Prozessintegrierte Beschichtung von offenporigen Metallschäumen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Metallschäume zeigen wegen ihrer niedrigen Werkstoffdichte sowie ihrer strukturellen und funktionellen Eigenschaften eine Vielzahl außergewöhnlicher Eigenschaftskombinationen. Das technische Interesse ist vor allem dann gegeben, wenn eine Kombination von funktionellen und strukturellen Eigenschaften gewünscht ist. Am Institut für Eisenhüttenkunde der RWTH Aachen (lEHK) werden offenporige Metallschäume aus Eisen-, Stahl- und Nickelbasispulvern nach dem SchlickerReaktionsSchaumSinter (SRSS)-Verfahren hergestellt. Gerade Eisenschäume besitzen durch die große metallische Oberfläche eine geringe chemische Stabilität gegenüber korrosiven Medien, die durch eine keramische Beschichtung verbessert werden kann. Die Veredelung der Porenoberfläche durch Aufbringen von Schutz- und Funktionsschichten aus chemisch beständigen Werkstoffen wie Oxiden vergrößert das Spektrum an möglichen Einsatzgebieten deutlich. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wird eine ausführliche Untersuchung der Funktionalität des infiltrierten Schaums in Abhängigkeit von den Beschichtungsparametern für Al2O3-Schichten durchgeführt. Dazu wurden die Ofenbedingungen für die Schaumherstellung und das Infiltrieren aufeinander abgestimmt, um ein prozessintegriertes Infiltrieren in einem Fertigungsschritt während des Sinterns durchführen zu können. Die Untersuchungen zeigen, dass das Infiltrieren von AI2O3 nur dann möglich ist, wenn eine Zwischenschicht aus TiN abgeschieden wird. Ohne Zwischenschicht wird das Eisen geätzt und die Bildung einer deckenden Al2O3-Schicht verhindert. Die chemische Stabilität, gemessen mittels Oxidationstests, konnte bei einer Oxidationstemperatur von 600°C um sechs Größenordnungen erhöht werden. Die Homogenität der Schichtdickenverteilung wird durch einen niedrigen Druck und eine niedrige Temperatur begünstigt. Die signifikante Verbesserung der chemischen Stabilität ermöglicht den Einsatz derartiger Schäume z. B. als Katalysatorträger für die Abgasreinigung oder als Heißgasfilter/Partikelfilter.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Inconel 625 foams produced by the SlipReactionFoamSintering (SRFS)- process for high temperature applications, Conference proceedings, MetFoam, 5th International Conference on Porous Metals and Metallic Foams, Montreal Canada, November 2007
S. Angel, W. Bleck, D.E Hajas, J.M. Schneider
