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Korrosion thermisch gespritzter oxidkeramischerSchichten


Wissenschaftlicher Fachbeitrag

Autoren: Dr.-Ing. Lutz-Michael Berger, Dipl.-Ing. Carl Christoph Stahr, Dr. Filofteia-Laura Toma, Dipl.-Min. Sabine Saaro, Dr. habil. Mathias Herrmann, David Deska, Dipl.-Min. Sven Thiele, Dipl.-Ing. (FH) Grit Michael
In der vorliegenden Arbeit wurden die Herstellung und die Korrosionsbeständigkeit von APS- und HVOF-gespritzten oxidkeramischen Schichten in sauren und basischen Medien sowie unter hydrothermalen Bedingungen systematisch untersucht. Neben den häufig verwendeten Einzeloxiden Al2O3, Cr2O3 und TiOx sind Zusammensetzungen und Verbindungen aus den binären Systemen Al2O3–TiO2 und Al2O3–Cr2O3 verwendet worden. Einige alternative oxidkeramische Schichtwerkstoffe wie ZrSiO4, CaZrO3 und Mullit wurden zusätzlich auf ihre Eignung im Einsatz unter korrosiven Bedingungen hin untersucht. Die Korrosionsbeständigkeit der Schichten ist mit denen von gesinterten Keramiken gleicher Zusammensetzung verglichen worden. Die Schichten und Keramiken wurden hinsichtlich Gefüge und Phasenbestand charakterisiert. Die Korrosionsstabilität der Schichten und der zu Vergleichszwecken hergestellten kompakten Keramiken ist in basischen (1N NaOH) und sauren (1N H2SO4) Medien im Temperaturbereich bis 85°C und unter hydrothermalen Bedingungen bis 200°C bestimmt worden. Die Ergebnisse belegen den großen Einfluss der Mikrostruktur und der Phasenzusammensetzung auf die Korrosionsstabilität der verschiedenen Schichten. Von den in dieser Arbeit untersuchten Schichten weisen die APS- und HVOF-gespritzten TiOx-Schichten in allen Medien die beste Korrosionsbeständigkeit auf. Ähnlich gute Werte erzielen die Cr2O3-Schichten beider Spritzverfahren. Beim Vergleich der versiegelten und unversiegelten Al2O3- und Al2O3–TiO2-Schichten wurde festgestellt, dass eine Versiegelung der Probenoberfläche zu keiner wesentlichen Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bei 85°C sowohl in NaOH als auch in H2SO4, führt. Die Korrosionsstabilität der gesinterten Keramiken ist im Vergleich zu den thermisch gespritzten Schichten höher. Das ist weniger durch die Porosität als viel mehr durch das Vorhandensein amorpher oder metastabiler Phasen bedingt, die eine geringere Stabilität aufweisen. Dies beeinflußt inbesondere die Korrosionseigenschaften der Al2O3-basierten Schichten.
Seiten: 40 - 56
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Dieser Artikel ist in der Ausgabe 1 (2009) erschienen.

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