Laser-Mikrostrukturierung von BaTiO3 Grünfolien und Keramiken : Abschlußbericht ; gefördert mit Mitteln aud dem Programm "Anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung an Fachhochschulen" des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft, Forschung

  • An BaTiO3 Keramik als Modellsubstanz und mit Nd:YAG- und Excimer-Lasern wurde die Mikrostrukturierung von Grünkörperpreßlingen, deren Schrumpfungsverhalten beim Sintern und die Mikrostrukturierung von gesinterten Keramiken untersucht. Für die bessere Vergleichbarkeit wurden alle keramischen Folien, Preßlinge und Sinterwerkstoffe im Rahmen des Projektes hergestellt. Die Nd:YAG Laserbearbeitung erfolgte mit einem Rasterverfahren, bei dem der fokussierte Strahl mit Hilfe eines Scanners und eines Umlenkspiegels entlang der Bearbeitungskontur geführt wurde. Bei der Excimer Laserbearbeitung wurden die Strukturen ohne Relativbewegung zwischen Strahlquelle und Bearbeitungsobjekt durch die Abbildung einer Maske erzeugt. Mit dem Nd:YAG Laser (Wellenlänge 1,06 µ m) war eine abtragende Bearbeitung nur bei den Grünkörpern, nicht aber bei den gesinterten Keramiken möglich. Mit dem Excimer Laser (Wellenlänge 248 nm) konnten dagegen sowohl Grünkörper als auch gesinterte Keramiken strukturiert werden. Wenn die Genauigkeitsanforderungen nicht unter ± 10 µm liegen, die Bearbeitungskonturen möglichst geradlinig sind und der Anteil der zu bearbeitenden Fläche klein ist, kann mit Nd:YAG-Lasern eine effiziente Mikrostukturierung von keramischen Grünkörpern durchgeführt werden. Strukturierte Grünkörper können reproduzierbar und unverzerrt zu keramischen Bauteilen gesintert werden. Mit Excimer-Lasern wird eine höhere Genauigkeit und Qualität bei der Bearbeitung von Grünkörpern und Keramiken erreicht. Die Bearbeitungseffizienz lässt sich durch eine hohe Pulswiederholfrequenz und durch die simultane Bearbeitung großer Flächen steigern. Das für Excimer-Laserstrahlung zweckmäßige Abbildungsverfahren hat besondere Vorteile, wenn ein flächiger Abtrag mit komplexen Strukturen verwirklicht werden soll, wobei Toleranzen und Reproduzierbarkeiten von besser als ± 5 µm realisiert werden konnten. Die Mikrostrukturierung mit Excimer-Lasern ist an Grünkörpern und an gebrannten Keramiken gleichermaßen möglich. Die Abtragsraten liegen bei Grünkörpern mit 0,2 µm pro Puls zwar um ca. 50% höher als bei Keramiken, es ist jedoch zweifelhaft, ob dieser Vorteil den größeren prozeßtechnischen Aufwand bei der Bearbeitung von Grünkörpern rechtfertigen kann.

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Metadaten
Author:Hans-Jürgen Hagemann, Peter Cardinal, Johannes Gartzen, Bernd Köhler, U. Petschke, Günter Reißmann
DOI:http://dx.doi.org/10.21269/58
Document Type:Report
Language:German
Year of Completion:1998
Contributing Corporation:Arbeitsgemeinschaft für Hochtemperaturwerkstoffe an der Fachhochschule Aachen; LBBZ - NRW GmbH
Date of the Publication (Server):2005/08/17
Tag:Bariumtitanat; Lasertechnik
GND Keyword:Keramischer Werkstoff
Source:http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e001/246428236.pdf
Institutes:FH Aachen / FH Aachen
Dewey Decimal Classification:0 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke / 00 Informatik, Wissen, Systeme / 000 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke

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