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 Erfahrungen in der Entwicklung und Anwendung keramischer Werkstoffe mit gezielt einstellbaren elektrischen Eigenschaften. Dazu zählen neben bewährten Strukturkeramiken wie Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Titanoxide und Borcarbid auch Sonderkeramiken wie Zirkoncarbid, Tantalcarbid, Titancarbid sowie verschiedene oxidische und nichtoxidische Komposite. Diese Materialien sind zwischen einer hohen elektrischen Leitfähigkeit und einer hohen elektrischen Isolationswirkung flexibel adaptierbar und eignen sich daher besonders für den Einsatz in der Plasmatechnik, Elektronik, Elektrotechnik, Sensorik und Thermoelektrik. Unsere Expertise bei Fügeverfahren, insbesondere beim Hochtemperaturfügen mit Aktivlöten, ermöglicht darüber hinaus die zuverlässige Integration und elektrische Anbindung dieser Bauteile in komplexe Systeme und Prozesse.

Für die Entwicklung elektrisch funktioneller Strukturkeramiken sowie die Optimierung ihrer mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften nutzen wir unterstützend vielfältige Charakterisierungs- und Testmethoden (thermisch, mechanisch, elektrisch, Korrosion, Oxidation) – stets mit Blick auf die jeweilige Anwendung. Das Fraunhofer IKTS deckt zudem die gesamte Wertschöpfungskette ab und kann Werkstoffe mit spezifischen Eigenschaften bis hin zu Prototypen und Kleinserien fertigen.

 

Anwendungsbeispiele / Referenzen 
 

  • Heizleiter
  • Thermoelektrika
  • Plasmaelektroden
  • Niederspannungs-Varistoren

 

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

 

Technische Ausstattung
 

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

Thema

Elektrifizierung von thermischen Prozessen

Thema

Elektrische Charakterisierung und Heizleiterprüfstände

Thema

Hochtemperaturfügen durch Löten oder Kleben

Forschung aktuell

Titanoxide als Innovationsbasis für Elektroden, Varistoren und Heizleiter

Forschung aktuell

Zirkoncarbid – Hochtemperaturwerkstoff für Hochtechnologien

Projekt

Öffentlich geförderte Projekte