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Herrmann, Clara:
Einfluss der Prozessparamter auf die Eigenspannungen von Al2O3-Schichten, die mit dem Pulveraerosoldepositionsverfahren hergestellt wurden.
Bayreuth
,
2023
(
Bachelorarbeit,
2023
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl Funktionsmaterialien)
Abstract
Die Pulveraerosoldeposition (PAD) ist ein vielversprechendes Verfahren zur Abscheidung keramischer Schichten auf verschiedensten Substratmaterialien. Dabei zeichnen sich die Schichten vor allem durch ihre Nanokristallinität, durch eine hohe relative Dichte und große Härte aus. Das Verfahren besitzt ein hohes Potential, da es unter technischem Vakuum bei Raumtemperatur stattfindet. Andererseits gibt es weiterhin Herausforderungen bei diesem Verfahren, wie eine mögliche Delamination der Schichten. In dieser Bachelorarbeit wurde zunächst davon ausgegangen, dass die Delamination der Schichten aufgrund der Eigenspannungen, die in PAD-Schichten im unbehandelten Zustand vorliegen, auftritt.
Um dies zu untersuchen, wurde der Einfluss der Prozessparameter Trägergasvolumenstrom und Verfahrgeschwindigkeit auf die mechanische Druckspannung und die Mikrodehnung in Aluminiumoxid (Al2O3) Schichten, die mit dem Pulveraerosoldepositionsverfahren hergestellt wurden, untersucht. Dazu wurden Versuchsreihen durchgeführt, bei denen entweder der Trägergasvolumenstrom oder die Verfahrgeschwindigkeit variiert wurden. Für jedes konstantes Parameterset wurden mittels der PAD Schichten auf 3 mol-% Yttrium-stabilisiertem Zirkoniumdioxid (3YSZ) und auf Silizium-Wafern abgeschieden und deren mechanische Druckspannung und die Mikrodehnung untersucht.
Die Ergebnisse der untersuchten Eigenspannungen zeigen keine Abhängigkeit von den untersuchten Prozessparametern Trägergasvolumenstrom und Verfahrgeschwindigkeit. Auch weitere untersuchte Kenngrößen, wie die Rauheit und die Abscheiderate zeigten keine Abhängigkeit. Dennoch wurde bei den Schichten mit variierter Verfahrgeschwindigkeit beobachtet, dass bei niedrigen Verfahrgeschwindigkeit eine Delamination auftrat, welche bei höheren Verfahrgeschwindigkeiten ausblieb. Um in Zukunft eine Delamination der Schichten zu vermeiden sollte untersucht werden, was die Gründe der Delamination bei hohem Trägergasvolumenstrom beziehungsweise niedrigen Verfahrgeschwindigkeiten sind.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Bachelorarbeit |
|---|---|
| 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 > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT Fakultäten Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien Profilfelder Profilfelder > Advanced Fields Forschungseinrichtungen Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen |
| Titel an der UBT entstanden: | Ja |
| Themengebiete aus DDC: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften |
| Eingestellt am: | 23 Mai 2023 07:34 |
| Letzte Änderung: | 23 Mai 2023 07:34 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/76132 |