Piezoelektrische Dünnschichten und Hochtemperatur-Ultraschallwandler

Wirkprinzip piezoelektrischer Materialien

  • Direkter Piezoeffekt: Ladungsverschiebung von Dipolmomenten in einem piezoelektrischen Material durch äußere Deformation => Ladungserzeugung, sensorischer Effekt
  • Inverser Piezoeffekt: Ausdehnung des Piezomaterials durch ein äußeres elektrisches Feld

 

Piezoelektrische Dünnschichten

Die ca. 2 µm dicken piezoelektrischen (PZT) Sol-Gel Beschichtungen auf Edelstahlsubstraten der Dicke 0.02 – 0.4 mm sind nicht nur mechanisch und chemisch außerordentlich robust, sondern auch sehr flexibel.  
Biegeradien von 5 mm und großflächige Beschichtungen erlauben somit die Realisierung von sehr kostengünstigen Schaltleisten in Form von Edelstahlblenden oder in (Kunststoff-) Gehäuse integrierte Bedienelemente.

Hochtemperatur-Ultraschallwandler

Piezoelektrische Einkristalle, eingebettet in spezielle Glaslote und kontaktiert mit Edelmetallzuleitungen, können auf heißen (bis 600°C) Bauteilen Schwingungen oder auch Ultraschallemissionen kontinuierlich aufzeichnen, bzw. Ultraschall erzeugen. Durch die Applikation mit Glasloten wird es möglich, diese Wandler korrosionsstabil an Bauteilkrümmungen und Prüflingsmaterialien anzupassen und somit ein Strukturüberwachungssystem zu realisieren.