Leichte SpracheSensoren für den Hochtemperaturbereich – HighSens
links: Schematische Darstellung des Drucksensors (Quelle: Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.) rechts: Funktionsmuster im Test: Dünnfilm-Metallisierter und laserstrukturierter Sensor (Quelle: Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.)
Im Rahmen des Projekts HighSens sollten Drucksensoren für den Hochtemperaturbereich und den Einsatz unter harschen Umweltbedingungen entwickelt werden. Für den Sensor wurde das kapazitive Messverfahren angewandt – mit einer ultradünnen keramischen Membran, temperaturbeständigen Metallisierungen und einer drahtlosen Auslesung.
Die oberpfälzische Firma Kerafol entwickelte sehr dünne keramische Grünfolien mit einer Dicke ≤ 50 μm, die über den Foliengießprozess hergestellt wurden. Hierfür wurden spezielle Rezepturen erarbeitet, um Grünfolien mit einer ausreichenden Stabilität für die weitere Prozessierung zu erhalten, die sich über die Laminiertechnik zu einem monolithischen Sensorkörper verarbeiten ließen. Die oberfränkische Firma Rauschert übernahm die Herstellung dieser Sensorkörper über die Mehrlagentechnologie. Von der Vereinzelung über das Laminieren der Grünfolien bis hin zur Sinterung und Metallisierung mittels Siebdruck mussten spezielle Lösungen entwickelt werden, um die empfindlichen keramischen Folien fehlerfrei zu prozessieren. Mit der Auslegung der Sensoren sowie der Dünnfilm-Metallisierung und Laserstrukturierung war die Hahn-Schickard-Gesellschaft in Villingen-Schwenningen betraut.
Es ist gelungen, erste Funktionsmuster eines Drucksensors mit einer flexiblen keramischen Membran herzustellen und zu charakterisieren. Die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit wurde in einem Langzeittest nachgewiesen – selbst nach 10.000 zyklischen Beanspruchungen mit 2,7 bar Druck wurden keinerlei Ausfälle festgestellt.
