SysTemp
Das technologische Konzept des Sunmachine Mini-Blockheizkraftwerks (Mini-BHKW) ist in Fachkreisen (http://www.bhkw-prinz.de) als echte Alternative zu bekannter regenerativer Energieerzeugung anerkannt worden. Die Sunmachine Mini-BHKW‘s können in größeren Einfamilienhäusern, Mehrfamilienhäusern und kleineren Gewerbeobjekten als umweltschonende Heizungsanlage dienen, die neben Wärme auch Strom erzeugen. Die Highlights der Anlage sind ein innovativer α -Stirlingmotor und die Befeuerung mit nachwachsenden Rohstoffen (Pellets) die mittels einer “Raketenflamme” nahezu aschelos verbrannt werden. Die Erfahrungen mit rund 400 ausgelieferten Sunmachine-Pellet Mini-BHKW‘s (Sunmachine I) zeigten in der Praxis aber erheblichen Optimierungsbedarf. Zum einen sorgt die Korrosion hitzebeanspruchter Bauteile aktuell für zu geringe Standzeiten der Anlage, zum anderen fielen besonders verschleißbeanspruchte Teile des Stirlingmotors häufig aus.
Um diese Probleme möglichst kostengünstig und umweltverträglich zu lösen, soll im Rahmen dieses Projekts ein titanbasiertes Haftschichtsystem entwick
elt werden, das die Grundlage für hochtemperatur- und oxidationsbeständige Funktionsschichten (MAX-Phasen, Diamantschichten etc.), sowie für trockenlauffähige und reibungsarme Funktionsschichten (DLC – Diamond-like carbon) bieten soll. Somit könnte gewährleistet werden, dass die bestehende Konstruktion des BHKWs nicht verändert und aktuell verwendete Materialien nicht ersetzt werden müssen. Die Schichten werden mittels einer PECVD- Anlage (plasma-enhanced chemical vapor deposition) abgeschieden, für die eigens ein Verdampfer entwickelt wird, der Ti-haltige Prekursoren in die Gasphase überführt.
Zur
Aktivierung der Substratoberfläche vor der Beschichtung soll ein geeignetes Kombinations- Strahlverfahren (µ-Strahlen, Nassstrahlen) zum Einsatz kommen, das zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Randschicht führt und die Haftfestigkeit der abgeschiedenen Funktionsschicht durch geeignete Oberflächenstrukturierung steigert. Schwerpunkt ist dabei die Ermittlung der optimalen Strahlparameter unter Berücksichtigung der komplexen Geometrie der Bauteile.
Das gesamte Schichtsystem auf den vorstrukturierten Oberflächen wird zuletzt weitreichenden Analysen unterzogen und auf seine Funktionalität hin untersucht.
Genauere Informationen zu diesem Projekt finden Sie auch in dieser Beschreibung: SysTemp
Das Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen. Die Ergebnisse können Sie hier einsehen. Mit Hilfe des Forschungsvorhabbens wurden die Grundsteine für eine Substratvorbereitungsmethode entwickelt, die zu einer erhöhten Schichthaf- tung führen kann, bei gleichzeitiger Verbesserung der mechanischen Eigen- schaften der Randschicht durch Einbringen von Eigenspannungen und Gefüge- veränderungen