Neue, bleifreie Keramikheizer und Piezokeramiken sowie kontrolliert leitende Isolatorwerkstoffe ist das erklärte Entwicklungsziel des Verbundprojekts Elektrokeramik. Die Werkstoffe nehmen damit Einfluss auf die Medizintechnik, Mikroeletronik und die Industrietechnik.
In 3 Arbeitsgruppen adressieren die Bündnispartner folgende Zielmärkte: Piezokeramik für elektrische und elektronische Geräte, Keramikheizer für PKW, Diagnostik für Medizintechnik und Materialprüfung, Integrierte Schichtschaltungen für Überspannungsschutz und Aktorik wie Sensorik.
Beteiligte im Verbundprojekt Elektrokeramik:
- PI Ceramic GmbH (Verbundprojekt Koordinator)
- Eberspächer catem GmbH & Co.KG Hermsdorf
- QSIL Ceramics GmbH
- VIA Electronic GmbH
- IKTS Hermsdorf Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme
- Ernst-Abbe-Hochschule Jena
- Schmeissner GmbH (Assoziierter Partner)
Ansprechpartner:innen
Franz Schubert
Arno Görne
Integration funktionaler Werkstoffe in die Dickschicht- und LTCC-Technologie
Der Nutzen:
-Smart-circuit Anwendungen
- Miniaturisierungen und
- Hermetische Packages
Das wird erreicht durch niedrigsinternde Varistorwerkstoffe und die Cofiring- Methode mit LTCC- Keramik bei <900°C. Ersetzt werden dadurch die heute vorherrschende ZnO Varistoren mit Sintertemperatur >1200°C und die SMD Bestückung.
Definiert einstellbare hochohmige Oberflächen- und Volumenwiderstände sollen eine kontrollierte Ableitung von Ladungsträgern sicherstellen. Ein Widerstand Al2O3-Keramik soll zwischen 106 und 1014 Ω·cm definiert einstellbar sein. Dadurch sollen Überschläge vermieden werden und zusätzlich eine höhere Betriebsspannung und Auflösung bei Röntgenröhren erwirkt werden. Es ergibt sich ein geringerer Spannungsaufbau in Hochvakuumröhren.
Höhere Auflösung und bessere Bildqualität in CT-Geräten
Der Vorteil:
- Definiert einstellbare hochohmige Oberflächen- und Volumenwiderstände
Bleihaltige Piezokeramiken sollen durch umweltfreundlichere Werkstoffe ersetzt werden. Für die Bauteilherstellung sollen neuer Werkstoffe und Prozesse entwickelt werden, die auch gegenüber bleihaltigen Piezokeramiken mit ihrer Performance überzeugen. Zusätzlich sollen neue Einsatzgebiete erschlossen werden: Bleifreie Piezokeramiken überzeugen durch ihre Performance.
Einwicklung neuer Werkstoffe und Prozesse für die Bauteilherstellung
Der Nutzen:
- Neue Einsatzgebiete
- Ähnliche Performance
- Weniger Einsatz von Blei