Herstellung und Sinterung von keramischen und glasigen Schichten aus Nanopulvern

用纳米粉末生产和烧结陶瓷和玻璃层

• 批准号: 65164526
• 负责人: Professor Dr. Rolf Clasen
• 金额: --
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/65164526?language=en
• 关键词: Herstellung; und; Sinterung; von; keramischen

Um die Eigenschaften von Bauteilen zu verbessern oder vollständig zu modifizieren, haben sich funktionelle Schichten als sehr wirkungsvoll erwiesen. Je nach Anforderung an die Oberflächengüte und deren Eigenschaften kommen zahlreiche Beschichtungsverfahren wie thermische Spritzverfahren, Lackieren oder Dünnschichttechniken (PVD, Sputtern, CVD, Sol-Gel-Verfahren) zum Einsatz. Im Bereich der nichtmetallisch-anorganischen Schichten haben sich für Silikatkeramiken und Stahl Glasuren bzw. Emails als Standardverfahren, vorrangig zur Dekorierung und Verbesserung der Oberflächeneigenschaften, etabliert. Zur Herstellung von dünnen Schichten (Dicke < 1 μm) für großflächige optische Anwendungen (z. B. Entspiegelungsschichten) werden Sol-Gel-Tauchbeschichtungen seit langer Zeit industriell eingesetzt. Mit dem Sol-Gel-Verfahren ist ein sehr weiter Bereich stofflicher Zusammensetzungen darstellbar, jedoch sind die Schichtdicken bei einmaliger Beschichtung auf ca. 0,5 μm begrenzt. Dies kann zu Problemen bei Anwendungen mit verstärkter mechanischer Beanspruchung führen, bei denen mit einem erhöhten Verschleiß zu rechnen ist. Im Rahmen der „Chemischen Nanotechnologie“ wurden zahlreiche Varianten entwickelt, die teilweise die enorme Variationsbreite der organischen Chemie nutzen, dann jedoch in der Anwendungstemperatur begrenzt sind. Daher ist es das Ziel der geplanten Untersuchungen, größere Schichtdicken von 10 - 500 μm im Bereich der temperaturbeständigen nichtmetallisch-anorganischen Schichten zu erzielen und die Vorteile und Entwicklungspotenziale von Nanopulvern zu nutzen. Wie beim Sol-Gel-Verfahren ist auch bei Schichten aus Nanopulvern, die über eine Suspensionsroute (Nassverfahren) hergestellt werden, die rissfreie Trocknung der die Schichtdicke begrenzende Prozessschritt. Hinzu kommen die erhöhten Anforderungen an die abschließende Verdichtung der dickeren Pulverschicht, um die verbesserten thermischen und mechanischen Eigenschaften zu erhalten. Es ist geplant, an den Modellsystemen SiO2 und Al2O3 als Vertreter für ein Hochleistungsglas bzw. Hochleistungskeramik, die sich beide durch höchste thermische, chemische und mechanische Eigenschaften auszeichnen, die Möglichkeiten zur Herstellung von dicken Schichten aus Nanopulvern im Bereich von 10 - 500 μm auf Glassubstraten zu untersuchen. Hierzu sollen Pulverschichten über die Tauchbeschichtung und elektrophoretische Abscheidung (EPD) hergestellt und die Verfahrensparameter so optimiert werden, dass diese rissfrei getrocknet werden können. Um diese Schichten, deren Sintertemperatur oberhalb der Schmelztemperaturen der Substrate liegt, abschließend zu verdichten, müssen alternative Sinterverfahren eingesetzt werden, die eine ortsselektive Erhitzung ermöglichen. Dies soll durch eine kontrollierte Erhitzung mit einem CO2-Laser erfolgen. Wenn der experimentelle Nachweis der Herstellung dickerer Schichten gelingt, sollen abschließend die Entwicklungspotenziale der Schichten aus Nanopulvern im Bereich der Nanokomposite (optische Effekte, quantum size Effekt, verbesserte mechanische Eigenschaften) aufgezeigt werden.

在对建筑物的特征进行修改或改进时，这种功能已经被广泛使用。Je nach Anforderung an die Oberflächengüte und deren Eigenschaften kommen zahlreiche Beschichtungsverfahren wie thermische Spritzverfahren，Lackieren or der Dünnschichtechniken（PVD，Sputtern，CVD，Sol-Gel-Verfahren）zum Einstein. In Bereich der nichtmetallisch-anorganischen Schichten haben sich für Silikatkeramiken und斯塔尔建筑bzw.电子邮件是标准的，用于确定和确定Oberflächeneigenschaften，etabliert。Zur Herstellung von dünnen Schichten（迪凯< 1 μm）für großflächige optische Anwendungen（z. B。韦尔登-凝胶-聚合物粘合剂的工业应用时间较长。虽然溶胶-凝胶法是一种非常有效的合成方法，但它也是一种恶性的合成方法。0.5 μm begrenzt. Dies kann zu Problemen bei Anwendungen mit verstärkter mechanischer Beanspruchung führen，bei denen mit einem erhöhten Verschleitzu rechnen ist.在“纳米化学技术”的框架下，将产生多种多样的变化，这些变化是有机化学的核心，因此在未来的操作中也会出现。Daher ist es das Ziel der geplanten Untersuchungen，größere Schichtdicken von 10 - 500 μm im Bereich der temperaturbeständigen nichtmetallisch-anorganischen Schichten zu erzielen und die Vorteile und Entwicklungspotenziale von Nanopulvern zu nutzen.正如溶胶-凝胶法也是一种由纳米粉末制成的悬浮液，悬浮液的悬浮路线（Nassverfahren）非常韦尔登，悬浮液的自由流动使悬浮液的工艺变得简单。Hinzu kommen die erhöhten Anforderungen an die abschließenvertung der dickeren Pulverschicht，um die verbesserten thermischen and mechanischen Eigenschaften zu erhalten.这是一种新型的SiO2和Al 2 O3模型体系。热处理，这种方法是通过热处理、化学和机械的方法来实现的，这种方法可以在10 - 500 μm的基底上从纳米颗粒上进行热处理。因此，必须将粉末冶金工艺和电沉积工艺（EPD）的设计和试验参数优化到最佳的韦尔登，从而使这些风险得到韦尔登。Um diese Schichten，deren Sintertemperatur oberhalb der Schmelztemperaturen der Substrate liegt，abschließend zu verten，müssen alternative Sinterverfahren eingesetzt韦尔登，die eine ortsselektive Erhitzung ermöglichen.这是通过一个CO2激光器的控制来实现的。在对纳米复合材料的研究中，通过对纳米复合材料中的纳米颗粒的研究（光学效应、量子尺寸效应、固有机理），可以发现纳米颗粒的发展趋势。