Elektrisch funktionelle Strukturkeramik

Gruppe

© Fraunhofer IKTS
Thermoelektrisches Modul auf der Basis von Titansuboxid.
© Fraunhofer IKTS
Zirconcarbid als Heizleiter für Temperaturen bis 3000 °C.
© Fraunhofer IKTS
Plasmaelektrode auf Basis von Titanoxid als Dielektrikum.

Das Fraunhofer IKTS verfügt über langjährige Kompetenzen auf den Gebieten von Keramikwerkstoffen mit maßgeschneiderten elektrischen Eigenschaften und stoffschlüssigen Fügeverfahren für Keramik/Keramik- und Keramik/Metall-Verbunde. Die Schwerpunkte unserer Arbeiten liegen auf dem Feld von Strukturkeramiken, die zwischen einer hohen elektrischen Leitfähigkeit und einer hohen elektrischen Isolationswirkung adaptierbar sind. Dazu gehören bewährte keramische Werkstofftypen auf der Basis von Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Titanoxiden oder Borcarbid sowie Sonderwerkstoffe wie Zirconcarbid, Tantalcarbid, Titancarbid oder oxidische und nichtoxidische Komposite. Sie sind prädestiniert für Aufgaben in der Plasmatechnik, Elektronik, Elektrotechnik und Sensorik. Die Expertise im Bereich der Fügeverfahren komplettiert Integrationsaufgaben und die elektrische Ankopplung der keramischen Komponenten in Systeme und Prozesse.

Für die Entwicklung von elektrisch funktionellen Strukturkeramiken und die Anpassung ihrer mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften nutzen wir unterstützend zahlreiche Charakterisierungsmethoden (mechanisch, elektrisch, tribologisch, Korrosion, Oxidation, Hochtemperatur) mit Bezug zum jeweiligen Einsatzziel. Das Fraunhofer IKTS kann die gesamte Wertschöpfungskette abbilden und so Werkstoffe mit maßgeschneiderten Eigenschaften in Prototypen und Kleinserien überführen. Für spezielle konstruktions- oder eigenschaftsbedingte Anforderungen entwickeln wir abgestimmte Fügetechnologien.

 

Leistungsangebot

 

  • Anwendungsorientierte Entwicklung und Optimierung von elektrisch funktionellen Keramiken für elektrische Isolation, Leitung, Heizung, Sensorik, Thermoelektrik sowie Ultra-Hochtemperatur-Keramik (UHTC)
  • Elektrische Werkstoff- und Bauteilcharakterisierung – auch in Kombination mit Oxidation, Temperaturen bis 2200 °C und mechanischen Belastungen
  • Hochtemperatur- und Niedrigtemperaturfügen mittels Löten und Kleben
  • Beispielanwendungen: Heizleiter, Thermoelektrika, Plasmaelektroden, Niederspannungs-Varistoren

 

Technische Ausstattung

 

  • Elektrische Mess- und Prüfstände für Untersuchungen bis zu 2200 °C
  • Basismodule zum Aufbau anwendungsorientierter Messstände für elektrische Komponenten

Forschung aktuell

Keramikelektroden und Kaltplasma – Kombination für effiziente Abwasserbehandlung

Forschung aktuell

Zirkoncarbid – Hochtemperaturwerkstoff für Hochtechnologien

Forschung aktuell

Titanoxide – elektrische Alleskönner

Thema

Elektrische Charakterisierung und Heizleiterprüfstände

Thema

Elektrisch funktionelle Strukturkeramik als Heizleiter

Thema

Elektrisch funktionelle Strukturkeramik als Thermoelektrika

Thema

Ultra-Hochtemperatur-Keramik (UHTC)

Thema

Hochtemperaturfügen durch Löten oder Kleben

Projekt

Öffentlich geförderte Projekte