In-situ Oxidation von nanostrukturiertem Kupfer

Pulvermetallurgisch hergestellte Kupfer Werkstoffe werden generell unter reduzierenden Atmosphären gesintert um die ungewünschten oberflächlichen Oxide des Pulvers zu entfernen. Speziell wenn man Ausgangspulver mit einer Korngröße im Nanometerbereich verwendet nimmt der Anteil der an der Pulveroberfläche befindlichen Oxide zu. Im Rahmen einer Studie wurden rasche Sinterverfahren eingesetzt um Pulver im Nanometerbereich zu kompaktieren. Es wurden Verfahren wie das Spark Plasma Sintering (SPS) Verfahren bzw. eine induktiv geheizte Heißpresse dafür eingesetzt. Dabei zeigte sich, dass mit diesen Verfahren ein in-situ Verbundwerkstoff hergestellt werden konnte bestehend aus einer Kupfermatrix in der fein dispergiert Cu2 O Partikeln eingebettet sind. Ein derartiger Verbundwerkstoff hat Potential für Anwendungen als Heat Sink Werkstoff, allerdings sind die genauen Mechanismen der Bildung der Cu2 O Partikel eingehender zu untersuchen. Dazu muss vor allem der Einfluss von Prozessparameter auf die Bildung der Cu2 O Phasen wissenschaftlich untersucht werden. Unklar sind die genauen Mechanismen, die zur Ausbildung der Phase führen. Der Einfluss der Sinterparameter wie Temperatur, Haltezeit, Heizrate oder Atmosphäre muss genauso untersucht werden wie der Einfluss der Ausgangspulvergröße sowie dessen Sauerstoffanteil auf die Bildung dieser Phase. Neben der Untersuchung des Oxidationsmechanismus wird ein Schwerpunkt in der Charakterisierung der Verbundwerkstoffe hinsichtlich elektrischer, thermischer sowie mechanischer Eigenschaften liegen. Wie sich die Cu2 O Phase auf diese Eigenschaften auswirkt ist derzeit noch unklar. Eine genaue Kenntnis der Eigenschaften des Werkstoffes ermöglicht eine gezielte Bewertung, ob der Werkstoff für eine Anwendung als Heat Sink geeignet ist.

Pulvermetallurgisch hergestellte Kupfer Werkstoffe werden generell unter reduzierenden Atmosphären gesintert um die ungewünschten oberflächlichen Oxide des Pulvers zu entfernen. Speziell wenn man Ausgangspulver mit einer Korngröße im Nanometerbereich verwendet nimmt der Anteil der an der Pulveroberfläche befindlichen Oxide zu. Im Rahmen einer Studie wurden rasche Sinterverfahren eingesetzt um Pulver im Nanometerbereich zu kompaktieren. Es wurden Verfahren wie das Spark Plasma Sintering (SPS) Verfahren bzw. eine induktiv geheizte Heißpresse dafür eingesetzt. Dabei zeigte sich, dass mit diesen Verfahren ein in-situ Verbundwerkstoff hergestellt werden konnte bestehend aus einer Kupfermatrix in der fein dispergiert Cu2 O Partikeln eingebettet sind. Ein derartiger Verbundwerkstoff hat Potential für Anwendungen als Heat Sink Werkstoff, allerdings sind die genauen Mechanismen der Bildung der Cu2 O Partikel eingehender zu untersuchen. Dazu muss vor allem der Einfluss von Prozessparameter auf die Bildung der Cu2 O Phasen wissenschaftlich untersucht werden. Unklar sind die genauen Mechanismen, die zur Ausbildung der Phase führen. Der Einfluss der Sinterparameter wie Temperatur, Haltezeit, Heizrate oder Atmosphäre muss genauso untersucht werden wie der Einfluss der Ausgangspulvergröße sowie dessen Sauerstoffanteil auf die Bildung dieser Phase. Neben der Untersuchung des Oxidationsmechanismus wird ein Schwerpunkt in der Charakterisierung der Verbundwerkstoffe hinsichtlich elektrischer, thermischer sowie mechanischer Eigenschaften liegen. Wie sich die Cu2 O Phase auf diese Eigenschaften auswirkt ist derzeit noch unklar. Eine genaue Kenntnis der Eigenschaften des Werkstoffes ermöglicht eine gezielte Bewertung, ob der Werkstoff für eine Anwendung als Heat Sink geeignet ist.