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Funktionskeramische Werkstoffe

Funktionskeramiken sind in vielen Bereichen der Technik unverzichtbar. Sie gewährleisten, oft unbemerkt für den Nutzer von Geräten, funktionale Eigenschaften (z.B. elektrische, magnetische, optische Funktionen) von einzelnen Bauelementen, welche zum Betrieb von Komponenten und ganzen Systemen notwendig sind. Damit sind funktionskeramische Werkstoffe aus vielen Bereichen der Technik, wie z.B. Informations- und Kommunikationstechnik, Sensorik, Automotive und Industrie 4.0 nicht wegzudenken.

An der Ernst-Abbe-Hochschule beschäftigen wir uns mit verschiedenen funktionskeramischen Werkstoffsystemen, beginnend bei der chemischen Synthese von feinst- und nanoskaligen Oxidpulvern, über die Optimierung der keramischen Verarbeitungstechnologie, bis hin zu werkstoffwissenschaftlichen Fragen der Zusammenhänge zwischen Zusammensetzung, Kristallstruktur, Defektstruktur, Mikrostruktur und Funktionseigenschaften. Dabei reicht das Spektrum der Themen von grundlegenden Fragestellungen der Festkörperchemie von Oxidsystemen bis hin zu technologischen Problemen elektronischer Bauelemente.

Die Erforschung und Optimierung der Werkstoffe bzw. ihrer Anwendungseigenschaften wird an kompakten Bulkkeramiken, an Multilayer-Bauelementen, oder keramischen Schichten realisiert.

Folgende Funktionswerkstoffe werden in unserer Arbeitsgruppe bearbeitet:

  • Weichferritwerkstoffe für Induktivitäten und Leistungsüberträger
  • Mikrowellenferrite
  • Hartferrit als Werkstoffe für Permanentmagnete
  • Thermoelektrische Oxide und Komponenten
  • Piezoelektrische Werkstoffe
  • Dielektrische und Relaxormaterialien für Kondensatoranwendungen
  • Werkstoffe für Thermistoren
  • Integration von Funktionswerkstoffen in LTCC-Module

Experimentelle Möglichkeiten

  • Chemische und keramische Präparationslabore
  • Charakterisierung von Pulvereigenschaften (Partikelgröße, spezifische Oberfläche)
  • Sinterung unter definierten Gasatmosphären
  • Thermische Analysen unter definierten Gasatmosphären
  • Röntgenbeugung
  • Elektronenmikroskopie
  • Magnetische Messtechnik
  • Messung elektrischer und thermoelektrische Eigenschaften