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Bei vielen industriellen Anwendungen in der Chemie, Pharmazie und Lebensmitteltechnologie kann durch Mikrostrukturreaktoren die Energie- und Stoffeffizienz deutlich gesteigert werden. Durch die große Oberfläche wird eine hervorragende Wärmeübertragung erreicht und in den Mikrokanälen sind die Stoffwiderstände geringer. Die Reaktionen sind schneller und besser kontrollierbar, die Selektivität steigt und der Lösemitteleinsatz kann minimiert werden. Das vereinfacht die Aufarbeitung der Produkte, spart Kosten und erhöht die Nachhaltigkeit des Verfahrens.
Bisher konnte sich dieses innovative Verfahren in der breiten Anwendung allerdings noch nicht durchsetzen, da die dünnwandigen Mikrokanäle (0,5–1,0 mm) einen besonderen Korrosionsschutz benötigen. Damit die Bauteile auch in aggressiver Reaktionsumgebung keinen Schaden nehmen, untersuchen Wissenschaftler in diesem Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung, inwieweit hochlegierte Nickelbasislegierungen und -stähle als Werkstoffe für mikroverfahrenstechnische Anlagen geeignet sind und wie sich der Herstellungsprozess optimieren lässt.
Mikroverfahrenstechnische Apparate sind aus dünnen Lagen mit Mikrostrukturen aufgebaut. Durch Diffusionsschweißen entstehen vollflächige Verbindungen. Damit besitzen sie eine hohe Druckfestigkeit. Allerdings sind die Bauteile bei diesem Prozess lange Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt, die bei 80 % ihrer Schmelztemperatur liegen. Das führt neben der Diffusion von Metallatomen über die Fügeebene auch zu einem Kornwachstum sowie unerwünschten Veränderungen bei der Korrosionsbeständigkeit. Deshalb wird geprüft, ob Laserschweißtechniken und verschiedene Beschichtungskonzepte den Korrosionsschutz verbessern.

IGF-Vorhaben: 18034
Untersuchungen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit mikroverfahrenstechnischer Bauteile für aggressive chemische Prozessmedien