Optimierung eines Messstandes zur Widerstandsmessung an beschichteten Granulaten

Abstract

Die Pulverbeschichtung durch Physical Vapor Deposition-Verfahren stellt eine komplexe Aufgabe dar, besonders im Hinblick auf gleichmäßiges Auftragen dünner Schichten auf Pulverin größeren Mengen. Diese Herausforderungen erfordern präzise Kontrolle und spezielle Messmethoden. Ein eigens entwickelter Messstand ermöglicht Schichtdickenabschätzungen durch die Messung des elektrischen Widerstandes an einer Pulversäule auf Basis von Referenzkennwerten.Eine Optimierung desselben hinsichtlich Prozessablauf sowie Erhöhung von Messgeschwindigkeiten und Probenverarbeitung ist das Hauptziel dieser Arbeit. Verschiedenen Störfaktoren wie das Festfahren des Pressstempels und der Verschleiß des Pulverbehälters wurden reduziert, beziehungsweise eliminiert. Zusätzlich werden Untersuchungen zur Pulverbeschichtung von NMC811 durchgeführt, insbesondere die Variation der Schichtdicke von Zirkonoxid zur Untersuchung des Einflusses auf die Pulverleitfähigkeit. Außerdem wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie Qualität und Zusammensetzung der Zirkonoxidschicht auf den NMC-Pulverkörnern untersucht.

The coating of powder by physical vapor deposition processes is a complex task, especially concerning the uniform application of thin layers on powder in larger quantities. These challenges require precise control and specialized measurement methods. A specifically developed measurement setup allows for thickness estimation by the measurement of the electrical resistivity of a powder column based on reference values. The main objective of this work is the optimization of this setup regarding process flow, increased measurement speeds, and sample processing. Various disturbances, such as the jamming of the pressstamp and wear of the powder container, have been reduced or eliminated. Additionally,investigations into the powder coating of NMC811 have been conducted, particularly the variation of the thickness of zirconium oxide to examine its influence on powder conductivity.Furthermore, quality and composition of the applied zirconium oxide layer on the NMC powder grains were examined using scanning electron microscopy.