Funktionalisierung von Keramikoberflächen durchthermisch gespritzte Schichten

Das Ziel der hier vorgestellten Arbeiten war die Entwicklung thermisch gespritzter Beschichtungslösungen für keramische Substrate, um die Funktionalität ihrer Oberflächen flexibel und gezielt verändern zu können. Prinzipiell können alle Keramiksubstrate beschichtet werden, die eine ausreichende Festigkeit aufweisen. Bei porösen Keramiken (einschließlich vorgesinterter Keramiken) kann auf eine Substratvorbereitung verzichtet werden, dabei existieren unterschiedliche Grenzen für die verschiedenen Spritzverfahren (rund 60% Porosität bei APS und rund 30% beim HVOF und S-HVOF). Im Fall von dichten technischen Keramiken ist eine Substratvorbereitung notwendig. Das Sandstrahlen führt zu Substratschädigungen und Bindefehlern. Hier ist als Methode zur Substratvorbereitung die Laserablation die beste Wahl. Rauheitswerte Rz von rund 40 μm ermöglichen die Herstellung dicker Schichten mit einer guten Anbindung zum Substrat. Eine Optimierung kann dadurch erreicht werden, wenn bei der Herstellung der Keramik die spätere Beschichtung von Anfang an Berücksichtigung findet und so auf eine spezielle Substratvorbereitung verzichtet werden kann. Dies eröffnet gleichzeitig auch vollkommen neue technologische Möglichkeiten wie das Beschichten vorgesinterter Keramikbauteile und das anschließende gemeinsame Sintern (Co-firing) von Substrat und Schicht.