Zusammenfassung

Im Rahmen dieser Arbeit wurde am Institut für Materialforschung das zeitliche Verhalten von Weich-PZT-Keramiken in Abhängigkeit von einem hohen elektrischen Feld (bis zu 2,0kV/mm) untersucht. Während der Versuche, die im Hinblick auf das elektrische Feld mit unterschiedlichen Belastungsverläufen, in deren Verlauf Haltezeiten eingebettet waren, gefahren wurden, wurden Dehnungs- und Polarisationshysteresen aufgenommen. Ein erster wichtiger Aspekt dieser Arbeit ist die Realisation eines Versuchsaufbaus, mit dem diese Versuche aufgenommen werden konnten. Dabei auftretende Probleme, wie z.B. das Problem der Durchschläge, das vor allem bei der Messung mit Dehnungsmeßstreifen auftrat, werden beschrieben und Lösungen aufgezeigt. Von besonderem Interesse war dabei das Verhalten der Dehnung und der Polarisation während der Haltezeiten. Hierzu werden in dieser Arbeit neben den experimentell aufgenommenen Hysteresen auch die Verläufe der Dehnung bzw. der Polarisation über der Zeit während der Haltezeiten dargestellt und diskutiert. Während dieser Versuche erfolgte die Aufnahme der Dehnung mit einem induktiven Wegaufnehmer. Ein weiterer Punkt dieser Arbeit ist eine Gegenüberstellung von Methoden für die Dehnungsmessung. Neben der Dehnungsaufnahme mit dem induktiven Wegaufnehmer wurden erste Versuche mit einem Dehnungsmeßstreifen unternommen. Dabei wurde die Dehnung gleichzeitig mit beiden Versuchsmethoden aufgenommen und die Ergebnisse miteinander verglichen.

Experiments about time effects in piezoceramics

The examination of time effects on soft PZT ceramics caused by an electric field (up to 2,0kV/mm) is one of the topics at the Institute for Material Research (IMF) of the Karlsruhe Research Center. This work describes several experiments dealing with this field. During the experiments done with different electric load histories in which several hold times were being embed, strain and polarisation hystereses have been measured. An important point of this work is the realisation of the experimental set-up for running these experiments. Problems like arcing especially appeared during the experiments with strain gauges. The presentation of the technical solutions for the problems is a main part of this work. A special point of discussion within this work is the behaviour of the strain and the polarisation during the holding time. Therefore, besides the experimental strain and polarisation hystereses you can also find curves which show the course of the strain and polarisation over the time during the hold times. During the experiments relating to experimental strain and polarisation hystereses the strain was take by an inductive displacement transducer. Another point of discussion of this work is a confrontation of different methods for measuring the strain. Besides the method with an inductive displacement transducer there exists the method of strain gauges. For the reason of comparison the strain was taken with both inductive displacement transducer and one strain gauge. It seems that the readings of strain gauges might be affected by the presence of high electric fields.