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Streibl, Benedikt:
Strukturierte thermoelektrische Materialien für Gassensoren hergestellt mittels der Pulveraerosolmethode.
Bayreuth
,
2025
(Masterarbeit,
2025, Universität Bayreuth / Lehrstuhl Funktionsmaterialien)
Abstract
In dieser Arbeit wurden geeignete Materialien für die Anwendung als thermoelektrische Kohlenwasserstoff-sensoren untersucht. Speziell wurden die Materialien Calciumcobaltit (CCO) und Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkoniumdioxid (YSZ) betrachtet. Zuerst mussten die thermoelektrischen Eigenschaften der Materialien untersucht werden, wofür Schichten aus den Materialien per Pulveraerosoldepositionsmethode (PAD) auf Transducer abgeschieden wurden. Der Seebeck-Koeffizient und die Leitfähigkeit von CCO waren temperaturabhängig und annähernd unabhängig von der Sauerstoff- bzw. Wasserkonzentration der Atmosphäre. Mit YSZ konnte kein Wert für den Seebeck-Koeffizient ermittelt werden. Für die Sensorherstellung wurde das Platin der ursprünglichen Materialkombination Gold/Platin mit CCO bzw. YSZ substituiert und erneut das PAD-Verfahren angewendet. Die Substrate mussten strukturiert beschichtet werden, weswegen eine Maskierung notwendig war. Als Maske wurde eine per Laser strukturierte Kapton-Folie verwendet. Mit der Maskierung konnten beide Materialien für die strukturierte Beschichtung erfolgreich eingesetzt werden. Es hat sich gezeigt, dass die Sensoren mit der Materialkombination Au/CCO im Vergleich zu denen mit Au/Pt ein Spannungssignal erzeugten, das etwa um den Faktor 9 höher war. Das Signal der Au/CCO-Sensoren war ebenfalls annähernd unabhängig von der Sauerstoff- und Wasserkonzentration im Abgas. Ein theoretisch berechneter, relativer Seebeck-Koeffizient von Au/CCO zeigte eine hohe Übereinstimmung mit den vorherigen Messungen des Seebeck-Koeffizienten von CCO aus dieser Arbeit. Bei weiteren Untersuchungen hat sich, unter anderem in einer Realabgasanwendung gezeigt, dass ein ausgewählter Au/CCO-Sensor ein Summensignal aus den Komponenten im Abgas lieferte, das eine hohe Übereinstimmung mit einem theoretischen Signal zeigt, welches die Empfindlichkeiten gegenüber den einzelnen Gasen mit einbezieht.
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 > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT |
| Titel an der UBT entstanden: | Ja |
| Themengebiete aus DDC: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften |
| Eingestellt am: | 25 Sep 2025 07:12 |
| Letzte Änderung: | 25 Sep 2025 07:12 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/94784 |