Plasmaelektrolytisch oxidierte Aluminiumspritzschichten für Hochtemperaturverschleißbeanspruchung durch partikelbeladene Heißgasströmungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Lampke
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265717247

Keramische Beschichtungen, insbesondere Aluminiumoxidschichten dienen der Verbesserung des Verschleiß- und Korrosionswiderstandes sowie dem Thermalschutz metallischer Oberflächen. Eine innovative Möglichkeit zur Herstellung ist das thermische Spritzen von Aluminiumschichten und deren anschließende plasmaelektrolytische Oxidation (PEO), wodurch selbst Stahl und Polymere mit hoch-abrasionsverschleißbeständigen PEO-Schichten ausgestattet werden können. Unvollständig in Al2O3 umgewandelte Al-Schichten sind bezüglich der Einsatztemperatur stark limitiert. Weiter zeigen die relativ spröden keramischen Schichten eine nur geringe Strahlverschleißbeständigkeit bei hohen Aufprallwinkeln. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, thermisch gespritzte und anschließend plasmaelektrolytisch oxidierte Al-Kombinationsschichten neuen Einsatzfeldern wie Hüttenstaubaufbereitung und Triebwerksbau zugänglich zu machen. Im Schwerpunkt soll die Sprödigkeit der keramischen Schichten durch feindisperse Einlagerung duktiler Elemente wie Nickel und Kupfer in die Oxidschicht deutlich minimiert werden, um so eine deutlich erhöhte Strahlverschleißbeständigkeit bei hohen Aufprallwinkeln zu erzielen. Durch Applikation warmfester Materialien wie Titan wird eine Erhöhung der Einsatztemperaturen für die keramischen Verbundschichten angestrebt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen