Vorteile von Aluminiumoxid-Pulver beim thermischen Spritzen

Einleitung

Aluminiumoxidpulver ist bei thermischen Spritzverfahren von großer Bedeutung. Die meisten Unternehmen verlassen sich auf das thermische Spritzen, um Schutzschichten für Geräte und Bauteile zu erzeugen.

Materialeigenschaften, die Aluminiumoxid geeignet machen

Aluminiumoxidpulver hat mehrere Eigenschaften, die es ideal für Spritzanwendungen machen. Das Pulver hat in der Regel einen hohen Schmelzpunkt, oft im Bereich von 2050 °C. Das bedeutet, dass es bei der Verwendung in Form eines Sprays leicht eine stabile Beschichtung aufbringt. Eine weitere Eigenschaft ist die hohe Härte und Verschleißfestigkeit. In praktischen Anwendungen haben Aluminiumoxidschichten den Verschleiß von Turbinenschaufeln und Gießereiwerkzeugen verringert. Die Struktur ist chemisch stabil. Die Anforderungen an die thermische Beständigkeit und die Korrosionsbeständigkeit sind hoch. Seine niedrige Wärmeleitfähigkeit ist auch ein Vorteil bei Verfahren, bei denen die Wärmeübertragung begrenzt werden muss. Ich habe ein Testbeispiel gesehen, bei dem Aluminiumoxid ein temperaturempfindliches Teil durch Begrenzung der Wärmeübertragung gekühlt hat. Aluminiumoxid kann auch in feinen Korngrößen hergestellt werden, was für einheitliche, gleichmäßige Beschichtungen unerlässlich ist.

Kompatibilität mit thermischen Spritztechniken

Aluminiumoxidpulver ist mit den meisten thermischen Spritzverfahren sehr gut verträglich. Das Pulver kann problemlos mit Plasmaspritzverfahren verwendet werden. Beim Plasmaspritzen wird Aluminiumoxidpulver verwendet und bei hohen Geschwindigkeiten geschmolzen. Die Beschichtung der Teile erfolgt durch Abscheidung des schnell erstarrten Materials. Die beliebteste Anwendung des Plasmaspritzens von Aluminiumoxid sind Wärmedämmschichten für Motoren. Ein weiteres mit Aluminiumoxidpulver kompatibles Verfahren ist das Hochgeschwindigkeits-Sauerstoffspritzen. Bei dieser Methode führt die hohe Geschwindigkeit der Partikel zu einer dichten Ablagerung auf dem Substrat. Aluminiumoxid wird in der Praxis mit beiden Verfahren eingesetzt, um die Lebensdauer von beanspruchten und beheizten Teilen zu verlängern.

Funktionelle Vorteile bei der Verwendung von Beschichtungen

Die funktionellen Vorteile von Aluminiumoxidpulver zeigen sich bei der Verwendung der Beschichtung. Thermisch gespritztes Aluminiumoxid beispielsweise ergibt eine harte und homogene Schicht. Diese Gleichmäßigkeit führt zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit von Rissen, wenn Bauteile thermischen Wechselbeanspruchungen ausgesetzt sind. Meine Kollegen und ich haben an Aufträgen gearbeitet, bei denen Aluminiumoxidbeschichtungen Mikrorisse in Hochtemperaturbetriebsanlagen verhindert haben. Tonerde erhöht auch die Verschleißfestigkeit. Ein Beispiel ist die Verwendung in der Industrie, wo bewegliche Teile dem Abrieb ausgesetzt sind und Aluminiumoxidbeschichtungen den Materialverlust verringern. Die Beschichtung wird auch wegen ihrer chemischen Inertheit geschätzt. Mit Aluminiumoxid beschichtete Oberflächen reagieren nicht leicht mit Säuren oder anderen ätzenden Stoffen. Außerdem ermöglichen Aluminiumoxidbeschichtungen eine geringe Wärmeübertragung. Alle Fälle, die ich erlebt habe, beweisen, dass die Verwendung von Aluminiumoxidpulver zu einer effizienteren, kostengünstigeren Schutzbeschichtung führt.

Werkstoffe für thermische Spritztechniken

Die meisten Werkstoffe arbeiten mit Aluminiumoxid in der Werkstoffliste für das thermische Spritzen zusammen. Nickel- und Kobaltlegierungen sind repräsentative Beispiele. Sie zeichnen sich durch hervorragende Haftung und Zähigkeit aus, während Keramiken eine sehr hohe Hitzebeständigkeit aufweisen. Unter den Keramiken ist Aluminiumoxid selbst sehr bekannt. Tonerde ist im Vergleich zu Yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumdioxid kostengünstiger und einfacher zu verarbeiten. Siliziumkarbid und Chromoxid sind repräsentative Beispiele für gängige Pulver. Jedes Material wird für einen anderen Zweck verwendet, aber Aluminiumoxid gewährleistet eine ausgewogene Leistung in Bezug auf Härte, Verschleißfestigkeit und Isolierung. Ingenieure in der Praxis wählen die Werkstoffe je nach Umgebung, erforderlicher Festigkeit und Wirtschaftlichkeit aus. Wenn es um hohe Temperaturen in Verbindung mit extremem Verschleiß geht, hat sich Aluminiumoxidpulver als das beste Material erwiesen.

Fazit

Aluminiumoxidpulver ist aufgrund seines Schmelzpunkts, seiner Härte und seiner chemischen Stabilität ein starker Anwärter für Schutzbeschichtungen durch thermisches Spritzen. Dies sind die wichtigsten Vorteile. Es lässt sich gut mit herkömmlichen thermischen Spritzverfahren wie Plasmaspritzen und Hochgeschwindigkeits-Sauerstoffspritzen kombinieren. Weitere Informationen finden Sie bei Stanford Advanced Materials (SAM).

Häufig gestellte Fragen

F: Warum ist Aluminiumoxidpulver ideal für das thermische Spritzen?

F: Aluminiumoxid bietet einen hohen Schmelzpunkt, Härte und chemische Stabilität. Es bildet harte, dichte Schichten.

F: Warum ist Aluminiumoxidpulver für die Wärmekontrolle von Vorteil?

F: Aluminiumoxidpulver hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Es hemmt den Durchgang von Wärme und schützt empfindliche Oberflächen vor Zerstörung.

F: Welche herkömmlichen thermischen Spritztechniken werden mit Aluminiumoxidpulver verwendet?

F: Aluminiumoxidpulver kann erfolgreich in Kombination mit Plasmaspritz- und Hochgeschwindigkeits-Sauerstoffspritztechniken eingesetzt werden.