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Die
Erfindung betrifft ein Bauteil aus einem elektrisch isolierenden
Material mit einer Erfassungsstruktur für mechanische Beschädigungen
des Bauteils, wobei die Erfassungsstruktur einen mit dem Bauteil
fest verbundenen elektrischen Leiter aufweist und hinsichtlich ihrer
Geometrie derart an die Geometrie des Bauteils angepasst ist, dass
die mechanische Beschädigung
des Bauteils mit einer Änderung der
elektrischen Eigenschaften des elektrischen Leiters verbunden ist.
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Ein
Bauteil der eingangs angegebenen Art ist beispielsweise in der
DE 102 23 985 A1 beschrieben. Bei
dem Bauteil handelt es sich um eine Hitzeschildplatte, welche bevorzugt
aus Keramik hergestellt ist. Durch eine ständige thermische Beanspruchung
der Hitzeschildplatte, die beispielsweise in einem Brennraum einer
Gasturbine eingebaut sein kann, besteht die Gefahr, dass diese durch
Alterungsprozesse mechanisch beschädigt wird. Die mechanische
Beschädigung
besteht normalerweise in der Ausbildung von Rissen in dem spröden Material,
welche bei fortschreitender Betriebsdauer zu wachsen beginnen. Hat
das Risswachstum ein bestimmtes Stadium erreicht, so wird hierdurch
die Zuverlässigkeit
der Hitzeschildplatte in nicht mehr hinnehmbarer Weise eingeschränkt, da
diese sich beispielsweise aus ihrer Verankerung lösen könnte. Um
diesen Zeitpunkt erfassen zu können,
wird eine Erfassungsstruktur für die
mechanische Beschädigung
des Bauteils vorgesehen. Eine Anpassung der Geometrie dieser Erfassungsstruktur
an die Geometrie des Bauteils bewirkt, dass die durch einen elektrischen
Leiter ausgebildete Erfassungsstruktur bei der Rissbildung derart
beschädigt
wird, dass sich ihre elektrischen Ei genschaften, insbesondere ihre
elektrische Leitfähigkeit ändern. Diese Änderung
kann als Charakteristikum für
eine unzulässig
weit fortgeschrittene Rissbildung herangezogen werden, wobei eine
Auswertung elektrischer Signale der Erfassungsstruktur eine Entscheidung
ermöglicht,
wann eine Hitzeschildplatte ausgewechselt werden muss.
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Eine
feste Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Bauteil
kann entweder auf der Oberfläche
des Bauteils erfolgen, indem beispielsweise ein keramischer Leiter
auf die Oberfläche
oder in an der Oberfläche
verlaufenden Nuten eingebracht und mit dem keramischen Bauteil zusammen
gebrannt wird. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, den elektrischen Leiter im Inneren des Bauteils vorzusehen.
Beispielsweise kann ein elektrisches Leitmaterial schleifenförmig im
Inneren einer Hitzeschildplatte untergebracht werden, indem die
Schleife bei der Herstellung des Grünkörpers in diesen eingelegt wird.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bauteil mit einem elektrischen
Leiter als Erfassungsstruktur für
Beschädigungen
anzugeben, bei dem der elektrische Leiter auf Beschädigungen
vergleichsweise empfindlich reagiert.
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Diese
Aufgabe wird mit dem eingangs genannten Bauteil erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass
der elektrische Leiter durch einander sich berührende Partikel mit einer metallischen
Oberfläche gebildet
ist. Eine Leitung des elektrischen Leiters kommt somit dadurch zustande,
dass die Partikel mit der metallischen Oberfläche einander berühren, sodass
zwischen den Partikeln mit der metallischen Oberfläche ein
Austausch von Elektronen stattfinden kann. An den Berührungsflächen der
Partikel entstehen hierbei gewollt besonders empfindliche Bereiche des
elektrischen Leiters, die bei einer Beschädigung des Bauteils (insbesondere
einem Risswachstum, der den elektrischen Leiter schneidet) zu einer
signifikanten Veränderung
der elektrischen Eigenschaften des elektrischen Leiters führt. Insbesondere
wird der Leitungswiderstand des elektrischen Leiters verhältnismäßig stark
verändert.
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Bei
der Herstellung des elektrischen Leiters aus den Partikeln mit metallischer
Oberfläche
kann es auf Grund des Herstellungsprozesses zu einem Aufschmelzen
des die metallische Oberfläche
bildenden Metalles führen,
sodass der Verband von Partikeln, die den elektrischen Leiter bilden,
gefestigt wird. Jedoch bleibt an den Übergangsstellen zwischen den nun
innig verbundenen Partikeln die Empfindlichkeit des erzeugten elektrischen
Leiters gegenüber
mechanischen Beanspruchungen erhöht.
Es ist auch möglich,
dass die metallische Oberfläche
der Partikel bei der Herstellung des Bauteils nicht aufgeschmolzen
wird. Dies ist der Fall, wenn der Schmelzpunkt des verwendeten Metalls über den
bei der Herstellung des Bauteils auftretenden Temperaturen liegt. Bei
Kunststoffbauteilen wird dies bei der Mehrzahl der Metalle der Fall
sein. Bei keramischen Bauteilen, die zur Herstellung einer Temperbehandlung
unterzogen werden müssen,
können
geeignete hochschmelzende Metalle wie beispielsweise Wolfram verwendet
werden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Partikel vollständig aus
metallischem Material bestehen. Hierdurch ergibt sich ein elektrischer
Leiter, dessen Widerstand vorrangig durch die Kontaktstellen zwischen
den Partikeln definiert wird, da der elektrische Widerstand in den
massiven Partikeln im Vergleich zu den Berührungsstellen wesentlich geringer
ist. Alternativ hierzu kann erfindungsgemäß auch vorgesehen werden, dass
die Partikel aus einem elektrisch isolierenden Kern mit einer metallischen
Hülle bestehen.
Hierdurch wird erreicht, dass auch bei einem Aufschmel zen des Metalls
eine Struktur des erzeugten elektrischen Leiters entsteht, die nicht
massiv ausgebildet ist, sondern neben den zwischen den Partikeln
gebildeten Poren auch Teilbereiche aufweist, welche durch das elektrisch
isolierende Kernmaterial der Partikel ausgefüllt sind. Die hierdurch entstehende
schwammartige Struktur des Leiters entwickelt vorteilhaft auch eine besondere
Empfindlichkeit gegen mechanische Beschädigungen.
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Weiterhin
kann vorteilhaft vorgesehen werden, dass der Kern aus einem Material
besteht, dass bezüglich
seines mechanischen Verhaltens, insbesondere seines Wärmeausdehnungsverhaltens,
an das Verhalten des Materials des Bauteils angepasst ist. Insbesondere
bei thermisch beanspruchten Bauteilen wie Hitzeschildplatten ergibt
sich hierdurch der Vorteil, dass im Inneren des Bauteils verlegte
elektrische Leiter ein an das Wärmeausdehnungsverhalten des
umgebenden Bauteils angepasstes Wärmeausdehnungsverhalten aufweisen.
Hierdurch können Spannungen
vermieden werden, die durch eine unterschiedliche Wärmedehnung
zweier verschiedener Materialien auftreten würden und eine mechanische Überbeanspruchung
des Bauteils zur Folge haben könnten.
Im allgemeinen weisen metallische Werkstoffe beispielsweise einen
höheren
Wärmeausdehnungskoeffizienten
als keramische Bauteile auf, was die Verwendung metallischer Leiter
in Hitzeschildplatten aus Keramik erschwert. Neben einer Beanspruchung
des Bauteils wird nämlich
durch eine unterschiedliche Wärmeausdehnung
von Bauteil und elektrischem Leiter auch das mittels des elektrischen Leiters
zu erzeugende Messergebnis verfälscht, wenn
dieser durch die auftretenden Spannungen verformt wird. Durch eine
Anpassung des Wärmeausdehnungsverhaltens
von elektrischem Leiter und Bauteil kann somit auch die Empfindlichkeit
des Messverfahrens insofern verbessert werden, dass die Möglichkeit
auftretender Messfehler verringert wird. Besonders vorteilhaft ist
es, das Mate rial des Kerns identisch mit dem Material des Bauteils
zu wählen,
da hierdurch eine weitestgehend mögliche Anpassung der mechanischen
Eigenschaften des elektrischen Leiters und des umgebenden Bauteils erzeugt
werden kann.
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Selbstverständlich gilt
das oben Angeführte auch
für elektrische
Leiter, die auf der Oberfläche
des Bauteils angebracht sind. Hier können unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten
sogar zu einem Abplatzen des elektrischen Leiters von der Oberfläche führen, wodurch
die Erfassungsstruktur für
mechanische Beschädigungen
vollständig
zerstört
würde.
Hierdurch könnte
beispielsweise eine Fehlinformation entstehen, die dahin interpretiert würde, dass
eine Beschädigung
des Bauteils, insbesondere ein Fortschreiten des Risswachstums ein Grad
erreicht hat, der einen Austausch des Bauteils erfordert.
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Gemäß einer
besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Partikel mit der metallischen Oberfläche in dem elektrischen Leiter mit
vollständig
aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus dem
Material des Bauteils bestehenden Partikeln gemischt vorliegen.
Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass der metallische Füllgrad im
elektrischen Leiter weiter herabgesetzt wird. Neben den Poren zwischen
den Partikeln bzw. eventuell nicht metallischen Kernen der Partikel
liegen dann im elektrischen Leiter auch Teilbereiche vor, die durch
die vollständig
aus einem elektrisch isolierenden Material bestehenden Partikel
gebildet werden. Durch die Verringerung des Füllgrades an metallischem Material
in dem elektrischen Leiter wird dieser nach dem bereits beschriebenen
Mechanismus vorteilhaft noch empfindlicher gegen mechanische Beschädigungen.
Hierdurch wird die Empfindlichkeit der Erfassungsstruktur weiter
gesteigert.
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Wie
bereits erläutert
ist eine Anwendung der Erfassungsstruktur besonders vorteilhaft,
wenn die zu erfassende mechanische Beschädigung eine Rissbildung im
Bauteil ist, wobei der Leiter in diesem Fall derart verläuft, dass
er durch das zu erwartende Risswachstum geschnitten wird. Hierdurch
wird vorteilhaft erreicht, dass das Risswachstum, wenn es an der
Oberfläche
des Leiters angekommen ist, diesen vorzugsweise rechtwinklig zu
dessen Verlauf zu spalten beginnt, wodurch im Verhältnis zum
fortschreitenden Risswachstum die höchstmögliche Veränderung der elektrischen Eigenschaften
des Leiters erzeugt wird. Es wird hierdurch möglich, eine Veränderung der
elektrischen Eigenschaften zu erreichen, sobald der Riss an dem
Leiter, der als Erfassungsstruktur dient, angekommen ist und dann
weiter fortschreitet.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Leiter parallel zur Oberfläche des
Bauteils verläuft.
Hierbei wird dem Umstand Rechnung getragen, dass sich Risse in den
Bauteilen gewöhnlich
von der Oberfläche
ausgehend in das Bauteilinnere hinein fortpflanzen und so zu einer
fortschreitenden mechanischen Schwächung des betreffenden Bauteilquerschnitts führen. Das
Risswachstum endet mit einem mechanischen Versagen des Bauteils,
wobei die Erfassungsstruktur das Bauteilversagen verhindern soll. Werden
die Leiter parallel zur Oberfläche
des Bauteils verlegt, so ist also zu beachten, dass ein Trennen
der Leiter auf Grund eines Risswachstums erfolgt, bevor der Riss
zu einem Bauteilversagen führt.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn mehrere voneinander unabhängige Leiter
vorgesehen sind, die in unterschiedlichen Abständen parallel zur Oberfläche verlaufen.
Hierdurch kann erreicht werden, dass nicht nur ein rechtzeitiges
Auswechseln des Bauteils vor einem Versagen desselben gewährleistet
ist, sondern auch in einem früheren
Stadium der Rissausbreitung Erkenntnisse über den Zustand des Bauteils
gewonnen werden können.
Bei einem Vorliegen von voneinander unabhängigen Leitern wird das fortschreitende
Risswachstum mit zunehmendem Abstand der Rissausbreitungsfront von
der Oberfläche
nacheinander benachbarte unabhängige Leiter
erreichen, wodurch Aussagen über
den aktuellen Verlauf der Rissausbreitungsfront ermöglicht werden.
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Die
elektrischen Leiter können
hinsichtlich der zu überprüfenden Eigenschaft,
beispielsweise dem elektrischen Widerstand, durch eine elektrische Kontaktierung
ausgewertet werden. In diesem Fall kann beispielsweise ein Gleich-
oder Wechselstrom durch den elektrischen Leiter geschickt werden,
was die Ermittlung des Widerstandes ermöglicht. Eine andere Möglichkeit,
die Eigenschaften des elektrischen Leiters zu ermitteln, erfolgt
berührungslos.
Hierbei wird eine elektromagnetische Anregung im Hochfrequenzbereich
erzeugt, welche zu einer Antwort des betreffenden Leiters führt. Diese
kann beispielsweise mittels einer Antenne berührungslos erfasst werden. Bei
dieser Ausgestaltung der Erfassungsstruktur ist es vorteilhaft,
wenn der Verlauf von unabhängigen Leitern
derart ausgebildet ist, dass diese bei der hochfrequenten elektromagnetischen
Anregung voneinander unterscheidbare spektrale Signaturen erzeugen.
Unter der spektralen Signatur eines der Leiter wird im Zusammenhang
mit der Erfindung eine mathematische Funktion verstanden, bei der
die Antwort des elektrischen Leiters hinsichtlich der betrachteten
elektrischen Eigenschaft in Abhängigkeit
von einem Frequenzspektrum der Anregung ermittelt wird. Um in diesem
Anregungsbereich unterscheidbare spektrale Signaturen erzeugen zu
können,
ist es notwendig, die elektrischen Eigenschaften der unterschiedlichen
voneinander unabhängigen
Leiter zu variieren. Dies kann erreicht werden beispielsweise durch
den Verlauf der Leiter in dem Bauteil, durch die Dicke der Leiter
und durch die Wahl des Leitermaterials, wobei auch die Anordnung
der Partikel in der bereits beschriebenen Weise zu einer Variation
der elektrischen Eigenschaften beitragen kann. Wenn die voneinander
unabhängigen
Leiter hinsichtlich ihrer spektralen Signatur unterscheidbar sind,
wird es vorteilhaft möglich,
die Änderungen
der elektrischen Eigenschaften eines bestimmten dieser Leiter festzustellen,
da eine Veränderung
ihrer spektralen Signatur ihm zweifelsfrei zugeordnet werden kann.
Andererseits darf die mechanische Beschädigung eines Leiters, insbesondere
dessen Auftrennung durch die Rissbildung in dem Bauteil die spektrale
Signatur dieses Leiters nicht soweit verfremden, dass die veränderte Signatur
des Leiters nicht mehr genügend
Unterscheidungskraft von den Signaturen der anderen Leiter aufweist.
In diesem Falle ginge die Ortsinformation verloren.
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Gemäß einer
besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der
Leiter einen schleifenförmigen
Verlauf aufweist. Dieser kann vorteilhaft entlang des Randes eines
Bauteils flacher Ausprägung,
wie z. B. einer Hitzeschildplatte, verlegt werden. Außerdem lassen
sich mit Leitern, die einen schleifenförmigen Verlauf aufweisen, besonders
gut charakteristische Signaturen für eine Hochfrequenzanregung
erzeugen, welche sich durch Trennen der Schleife im Falle eines
bestimmten Risswachstums auch in leicht nachweisbarer Weise verändern.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung
beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente
sind in den Figuren mit jeweils den gleichen Bezugszeichen versehen
und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede
zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen
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1 eine
Hitzeschildplatte als Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Bauteils
im Querschnitt,
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2 die
Aufsicht auf eine Hitzeschildplatte als anderes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Bauteils
und
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3 bis 6 unterschiedliche
Ausführungsbeispiele
für elektrische
Leiter, wie sie in dem erfindungsgemäßen Bauteil zum Einsatz kommen können, als
Teilausschnitte.
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Ein
Bauteil 11 gemäß 1 ist
als Hitzeschildplatte beispielsweise für den Brennraum einer Gasturbine
ausgebildet. Dieses Bauteil hat eine der Brennkammer zugewandte
Vorderseite 12, die der thermischen Beanspruchung durch
den Brennprozess am stärksten
ausgesetzt ist, und eine Rückseite 13,
mit der sie in nicht näher
dargestellter Weise an der Wand der Brennkammer befestigt werden
kann. Das Bauteil 11 ist aus Keramik gefertigt. Im Inneren des
Bauteils sind elektrische Leiter 14a verlegt, die einen
in der Darstellung gemäß 1 nicht
erkennbaren schleifenförmigen
Verlauf aufweisen können. Diese
Leiter 14a weisen eine elektrische Verbindung 15 zur
Rückseite 13 des
Bauteils 11 auf, welche über Kontaktflächen 16 elektrisch
kontaktierbar sind. In einer Nut 17 ist ein weiterer Leiter 14b untergebracht, der
auf der Rückseite 13 ebenfalls
eine nicht näher dargestellte
Schleife bildet. Weiterhin ist auf der durch die Rückseite 13 gebildeten
Oberfläche
des Bauteils ein erhabener Leiter 14c ausgebildet, der ebenfalls
schleifenförmig
verläuft.
Auch die Leiter 14b und 14c weisen Kontaktflächen 16 zu
deren Kontaktierung auf. Da die Kontaktflächen auf der Rückseite 13 des
Bauteils 11 ange ordnet sind und die thermische Beanspruchung
der Kontaktflächen 16 in
Grenzen gehalten werden kann, ist eine Kontaktierung der eingebauten
Hitzeschildplatte auch während
des Betriebes möglich.
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Der
Schnitt gemäß 1 verläuft weiterhin genau
durch einen Riss 18, der sich mit einer Rissfront 19 in
Richtung des Pfeils 20 im Bauteil 11 ausbreitet.
Hierbei wurde der äußerste der
Leiter 14a bereits durchtrennt, sodass bei einer elektrischen
Kontaktierung dieses Leiters kein Stromkreis mehr geschlossen werden
kann. Da die Leiter 14a, 14b, 14c alle
parallel zur Oberfläche,
gebildet aus der Vorderseite 12 des Bauteils, verlaufen,
ist durch den Ausfall des ersten Leiters 14a ein indirekter
Rückschluss
auf den Rissfortschritt möglich.
Durch ein weiteres Risswachstum werden nacheinander auch der weitere Leiter 14a,
der Leiter 14b und zuletzt der Leiter 14c durchtrennt.
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2 zeigt
einen möglichen
schleifenförmigen
Verlauf der Leiter 14a, 14b mit einem konstanten Abstand
zum Rand des plattenförmigen
Bauteils 11. Es ist weiter zu erkennen, wie ein fortschreitendes Risswachstum
der Risse 18 nacheinander erst die äußere Schleife 14a und
dann die innere Schleife 14b durchtrennt. Anders als in 1 sind
die Leiter 14a, 14b gemäß 2 als Induktionsschleifen
ausgeführt,
d. h. sie weisen keine Kontaktflächen 16 auf und
sind geschlossen ausgeführt.
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Den 3 bis 6 lässt sich
entnehmen, dass die elektrischen Leiter 14 aus metallischen
Partikeln 21 oder aus Partikeln 22, bestehend
aus einem nichtmetallischen Kern 23 und einer metallischen Hülle 24 bestehen
können.
Zusätzlich
können
weitere Partikel 25 aus einem elektrisch isolierenden Material
in den Leitern 14 vorgesehen werden. Das Bauteil 11, welches
nur als an den elektrischen Leiter 14 angrenzender Teilbereich
dargestellt ist, ist mit dem Leiter 14 fest verbunden,
wobei der den jeweiligen Übergang
zwischen Bauteil 11 und Leiter 14 zeigende Ausschnitt
gemäß 3 bis 6 alle
möglichen Anordnungen
der Leiter 14a, 14b oder 14c auf dem Bauteil
repräsentieren
kann.
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Im
Folgenden sollen unterschiedliche Strukturen der aus Partikeln 21, 22, 25 bestehenden
Leiter genauer erläutert
werden, wobei sich für
den Fachmann ersichtliche weitere Kombinationen aus den in den Figuren
erläuterten
Varianten ergeben. Die verwendeten Partikel 21, 22, 25 können als
Mikropartikel (d. h. mit Abmessungen von ca. 0,1 bis 500 μm) oder als
Nanopartikel (d. h. mit Abmessungen von höchstens 100 nm) ausgeführt sein.
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Der
elektrische Leiter 14 gemäß 3 ist aus
metallischen Partikeln 21 gebildet. Dies bedeutet, dass
die Partikel 21 aus massivem Metall bestehen. Benachbarte
Partikel 21 berühren
sich jeweils an Berührungsstellen 26,
wobei Hohlräume 27 zwischen
den Partikeln den effektiven Leiterquerschnitt des elektrischen
Leiters 14 vermindern und so die Empfindlichkeit gegenüber einer
Beschädigung
des Leiters 14 beispielsweise durch ein sich ausbreitendes
Risswachstum im Bauteil 11 erhöhen.
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Das
Bauteil 11 besteht beispielsweise aus Kunststoff, wobei
die Partikel 21 in diesen eingegossen sind. Bei dem hiermit
verbundenen Herstellungsprozess entstehen Temperaturen, die zu einem
Anschmelzen der Partikel 21 nicht ausreichen. Daher bleiben
die Berührungsstellen
der benachbarten Partikel erhalten, ohne dass sich eine stoffschlüssige Verbindung
zwischen den benachbarten Partikeln 21 ausbildet.
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Das
Bauteil 11 gemäß 4 besteht
aus einer Keramik und könnte
beispielsweise eine Hitzeschildplatte bilden. Als elektrischer Leiter 14 kommen wieder
metallische Partikel 21 zum Einsatz, wobei diese auf Grund
der mit der Herstellung des Bauteils 11 verbundenen Wärmebehandlung
zumindest an ihrer Oberfläche
aufgeschmolzen wurden und deswegen eine stoffschlüssige Verbindung
28 zueinander ausgebildet haben. Hierbei können dennoch Hohlräume 27 zwischen
den verschmolzenen Partikeln 21 verbleiben.
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Weiterhin
sind neben den metallischen Partikeln 21 weitere Partikel 25 aus
demselben keramischen Material wie das Bauteil 11 zur Ausbildung
der Struktur des elektrischen Leiters 14 zur Anwendung gekommen.
Diese können
beispielsweise durch die metallischen Partikel 21 eingeschlossen
sein oder auch an der Grenze zum Bauteil 11 durch die erfolgte Wärmebehandlung
stoffschlüssig
mit dem Material des Bauteils 11 verbunden sein. Angedeutet
sind auch die Ränder
von keramischen Partikeln 29, welche das Gefüge des Bauteils 11 bilden.
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Der 4 lässt sich
weiterhin entnehmen, dass die weiteren Partikel 25 in dem
Material des Leiters 14 nur in einer derartigen Konzentration
zu den metallischen Partikeln 21 gegeben werden dürfen, dass
die metallischen Partikel 21 zuverlässig eine zusammenhängende Struktur
ausbilden. Nur auf diese Weise können
sich im elektrischen Leiter 14 als Strichpunktlinie angedeutete
elektrische Leitpfade 30 ausbilden, die die elektrische
Leitfähigkeit
des Leiters 14 gewährleisten.
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Bei
dem elektrischen Leiter 14 gemäß 5 werden
zur Leitung des elektrischen Stroms Partikel 22 verwendet,
die jeweils aus einer metallischen Hülle 24 und einem elektrisch
isolierenden Kern 23 bestehen. Weiterhin können weitere
Par tikel 25 vorgesehen werden, welche aus dem Material
des Bauteils 11 bestehen. Auch die Kerne 23 der
Partikel 22 können
aus diesem Material bestehen. Im Unterschied zur 4 ist
das metallische Material der Hülle 24 genügend temperaturbeständig, dass
dieses durch die das Bauteil 11 bildende Wärmebehandlung
nicht aufgeschmolzen wird. Daher liegen die Partikel 22, wie
zu 3 beschrieben, im ungeschmolzenen Zustand vor,
sodass sich lediglich Berührungsstellen 26 zur
Ausbildung der Leitpfade 30 ergeben.
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Die
Verwendung des Materials des Bauteils 11 für die weiteren
Partikel 25 und die Kerne 23 hat den Vorteil,
dass der Leiter 14 bei einer thermischen Beanspruchung
des Bauteils 11 ein stark an das Wärmeausdehnungsverhalten des
Bauteils 11 angepasstes Verhalten zeigt. Durch die mit
der Erwärmung
des Bauteils 11 auftretenden Wärmedehnungen werden daher die
im elektrischen Leiter 14 auftretenden Spannungen gering
gehalten, sodass eine Veränderung
der elektrischen Eigenschaften des Leiters 14 auf Grund
einer mechanischen Beanspruchung desselben erst auftritt, wenn auch
das Bauteil 11 beispielsweise durch Ausbildung eines Risses
beschädigt
wird. Eine thermische Beanspruchung allein verändert die elektrischen Eigenschaften
des Leiters 14 lediglich reversibel und temperaturabhängig und ist
daher durch eine Temperaturmessung vorhersagbar und zu berücksichtigen.
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Der
elektrische Leiter 14 gemäß 6 besteht
ebenfalls aus Partikeln 22 mit einem Kern 23 und
einer Hülle 24.
Bei der Herstellung des Bauteils 11 wurden die Hüllen 24 der
Partikel 22 aufgeschmolzen, sodass sich bei gleichzeitiger
Ausbildung von Hohlräumen 27 eine
stoffschlüssige
Verbindung 28 des metallischen Materials zur Ausbildung
des elektrischen Leiters ergeben hat. Der effektive Querschnitt
des Leiters 14 wird in diesem Fall hauptsächlich durch
die Kerne 23, jedoch auch durch die Hohlräume 27 verringert.
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Die
Kerne 23 sind nicht aus demselben Material hergestellt,
wie das Bauteil 11. Jedoch ist das Material der Kerne 23 hinsichtlich
des Wärmeausdehnungsverhaltens
an das Bauteil 11 angepasst. Hierdurch lässt sich
die zur 5 erläuterte Temperatur-Unempfindlichkeit
des elektrischen Leiters bezüglich
einer unerwünschten
Veränderung
seiner elektrischen Eigenschaften auf Grund einer mechanischen Überbeanspruchung
erreichen.