Kaltgasspritzen von ermüdungsfesten Titanschichten: Korrelationen materialwissenschaftlicher Zusammenhänge
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS XII
1 EINLEITUNG 1
2 PROZESSVERSTAENDNIS UND STAND DER TECHNIK 5
2.1 BINDEMECHANISMEN 5
2.2 SPRITZWERKSTOFFE UND PULVER 7
2.3 STAND DER TECHNIK 8
2.3.1 ANLAGENKONZEPTE 8
2.3.2 DUESENKONZEPTE 10
2.4 POTENTIAL DES KALTGASSPRITZENS FUER DAS *RAPID MANUFACTURING 11
3 ENTWICKLUNGEN ZUR ANLAGENTECHNIK 14
3.1 ENTWICKLUNG EFFEKTIVERER GASHEIZUNGEN 14
3.2 DUESEN ZUM KALTGASSPRITZEN 14
4 METHODEN 17
4.1 STROEMUNGSMECHANISCHE BERECHNUNGEN 17
4.2 AUSWAHL VON PULVERN UND SUBSTRATEN 20
4.2.1 VERWENDETE PULVER 20
4.2.2 SUBSTRATMATERIALIEN UND -DIMENSIONEN 22
4.2.3 SUBSTRATVORBEREITUNG 23
4.3 SPRITZPARAMETER UND -KINEMATIK 23
4.4 PARTIKELGESCHWINDIGKEITSMESSUNGEN MITTELS LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE
24
4.5 EXPERIMENTE ZUR UNTERSUCHUNG VON EINZELAUFPRALLEREIGNISSEN 26
4.6 MAKROSKOPISCHE ANALYSEN 27
4.6.1 RAUHEITSMESSUNGEN T 28
4.6.2 AUFTRAGSWIRKUNGSGRAD 28
4.7 WAERMEBEHANDLUNGEN DER GESPRITZTEN TITANSCHICHTEN 29
4.7.1 GLUEHEN UNTER FEINVAKUUMBEDINGUNGEN 29
4.7.2 GLUEHEN UNTER HOCHVAKUUMBEDINGUNGEN 29
4.7.3 HEISSISOSTATISCHES PRESSEN 30
4.8 BESTIMMUNG DER SAUERSTOFF- UND STICKSTOFFANTEILE IN PULVERN UND
SCHICHTEN 30
4.9 MECHANISCHE PRUEFMETHODEN 31
4.9.1 MIKROHAERTEPRUEFUNG 31
4.9.2 HAFTZUGTEST 31
4.9.3 MIKROFLACHZUGTEST 32
VIII
HTTP://D-NB.INFO/1033539821
INHALTSVERZEICHNIS
4.9.4 SCHICHTZUGTEST 34
4.9.5 SCHERTEST 36
4.9.6 DAUERFESTIGKEITSPRUEFUNG BEI HOHER LASTSPIELZAHL 36
4.10 ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT 38
5 AUFPRALLBEDINGUNGEN 39
5.1 BERECHNETE GAS- UND PARTIKELGESCHWINDIGKEITEN 39
5.2 BERECHNETE GAS- UND PARTIKELTEMPERATUREN 41
5.3 DUESENLAYOUT UND PARTIKELAUFPRALLBEDINGUNGEN 42
5.4 EXPERIMENTELL ERMITTELTE PARTIKELGESCHWINDIGKEITEN 46
6 PULVEREIGENSCHAFTEN UND -MORPHOLOGIEN 52
6.1 PULVERZUSAMMENSETZUNG UND -EIGENSCHAFTEN 52
6.2 PULVERMORPHOLOGIEN 53
7 AUFPRALLMORPHOLOGIEN 56
7.1 EINFLUSS DER PROZESSGASTEMPERATUR AUF DAS AUFPRALLVERHALTEN 56
7.2 EINFLUSS DES SPRITZWINKELS AUF DAS AUFPRALLVERHALTEN 58
7.3 EINFLUSS DER PULVERMORPHOLOGIE AUF DAS AUFPRALL VERHALTEN 61
7.4 EINFLUSS DER SUBSTRATHAERTE AUF DAS AUFPRALLVERHALTEN 63
8 SCHICHTAUFBAU UND MOEGLICHE KONTAMINATIONEN 65
8.1 AUFTRAGSWIRKUNGSGRADE UND MIKROSTRUKTUREN DER SCHICHTEN 65
8.1.1 AUFTRAGSWIRKUNGSGRADE 65
8.1.2 SCHICHTMIKROSTRUKTUREN UND -POROSITAETEN 68
8.1.3 MIKROSTRUKTUREN NACH AUSLAGERUNG 77
8.1.3.1 EINFLUSS VON GLUEHBEDINGUNGEN UND PROZESSGASDRUCK 77
8.1.3.2 EINFLUSS VON DUESEN, PULVER UND FOERDERRATE 82
8.2 SAUERSTOFF- UND STICKSTOFFGEHALT DER SCHICHTEN 85
8.2.1 SAUERSTOFFGEHALT DER SCHICHTEN 85
8.2.2 STICKSTOFFGEHALT DER SCHICHTEN 90
8.2.3 MOEGLICHE ERKLAERUNGEN DER GEMESSENEN SAUERSTOFF- UND
STICKSTOFFGEHALTE
DER SCHICHTEN 94
9 MECHANISCHE UND ELEKTRISCHE SCHICHTEIGENSCHAFTEN 97
9.1 SCHICHTHAERTEN 97
9.2 SCHICHTZUGFESTIGKEIT (TCT-TEST) 100
9.2.1 PULVEREINFLUESSE 100
9.2.2 EINFLUSS VON PROZESSGASDRUCK UND -TEMPERATUR 102
IX
INHALTSVERZEICHNIS
9.2.3 EINFLUSS DER DUESENGEOMETRIE 103
9.2.4 EINFLUSS DES SPRITZWINKELS AUF DIE SCHICHTFESTIGKEIT 105
9.3 MECHANISCHE KENNWERTE DER SCHICHTEN 107
9.3.1 MIKROFLACHZUGTESTS 107
9.3.2 SUBSTRATEINFLUESSE AUF ERMITTELTE SCHICHTFESTIGKEITEN 109
9.3.3 EINFLUSS VON PROZESSBEDINGUNGEN AUF ZUGFESTIGKEITEN 111
9.3.4 EINFLUSS DER WAERMEBEHANDLUNG 112
9.3.5 EINFLUSS DES SPRITZWINKELS 115
9.4 HAFTFESTIGKEIT 117
9.4.1 EINFLUSS DES SPRITZWINKELS BEI VERSCHIEDENEN
PROZESSGASTEMPERATUREN AUF
DIE HAFTFESTIGKEIT 117
9.4.2 EINFLUSS VON PROZESSGASTEMPERATUR UND SUBSTRAT AUF DIE
SCHERFESTIGKEIT 118
9.4.3 EINFLUSS VON DUESEN UND SPRITZWINKEL AUF DIE SCHERFESTIGKEIT 118
9.5 DAUERFESTIGKEIT 121
9.5.1 EINFLUSS VON PROZESSGASDRUCK UND WAERMEBEHANDLUNG 121
9.5.2 EINFLUSS VON DUESEN, PULVER UND FOERDERRATE 124
9.5.3 BRUCHMORPHOLOGIEN NACH ERMUEDUNGSTESTS 126
9.6 ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT 130
10 VORAUSSETZUNGEN ZUR BESCHICHTUNG KOMPLEXER KONTUREN 133
11 DISKUSSION 138
11.1 ALLGEMEINES 138
11.2 EINFLUSS VON AUFPRALLWINKELN 139
11.3 STEIGERUNG DER AUFPRALLBEDINGUNGEN DURCH WEITERENTWICKLUNGEN DER
ANLAGENTECHNIK 140
11.4 QUALITAETSKRITERIEN ZUR SCHICHTBEWERTUNG . 141
11.4.1 AUSSAGEKRAFT VON SCHICHTPOROSITAETEN, AUFTRAGSWIRKUNGSGRADE,
HAFTFESTIGKEITEN UND SCHICHTHAERTEN 141
11.4.2 MECHANISCHE UND ELEKTRISCHE SCHICHTEIGENSCHAFTEN UND MOEGLICHE
KORRELATIONEN 143
11.5 BEDINGUNGEN FUER DAS *RAPID MANUFACTURING 150
11.6 VERALLGEMEINERTE DARSTELLUNG DURCH SCHICHTQUALITAETSPARAMETER 151
11.6.1 DEFINITION DES SCHICHTQUALITAETSPARAMETERS 151
11.6.2 EINFLUESSE VON PULVERGROESSENVERTEILUNGEN AUF DEN
SCHICHTQUALITAETSPARAMETER
152
11.6.3 BESCHREIBUNG DES SCHICHTAUFBAUS DURCH DEN
SCHICHTQUALITAETSPARAMETER 153
X
INHALTSVERZEICHNIS
11.6.4 GRENZEN DER BESCHREIBUNG DURCH DEN SCHICHTQUALITAETSPARAMETER 157
11.7 KONTAMINATION DURCH DEN SPRITZPROZESS UND THERMISCHE
NACHBEHANDLUNGEN.... 159
11.8 EIGENSCHAFTSAENDERUNGEN DURCH DEN SPRITZPROZESS UND DURCH THERMISCHE
NACHBEHANDLUNGEN 161
11.9 KONSEQUENZEN FUER DIE ERMUEDUNGSFESTIGKEIT 163
12 SCHLUSSFOLGERUNG UND AUSBLICK 165
ANHANG A 168
ANHANG B 173
LITERATURVERZEICHNIS 185
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 198
TABELLENVERZEICHNIS 208
XI
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