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Integrierte piezokapazitive Dünnschichtsensoren für mechanisch hochbelastete Bauteile

Mittwoch (21.06.2017)
14:14 - 14:17 Uhr

14:14 - 14:17 Uhr

Die Erfassung von Kräften und Drücken an tribologisch belasteten Bauteiloberflächen stellt eine große Herausforderung dar. Hierfür werden Dünnschichtsysteme als Oberflächenbeschichtung aufgebracht, welche eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Reibungsminimierung mit sensorischen Eigenschaften vereinen. Über die Kontraktion elastischer Dünnschichten werden auf die Oberfläche wirkende Normalkräfte als Funktion der Schichtdicke indirekt erfasst. Das Schichtsystem hierfür besteht aus einer Abfolge mit Silizium und Sauersoff modifizierter, amorpher Kohlenwasserstoffschichten (a-C:H:Si:O) und elektrisch leitfähigen Metallschichten aus Chrom. Die aus dem Bereich der DLC-Schichten (diamond-like-carbon) stammende modifizierte Kohlenwasserstoffschicht, wird mittels PACVD (Plasma-assisted Chemical Vapor Deposition) auf die polierte Oberfläche eines Stahlsubstrats abgeschieden. Sie dient sowohl als elektrisch Isolations- und Verschleißschutzschicht, als auch als elastisch deformierbares Dielektrikum. Zwischen einer fotolithografisch strukturierten, flächigen Dünnschichtelektrode und dem Grundsubstrat wird die geringe belastungsabhängige Schichtdickenänderung des Dielektrikums kapazitiv ermittelt. Somit besitzt das System optimale Eigenschaften um als integrierter Kraft- oder Druckmessfühler in mechanisch hochbeanspruchten Kontaktflächen eingesetzt zu werden.

 

Sprecher/Referent:
Eike Meyer-Kornblum
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Saskia Biehl
    Fraunhofer-Gesellschaft
  • Nancy Paetsch
    Fraunhofer-Gesellschaft