Synthese und Charakterisierung neuer keramischer Sensormaterialien zur Messung von Temperaturen und Gaszusammensetzungen

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In einer Vorstudie des Fachgebiets Reaktive Strömungen und Messtechnik wurde erstmals gezeigt, dass die Lumineszenzabklingzeit thermographischer Phosphore nicht nur von der Temperatur, sondern auch von der Sauerstoffkonzentration der umgebenden Gasphase abhängen kann. Phosphore, die solche zusätzlichen Abhängigkeiten zeigen, sind nur unter der Voraussetzung der genauen Kenntnis der Eigenschaften der umgebenden Gasphase für thermometrische Anwendungen geeignet, was z.B. innerhalb technischer Verbrennungsumgebungen in der Regel nicht gegeben ist. Demgegenüber kann eine solche Querempfindlichkeit für diagnostische Zwecke genutzt werden. Somit könnten durch die Kombinationen geeigneter Phosphore optische Sensoren zur simultanen Messung von Oberflächentemperatur und Zusammensetzung bzw. Druck der anliegenden Gasphase entwickelt werden. Offen ist jedoch, für welche Leuchtstoffklassen sich eine Empfindlichkeit der Lumineszenzeigenschaften gegenüber der umgebenden Gasphase zeigt und von welchen Randbedingungen diese abhängt. Das beantragte Projekt beschäftigt sich daher mit der Synthese und Optimierung neuer und bereits bekannter Phosphormaterialien, der Beschichtung von Oberflächen, der Untersuchung der Struktur und der Lumineszenzeigenschaften sowie der Identifizierung geeigneter Materialkombinationen zur simultanen Charakterisierung der Temperatur und umgebender Gasphase. Hierbei ist nicht nur der Sauerstoffgehalt, sondern auch der Gehalt weiterer, vor allem in Verbrennungsumgebungen vorhandener Spezies von Interesse.