Schnelleinstieg: Bergbau und Offshore

Superharte, verschleißfeste Diamantkeramiken

© Fraunhofer IKTS
Pumpengehäuse (SICcast Mineralguß GmbH) mit einer Innenauskleidung aus superharter Diamantkeramik.

Für verschleißbelastete Bauteile wie Pumpenkomponenten, Rohrsegmente oder Düsen entwickelt das Fraunhofer IKTS zusammen mit Partnern der Fraunhofer-Allianz AdvanCer superharte, verschleiß- und korrosionsfeste Diamantkeramiken.

Diese neuen Diamantkeramiken können im Gegensatz zu kommerziellen Diamantwerkstoffen kostengünstig und in komplexen Geometrien durch konventionelle keramische Technologien hergestellt werden – zum einen als kompakte Bauteile und zum anderen als 300 bis 500 µm dicke Schichten in hochbeanspruchten Bauteilbereichen. Dabei wird die Diamant-Preform mit flüssigem Silicium infiltriert. Während der Infiltration bildet sich ein dreidimensionales Gerüst aus, in das der Diamant chemisch eingebunden wird. Durch diese SiC-Bindung lassen sich nicht nur Festigkeiten von 450 bis 500 MPa, sondern auch eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit erreichen. Darüber hinaus belegen tribologische Untersuchungen, dass die Verschleißfestigkeit der entwickelten Diamantkeramiken um den Faktor 10 höher als die von kommerziellen Borcarbid-Werkstoffen ist und sie ein Verschleißverhalten ähnlich dem von extrem hartem polykristallinen Diamant (PKD) aufweisen.