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Laserstrahlsintern von Keramikschichten

Verfahren

Als Ausgangsbasis für die Untersuchungen zum Laserstrahlsintern von Keramikschichten auf Metall dienten Stahlsubstrate, die über einen elektrophoretischen Prozess mit einer ca. 10...30µm starken Aluminiumoxid Pulverschicht überzogen waren.

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Abbildung: Bearbeitungskammer

Aufgrund der Oxidationsneigung der Stahlsubstrate wurde die Laserbearbeitung in einer Schutzgaskammer unter Heliumatmosphäre durchgeführt (siehe Abbildung). Als Energiequelle für den Sinterprozess wurden zwei laser genutzt:

  1. ein 600 W CO2- Laser der Wellenlänge von 10,6 µm
    Um ein möglichst homogenes Temperaturfeld zu erzeugen, wurde dieser Laserstrahl mittels eines Scanners über das beschichtete Substrat bewegt.
  2. ein Nd: YAG- Laser der Wellenlänge von 1,06 µm
    Die Laserstrahlung wurde über eine Faser an den Bearbeitungsort geführt und so stark defokussiert, dass ein nahezu homogener Energieeintrag über die beschichtete Fläche gewährleistet werden konnte.

Die Oberflächentemperatur der Substrate wurde mit Hilfe eines Strahlungspyrometers gemessen. Bei Vorgabe einer Temperatur- Zeit- Kurve konnte über das Pyrometer die Laserstrahlleistung gesteuert werden.

Die Untersuchungen konzentrierten sich vorrangig auf die Variation von Prozessparametern wie:

  • Aufheizgeschwindigkeit
  • Sintertemperatur
  • Abkühlgeschwindigkeit
Die gesinterte Oberfläche und Querschliffe des Verbundes Metall/Keramik wurden mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie untersucht.
Die Mikrohärte der Schichten wurde vom Fraunhofer IKTS Dresden ermittelt.
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Erstellt: 07.02.2012 15:48:26 | Letzte Änderung: 27.09.2001 07:23:59 | Autor: Anne-Maria Reinecke
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