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 Neue Oberflächeneigenschaften für holzbasierte Werkstoffe
14.08.2018 | INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena

nachricht Europaweit einzigartiges Forschungszentrum geht an den Start
14.08.2018 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics