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Pulver-und Keramikprozessierung

Für den Bereich der Pulver- und Keramikprozessierung sind am Lehrstuhl für Funktionsmaterialien verschiedene Technologien und Methoden vorhanden. Die komplette Prozesskette von der Materialsynthese bis zur Herstellung von Formkörpern und Schichten ist neben einer Vielzahl an Charakterisierungsverfahren verfügbar.

Zur Synthese von keramischen Pulvern nach der Mixed-Oxide-Route stehen eine Labor-Planeten-Kugelmühle (Pulverisette 5, Fritsch) und eine Labor-Attritormühle (PE 075, Netzsch) mit ZrO2-Mahlwerk und ZrO2-Mahlbechern zur Verfügung.

Die anschließende Kalzinierung der Pulver kann in verschiedenen Öfen erfolgen:

  • schnellaufheizende Kammeröfen für Maximaltemperaturen von 1600 °C und 1750 °C mit Luftatmosphäre (Nabertherm)
  • gasspülbare Rohröfen für Maximaltemperaturen von 1600 °C, für Sinterprozesse unter variierenden Gaszusammensetzungen (Thermal Technology; Carbolite)

Ein Aufbau zur nasschemischen Fällung von Pulvern (Sol-Gel-Route oder Citrat-Route), die durch eine geringere Korngröße gekennzeichnet sind, ist ebenso vorhanden.

Die Weiterverarbeitung der synthetisierten Pulver zu Presslingen, zu siebdruckfähigen Pasten (Siebdrucktechnologie) oder zu Slurrys für Tauchbeschichtungen (z.B. Beschichtung von Katalysatorbohrkernen) ist möglich.

Zur Herstellung von Presslingen (quaderförmig oder zylindrisch) verfügt der Lehrstuhl für Funktionsmaterialien über eine uniaxiale Handpresse. Nach dem anschließenden Sinterprozess zur Kompaktierung der Materialien können die gesinterten Formkörper einer Dichtebestimmung mittels Heliumgaspyknometer (Micromeritics AccuPyc 1330, für Proben bis 10 cm3 Volumen) unterzogen werden.

Für die Charakterisierung von Materialeigenschaften (u.a. Bestimmung von elektrischer Leitfähigkeit, Seebeck-Koeffizient) können die Presslinge mit einer automatisierten Präzisionssäge zu dünnen Scheiben weiterverarbeitet werden.

Aus den synthetisierten Pulvern können auch mittels Aerosol-Abscheidung direkt Schichten hergestellt werden.

Zur Charakterisierung der prozessierten Materialien (Pulver, Presslinge, Schichten) stehen verschiedene Mikroskope (Stereomikroskop und Lichtmikroskop, beide mit digitalem Bildeinzug) zur Verfügung. Es besteht Zugriff auf verschiedene Rasterelektronenmikroskope. Für die Vorbereitung von REM-Proben sind eine automatisierte Präzisionssäge mit Diamantblatt und eine Poliermaschine vorhanden.

Die Charakterisierung der Oberflächengüte und Schichtdicke von Schichten (Aerosol-Abscheidung oder Siebdrucktechnologie) ist mittels Profilometer (S2 mit Oberflächentaster MFW-250, Mahr GmbH) möglich.

   
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