Thermodynamik - Tailored Materials

Fakultätsschwerpunkt Tailored Materials

1. Relevante Forschungsaktivität

Der Lehrstuhl bearbeitet verfahrenstechnische Fragestellungen des Chemical Vapor Deposition (CVD) bzw. der Chemical Vapor Infiltration (CVI). CVD ist interessant zur Erzeugung dünner Funktionsschichten auf anderen Werkstoffen. Hierbei sind häufig optische-, thermische oder Schutzeigenschaften interessant. In jüngerer Zeit wurde die Erzeugung thermographischer Phosphore, zur optischen Messung von Oberflächentemperaturen untersucht, die aus dotierten Keramiken bestehen. Weiterhin interessieren die Parameter zur inneren Beschichtung von hochporösen Materialien, insbesondere von Aktivkohlen; diese wurde einerseits mit katalytisch aktiven Materialien und andererseits mit harten, oxidationsresistenten Materialien (SiC) infiltriert und äußerlich beschichtet. Bei diesen Arbeiten geht es jeweils um die Wechselwirkung zwischen Beschichtungsbedingungen und Filmwachstum und –eigenschaften. Im Rahmen des CVD Verfahrens müssen Vorläufer verdampft werden, die die Elemente enthalten, die in einer chemischen Reaktion zur Schicht umgewandelt werden. Viele dieser - häufig metallorganischen - Verbindungen sind nur bedingt stabil und die thermodynamischen Eigenschaften (Sublimationsdruck, Diffusionskoeffizienten sind häufig nicht gut bekannt; diese werden gemeinsam mit thermischen Stabilitätsuntersuchungen innerhalb der Forschungsarbeiten quantifiziert.

2. Projekte und Kooperationen

Die meisten Arbeiten zu dieser Thematik werden im Rahmen von DFG Projekten durchgeführt, zum Teil in Kooperation mit anderen Lehrstühlen. Die chemische Gasphaseninfiltration wird gemeinsam mit der thermischen Verfahrenstechnik (Bathen) in einem DFG Projekt untersucht und wurde gemeinsam mit der NPPT (Winterer und dem MPI (Schmidt, Schüth) ) in einem AIF-Projekt untersucht. Die Herstellung thermographischer Phosphore wurden, gefördert von der DFG, gemeinsam mit der Gruppe Buck (Technische Physik) erforscht. Die thermischen Eigenschaften der CVD Vorläufer wurden innerhalb eines SPP der DFG gemeinsam mit Lehrstühlen in Deutschland (Devi/Bochum, Lang/Chemnitz, Zenneck/Erlangen, Drieß/Berlin Kruis/Duisburg) untersucht.

3. Ausstattung

  • Verschiedene CVD und CVI Apparaturen
  • Optische Messtechnik für thermographische Phosphore, XRD, MBMS, TGA/DTA
  • Magnetschwebewaagen für in-situ Wachstumsuntersuchungen

4. Ausgewählte Tätigkeiten in Fachgesellschaften und Journalen

  • Vorsitz Wiss. Arbeitskreis Technische Thermodynamik (WATT e.V.)
  • Mitglied der Fachausschüsse Thermodynamik von VDI und ProcessNet
  • DFG-Fachkollegiat „Thermodynamik" (seit 2016)

5. Zehn ausgewählte Publikationen oder Patente (Zitate: Google Scholar / ISI)

  • Curdts B, Pflitsch C, Pasel C, Helmich M, Bathen D, Atakan B.:
    Novel silica-based adsorbents with activated carbon structure.
    In.: MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS 2015;210:202–5.
  • Siddiqi M, Siddiqui R, Atakan B, Roth N, Lang H.:
    Thermal stability and sublimation pressures of some ruthenocene compounds.
    In: Materials 2010;3(2):1172–85.
  • Busch M, Kompch A, Suleiman S, Notthoff C, Bergmann U, Theissmann R et al.:
    NOx conversion properties of a novel material: Iron nanoparticles stabilized in carbon.
    In: Applied Catalysis B: Environmental 2015;166-167:211–6.
  • Pflitsch C, Viefhaus D, Bergmann U, Atakan B.:
    Organometallic vapour deposition of crystalline aluminium oxide films on stainless steel substrates.
    In: Thin Solid Films 2007;515(7-8):3653–60.
  • Brübach J, Pflitsch C, Dreizler A, Atakan B.:
    On surface temperature measurements with thermographic phosphors: A review.
    In: PROGRESS IN ENERGY AND COMBUSTION SCIENCE 2013;39(1):37–60.