In-situ Measurements and Simulation of Constrained Sintering

• Applicant: Dr. Maria Iuga
• Subject Area: Materials Engineering
• Term: from 2009 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 93078853

Ziel des geplanten Projekts ist die Analyse der Mikrostrukturentwicklung und die Vorhersage des Sinterverhaltens von keramischen Mehrschichtsystemen. Die Bildung von Spannungen beim gemeinsamen Sintern (Cofiring) unterschiedlicher Materialien kann Fehler verursachen wie Verformungen, Delaminationen oder Risse. Deshalb wird ein besseres Verständnis der Spannungsausbildung und der Ursachen von Sinterfehlern während des Cofirings benötigt. Dies erfordert die Bestimmung der Verfomungshistorie in Abhängigkeit von Heizraten, Spannungen und Grünkörpereigenschaften. Zusätzlich müssen die viskoelastischen Eigenschaften des sinternden Materials aus einer begrenzten Zahl von Sinterversuchen vorhergesagt werden. Im Projekt soll eine neue Methode zur präzisen Beschreibung von Cofiring-Prozessen entwickelt werden. Diese Methode soll erstmalig die Spannungshistorie der beteiligten Materialien während des gesamten Heizzyklus berücksichtigen. Sinterparameter wie Sinterspannungen und viskose Moduli werden anhand von Sinterversuchen unter Last bestimmt. Ein spezielles optisches Dilatometer wird für die Bestimmung der axialen und radialen Verformung bei unterschiedlichen Lasten und Aufheizraten eingesetzt. Ein neuer Ansatz zur Bestimmung der Sinterparameter, basierend auf einer Erweiterung der Kinetik- Field- und der Master-Sintering-Curve-Methode für unterschiedliche Spannungen als zusätzlicher Parameter wird entwickelt.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: United Kingdom
• Participating Persons: Professor Dr. Jingzhe Pan; Dr. Friedrich Raether; Professor Dr. Gerhard Sextl