Untersuchung der Phasen und optischen Eigenschaften von plasmaspritzbeschichteter Aluminiumoxid-Titanoxid-Beschichtungen mittels Synchrotron-Grazing-Incidence-Diffraktion

Die Gulhfi AG ist ein international führendes Innovationsunternehmen im Bereich Oberflächentechnik und Oberflächenfunktionalisierung. Das Kerngeschäft des Unternehmens umfasst die Entwicklung und Lieferung von (i) Plasma-Brennern der neuen Generation zur Herstellung technischer Beschichtungen und (ii) Dienstleistungen im Bereich Oberflächentechnik sowie damit verbundene Technologien – insbesondere für Branchen wie Medizin, Luft- und Raumfahrt, Energie, Automobilindustrie und allgemeine Fertigung. Eines ihrer wichtigsten technischen Angebote ist die DEBYE-LARMOR-Kaskaden-Plasmaschweissbrennertechnologie, die eine präzise Steuerung der Plasmaspritzparameter ermöglicht und für die Herstellung von Beschichtungen mit hoher Rauheit oder Porosität optimiert ist, wenn dies erforderlich ist. Darüber hinaus bietet das Unternehmen Dienstleistungen in den Bereichen Beschichtungsentwicklung, Prototypenbau, Pulver-/Materialentwicklung, Roboterprogrammierung von Spritzprozessen und Implementierung von Beschichtungsfertigungslinien für Kunden an.

Gulhfi entwickelt fortschrittliche Oxidbeschichtungen für Absorber in konzentrierenden Solarkraftwerken (CSP), um die zentrale Herausforderung zu lösen, hohe solare Effizienz mit langfristiger Beständigkeit unter anspruchsvollen thermischen Bedingungen zu vereinen. In CSP-Systemen müssen die Absorberoberflächen bei erhöhten Temperaturen arbeiten und dabei eine hohe solare Absorptionsfähigkeit sowie eine geringe thermische Emission beibehalten, um die Leistung zu maximieren. Konventionelle Oxide wie Aluminiumoxid und Titanoxid bieten zwar exzellente Stabilität, Verschleissfestigkeit und Korrosionsschutz, sind jedoch in ihrem natürlichen Zustand aufgrund ihrer geringen Absorption optisch ungeeignet. Mithilfe der firmeneigenen Plasmaspritztechnologie verwandelt Gulhfi diese Oxide in dunkle, komplexe Keramikbeschichtungen mit optimierten optischen Eigenschaften.

Die angewandte Materialanalytik von ANAXAM unter Verwendung der Synchrotrondiffraktion mit streifendem Einfall ermöglicht ein detailliertes Verständnis der Phasenzusammensetzung innerhalb der Beschichtungen nach dem Plasmaspritzverfahren. Durch die Korrelation der identifizierten Phasen mit der gemessenen Sonnenabsorption liefert dieser Ansatz wichtige Erkenntnisse über die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, die die Leistungsfähigkeit der Beschichtung bestimmen. Dieses Wissen erklärt nicht nur den Ursprung des optischen Verhaltens, sondern dient auch als Leitfaden für die Optimierung der Spritzparameter, wodurch die Eigenschaften der Beschichtungen fein abgestimmt und für hocheffiziente Solaranwendungen weiter verbessert werden können.