Verbundvorhaben: Keramik-H2-Sensor-Entwicklung einer keramischen Drucksensorplattform für das Wasserstoffmanagement der industriellen Stoffwirtschaft der Zukunft; Teilvorhaben: Entwicklung Laserlöttechnologie für H2-Sensor
Zeitraum
2022-08-01 – 2025-07-31
Bewilligte Summe
149.959,15 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN5025F
Leistungsplansystematik
Brennstoffzellen - Weitere Technologien und nicht zugeordnet [EA2259]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Laserstrahllötens im Projekt Keramik-H2-Sensor zur Entwicklung einer Technologieplattform für Wasserstoff-Drucksensoren im Niedertemperaturbereich ist die Entwicklung einer lokalen, werkstoff- und funktionsangepassten Prozessführung. Dabei soll eine keramische Sensormembran mit einem keramischen Grundkörper und einem Spezialglaslot durch die zeitlich und geomtrisch steuerbare Energieeinbrinung eines Laserstrahles verbunden werden. Es ist ein instrumentierter Versuchsaufbau für die temperaturgesteuerte Prozessführung zu konzipieren, aufzubauen und die löttechnischen Parameter entsprechend den zu fügenden Werkstoffen zu entwickeln. Für das Materialdesign sind Glaslote auszuwählen, hinsichtlich ihrer Eigenschaften analytisch (z.B. HTM, DTA/DSC, REM/EDX) zu charakterisieren und fügetechnische Parameter abzuleiten. Die prozessabhängige Verbindungsqualität ist mittels werkstofftechnischer Methoden (z.B. Lichtmikroskop, Leckdichtheit, Röntgendurchstrahlung, REM/EDX) zu charakterisieren. In Kooperation mit den Verbundpartnern werden neue Sensoren und ein innovatives, ökonomisch hoch effizientes Lötverfahren entwickelt. Zum Projektende stehen neue Fertigungskonzepte für z.B. sehr dünne Sensormembrane, Bauteile mit integrierten sensitiven Schichten oder bisher schwer darstellbare Lötverbindungen zur Verfügung. Die Optimierung und Steuerung des lokalen Energieeintrags in der Fügezone lässt eine design-, funktions- und werkstoffangepasste Baugruppenfertigung zu, trägt damit zu einer Effizienz-, Produktivitäts- und Qualitätssteigerung bei. Der lokale Fügeprozess lässt im Vergleich zum herkömmlichen Ofenprozess erhebliche energetische Einsparungen und eine schnelle technische Umsetzung in industrielle Anwendungen erwarten. Es können somit neue Absatzmärkte für neue und verbesserte Produkte, für die Automatisierungstechnik und den physikalischen Gerätebau identifiziert und erschlossen werden. Das Einsatzportfolio für Hersteller von Laseranlagen wird diversifiziert.