Laserstrahlinduzierte Pyrolyse präkeramischer Polymere
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Bamberg
Meisenbach
2007
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| Schriftenreihe: | Fertigungstechnik Erlangen
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| adam_text | HANS-JOACHIM KRAUSS LASERSTRAHLINDUZIERTE PYROLYSE PRAEKERAMISCHER
POLYMERE BERICHT AUS DEM LEHRSTUHL FUER FERTIGUNGSTECHNOLOGIE PROF.
DR.-ING. DR.-ING. E.H. MULT. DR. H.C. MULT. M. GEIGER LFT MEISENBACH
VERLAG BAMBERG INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS VERWENDETE
FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN 11 1 EINLEITUNG 15 2 STAND DER FORSCHUNG
UND TECHNIK 17 2.1 EINTEILUNG DER PRAEKERAMISCHEN POLYMERE 17 2.2
PRECURSOR SYNTHESE 18 2.3 PRECURSORPYROLYSE ...18 2.3.1 VERNETZUNG 19
2.3.2 KERAMISIERUNG 20 2.4 HERSTELLUNG KERAMISCHER MATERIALIEN MITTELS
PRECURSORPYROLYSE 22 2.5 PYROLYSE MITTELS LASERSTRAHLUNG 23 2.5.1
HERSTELLUNG VON MASSIVTEILEN 24 2.5.2 HERSTELLUNG VON KERAMIKPULVER 25
2.5.3 HERSTELLUNG VON SCHICHTEN 26 3 ZIELSETZUNG UND LOESUNGSMETHODIK 29
4 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND MESSMETHODEN 31 4.1 VERWENDETES
PROBENMATERIAL 31 4.1.1 SUBSTRATE 31 4.1.2 PRECURSOREN 32 4.1.2.1
POLYCARBOSILAZANPRECURSOR ABSE 32 4.1.2.2 POLYSILOXANPRECURSOR MK 34
4.1.3 LOESUNGSMITTEL 35 4.1.4 FUELLER 36 4.2 PROBENPRAEPARATION 38 4.2.1
ANSETZEN DES PRECURSOR-FUELLER-LOESUNGSMITTEL-SYSTEMS 38 4.2.2
PROBENVORBEHANDLUNG 39 4.2.3 SCHICHTAPPLIKATION 39 4.2.3.1
TAUCHBESCHICHTUNG 40 4.2.3.2 SPRUEHBESCHICHTUNG 41 4.2.3.3
RAKELBESCHICHTUNG 43 4.3 PYROLYSE 44 4.3.1 OFENPYROLYSE 44 4.3.2
LASERPYROLYSE 44 4.3.2.1 ND:YAG-LASER 44 4.3.2.2 CO 2 -LASER 48 4.3.2.3
BESTRAHLUNGSSTRATEGIE 50 4.4 UNTERSUCHUNGSMETHODEN 53 4.4.1
SUBSTRATCHARAKTERISIERUNG 53 4.4.2 CHARAKTERISIERUNG DER
PRECURSORSCHICHTEN 55 4.4.2.1 ABSORPTIONSMESSUNG 55 4.4.2.2
FTIR-SPEKTROSKOPIE 57 4.4.2.3 SCHICHTDIEKENMESSUNG 58 4.4.2.4
CHARAKTERISIERUNG DER FUELLERVERTEILUNG 60 4.4.3 IN SITU-UNTERSUCHUNG DES
PYROLYSEPROZESSES 60 4.4.3.1 THERMOGRAVIMETRISCHE ANALYSE MIT
GEKOPPELTER FTIR-SPEKTROSKOPIE 60 4.4.3.2 WAERMEBILDKAMERAAUFNAHMEN 61
4.4.3.3 HOCHGESCHWINDIGKEITSKAMERAAUFHAHMEN 65 4.4.4 UNTERSUCHUNG DER
PYROLYSEPRODUKTE 66 4.4.4.1 LOESEMITTELTEST 66 4.4.4.2 ABSORPTIONSMESSUNG
66 70 INHALTSVERZEICHNIS 4.4.4.3 INFRAROTSPEKTROSKOPIE 66 4.4.4.4
FESTKOERPER-NMR-SPEKTROSKOPIE 67 4.4.4.5 ROENTGENDIFFRAKTOMETRIE 68
4.4.4.6 MATERIALOGRAPHISCHE UNTERSUCHUNG 68 4.4.4.7 MIKROHAERTEPRUEFUNG 68
4.5 SELEKTIVE LASERPYROLYSE 69 4.5.1 STRUKTURERZEUGUNG 69 4.5.2
STRUKTURCHARAKTERISIERUNG 70 4.5.3 STRUKTURFUNKTIONALISIERUNG 71 5
ERGEBNISSE UN D DISKUSSION 73 5.1 OFENPYROLYSE 73 5.1.1
THERMOGRAVIMETRISCHE ANALYSE 73 5.1.1.1 UNTERSUCHUNG DES
PYROLYSEVERHALTENS VON ABSE 73 5.1.1.2 UNTERSUCHUNG DES
PYROLYSEVERHALTENS VON MK 75 5.1.2 FTIR-SPEKTROSKOPIE UND LOESEMITTELTEST
76 5.1.2.1 FTIR-SPEKTREN DES ABSE-PRECURSORS . 76 5.1.2.2 FTIR-SPEKTREN
DES MK-PRECURSORS 80 5.2 SUBSTRATCHARAKTERISIERUNG 83 5.2.1
FENSTERGLASSUBSTRAT SSG DUENNGLAS 83 5.2.2 QUARZGLASSUBSTRAT SUPRASIL300
86 5.2.3 ALUMINIUMOXIDSUBSTRAT RUBALIT 7O8S 88 5.3 SCHICHTAPPLIKATION 89
5.3.1 BESCHICHTUNGSTECHNIK 89 5.3.1.1 TAUCHBESCHICHTUNG 89 5.3.1.2
SPRUEHBESCHICHTUNG 90 5.3.1.3 RAKELBESCHICHTUNG 91 5.3.2 OPTISCHE
EIGENSCHAFTEN DER PRECURSORSCHICHTEN 93 5.3.3 FUELLERVERTEILUNG IN DEN
PRECURSORSCHICHTEN 96 5.4 EINFLUSSGROESSEN BEI DER LASERPYROLYSE 99 5.4.1
EINFLUSS DER LASERWELLENLAENGE 99 5.4.1.1 BESTRAHLUNG MIT DEM CO 2 -LASER
99 5.4.1.2 BESTRAHLUNG MIT DEM ND:YAG-LASER 103 5.4.2 EINFLUSS VON
LASERLEISTUNG UND VORSCHUBGESCHWINDIGKEIT 110 5.4.2.1 MESSUNGEN MIT DER
WAERMEBILDKAMERA 110 5.4.2.2 FTIR-ANALYSE DES LASERPYROLYSATS 115 5.4.3
EINFLUSS DES SICH RAEUMLICH AENDERNDEN ABSORPTIONSGRADS 117 5.4.4 EINFLUSS
DES SICH ZEITLICH AENDERNDEN ABSORPTIONSGRADS 119 5.4.5 EINFLUSS DES
SUBSTRATES 121 5.4.6 EINFLUSS DES FUELLERMATERIALS 125 5.4.7 EINFLUSS DER
ANZAHL AN BESTRAHLUNGSDURCHGAENGEN ; 128 5.5 PHAENOMENOLOGISCHES
PROZESSMODELL 133 5.6 SELEKTIVE LASERPYROLYSE 139 5.6.1
STRUKTUREIGENSCHAFTEN. 139 5.6.2 ELEKTRISCH LEITFAEHIGE STRUKTUREN 141
5.6.2.1 EINFLUSS DES GRAPHITFIILLERGEHALTS 141 5.6.2.2 EINFLUSS DER
LASERPARAMETER 142 5.6.2.3 VERHALTEN BEI ERWAERMUNG 147 6 ZUSAMMENFASSUNG
UND AUSBLICK. 149 7 SUMMARY AND OUTLOOK 153 8 LITERATURVERZEICHNIS 157
ANHANG 171
|
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HANS-JOACHIM KRAUSS LASERSTRAHLINDUZIERTE PYROLYSE PRAEKERAMISCHER
POLYMERE BERICHT AUS DEM LEHRSTUHL FUER FERTIGUNGSTECHNOLOGIE PROF.
DR.-ING. DR.-ING. E.H. MULT. DR. H.C. MULT. M. GEIGER LFT MEISENBACH
VERLAG BAMBERG INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS VERWENDETE
FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN 11 1 EINLEITUNG 15 2 STAND DER FORSCHUNG
UND TECHNIK 17 2.1 EINTEILUNG DER PRAEKERAMISCHEN POLYMERE 17 2.2
PRECURSOR SYNTHESE 18 2.3 PRECURSORPYROLYSE .18 2.3.1 VERNETZUNG 19
2.3.2 KERAMISIERUNG 20 2.4 HERSTELLUNG KERAMISCHER MATERIALIEN MITTELS
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2.5.3 HERSTELLUNG VON SCHICHTEN 26 3 ZIELSETZUNG UND LOESUNGSMETHODIK 29
4 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND MESSMETHODEN 31 4.1 VERWENDETES
PROBENMATERIAL 31 4.1.1 SUBSTRATE 31 4.1.2 PRECURSOREN 32 4.1.2.1
POLYCARBOSILAZANPRECURSOR ABSE 32 4.1.2.2 POLYSILOXANPRECURSOR MK 34
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ANSETZEN DES PRECURSOR-FUELLER-LOESUNGSMITTEL-SYSTEMS 38 4.2.2
PROBENVORBEHANDLUNG 39 4.2.3 SCHICHTAPPLIKATION 39 4.2.3.1
TAUCHBESCHICHTUNG 40 4.2.3.2 SPRUEHBESCHICHTUNG 41 4.2.3.3
RAKELBESCHICHTUNG 43 4.3 PYROLYSE 44 4.3.1 OFENPYROLYSE 44 4.3.2
LASERPYROLYSE 44 4.3.2.1 ND:YAG-LASER 44 4.3.2.2 CO 2 -LASER 48 4.3.2.3
BESTRAHLUNGSSTRATEGIE 50 4.4 UNTERSUCHUNGSMETHODEN 53 4.4.1
SUBSTRATCHARAKTERISIERUNG 53 4.4.2 CHARAKTERISIERUNG DER
PRECURSORSCHICHTEN 55 4.4.2.1 ABSORPTIONSMESSUNG 55 4.4.2.2
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CHARAKTERISIERUNG DER FUELLERVERTEILUNG 60 4.4.3 IN SITU-UNTERSUCHUNG DES
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4.4.3.3 HOCHGESCHWINDIGKEITSKAMERAAUFHAHMEN 65 4.4.4 UNTERSUCHUNG DER
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66 70 INHALTSVERZEICHNIS 4.4.4.3 INFRAROTSPEKTROSKOPIE 66 4.4.4.4
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4.4.4.6 MATERIALOGRAPHISCHE UNTERSUCHUNG 68 4.4.4.7 MIKROHAERTEPRUEFUNG 68
4.5 SELEKTIVE LASERPYROLYSE 69 4.5.1 STRUKTURERZEUGUNG 69 4.5.2
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ANZAHL AN BESTRAHLUNGSDURCHGAENGEN ; 128 5.5 PHAENOMENOLOGISCHES
PROZESSMODELL 133 5.6 SELEKTIVE LASERPYROLYSE 139 5.6.1
STRUKTUREIGENSCHAFTEN. 139 5.6.2 ELEKTRISCH LEITFAEHIGE STRUKTUREN 141
5.6.2.1 EINFLUSS DES GRAPHITFIILLERGEHALTS 141 5.6.2.2 EINFLUSS DER
LASERPARAMETER 142 5.6.2.3 VERHALTEN BEI ERWAERMUNG 147 6 ZUSAMMENFASSUNG
UND AUSBLICK. 149 7 SUMMARY AND OUTLOOK 153 8 LITERATURVERZEICHNIS 157
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