Aus der Forschung
Kontrolle der Permeation von Nanokompositmaterialien
Entwicklung von Barriere-/Membranschichten aus Siliziumoxiden mit überlegenen mechanischen Eigenschaften (Eigenspannung, Porosität, Rauheit, Härte), spezifischer Materialzusammensetzung (untersucht über FTIR, XPS) und ausgezeichneter Duktilität (durch Einbettung von Silizium-Nanopartikeln in die SiOx-Matrix).
Ziel ist es, den Parameterraum für die Herstellung von Nanokomposit-Schichten systematisch als Gleichgewicht zwischen Nanopartikel-Konzentration, Matrix-Schichtmaterial (SiOx, SiOCH, a-C:H, a-Si:H) und Schichtdicke. Es wird erwartet, dass eine niedrige Dichte von Nanopartikeln zu einer Reduzierung der Spannung in diesen Schichten führt.
Aus der Forschung
Entwicklung innovativer thermischer Isolationsschichten
Um qualitativ hochwertige Spritzgießwerkzeuge herzustellen, spielt die Optimierung der Prozessparameter beim Spritzgießen eine entscheidende Rolle. Durch das Aufbringen von Wärmedämmschichten auf den Formblock wird die Abkühlung des eingespritzten Kunststoffs leicht verlangsamt. Dadurch wird die Energieeffizienz des Spritzgießprozesses erhöht, ohne die Qualität der hergestellten Teile zu beeinträchtigen.
Das Projekt untersucht die isolierende Wirkung von abgeschiedenen Zirkonoxid-Keramikschichten. Die Entwicklung und Charakterisierung der abgeschiedenen Keramikschichten steht im Mittelpunkt des Projektes.
Mit Hilfe von Messungen über das 3w-Verfahren werden in-situ-Messungen der Wärmeleitfähigkeit der Schichten durchgeführt.
Aus der Forschung
Oberflächenprozesse bei der Wechselwirkung von Hochleistungsplasmen mit HPPMS-Targetoberflächen und Kunststoffen
In einem Teilchenstrahlexperiment werden elementare Plasmaprozesse auf Oberflächen nachgeahmt, indem quantisierte Strahlen von Atomen oder Ionen auf Metall- oder Kunststoffoberflächen geschickt werden. Dabei wird die Erzeugung von Sekundärelektronen, das reaktive Sputtern und Schichtwachstum direkt untersucht. Weiterhin wird die Plasmaaktivierung von Kunststoffoberflächen, Barrieren und Membranen analysiert.
Im in-vacuo XPS-HPPMS-System können Parameter eines HPPMS-Plasmas mit einer XPS-Analyse der Target-Oberfläche verknüpft werden. Mit Hilfe von gepfropften HPPMS-Targets wird der räumliche Transport von Metallatomen in den HPPMS-Plasmen untersucht. Verschiedene Al-Cr-Ti Komposit- und pulvermetallurgisch hergestellte Targets werden in reaktivem Ar/O2-Gasgemisch gesputtert und anschließend analysiert. Für verschiedene Substrate werden Plasmabehandlungen mit unterschiedlichen Parametern durchgeführt und die jeweilige Wirkung des Plasmas auf die Substratoberfläche mittels XPS analysiert.
Aus der Forschung
Induktiv gezündete Plasmen
Bei der Betrachtung von Laborplasmen fällt oft der Begriff des induktiv gekoppelten Plasmas. Hier ist ein kurzes Erklärvideo, was eigentlich dahinter steckt:
Aus der Forschung
Methanpyrolyse
Das Projekt Me2H2 zielt auf die Entwicklung von Verfahren zur klimafreundlichen Herstellung von Wasserstoff mit minimalem Stromverbrauch. Die Wasserelektrolyse ist der Maßstab für eine zukünftige H2-Produktion ohne direkte CO2-Emissionen. Wird sie mit erneuerbarem Strom betrieben, wäre die H2-Erzeugung auch im Hinblick auf die vorgeschaltete Stromerzeugung klimafreundlich. Allerdings verbraucht gerade die Wasserelektrolyse deutlich mehr Energie als der heutige industrielle Benchmark - die Dampfreformierung von Erdgas. Die Methanpyrolyse hingegen würde CO2-frei mit einem ähnlich geringen spezifischen Energiebedarf wie die Dampfreformierung arbeiten. Im Projekt U2 werden plasmabeheizte Verfahren zur Methanpyrolyse im Labormaßstab untersucht.