Piezoelektrische Stoffe wandeln mechanische Beanspruchung in elektrische Energie um und umgekehrt. Der Grund liegt in einer leicht unsymmetrischen Anordnung der Ionen. Inzwischen können die Forscher sogar Keramiken mit piezoelektrischen Eigenschaften herstellen. Zwar dehnt sich das Materials nur um ein Geringes aus, doch mit dem geeigneten Aufbau reicht diese minimale Veränderung aus. So schichten die Wissenschaftler Folien aus verschiedenen Keramiken übereinander, zwischen die Elektroden aus Edelmetallen gepackt werden, die die entsprechenden elektrischen Reize abgeben. So kann sich eine addierte Dehnung von einigen Prozent ergeben, die für technisch anwendbare aktive Bauelemente ausreicht.
Ein Beispiel sind Einspritzventile für Diesel- oder Benzinmotoren. Piezoelektrische Ventile lassen sich schneller und genauer ansteuern als die derzeit üblichen magnetischen. Außerdem sind sie variabler und Last und Drehzahl berücksichtigen. Andreas Schönecker vom Fraunhofer-Institut Keramiktechnologien in Dresden erklärt die Vorteile: "Die Effekte, die man damit erzielen kann, sind Geräuschminderung beim Dieselmotor und wesentlich verbesserte Kennwerte bei den Schadstoffen. Für den Kunden hörbar entfällt das Nageln des Motors. Der Verbrauch wird reduziert und die Umwelt wird geschont." Erste Erfahrungen sind sehr positiv verlaufen.
Auch auf anderen Gebieten sind piezoelektrische Keramiken chancenreich. Schönecker: "Wenn man jetzt an Montageautomaten denkt, Hebelarme, die sich sehr schnell bewegen müssen, Bauteile aus einem Magazin aufnehmen und positionieren, dann kann man die Geschwindigkeit hochtreiben, aber der Arm würde nachschwingen. Wenn ich das aktiv regele, habe ich die Position erreicht. Daran sieht man, dass man einfach Produktivitäten hochtreiben." Auch Flugzeugflügel können so stabilisiert, Teleskopspiegel mit unerreichter Präzision ausgerichtet werden.
[Quelle: Hellmuth Nordwig]
Ein Beispiel sind Einspritzventile für Diesel- oder Benzinmotoren. Piezoelektrische Ventile lassen sich schneller und genauer ansteuern als die derzeit üblichen magnetischen. Außerdem sind sie variabler und Last und Drehzahl berücksichtigen. Andreas Schönecker vom Fraunhofer-Institut Keramiktechnologien in Dresden erklärt die Vorteile: "Die Effekte, die man damit erzielen kann, sind Geräuschminderung beim Dieselmotor und wesentlich verbesserte Kennwerte bei den Schadstoffen. Für den Kunden hörbar entfällt das Nageln des Motors. Der Verbrauch wird reduziert und die Umwelt wird geschont." Erste Erfahrungen sind sehr positiv verlaufen.
Auch auf anderen Gebieten sind piezoelektrische Keramiken chancenreich. Schönecker: "Wenn man jetzt an Montageautomaten denkt, Hebelarme, die sich sehr schnell bewegen müssen, Bauteile aus einem Magazin aufnehmen und positionieren, dann kann man die Geschwindigkeit hochtreiben, aber der Arm würde nachschwingen. Wenn ich das aktiv regele, habe ich die Position erreicht. Daran sieht man, dass man einfach Produktivitäten hochtreiben." Auch Flugzeugflügel können so stabilisiert, Teleskopspiegel mit unerreichter Präzision ausgerichtet werden.
[Quelle: Hellmuth Nordwig]