Herstellung und Schaltverhalten neuer bismuthaltiger Hochtemperaturpiezokeramiken

Zur Untersuchung des Einflusses der tetragonalen Verzerrung auf das Schaltverhalten von Ferroelektrika wurden lanthandotierte Bismutferrit-Bleititanat-Piezokeramiken (BF-PT) mit einer tetragonalen Verzerrung zwischen 1,10 und 1,01 hergestellt und elektrisch, mechanisch und strukturell charakterisiert. Dies schloss temperaturabhängige Messungen der Struktur, der dielektrischen Permittivität und des piezoelektrischen Koeffizienten ein. Die Messungen zeigten, dass die Tetragonalität der Kristallstruktur einen erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften von BF-PT hat. Es konnte ein Schwellenwert bei 1,045 nachgewiesen werden, oberhalb dessen Domänenschalten fast vollständig unterdrückt ist. Dieser Schwellenwert wurde über Rayleighmessungen sowie Röntgen- und Neutronenbeugungsmessungen bestätigt. Er besitzt sowohl für rein elektrische als auch für rein mechanische Belastung Gültigkeit.

In order to investigate the influence of the tetragonal distortion on the switching behavior of ferroelectrics, Lanthanum doped bismuth ferrite lead titanate piezoceramics (BF-PT) have been processed with tetragonal distortions between 1.10 and 1.01. These ceramics were electrically, mechanically and structurally characterized, including temperature dependent measurements of the permittivity and the piezoelectric coefficient. The measurements showed a significant influence of the tetragonal distortion on the properties of BF-PT. A threshold value of the tetragonal distortion was identified to lie at 1.045. Above this value switching is nearly completely suppressed. This threshold value was verified for both electrical and mechanical loading using various experimental techniques, such as Rayleigh, X-ray diffraction and neutron diffraction studies.