Team Thermische Beschichtungstechnik
Das Team entwickelt thermische Beschichtungstechnologien mit Schwerpunkt auf thermischen Spritzverfahren. Thermische Spritztechniken umfassen Beschichtungsprozesse, bei denen Oberflächenmaterialien in den mehr oder weniger plastischen oder geschmolzenen Zustand erhitzt und dann auf eine vorbereitete Oberfläche geschleudert werden. Als Ausgangsmaterial werden Pulver, Suspensionen oder Lösungen verwendet. Das Substrat wird dabei nicht angeschmolzen. Der Energieträger ist ein energiereicher Gasstrahl, der aus komprimiertem Gas, aus der Verbrennung eines gasförmigen oder flüssigen Brennstoffs bzw. aus einem durch eine Lichtbogenentladung erzeugten Plasma oder einem Laserstrahl stammt.
Thermische Spritzverfahren
Im IEK-1 stehen verschiedene hochmoderne industrielle Beschichtungsanlagen zur Verfügung, die ein breites Spektrum an Materialien und Anwendungen abdecken:
- Kaltgasspritzen (CGS), Aerosolabscheidung (AD),
- Hochgeschwindigkeits-Sauerstoff-Flammspritzen (HVOF),
- Hochgeschwindigkeits-Luft-Flammspritzen (HVAF),
- Atmosphärisches Plasmaspritzen (APS),
- Niederdruck-Plasmaspritzen (LPPS), Plasmaspritzen bei sehr niedrigem Druck (VLPPS) und Plasmaspritzen-Physikalische Gasphasenabscheidung (PS-PVD).
Das thermische Spritzen kann relativ dicke Beschichtungen über eine große Fläche bei hohen Abscheideraten liefern. Zu den Beschichtungsmaterialien gehören:
- Legierungen, z. B. MCrAlY, NiCr, rostfreie und ferritische Stähle, Inconel;
- Metalle, z. B. Wolfram, Kupfer, Titan;
- Oxidkeramiken, z. B. ZrO2, Al2O3, TiO2, Spinelle, Pyrochlor (z. B. Gd2Zr2O7), Perowskite, Aluminate;
- Nichtoxidische Keramiken und Verbundwerkstoffe, z. B. B4C, WC/Co, MAX-Phasen.
Prozessdiagnoseverfahren
Plasma- und Partikeleigenschaften im Fluge werden analysiert, um ein Verständnis für den Prozess zu gewinnen und die Qualität zu steuern:
- Plasma: Enthalpiesonde, optische Emissionsspektroskopie;
- Partikel: Partikeltemperaturen, -geschwindigkeiten und -durchmesser, Shadowgraphie des Partikelflusses;
- Spannungen: In-situ-Messung durch Krümmungsanalyse.