DE102006044775A1

DE102006044775A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung eines Startelementes für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE102006044775A1
Application number: DE102006044775A
Authority: DE
Inventors: Stephan Ernst; John Day; Jens Schneider
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-04-03
Also published as: JP5430831B2; JP2008076044A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung eines Startelementes (1) für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, insbesondes Verfahrens liegt darin, dass ein Beschichtungsmaterial (3) mittels eines auf einem Plasmaverfahren basierten Auftragsverfahren auf das Startelement (1) und/oder auf eine bereits auf dem Startelement (1) aufgebrachte Schutzschicht (10) aufgetragen wird. Ein weiterer Schwerpunkt liegt darin, dass das Startelement vor und/oder während des Beschichtungsvorganges beheizt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung eines Startelementes für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen nach den Ansprüchen 1 und 2, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach den Ansprüchen 18 und 19.
Stand der Technik
Aufgrund immer wieder verschärfter Emissionsrichtlinien für Verbrennungsanlagen, insbesondere für Brennkraftmotoren, aber auch im Interesse der Effizienzsteigerungen von Verbrennungsanlagen werden ständig Verbesserungsforderungen an die Rahmenbedingungen für Verbrennungsvorgänge gestellt. Ein wesentlicher Faktor zur Einflussnahme auf schadstoffarme und verbrauchsgünstige Verbrennungsvorgänge ist die beim Verbrennungsvorgang auftretende Temperatur.
Handelsübliche Startelemente für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, insbesondere Glühstiftkerzen für Dieselmotoren sind bis zu Temperaturen von ca. 1.100 °C mehr oder weniger Langzeitbeständig. Bei einem Betrieb in höheren Temperaturbereichen sinkt ihre Betriebslebenszeit aufgrund der im Brennraum auftretenden aggressiven Korrosionsagentien drastisch ab. Insbesondere Ölasche- und Versottungs-Komponenten greifen die Startelemente entsprechend stark an.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mögliche Verbesserungen, insbesondere hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit eines Startelementes der eingangs dargelegten Art aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2, 18 und 19 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßig Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Dementsprechend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung eines Startelementes für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, insbesondere zur Beschichtung einer Glühstiftkerze. Dieses Verfahren zeichnet sich in einem ersten Lösungsansatz dadurch aus, dass ein Beschichtungsmaterial mittels eines auf einem Plasmaverfahren basierten Auftragsverfahrens auf das Startelement und/oder auf eine bereits auf dem Startelement aufgebrachte Schutzschicht aufgetragen wird. Das Plasmaverfahren kann beispielsweise auf Stickstoff- oder Argonplasma aufbauen, welches in preisgünstiger Weise in normaler Umgebungsatmosphäre (APS-Technik) verarbeitet werden kann. Das Plasmaverfahren hat den Vorteil, dass das aufzutragende Beschichtungsmaterial durch die dabei entstehenden hohen Temperaturen von fallweise bis über 6.000 °C sehr gut und gleichmäßig erwärmt und zum Teil sogar angeschmolzen wird. Dadurch kann es in teilweise geschmolzenem Zustand auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen werden. Die dadurch entstehende Schmelzverbindung mit dem Untergrund und auch zwischen den aufzutragenden Parikeln beeinflussen die Haftung und die Festigkeit dieser Schicht in besonders günstiger Weise.
In einem zweiten Lösungsansatz wird für ein Verfahren zur Beschichtung eines solchen Startelementes vorgeschlagen, dass das Startelement vor und/oder während des Beschichtungsvorgangs beheizt wird, so dass eine Anpassung der Temperatur des Startelementes an die Temperatur des durch den Beschichtungsvorgang aufzutragenden Beschichtungsmaterials möglich ist. Dieser Vorgehensweise liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Minimierung des Temperaturunterschieds zwischen dem Startelement und dem durch die Beschichtung aufzutragenden Material eine deutliche Verringerung von Materialspannungen in den einzelnen Schichtebenen und insbesondere im Anhaftungsbereich der aufzutragenden Schicht auf dem Startelement bzw. der Glühstiftkerze erzielt werden kann. Dies ermöglicht einen spannungsärmeren, dichteren und gegebenenfalls auch dickeren Schichtaufbau mit entsprechend verbesserten mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu Beschichtungen, die ohne Temperaturanpassung aufgetragen wurden.
Neben der Verbesserung der mechanischen Widerstandsfähigkeit derart beschichteter Startelemente liegt der entscheidende Vorteil dieser Vorgehensweise darin, dass die so aufgebrachte Beschichtung auch bei deutlich höheren Betriebstemperaturen als 1.100 °C das Startelement über einen vergleichsweise langen Betriebszeitraum vor zerstörenden Korrosionseinwirkungen schützt.
Die Beheizung des Startelementes zur Optimierung des Beschichtungsvorgangs kann in einer bevorzugten Vorgehensweise durch den Betrieb der ihr eigenen Heizungen realisiert werden. Hierdurch ist z. B. eine direkte Beheizung über kontrollierte elektrische Spannung in der Plasmaanlage während des Beschichtungsprozesses möglich. Damit kann die Einstellung der Temperatur des Startelementes beispielsweise über eine entsprechende Einflussnahme auf die Versorgungsspannung realisiert werden.
Neben dieser direkten Beheizung des Startelementes sind aber auch andere Vorgehensweisen denkbar, wie z.B. das Vortemperieren über eine 2., vorausgeführte Plasmaflamme oder über einen 2-Stufenprozess: 1. Aufheizung der Kerze mit Plasmaflamme, 2. Starten des Beschichtungsvorgangs oder dergleichen.
Insbesondere durch eine Kombination der Beheizung des Startelementes mit einer Plasmabeschichtung ist eine besonders gut haftende, dichte und an mechanischen Spannungen vergleichsweise arme Verbindung der aufzubringenden Beschichtung mit dem Startelement oder einer bereits auf dem Startelement aufgebrachten weiteren Beschichtung realisierbar.
Das Startelement bzw. die Glühstiftkerze umfasst im Sinne der Erfindung einen Grundkörper, der gegebenenfalls bereits einer Vorbehandlung zur weiteren Verbesserung der Anhaftung der aufzutragenden Beschichtung unterzogen sein kann. Denkbar sind hierzu mechanische Vorbehandlungen wie Schleifen, Aufrauhen oder dergleichen, chemische Vorbehandlung wie Ätzen mittels geeigneter Säuren oder Laugen, z.B. einer NaOH-Lösung, oder durch eine Grundierung mit einer Bindersubstanz wie z.B. nano-SiO₂-x(OH)2x "Aerosil".
Um einen besonders guten Schutz für das Startelement zu erzielen, kann auch noch eine weitere Schutzschicht auf das Startelement und/oder auf eine bereits auf dem Startelement aufgebrachte Schutzschicht aufgetragen werden. Mit einer auf mehreren aufzutragenden Schichten basierenden Beschichtungsweise eines Startelementes ist nämlich in besonders vorteilhafter Weise sogar eine Anpassung zwischen den Wärmeausdehnungs-Koeffizienten des Startelementes bzw. einer bereits daran aufgebrachten Schicht und der aufzutragenden weiteren Schutzschicht möglich. Hierzu können die Materialien einzelner aufzutragender Schichten unter dem Aspekt der Optimierung der Wärmeausdehnungs-Koeffizientendifferenz zwischen den einzelnen zu verbindenden Schichten aufeinander abgestimmt ausgewählt werden.
Als besonders bevorzugt wird ein Schichtaufbau vorgeschlagen, bei dem die einzelnen Schutzschichten auf dem Startelement in der Weise aufgetragen werden, dass ihre Zusammensetzung von Innen nach Außen von vergleichsweise Si-reichem Material zu vergleichsweise Al-reichem Material wechselt. Mit einer solchen Vorgehensweise kann beispielsweise eine aus drei einzelnen Schichten bestehende Gesamtschutzschicht für ein Startelement realisiert werden, welche aus einer dünnen Oberflächenschicht mit schwachem Korrosionsschutz, einer Zwischenschicht mit mittlerem Korrosionsschutz und einer abschließende, äußeren Schicht mit exzellentem Korrosionsschutz besteht.
Als Materialien zur Durchführung solcher Beschichtungsverfahren eignen sich besonders gut Oxide oder auch Mischoxide, da diese in vergleichsweise preisgünstigen Verfahrensschritten aufgetragen werden können. Aber auch einige Materialien die nicht der Gruppe der Oxide oder Mischoxide zuzuordnen sind, wie z.B. Metalle, Karbide oder Nitride eigenen sich hervorragend für solche Beschichtungsverfahren.
Aus der Gruppe der Oxide werden zur Durchführung eines solchen Beschichtungsverfahrens besonders bevorzugt Y₂O₃ (Yttriumoxid), Korund (alpha-Al₂O₃), Magnesiumspinell (MgAl₂O₃), Zirkondioxid (ZrO₂), Chromoxid (Cr₂O₃), Aluminiumnitrid (AlN) und/oder ein Gemisch aus solchen Oxiden vorgeschlagen, da sie bei Temperaturen größer etwa 1.150 °C gegenüber sauren und alkalischen Glasbildnern wie Alkalisalze, Sulfate, Phosphate und dgl. sehr resistent sind.
Aus der Gruppe der Mischoxide werden für die Durchführung solcher Beschichtungsverfahren Y-Silikat (Y₂Si₂O₅) oder (3Y₂O₃ 2SiO₂) Mullit (3Al₂O₃·2SiO₂) und/oder Yttrium stabilisiertes Zirkondioxid (YZS) als besonders bevorzugt vorgeschlagen. Aus der Gruppe der nicht zu den Oxiden oder Mischoxiden gehörenden Materialien wird zur Durchführung eines entsprechenden Beschichtungsverfahrens ein auf einem Wolframcarbid (WC) basiertem Materialsystem wie WC, WC/Co, WC/CoCr, WC/CrNi oder dgl. als besonders bevorzugt vorgeschlagen.
Weitere günstige Eigenschaften können dem Startelement bzw. seiner aufzutragenden Beschichtung durch die Verwendung eines katalytisch aktiven Materials wie Ce, Pt, Pd-Verbindungen oder dergleichen aufgeprägt werden. Hierdurch ist beispielsweise eine Reduzierung der Menge der das Startelement in seinem Betrieb umgebenden aggressiven Stoffe und/oder Stoffgemische möglich, was ebenfalls zu einer Erhöhung der Lebenszeit, insbesondere auch bei sehr hohen Temperaturen im Bereich von größer etwa 1.150 °C, zum Teil bis 1.300 °C und sogar noch darüber hinaus möglich.
Als besonders günstige Form zur Durchführung solcher Beschichtungsverfahren werden sphärische oder annähernd sphärische Partikel oder Granulatteile für das Beschichtungsmaterial vorgeschlagen, da diese einerseits besonders günstig zu verarbeiten sind, und andererseits auch eine gute Einflussnahme auf die Dichtigkeit der durch das Beschichtungsverfahren aufzutragenden Schicht ermöglichen. Als besonders bevorzugte Größenwerte werden Werte zwischen 0,5 μm und 10 μm angesehen.
Je nach gewünschter Eigenschaft kann die äußere Schicht der durch ein derartiges Beschichtungsverfahren aufzubringenden Schutzschicht als geschlossene oder als poröse Schicht ausgebildet werden. Die geschlossene Schicht hat den Vorteil, dass sie möglichst gleichmäßig alle Bereiche der darunter liegenden Schicht schützt. Die poröse Ausführungsform kann demgegenüber beispielsweise Reaktionen der unter der äußeren Schicht aufgetragenen Schicht mit dem die äußere Schicht umgebenden Brennstoffgemischen und/oder den beim Verbrennungsvorgang daraus hervorgehenden aggressiven Korrosionsagenzien zum zusätzlichen Schutz der äußeren Schicht reagieren.
Als Auftragsverfahren zur Durchführung des Beschichtungsverfahrens können, z.B. abhängig von den verwendeten Beschichtungsmaterialien oder anderen Prozessparametern, beispielsweise ein Sputtervorgang oder auch ein Sprühvorgang vorgesehen sein. Eine mögliche Schichtdicke einer Antikorrosionsschicht kann bei beispielsweise 30 μm bis 500 μm liegen. Eine mögliche Porosität einer Antikorrosionsschicht kann beispielsweise zwischen 0 % und 60 % liegen.
Das Beschichtungsverfahren kann sich weiterhin dadurch auszeichnen, dass als zu beschichtendes Startelement ein aus Keramik wie SI₃N₄ oder SiOxCy und/oder aus Metall wie NiCroFer bestehender Grundkörper verwendet wird.
Im Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Beschichtung eines Startelementes für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, insbesondere zur Beschichtung einer Glühstiftkerze. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine entsprechend geeignete Plasmaanlage zur Durchführung eines Sputtervorgangs und/oder eines Sprühvorgangs zum Auftrag entsprechender Beschichtungsmaterialien auf dem Startelement umfasst. Im Weiteren umfasst eine derartige Beschichtungsvorrichtung eine Heizvorrichtung zur Beheizung eines derartigen Startelementes vor und/oder während eines Beschichtungsvorgangs, oder eine entsprechend ausgebildete Anschluss- und Versorgungsmöglichkeit des internen Heizelementes des Startelementes um dieses damit direkt zu beheizen.
Zusätzlich betrifft die Erfindung noch ein entsprechendes Startelement für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, insbesondere eine Glühstiftkerze, welche eine Schutzschicht aufweist, die nach einem der vorbeschriebenen Verfahren auf das Startelement aufgetragen wurde.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgend darauf bezugnehmenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine stark schematisierte Ansicht auf ein zu beschichtendes Startelement für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen und eine Beschichtungsvorrichtung, und
2 eine schematische, ausschnittsweise Querschnittsansicht eines Startelementes aus der 1.
Die 1 zeigt in stark schematisierter Weise eine Draufsicht auf ein Startelement 1 für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, welches mittels einer Vorrichtung 2 zum Schutz gegen korrosive Einwirkungen bei hohen Temperaturen im Bereich von größer etwa 1.150 °C beschichtet wird.
Ein wesentlicher Aspekt eines Verfahrens zur Beschichtung eines Startelementes 1 liegt darin, dass das Beschichtungsmaterial 3 mittels eines auf einem Plasmaverfahren basierten Auftragsverfahren auf einen Grundkörper 9 des Startelementes 1 und/oder auf eine bereits auf dem Startelement aufgebrachte Schutzschicht 10 (2) aufgetragen wird. Zur Durchführung des Plasmaverfahrens ist symbolisch die Vorrichtung 11 dargestellt. In einer besonders preisgünstigen Ausführungsform kann es sich hierbei um eine Stickstoff- oder Argonplasmaanlage handeln, die in normaler Umgebungsatmosphäre (APS-Technik) arbeiten kann.
Als Auftragsverfahren kann sowohl Plasmasprühen als auch Sputtern in Frage kommen. Beim Plasmasprühen treffen dabei die Partikel des Beschichtungsmaterials 3 nach durchfliegen der bis zu 6.000 °C heißen Plasmaflamme in zum Teil geschmolzenem Zustand auf der zu beschichtenden Oberfläche auf und verbinden sich mit ihr zum Teil durch Schmelzverbindung.
Ebenfalls zur Verbesserung der Haftung des aufzutragenden Beschichtungsmaterials 3 sieht ein anderes bevorzugtes Verfahren die Beheizung des Startelementes 1 vor, was in diesem Ausführungsbeispiel durch die Kontaktierung des im Startelement eingebetteten Heizelementes 4 über den Anschluss 5 und die Leitung 6 realisiert ist. Zur Positionierung bzw. Fixierung des Startelementes ist ein entsprechend ausgebildeter Halter 7 vorgesehen, der einen Versorgungsanschluss 8 zur Speisung der Heizung 4 aufweisen kann.
Eine besonders gute Materialverbindung, zwischen den durch das Beschichtungsverfahren aufzutragenden Partikeln des Beschichtungsmaterials 3 und der Oberfläche auf der sie auftreffen, kann durch eine Kombination dieser beiden Verfahren erzielt werden, da dadurch eine deutliche Reduzierung von Materialspannungen zwischen den einzelnen Materialien im Vergleich zu nicht beheizten Startelementen ermöglicht wird. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, dass für die so aufgetragene Schutzschicht 10 eine vergleichsweise höhere Dichte mit entsprechend einhergehenden verbesserten mechanischen Eigenschaften erreicht werden kann.
Entsprechend der 2 kann zu Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des Startelementes 1 eine weitere Schutzschicht 12 auf das Startelement 1 und/oder auf eine bereits auf dem Startelement 1 aufgebrachte Schutzschicht 10 aufgetragen werden.
In besonders bevorzugter Weise kann bei der Durchführung des Beschichtungsverfahrens für das Startelement 1 eine Anpassung zwischen den Wärmeausdehnungs-Koeffizienten des Startelementes bzw. einer daran aufgebrachten Schicht 10 und der aufzutragenden Schutzschicht 12 vorgenommen werden. Dies ist ein mitentscheidender Faktor für die Steigerung der Qualität hinsichtlich der Schichthaftung und der Haltbarkeit einer aufzutragenden Antikorrosionsschicht. Möglich wird dies dadurch, dass die Werte der Wärmeausdehnungs-Koeffizienten der miteinander zu verbindenden Materialien wie z.B. dem Grundkörper 9 und einer ersten aufzutragenden Schicht 10 oder einer bereits aufgetragenen Schicht 10 und einer weiteren aufzutragenden Schicht 12, so ausgewählt werden, dass sie möglichst gering unterschiedlich sind. Unterscheiden sich die Werte der Wärmeausdehnungs-Koeffizienten zweier Schichten zu sehr, so kann eine stufenweise Anpassung der einzelnen Werte der Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) durch den Auftrag mehrerer einzelner Schichten erreicht werden.
Dieser Aspekt wird nachfolgend beispielhaft am Materialsystem Siliziumnitrid [WAK: ca. 3.0·10-6 1/K], Quarz [WAK: ca. 1.2·10-6 1/K], Mullit [WAK: ca. 5.6·10-6 1/K] und Korund [WAK: ca. 7.8·10-6 1/K] erläutert, die mit einander in folgender Reihe verbunden werden können:

– Siliziumnitrid (Si₃N₄) – Substratmaterial (gegen HAT-Korrosionsschutz)
– Quarz (SiO₂) – dünne Oberflächenschicht des Substrates (schwacher Korrosionsschutz)
– Mullit (3Y₂O₃·2SiO₂) – Zwischenschicht (mittlerer Korrosionsschutz)
– Korund (alpha Al₂O₃) – Äußerste Schicht (exzellenter Korrosionsschutz).

Ein Aufbau aus mehreren übereinander aufgebrachten Schichten, die nacheinander auf das Startelement aufgesprüht werden, ermöglicht somit die stufenweise Anpassung der WAK's und somit eine vorteilhafte Aufbringung des gewünschten Schutzmaterials. In diesem Beispiel gestalten sich zudem die Übergänge der chemischen Zusammensetzung fließend (von Si-reichem Material innen zu Al-reichem Material außen) und ermöglichen eine gute Materialkompatibilität über die gesamte Schicht.
Besonders bevorzugt werden bei der Durchführung solcher Beschichtungsverfahren Oxide und Mischoxide als Beschichtungsmaterial 3 verwendet, wie sie bereits oben angeführt sind. Aber auch nicht zur Gruppe der Oxide oder Mischoxide gehörende Materialien, wie z.B. auf einem Wolframcarbid (WC) basierende Materialsysteme eignen sich hervorragend für solche Beschichtungsverfahren.
Zusätzlich vorteilhaft wird die Aufbringung von katalytisch aktiven Material angesehen, welche beispielsweise als vorletzte Schicht 12 unterhalb einer porösen Deckschicht 13 angeordnet sein kann.
Die Ausbildung der äußeren Schicht 13, oder auch Deckschicht 13 ist in der 2 beispielhaft in der rechten Hälfte als dichte Schicht 13A und in der linken Hälfte als poröse Schicht 13B dargestellt. Alle aufgetragenen Schichten zusammen ergeben gemeinsam eine Schutzschicht 14.

Claims

Verfahren zur Beschichtung eines Startelementes (1) für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, insbesondere einer Glühstiftkerze (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschichtungsmaterial (3) mittels eines auf einem Plasmaverfahren basierten Auftragsverfahrens auf das Startelement (1) und/oder auf eine bereits auf dem Startelement (1) aufgebrachte Schutzschicht (10) aufgetragen wird.
Verfahren zur Beschichtung eines Startelementes (1) für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, insbesondere einer Glühstiftkerze (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Startelement (1) vor und/oder während des Beschichtungsvorganges beheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Startelement angeordnetes Heizelement (4) zur Beheizung des Startelementes (1) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial (3) in teilweise geschmolzenem Zustand aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Schutzschicht (12) auf das Startelement (1) und/oder auf eine bereits auf dem Startelement (1) aufgebrachte Schutzschicht (10) aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Startelementes (1) bzw. einer daran aufgebrachten Schicht (10) und der aufzutragenden Schutzschicht (12) vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau der einzelnen Schutzschichten (10, 12, 13) auf dem Startelement (1) in der Weise durchgeführt wird, dass ihre Zusammensetzung von innen nach außen vom Substratmaterial zu den Hauptbestandteilen des Beschichtungswerkstoffs wechselt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau der einzelnen Schutzschichten (10, 12, 13) auf dem Startelement (1) in der Weise durchgeführt wird, dass ihre Zusammensetzung von innen nach außen von vergleichsweise Si-reichem Material zu vergleichsweise Al-reichem oder Yttrium-reichem Material wechselt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau der einzelnen Schutzschichten (10, 12, 13) auf dem Startelement (1) in der Weise durchgeführt wird, dass ihre Zusammensetzung von innen nach außen von vergleichsweise Fe(Eisen)-reichem Material zu vergleichsweise Chrom- oder Molybdän-reichem Material wechselt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtungsmaterial (3) ein bei Temperaturen größer etwa 1.150 °C gegenüber sauren und alkalischen Glasbildnern wie Alkalisalze, Sulfate, Phosphate und dgl. resistentes Oxid wie Korund (alpha-Al₂O₃), Y₂O₃, Magnesiumspinell (MgAl₂O₃), Zirkondioxid (ZrO₂), Chromoxid (Cr₂O₃), Aluminiumoxid (Al₂O₃) und/oder ein Gemisch aus solchen Oxiden verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtungsmaterial (3) ein bei Temperaturen größer etwa 1.150 °C gegenüber sauren und alkalischen Glasbildnern wie Alkalisalze, Sulfate, Phosphate und dgl. resistentes Mischoxid wie Mullit (3Al₂O₃·2SiO₂) oder Y-analoge Verbindung: Y-Silikat (Y₂O₃2SiO₂) und/oder Yttrium stabilisiertes Zirkondioxid (YZS) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtungsmaterial (3) ein bei Temperaturen größer etwa 1.150 °C gegenüber sauren und alkalischen Glasbildnern wie Alkalisalze, Sulfate, Phosphate und dgl. resistentes, nicht zur Gruppe der Oxide oder Mischoxide gehörendes Material aus einem auf Wolframcarbid (WC) basierten Materialsystem wie WC, WC/Co, WC/CoCr, WC/CrNi oder dgl. verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein katalytisch aktives Material wie Ce, Pt, Pd-Verbindungen oder dgl. aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial (3) in der Form von sphärischen oder annähernd sphärischen Partikeln oder Granulat verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Schicht (13) der Schutzschicht (14) als geschlossene Schicht (13A) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schichten (13) der Schutzschicht (14) als poröse Schicht (13B) ausgebildet werden kann.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsverfahren einen Sputtervorgang umfassen kann.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsverfahren einen Sprühvorgang umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zu beschichtendes Startelement (1) ein aus Keramik wie Si₃N₄ oder SiOxCy und/oder aus Metall wie z. B. NiCroFer bestehender Grundkörper verwendet wird.
Vorrichtung zur Beschichtung eines Startelementes (1) für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, insbesondere einer Glühstiftkerze (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine Plasmabeschichtungsvorrichtung (11) vorgesehen ist.
Vorrichtung zur Beschichtung eines Startelementes (1) für Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, insbesondere einer Glühstiftkerze (1), dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (4) vorgesehen sind, die eine Beheizung des Startelementes (1) vor und/oder während des Beschichtungsvorganges ermöglichen.