Wirtschaft + Unternehmen
Keramikwerkstoffe mit Diamantbeschichtung
Das hat sich jetzt geändert: Keramikwerkstoffe, die mit einem hauchdünnen Diamantfilm beschichtet wurden, erwiesen sich in Testreihen als besonders widerstandsfähig. Der Diamant, als härtester bekannter Werkstoff, widersteht Verschleiß und Korrosion besser als die meisten anderen Materialien, außerdem gleiten diamantbeschichtete Oberflächen mit sehr viel weniger Reibung aufeinander als unbeschichtete. Eine wichtige Entwicklung für stark beanspruchte Dichtungen in Pumpen, Rührwerken und Hochleistungswerkzeugen.
Gleitringdichtungen aus DiaCer, so der Name der neuen Kombination, sind vor allem für die Chemisch-Pharmazeutische- und die Lebensmittelindustrie interessant. Gerade bei den dort eingesetzten Pumpen und Rührwerken sind Schmiermittelreste und Abriebprodukte wie beispielsweise Graphitstaub unerwünscht. Trockenlaufeigenschaften sind aber auch in Heißwasserspeisepumpen oder in Wellendichtungen großer Dampfturbinen gefragt. Hier können durch den Einsatz diamantbeschichteter Dichtungen die Spaltabstände zwischen den Dichtungsringen kleiner gehalten und dadurch die Energieausbeute weiter gesteigert werden.
Die Diamantbeschichtung wird im IST in Braunschweig durchgeführt: Die Bauteile befinden sich in einem Vakuumbehälter, dem Wasserstoff und Methan zugeführt wird. Um den Wachstumsprozess zu starten, werden Drähte, die im Abstand von wenigen Zentimetern über den Objekten liegen, bis zur Weißglut erhitzt. Dadurch wird das Gas aktiviert und der Kohlenstoff lagert sich auf der Oberfläche in kristalliner Form ab. Die Schicht wächst dann mit circa einem Mikrometer pro Stunde ¿ der gesamte Prozess für eine effektive Dicke dauert also ungefähr einen Tag. Insgesamt sind vier Fraunhofer-Institute involviert: Das IST für die Beschichtung, das IKTS mit der Entwicklung neuer Keramikwerkstoffe, das IWM mit der Bauteil- und Belastungsprüfungen und das IPK mit der Prüfung von DiaCer-Werkzeugen beim Zerspanungs- und Umformprozess.
st
Links: http://www.ist.fraunhofer.de
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