Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISBWir verwenden Sprühbeschichtung von z.B. SiO2, Si3N4 und SiC zur Funktionalisierung von Tiegeln und anderen Ofeneinbauten, um schädliche Defekte und Verunreinigungen zu reduzieren und die Lebensdauer der Ofeneinbauten zu erhöhen. Für Cz-Quarzglas-Tiegel verfügen wir über ein qualifiziertes Vakuum-Ausheiztestverfahren, um das Blasenverhalten und die Kristobalit-Bildung zu untersuchen. Ein weiterer Schwerpunkt sind ultrahochtemperatur- und chemikalienbeständige TaC-Schutzschichten auf Graphit und anderen Materialien. Wir entwickeln diese neuartige patentierte Technologie für Anwendungen in der Halbleiterindustrie, insbesondere für die SiC-PVT-Kristallzüchtung und Epitaxie, aber wir adressieren auch Raumfahrt- und Luftfahrtanwendungen.
© Thomas Richter / Fraunhofer IISB
Funktionelle Schichten (SiO2, Si3N4, SiC, TaC)
Sprühbeschichtung von Tiegeln und Ofeneinbauten mit Si02, Si3N4, SiC und TaC
TaC beschichtete Graphitbauteile
Mit Si3N4 beschichteter Graphittiegel nach der Erstarrung eines Silizium-Blocks
Leistungen
- Sprühbeschichtung von SiO2, Si3N4, SiC und TaC auf Graphit, Quarzglas, Keramik, Refraktärmetallen
- Analyse des Benetzungsverhaltens von Silizium und anderen Schmelzen nach der Sessil-Drop-Methode
- Vakuum-Ausheiztest und Analyse von Cz-Tiegeln
- Mikrostrukturelle Charakterisierung von Beschichtungen und Tiegeln
- Prüfung von Beschichtungen unter Anwendungsbedingungen
IISB insights: Funktionale Beschichtungen in 90 Sekunden
Auf Basis unserer Expertise im Bereich Beschichtungen entwickeln wir eine neuartige Technologie für ultrahochtemperaturbeständige Schutzschichten für Raumfahrtanwendungen. Das Projekt HOSSA fokussiert sich auf die Anwendung von keramischen Schutzschichten auf Faserverbundwerkstoffen die mittels Pulverbeschichtungstechnologie aufgetragen werden. Ziel ist es, die Vorteile von Faserkompositbauteilen wie hohe Bruchdehnung, hoher Risswiderstand und hohe dynamische Belastbarkeit, durch Erhöhung der Hitze- und Oxidationsbeständigkeit sowie erhöhte mechanische Abriebfestigkeit für neue Anwendungen nutzbar zu machen. Die patentierte Technologie bietet einen erheblichen Kostenvorteil gegenüber klassischen Beschichtungsverfahren und ist auch für die Bauteilreparatur geeignet. Mit HOSSA lassen sich der Wirkungsgrad von Antrieben und die Expositionszeit von Wiedereintrittskörpern erhöhen. Diese Schutzschichten können auch in Triebwerken von Flugzeugen und Helikoptern sowie bei Gasturbinen zum Einsatz kommen.
IISB insights: Functional Coatings in 90 Seconds
Vorteile:
- Hoch-abstimmbare Beschichtungstechnologie zur Erreichung verschiedener Beschichtungseigenschaften
- Kostengünstiges Verfahren mit großer Flexibilität hinsichtlich Größe und Geometrie der zu schützenden Bauteile
- Ermöglicht Verwendung von Fasermatrixverbundwerkstoffen in neuen Anwendungen
- Höhere Verbrennungstemperaturen und dadurch erhöhte Effizienz der Raketenantriebe und Triebwerke
