Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Entwicklung eines Messverfahrens zur vollständigen und konsistenten Bestimmung frequenzabhängiger Materialeigenschaften von Piezokeramiken, welches in Kooperation von den Fachgebieten „Elektrische Messtechnik“ und „Mathematik und ihre Anwendung“ erarbeitet wird.
Der heutige Standard zur Bestimmung piezoelektrischer Materialparameter wird über Messungen an fünf unterschiedlichen Probekörpern realisiert. Da die Materialeigenschaften jedoch stark durch den Produktionsprozess beeinflusst werden, führt dies oft zu inkonsistenten Parametersätzen, die eine realitätsnahe Simulation unmöglich machen.
In diesem interdisziplinären Forschungsprojekt soll ein neuartiges Messverfahren basierend auf einer optimierten Elektrodenstruktur, welches die Erzeugung elektrischer Felder in mehreren Raumrichtungen erlaubt, entwickelt werden. Dadurch soll die sensitive Charakterisierung aller relevanten piezoelektrischen Materialparameter an einem einzelnen Probekörper ermöglicht werden.
Über einen FEM-basierten inversen Ansatz werden dabei die simulierten und gemessenen frequenzabhängigen Impedanzverläufe in Übereinstimmung gebracht, um hieraus vollständige und konsistente Materialparameter-Sätze zu erzeugen.