Schmelzflusselektrolytische Abscheidung von Titan auf Verstärkungsfasern zur Herstellung von Titanmatrixverbundwerkstoffen

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Titanmatrixverbundwerkstoffe sind aufgrund hoher Herstellungskosten und hervorragender mechanischer Eigenschaften derzeit nur für Nischenanwendungen geeignet. Diese Arbeit entwickelt ein elektrolytisches Faserbeschichtungsverfahren, um die Kosten des Beschichtungsprozesses erheblich zu senken. Eine speziell konzipierte Anlage ermöglicht es, Versuche unter hochreiner Schutzgasatmosphäre durchzuführen. Elektrochemische Messungen untersuchen den Einfluss des Elektrolyten und der Substrate. Die Beschichtungsversuche wurden in eutektischen Mischungen aus LiCl und KCl, angereichert mit K2TiF6 oder TiCl2, durchgeführt. Entgegen gängiger Behauptungen in der Fachliteratur konnten geschlossene, gut haftende Schichten im rein chloridischen System erreicht werden, was chloridische Elektrolyte aus ökologischen und toxikologischen Gründen bevorzugt. Unter den gewählten Bedingungen scheint der elektrolytische Titanabscheideprozess für die Entwicklung eines Faserbeschichtungsverfahrens geeignet zu sein. Die relativ schlechte elektrische Leitfähigkeit der SiC-Faser hat den Versuchsergebnissen zufolge keine kritischen Auswirkungen auf den Beschichtungsprozess. Mikroskopische und makroskopische Wachstumsfehler müssen jedoch genauer betrachtet werden. Während makroskopische Fehler durch „Einfahren der Elektrolyse“ abnahmen, sind die Ursachen und Auswirkungen mikroskopischer Fehler noch unklar.