Spezifische Eigenschaften

Thermische Ausdehnung am Beispiel der PZT-Keramik PIC 255

Die thermische Dehnung zeigt in Polungsrichtung und senkrecht zur Polungsachse unterschiedliches Verhalten.
Die Vorzugsorientierung der Domänen in einem gepolten PZT-Körper führt zur Anisotropie und ist Ursache für das unterschiedliche Wärme-Ausdehnungsverhalten.
Nicht gepolte Piezokeramik ist isotrop. Der Ausdehnungskoeffizient ist annähernd linear mit einem TK von ca. 2 x 10⁶/ K.
Der Einfluss von aufeinander folgenden Temperatureinwirkungen ist insbesondere in der Anwendung zu beachten. Speziell im ersten Temperaturzylus können große Änderungen im Verlauf auftreten.
Abhängig vom Werkstoff können die Verläufe stark von den dargestellten abweichen.

PIC 300 ist zum Einsatz bei Temperaturen bis zu 250 °C (kurzzeitig bis zu 300 °C) geeignet.
Die Messwertdrift für Kopplungsfaktor und Kapazität kann drastisch verringert werden, wenn eine Voralterung über 12 h bei 300 °C erfolgt.
Die zu erwartenden prozentualen Änderungen sind in den Diagrammen A und B dargestellt.
PIC 300 zeigt eine geringe Temperaturabhängigkeit der Kapazität im Einsatztemperaturbereich bis 250 °C (Diagramm C).

Die Dehnung einer Piezokeramik ist bei Großsignalfeldstärken (max. 2kV/mm) mit reversiblen und irreversiblen Domänen-Umorientierungsprozessen verbunden.
Die Domänen-Umorientierungen bedingen größere Deformationen an den Keramikelementen, als sich aus den Piezokoeffizienten gemäß Tabelle errechnen läßt.
Die irreversiblen Domänen-Umorientierungen führen zu einer Hysterese in der Dehnung.