Aerosolbasierte Kaltabscheidung von Funktionskeramiken für neuartige Anwendungen im Bereich der Sensorik und Energiewandlung

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In den letzten Jahrzehnten ist der Bedarf an technischen Keramikkomponenten kontinuierlich gestiegen, insbesondere für Keramikschichten, die nur einige hundert Nanometer bis wenige Mikrometer dick sind. Diese Schichten sind aufgrund des geringen Materialverbrauchs, der Möglichkeit der Miniaturisierung und der verbesserten Funktionseigenschaften von großem Interesse. Die aerosolbasierte Kaltabscheidung ist ein neues Sprühbeschichtungsverfahren zur Herstellung dichter keramischer Schichten bei Raumtemperatur. Viele Einflussgrößen dieser Technik sind bei funktionskeramischen Schichten noch nicht ausreichend bekannt, was die Qualität und elektrische Eigenschaften der Schichten beeinträchtigt. Ziel dieser Arbeit ist es, die aerosolbasierte Kaltabscheidung für funktionelle Keramikschichten in Sensorik und Energiewandlung zu untersuchen. Dabei wird die gesamte Prozesskette analysiert, von der geeigneten Präparation der verwendeten Pulver über die elektrischen Eigenschaften der hergestellten Funktionskeramikschichten bis hin zu einer Anwendung als Sauerstoff- und Stickoxid-Gassensor. Besonders die nachträgliche Wärmebehandlung der Beschichtung und deren Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit werden eingehend betrachtet. Zudem wird die Verwendung von Pulvergemischen zur Herstellung von Verbund- bzw. Kompositschichten untersucht, um gezielt die elektrischen Eigenschaften durch Veränderung der Mischungsverhältnisse einzustellen.