Prozess- Eigenschafts-Beziehungen einer nanopartikulären Beschichtung zur Verbesserung mechanischer Eigenschaften

Projektbearbeitung: Jutta Hesselbach

Die Herstellung von nanopartikulären Beschichtungen gewinnt für viele Anwendungen immer stärker an Bedeutung. Die anwendungstechnischen Eigenschaften der Beschichtungen hängen außer von den Materialeigenschaften stark von den zugrunde liegenden Strukturen ab. Neben den Eigenschaften der Nanopartikel selbst haben vor allem die nachfolgenden Prozessschritte wie Formulierung und Verarbeitung maßgeblichen Einfluss auf die Strukturbildung und damit die Schichteigenschaften. Die Ausbildung und Änderung dieser Strukturen und die sich daraus ergebenden Schichteigenschaften sind bislang nur punktuell untersucht. Ziel des Projektes ist daher die systematische Untersuchung des Einflusses der relevanten Parameter der einzelnen Prozessschritte auf die mechanischen Eigenschaften einer nanopartikulären Beschichtung.
Beispielhaft wird ein repräsentativer Laborprozess betrachtet, in dem rein aus Nanopartikeln bestehende Dünnschichten durch Tauchbeschichtung und Rakelbeschichtung hergestellt werden.

 

 

 

 

 

 

 

Dip-Coating (links)    Filmziehgerät (rechts)

Dabei wird der Einfluss des Herstellprozesses sowie der Formulierung auf den dispersen Zustand genauso wie die gezielte Variation der Oberflächenchemie und Vernetzung und ihr Effekt auf die mechanischen Schichteigenschaften untersucht. Durch die Erarbeitung von Prozess-Eigenschafts- und Struktur- Eigenschafts-Beziehungen sollen möglichst allgemeingültige Zusammenhänge für die Schichtbildung gefunden und eine gezielte Einstellung der Schichteigenschaften ermöglicht werden.

 

 

 

 

REM Aufnahme einer nanopartikulären Al2O3-Beschichtung (links)
3D-Laser Mikroskop Aufnahme einer nanopartikulären Al2O3-Beschichtung (rechts)


AG – Mitarbeiter

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