Verfahren der Oberflächentechnik

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Vorlesungs-und Prüfungsinformationen

 

Die Vorlesung behandelt zunächst die technische Bedeutung von Oberflächen für die Funktion von Komponenten des Maschinenbaus. Die Definition des Begriffs Oberfläche und deren Merkmale, sowie deren Varianten werden thematisiert. Die Bedeutung der technischen Oberfläche als wirtschaftlich bestimmender Faktor wird diskutiert. Sie lernen im Zuge der Veranstaltung, bei zukünftigen ingenieurwissenschaftlichen Aufgaben der technischen Oberfläche eine der jeweiligen Anwendung angemessene Bedeutung beizumessen, wie es für die Volumenaufgaben eines Werkstoffs bereits selbstverständlich ist. Des Weiteren werden Technologien zur Beeinflussung von Oberflächeneigenschaften erläutert. Neben den Verfahren des Thermischen Spritzens, den Physical Vapour Deposition (PVD)- und Chemical Vapour Deposition (CVD)-Verfahren sowie dem Auftraglöten und dem Auftragschweißen werden weitere Beschichtungstechnologien aus der Oberflächentechnik vorgestellt. Ausgehend von allgemeinen und aktuellen Anwendungsbereichen werden Werkstofflösungen und Prozesslösungen zur Herstellung wirksamer Oberflächeneigenschaften vorgestellt und diskutiert. Hierbei werden schwerpunktmäßig der Verschleiß- und Korrosionsschutz, sowie der Schutz gegen Hochtemperaturkorrosion und ‑oxidation und der Schutz gegen Wärmebelastung behandelt. In einem weiteren Kapitel wird der Einsatz der Modellierung und der Simulation in der Oberflächentechnik vorgestellt. Im Rahmen der Übungen haben Sie die Möglichkeit, Ihr Wissen an konkreten Beispielen zu vertiefen und praktische Methoden der Oberflächentechnik kennenzulernen.

Übersicht zu den Inhalten des Studienfachs Verfahren der Oberflächentechnik

Kapitel

Inhalte

1. Einführung in die Oberflächentechnik

  • Technische Oberflächen
  • Oberflächen als Phasengrenzen zur Umgebung
  • Benetzung von Oberflächen durch Flüssigkeiten
  • Haftungsmechanismen zwischen Schicht und Grundwerkstoff
  • Funktion von Oberflächen

2. Elektrochemische Metallabscheidung

  • Galvanik
  • Chemische Metallabscheidung

3. Konversionsverfahren

  • Anodisieren
  • Phosphatieren
  • Chromatieren
  • Brünieren

4. Thermochemische Diffusionsverfahren

  • Einsatzhärten
  • Nitrieren
  • Borieren
  • Chromieren
  • Alitieren
  • Silizieren

5. Technische Plasmen

  • Thermische und nichtthermische Plasmen

6. Physical Vapour Deposition (PVD)

  • Kathodenzerstäuben
  • Lichtbogenverdampfen
  • Niedervoltbogenentladung
  • Elektronenstrahl-PVD

7. Chemical Vapour Deposition (CVD)

  • Hochtemperatur-CVD
  • Plasma-CVD
  • Hot-Filament-CVD

8. Sol-Gel-Verfahren & Schmelztauchverfahren

  • Sol-Gel-Verfahren
  • Schmelztauchverfahren

9. Thermisches Spritzen

  • Flammspritzen
  • Hochgeschwindigkeitsflammspritzen
  • Kaltgasspritzen
  • Lichtbogenspritzen
  • Plasmaspritzen

10. Auftraglöten & Auftragschweißen

  • Löten (Auftraglöten, Auflöten von Panzerungen)
  • Auftragschweißen

11. Werkstoffoberflächen

  • Ökologische, ökonomische, technische Potentiale der Oberflächentechnik
  • Thermische, chemische, mechanische Belastungen auf Oberflächen
  • Vorbehandlung
  • Oberflächenmodifikation
  • Beschichtung
  • Nachbehandlung
  • Anforderungen an Schicht, Verbund, System

12. Modellierung und Simulation in der Oberflächentechnik

  • Prozesssimulation
  • Werkstoffsimulation