Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
FIB-Präparat der TiAlN-Schicht vor (links) und nach (rechts) der Elektronenstrahlbehandlung.
Thermodynamische Modellierungen von Werkstoff-Legierungen mit der CALPHAD-Methode
Modellierung thermodynamischer Prozesse und Diffusion in Metallbauteilen
Die thermodynamische Modellierung von Metallbauteilen während Plasmadiffusionsverfahren oder Elektronenstrahlbehandlung liefert plausible Erklärungen für Legierungs- und Strukturänderungen im oberflächennahen Bereich. Mit dieser Information können Bearbeitungsprozesse hinsichtlich optimaler Bauteileigenschaften optimiert werden. Am Fraunhofer IST bestehen Erfahrungen in thermodynamischer Modellierung mittels der CALPHAD-Methode und den Softwarepaketen Thermocalc und DICTRA.
Optimierung von Diffusions- und Beschichtungsverfahren hinsichtlich optimaler Bauteilperformance
Die CALPHAD-Methode ermöglicht es, in Bauteilbearbeitungsschritten wie z.B. Plasmadiffusion oder Elektronenstrahlbehandlung Parameterfenster zu identifizieren, in denen sich an den Bauteiloberflächen die gewünschte Legierungszusammensetzung und mithin die Performance einstellt. Für neue Bauteil-Materialien kann somit die Anzahl von Vorabversuchen mit Hilfe der thermodynamischen Simulation minimiert werden.