Abstrakt

Verhalten des Stromflusses auf Bleizirkonat-Titanat-Oberflächen bei mechanischer Einwirkung

Aman A

In diesem Artikel wird eine neue Technik zur Erkennung mechanischer Spannungen beschrieben, die auf dem Stromfluss auf Oberflächen aus Bleizirkoniumtitanat (PZT) basiert. Die Stromflusseigenschaften von PZT wurden mithilfe eines Wolframeindringkörpers charakterisiert. Der Wolframeindringkörper wurde aus einer bestimmten Höhe fallen gelassen und verursachte einen mechanischen Aufprall auf die PZT-Probe. Während des Aufpralls kam der Wolframstift in direkten Kontakt mit der oberen Oberfläche der ferroelektrischen Probe. Dieses Verfahren ermöglichte die Messung des elektrischen Stroms, der zwischen der PZT-Oberfläche und dem Wolframstift floss. Es wurde gezeigt, dass das Umschalten der ferroelektrischen Domänen auf der PZT-Oberfläche und die plastische Verformung diesen Stromfluss während der Einwirkung einer Belastungskraft erzeugen. Der Stromfluss verschwand innerhalb weniger Mikrosekunden nach Entfernung der Belastungskraft. Die Messungen wurden unter Verwendung verschiedener Krafteinwirkungsbereiche auf der PZT-Oberfläche durchgeführt. Die durch den Aufprall verursachte mechanische Spannung wurde durch die Probe übertragen und erzeugte auch ein messbares Dipolmoment . Auf diese Weise wurde gezeigt, dass PZT im Vergleich zu typischen Dipolmomentmessungen eine hohe Empfindlichkeit gegenüber mechanischer Spannung durch elektrischen Stromfluss aufweist. Diese spezielle Materialeigenschaft von PZT-Keramik kann für neue Designs von mechanischen Spannungssensoren mit höherer Empfindlichkeit als bei üblicherweise verwendeten sperrigen PZT-Sensoren genutzt werden.