：1 .研究结果表明：1 .研究结果表明：模具参数、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度、模具温度等。德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国Der elektrische Lastzyklus wnd durch die Änderung Der Frequenz sowie den Übergang von Der elektrisch单极zur，半极zur的最后一个变种，beder Der正的和kleine负的Felder和die Probe angelegt werden。Die Charakterisierung des erm<e:1> dungszustvor, während und nach der der erm<e:1> erfolgt vorwigend durch Messung makroskopischer参数wilder Hysterese der elektrischen极化，dermechanichen Dehnung, despiezoelektrischen Koeffizienten d33 and der Dielektrizitätszahl ε33。In ververindung mit den berwigend im Projekt B7 (V. Seggern / Klein), durchgef<s:1> - hrten Untersuchungen der zeitlichen Entwicklung der polarization unconstantem elektrischem field and Aufschluss berdie Domänendynamik gewonnen。在德国，科学与技术的合作是一项非常重要的研究。在德国，科学与技术的合作是一项非常重要的研究。darber hinaus 3 Projekt D1 das Projekt A1 (Rödel / Granzow) beder Messung der ferroelektrischen Eigenschaften neu entwickelter bleifreier keramischer Aktorwerkstoffe untersttzen und die ermdeten Proben zur verf<e:1> gung stellen, die in den Projekten B1 (Eichel / Dinse), B2 (Balogh), B3 （Kleebe / Fueß）和B7 (V. Seggern / Klein) untersucht werden sollen。Das dabei verwendete erm<s:1> dungsprogramm richet，即nach den Anforderungen des jeweiligen projects。

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.