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Gassensorik

Die Gassensorik stellt einen wesentlichen Schwerpunkt der Forschung am Lehrstuhl für Funktionsmaterialien dar.

Forschungsthemen behandeln Materialien und Mechanismen, Anwendungskonzepte und neuartige Sensorprinzipen sowie alle Aspekte in der Prozesskette zur Sensorherstellung und deren Charakterisierung.

Ein besonderer Fokus liegt dabei auf chemischen Sensoren mit keramischen Funktionsmaterialien in Dick- und Dünnschichttechnik sowie in keramischer Mehrlagentechnologie (HTCC und LTCC).

Neben der umfassenden Sensorcharakterisierung in Synthesegas- oder Realgasatmosphären mit unterschiedlichsten elektrischen oder elektrochemischen Methoden ist für uns auch die Modellierung und Simulation sowohl von Materialparametern als auch von kompletten Transducer-Sensor-Elementen wichtig.

In diesem Gebiet steht uns die komplette Prozesskette zur Verfügung. „Sensor Prototyping“ ist für uns kein Problem.

Dies beinhaltet:

  • Materialsynthese (Pulversynthese über Mixed-Oxide-Route und nasschemische Fällung, Aufbereitung zu Siebdruckpasten
  • Transducertechnologie (keramische Mehrlagenbauteile in LTCC oder HTCC, isostatisches Pressen, Laserstrukturierung)
  • Dick- und Dünnschichttechnik (Siebdruck, Aerosol-Abscheidung, Photolithographie, Aufdampfen)
  • Sensorcharakterisierung unter realitätsnahen Bedingungen (verschiedene Sensortestanlagen zur definierten Zudosierung aller (Abgas-)Bestandteile wie z.B. N2, O2, CO2, H2O, CO, NO, NO2, Kohlenwasserstoffe, H2, NH3, Formaldehyd, SO2 u.a. in beheizten Messkammern oder für selbstbeheizte Sensoren, nachgeschaltete Gasanalyse (CLD, FID, NDIR, GC, FTIR usw.))
  • Materialcharakterisierung: Rasterelektronenmikroskop (REM) mit Elementanalyse (EDX)

Die gassensitiven Funktionsschichten werden z.B. auf Empfindlichkeit, Querempfindlichkeit, Ansprechverhalten oder Vergiftung mit klassischen amperometrischen, resistiven oder potentiometrischen Methoden oder durch Impedanzspektroskopie bis 1600°C unter definierter Atmosphäre charakterisiert.
Die gezielte Weiterentwicklung von Sensoren zu hochselektiven und –sensitiven Bauelementen, wie sie beispielsweise für die On-Board-Diagnose (OBD) im Automobil benötigt werden, erfordert ein tiefgehendes Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen. Die aus der Materialcharakterisierung gewonnenen Daten werden daher für die modellhafte Beschreibung des Sensoreffekts herangezogen und ausgewertet.

Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos, Telefon +49 (0)921 55 7400, Ralf.Moos@uni-bayreuth.de
Dr.-Ing. Gunter Hagen, Telefon: +49 (0)921 55 7406, Gunter.Hagen@uni-bayreuth.de
Dr.-Ing. Daniela Schönauer-Kamin, Telefon: +49 (0)921 55 7458, Daniela.Schoenauer-Kamin@uni-bayreuth.de

   
Lehrstuhl für Funktionsmaterialien | Fakultät für Ingenieurwissenschaften | Universität Bayreuth
Universitätsstraße 30 | 95447 Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 55 7401 | Telefax: +49 (0)921 55 7405 | funktionsmaterialien@uni-bayreuth.de