Potentiale und Eigenschaften des Lichtbogenspritzens in silandotierten Inertgasen

Neben den funktionalen Eigenschaften ist die Haftfestigkeit eines der wichtigsten Kriterien für den industriellen Einsatz von thermisch gespritzten Schichten. Da konventionelle thermische Spritzverfahren fast ausschließlich an Luftatmosphäre durchgeführt werden, führt dies zur Oxidation der Spritzpartikel und der Grenzflächen innerhalb der aufgespritzten Schichten. Konventionelle thermisch gespritzte metallische und metallkeramische Schichten weisen daher eine heterogene Schichtmorphologie mit interlamellaren Oxidsäumen sowie ein eingeschränktes Benetzungsverhalten am Schicht-Substrat Interface auf. Dies hat einen entscheidenden Einfluss auf die Bindungsmechanismen thermisch gespritzter Schichten. Ziel dieser Arbeit ist es, das Potential von thermischen Spritzprozessen in einem Gemisch aus Silan und einem Inertgas bei Umgebungsdruck als Alternative zu den bekannten Vakuum- und Kaltgasspritzverfahren darzustellen. Am Beispiel von lichtbogengespritzten Schichten wird gezeigt, dass der resultierende extrem niedrige Sauerstoffpartialdruck in der silandotierten Prozessatmosphäre die Oxidation während des Beschichtungsprozesses unterdrückt. Dies führt zu Schichten mit reduzierter Porosität und deutlich verbesserten Eigenschaften. Ferner werden so Bedingungen geschaffen, die die Applikation von hochsauerstoffaffinen Werkstoffen mit dem Lichtbogenspritzen erst ermöglichen.

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