Eine wesentliche Voraussetzung für die erfolgreiche Bestimmung vollst?ndiger und konsistenter Materialparameters?tze ist die m?glichst pr?zise und korrekte Bestimmung der piezoelektrischen Werkstoff- bzw. Bauteileigenschaften. Dies erfordert die Entwicklung geeigneter Messverfahren und deren Umsetzung in Form eines Messsystems. Im Vordergrund steht die quasi-kontinuierliche und simultane Erfassung elektrischer (elektrische Impedanz), mechanischer (Oberfl?chenauslenkung) und thermischer (Temperaturverteilung) Gr??en zur m?glichst ganzheitlichen Beschreibung des Werkstoff- bzw. Bauteilverhaltens von Piezokeramiken.

Dabei ist die Konzeption und technische Realisierung verschiedener Messpl?tze bzw. Versuchsaufbauten zur gezielten Untersuchung ausgew?hlter Einflussgr??en geplant. Zun?chst sollen nur die linearen Materialparameter bzw. Materialparameters?tze in Abh?ngigkeit von der Temperatur bestimmt werden. Hierzu werden die frequenzabh?ngigen elektrischen Impedanzverl?ufe an Piezokeramik-Proben mit optimierter Elektrodenkonfiguration bei unterschiedlichen Temperaturen gemessen und in Kooperation mit der Arbeitsgruppe MOP daraus die Materialparameters?tze ermittelt. Gegebenenfalls k?nnen hier vibrometrische Untersuchungen im Bedarfsfall hinzugezogen werden. Daran schlie?en sich Untersuchungen zum Einfluss einer mechanischen Vorspannung und einer elektrischen Vorspannung an. Im Ergebnis dieser Voruntersuchungen wird der Parameterraum für die Materialparameter bekannt sein und es wird eine erste Beschreibung der relevanten nichtlinearen Eigenschaften vorliegen. Darauf aufbauend werden die Arbeitsgruppen EMT und LDM in enger Kooperation und in Abstimmung mit den anderen Arbeitsgruppen im Rahmen der Teilprojekte ANA, OPT und SIM ein geeignetes Materialmodell zur Beschreibung des thermopiezoelektrischen Materialverhaltens für Leistungsschallanwendungen entwickeln.

Hieran schlie?t sich die Entwicklung eines Messsystems zur Charakterisierung des nichtlinearen Verhaltens von Piezokeramiken an. Die Arbeitsgruppe EMT konzentriert sich vornehmlich auf die Automatisierung des Messplatzes sowie auf die Erfassung der elektrischen Gr??en. Aufgrund der Nichtlinearit?ten genügt hier nicht mehr die Auswertung des frequenzabh?ngigen Impedanzverlaufs, sondern es sind Methoden und Schaltungen zur Auswertung der Signalspektren von Strom  und Spannung zu entwickeln. Parallel hierzu übernimmt die Arbeitsgruppe LDM die Entwicklung der Messtechnik zur Erfassung der mechanischen und thermischen Gr??en (Vibrometrie und Pyrometrie) an der Piezokeramik-Probe.

Im letzten Arbeitspaket sollen das entwickelte Messverfahren, das Materialmodell, die Simulationsumgebung sowie die Parameteridentifikationsmethode an Piezokeramik-Proben anderer Geometrie, Elektrodenkonfiguration und eines anderen Materialtyps überprüft und verifiziert werden.