Ferroelektrische Werkstoffe und Bauteile

Auf Grund ihrer spontanen Polarisation und der damit im Zusammenhang stehenden nichtlinearen Materialeigenschaften können ferroelektrische Werkstoffe zielgerichtet für eine breite Vielfalt an technischen Anwendungen genutzt werden. Neben den in erster Linie auf BaTiO₃ basierenden Dielektrika für keramische Klasse-2-Kondensatoren kommen hier vor allem Piezokeramiken auf Basis von PbTiO₃/PbZrO₃-Mischkristallen in der Sensorik, Aktorik und Ultraschalltechnik im breiten Umfang zur Anwendung. Ein weiteres Anwendungsfeld ferroelektrischer Werkstoffe betrifft halbleitende Elektrokeramiken mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstands (PTC-Keramiken), die als smarte selbstregelnde Widerstandsheizer eingesetzt werden können. In Umsetzung der RICHTLINIE 2011/65/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 8. Juni 2011 zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (RoHS 2) wird in der Arbeitsgruppe seit mehr als 10 Jahren an der Entwicklung bleifreier Piezowerkstoffe geforscht. Vor diesem Hintergrund bestehen langjährige werkstoffliche und technologische Erfahrungen bei der:

• Synthese und Prozessierung konventioneller piezokeramischer Werkstoffe auf Basis von Blei-Titanat
• Synthese und Prozessierung bleifreier Werkstoffe auf Basis von Kalium-Natrium-Niobat
• Synthese und Prozessierung bleifreier Werkstoffe auf Basis von Bismut-Natrium-Titanat
• Entwicklung niedrig sinternder PTC-Werkstoffe
• Formgebung von PTC-Wabenkörpern

 

Leistungsangebot   

 

• Evaluierung von Werkstoffsystemen für kundenspezifische Anwendungen
• Entwicklung von Labortechnologien zur Pulversynthese piezoelektrischer Werkstoffe
• Strukturierung von ferroelektrischen Werkstoffen mit Hilfe alternativer Formgebungsverfahren

 

Technische Ausstattung

 

• Komplette Aufbereitungslinie für piezokeramische Pulver
• Hochleistungsmahlaggregate zur Feinmahlung ferroelektrischer Pulver
• Diverse Sinteröfen

 

Referenzen

 

• BMBF-Verbundvorhaben »DelLead«
  FKZ:  03X4002   Laufzeit: 01.10.2005 - 31.03.2007
• BMBF-Verbundvorhaben »RealMAK«
  FKZ:  03X4007   Laufzeit: 01.02.2008 - 31.01.2011