Ermittlung der Substrattemperaturen beim Vakuumplasmaspritzen von Elektrolyseelektroden.

Abstract

Die Arbeit beschaeftigt sich mit der Messung der Temperaturverlaeufe im Substrat beim Vakuumplasmaspritzen. Die Messungen wurden mit Nickel-Chrom-Nickel-Thermoelementen durchgefuehrt, die an ein digitales Mikroprozessor-Thermometer angeschlossen wurden. Gemessen wurde der Temperaturverlauf an folgenden Substratmaterialien - Kupferplatten 100 mm Durchmesser - Nickelplatten 100 mm Durchmesser - Nickelbleche 90 mm Durchmesser. Die Messungen wurden bei unbewegtem Substrat durchgefuehrt. Wie sich herausstellte, dauert es sehr lang, bis das Substrat im thermischen Gleichgewicht mit seiner Umgebung und dem Plasmastrahl steht und sich die Substrattemperatur nicht mehr aendert. Im zweiten Teil der Arbeit wurden bei bewegtem Substrat Beschichtungsversuche mit einem repraesentativen Spritzpulver durchgefuehrt und gleichzeitig der Temperaturverlauf an verschiedenen Stellen des Substrats aufgenommen. Die beschichteten Substrate wurden anschliessend elektrochemisch untersucht und die aufgebrachten Schichten auf phasenmaessige sowie strukturelle Zusammensetzung untersucht. Hinsichtlich der elektrochemischen Eigenschaften ergaben sich teilweise erhebliche Unterschiede zwischen den einzelnen Proben. Die Substrattemperaturen waehrend des Beschichtungsvorgangs haben sicher einen erheblichen Einfluss auf die Guete der katalytischen Schicht und auf deren Haftung auf dem Substrat. Untersuchungen am Rasterelektronenmikroskop zeigten, dass sich an der Grenzflaeche zwischen Substrat und auftreffendem Spritzpulver bei hoeheren Temperaturen eine Legierung bildet, was zu erhoehter Stabilitaet der Schicht fuehrt. Hinsichtlich der Struktur der Schichten konnten nur geringe Unterschiede zwischenden einzelnen Schichten entdeckt werden, die in keinen Zusammenhang zu den Temperaturverlaeufen gebracht werden konnten. Die Schichtdicken der Proben erwiesen sich als zu gering (10 bis 50 Mikrometer).