Kolloidale Herstellung nanoskaliger Keramik

Der Einsatz von keramischen nanoskaligen Pulvern (Pulver mit einer Korngröße kleiner als 100 nm) eröffnet die Möglichkeit, dichte keramische Werkstoffe bei niedrigen Sintertemperaturen herzustellen. Von Interesse ist dies zum Beispiel bei der Herstellung von keramischen Schichten im Bereich der Funktionswerkstoffe. Da die Sintertemperatur für nanoskalige Pulver bis zu mehreren 100°C unter der für mikrokristallines Pulver liegen kann, werden manche Substrat-Film-Kombinationen somit erst ermöglicht. Voraussetzung für das Dichtsintern sind Grünkörper mit möglichst kleinen Poren und enger Porenverteilung. Kolloidale Herstellungsverfahren (z.B. Schlickerguß, Foliengießen oder Siebdruck) können diese Anforderungen erfüllen, da sie im Vergleich zum Trockenpressen zu homogener gepackten keramischen Grünkörpern führen. Dabei müssen jedoch die einzelnen Schritte des kolloidalen Herstellungsverfahrens (Dispergieren, Formgebung, Trocknen und Sintern der Grünkörper) sicher beherrscht werden. Im Herstellungsverfahren eingebrachte Defekte (z.B. Agglomerate, Poren) können im allgemeinen nicht mehr beseitigt werden und wirken sich nachteilig auf das Endprodukt aus. In dieser Arbeit wurden an den Systemen SiO2/Polyetylenimine (PEI) und CeO2/Polyacrylsäure (PAA) systematische Untersuchungen zur Stabilisierung wäßriger nanopartikulärer Schlicker, zu deren rheologischen Eigenschaften und Formgebung vorgenommen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden nicht nur praxisrelevante Richtlinien für den Einsatz von nanoskaligen Pulvern bei der kolloidalen Herstellung von keramischen Werkstoffen erarbeitet, sondern gleichzeitig auch Skaleneffekte beim Übergang von Submikrometer-Pulvern zu nanoskaligen Pulvern aufgeklärt