P1.1 Langzeitstabilität von akustischen Langasit-Sensoren bei hohen Temperaturen
- Event
- 16. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2012
2012-05-22 - 2012-05-23
Nürnberg, Germany - Chapter
- P1 Mechanische und akustische Sensoren
- Author(s)
- D. Richter, J. Sauerwald, H. Fritze - Technische Universität Clausthal, Goslar
- Pages
- 700 - 701
- DOI
- 10.5162/sensoren2012/P1.1
- ISBN
- 978-3-9813484-0-8
- Price
- free
Abstract
Hochtemperaturstabile Langasiteinkristalle ermöglichen die Nutzung piezoelektrischer Sensoren bei Temperaturen bis mindestens 1000 °C. Während konventionelle piezoelektrische Materialien wie Quartz oder Lithiumniobat nur bis zu Temperaturen von 350 bis 400 °C eingesetzt werden können, lässt sich Langasit bis nahe an seinen Schmelzpunkt von 1470 °C piezoelektrisch anregen [1]. Neben dem hohen Schmelzpunkt zeigt Langasit auch eine gute Stabilität gegenüber oxidierenden und reduzierenden Atmosphären [2] und bildet somit ein aussichtsreiches Basismaterial zum Aufbau von Sensoren für extreme Umgebungsbedingungen.
Neben der Stabilität von Langasit stellt die Langzeitstabilität der übrigen Sensorkomponenten, wie die Verbindungstechnik und die Elektrodenmaterialien, eine Herausforderung dar. Weiterhin müssen die Elektroden eine möglichst geringe Dicke aufweisen, um eine geringe Dämpfung der piezoelektrischen Wandler zu erreichen. Während bei Volumenwellensensoren (BAW – bulk acoustic wave) , d. h. zum Beispiel Dickenscherschwingern (TSM – thickness shear mode), Elektrodendicken im Bereich weniger Mikrometer akzeptabel sind, sollte die Dicke der Elektrode bei Oberflächenwellensensoren (SAW –
surface acoustic wave) 150 nm nicht überschreiten.