Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanoskalige Keramikpulver zum Fügen geeignet

06.10.2000


REM-Aufnahme des Inneren einer bei einem

Preßdruck vom 80 MPa und einer Temperatur von 1300°C hergestellten

Fügenaht, welche mit desagglomeriertem Aluminiumoxid-Nanopulver

produziert wurde.


... mehr zu:
»Fügen »Nanopulver
Mittels PVS-Verfahren (physical vapor synthesis)oder Laserablation synthetisierte Aluminiumoxid-Nanopulver weisen eine beim Konsolidieren hinderliche Restagglomeration auf. Dr.-Ing. Ralph Hellmig konnte in seiner
Dissertation Wege aufzeigen, solche starken Aggglomerate zu beseitigen und benutzte diese Nanopulver, um keramische Bauteile zu fügen.

Mittels PVS-Verfahren (physical vapor synthesis) [1] oder Laserablation [2] synthetisierte Aluminiumoxid-Nanopulver weisen eine beim Konsolidieren hinderliche Restagglomeration auf. Bedingt durch die Herstellungsweise bilden sich aufgrund der Diffusion zwischen den einzelnen Partikeln kleine Brücken zwischen den Teilchen aus. So sind sie über sogenannte Sinterhälse miteinander verbunden.

Den überwiegenden Teil der Agglomeration stellen die sogenannten schwachen Agglomerate, bei denen die Teilchen durch schwache physikalische Wechselwirkungen untereinander verbunden sind. Ein nicht unerheblicher Anteil besteht jedoch aus starken Agglomeraten, welche durch die oben genannten Sinterhälse zusammengehalten werden. Um aus Nanopulvern Sinterkeramiken zu erzeugen, müssen die Pulver zunächst zu Grünkörpern verpresst und nachfolgend gesintert werden. Die erreichbare Dichte der Grünkörper wird jedoch durch die vorhandene Restagglomeration der verwendeten Pulver herabgesetzt.

Dr.-Ing. Ralph Hellmig konnte in seiner Dissertation Wege aufzeigen, solche starken Agglomerate zu beseitigen: Die Sinterhälse der Nanopartikel werden in einer Planetenmühle zwischen aufeinander schlagenden Mahlkugeln in einer zehnminütigen Mahlprozedur aufgebrochen [3]. Beim anschließenden Sintern (80 MPa, 1300 Grad Celsius) verbacken die nun dicht beieinander liegenden Nanokörner zu einem fast 100% porenfreien Sinterkörper mit einer mittleren Korngröße von etwa 300-400 nm.

Derartige Nanopulver sind auch zum Fügen keramischer Bauteile geeignet [4,5]: Werden desagglomerisierte Nanopulver zwischen zwei Al2O3-Keramiken als dünne Schicht eingebracht und das Ganze bei 1300 Grad Celsius und 80 MPa 90 Minuten lang gesintert, so erweist sich bei Vier-Punkt-Biegeversuchen die Fügenaht als härter als die umgebende Keramik [6].

[1] http://www.nanophase.com

[2] W. Riehemann, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 501 (1998) 3.

[3] H. Ferkel und R. Hellmig, NanoStruct. Mater. 11 (1999) 617.

[4] H. Ferkel und W. Riehemann, NanoStruc. Mater. 7 (1996) 835.

[5] R.J. Hellmig, J.-F. Castagnet und H. Ferkel, NanoStruct. Mater. 12 (1999) 1041.

[6] R.J. Hellmig und H. Ferkel, phys. status solidi (a) 175 (1999) 549.

Weitere Informationen:

Dr.-Ing. Ralph Hellmig
TU Clausthal
Institut für Werkstoffkunde und Werkstofftechnik
Agricolastr. 6
38678-Clausthal-Zellerfeld
Tel.: 05323/72-2171
Fax: 05323/72-3148
E-Mail: ralph.joerg.hellmig@tu-clausthal.de

Jochen Brinkmann | idw

Weitere Berichte zu: Fügen Nanopulver

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Bioabbaubare Polymer-Beschichtung für Implantate
06.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Studie InLight: Einblicke in chemische Prozesse mit Licht
22.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weiterbildung zu statistischen Methoden in der Versuchsplanung und -auswertung

06.12.2016 | Seminare Workshops

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften