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Nachrichten, Termine, Experten
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Institute der TU Bergakademie Freiberg präsentieren auf der MATERIALICA vom 27. bis 30. September 1999 in München, die Charakterisierung und Herstellung von metallischen und keramischen Schichten. Sie finden uns in Halle B 01, Stand B1. 419/618 (Forschungsland Sachsen).
In der modernen Industrie spielt die Behandlung der Oberfläche eines Werkstoffes eine immer bedeutendere Rolle. Es werden Schichten der verschiedensten Art und mit unterschiedlichsten Methoden aufgebracht, die zahlreiche Funktionen in optischen, elektronischen, werkstofftechnischen, dekorativen bis zu biomedizinischen Anwendungen übernehmen. Die Palette reicht von Farbschichten, die einige mm dick sein können, bis zu dünnsten Schichten in der Halbleitertechnologie, deren Dicke ein Hundertstel eines Menschenhaares beträgt.
Das Institut für Metallkunde der TU Bergakademie Freiberg hat sich auf die Entwicklung, Eigenschaftsoptimierung und -bestimmung von metallischen und keramischen Schichten (z.B. galvanische, Hartstoff-, Wärmedämmschichten) spezialisiert. Für die Untersuchung stehen moderne Messgeräte auf dem
Gebiet der Werkstoffanalytik und der Oberflächenabbildung, der Röntgenfeinstrukturanalyse, der analytischen Transmissionselektronenmikroskopie und der klassischen Metallografie zur Verfügung, die eine exakte Analyse der chemischen Zusammensetzung und der Strukturausbildung ermöglichen.
In der vorhanden Mehrquellen-Sputter-Anlage können mehrlagige und mehrkomponentige Hartstoffschichten erzeugt werden. Damit sind gute Vorraussetzungen für die Entwicklung neuartiger bzw. die Optimierung bekannter Schichtsysteme gegeben. So wurden mehrlagige Schichtsysteme auf der Basis von Titannitrid und Aluminiumnitrid entwickelt, die es einerseits gestatten, das unerwünschte Stengelwachstum der Schichten zu unterbrechen und andererseits eine Kombination aus harten und zähen Schichten darstellen. Die Verschleißrate dieses Schichtsystems ist bei abrasiven Verschleiß deutlich niedriger als die der bekannten und industriell genutzten Titannitridschicht.
Keramische Membranen für den Einsatz in der Ultra- und Nanofiltration wurden am Institut für Keramische Werkstoffe der Freiberger Universität entwickelt. Aufgrund ihrer besonders feinen Porenstruktur weisen diese Membranen hervorragende Filtereigenschaften auf.
"Die Filtertechnik kann beispielsweise in der Textilindustrie eingesetzt werden, um bestimmte Farbstoffe aus dem Abwasser zurückzuhalten," betonte Dr. Sigrid Benfer vom Institut. "Diese Farbmoleküle sind so klein, daß extrem feine filterschichten benötigt werden. Am Institut haben wir ein Verfahren entwickelt, mit dem Schichten hergestellt werden können, bei denen der Porendurchmesser im Bereich der Ultrafiltration 5 bis 10 Nanometer beträgt. Im Bereich der nanofiltration hat die Keramik Poren mit Durchmessern von 1 bis 2 Nanometer."
Die eigentliche Filterschicht der Ultra- und Nanofiltration liegt im Bereich von einigen 100 Nanometern, die auf einem grobporiges keramisches Tärgerelement aufgebracht wird, um so die mechanische Stabilität zu sichern. Der Träger besteht aus einem Oxid, auf dem die Filterschichten aus Zirkon- oder Titanoxid aufgetragen werden.
Die einmaligen Eigenschaften wie hohe Temperaturbeständigkeit (400 oC), extreme mechanische und chemische Stabilität, Unempfindlichkeit gegen organische Lösungsmittel sowie Heißdampfsterilisierbarkeit erlauben anwendungen in der Biotechnologie, Wasser- und Abwasseraufbereitung und zur Lösungsmittelrückgewinnung.
Am Institut für Werkstofftechnik der TU Bergakademie Freiberg werden durch gezielte Veränderung der Oberfläche nichtrostender Stähle die Festigkeit und zusätzlich die Korrossionsbeständigkeit verbessert.
"Die Möglichkeit der Steigerung der Festigkeit nichtrostender Stähle durch Legieren mit Stickstoff ist seit langem bekannt, " so Prof. Dr. Heinz-Joachim Spies vom Institut. "Grenzen für die konventionelle Legierungstechnik ergeben sich aus der geringen Löslichkeit des Stickstoffs in Stahlschmelzen. Am Freiberger Institut arbeiten wir an einer Alternative." Durch Aufstickung der Randschichten von Maschinenbauteilen und Werkzeugen in der Gasphase verbessert sich die tribologische und chemische Beanspruchbarkeit des Stahles. Die Randaufstickung erfolgt in unterschiedlichen Temperaturbereichen. Die Behandlungsdauer ist abhängig von der geforderten Schichtdicke, bei Schichtdicken von 2,5 mm erreicht sie bis zu 24 Stunden.
Kontakt:
TU Bergakademie Freiberg
Institut für Metallkunde
Prof. Dr. Heinricht Oettel
Gustav-Zeuner-Str. 5
09599 Freiberg
Tel.: 03731/39-2617
e-mail: oettel@ww.tu-freiberg.de
TU Bergakademie Freiberg
Institut für Keramische Werkstoffe
Prof. Dr. Gerhard Tomandl
Gustav-Zeuner-Str. 3
09599 Freiberg
Tel.: 03731/39-2983
e-mail: tomandl@anw.ikw.tu-freiberg.de
TU Bergakademie Freiberg
Institut für Werkstofftechnik
Prof. Dr. Heinz-Joachim Spies
Gustav-Zeuner-Str. 5
09599 Freiberg
Te.: 03731/39-2902
e-mail: spies@ww.tu-freiberg.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Werkstoffwissenschaften
überregional
Buntes aus der Wissenschaft, Forschungsergebnisse
Deutsch
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