Materialien und Bauteile

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Keramische Beschichtungen

Das Fraunhofer-Zentrum HTL entwickelt Keramikbeschichtungen für den Einsatz bei hohen Temperaturen. Anhand der Kundenanfrage wird zunächst ein Konzept für die Entwicklung erarbeitet und mit dem Kunden abgestimmt. Dabei werden u.a. Fragen zu den Anforderungen der Keramikbeschichtung, Auftragstechnik, Grundwerkstoff, Einsatzbedingungen, etc. abgeklärt. Bei der Konzeptionierung des Lösungsansatzes hat sich der Einsatz von Material- und Thermodynamikdatenbanken bewährt.

Der Fokus des Fraunhofer-Zentrums HTL liegt auf der Formulierung von flüssigen Beschichtungslacken und pulvergefüllten Harzsystemen, welche über einfache und großtechnisch umsetzbare Applikationsverfahren wie beispielsweise Tauchen, Sprühen oder Streichen aufgetragen werden können. Diese Applikationsverfahren bieten viele Freiheitsgrade beim Schichtauftrag. So können auch komplexer-geformte Bauteile oder Innenoberflächen von Bauteilen beschichtet werden. Im Vergleich zu Gasphasen- und thermischen Spritzverfahren bieten die nasschemischen Verfahren zudem häufig den Vorteil von besser einstellbaren Gefügen in den Schichtsystemen.

Turbinenschaufel
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Beschichtung der Innenoberfläche einer Turbinenschaufel

Für die Beschichtungen kann eine Vielzahl von Materialsystemen standardmäßig angeboten werden, u.a. Al2O3, Al2O3-SiO2, SiO2, Seltene-Erd-(Di)-Silikate, Yttrium-Aluminium-Granat, ZrO2, Zirkontitanate, TiO2, SiC, BN oder SiBNC.

Die Beschichtungslacke werden in Abhängigkeit der vom Kunden favorisierten Auftragstechnik bezüglich ihrer Verarbeitungseigenschaften angepasst. In Abhängigkeit von Auftragstechnik und Formulierung des Beschichtungslacks sind Schichtdicken von ca. 50 nm bis über 100 µm möglich. Es werden vorwiegend metallische und keramische Bauteile beschichtet. Nach dem Schichtauftrag müssen die Schichten im Normalfall eingebrannt werden. Dazu stehen Öfen mit verschiedenen Atmosphären (Luft, inert, Vakuum, reduzierend) und in verschiedenen Größen zur Verfügung. Auch alternative Einbrennprozesse wie das Lasersintern sind möglich (vgl. Baber, J.; Raether, F.: Production of oxide ceramic coatings on glass by laser sintering). Wichtig bei der Entwicklung des Einbrennprozesses ist es, den Grundwerkstoff nicht zu schädigen. Hier erfolgt eine enge Abstimmung mit dem Kunden. Ist ein Einbrennprozess vom Kunden nicht gewünscht oder aus bestimmten Gründen nicht möglich, so können alternative Ansätze zur Konsolidierung der Beschichtungen eingesetzt werden.

 

Kundenspezifische Lösungen

Die Keramikbeschichtungen finden Anwendung als Korrosions- und Verschleißschutz, zur Oberflächenversiegelung (vgl. Nöth, A.; Vogt, J.: High-temperature stable gas-tight sealings for plasma-sprayed ceramic components), als Heizschichten oder als Antihaftschichten für Metallschmelzen. Zur Charakterisierung der Schichten stehen umfangreiche Testmöglichkeiten, auch nach DIN EN zertifizierten Normen, zur Verfügung. Für den Anwendungsfall sind neben den standardisierten Prüfungen häufig weitere Tests notwendig. In Abstimmung mit dem Kunden werden deshalb auch Testverfahren realisiert, welche für die Schichtentwicklung oder den Schichteinsatz von Relevanz sind. Im Auftrag von Kunden beschichten wir Bauteile oder Probekörper und testen diese bei Bedarf auch unter anwendungsnahen Bedingungen.

Leistungsangebot:

  • Entwicklung und Charakterisierung von Lacken für oxdische und nichtoxidische Keramikbeschichtungen
  • Entwicklung von Keramikbeschichtungen für Hochtemperaturanwendungen und Korrosionsschutz
  • Bemusterung von Kunden mit Beschichtungslacken und beschichteten Testkörpern
  • Beschichtung von Bauteilen im Kundenauftrag
  • Anwendungsnahe Charakterisierung von Beschichtungen
  • Beschichtungen als Korrosionsschutz, Verschleißschutz, Oberflächenversiegelung, Heizschicht, Antihaftschicht

Das Fraunhofer-Zentrum HTL entwickelt Keramikbeschichtungen für den Einsatz bei hohen Temperaturen.

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Hier finden Sie den Flyer

 

Lacke und Beschichtungen