Entwicklung feinskaliger 1-3-Piezokomposite für hochfrequente Ultraschallwandler.

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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung hochfrequenter Ultraschallwandler auf der Basis feinskaliger 1-3-Piezokomposite. Die Herstellung der Komposite erfolgt über das am Fraunhofer IKTS entwickelte Soft-Mold-Verfahren, welches die Erhöhung der Betriebsfrequenz der Ultraschallwandler durch die Umsetzbarkeit variabler lateraler Kompositlayouts mit besonders kleinen Strukturgrößen ermöglicht. Die wachsende Nachfrage nach hochauflösender Ultraschallbildgebung im Rahmen der medizinischen Diagnostik und zerstörungsfreien Materialprüfung erfordert Ultraschallwandler mit Betriebsfrequenzen 20MHz. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung entsprechender Ultraschallwandler auf der Basis feinskaliger 1-3-Piezokomposite. Die Herstellung der Komposite erfolgt über das am Fraunhofer IKTS entwickelte Soft-Mold-Verfahren, welches die Erhöhung der Betriebsfrequenz der Ultraschallwandler durch die Umsetzbarkeit variabler lateraler Kompositlayouts mit besonders kleinen Strukturgrößen ermöglicht. Das Resonanzverhalten von 1-3-Piezokompositen wird durch die systematische Variation unterschiedlicher geometrischer Kompositparameter sowohl experimentell als auch mittels Finite-Elemente-Methode (FEM) untersucht und bewertet. Darüber hinaus erfolgt die gezielte Modifikation fertigungstechnologischer Einflussgrößen zur Erhöhung der piezoelektrischen Performance der Ultraschallwandler sowie zur Erhöhung der nutzbaren Wandlerflächen.