Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSDas Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) betreibt anwendungsorientierte Forschung im Bereich der Hochleistungskeramik. Dafür werden unter anderem verschiedene Dickschicht- und Dünnschichttechnologien genutzt. In der Arbeitsgruppe »Dünnschicht-Technologien« bestehen langjährige Kompetenzen bei der Chemischen Gasphasenabscheidung (CVD), Atomlagenabscheidung (ALD) und Physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD). Arbeitsschwerpunkte waren bisher die Erforschung und Realisierung von Verschleißschutzschichten per CVD, die Erforschung und Realisierung von thermischen ALD-Abscheidungen für high-k-Dielektrika, die Beschichtung von Fasermaterialien zur Herstellung von Kompositwerkstoffen per ALD und CVD sowie die Erforschung und Realisierung von Barriereschichten per ALD und CVD sowie die Herstellung von gerichteten Carbon Nanotubes für verschiedene Anwendungsfelder. Für Forschungsarbeiten im Bereich der Dünnschichttechnologien stehen verschiedene Laboranlagen zur Verfügung. Dazu zählen eine thermische CVD-Apparatur sowie zwei ALD-Anlagen, eine Sputter-Apparatur und eine Beschichtungsanlage, die Prozesskombinationen von thermischen ALD und CVD erlaubt.
Die Atomlagenabscheidung (ALD) hat wegen fortschreitender Miniaturisierung in der Halbleitertechnologie eine sehr große Bedeutung. Aber auch außerhalb der Halbleitertechnologie erlangt die Atomlagenabscheidung aufgrund der hervorragenden oberflächenkonformen Schichtabscheidung eine immer größere Bedeutung in vielen verschiedenen Anwendungsfeldern.
Kristallisationsfouling in Wärmeübertragern ist ein relevantes Problem in einem großen Bereich der industriellen Stoff- und Energiewandlung. Die Folge von Foulingschichten an den wärmeübertragenden Flächen ist neben steigenden Druckverlusten eine reduzierte Apparateeffizienz der Wärmeübertrager durch mindestens einen zusätzlichen Wärmeleitwiderstand. In Abhängigkeit der beteiligten Prozessmedien besteht gleichzeitig die Gefahr einer wechselseitigen Verstärkung von Fouling- und Korrosionsprozessen und damit einer Schädigung der Apparate. Das Ziel des SAB-Projekts »PAR-ALD-Innenbeschichtung« besteht in einer Vermeidung von Fouling und Korrosion durch eine vollständige, hochkonforme Innenbeschichtung von Wärmeübertragern mit funktionellen Oberflächen. Am Fraunhofer IKTS soll im Rahmen des Vorhabens die Abscheidung von oxidischen, nichttoxischen Schichten mittels ALD hinsichtlich ihrer Eignung zur Verminderung von Korrosions- und Foulingerscheinungen untersucht werden. Da ALD-Abscheidungsprozesse über den Mechanismus der Chemisorption funktionieren, gestattet diese Abscheidungstechnologie die Beschichtung von extrem komplexen 3D-Geometrien.
Zuwendungsgeber: Sächsisches Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr
Förderkennzeichen: 100348915
Laufzeit: 16.03.2020 bis 31.03.2022
Projektpartner:
- Technische Universität Dresden, Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik, Professur für Energieverfahrenstechnik, Dresden (EVT)
- Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik, Dresden (FEP)
