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Erschienen in: Journal of Materials Science 14/2007

01.07.2007

DEPP functionally graded piezoceramics via micro-fabrication by co-extrusion

verfasst von: Paul W. Alexander, Diann Brei, John W. Halloran

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 14/2007

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Abstract

This paper introduces the Dual Electro/Piezo Property (DEPP) gradient technique via Micro-Fabrication through Co-eXtrusion (MFCX) which pairs a high displacement lead zirconate titanate (PZT) piezoceramic with a high permittivity barium titanate (BT) dielectric. By grading with this material combination spatially across an actuator, the electric field is concentrated in the more active region for improved efficiency, higher displacements, and complex motions. To aid in synthesis and analysis of any gradient profile, compositional maps are provided for key material properties (density, stiffness, permittivity, and piezoelectric coefficients). The DEPP technique was validated, independent of the MFCX process, by powder pressing a conventional bimodal gradient beam which demonstrated through experiments high displacement capabilities at lower driving potentials than comparable functionally graded piezoceramic actuators. For more complex gradients, the MFCX process was adapted to the DEPP gradient technique and illustrated by the fabrication of a linearly graded prototype whose monolithic nature and gradual material variation significantly reduces internal stresses, improves reliability, and extends service lifetime.

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Metadaten
Titel
DEPP functionally graded piezoceramics via micro-fabrication by co-extrusion
verfasst von
Paul W. Alexander
Diann Brei
John W. Halloran
Publikationsdatum
01.07.2007
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 14/2007
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-007-1793-5

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