Zusammenfassung
Hochtemperaturbeschichtungen werden hauptsächlich eingesetzt, um zwei Funktionen zu erfüllen: a) Korrosionsschutz und b) Wärmedämmung der Bauteile. Während für die erstgenannte Aufgabe metallische Schichten aufgebracht werden, handelt es sich bei Wärmedämmschichten um keramische Überzüge mit geringer Wärmeleitfähigkeit. Hochtemperaturbeschichtungen erfüllen oft auch mehreren Funktionen. Neben dem Korrosionsschutz dienen z. B. metall-keramische Schichten bei Abgasanlagen in Kraftwerken auch dem Verschleißschutz.
Bei Beschichtungen spricht man auch von Schutzschichten (protective coatings), wenn sie den Grundwerkstoff vor einer bestimmten Einwirkung von außen abschirmen, aber nicht optische oder elektrische Funktionen erfüllen. Üblicherweise versteht man darunter Korrosionsschutz; ist Wärme- oder Verschleißschutz gemeint, wird dies begrifflich gekennzeichnet. Deckschichten, z. B. Oxide, werden manchmal ebenfalls als Schutzschichten bezeichnet, weil sie Korrosion verhüten oder mindern. Bei den Hochtemperaturbeschichtungen handelt es sich ausnahmslos um Dickschichten in Abgrenzung zu Dünnschichten, wobei der Übergang bei etwa 1 bis 5 \( \upmu \)m Schichtdicke definiert wird.
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Notes
- 1.
Die Definitionen hierzu sind in der Literatur nicht einheitlich. So werden z. B. EB-PVD-Wärmedämmschichten für Turbinenschaufeln zu den Dünnschichten gezählt, obwohl diese mit Schichtdicken von bis zu 150 \( \upmu \)m aufgebracht werden. In vielen anderen Anwendungsfällen wird der Übergang von Dünn- zu Dickschicht bei etwa 50 \( \upmu \)m definiert.
- 2.
Bei gesättigten Atmosphären kann der korrosive Angriff auch durch ein Kondensat hervorgerufen werden. Hierfür sind dann entsprechend angepasste Beschichtungen erforderlich.
- 3.
Die Prozessbedingungen hängen stark von der zu erzeugenden Schicht ab. So werden für α-\( {\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3 \) Temperaturen über 1000 °C verwendet, bei anderen Spezifikationen wie γ-\( {\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3 \) liegen die Temperaturen unter 1000 °C.
- 4.
Die hier formulierten Gleichgewichtsreaktionen beschreiben den Prozess nur formal. Aus kinetischen Gründen sind auch andere Reaktionswege möglich.
- 5.
Mit der Weiterentwicklung des HVOF-Verfahrens hat das Detonationsflammspritzen an Bedeutung verloren.
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Maier, H.J., Niendorf, T., Bürgel, R. (2019). Hochtemperatur-Korrosionsschutzschichten. In: Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-25314-1_7
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