Innere Ausscheidungen als Template für oxidische Deckschichten mit hohem Emissionskoeffizienten und optimierter Barrierewirkung

点击翻译按钮获取中文摘要

Durch neu zu entwickelnden Werkstoffe und Wärmebehandlungsverfahren soll es möglich werden, Heizleiter-Komponenten zu realisieren, welche durch eine Erhöhung des Emissionskoeffizienten kürzere Aufglühzeiten, eine längere Lebensdauer und höhere Betriebstemperaturen ermöglichen, als dies mit herkömmlichen Werkstoffen erreicht werden kann. In dem vorgeschlagenen Projekt soll die Erhöhung des Emissionskoeffizienten nicht durch Aufbringen von Fremdschichten, sondern durch einen neuen Typ von in-situ wachsenden, oxidischen Deckschichten auf Al2O3-Basis erreicht werden. Gezielt in die Heizleiterlegierung eingebrachte, und durch Wärmebehandlung modifizierte innere Ausscheidungen dienen als „Template“ für den Einbau von Partikeln und Mikroporen in die wachsende Al2O3-Schicht, wodurch deren Emissionskoeffizient erhöht wird.In der ersten Phase des Projektes, zu dem der vorliegende Fortsetzungsantrag gestellt wird, konnte gezeigt werden, dass Al2O3-Schichten mit hohem Emissionskoeffizienten durch innere Oxidation von gezielten Zr-Dotierungen realisiert werden können. Durch Untersuchungen zur Oxidationskinetik, mathematische Modellierung und TEM-Analyse konnte jedoch gezeigt werden, dass der positive Effekt bei dünnwandigen Komponenten und hohen Temperaturen nach gewissen Zeiten verloren geht. Im zweiten, hier beantragten Teil des Projektes soll durch legierungstechnische Maßnahmen sowie durch gezielte Vorbehandlung die innere Oxidation stabilisiert werden, um somit die positive Wirkung auch in praxisrelevanten, dünnwandigen Komponenten nutzen zu können. Außerdem soll ein zweiter Weg zum Erreichen der gewünschten Oxidmorphologie verfolgt werden, nämlich der Einbau von Carbo/Nitrid- Partikeln in die wachsende Al2O3-Schicht durch gezielte Vorbehandlungen in kontrollierter Atmosphäre.