Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leitfähige Diamantschicht für Bauteile von Hochleistungspumpen

31.07.2003


Diamantbeschichtete Gleitringe


Bor-dotierte Diamantschicht bei hoher Vergrößerung im Rasterelektronenmikroskop. Die kristalline Form der einzelnen, zusammengewachsenen Diamantkristalle wird durch den kleinen Borgehalt nicht gestört. Aufnahmen: Lehrstuhl WTM


Dünne Schichten aus Diamant sind unvergleichlich hart und glatt und schützen stark beanspruchte Maschinenbauteile bestens vor Verschleiß. Außerdem leiten die Kohlenstoff-Kristalle überschüssige Wärme ab; nur dem elektrischen Strom setzen sie hohen Widerstand entgegen. Deshalb dürfen explosive Substanzen in einer Pumpe nicht mit diamantbeschichteten Teilen in Kontakt kommen. An der Universität Erlangen-Nürnberg hat die Diamantforschungsgruppe des Lehrstuhls für Werkstoffkunde und Technologie der Metalle (WTM) von Prof. Dr. Robert Singer dieses Problem gelöst. In Zusammenarbeit mit dem Fürther Unternehmen DiaCCon GmbH gelang es erstmals, elektrisch leitfähige Diamantschichten auf keramischen Gleitringen herzustellen, und zwar durch Zugabe eines geringen Anteils Bor.


In der Tribologie, die sich mit Reibung, Verschleiß und Schmierung von gegeneinander bewegten Körpern befasst, werden Schutzschichten aus Diamant wegen ihrer herausragenden Eigenschaften die schwersten Aufgaben zugewiesen. Sie sind beispielsweise für den Einsatz in Hochleistungspumpen geeignet, da die hohe Härte und Wärmeleitfähigkeit und die niedrige Reibung effektiven Schutz von Gleitringen für Pumpenlager oder -dichtungen bedeutet. Pumpenteile mit Diamantbeschichtungen haben eine wesentlich längere Lebensdauer und sind äußerst belastbar; sie halten sogar im Trockenlauf durch, wo heutige Standardbauteile sofort versagen.

Natürlicher Diamant ist allerdings ein Isolator, und auch künstlich hergestellte Diamantschichten sind durch einen hohen elektrischen Widerstand charakterisiert. Bei schneller Bewegung können sich beschichtete Gleitringe daher elektrisch aufladen. Dann kann nicht ausgeschlossen werden, dass Funken überspringen, was beim Pumpen von explosiven Flüssigkeiten höchst gefährlich ist.


Eine Dotierung der Diamantschicht mit weniger als einem Prozent Bor, wie sie die WTM-Forschungsgruppe vorgenommen hat, kann diese Gefahr beseitigen. Nach dem Einbau von Bor-Atomen in das Kristallgitter besitzt der Diamant eine elektrische Leitfähigkeit, die Aufladungen verhindert. Bei Temperaturen über 600°C bildet sich außerdem Boroxid, das die Schicht zusätzlich vor Oxidation schützt. In weiteren Forschungsarbeiten soll der Einfluss der Bor-Dotierung auf die tribologischen Eigenschaften der Diamantschichten untersucht werden.

Gertraud Pickel | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-erlangen.de

Weitere Berichte zu: Diamant Diamantschicht Gleitring Hochleistungspumpe Reibung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum
07.12.2016 | Technische Universität Graz

nachricht Bioabbaubare Polymer-Beschichtung für Implantate
06.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heimcomputer entdecken rekordverdächtiges Pulsar-Neutronenstern-System

08.12.2016 | Physik Astronomie

Siliziumsolarzelle des ISFH erzielt 25% Wirkungsgrad mit passivierenden POLO Kontakten

08.12.2016 | Energie und Elektrotechnik

Oberleitungs-LKW: Option für einen umweltverträglichen Güterverkehr?

08.12.2016 | Verkehr Logistik