Sintern dünner keramischer Schichten auf steifen Substraten

Die Zielsetzung des Projekts lag in der systematischen Untersuchung des Sinterns dünner keramischer Schichten und der entstehenden Abweichungen vom freien Sintern im Rahmen von koordinierten Experimenten (TU Darmstadt) und Simulationen (Fraunhofer IWM). Beim Sintern dünner keramischer Schichten treten aufgrund der Behinderung der lateralen Schwindung oder speziellen Lagenaufbauten Abweichungen vom freien Sinterverhalten auf. Dadurch kann es während des Sintervorganges zu unerwünschten Spannungen und Verzügen kommen, die eine Rissbildung begünstigen. In diesem Vorhaben soll die experimentelle Charakterisierung und numerische Simulation kombiniert werden, um die Entstehung von Rissen, Gefügeinhomogenitäten und Verzügen beim Sintern solcher Filme auf steifen Substraten aufzuklären. Durch die Verwendung eines Partikel-basierten Simulationsansatzes wird der Einfluss mikroskopischer Effekte (Substrateigenschaften, Umordnungseffekte etc.) an der Grenzfläche zwischen Schicht und Substrat sichtbar. Experimentell werden darüber hinaus kritische Defektgrößen und -geometrien für die Ausbildung von Rissen bestimmt.