TY - JOUR A1 - Matz, R. A1 - Rabe, Torsten A1 - Töpfer, J. A1 - Ziesche, S. T1 - Circuit-Board-Integrated Transformers Design and Manufacture N2 - Transformers couple two sections of a circuit by electromagnetic induction. They are widely used to either transform alternating voltage levels or to transmit power or signals across galvanic isolation. Both of these functions are essential for the operation of sensors and controllers. Covering all aspects from idea to circuit performance and from design to manufacture, this paper presents the first comprehensive description of the making of miniaturized, rugged, up-to-100W transformers for embedding into multilayer circuit boards. For circular coils, the well-manageable Ampere-Laplace law is shown to yield reliable designs, predicting correctly the performance of manufactured hardware. This enables fast design without lengthy finite element modelling. In the low-power linear regime, basic relations describe how the device’s characteristics evolve from the material properties and device structure. While scattering Parameters are useful for the analysis of isolated transformers with their intrinsic parasitics, the interaction with the components of the final circuit and the aspects of power and efficiency are addressed by chain matrixes. While these design rules are similar for multilayer boards of different material (like epoxy, Teflon, ceramics), the manufacturing of ceramic board transformers is considered here in detail. Low-temperature-cofired ceramic (LTCC) boards being sintered at 900 °C are particularly suited for harsh environments with chemical or thermal stress as frequently found at sensor positions. The transformer performance usually benefits from or even requires an integrated ceramic core of higher permeability, a ferrite, to shape the magnetic flux. Methods to sinter ferrites inside a dielectric ceramic multilayerandto measure their performance are therefore described in detail.Asthe sintering behaviour of dielectricandmagnetic ceramics differs considerably, their simultaneous sintering is challenging.However, the sintering temperatures of the usefulMnZnand NiZnCu ferrites can be lowered to that of the dielectric material with only moderate loss of permeability by glass additives. Furthermore, thermal mismatch between materials causes catastrophic failure or at least stress and loss of magnetic performance during cooling to room temperature after sintering. This is avoidable by either adjusting the thermal expansion coefficient of the ferrite or by enclosing the ferrite between stressreleasing separation layers.We present the state of the art in materials development according to the first approach as well as fully functional devices made with the second technique. Other applications not directly addressed but well related to this work are characterized by low load resistance in relation to the coil resistance of the transformer. Efficient power transmission then requires that technological solutions are applied to achieve the lowest possible resistive loss inside the coils by an enlarged conductor cross-section. As this is particularly challenging for LTCC boards, a technique is discussed to fabricate conductor traces with a thickness larger than their width. KW - Multilayer ceramic technology KW - LTCC KW - Transformer PY - 2020 DO - https://doi.org/10.4416/JCST2019-00071 SN - 2190-9385 VL - 11 IS - 1 SP - 44 EP - 61 PB - Göller Verlag CY - Baden-Baden AN - OPUS4-50751 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Agea, Boris A1 - Walzel, S. T1 - 3D Druck unterstütz die Dekarbonisierung N2 - Suspensionsbasiertes Binder Jetting reduziert die Brennzeiten von technischer Keramik im Vergleich zu anderen 3d-druckverfahren signifikant. dabei wird nicht nur Energie beim Betrieb der Brennöfen gespart, sondern auch die Emission von Kohlendioxid beim Brennvorgang selbst gesenkt. KW - Schlickerdeposition PY - 2021 VL - 6 SP - 26 EP - 28 PB - Keramische Zeitschrift AN - OPUS4-53812 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bresch, Sophie T1 - Entwicklung thermoelektrischer Multilayergeneratoren auf der Basis von Calciumcobaltit N2 - Thermoelectric generators can be used as energy harvesters for sensor applications. Multilayer thermoelectric generators (ML-TEGs) are a promising alternative to conventional π-type generators due to their high filling factor, high capability of automated production and the texturing potential during the production process. Calcium cobaltite is a promising thermoelectric oxide (p-type) with highly anisotropic properties. The following study shows the development of a textured unileg ML-TEG using ceramic multilayer technology. Tape-casting and pressure assisted sintering are applied to fabricate textured calcium cobaltite. Compared to conventional sintering, pressure assisted sintering increases the strength by the factor 10. Thermoelectric properties can be tuned either towards maximum power factor or towards maximum figure of merit depending on the pressure level. As electrical insulation material, a screen-printable glass-ceramic with high resistivity and adapted coefficient of thermal expansion is developed. From various commercial pastes a metallization with low contact resistance is chosen. The unileg ML-TEG is co-fired in one single step. The demonstrators reach 80% of the simulated output power and the power output is highly reproducible between the different demonstrators (99%). These results provide the first proof-of-concept for fabricating co-fired multilayer generators based on textured calcium cobaltite with high power factor, high density, and high strength. N2 - Thermoelektrische Generatoren können zum „Energy harvesting“ für den autarken Betrieb von bspw. Sensoren eingesetzt werden. Eine interessante Alternative zu den herkömmlichen π-Typ Generatoren sind auf Grund der höheren Leistungsdichte und der guten Automatisierbarkeit thermoelektrische Multilayergeneratoren. Calciumcobaltit ist ein vielsprechendes oxidisches Thermoelektrika (p-Typ) mit stark anisotropen Eigenschaften. Die hier vorgestellte Studie zeigt die Entwicklung von texturierten Unileg-Multilayer-Generatoren mittels keramischer Multilayertechnologie. Calciumcobaltit wird durch Foliengießen und druckunterstützte Sinterung texturiert. Im Vergleich zur konventionellen Sinterung verbessert sich die Festigkeit um den Faktor 10. Die thermoelektrischen Eigenschaften können je nach verwendetem Druckniveau hinsichtlich maximalem Power Factor oder hinsichtlich maximalem Gütefaktor optimiert werden. Ein Glaskeramikkomposit wird als Isolationsmaterial mit hohem Volumenwiderstand und angepasstem Wärmeausdehnungskoeffizienten entwickelt. Der Unileg-Multilayer-Generator wird in einem Schritt co-gesintert. Die hergestellten Demonstratoren erreichen 80% der simulierten Output-Leistung. Diese Ergebnisse stellen den ersten Machbarkeitsnachweis für die Herstellung von co-gesinterten Multilayer-Generatoren aus texturiertem Calciumcobaltit mit hohem Power Factor und hoher Festigkeit dar. T2 - Seminar des Lehrstuhls für Funktionsmaterialien, Universität Bayreuth CY - Online meeting DA - 18.06.2021 KW - Thermoelektrischer Generator KW - Multilayertechnik KW - Energy harvesting PY - 2021 AN - OPUS4-52834 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Rabe, Torsten A1 - Eichler, J. A1 - Picht, G. A1 - Rossner, W. A1 - Stelter, M. A1 - Voigt, I. T1 - Digitalisierung der keramischen Fertigung - Herausforderungen und Chancen N2 - Dieses Strategiepapier zielt darauf ab, Akteuren und Entscheidungsträgern den Status der Digitalisierung in der keramischen Fertigung, erfolgreiche Best-Practice-Beispiele aber auch die Herausforderungen nahezubringen, die es nun anzugehen gilt. Es ist die Vision, die Keramikfertigung durchgehend zu digitalisieren und alle Schritte des Produktkreislaufs lückenlos über die gesamte Wertschöpfungs- und Nutzungskette zu vernetzen: also eine Keramikindustrie 4.0 zu etablieren. Das Strategiepapier erfasst zunächst die Spezifität der keramischen Fertigung und nimmt eine Analyse des gegenwärtigen Standes der Digitalisierung in der keramischen Industrie vor, auch anhand einiger ausgewählter Beispiele aus der industriellen Praxis. Auf Basis der wesentlichen Bausteine für eine Fertigungsdigitalisierung werden schließlich die Chancen für Keramikproduzenten sowie der erforderliche Forschungs- und Entwicklungsbedarf aufgezeigt. KW - Datenmanagement KW - Digitalisierung KW - Fertigungsprozess KW - Keramik KW - Sensorik PY - 2021 SP - 1 EP - 39 PB - Deutsche Gesellschaft für Materialkunde (DGM) und Deutsche Keramische Gesellschaft (DKG) CY - Köln ET - 1000 AN - OPUS4-52708 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Höhne, Patrick T1 - Limits of computer tomography aided characterization of different types of porous ceramic materials N2 - Ceramics with open porosity are attractive materials in many fields of applications covering medicine, catalysis, and filtration. Manifold technologies to produce porous ceramics are available, e.g. foaming and replica processes, resulting in various microstructures. Development and manufacturing of new materials is accelerating, while crucial characterization is becoming increasingly difficult and conventional measurements lack the desired speed. Computed tomography (CT) offers the possibility to three-dimensionally characterize entire samples with minimal sample preparation, while its main advantage is that it is non-destructive. Still, the assessment of quantitative results from CT measurements is not trivial. The poster presents CT characterizations of newly developed as well as commercially available openly porous ceramic samples. Properties such as porosity, permeability or pore characteristics were measured conventionally and compared to results calculated from CT-measurements using the commercial software VG StudioMax. The determined differences between measured and calculated values are presented and application areas as well as limits of the CT characterization are evaluated. T2 - Jahrestagung der Deutschen keramischen Gesellschaft 2021 CY - Online Meeting DA - 19.04.2021 KW - Ceramic KW - Porosity PY - 2021 AN - OPUS4-52724 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stargardt, Patrick T1 - Modeling of the cooling behavior of thermoelectric multilayers N2 - Multilayered designs are an attractive approach towards cost-effective manufacturing of thermoelectric generators. Therefore, efforts are being made to co-fire two promising thermoelectric oxides, namely calcium cobaltite and calcium manganate. In this study, ceramic tapes, multilayer technology, and pressure-assisted sintering (PAS) were used. A major challenge for the PAS of low-sintered calcium manganate was cracking during cooling. A relationship between the properties of the release tape used during PAS and the cracking behavior was experimentally observed. To understand the origin of failure, reaction layers in the multilayer were analyzed and thermal stresses during cooling were estimated by finite element (FE) simulations. Thermal expansion, elastic properties, and biaxial strength of the thermoelectric oxides and selected reaction layers were determined on separately prepared bulk samples. The analysis showed that the reaction layers were not the cause for cracking of calcium manganate. Using the FE model, thermal stresses in different manganate multilayer designs with varying properties of the release tape were studied. The FEM study indicated, and a validation experiment proved that the thickness of the release tape has the main effect on thermal stresses during cooling in separately sintered calcium manganate. T2 - Keramik 2021 / Ceramics 2021 CY - Online Meeting DA - 19.04.2021 KW - Fem KW - Thermoelectric KW - Pressure assisted sintering PY - 2021 AN - OPUS4-52489 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Agea Blanco, Boris A1 - Walzel, S. A1 - Chi, J. A1 - Lüchtenborg, J. T1 - Making Binder Jetting Really Work for Technical Ceramics - Additive Manufacturing of Technical Ceramics N2 - As an alternative shaping method to the traditionally used processes, additive manufacturing (AM) can produce economical ceramic components in small lot sizes and/or with complex geometries. Powder-based additive manufacturing processes like binder jetting are popular in the field of metal AM. One reason is the increased productivity compared to other AM technologies. For ceramic materials, powder-based AM technologies result in porous ceramic parts, provided they are not infiltrated. CerAMing GmbH unites the advantages of powder-based processes with the production of dense ceramic by means of the Layerwise Slurry Deposition. By using a suspension, a high packing density of the powder bed is achieved which leads to high green body densities. Due to this advantage the approach overcomes the problems of other powder-based AM technologies. Furthermore, a very economical debinding time allows the production of parts with high wall thicknesses. KW - Additive Manufacturing KW - Binder Jetting KW - Layerwise Slurry Deposition KW - Lithography-based technologies KW - Technical Ceramics PY - 2021 SP - 49 EP - 52 PB - Göller Verlag CY - Baden-Baden AN - OPUS4-52948 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kuchenbecker, Petra T1 - Bestimmung der Partikelgrößenverteilung mittels Zentrifugen-Sedimentationsverfahren nach ISO 13318-2 (Küvette) N2 - Im Vortrag werden das Messprinzip des Zentrifugen-Sedimentationsverfahrens erläutert und die Anforderungen der zugrundeliegenden Normen diskutiert. Es schließen sich umfangreiche Ausführungen zur praktischen Durchführung der Messung, insbesondere auch zu den vorbereitenden Arbeiten, sowie zur Auswertung der Rohdaten an. Gezeigt werden die Validierung sowie ein Beispiel zur regelmäßigen Verifizierung des Verfahrens. Nach Beispielen und Vergleichen zu Ergebnissen mit anderen Messverfahren, wird das Verfahren in einer Zusammenfassung bewertet. T2 - Seminar Rheologie und Stabilität von dispersen Systemen CY - Potsdam, Germany DA - 09.05.2022 KW - Nano powder KW - Cetrifugal Liquid Sedimentation CLS KW - Particle size determination PY - 2022 AN - OPUS4-54863 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schönauer-Kamin, Daniela T1 - Powder-Aerosol deposited (PAD) calcium manganate as n-type thermoelectric material N2 - Currently, calcium manganate CaMnO3 and calcium cobaltite Ca3Co4O9 are being investigated as n-type resp. p-type semiconducting materials as oxidation- and temperature-resistant thermoelectric materials for oxide multilayer thermoelectric generators (TEGs). In order to manufacture multilayer TEGs, pressure-assisted sintering processes at high temperatures are necessary to achieve optimal thermoelectric material properties. To realize TEGs in planar film technology, another method to obtain dense ceramic layers directly from the synthesized starting powders without a subsequent high temperature step is emerging recently: the powder aerosol deposition (PAD) method. In the present work, it is investigated whether PAD is suitable to produce dense ceramic films from Sm-doped CaMnO3 and Ca3Co4O9 powders. The resulting thermoelectric properties are characterized as a function of temperature. CaMnO3 powder could successfully be processed by PAD with resulting layer thicknesses of 5- 6 µm without any high-temperature sintering steps of the films. The electrical conductivity and the Seebeck coefficient of the films were determined in-plane from room temperature to 600 °C in air. The results show a Seebeck coefficient of around -200 µV/K, which is comparable to results of pressed and sintered bars. At 400 °C, the electrical conductivity corresponds to the conductivity of the bar. At higher temperatures the conductivity is better than with the reference. Below 400°C, the electrical conductivity is somewhat lower than that of the reference sample, a mild thermal treatment of the PAD layer improves it. It is expected that the thermal conductivity of the PAD film will be lower compared to the bars due to the nano-crystalline film morphology. This should result in a significantly increased ZT value for the PAD layers and a higher efficiency of the TEG. The work shows that both CaMnO3 and Ca3Co4O9 can be successfully processed by PAD, and the PAD films show comparable thermoelectric properties. T2 - 18th European Conference on Thermoelectrics CY - Barcelona, Spanien DA - 14.09.2022 KW - Film depositition KW - Calcium cobaltite PY - 2022 AN - OPUS4-55771 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Junge, P. A1 - Stargardt, Patrick A1 - Kober, D. A1 - Greinacher, M. A1 - Rupprecht, C. T1 - Thermally Sprayed Al2O3 Ceramic Coatings for Electrical Insulation Applications N2 - Thermal spraying enables a fast and propelling way to additively deposit various ceramics as electric insulators, which are used in conditions where polymers are not suitable. Alumina (Al2O3) is among the most employed materials in the coating industry since it exhibits good dielectric properties, high hardness, high melting point while still being cost-effective. Various parameters (e.g. feedstock type, plasma gas mixture, plasma power) significantly influence the resulting coating in terms of microstructure, porosity, crystallinity, and degree of un-or molten particles. As a consequence, these parameters need to be investigated to estimate the impact on the electrical insulating properties of thermally sprayed alumina. This study focuses on the development of a novel electric insulation coating from Al2O3 feedstock powders deposited via atmospheric plasma spray (APS). The microstructure, porosity, and corresponding crystallographic phases have been analyzed with optical microscopy, XRD, and SEM images. To achieve an understanding of the parameters influencing the electrical insulation performance of the manufactured coatings, an in-depth analysis of the fundamental dielectric parameters e.g., DC resistance, breakdown strength, dielectric loss tangent, permittivity is presented. T2 - International Thermal Spray Conference and Exposition 2022 CY - Vienna, Austria DA - 04.05.2022 KW - Thermal Spray KW - Alumina KW - Dielectric properties PY - 2022 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-55821 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bresch, Sophie T1 - Oxidkeramische Werkstoffe und Folien für thermoelektrische Multilayergeneratoren N2 - Thermoelektrische Effekte beschreiben die direkte Verknüpfung von thermischer Energie und elektrischer Energie in Festkörpern. Durch Thermodiffusionsströme entsteht direkt, ohne beweg¬liche Teile, ein elektrisches Feld als Folge einer Temperaturdifferenz. Diese Material-eigenschaft wird durch den Seebeckkoeffizienten beschrieben. Je nach Art der Ladungs¬träger sind die indu¬zierte Spannung und der Seebeckkoeffizient positiv (p-Typ) oder negativ (n-Typ). Thermo¬elek¬trische Effekte lassen sich beispielsweise in Thermo¬elementen zur Temperatur-messung, in Pel¬tierelementen zum Kühlen oder Heizen und in thermo¬elektrischen Generatoren zur Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie nutzen. In thermoelektrischen Generatoren werden Schenkel aus p-Typ- und n-Typ-Materialien elek-trisch in Reihe und thermisch parallel verschaltet. Konventionell werden einzelne Schenkel aus Bismut¬tellurid auf ein metallisiertes Substrat gelötet. Man spricht vom π-Typ-Design. Aufgrund auf¬wendiger Fertigung und nicht optimaler Flächennutzung stellt dieses Design nicht die best-mög¬liche Lösung dar. Neben Telluriden gibt es noch andere vielversprechende thermoelektrische Material¬systeme wie die oxidischen Thermoelektrika. Im Temperatur¬bereich oberhalb von 700 °C können oxidische thermoelektrische Materialien mit nichtoxidischen konkurrieren. Zudem sind sie oxidationsbeständig und können aus weniger toxischen und besser verfügbaren Rohstoffen her¬ge¬stellt werden. Da es sich um keramische Materialien handelt, können unter Nutzung der Multi¬layer¬technologie (auch Vielschicht- oder Mehrlagentechnik) Generatoren im Multilayer¬design hergestellt werden. Keramische Multi¬layer¬generatoren sind aufgrund der höheren Leis¬tungs¬dichte, der Möglichkeit der gezielten Texturierung und des hohen möglichen Auto¬mati¬sierungs¬grades des Herstellungs¬prozesses eine viel¬versprechende Alternative zu konven¬tionellen π-Typ-Generatoren. Alle Lagen werden in einem Schritt co-gesintert. Die beiden zum jetzigen Zeit¬punkt wohl viel¬versprechendsten oxi¬dischen Thermoelektrika sind Calcium-cobaltit Ca3Co4O9 als p-Typ und Calciummanganat CaMnO3 als n-Typ. Die Sinter¬tem¬peratur von Ca3Co4O9 ist durch eine Phasenumwandlung bei 926 °C beschränkt. Texturiertes, dichtes Ca3Co4O9 mit einer hohen Festigkeit kann nur über Hei߬pressen hergestellt werden. Das Co-Sintern von Ca3Co4O9 und CaMnO3 war wegen der Tem¬pera¬tur¬differenz von 350 K zwischen den jeweiligen Sinterintervallen bisher nicht möglich. Ziel dieser Arbeit war deshalb die Ent¬wick¬lung von kompatiblen oxidkeramischen Werkstoffen und Folien für thermoelektrische Multilayer-generatoren auf der Basis von Ca3Co4O9 und CaMnO3. Daraus resultieren vier wesentliche Arbeitspakete. Zunächst die Materialentwicklungen von Ca3Co4O9 (p-Typ) und CaMnO3 (n-Typ) für ein Co-Sintern bei 900 °C mit akzeptablen thermoelek¬trischen Eigenschaften, dann die Entwicklung der weiteren im Generator benötigten Kompo¬nenten wie der Isolationsschicht und abschließend die Fertigung und Bewertung von Demonstra¬toren im Multi¬layer¬design. Foliengießen und druckunterstütztes Sintern ermöglichen die Herstellung von dichtem, tex-turier¬tem Ca3Co4O9 mit hoher Festigkeit und hohem Leistungsfaktor. Letzterer ist das Produkt der elek¬trischen Leitfähigkeit und dem Quadrat des Seebeckkoeffizienten. Für die elektrische Leit¬fähigkeit zeigte sich in dieser Arbeit ein kombinierter Einfluss von Sinterdichte und Textur. Die thermo¬elektrischen Eigen¬schaften lassen sich somit über die Einstellung der Mikrostruktur gezielt steuern. Durch die Optimierung der Pulversynthese, die Einführung des Sinteradditives CuO und die Kombi¬nation mit dem druckunterstützten Sintern (7,5 MPa) konnte die Sintertemperatur des CaMnO3 bei gleichbleibendem Leistungsfaktor von 1250 °C auf 950 °C gesenkt werden. Druck-unter¬stütztes Sintern von CaMnO3 ist bei 900 °C möglich, führt aber zu einem Werkstoff mit geringerem Leistungsfaktor, geringerer Dichte und ungenügender Festigkeit. Zur elektrischen Isolation der beiden thermoelektrischen Materialien wurde ein Glas-Keramik-Kompo¬sit mit hohem Volumenwiderstand und angepasstem Wärmeausdehnungs¬koef¬fizienten ent¬wickelt. Aus den zu Folien vergossenen thermoelektrischen Materialien, der siebgedruckten Iso¬lations-schicht und der siebgedruckten Metallisierung wurden mittels Multilayertech¬nologie De¬mons-tratoren hergestellt. Neben dem pn-Generator aus Ca3Co4O9 und CaMnO3 wurden auch Unileg-generatoren aus Ca3Co4O9 gefertigt. Bei Unileggeneratoren wird die Komplexität des Aufbaus durch die Verwendung von nur einem thermoelektrischen Material verringert. Die Simulation der Demonstratoren zeigte, dass der pn-Generator aus Ca3Co4O9 und CaMnO3 keine höheren Leis-tungsdichten erbringt als der aus nur Ca3Co4O9 bestehende Unileg¬generator. Auf¬grund des ge-ringen Leistungsfaktors und der geringen Festigkeit des bei 900 °C gesinterten CaMnO3 er¬scheint die Fertigung von pn-Multilayer¬generatoren aus Ca3Co4O9 und CaMnO3 derzeit nicht sinn¬voll. Die Unileg¬generatoren aus Ca3Co4O9 erreichen mit sehr hoher Reproduzier¬barkeit 2 mW/cm² bei einer Temperaturdifferenz von 230 K, dies entspricht 80 % der simulierten elektrischen Leistung. Es handelt sich hierbei um den ersten Machbarkeits¬nachweis zur Herstellung von Multilayer-generatoren auf Basis von texturiertem Ca3Co4O9 mit hohem thermoelektrischem Leistungsfaktor, hoher Dichte und hoher Festigkeit. Solch thermoelektrische Multilayergeneratoren könnten zukünftig Systeme mit geringen elek-trischen Leistungsanforderungen wie Sensoren autark und nachhaltig mit elektrischer Energie ver¬sorgen. T2 - Promotionskolloquium CY - Bayreuth, Germany DA - 25.04.2022 KW - Calciumcobaltit KW - Calciummanganat KW - Foliengießen KW - Sintertemperatur PY - 2022 AN - OPUS4-54726 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schönauer-Kamin, D. T1 - Powder Aerosol deposited (PAD) calcium cobaltite as textured p type thermoelectric material N2 - Oxide thermoelectric semiconducting materials like p-type calcium cobaltite Ca3Co4O9 are investigated as oxidation- and temperature-resistant thermoelectric materials for thermoelectric generators (TEGs). To realize TEGs in planar film technology, the powder aerosol deposition (PAD) method is emerging recently. PAD is a method to obtain dense ceramic films directly from the synthesized starting powders without a subsequent high temperature step. In the present work, Ca3Co4O9 (CCO) powders are processed by PAD to ceramic films at room temperature. The thermoelectric properties of the films (film thickness 10 – 20 µm) are characterized from room temperature to 900°C. Additionally, the layer morphology and texture of the films will be investigated. As result, the Seebeck coefficient of the CCO-PAD film is comparable to pressed and sintered CCO-bulk materials during the 1st heating cycle to 900°C. The morphology of the films after the thermal treatment shows strong aligned crystallites resulting in a strong texture of the films. The electrical conductivity increases strongly during the 1st heating cycle to 900°C and stays almost constant afterwards. Compared to CCO-bulks, the films provide higher electrical conductivity which could be explained by the oriented crystal growth in-plane direction of the film. The relationship between thermoelectric properties and layer morphology as a function of thermal annealing parameters will be further investigated. T2 - KERAMIK 2023 / 98. DKG-Jahrestagung CY - Jena, Germany DA - 27.03.2023 KW - Layer depostion KW - Texture KW - Heat treatment PY - 2023 AN - OPUS4-57285 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -