Oberflächenkeramisierung

Oberflächenkeramisierung – Plasmaspritzen und selbstausbreitende Hochtemperatursynthese
Beim Plasmaspritzen entsteht ein Gleichstromlichtbogen zwischen Kathode und Anode. Der Lichtbogen ionisiert das Arbeitsgas zu einem Hochtemperaturplasma. Die Plasmaflamme wird gebildet, um das Pulver zu schmelzen und Tröpfchen zu bilden. Der Hochgeschwindigkeitsgasstrom zerstäubt die Tröpfchen und schleudert sie dann auf das Substrat. Die Oberfläche bildet eine Beschichtung. Der Vorteil des Plasmaspritzens besteht darin, dass die Spritztemperatur sehr hoch ist, die Kerntemperatur über 10.000 K erreichen kann und jede beliebige Keramikbeschichtung mit hohem Schmelzpunkt hergestellt werden kann und die Beschichtung eine gute Dichte und hohe Haftfestigkeit aufweist. Der Nachteil besteht darin, dass die Sprüheffizienz höher ist. Niedrige und teure Ausrüstung, die einmaligen Investitionskosten sind höher.

Die sich selbst ausbreitende Hochtemperatursynthese (SHS) ist eine Technologie zur Synthese neuer Materialien durch Selbstleitung hoher chemischer Reaktionswärme zwischen Reaktanten. Es bietet die Vorteile einer einfachen Ausrüstung, eines einfachen Prozesses, einer hohen Produktionseffizienz, eines geringen Energieverbrauchs und keiner Umweltverschmutzung. Es handelt sich um eine Oberflächentechnik, die sich sehr gut zum Schutz der Innenwand von Rohren eignet. Die von SHS hergestellte Keramikauskleidung zeichnet sich durch hohe Haftfestigkeit, hohe Härte und Korrosionsbeständigkeit aus, wodurch die Lebensdauer der Rohrleitung effektiv verlängert werden kann. Der Hauptbestandteil der in Erdölpipelines verwendeten Keramikauskleidung ist Fe+Al2O3. Der Prozess besteht darin, das Eisenoxidpulver und das Aluminiumpulver gleichmäßig im Stahlrohr zu vermischen und dann mit hoher Geschwindigkeit auf der Zentrifuge zu rotieren, dann durch einen elektrischen Funken zu entzünden, und das Pulver brennt. Durch die Verdrängungsreaktion entsteht eine geschmolzene Schicht aus Fe+Al2O3. Die geschmolzene Schicht wird unter der Wirkung der Zentrifugalkraft geschichtet. Fe befindet sich nahe der Innenwand des Stahlrohrs und Al2O3 bildet eine keramische Innenauskleidung abseits der Rohrwand.