Struktur-Eigenschaftsbeziehung bilden die Basis für das Verständnis von Materialeigenschaften unter Einsatzbedingungen. Unter anderem arbeitet das MCL gemeinsam mit Partnern von der Montanuniversität Leoben und der North Carolina State University, intensiv am Thema Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Piezokeramiken. Diese Keramiken bilden aufgrund ihrer Eigenschaft, einen externen mechanischen Stimulus im elektrischen Strom und eine angebrachte Ladung in mechanische Dehnung zu übersetzen, die Basis für viele Aktoren und Sensoren. Die Materialien werden mittels in-situ-Diffraktion mit Synchrotron Strahlung währen einer gekoppelten mechanischen und elektrischen Belastung untersucht. Durch das gleichzeitige Beobachten von Spannungen, Textur und Phasenzusammensetzung während der externen Belastung ergibt sich ein beinahe vollständiges Bild der Einflüsse unterschiedlicher Strukturbausteine auf die Funktion.

Durch den Einsatz dieser Methoden konnte zum Beispiel die Auswirkung der angelegten mechanischen Spannung auf die Textur, welche signifikant die Funktion beeinflusst, charakterisiert und interpretiert werden. Wir haben erkannt, dass eine einmalige Überlastung eine dauerhafte Veränderung im Orientierungsvermögen auslöst. Des Weiteren konnten wir festgestellen, dass die Texturausbildung eine der maßgeblichen Bestandteile der Spannungs-Dehnungs-Hysterese der Bauteile darstellt. Mit diesen Informationen können nun gezielt weitere Materialien entwickelt und die Betriebszustände eingestellt werden.

Kontakt: Marco Deluca