Hochtemperaturoxidationsschutz für Nickelwerkstoffe durch Fluorimplantation

Konventionelle Nickellegierungen bilden gewöhnlich bei Hochtemperaturexposition in oxidierenden Atmosphären eine Chromoxidschicht. Diese Chromoxidschicht weist allerdings einige Nachteile auf, z.B. Reaktionen in Wasserdampf haltigen Atmosphären. Durch Fluorimplantation sollen diese Legierungen eine Schutzwirkung über den Fluoreffekt erhalten. Der Fluoreffekt bewirkt die Bildung einer schützenden Aluminiumoxidschicht (α-Al₂O₃) auch auf Legierungen, deren Aluminiumgehalt zur Bildung dieser Schutzschicht unter Oxidationsbedingungen nicht ausreicht. Die Aluminiumoxidschutzschicht wird hierbei über einen Gasphasentransport generiert und vermag die Bauteile auch in wasserdampfhaltigen Atmosphären zu schützen. Die beeinflusste Zone soll dabei möglichst dünn gehalten werden, um die Eigenschaften der Materialien nicht negativ zu beeinflussen. Der Effekt wurde zumindest unter Laborbedingungen für kürzere Auslagerungszeiten auch für bestimmte Ni-Legierungen nachgewiesen. In dem laufenden Projekt wird der Effekt nun für technische Anwendungen optimiert, was die Einsatzmöglichkeiten dieser einfachen, kostengünstigen Nickellegierungen deutlich erhöht.

Das IGF-Vorhaben Nr. 19656BG der Forschungsvereinigung DECHEMA e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.