Entwicklung feinskaliger 1-3-Piezokomposite für hochfrequente Ultraschallwandler.

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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung hochfrequenter Ultraschallwandler auf Basis feinskaliger 1-3-Piezokomposite. Diese Komposite werden mittels des am Fraunhofer IKTS entwickelten Soft-Mold-Verfahrens hergestellt, das die Erhöhung der Betriebsfrequenz der Ultraschallwandler durch variable laterale Kompositlayouts mit besonders kleinen Strukturgrößen ermöglicht. Angesichts der steigenden Nachfrage nach hochauflösender Ultraschallbildgebung in der medizinischen Diagnostik und der zerstörungsfreien Materialprüfung werden Ultraschallwandler mit Betriebsfrequenzen über 20 MHz benötigt. Die Arbeit untersucht das Resonanzverhalten von 1-3-Piezokompositen durch systematische Variation verschiedener geometrischer Kompositparameter, sowohl experimentell als auch mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM). Zudem werden gezielte Modifikationen der fertigungstechnologischen Einflussgrößen vorgenommen, um die piezoelektrische Leistung der Ultraschallwandler zu steigern und die nutzbaren Wandlerflächen zu erhöhen.