T2

Sonderforschungsbereich 595

Einfluss der PbO Stöchiometrie auf Mikrostruktur und Eigenschaften von PZT Keramiken und Multilayeraktuatoren

Prof. Dr. Michael J. Hoffmann, Institut für Keramik im Maschinenbau (IKM),
Robert Bosch GmbH, Bamberg
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Im Transferprojekt T2, das in Zusammenarbeit mit der Robert Bosch GmbH durchgeführt wird, soll der Einfluss von Bleioxidstöchiometrie und Korngröße auf die Eigenschaften von PZT Keramiken und Multilayeraktuatoren untersucht werden. PbO Gehalt und Korngröße stehen nach derzeitigem Kenntnisstand mit den Eigenschaften und vermutlich auch mit dem Schädigungsverhalten in Zusammenhang und sind bei der industriellen Herstellung von Aktuatoren wichtige Kenngrößen für die Steuerung des Produktionsablaufs und der Qualitätssicherung. Im Rahmen des Transferprojektes sollen Ergebnisse und Methoden, die in den ersten beiden Förderperioden des SFB 595 im Teilprojekt A2 erarbeitet wurden, auf relevante Fragestellungen bei der industriellen Anwendung übertragen werden. Insbesondere sollen die Auswirkungen des PbO Gehaltes auf Sinterverhalten, Korngröße, Dehnungsverhalten unter E-Feld und die mechanischen Kennwerte bestimmt werden. Methodisch wird dabei so vorgegangen, dass Keramiken mit unterschiedlichen PbO Gehalten hergestellt, charakterisiert und die Ergebnisse in Abhängigkeit von der PbO Stöchiometrie ausgewertet werden. In Hinblick auf die Untersuchung der PbO Stöchiometrie an Bauteilen werden die Eigenschaften serienmäßig aufgebauter, ungesinterter Aktuatoren in Laborexperimenten durch PbO Anreicherung der Sinteratmosphäre variiert. Mit Hilfe von korrespondierenden Messreihen an Keramiken und Aktuatoren soll geprüft werden, in wie weit an Keramiken gefundene Ergebnisse auf Aktuatoren übertragbar sind. Einen weiteren Ansatzpunkt für den Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis bildet die Abschätzung des Anwendungspotentials von niedrigsinternden PZT Pulvern auf der Basis von Zr/Ti Hydrat für eine Verwendung bei der Produktion von Multilayeraktuatoren. Einen wichtigen Ansatzpunkt für die Entwicklung dieser Keramiken in Hinblick auf eine Verbesserung des Dehnungsverhaltens bilden dabei Methoden, die eine Erhöhung des Kornwachstums bewirken können.