Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Thermisch gespritzte keramische Schichtheizelemente

 
: Scheitz, S.; Toma, F.-L.; Berger, L.-M.; Puschmann, R.; Sauchuk, V.; Kusnezoff, M.

Thermal spray bulletin 4 (2011), No.2, pp.88-92
ISSN: 1866-6248
German
Journal Article
Fraunhofer IWS ()

Abstract
Thermisch gespritzte Schichtheizelemente, bestehend aus einer Kombination von keramischen elektrisch isolierenden und leitenden Schichten, sind eine effektive Lösung für das Temperieren und Erwärmen von Maschinen- und Anlagenkomponenten. Elektrisch isolierende APS- und HVOF-gespritzte Al2O3-Schichten zeigen Nachteile beim Einsatz in feuchter Umgebung, Schichten aus Spinell (MgAl2O4) sind hierzu eine Alternative. In Abhängigkeit von den Einsatztemperaturen können Heizschichten aus Titansuboxiden (TiOx) oder Zusammensetzungen aus dem System Cr2O3-TiO2 angewendet werden. Gegenüber metallischen Heizschichten bieten diese eine Reihe von Vorteilen, darunter angepasste Wärmeausdehnungskoeffizienten. Heizschichten aus Titansuboxid können aufgrund der Rückoxidation zu Titandioxid an der Atmosphäre bis etwa 250°C eingesetzt werden. Die Einsatztemperatur kann mit Heizschichten aus dem System Cr2O3-TiO2 erhöht werden. Mit einem Demonstrator in Form einer beschichteten Walze wurde die Funktionsfähigkeit der keramischen Schichtheizelemente für den Einsatz bei 300°C nachgewiesen.

 

Thermally sprayed multilayer heating elements composed of ceramic electrically insulating and conductive layers can be used effectively for the tempering and heating of machine and system components. In humid environments spinel (MgAl2O4) layers are preferable to electrically insulating APS- and HVOF-sprayed Al2O3 layers. Depending on the operating temperature, heating layers made from titanium suboxides (TiOx) or from compositions in the Cr2O3-TiO2 system can be used. These ceramic layers offer a number of advantages over metal heating layers, including a lower thermal expansion coefficient mismatch between layers. Reoxidation to titanium dioxide limits the upper operating temperature of titanium suboxide heating layers in air to approximately 250 °C. Heating layers made from materials in the Cr2O3- TiO2 system have higher maximum operating temperatures. A coated roller is used to demonstrate the functioning of the ceramic multilayer heating elements at an operating temperature of 300 °C.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-209227.html