Photonisches Sintern von Keramiken

Abteilung Funktionskeramiken

Keramiken sintern in Sekunden, das geht tatsächlich!

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Photonisches Sintern von Keramiken

Die zunehmenden Herausforderungen im Bereich der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit erfordern innovative Ansätze in der Verarbeitung keramischer Materialien. Eine vielversprechende Möglichkeit ist das photonische Sintern, das auf der großflächigen Bestrahlung mit intensivem kurzwelligem Licht basiert. Diese Methode ermöglicht ein extrem schnelles Erhitzen und Sintern von Keramiken durch gezielte photonische Energieeinträge in Sekunden bis Minuten statt Stunden bis Tagen. Hierdurch eröffnen sich nicht nur Wege zu einer erheblich schnelleren Prozessführung, sondern auch zu einer signifikanten Reduktion des Energieverbrauchs auf etwa ein Fünftel im Vergleich zu herkömmlichen thermischen Verfahren, da kein großes Totvolumen erhitzt werden muss.

An unserem Institut verwenden wir einen blauen Laser (2 kW Laserleistung) der Laserline GmbH mit einer variablen Zoomoptik (25 x 25 mm² bis 85 x 85 mm²). Dies ermöglicht uns, Keramiken mit verschiedenen Probengrößen zu sintern.

Bilder des Prozessablaufs des photonischen Sinterns. Zeigt wie ein Grünkörper während des Prozesses sintert und schrumpft.
Darstellung des Prozesses anhand von Aufnahmen vor, während und nach dem photonischen Sinterns. Der Sinterprozesses wird durch die deutliche Größenabnahme (Schrumpfung) der Probe ersichtlich.

Photonisches Sintern von BaZrO3 in unter 90 Sekunden bei bis zu 2000 °C.

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Photonisches Sintern von Titanoxid

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Kontaktpersonen

Dieses Bild zeigt Julian Ebert

Julian Ebert

M.Sc.

wissenschaftlicher Mitarbeiter

Dieses Bild zeigt Carsten Teucher

Carsten Teucher

M.Sc.

wissenschaftlicher Mitarbeiter

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