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Rezensionsexemplar
Februar 2012
Stefan Denneler
Piezoelektrische Vielschichtaktoren mit kupferbasierten Innenelektroden
Piezoelektrische Vielschichtaktoren werden heute in Großserie als Ventilsteller in Einspritzventilen eingesetzt. Dabei gilt es kostengünstige Herstellungsverfahren und Materialien einzusetzen. Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der maßgeblichen Einflussfaktoren auf die Herstellung von piezoelektrischen Vielschichtaktoren mit kupferbasierten Innenelektroden. Beginnend mit der Analyse des Zersetzungsverhaltens der organischen Schlickerbestandteile wurden schrittweise die Einflussfaktoren bei der Herstellung analysiert. Die hergestellten Aktoren wurden nach der Sinterung charakterisiert und mit Referenzbauteilen mit Elektroden aus Silber-Palladium (AgPd5) verglichen. Das unter den Sinterbedingungen für Aktoren auftretende Riesenkornwachstum wurde zusätzlich untersucht. In Versuchen an Tabletten konnte nachgewiesen werden, dass es im Falle einer Oxidation des Kupfers zu einer Dotierungswirkung in der PZT-Keramik und auch zu einem veränderten Verdichtungsverhalten wie auch Kornwachstum kommen kann. Hierzu wurde ein Modell zu den Sintervorgängen bei der Aktorherstellung vorgestellt, das die Bildung einer Schmelzphase beinhaltet, die sowohl die Verdichtung der Keramik unterstützt als auch zu einem abnormalen Kornwachstum führt. Diese Flüssigphase Cu2O•PbO bildet sich vornehmlich bei niedrigen Sauerstoffpartialdrücken und tritt daher nur bei den Sinterungen unter den für Aktoren mit Kupferinnenelektroden erforderlichen Prozessbedingungen auf.
Schlagwörter: Piezoaktorik; Prozess; Vielschichtaktoren
Bayreuther Beiträge zu Materialien und Prozessen
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos und Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fischerauer, Bayreuth
Band 2
Shaker Verlag GmbH
Am Langen Graben 15a
52353 Düren
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