Prozessdiagnostik und Beschichtungstechnik beim Plasma- und Hochgeschwindigkeitsflammspritzen von keramischen Suspensionen

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Das Suspensionsspritzen stellt eine Weiterentwicklung des thermischen Spritzens dar, bei dem der Spritzzusatzwerkstoff nicht als Pulver, sondern als Suspension in den Brenner oder den heißen Expansionsstrahl eingebracht wird. In der vorliegenden Schrift werden die beiden Hauptverfahren, das Hochgeschwindigkeitssuspensionsflammspritzen (HVSFS) und das Suspensionsplasmaspritzen (SPS), hinsichtlich ihrer Prozesseigenschaften und der erzielbaren Schichteigenschaften verglichen. Die technischen Besonderheiten beider Verfahren werden herausgearbeitet. Der Fokus liegt auf der Verarbeitung von Oxidkeramiken (Al2O3 und YSZ) sowie speziellen technischen Gläsern. Der Forschungsansatz zielt auf ein tiefgreifendes Verständnis der physikalischen Grundlagen des Spritzprozesses, insbesondere der Stoff- und Wärmeübergangsphänomene und der Partikelgenese. Es werden moderne Verfahren der optischen Partikelmesstechnik und Prozessdiagnostik eingesetzt, um Parameter wie Partikelgeschwindigkeit, -größenverteilung und Wärmestromdichte zu bestimmen. Zudem werden industrielle Anwendungsmöglichkeiten für beide Prozesse aufgezeigt, die mit klassischen thermokinetischen Verfahren nicht oder nur eingeschränkt realisierbar sind. Dazu zählen Schutzschichten für Lambdasonden, thermische Barriereschichten für motorische Anwendungen, Elektrolytschichten für Hochtemperaturbrennstoffzellen sowie Bioglasschichten für medizinische Anwendungen.