Entwicklung von NiZn-Ferrit-Beschichtungen fürelektromagnetische Anwendungen

Ferrite sind eisenhaltige keramische Werkstoffe, die aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften und ihrer Isolationswirkung in Hochfrequenzanwendungen eingesetzt werden. Die meisten Ferrite weisen eine Spinellstruktur auf, wobei (Ni,Zn)1Fe2O4 zu den häufigsten zählt. Massive Ferrite werden üblicherweise durch Sintern von Keramikpulvern hergestellt. Von wachsendem Interesse ist jedoch die Herstellung dicker Beschichtungen, wobei das Aufbringen durch thermisches Spritzen ein hohes Potential aufweist. Im Rahmen dieser Arbeit wird über die Entwicklung von auf (Ni,Zn)1Fe2O4 basierendem Pulver und das Aufbringen einer Beschichtung sowohl durch Atmosphärisches Plasmaspritzen (APS) als auch durch Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) berichtet. Pulver und Beschichtungen wurden mit einer röntgenographischen Kristallstrukturanalyse, sowie mittels Licht- und Elektronenmikroskop untersucht, so dass die Phasenstruktur, Mikrostruktur und die Elementzusammensetzung identifiziert werden konnten. Der Einfluss der Prozessparameter auf die Beschichtung wurde sowohl für APS- als auch für HVOF-gespritzte Schichten untersucht. Dabei wurde der Zersetzung der Spinell-Struktur, der Bildung von Eisenoxidstrukturen und dem Materialverlust während des Spritzens besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass durch den Verlust an Zink und der Bildung von Wüstit (FeO) eine Veränderung des Materials erfolgte. Der Verlust an Zink hängt dabei stark vom Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen des verspritzten Partikels ab. Der Einfluss der Partikeltemperatur oder der Verweilzeit in der heißen Zone des Spritzstrahls sind hingegen vergleichsweise gering.