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Schlesier, Kira:
Einfluss optischer Strahlung auf nanokristalline keramische Funktionsschichten für Gassensorik und Energiewandlung.
Bayreuth
,
2020
(Masterarbeit,
2020, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)
Abstract
Die neuartige aerosolbasierte Kaltabscheidung (engl. Powder Aerosol Deposition, kurz PAD) ermöglicht die Herstellung von dichten nanokristallinen keramischen Schichten im µm-Bereich bei Raumtemperatur. Prozessbedingt treten aufgrund des Schichtbildungsmechanismus, der sog. Raumtemperatur-Aufprallverfestigung (engl. Room Temperature Impact Consolidation, kurz RTIC), hohe Spannungen und Gitterdeformationen in den abgeschiedenen Schichten auf. So wird u.a. die Mobilität der freien Ladungsträger in Funktionsschichten signifikant reduziert, woraus sich eine verminderte elektrische Leitfähigkeit der Schicht im abgeschiedenen Zustand im Vergleich zu gesinterten Bulkwerkstoffen ergibt. Nach dem derzeitigen Stand der Technik werden diese mechanischen Schichtspannungen entweder durch eine thermische Nachbehandlung im Ofen oder mittels eines Lasers reduziert und so nahezu die Bulkeigenschaften der Funktionsschichten wiederhergestellt.Ziel dieser Arbeit war die Reduktion der Nachbehandlungsdauer und -temperatur von unterschiedlichen Funktionsschichten durch die Verwendung von Hochleistungsleuchtdioden. Dazu wurden thermoelektrische CuFe0,98Sn0,02O2-Schichten, sauerstoffsensitive Ba0,69Al0,01Ta0,3O3-δ-Schichten und Festelektrolytschichten auf Basis von Li7La3Zr2O12 für künftige Lithium-Akkumulatoren mittels PAD hergestellt und mit drei Hochleistungsdioden (LED) unterschiedlicher Wellenlänge im optischen Bereich bestrahlt. Durch die Arbeit konnten insbesondere der Einfluss der LED-Emissionswellenlänge, der Bestrahlungsdauer, der Betriebsart, der Intensität und der Atmosphäre auf die unterschiedlichen Funktionsschichten ermittelt werden. Bei einer geeigneten Wahl der Parameter ist es so nun möglich, die Leitfähigkeit der PAD-Schichten um bis zu zwei Dekaden in weniger als 60 Sekunden gezielt zu steigern und nahezu die Bulkeigenschaften der Schichten wiederherzustellen.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Master-, Magister-, Diplom- oder Zulassungsarbeit (Masterarbeit) |
|---|---|
| Institutionen der Universität: | Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT Fakultäten Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien Profilfelder Profilfelder > Advanced Fields Forschungseinrichtungen Forschungseinrichtungen > Forschungszentren |
| Titel an der UBT entstanden: | Ja |
| Themengebiete aus DDC: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften |
| Eingestellt am: | 16 Nov 2020 08:17 |
| Letzte Änderung: | 16 Nov 2020 08:17 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/59784 |