Entwicklung funktioneller Metall-Keramik-Verbundfolien unter Anwendung papiertechnologischer Verfahren

Die vorliegende Arbeit widmet sich der Formgebung und Co-Sinterung flächiger, mehrlagiger Metall-Keramik-Verbundfolien bestehend aus Yttrium teilstabilisiertem Zirkonoxid und dem Eisen-Chrom Stahl Crofer 22 APU®. Die Adaption des vor allem in der Papierindustrie eingesetzten Spiralrakelverfahrens als alternative zum Foliengießen nach dem Doctor-Blade Verfahren ermöglichte die Herstellung dünner keramischer Grünfolien im Bereich von 1–20 µm. Voraussetzung hierfür war die Entwicklung eines stabilen und gut dispergierten Schlickersystems mit guten Verlaufs-, Benetzungs- und Entbinderungseigenschaften. Die gemeinsame Wärmebehandlung der Verbundfolien erforderte die Anpassung der Schwindungsverläufe aufeinander. Ermöglicht wurde dies durch den Einsatz eines zweistufigen Mahlprozesses zur Modifikation der metallischen Pulver, wobei die Variation der Mahlparameter die Einstellung der Porosität in der metallischen Lage im Bereich von kleiner 3 Prozent bis über 45 Prozent, bei gleichzeitig dicht gesinterter keramischer Schicht erlaubte. Die Verbunde wurden nach der Co-Sinterung hinsichtlich Gefüge, Mischphasenbildung sowie Haftzugfestigkeit charakterisiert.