Poliervorbereitungsschema für Niob-basierte Keramikbeschichtungsproben- Trojan (Suzhou) material technology Co., Ltd.

Poliervorbereitungsschema für Niob-basierte Keramikbeschichtungsproben

27-11-2025

Die Herstellung hochtemperaturoxidationsbeständiger Keramikbeschichtungen auf Niob- und Nioblegierungssubstraten ist eine Schlüsseloberflächentechnologie zur Erweiterung ihrer hervorragenden Hochtemperaturfestigkeit für Anwendungen in sauerstoffhaltigen Umgebungen. Die zentralen Herausforderungen in diesem Bereich liegen in der Bewältigung der enormen thermischen Spannungen, die durch die Diskrepanz der Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Metallen und Keramiken verursacht werden, sowie in der Sicherstellung der chemischen Kompatibilität an der Grenzfläche, um Risse und Abplatzungen der Beschichtung während der thermischen Zyklen zu verhindern.

Um einen zuverlässigen Schutz zu erreichen, muss ein präzise ausgelegtes Gradientensystem „Niobsubstrat – funktionelle Übergangsschicht – keramische Deckschicht“ angewendet werden. Die Schlüsseltechnologie umfasst die In-situ-Bildung einer kontinuierlichen Silizid-Zwischenschicht (z. B. NbSi₂) auf dem Substrat durch Prozesse wie Silizieren. Diese Zwischenschicht bildet nicht nur eine starke metallurgische Verbindung mit dem Substrat, sondern verfügt auch über einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der zwischen den beiden Materialien liegt, wodurch thermische Spannungen wirksam abgebaut werden und gleichzeitig als Diffusionsbarriere das Eindringen von Sauerstoff verhindert wird. Auf dieser optimierten Zwischenschicht werden als letzte Barriere Funktionskeramiken mit geringer Sauerstoffdiffusionsfähigkeit und ausgezeichneter thermischer Stabilität (z. B. Mullit) abgeschieden. Dieses umfassende synergetische Schutzsystem hat es erfolgreich ermöglicht, Komponenten aus Nioblegierungen in hochmodernen Bereichen einzusetzen, die extrem hohen Temperaturen und Thermoschocks ausgesetzt sind, darunter Raketentriebwerksdüsen und fortschrittliche Gasturbinenschaufeln.

Nachfolgend finden Sie das Mustervorbereitungsschema für diese Anwendung. Die größte Herausforderung liegt im Polieren von Keramikbeschichtungen, die zu Rissen und Abplatzungen neigen:

1️⃣ Grobschliff: P2500 Siliziumkarbid-Schleifpapier mit Niedertemperaturwachs auf die Oberfläche aufgetragen;

2️⃣ Feinschliff: P4000-Siliziumkarbid-Schleifpapier mit auf die Oberfläche aufgetragenem Niedertemperaturwachs;

3️⃣ Grobpolieren: ET-JP Poliertuch 3μm Aluminiumoxid;

4️⃣ Feinpolieren: ZN-JP Poliertuch 50 nm Silica.

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