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Thermal spraying of nanophased powders

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Erkenntnisse über das perfekte Pulver

Zur Verbesserung von Kompositstrukturen auf Oberflächen wurde eine neue Variante des thermischen Spritzens vorgestellt. Die Erforschung von Pulvern, die hierfür verwendet werden können, soll das Wissen über die Leistungsfähigkeit und die Eigenschaften dieser pulverförmigen Werkstoffe erweitern.

Industrielle Technologien

Kompositmaterialien werden bei der Anwendung von Beschichtungen eine große Rolle spielen. Durch das thermische Spritzen können einem Werkstoff verbesserte Eigenschaften und eine erhöhte Hitzebeständigkeit verliehen werden. Bei diesem Verfahren wird ein Pulver bei hoher Geschwindigkeit und hohen Temperaturen in den Flammenstrahl injiziert und in einem Gasstrom auf das Substrat geschleudert. Hier treffen die Partikel auf die Oberfläche des Bauteils auf, wo sie dann haften bleiben und erstarren. Dadurch verleihen sie der Oberfläche die beabsichtigten Eigenschaften. Dies hört sich erstaunlich an, der Großteil dieses Verfahrens basiert aber auf dem theoretischen Wissen über die spezifischen Eigenschaften der Pulver und auf physikalisch-chemischen Grundsätzen. Da die Theorie, die hinter diesem Verfahren steht, sehr wichtig ist, wurden im Rahmen des von der EU finanzierten NANOSPRAYING-Projekts durch umfassende, streng kontrollierte Experimente verschiedene Prüfmethoden erforscht. Hiermit sollten pulverförmige Spritzwerkstoffe, die aus agglomerierten Nanokristallen hergestellt wurden, weiterentwickelt und charakterisiert werden. Zu diesem Zweck wurden Beschichtungen mithilfe der Röntgenstrahlbeugung und der Rasterelektronenmikroskopie (REM) untersucht. Mit diesen zwei Methoden konnten die mikrostrukturellen Eigenschaften charakterisiert werden. Hieraus wurden wichtige metallurgische Grundsätze abgeleitet, die beim thermischen Spritzen Anwendung finden können. Die Daten, die während dieser Forschungsarbeit zusammengetragen werden konnten, sind vielversprechend, insbesondere in Kombination mit Ergebnissen anderer verwandter Forschungsprojekte. Da anhand der Forschungen bestätigt werden konnte, dass die Nanostrukturen, die durch das thermische Spritzen erzeugt werden, leistungsfähiger als herkömmliche Beschichtungen sind, erwartet man auf diesem Gebiet einen Durchbruch. Kompositmaterialien kommen in vielen Industriebereichen insbesondere zur Verbesserung der Oberflächenqualität zum Einsatz. Daher wird dieses Verfahren, zusammen mit dem Wissen über die Leistungsfähigkeit von Pulvern, einen großen Einfluss auf die Industrie haben.

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