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Mar 03, 2024

Beschichtungen mit hoher Ordnungszahl für Stoffe

Langley Research Center, Hampton, VA NASA-Forscher haben eine Innovation entwickelt, um die Haftung zu verbessern und die Haltbarkeit von Metallbeschichtungen mit hoher Ordnungszahl auf sauerstoff- oder hydroxylreichen Oberflächen zu verbessern

Langley Research Center, Hampton, VA

NASA-Forscher haben eine Innovation entwickelt, um die Haftung zu verbessern und die Haltbarkeit von Metallbeschichtungen mit hoher Ordnungszahl auf sauerstoff- oder hydroxylreichen Oberflächen zu verbessern. Dieser neue Ansatz ist nützlich für den Bau von Strahlungsschutzschilden mithilfe der Z-Grading-Methode, dem Prozess der Schichtung von Metallmaterialien mit unterschiedlichen Ordnungszahlen, um Strahlenschutz für Protonen, Elektronen und Röntgenstrahlen zu bieten.

Materialien mit hoher Ordnungszahl wie Tantal binden nicht gut an sauerstoff- und hydroxylreiche Oberflächen wie Glasfasern. Diese Metalle bilden häufig Oberflächenoxide, wenn sie auf Glasgewebe aufgetragen werden, was dazu führt, dass das Material mit hoher Ordnungszahl beim Schneiden, Falten und/oder bei der Handhabung vom Gewebe abblättert.

Um die Haltbarkeit der Beschichtung zu verbessern, wird bei dieser Technik zunächst ein Metall mit niedrigerer Ordnungszahl als Befestigungsschicht aufgetragen, bevor die Metallschicht mit hoher Ordnungszahl aufgetragen wird. Die Befestigungsschicht reduziert die Oxidbildung zwischen dem Substrat und dem Material mit hoher Ordnungszahl und fördert so die Haftung.

Titan hat eine starke Haftung mit verschiedenen Metallen gezeigt und reduziert wirksam die Oxidbildung, wenn es durch Diffusion mit sich selbst oder anderen Materialien verbunden wird. Es hat sich als wirksam bei der Verbesserung der Haltbarkeit erwiesen, wenn es thermisch auf ein Glasfasergewebe aufgesprüht wird und als Befestigungsschicht für eine nachfolgende Tantalschicht dient (ebenfalls durch RF-Plasmaspritzen aufgetragen). Die Titanschicht ist nur etwa 1 mil dick, führt aber zu einer starken Haftung der Tantalschicht durch intermetallische oder Diffusionsbindung. Es kann auch ein thermisches Spritzverfahren eingesetzt werden.

Diese Technologie ermöglicht die Anwendung von Z-Grade-Beschichtungen auf kostengünstigeren und leichteren Substraten wie Glasfasergeweben, während gleichzeitig die Haltbarkeit und Flexibilität erhalten bleibt, die für die Elektronik von Raumfahrzeugen, Strahlenschutzkleidung und andere Anwendungen erforderlich sind.

Die NASA sucht aktiv nach Lizenznehmern für die Kommerzialisierung dieser Technologie. Bitte wenden Sie sich an den Licensing Concierge der NASA unter Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt. Um es anzuzeigen, muss JavaScript aktiviert sein. oder rufen Sie unter 202-358-7432 an, um Lizenzgespräche zu beginnen. Weitere Informationen finden Sie hier.

Dieser Artikel erschien erstmals in der Novemberausgabe 2022 des Tech Briefs Magazine.

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