Prof. Dr. rer. nat. Jörg Töpfer
Seit dem Jahre 2000 leite ich an der EAH eine Projektgruppe, die sich mit der Entwicklung funktionskeramischer Materialien beschäftigt. Neben den angestellten Projektmitarbeitern gibt es immer wieder die Möglichkeit für engagierte Studenten als studentische Hilfskräfte mitzuarbeiten.
Verbundprojekt SAPHIR - Teilprojekt: Eltrokeramik - Chemische Grundlagen bleifreier Piezo- und Thermistorkeramik
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KerFunSchicht: Entwicklung keramischer Funktionsschichten für die Integration in LTCC-Mehrschichtsysteme (Low Temperature Cofired Ceramics, kurz: LTCC, dt.: Niedertemperatur-Einbrand-Keramiken) des SiCer-Verbundsubstrats
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Das Projekt hat zum Ziel, neue Komponenten auf Basis von integrierten Ferritwerkstoffen für flexible Kommunikationssatelliten zu entwickeln.
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IntelKerFun: Intelligente Keramische Funktionsmaterialien für innovative Anwendungen für Energie, Mobilität und Industrie 4.0
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Keramische Folien als zentrale Komponenten in Systemen der Energiewandlung, Optik und Sensorik
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Ziel des Projekts "KNOW-HOW" ist die Keramische Multilayer-Entwicklung durch Neugestaltung Ontologie-basierter Wissenssysteme.
Teilvorhaben der EAH: LTCC-integrierte Ferrit-Induktivitäten unter Nutzung Ontologie-basierter Wissenssysteme (LIFIT)
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SAPHIR - Magnetkeramik: Hart- und weichmagnetische Ferrite der nächsten Generation für Hochleistungsanwendungen in der Elektronik und Elektrotechnik
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Geräteausstattung zur „Entwicklung eines Nanoanalytik-Rasterelektronenmikroskopielabors für die Erforschung innovativer Werkstoffe & Technologien“
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Im Projekt THERMOFER sollen moderne Mangan-Zink-Ferritwerkstoffe entwickelt werden, welche zur Leistungsübertragung bis zu höheren Frequenzen (500 kHz) sowohl wegen ihrer geringen Verlustleistung als auch der gleichzeitig geringen Temperaturabhängigkeit der Verlustleistung geeignet sind.
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- Performance Enhancement of Ca3Co4O9-based Transverse Multilayer Thermoelectric Generators for Low-Power Applications
A. Ibrahim, A. Bochmann, R. Löhnert, B. Mieller, L. Wilde, B. Capraro, M. Stelter, J. Töpfer, J. Am. Ceram. Soc. 109 (2026) e70656. https://doi.org/10.1111/jace.70656 - Phase formation during sintering of hexagonal W-type Sr ferrite in reduced oxygen partial pressure
T. Schulz, G. Obara, A. Chetouani, J.M. Le Breton, J. Töpfer
Ceramics International 52 (2026) 28891-38899
https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2026.06.343 - Thermodynamics of W-type ferrite solid-solution system SrCoxFe18-xO27
S. Nakai, T. Waki, Y. Tabata, H. Ohta, M. Kato, C. Teichmann, J. Töpfer, H. Nakamura,
Journal of the Ceramic Society of Japan 134 [8] 543–554 2026
https://doi.org/10.2109/jcersj2.26038
- Fe‑Si‑Cr Alloy–Ni‑Cu‑Zn Ferrite Composite Multilayer Inductors: Fabrication, Co‑firing, and Magnetic Performance
H.I. Hsiang, Y.C. Hsu, W.H. Lee, C. Priese, J. Töpfer
J. Electron. Mater. (2025).
https://doi.org/10.1007/s11664-025-11856-0 - Magnetic texturing of self-biasing hexagonal ferrite tapes for integration in LTCC microwave modules
M. Heidenreich, D. Schabbel, B. Capraro, J. Töpfer
Ceramics International 51 (2025) 23578-23585.
https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.03.045 - Boosting the thermoelectric performance of Ca3Co4O9 ceramics through optimized precursor powder particle size
A.Ibrahim, J. Töpfer
J. Mater. Res. 40 (2025) 1773-1785.
https://doi.org/10.1557/s43578-025-01610-x - Effects of Reducing Agents and Pre-sintering Annealing on Phase Changes during the Sintering of W-type Ferrites
G. Obara, T. Takahashi, T. Honda, T. Schulz, J. Töpfer
IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials, 145 (2025) 211-216.
https://doi.org/10.1541/ieejfms.145.211
Lead-free KNNLT piezoceramic multilayer actuators with Ni electrodes cofired under low oxygen partial pressure
W.M. Alkanj, A. Kynast, M. Töpfer, F. Schubert, J. Töpfer
Open Ceramics 17 (2024) 100508
https://doi.org/10.1016/j.oceram.2023.100508Hexagonal ferrites for self-biasing circulators integrated in LTCC microwave modules
M. Heidenreich, J. Schur, J. Müller, W. Gitzel, A.F. Jacob, J. Töpfer
Mat. Res. Bull. 178 (2024) 112878
https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2024.112878Assessment of artificial anisotropic materials for transverse thermoelectric generators
R. Löhnert, A. Bochmann, A. Ibrahim, J. Töpfer
Phys. Status Solidi A (2024) 2400321
https://doi.org/10.1002/pssa.202400321Ontology-based data acquisition, refinement, and utilization in the development of a multilayer ferrite inductor
B. Mieller, S. Ben Hassine, J. Töpfer, C. Priese, A. Bochmann, B. Capraro, S. Stark, U. Partsch, C. Fresemann
Adv. Eng. Mater. (2024) 2401042
https://doi.org/10.1002/adem.202401042
- Thermoanalytic characterization of binder burnout and sintering of lead free piezoelectric KNNLT multilayer laminates with Ni electrodes
M. W. Alkanj, A. Kynast, M. Töpfer, F. Schubert, J. Töpfer
J. Therm. Anal. Calor. (2023)
https://doi.org/10.1007/s10973-022-11844-0 - NiMn2O4 revisited: Temperature-dependent cation distribution from in situ neutron diffraction and thermopower studies
J. Dinger, T. Friedrich, T. Reimann, J. Töpfer
J. Am. Ceram. Soc. 106 (2023) 1834-1847.
https://doi.org/10.1111/jace.18865 - Fabrication of self-biased circulators with integrated hexagonal microwave ferrites using LTCC technology
M. Heidenreich, J. Schur, J. Müller, B. Capraro, W. Gitzel, A.F. Jacob, J. Töpfer, Jörg
Ceramic Forum International cfi/Ber. DKG 100 [2] (2023) E38-E46.
-
Synthesis and properties of lead-free BNT-BT-xCZ ceramics as high-temperature dielectrics
T. Schulz, V. Veerapandiyan, M. Deluca, J. Töpfer
Mat. Res. Bull. 145 (2022) 111560.
https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2021.111560 -
Large Thermal Expansion LTCC System for Cofiring with Integrated Functional Ceramics Layers
B. Capraro, M. Heidenreich, J. Töpfer
Materials 15 (2022) 564.
https://doi.org/10.3390/ma15020564 -
Sintering and electrical properties of Cu-substituted Zn-Co-Ni-Mn spinel ceramics for NTC thermistors thick films
C. Teichmann, J. Töpfer
J. Europ. Ceram. Soc. 42 (2022) 2261-2267.
https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.12.078 -
Tuning of high-temperature dielectric properties in the system (Bi0.5Na0.5)TiO3 –BaTiO3–CaZrO3
T. Schulz, A. Knauer, P. Schaaf, J. Töpfer
Ceram. Intl. 48 (2022) 22187-22195
https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.04.220 -
The effect of microstructure on the initial permeability of Ni-Zn ferrite
C. Priese, J. Töpfer
J. Magn. Magn. Mater. 560 (2022) 169581.
https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.169581 -
Enhancing the thermoelectric properties of CaMnO3-d via optimal substituent selection
R. Löhnert, J. Töpfer
J. Solid State Chem. 315 (2022) 123437
https://doi.org/10.1016/j.jssc.2022.123437 -
Oxidation Behavior, Insulation Resistance, and Permeability of FeSiCr Alloys for Multilayer Inductors
C. Priese, J. Töpfer,
Alloys 1 (2022) 288-297.
https://doi.org/10.3390/alloys1030019
- Low pO2 sintering and reoxidation of lead-free KNNLT piezoceramic laminates
T. Reimann, S. Fröhlich, A. Bochmann, A. Kynast, M. Töpfer, E. Hennig, J. Töpfer
J. Europ. Ceramic Soc. 41 (2021) 344-351. - Phase Formation, Microstructure and Permeability of Fe-Deficient NiCu-Zn Ferrites, (I): Effect of Sintering Temperature.
C. Priese, J. Töpfer
Magnetochemistry 7 (2021) 118. https://doi.org/10.3390/magnetochemistry7080118 - Ni‐Cu‐Zn ferrites with high Curie temperature for multilayer inductors with increased operating temperatures
T. Reimann, B. Capraro, H. Bartsch, J. Töpfer
Intl. J. Appl. Ceram. Techn. 18 (2021) 129-137. -
Low-temperature sintered Ni–Zn–Co–Mn–O spinel oxide ceramics for multilayer NTC thermistors
T. Reimann, J. Töpfer
J. Mater. Science: Mat. Electr. 32(8) (2021) 10761-10768.
DOI 10.1007/s10854-021-05733-9 -
Cofiring of LTCC multilayer assemblies with integrated NTC thermistor temperature sensor layers
T. Reimann, S. Barth, B. Capraro, H. Bartsch, J. Töpfer
Ceram. Inter. 47 (2021) 27849-27853.
https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.06.213
- Multilayer ferrite inductors for the use at higher temperatures
H. Bartsch, S. Thiele, J. Müller, D. Schabbel, B. Capraro, S. Grund, J. Töpfer
Microelectronics Inter. 37 (2020) 73-78. - Phase stability and magnetic properties of SrFe18O27 W-type hexagonal ferrite
T. Reimann, T. Schmidt, J. Töpfer
J. Am. Ceram. Soc. 103 (2020) 324-334. - Ga-, Y-, and Sc-substituted M-type ferrites for self-biasing circulators in LTCC microwave modules
M. Heidenreich, X. Ma, W. Gitzel, A. Jacob, B. Capraro, J. Töpfer
AIP Advances 10 (2020) 025315. - Circuit-Board-Integrated Transformers: Design and Manufacture
R. Matz, T. Rabe, J. Töpfer, S. Ziesche
J. Ceram. Sci. Technol., 11 (2020) 44-61. - Phase formation and saturation magnetization of La-Zn-substituted M-type strontium ferrites
T. Schmidt, D. Seifert, J. Töpfer
J. Magn. Magn. Mater. 508 (2020) 166887 - Hexavalent (Me ‐ W/Mo)‐modified (Ba,Ca)TiO3‐Bi(Mg,Me)O3 perovskites for high‐temperature dielectrics
T. Schulz, V.K. Veerapandiyan, T. Gindel, M. Deluca, J. Töpfer
J. Am. Ceram. Soc. 103 (2020) 6881-6892.
- Sintering, microwave properties, and circulator applications of textured Sc-substituted M-type ferrite thick films
S. Bierlich, T. Reimann, F. Gellersen, A. Jacob, J. Töpfer
J. Europ. Ceram. Soc. 39 (2019) 3077-3081 - Transverse thermoelectric multilayer generator with bismuth-substituted calcium cobaltite: Design optimization through variation of tilt angle
A. Bochmann, T. Reimann, T. Schulz, S. Teichert, J. Töpfer
J. Europ. Ceram. Soc. 39 (2019) 2923-2929 - Synthesis and magnetic properties of hard/soft SrAl2Fe10O19/Fe(FeCo2) nanocomposites
M. Kahnes, J. Töpfer
J. Magn. Magn. Mater. 480 (2019) 40-46 - Phase formation and magnetic properties of CoFe2O4/CoFe2 nanocomposites
M. Kahnes, R. Müller, J. Töpfer
Mater. Chem. Phys. 227 (2019) 83-89 - Phase formation, magnetic properties, and phase stability in reducing atmosphere of M-type strontium hexaferrite nanoparticles synthesized via a modified citrate process
C. Bohlender, M. Kahnes, R. Müller, J. Töpfer
J. Mater. Sci. 54 (2019) 1136-1146
- Low-temperature sintering of BaTiO3 positive temperature coefficient of resistivity (PTCR) ceramics
C. Teichmann, J. Töpfer
J. Mater. Sci.: Mater. Electr. 29 (2018) 17881-17886 - Synthesis, doping and electrical bulk response of (Bi1/2Na1/2)xBa1-xTiO3 + CaO-based ceramics with positive temperature coefficient of resistivity (PTCR)
D. Mächler, R. Schmidt, J. Töpfer
J. Alloys Comp. 762 (2018) 209-215 - Sintering behavior, microstructure and thermoelectric properties of calcium cobaltite thick films for transversal thermoelectric multilayer generators
T. Schulz, T. Reimann, A. Bochmann, A. Vogel, B. Capraro, B. Mieller, S.Teichert, J. Töpfer
J. Europ. Ceram. Soc. 38 (2018) 1600-1607 - Oxide multilayer thermoelectric generators
J. Töpfer, T. Reimann, T. Schulz, A. Bochmann, B. Capraro, S. Barth, A. Vogel, S. Teichert
Intl. J. Appl. Ceram. Techn. DOI: 10.1111/ijac.12822
- Fabrication of a transversal multilayer rhermoelectric generator with substituted calcium manganite
T. Reimann, A. Bochmann, A. Vogel, B. Capraro, S. Teichert, J. Töpfer
J. Am. Ceram. Soc. 100 (2017) 5700-5708 - Fabrication of a transversal multilayer rhermoelectric generator with substituted calcium manganite
T. Reimann, A. Bochmann, A. Vogel, B. Capraro, S. Teichert, J. Töpfer
J. Am. Ceram. Soc. 100 (2017) 5700-5708 - Evaluation of soft chemistry methods to synthesize Gd-doped CaMnO3-sigma with improved thermoelectric properties
R. Löhnert, M. Stelter, J. Töpfer
Mater. Sci. Engin. B223 (2017) 185-193 - Effect of SiO2 sintering additive on the positive temperature coefficient of resistivity (PTCR) behavior of (Bi1/2Na1/2)0.1Ba0.9TiO3 + CaO ceramics
D. Mächler, J. Töpfer
Mater. Res. Bull. 89 (2017) 217-223 - Thermoelectric properties of Gd/W double substituted calcium, manganite
T. Reimann, J. Töpfer
J. Alloys Comp. 699 (2017) 788-795 - Low-temperature sintering and magnetic properties of Sc- and In-substituted M-type hexagonal barium ferrites for microwave applications
S. Bierlich, F. Gellersen, A. Jacob, J. Töpfer
Mater. Res. Bull. 86 (2017) 19-23
Projektgruppe Funktionskeramik
Mitarbeiter der Arbeitsgruppe
Projekt Thermumox
Chemielabor, Labor Werkstoffdiagnostik (Thermoanalyse, Röntgendiffraktometrie), Labor Glas/Keramik
Sprechzeit: Online (nach vorheriger Absprache per E-Mail)
Highlights
Titelblatt vom International Journal of Applied Ceramic Technology
98. DKG-Jahrestagung / 98th DKG Annual Meeting
Ernst-Abbe-Hochschule Jena / Hermsdorf (27. - 30. März 2023)
Arbeitsgebiete
Funktionskeramische Werkstoffe / functional ceramics
Weichferrite / soft ferrites - Mn-Zn Ferrite zur Leistungsübertragung / Mn-Zn power ferrites | Hartferrite / hard ferrites - Sr Ferrite als Permanentmagnete / Sr ferrite permanent magnets |
Piezo-, Ferro-, Dielektrische Werkstoffe / piezo-, ferro-, dielectrics - piezokeramische Werkstoffe (PZT, Blei-freie Materialien) /piezoceramics (PTZ,lead-free materials) | Halbleiterkeramik/semiconducting ceramics - thermoelektrische Oxide/synthesis and characterization of thermoelectric oxides |
Werkstoffchemie / materials chemistry
Festkörperchemie von Oxiden / solid state chemistry of oxides - Leitfähigkeit und magnetische Eigenschaften von Oxiden / charge transport and magnetic properties of oxides | Stöchometrieabweichung und Defektchemie funktionaler Oxide / nonstoichiometry and defect chemistry of functional oxides - thermoanalytische Bestimmung der Stöchometrieabweichung von Oxiden / thermoanalytic characterisation of nonstoichiometry of oxides |
Funktionskeramische Schichten / functional ceramics thick film systems
LTCC-Technologie / low temperature ceramic cofiring - Werkstoffe für Multilagensysteme / materials for multilayer components |