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91	SCALABLE SPRAY DEPOSITION OF MICRO-AND NANOPARTICLES AND FABRICATION OF FUNCTIONAL COATINGS Semih Akin (14193272) 01 December 2022 (has links) <p>Micro- and nanoparticles (MNP) attract much attention owing to their unique properties, structural tunability, and wide range of practical applications. To deposit these important materials on surfaces for generating functional coatings, a variety of special delivery systems and coating/printing techniques have been explored. Herein, spray coating technique is a promising candidate to advance the field of nanotechnology due to its low-cost, high-deposition rate, manufacturing flexibility, and compatibility with roll-to-roll processing. Despite great advances, direct scalable spray writing of functional materials at high-spatial resolution through fine patterning without a need of vacuum and mask equipment still remains challenging. Addressing these limitations requires the development of efficient spray deposition techniques and novel manufacturing approaches to effectively fabricate functional coatings. To this end, this dissertation employs three different spray coating methods of (1) cold spray; (2) atomization-assisted supersonic spray, and (3) dual velocity regime spray to address the aforementioned limitations. A comprehensive set of coating materials, design principles, and operational settings for each spray system are tailored for rapid, direct, and sustainable deposition of MNP on various substrates. Besides, through the two-phase flow modeling, droplets dispersion and deposition characteristics were investigated under both subsonic and supersonic flow conditions to uncover the process-structure-property relationships of the established spray systems. Moreover, novel spray-based manufacturing approaches are developed to fabricate functional coatings in various applications, including (i) functional polymer metallization, (ii) printed flexible electronics, (iii) advanced thin-film nanocoating, (iv) laser direct writing, and (v) electronic textiles.</p> Additive manufacturing Flexible manufacturing systems Composite and hybrid materials Functional materials Nanomanufacturing cold spray spray dynamics micro-and nanoparticles functional coating additive manufacturing advanced manufacturing supersonic flow computational fluid dynamics electroless plating flexible electronics energy harvesting laser direct writing electronic textiles
92	Haftmechanismen kaltgasgespritzter Aluminiumschichten auf keramischen Oberflächen Drehmann, Rico 17 October 2017 (has links) (PDF) Aluminiumschichten werden durch Kaltgasspritzen auf fünf verschiedene poly- und monokristalline keramische Werkstoffe (Al2O3 , AlN, SiC, Si3N4 , MgF2 ) appliziert. Dabei erfolgt eine Variation der Substrattemperatur und der Partikelgröße. Ausgewählte Proben werden einer nachfolgenden Wärmebehandlung unterzogen. Die im Fokus der Arbeit stehende Erforschung der an der Grenzfläche zwischen Aluminium und Keramik wirkenden Haftmechanismen erfolgt sowohl mithilfe einer mechanischen Charakterisierung (Stirnzugversuche) als auch durch verschiedene mikroskopische, spektroskopische und hochauflösende Methoden. Die Bewertung der Untersuchungsergebnisse zeigt, dass im Allgemeinen ein Anstieg der Haftzugfestigkeit mit steigender Substrat- und Wärmebehandlungstemperatur sowie mit zunehmender thermischer Effusivität des Substratwerkstoffs zu verzeichnen ist. Eine vergleichbare Auswirkung hat innerhalb bestimmter Grenzen die Zunahme der Partikelgröße. Mit der Heteroepitaxie wird neben der mechanischen Verklammerung ein weiterer wichtiger Haftmechanismus kaltgasgespritzter metallischer Schichten auf keramischen Substraten identifiziert. Die Ausbildung von quasiadiabatischen Scherbändern und statische Rekristallisationsprozesse wirken dabei als wichtige begleitende Mechanismen. Als Nachweis für heteroepitaktisches Wachstum ist die Existenz von (annähernd) parallelen, senkrecht oder geneigt zur Grenzfläche stehenden Ebenenpaaren, die eine geringe Gitterfehlanpassung aufweisen, zu werten. Der Vergleich mit PVD-Schichten zeigt, dass in Bezug auf die Orientierung von Gitterebenen verschiedene Mechanismen der Heteroepitaxie existieren, die von der atomaren Mobilität des Beschichtungswerkstoffs bestimmt werden. Kaltgasspritzen Haftmechanismen Aluminium Aluminiumoxid (Al2O3 ) Aluminiumnitrid (AlN) Siliziumcarbid (SiC) Siliziumnitrid (Si3N4 ) Magnesiumfluorid (MgF2 ) Heteroepitaxie statische Rekristallisation Haftzugfestigkeit Substrattemperatur Wärmebehandlung Partikelgröße quasiadiabatische Scherinstabilitäten thermische Effusivität Cold spray bonding mechanisms aluminum alumina (Al2O3) aluminum nitride (AlN) silicon carbide (SiC) silicon nitride (Si3N4) magnesium fluoride (MgF2) heteroepitaxy static recrystallization tensile bond strength substrate temperature heat treatment particle size adiabatic shear instabilities thermal effusivity ddc:620 Kaltspritzen Aluminium Aluminiumnitrid Magnesiumfluorid Heteroepitaxie Rekristallisation Wärmebehandlung Teilchengröße
93	Haftmechanismen kaltgasgespritzter Aluminiumschichten auf keramischen Oberflächen Drehmann, Rico 17 October 2017 (has links) Aluminiumschichten werden durch Kaltgasspritzen auf fünf verschiedene poly- und monokristalline keramische Werkstoffe (Al2O3 , AlN, SiC, Si3N4 , MgF2 ) appliziert. Dabei erfolgt eine Variation der Substrattemperatur und der Partikelgröße. Ausgewählte Proben werden einer nachfolgenden Wärmebehandlung unterzogen. Die im Fokus der Arbeit stehende Erforschung der an der Grenzfläche zwischen Aluminium und Keramik wirkenden Haftmechanismen erfolgt sowohl mithilfe einer mechanischen Charakterisierung (Stirnzugversuche) als auch durch verschiedene mikroskopische, spektroskopische und hochauflösende Methoden. Die Bewertung der Untersuchungsergebnisse zeigt, dass im Allgemeinen ein Anstieg der Haftzugfestigkeit mit steigender Substrat- und Wärmebehandlungstemperatur sowie mit zunehmender thermischer Effusivität des Substratwerkstoffs zu verzeichnen ist. Eine vergleichbare Auswirkung hat innerhalb bestimmter Grenzen die Zunahme der Partikelgröße. Mit der Heteroepitaxie wird neben der mechanischen Verklammerung ein weiterer wichtiger Haftmechanismus kaltgasgespritzter metallischer Schichten auf keramischen Substraten identifiziert. Die Ausbildung von quasiadiabatischen Scherbändern und statische Rekristallisationsprozesse wirken dabei als wichtige begleitende Mechanismen. Als Nachweis für heteroepitaktisches Wachstum ist die Existenz von (annähernd) parallelen, senkrecht oder geneigt zur Grenzfläche stehenden Ebenenpaaren, die eine geringe Gitterfehlanpassung aufweisen, zu werten. Der Vergleich mit PVD-Schichten zeigt, dass in Bezug auf die Orientierung von Gitterebenen verschiedene Mechanismen der Heteroepitaxie existieren, die von der atomaren Mobilität des Beschichtungswerkstoffs bestimmt werden. info:eu-repo/classification/ddc/620 ddc:620

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