DE3014258A1 - Verfahren zum aufbringen von metallischen, metalloidischen oder keramischen schichten mit verbesserten strukturellen eigenschaften durch plasmaspruehen - Google Patents

Verfahren zum aufbringen von metallischen, metalloidischen oder keramischen schichten mit verbesserten strukturellen eigenschaften durch plasmaspruehen

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DE3014258A1 DE19803014258 DE3014258A DE3014258A1 DE 3014258 A1 DE3014258 A1 DE 3014258A1 DE 19803014258 DE19803014258 DE 19803014258 DE 3014258 A DE3014258 A DE 3014258A DE 3014258 A1 DE3014258 A1 DE 3014258A1
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/513Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets

Description

  • Verfahren zum Aufbringen von metallischen, metalloidischen
  • oder keramischen Schichten mit verbesserten strukturellen Eigenschaften durch Plasmasprühen Ih der folgenden Erfindung wird ein Verfahren zum Aufbringen von metallischen, metalloidischen oder keramischen Schichten mit verbesserten strukturellen Eigenschaften durch Plasmasprühen beschrieben.
  • Das Plasmasprühverfahren hat sich in den vergangenen 25 Jahren aus dem älteren Lichtbogensprühverfahren entwickelt.Es werden Festkörperteilchen in einen schnellen Strahl aus sehr heißen ionisierten Gasen eingebracht, aufgeschmolzen und auf eine Unterlage geschleudert; dort erstarren diese extrem rasch zu einer zusammenhängenden Schicht. Aufgrund der hohen Erstarrungsgeschwindigkeit eignet sich das Plasmasprühverfahren zur Berstellung metastabiler mGallischer, metalloidischer oder keramischer Ueberzüge.
  • Werkstoffe, welche extrem rasch aus der Schmelze erstarrt sind, haben ein vielfältige Interesse gefunden. Steigt die Erstarrungsgeschwindigkeit von etwa 103°a/sec auf Werte oberhalb von 106°C/sec an, eo verändert sich der Zustand der resultierenden Werkstoffe und es stellen sich die im folgenden aufgeführten verbesserten strukturellen Eigenschaften ein: a) verringerte Korngröße b) homogenere Zusammensetzung c) Bildung tibersättigter Mischkristalle d) vergrößerte Oberflächenaktivität e) Auftreten metastabiler Phasen f) Erreichen des amorphen Zustandes Beim Plasmasprühverfahren werden Pulver eingesetzt, welche die Zusammensetzung der auf die Unterlage aufzubringenden Schicht aufweisen. Man nennt diese Pulver "legiert". Gibt man"unlegierte Pulver" also solche aus den elementaren Bestandteilen eines Werkstoffes ein, so schmelzen diese zwar im Plasmastrom auf, ver mischen sich aber nicht miteinander und erstarren getrennt auf der Unterlage. Die Herstellung"legierter Pulver" ist oft nur unter Schwierigkeiten oder überhaupt nicht möglich; dies stellt einen schwerwiegenden Nachteil des heute üblichen Plasmasprühverfahrens dar. So lassen sich nur sehr spröde Legierungen zu de geforderten feinen Pulvern vermahlen, keinesfalls aber duktilere Legierungen. Auch durch mechanisiertes Feilen erzeugtes Pulver duktiler Legierungen liefert nicht die geforderten Qualitäten; zudem sind derartige Pulver teuer und fließen nicht frei.burch Verdüsen oder Zentrifugalschleudern metallischer Schmelzen erzeugte Pulvedsind zumeist zu grob und können nicht aus Begierungen mit größeren Anteilen an refraktären Metallen wie Titan,Zirkon, Vanadium, Tantal, Molybdän oder Wolfram gewonnen werden; derartige zumeist hochschmelzende Legierungen greifen im schmelz flüssigen Zustand jegliches Tiegelmaterial sofort an. Nur-die tiegellose Herstellung von Pulvern mit rotierenden Elektroden käme hier in Betracht; dieses Verfahren liefert aber nicht die gewünschten feinen Pulverteilchen.
  • Beim Plasmasprühverfahren wird der Plasmastrahl auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt; meistens liegen die Werte um etwa 500 m/sec; die eingespeisten rasch aufschmelzenden Teilchen erreichen nur weniger als die Hälfte dies Geschwindigkeit.
  • Theoretische Uberlegungen führten zu dem Schluß, daß der maximale Durchmesser für Teilchen, welche im Plasmastrahl voll aufschmelzen sollen, für Kupfer, Wolfram und Niob bei 80 Fm, für Aluminiumoxyd bei 60 um und für Zirkonoxyd bei 30 pm liegt.
  • Bei der Berechnung wurde angenommen, daß das Plasmagas mindesten etwa 5 Volumenprozent an Wasserstoff enthält; ohne diesen Zusatz von Wasserstoff mit seinen hervorragenden Wärmeübertragungseigen schaften wäre der kritische Durchmesser dimer Pulverteilden noch kleiner. Der Spielraum im Durchmesser der für das Plasma-SprUhverfahren bestimmten Pulver ist klein, da auf der anderen SeiteFu kleine Pulverteilchen wiederum Schwierigkeiten beim Binfthren in den Plasmastrahl bereiten. Zudem sollen diese Pulverteilchen eine kugelförmige Gestalt aufweisen damit sie "freiflieBend't sind. Die beschriebenen vielfältigen Anforderungen an die für das Plasmasprühen bestimmten Pulverteilchen sowie die oftmals großen Schwierigkeiten bei deren Herstellung machen das Plasmasprühverfahren in der heute bekannten Form nur sehr begrenzt anwendungsfähig.
  • DieAufgabe der folgenden Erfindung ist es daher, das Plasmasprühes auf verfahren so umzugestalten, daß nahezu alle bekannten Werkstoffe angewendet werden kann und die damit hergestellten Schichten zusätzlich weiter verbessert werden.
  • Es war der Grundgedanke der Erfindung beim plasmasprühverfahren von der Verwendung von Pulvern abzugehen und dafür verdampfbare oder gasförmige Verbindungen isnbesondere unter Zuhilfenahme eines Trägergases in den plasmastrahl einzuspeisen.
  • Dabei wird die Zusammesetsung des Plasmagases so gewählt, daß die verdampften oder gasförmigen Verbindungen der Bestandteile des aufzubringenden Werkstoffes reduziert werden. Es stellte sich dann Uberraschenderweise heraus, daß sich diese reduzierten Bestandteile im Plasmastrahl rasch vermischen, dergestalt, daß extrem teine Schmelsentrdpfohen mit einem Durchmesser 0 von etwa 100 - 1000 A des aufzubringenden Werkstoffes aus dem Plasma kondensieren; diese werden mit hoher Geschwindigkeit auf die zu beschichtende Umterlage geschleudert und erstarren dort extrem rasch. Durch diese hohe Erstarrungsgeschwindigkeit werden die auf der ersten Seite aufgeführten strukturellen Verbesserungen erreicht.
  • Zur DurehWhrung des Plasmasprühverfahrens gemäß der Erfindung kann die in Figur 1 beschriebene Sprühpistole benutzt werden.
  • Argon und/oder Wasserstoff werden als Plasmagas durch die Zuführung 1 eingespeist, die verdampften oder gasförmigen Verbinzungen der Bestandteile durch die Zuführung 2; der Plasmaetratl 6 wird durch das Plasmagas erzeugt, welches durch den Ringspalt 3 in die trichterförmige Anode 9 eintritt; dieser Ringspalt kann durch Verschieben der konischen Kathode 4 eingestellt werden0 Der Sprühstrahl 7 trifft auf die Unterlage 9 und bildet dort den Überzug 8. FUr den jeweiligen Zweck müssen dabei die folgenden Parameter optimiert werden: s) Stromstärke und Spannung der Bogenentladung b) Durcheats an Plasmagas c) Durchsatz an Trägergas und Anteil an gasförmigen oder verdampften Verbindungen d) Ort der Einspeisung in den Plasmastrahl e) Abstand sur Unterlage r) Vorbereitung der Oberfläche 6) Kühlung der Unterlage h) Umgebende Atmosphäre Die Bogenentladung kann nur innerhalb bestimmter Grenzwerte von Stromstärke und Gsdurchsatz aufrechterhalten werden, welche experimentell zu bestimmen sind.
  • Optimale Bedingungen herrschen, wenn der Plasmastrahl, der an der Spitze der Kathode 4 seinen Ausgang nimmt, von einem kühleren Gasstrom umhüllt wird. Dieses resultiert in einem thermischen "Pinch" der die Stromdichte und die Temperatur erhöht. Das den Plasmastrahl umgebende Magnetfeld sorgt für einen magnetischen "Pincheffektnund verstärkt diesen Vorgang.
  • Jenseits der Mündung 10 ( Figur 1 ) ist der Plasmastrahl neutral und die Gastemperatur fällt stark ab. Die eingespeisten gasförmigen oder verdampften Verbindungen der Bestandteile zerfallcn rasch oder werden schnell reduziert und kondensieren zu feinsten Tröpfchen welche mit grbßer Geschwindigkeit auf die Unterlage geschiwudert werden und dort extrem rasch erstarren.
  • Un weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß3 der Erfindung ist der 0 geringe Durchmesser der feinsten Tröpfchen von etwa 100 - 1000 A, welche auf die Unterlage aufgeschleudert werden. Dies resultiert in sehr hohen Erstarrungsgeschwindigkeiten sodaß die auf der ersten eite aufgezählten strukturellen Verbesserungen voll wirksam werden. Dies konnte mit der bisher bekannten Methode nicht erreicht werden, da zu dieeem Zwecke Pulverteilchen eingespeist werden müßten, die aufgrund ihres äußerst geringen Durchmessers sich nicht mehr im Plasmastrom verteilen; zudem ist kein Verfahren bekannt, derartige aus dem material der aufzubringenden Schicht bestehenden Pulver mit einem Durchmesser 0 von 100 - 1000 A überhaupt herstellen zu können. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es ohne derartige Pulver auszukommen und eröffnet damit dem Plasmasprühverfahren ein weites neus Anwendungsfeld.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Abscheidung auch dicker Schichten in kurzer Zeit, da es mit einer größeren Geschwindigkeit arbeitet als die bisher bekannten OVD - oder galvanischen Verfahren.
  • Bei geeigneter Vorbereitung derl0nterlage etwa durch Strahlen oder Beizen haftet der Uberzug fest. Bringt dahingegen Stoffe auf, welche das Anhaften unterbinden, so kann man die aufgebrachten Uberzüge gut ablösen. Bei der-Benutæung eines Substrates etwa aus Kupfer kann man dieses auch auf chemischen Wege entfernen etwa durch Auflösen in Sal-und petersäure. Somit kann man Schichten auf Kernen aufbringen Undnach der Entfernung des Kefs einen massiven Formkörper erhalten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignek~somit- auch zur Herstellung von metastabilen Formkörpern zum Beispiel aus amorphen Werkstoffen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich darüber hinaus auch zum kontinuierlichen Beschichten von Blechen mit metastabilen Uberzügen zum Beispiel amorphen Legierungen; dies resultiert in einer erhebAichen Steigerung des Korrosionswiderstandes und der Verschleißfestigkeit.
  • Werden dünne Folien zum Bieispiel aus Kupfer kontinuierlich mit amorphen Legierungen beschichtetj tsO kann man die Kupferunterlage ablösen und erhält Folien aus amorphen Legierungen. Das gleiche gilt für Legierungen in Form metasbil übersättigter Mischkrisalie.
  • Eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen derartiger Schichten ist in Figur 2 dargestellt. Das zu beschichtende Material in Form von Folien oder Blechen wird von der Spule 1 abgerollt und in die Beschichtungskammer 2 einefUhrt; diese Kammer ist mit einer 3 oder mehreren wassergekühlten Kupferwalzen ausgerüstet über welche die Folien oder Bleche derart geführt werden, daß diese in gutem thermischen Kontakt mit der Walzeneberfläche stehen. ueber diesen Stel 6 len sind eine oder mehrere Plasmasprühpistolen plaziert, sodaß die durch die aufgeachleuderten Sohmelzentröpfohen und die heißen Gase übertragene Wärme rasch aus der aufgebraohten Schicht abgeleitet wird; dieser nicht über die kritische Temperatur erhitzt, welche die verbesserten strukturellen eigenschaften wie zum Beispiel den amorphen Zustand wieder rückgangig macht . Das bereits beschich- tete Material kann wiedrum durch die geleitet nlirch diese Weise die Schichtdicke verstärkt werden. Die Beschichtungskamwird mer/ ein kontinuierlicher Strom von Schutzgas wie Argon geleitet welcher die bei der UmBetDung der verdampften Verbindungen im Plasmastrom freiwerdenden Gase aus der Kammer entfernt.
  • Das Argon kann von diesen Abgasen gereinigt und im Kreislauf wieder in die Kammer eingespeisr werden.
  • Es stellte sich heraus, daß der Abstand zwiscjien der Hündung Ifl ( Figur 1 ) und der
    Unterlage9
    eine wesentliche Rolle spielt; mit zunehmenden Abstand ändert sich der Charakter der aufgehrschten Schicht von oberflächlich glänzend in rauh. Während die glänzenden Schichten dicht waren, zeigten die rauhen einen gewissen Anteil an Poren.
  • Um die exakte Zusammensetzung der aufgebrachten Schichten zu gnrantieren, wurden die verdampfbaren Verbindungen in wretrennte \(erdampfungskammern eingefüllt und die Verdampfungsrate exakt durch die elektrische Energie für die Verdampferbeheizung und den I9urchsatz an dem Trägergas einjustiert.
  • In den folgenden Abschnitten werden einige Beispiele beschrieben, welche die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich machen.
  • 1. Ueberzüge aus amorphen Legierungen Amorphe Legierungen, auch metallische Gläser genannt, sind charakterisiert durch eine einzigartige Kombination von hoher Festigkeit,Härte und Verschleißbeständigkeit, Duktilität exzellenten weichmagnetiechen Eigenschaften und hervorragender Korrosionsbeständigkeit. In die in Figur 2 dargestellte Beschichtungskammer wurde Stahlblech mit einer Härte von 100 - 150 kp/mm² kontinuierlich eingeführt und entsprechend den folgenden Reaktionsschema mit einer Schicht einer amorphen Legicrung der Zusammensetzung Ni40Fe40B20 belegt: 2 Ni(CO)4 + 2 e(CO)5 + BC13 + 3XH2 i 2Ni + 2Fe + B + 3HCl-+ 18CO Die nach einem Durchgang aufgebrachte amorphe Legierungsschicht hatte eine Dicke von etwa 9 µm und wies eine Härte von 900 kp/mm auf; das Stahlblech mit einer Dicke von 0,3 mm konnte scharf gefalzt und tiefgezogen werden, ohne daß die Schicht Risse zeigte oder absprang.
  • Sowohl der Veruchleißwiderstand als auch die Korrosionsbeständigkeit warengroß; letztere entsprach einem guten rostfreien Stahl; die aufgebrachte amorphe Schicht erwies sich als absolut lochfraßbeständig.
  • Bleche dieser Art können vielfältig angewendet werden und das teure Weißblech ersetzen.
  • Allgemein konnten amorphe Legierungen auf Unterlagen aus verschiedenen Legierungen und mit unterschiedlicher Auflagestärke aufgebracht werden.Die Oberflächen waren glatt der und glänzend bei einem Abstand von etwa 7cm zwischen-Mundung der Sprühpistole und der Unterlage. Diese Legierungen hatten eine--Zusammensetzung nahe T80M20 wo T ein Ubergangsmetall wie Fe,Co oder Ni und M ein Metalloid wie P,B,C oder Si darstellen. Als verdampfbare Verbindungen erwiesen sich die Karbonyle oder Halozenide der Uher gangsmetalle und die halogenide der Wetalloide Sie wurden aus getrent ten Verdampfern mit Argon als Trägergas in den Plasmastr ahl eingespeil 2. Folien oder dünne Bleche aus amorphen Begierungen Amorphe Legierungen sind kommerziell erhältlich als sogetiannte "tapes' d.h. schmale Streifen mit einer Dicke von 25 - 50 um; während die der tapes, welche bei der Herstellung aus der Schmelze Kontakt mit der Kühlungsoberflache hatte, glatt ist, ist die frei erstarrte wesentlich rauher; auch kann eine unterschiedliche Struktur und auch Zusammensetzung zwischen der Ober-und der Unterseite dieser tapes festgestellt werden. Der Hauptnachteil dieser tapes ist die Geringe Breite und die beschränkte Dicke. Gemäß der Erfindung ist es--nuns möglich nahezu beliebig breite Bänder aus amorphen Legierungen auch mit einer Dicke unter 25 und über 50 µm her Dazu wird auf einer Unterlage,etwa auf galvanischem Wege hergestell ten Kupferfolien einer Dicke zwischen 10 und etwa 50 µm , kontibuierlich im Durchlaufverfahren, etwa in der Beschichtungskammer der tigur die amorphe Legierungssuhicht aufgesprüht. Es lassen sich Schichtdicke bis zu etwa 250 jum erreichen durch mehrmaliges Passieren der Beschicl1-tungskammer.Die Erstarrungsgeschwindigkeit ist größer als die bei der Abkühlung aus der Schmelze erreichbare und erlaubt damit auch amorphe Metalle und Legierungen herzustellen, welche bisher nur im kristallinen Zustand bekannt waren, wie etwa reines amorphes Nickel Der Kupferträger kann in Salpetersäure abgeätzt werden, sodaß dann amorphes Band beliebiger Breite mit den bekannten guten Wigonschaften zur Verfügung steht.
  • Wählt man die amorphe Legierung Fe40Ni40P14B6 und stellt diese nach dem folgenden Reaktionsschema her: Jp60 CO 40Re(CO)5+40Ni(CO)4+14PCl3+6BCl3+30H2- 4OFe+40Ni+14P+6B+60HCl+360 CO 8o erhält man amorphe Folien oder dünne Bleche mit überlegenen magnetischen Abschirmungseigenschaften.
  • 3. Bänder aus supraleitenden Materialien Durch die erfindungsgemäße Beschichtung dünner Kupferhänder mit supraleitenden Materialien konnten duktile Verbundwerkstoffe mit überlegenen supraleitenden Eigenschaften hergestellt werden.
  • Diese erwiesen sich besonders geeignet für das Wickeln von Magnetspulen.
  • So wurden dünne Kupferbänder in der Beschichtungsanlage entsprechden end der folgen Reaktionsschema mit einem supraleitenden überzug versehen: ttberrschenderweiee erwiesen sich die aufgebrachten Schichten als völlig duktil und zeigten auch nach Biegen oder Falzen keine Anzeichen von spröden Verhalten; das gleiche war auch nach dem Abätzen des tupfersubstrates der Fall. Eine nähere Untersuchung ergab, daß sich nicht die aehr spröde intermetallische Verbindung Nb3Ga sondern ein übersättigten Mischkristall des Niobs mit Gallium gebildet hatte. Offensichtlich wurde die Bildung der Gleichgewichtsphase Nb3Ga durch die rasche Erstarrung unterdrückt.
  • Überrschenderweise stellte sich heraus, daß nach einer Glühbehandlung von wenigen Stunden bei Temperaturen von 750 - 8500C ein sehr interusantes Zwischengefüge resultierte mit etwa 100 -0 300 A großen Nb3Ga - Keimen in einer Nb-Ga-Mischkristallmatrix; dieses zeigte . gegenüber der spröden intermetallischen Phase Nb3Ga überlegene supraleitende Eigenschaften insbesondere der kritischen Stromstärke J, c und der oberen kritischen magnetischen Feldstärke Hc2bei voller Wahrung der guten duktilen Eigenschaften.
  • 4. 4. Hartstoffüberzüge Schneidwerkzeuge, Zylinderlaufbuchsen, Kolben, Laufflächen von Wankelmotoren, Uhrengehäuse und viele anderen Gegenstände welehe erheblicher Verschleißbeanspruchung unterliegen, sowie auch Bleche aus Metallen und Legierungen etwa auf der Basis von Aluminium, Kupfer oder Stahl können nach dem Verfahren gemäß der Erfindung mit verschleißmindernden Hartstoffüberzügen versehen werden etwa nach den folgenden Reaktionsschemt5.
  • Gegenüber den bisher bekannten mit Pulvern hergestellten Plasmaüberzügen weisen die nach dem erfindugsgemäßen Verfahren here gestellten Schichten ein feineres Korn und eine verbessrte Schlagfestigkeit auf. Durch gleichzeitiges Einspeisen von Ni(C0)4 oder Co(CO)4 in den Plasmastrahl lassen sich Überzüge aus übersättigten Hischkristallen des Nickels oder des Kobalts mit Hartstoffen wie TiC und WC herstellen; diese scheiden nach einer Wärmebehandlung extrem feine Hartstoffteilchen aus, die in einer duktilen tob§t- oder Nickelmatrix eingelagert sind. Diese Überzüge weisen neben guter Verschleißbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit eine hervorragende Duktilität auf. Diese Schichten werden gemäß den folgenden Reaktionsschemata WF6 + CH4 + Co(CO)4 + H2 Wo + Co + 6 HF + 4 CO TiC14 + CH4 + Ni(C0)4 ç TiC + Ni + 4 1101 + 4 CO Die verbesserteb Verschleiß-und Korrosionseigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Hartstoffüberzüge erlauben gegenüber den bisher bekannten tberzugen diesem Art eine Reduzierung der Schichtdicke um den Faktor 2 - 3. Es gelingt auch, sehr dünne aber dichte und zähe Hartstoffschichten etwa aus TiN mit einer Dicke von etwa 1 µm herzustellen' insbesondere zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit; .
  • 5. Bleche aus metastabilen Legierungen Legierpngazusammensetungen"im Bereich der intermetallischen Phase Ni3Al aiEd normalerweise spröde und können nicht zu hochtemperaturbeständigen Formteilen weiterverarbeitet werden.
  • Wendet man das Verfahren gemäß der Erfindung an und beschichtet ein deines Niokelblech oder eine auf galvanischen Wege hergestellte Nickelfolie in der Beschichtungskammer gemäß dem folgenden Reaktionsschema: 3 Ni(CO)4 + AiCl3 + 3/2 H2 ~ 3 Ni + Al + 3 HOI + 12 CO so ergeben sich duktile ÜberzUgs aus einem übersättigten Ni - Al - Mischkristall; nach einer Wärmebehandlung bildet sich zuerst ein Übergangsgefüge welches eine gute Duktilität mit hõher WarmfestigBeit vereint. Eine weitere Verbesserung der Warmfestigkeit und Kriechbeständigkeit bei hohen Temperaturen konnte durch Zulegieren von Molybdän etwa gemäß dem folgenden Reaktionoschema erreicht werden: 5 Ni(CO)4+AlCl3+ MoOl5+ 4H2 ; -> 5Ni + Al + Mo + 8HCl + ?O Co Nach 5 Durchläufen durch die Plasmabeschichtungskammer gemäß der Figur 2 und einem Nachwalzvorgang konnte ein duktiles Blech mit einer Dicke von etwa 0,5 mm erzeugt werden. Die anhaftende Nickelschicht mit einer Dicke von etwa 50 µm konnte belassen werden, da diese gute Schweißeigenschaften besitzt.
  • Nach einer Wärmebehandlung von 12 Stunden bei 12000C wurde- eine optimale Hochtemperaturkriechfestigkeit erreicht. Diese Wärmebehandlung kann nach der Herstellung des Fertigteiles, z.B, der Verbrennungskammer einer Strahltriebwerkst erfolgen.
  • L e e r s e i t e

Claims (17)

  1. Patentansrllche 1. Verfahren zum Aufbringen von metallischen, metalloidischen oder keramischen Schichten mit verbesserten strukturellen Eigenschaften durch Plassasprühen, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmapistole mit den gasförmigen und/oder verdampften Verbindungen der Bestandteile der metallischen, metalloidischen oder keramischen Schichten beschickt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet das die Beschickung der Plasmapistole mit den Halogeniden, llydriden, Alkylen oder Karbonylen der Bestandteile der metallischen, metalloidischen oder keramischen Schichtmaterialien erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Plasmagas Argon und/oder Wasserstoff benutzt wird.
  4. 4. Gefahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung in einer Argonatmosphäre erfolgt.
  5. 5.Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 4 zur Beschichtung massiver Körper h.
  6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 4 zur kontinuierlichen Beschichtung von Blechen oder Folien
  7. 7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß ein Substrat, etwa eine Kupferfolie beschichtet wird und nach der Beschichtung dieses zum Beispiel durch Ätzen entfernt wird.
  8. 8. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß damit amorphe Legierungen aufgebracht werden
  9. 9. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 8 zum Aufbringen von amorphen Legierungen mit einer Zusainmensetzung nahe T80M20 wo T ein Ubergangsmetall wie Fe, so oder Ni darstellt rund Mein Metalloid wie B, Si,. P oder C
  10. 10. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß daipit die amorphen Legierungen Fe80B20, Ni40Fe40B20 und Fe40Ni40P4B6 aufgebracht werden.
  11. 11. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß damit supraleitende Materialien aufgebracht werden.
  12. 12. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß damit Legierungen des Niobs mit Gallium aufgebracht werden.
  13. 13. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß damit harte Karbide, Nitride, Boride oder Silizide wie TiC, TiN, SiC oder WC aufgebracht werden
  14. 14. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß damit harte Karbide, Nitride,Boride oder Siliemde gemeinschaftlich mit duktilen Metallen wie Nickel oder Kobalt aufgebracht werden.
  15. 15. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß damit Ni - Al oder Ni - Al - Mo - Legierungen aufgebracht werden.
  16. 16. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß damit Legierungen vom Typ Ni3Al aufgebracht werden.
  17. 17. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß damit Legierungen der Zusammensetzung ( in at.% ) 7o%Ni-15%Al-15%Mo auf ein Substrat aus Nickelfolie aufgebracht werden.
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