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Herrmann, Clara:
Einfluss der Prozessparamter auf die Eigenspannungen von Al2O3-Schichten, die mit dem Pulveraerosoldepositionsverfahren hergestellt wurden.
Bayreuth
,
2023
(
Bachelor thesis,
2023
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl Funktionsmaterialien)
Abstract in another language
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.
Further data
| Item Type: | Bachelor thesis |
|---|---|
| Institutions of the University: | Faculties > Faculty of Engineering Science Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials Research Institutions > Central research institutes > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT Faculties Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials Profile Fields Profile Fields > Advanced Fields Research Institutions Research Institutions > Central research institutes |
| Result of work at the UBT: | Yes |
| DDC Subjects: | 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering |
| Date Deposited: | 23 May 2023 07:34 |
| Last Modified: | 23 May 2023 07:34 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/76132 |