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Oxidationsschutz

30.07.2018

Bei Beaufschlagung von Metallen mit hohen Temperaturen und gleichzeitiger Anwesenheit von Sauerstoff erleiden Metalle einen Angriff durch Oxidation. Bei vielen Metallen bilden sich keine geschlossenen, dichten Oxidschichten, so dass der Basiswerkstoff nach und nach in seine Oxide umgewandelt wird. Dies wiederum bedeutet eine Verminderung des Teilequerschnitts und damit eine mechanische Schwächung. Lediglich bei Werkstoffen wie Titan oder Tantal entstehen sehr dichte Oxidschichten, die einen natürliche Sperre gegen den Angriff durch Sauerstoff darstellen. 

Besonders drastisch ist der Angriff durch Oxidation bei Bauteilen in Verbrennungsanlagen oder Turbinen. Hier werden zum Schutz der Werkstoffe Metalloxide,
-nitride oder -carbide durch thermisches Spritzen aufgetragen. Mittels der Verfahrenstechnik thermisch Spritzen können eine sehr große Zahl unterschiedlicher keramischer Werkstoffe auf nahezu alle Substrate aufgebracht werden. Dabei kann die Dichte der Schichten durch Variation der Auftragstechnologien (Flammspritzen, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, Plasmaspritzen, Kaltgasspritzen) oder der eingesetzten Ausgangsstoffe (Draht, Flüssigkeit, Pulver) sowie der jeweiligen Arbeitsparameter gesteuert werden. Die so hergestellten Schichten mit Dicken von wenigen Mikrometern bis zu einigen Millimetern stellen eine wirksame Barriere für angreifende Gase dar. Aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit ermöglichen derartige Schichten auch eine Erhöhung der Arbeitstemperaturen beispielsweise von Turbinen. Dies trägt zu einer Einsparung von Treibstoff bei.