Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

LösungenL16: Fehleranalyse von Piezokeramiken mittels XPSL16: Fehleranalyse von Piezokeramikenmittels XPSProbe: Stapel aus piezo-keramischem Material– Blöcke von (40% PbTiO 3 + 60% PbZrO 3 ) durchsetztmit Metallelektroden (80% Ag + 20% Pd).Problemstellung: Nach Gebrauch (bei demhohe elektrische Felder angewendet werden) trittein Versagen des piezo-keramischen Stapels auf.Senkrecht zu den Elektroden sind einige farbigeBereiche auf den keramischen Blöcken sichtbar,die auf Veränderungen in der chemischen Zusammensetzungder Keramiken hindeuten.Analyse-Ergebnisse: Abb. 1 zeigt Röntgen-Photoelektronen(XPS)-Übersichtsspektren einerdefekten Probe (Abb. 1a) und einer intakten Referenzprobe(Abb. 1b); letztere wurde keinen hohenSpannungen ausgesetzt. Mg-K α -Röntgenstrahlungwurde für die Anregung der Photoemissionsspektrenverwendet.Beide XPS-Spektren zeigen charakteristischeRumpfniveau-Peaks, die den der Keramik zugrundeliegendenElementen Pb, Zr, Ti und O zugeordnet(a)(a)(b)(b)Abbildung 1:XPS-Übersichtsspektren einer defekten(a) und einer intakten piezo-keramischenProbe (b).Abbildung 2:Pb-4f-Rumpfniveauspektren einer defekten(a) und einer intakten piezo-keramischenProbe (b). Die metallischenund oxidischen Komponenten sindangegeben.160Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005