Piezoelektrische 1-3 Komposite für Ultraschallanwendungen bestehen aus einer aktiven piezoelektrischen Komponente, die in einer passiven Polymermatrix eingebettet ist. Als aktive Komponente wurde in dieser Arbeit eine kommerzielle Piezokeramik sowie keramische Pb(Zr,Ti)O3 (PZT)- Fasern verwendet. Mit Hilfe quasistatischer und dynamischer Meßmethoden wurden die effektiven piezoelektrischen, dielektrischen und elastischen Koeffizienten der Komposite bestimmt. Zur Modellierung der effektiven Materialkoeffizienten sowie der dynamischen Eigenschaften von 1-3 Kompositen wurden analytische Näherungslösungen und die Finite-Elemente-Methode (FEM) verwendet. Es wurde der Einfluß von Parametern wie Anordnung, Form und Aspektverhältnis der Keramikstäbchen sowie ihr Volumengehalt im Komposit auf die effektiven Eigenschaften untersucht. Modellstrukturen mit kommerzieller Keramik wurden verwendet, um die Ergebnisse der Modellierung mit experimentellen Daten zu vergleichen. Einige der analytischen Näherungen erlauben es, aus den effektiven piezoelektrischen, dielektrischen und elastischen Koeffizienten des Komposits die entsprechenden Koeffizienten der piezoelektrisch aktiven Komponente zu berechnen. Es wurde eine Methode entwickelt, um aus den experimentell ermittelten Kompositdaten die Koeffizienten d33, d31, εT33 und sE33 der Piezokeramik zu bestimmen. Sie wurde verwendet, um undotierte PZT-Fasern mit variiertem Zr/Ti-Gehalt zu charakterisieren. An der morphotropen Phasengrenze (Zr/Ti = 53/47) wurden Maximalwerte für die Materialkoeffizienten der Fasern gefunden.
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