Prozessbegleitende Prüfung beim Sintern keramischer Schichtverbunde

  • Die zuverlässige Herstellung von Bauteilen aus Hochleistungskeramik erfordert den Einsatz von prozessbegleitenden Prüfverfahren in allen Fertigungsstufen. Prozessbegleitende Prüfung umfasst sowohl die Bewertung von Ausgangs- und Zwischenprodukten (Pulver, Suspensionen, Grünkörper) als auch die in-situ Überwachung kritischer Fertigungsstufen (Aufbereitung, Formgebung, Entbinderung, Sinterung). Der Arbeitskreis „Prozessbegleitende Prüfverfahren“ im DKG/DGM-Gemeinschaftsausschuss „Hochleistungskeramik“ bietet eine Plattform zum Informationsaustausch über neue Messverfahren und zur Initiierung von Ringversuchen und Referenzmaterialentwicklung. Als aktuelle Beispiele werden zwei applikationsnahe Verfahren zur in-situ Charakterisierung von Geometrieveränderungen (Schwindung, Verformung) an großformatigen keramischen Schichtverbunden vorgestellt. Die Hochtemperatur-3D-Laserprofilometrie ermöglicht die Visualisierung und Quantifizierung der lokalen Verformung keramischerDie zuverlässige Herstellung von Bauteilen aus Hochleistungskeramik erfordert den Einsatz von prozessbegleitenden Prüfverfahren in allen Fertigungsstufen. Prozessbegleitende Prüfung umfasst sowohl die Bewertung von Ausgangs- und Zwischenprodukten (Pulver, Suspensionen, Grünkörper) als auch die in-situ Überwachung kritischer Fertigungsstufen (Aufbereitung, Formgebung, Entbinderung, Sinterung). Der Arbeitskreis „Prozessbegleitende Prüfverfahren“ im DKG/DGM-Gemeinschaftsausschuss „Hochleistungskeramik“ bietet eine Plattform zum Informationsaustausch über neue Messverfahren und zur Initiierung von Ringversuchen und Referenzmaterialentwicklung. Als aktuelle Beispiele werden zwei applikationsnahe Verfahren zur in-situ Charakterisierung von Geometrieveränderungen (Schwindung, Verformung) an großformatigen keramischen Schichtverbunden vorgestellt. Die Hochtemperatur-3D-Laserprofilometrie ermöglicht die Visualisierung und Quantifizierung der lokalen Verformung keramischer Multilayer während der drucklosen Sinterung. Beobachtet wurden an LTCC-Multilayern starke Verformungen bereits während der Entbinderung und in der Abkühlphase. Das Wissen um zwischenzeitliche Verformungen erweitert das Verständnis über die Ursachen von Defekten in Multilayer-Bauteilen. Die in-situ Messung der Dickenschwindung an realen, großformatigen LTCC-Bauteilen während der druckunterstützten Sinterung wurde erstmals durch die Entwicklung eines LTCC-kompatiblen Drucksinteraggregat mit integriertem Dilatometer ermöglicht. Zusätzlich wurde das Drucksinteraggregat mit einer prozessbegleitende Mess- und Regelungseinrichtung für den Sauerstoffpartialdruck ausgestattet. Durch ein optimiertes Sauerstoffpartialdruckregime konnte an LTCC-Modulen eine qualitätsgefährdende Silberdiffusion aus den Leiterbahnen in das umgebende keramische Dielektrikum drastisch reduziert werden. Das mit einem industriellen Partner entwickelte Drucksinteraggregat eröffnet unikale Möglichkeiten zur Optimierung von Aufheizgeschwindigkeit, Druck und Sinteratmosphäre in allen Phasen des Sinterprozesses.zeige mehrzeige weniger

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  • Rabe_ProzessPruefung_Werkstoffwoche2017.pdf
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Metadaten
Autoren/innen:Torsten Rabe
Koautoren/innen:Björn Mieller, V. Rangelov, Ralf Müller, Ulrich Marzok
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Deutsch
Jahr der Erstveröffentlichung:2017
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.5 Technische Keramik
5 Werkstofftechnik / 5.6 Glas
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Drucksintern; In situ Prüfung; Keramische Multilayer; Laserprofilometrie
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Analytical Sciences
Veranstaltung:Werkstoffwoche
Veranstaltungsort:Dresden, Germany
Beginndatum der Veranstaltung:27.09.2017
Enddatum der Veranstaltung:29.09.2017
Verfügbarkeit des Volltexts:Volltext-PDF im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:04.10.2017
Referierte Publikation:Nein