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Korrosion thermisch gespritzter oxidkeramischer Schichten

Schlussbericht. Bearbeitungszeitraum vom 01.09.2006 bis 31.08.2008. Förderkennzeichen: AIF 14966 BR
 
: Michaelis, A.; Beyer, E.; Herrmann, M.; Berger, L.-M.; Deska, D.; Michael, G.; Thiele, S.; Nebelung, M.; Bales, A.
: Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme -IKTS-, Dresden; Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik -IWS-, Dresden

Dresden, 2009, 70 pp.
German
Report
Fraunhofer IKTS ()
Fraunhofer IWS ()
korrosionsbeständige Keramik; Sauerstoff-Hochgeschwindigkeitsspritzen; Al2O3; Cr2O3; Calciumzirkonat; TiO2; Schichtwerkstoff; Sinterkeramik; Korrosionsbeständigkeit; Agglomerieren; Temperaturbereich; Mikrostruktur; Porosität; Phasenzusammensetzung

Abstract
In der vorliegenden Arbeit wurden die Herstellung und die Korrosionsbeständigkeit von APS- und HVOF-gespritzten oxidkeramischen Schichten in sauren und basischen Medien sowie unter hydrothermalen Bedingungen systematisch untersucht. Neben den häufig verwendeten Oxiden Al2O3/Cr2O3 und TiO(x) wurden Zusammensetzungen und Verbindungen aus den binären Systemen Al2O3/TiO2 und Al2O3/Cr2O3 verwendet. Einige alternative Schichtwerkstoffe wie ZrSiO4/CaZrO3 und Mullit wurden zusätzlich auf ihre Eignung im Einsatz unter korrosiven Bedingungen hin untersucht. Die Korrosionsbeständigkeit der Schichten wurde mit denen von gesinterten Keramiken gleicher Zusammensetzung verglichen. Für die Herstellung der Schichten wurden kommerziell verfügbare Beschichtungspulver verwendet. Zwei experimentelle Beschichtungspulver der Zusammensetzungen Al2O3-8% Cr2O3 und CaZrO3 wurden durch Agglomerieren und Sintern hergestellt. Durch Optimierung der Spritzparameter konnten mit beiden Spritzverfahren homogene und porenarme Schichten hergestellt werden. Die Schichten und Keramiken wurden hinsichtlich Gefüge und Phasenbestand charakterisiert. Die Korrosionsstabilität der Schichten und der zu Vergleichszwecken hergestellten kompakten Keramiken wurde in sauren (1N H2SO4), basischen Medien (1N NaOH) im Temperaturbereich bis 85 Grad C und unter hydrothermalen Bedingungen bis 200 Gad C bestimmt. Die Korrosionsstabilität der dichteren mittels HVOF hergestellten Schichten ist zum Teil niedriger als die Stabilität der mit APS erzeugten Schichten. Die thermisch gespritzten Schichten (insbesondere die Al2O3-haltigen Schichten) besitzen eine geringere Korrosionsstabilität als die Keramiken gleicher Zusammensetzung. Mit Zugabe von TiO2 zum Al2O3 steigt beispielsweise die Stabilität der thermisch gespritzten Schichten, während sich die Korrosionsstabilität der gesinterten Keramiken verringert. Die Ergebnisse zeigen den großen Einfluss der Mikrosptruktur auf die Korrosionsbeständigkeit. Auch wenn noch nicht alle Zusammenhänge zwischen Schichtstruktur und Korrosionsstabilität geklärt werden konnten, bilden die Ergebnisse eine gute Basis für die Beurteilung d.er Korrosionsbeständigkeit der verschiedenen Schichten und Schichtsysteme. Die Ergebnisse geben auch Hinweise, wie die Korrosionsstabilität der thermisch gespritzten Schichten weiter verbessert werden kann.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-143752.html