High-speed-investigations on electrical wire-explosions

Zum Beschichten verschiedener Materialien wird neben der Spritztechnik, Galvanotechnik, Sputtern, Bedampfen auch das Drahtexplosionsbeschichten eingesetzt. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass dichte und verschleissfeste Oberflaechen auch mit "exotischen" Werkstoffkombinationen herstellbar sind. Aus explodierenden Draehten lassen sich Metallschichten mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugen. Dabei werden Draehte durch schnelles Aufheizen mit Stroemen im Kilo-Ampere-Bereich in den Dampf- oder Plasmazustand ueberfuehrt und scheiden sich dann auf einer Substratoberflaeche wieder ab. Von diesen Schichten werden, bei entsprechender Werkstoffauswahl, verschleissmindernde Eigenschaften erwartet. In den Untersuchungen wurde mit Hilfe der Hochgeschwindigkeitsfotografie die Wirkung und das Beschichtungsergebnis analysiert. Charakteristische Drahtexplosionsformen wurden bei Variation der Parameter: 1) Drahtwerkstoff, 2) Umgebungsmedien (Luft/Gase), 3) Druck (Vakuum, Atmosphaerend ruck und Ueberdruck), 4) Ausbreitungsgeschwindigkeit der Metalldampffront mit zwei verschiedenen Hochgeschwindigkeitskameras (Drehspiegelkamera und elektronische Bildwandlerkamera) aufgenommen. Als Ergebnis der Untersuchungen ergibt sich ein Zusammenhang zwischen dem Zerfallbild und der zu erwartenden Schichtqualitaet. (IFAM)