Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Beschichtungsverfahren für Verbundmaterialien - Funktionale Werkstoffe für Menschen und Maschinen

17.09.2010
Beschichtete Materialien und Werkstoffe haben einen hohen Stellenwert im Maschinenbau, in der Luftfahrt sowie in der Energie- und Medizintechnik.

Thermokinetische Beschichtungsverfahren machen metallische und keramische Werkstoffe zu hochwertigen Funktionsmaterialien wie beispielsweise thermisch gespritzte Wärmedämmschichten in Flugturbinen und Biofunktionsschichten auf Endoprothesen (Gelenkprothesen).

Am Institut für Fertigungstechnologie keramischer Bauteile an der Uni Stuttgart (IFKB) erforscht man neue Beschichtungsverfahren, bei denen Suspensionen mit Überschallgeschwindigkeit auf den Werkstoff aufgebracht werden. Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, extrem harte Schichten herzustellen, die eine sehr hohe Verschleißbeständigkeit aufweisen.

Bei den klassischen Verfahrensvarianten werden die Spritzzusatzwerkstoffe in fester Form meist als Pulver oder Drähte einem Brenner zugeführt. Dort wird das Material aufgeschmolzen, im Heißgas beschleunigt und in Form feiner, schmelzflüssiger Tropfen auf die Werkstückoberfläche aufgebracht. Die Partikel erreichen dabei teilweise mehrfache Schallgeschwindigkeit, was zu entsprechend hoch verdichteten Schichtstrukturen führt. Mit neuen Forschungsansätzen will man das Spektrum der Spritzzusatzwerkstoffe erweitern. Prinzipiell lassen sich in einen Beschichtungsbrenner auch flüssige Spritzzusätze in Form einer Lösung oder Suspension zuführen. Die Anwesenheit eines Lösungsmittels birgt dabei gleich mehrere interessante Möglichkeiten. Extrem feine Pulver im submikron oder nanoskaligen Bereich, die auf mechanische Weise nicht mehr transportierbar und verarbeitbar sind, lassen sich in Form einer Suspension mit Hilfe spezieller Pumpen oder mittels druckbasierter Fördersysteme präzise und sicher in das Beschichtungsaggregat transportieren. Dies ist vor allem für die Verarbeitung von Nanopulvern von großem Vorteil. Über Art und Zusammensetzung des Lösungsmittels kann dem Prozess zusätzlich Energie zugeführt oder entzogen werden, womit man die thermische Belastung der in der Suspension befindlichen Pulverwerkstoffe steuern kann.

Die Stuttgarter Wissenschaftler haben dafür das überschallschnelle Suspensionsflammspritzverfahren entwickelt und verarbeiten damit oxidkeramische Werkstoffe, Kalziumphosphatkeramiken und spezielle Biogläser zu neuartigen Funktionsschichten. (Biogläser besitzen die Fähigkeit zur Biomineralisation, sie bilden in Kontakt mit Körperflüssigkeit auf ihrer Oberfläche eine Schicht aus Hydroxylapatit.) Aus nanoskaligen Chromoxidpulvern werden beispielsweise Hartstoffüberzüge hergestellt, die extreme Schichthärten aufweisen. Und aus nanoskaligem Titanoxidpulver lassen sich Schichten abscheiden, die als Funktionsschichten in trockenlaufenden oder mangelgeschmierten Reibpaarungen eingesetzt werden können und eine sehr gute Verschleißbeständigkeit aufweisen. Diese Schichten wurden unter anderem schon erfolgreich auf Zylinderlaufflächen in Leichtmetallkurbelgehäusen von Otto- und Dieselmotoren appliziert.

Das Verfahren ermöglicht auch die Herstellung bioresorbierbarer Schichten auf Basis suspensionsgespritzter Biogläser. Durch die neuartigen Schichten wird das Knochenwachstum stimuliert und auf diese Weise für ein verbessertes Einwachsverhalten von Hüft- und Kniegelenksimplantaten gesorgt.

Ansprechpartner: Dr. Andreas Killinger, Institut für Fertigungstechnologie keramischer Bauteile, Tel. 0711/685-68230,e-mail: andreas.killinger@ifkb.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Staubarmes Recycling wertvoller Rohstoffe aus Elektronikschrott
16.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Mikrostrukturen mit dem Laser ätzen
25.10.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie