Experimentelle und theoretische Untersuchungen zu stoffschlüssigen und flüssigmetallischen Hochtemperatur Verbindungstechniken von thermoelektrischen Materialien Der Verbrennungsmotor wird in den nächsten 2 Jahrzehnten das dominierende Antriebskonzept bleiben. Die Weiterentwicklung der Motorentechnik wird primär durch CO 2 Ausstoß reduzierende Maßnahmen geprägt. Großes noch nicht genutztes Potenzial liegt in der Nutzung der Abgaswärme. Durch die Integrierung eines thermoelektrischen Generators in den Abgasstrang soll ein Teil dieser ungenutzten Energie mit Hilfe der Thermoelektrik verwertet werden. Ein thermoelektrischer Generator ist ein Wärmeübertrager mit integrierten thermoelektrischen Modulen zum Zwecke der Stromerzeugung. Für eine optimale Wärmeleitung vom Wärmeübertrager zum thermoelektrischen Modul können nur stoffschlüssige Verbindungstechniken verwendet werden. Des Weiteren sollen die thermoelektrischen Module druckfrei in die Wärmeübertragerstruktur integriert werden. Zunächst werden auf Keramik und Stahl basierende Substrate für den Aufbau thermoelektrischer Module für den zyklischen Betrieb bis 450 °C entwickelt und getestet. Ein auf Stahl basierendes Substrat mit eingebranntem Dielektrikum als elektrische Isolierung und aufgesinterten Nickelleiterbrücken ist aussichtsreich. Jedoch bilden sich Risse in der dielektrischen Schicht. Das Substrat erfüllt dennoch die Anforderungen an die Planparallelität. Des Weiteren wird an einer thermomechanischen Spannungsentkoppelung durch eine Flüssigmetallschicht geforscht. Diese Flüssigmetallschicht soll im Inneren des thermoelektrischen Moduls eine starre stoffschlüssige Verbindung ersetzten und eine horizontale Bewegung aufgrund der thermischen Ausdehnung kompensieren. Dazu werden verschiedene Flüssigmetalllegierungen in Kontakt mit metallisierten Keramiken gebracht und das Benetzungsverhalten und die chemische Stabilität analysiert. Eine mit Wolfram und Nickel beschichtete Al2O3 Keramik wird von einer Indium Silber Legierung benetzt ohne die Metallisierung auf der Keramik vollständig zu lösen. Abschließend werden ein starres stoffschlüssig gefügtes thermoelektrisches Modul und ein Modul mit Flüssigmetallschicht aufgebaut getestet und verglichen. Beide Module zeigen nach einer thermischen Zyklierung eine Schädigung im Dielektrikum beziehungsweise in den thermoelektrischen Materialien auf. Die metallisierte Keramik auf der Heißseite des Moduls mit Flüssigmetalleinlage zeigt keine Schädigung. Die thermomechanische Spannungsentkoppelung hat partiell funktioniert.