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Efficient Environmental-Friendly Electro-Ceramics Coating Technology and Synthesis

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Tintenstrahlbeschichtungen mit neuen Eigenschaften

EU-geförderte Wissenschaftler demonstrierten die erstaunliche Leistung von neuen Beschichtungen, die über die einfache Tintenstrahltechnologie aufgetragen wurden. Produkte aus dem Bereich Elektronik bis hin zu selbstreinigendem Glas sollten von den geringen Kosten, dem hohen Leistungsgrad und der Umweltfreundlichkeit profitieren können.

Industrielle Technologien

Beschichtungen spielen seit langer Zeit eine wichtige Rolle im Schutz vor Korrosion, Abrieb und Abnutzung und sind dabei dank metallischer oder farblicher Lacke auch noch von ästhetischem Wert. Moderne Elektrokeramikwerkstoffe stellen mit ihren elektrischen, magnetischen und dielektrischen Eigenschaften eine aufstrebende Technik mit hohem Anwendungspotenzial für Sensoren, Brennstoffzellen, Supraleitern und vielem mehr dar. Der Einzug von Elektrokeramikwerkstoffen in den weltweiten Markt wurde jedoch durch einen Mangel an effizienten und kostengünstigen Verarbeitungstechniken im großen Maßstab eingeschränkt. Wissenschaftler gründeten das EU-finanzierte Projekt "Efficient environmental-friendly electro-ceramics coating technology and synthesis" (EFECTS), um genau diesen Mangel mit modifiziertem Tintenstrahldruck bei Raumtemperatur und mit handelsüblichen Geräten zu beheben. Die Wissenschaftler untersuchten vier verschiedene Werkstoffe für unterschiedliche Zwecke, um das Verarbeitungspotenzial unter Inkjetanwendung zu bestimmen. Supraleitendes Yttrium-Barium-Kupferoxid (YBCO) wird weitläufig als Beschichtung für elektrische Leiter verwendet, wie zum Beispiel Stromkabel und magnetische Energiespeichermodule. Das Konsortium konnte beschichtete Leiter mit den besten supraleitenden Eigenschaften gewinnen, die seit jeher im Bereich der lösungsbasierten Verarbeitung verzeichnet wurden. Darüber hinaus wiesen die Leiter nahezu perfektes keramisches Schichtenwachstum auf dem Metallsubstrat auf. Mit Tintenstrahldruck aufgetragene und mit Yttrium stabilisierte Zirconoxid-Elektrolytschichten (YSZ) für Festoxid-Brennstoffzellen erbrachten eine Leistung, die mit den konventionell hergestellten Elektrolyten vergleichbar war oder sie sogar übertraf. Dies macht sie zu einer wunderbaren kostengünstigen Alternative. Ein Projektpartner vermarktet nun diese Brennstoffzelle. YSZ-Lagen für Wärmesperrenbeschichtungen erwiesen sich als ebenso erfolgreich und werden nun durch die griechische Luft- und Raumfahrtindustrie als Turbinenschutz getestet. Titaniumdioxid (TiO2) ist für seine Hydrophilie und Verwendung in selbstreinigenden Oberflächen bekannt. Die Leistung photokatalytisch aktiver TiO2-Beschichtungen auf Glas ähnelte der Leistung handelsüblicher selbstreinigender Beschichtungen. Darüber hinaus können Sie auf Keramikfliesen und anderen Oberflächen verwendet werden. Lanthan-Strontium-Manganat (LSMO) wird in Farben auf magnetischer Nanopartikelbasis (NP) für Speicher, Sensoren und mehr verwendet. Außerdem präsentierte man zum Druck geeignete LSMO-Tinten, die mit hochauflösenden Druckverfahren von CAD/CAM-Systemen (Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing) kompatibel sind. EFECTS lieferte kostengünstige, umweltfreundliche Hochleistungsfarben und eine Druckertechnik, die die Verwendung von Elektrokeramikwerkstoffen in multifunktionellen Beschichtungen erleichtert. Projektpartner vermarkteten neue Produkte, es wurden zwei Patente ausgezeichnet und 14 wissenschaftliche Paper veröffentlich, wobei eine Reihe neuer Paper bereits in Vorbereitung ist.

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