Institute of Glass and Ceramics

Department of Materials Science and Engineering

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Densification Mechanisms in Ceramics Films Produced by Room Temperature Aerosol Deposition

Keramische Schichten werden z.B. als Schutzschichten (Verschleiß, Temperatur, …), als Funktionsschicht (u.a. verbesserte Reibkoeffizienten, Verbesserung des Kontakts von lmplantaten zum Gewebe) oder zum lagenweisen Aufbau dreidimensionaler Strukturen verwendet. Dabei werden oft hohe Anforderungen an die keramischen Schichten hinsichtlich Dichte, Qualitaät und Beständigkeit, aber auch hinsichtlich des Miniaturisierungspotentials gestellt. Zusätzlich wird häufig eine Kombination dichter keramischer Schichten mit anderen Materialien, wie z.B. metallischen Leiterbahnen oder polymeren Substraten, gefordert, was durch die für das Sintern von Keramik benötigten hohen Temperaturen erschwert wird.

Eine Methode, mit der bei Raumtemperatur dichte keramische Schichten hergestellt werden koönnen, ist das Aerosol-Deposition (AD)-Verfahren.Bei der Aerosol-Deposition wird aus einer Suspension oder einer Pulverschuüttung mittels Vibration und einem durchströmenden Trägergas in einer Unterdruckkammer ein Aerosol erzeugt, das anschließend in einer zweiten Vakuum-Kammer durch eine spezielle Düse bei Raumtemperatur auf ein Substrat abgeschieden wird. So hergestellte keramische Schichten aus PZT wiesen sehr hohe Dichtewerte von bis zu 95 % th.D. Das AD-Verfahren ist in allen Bereichen der keramischen Schichtherstellungsverfahren von hohem lnteresse, da es das Potenzial aufweist, erstmals die Herstellung dichter, hochwertiger keramischer Schichten bei Raumtemperatur ohne anschließenden Sinterprozess zu ermöglichen.

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