Temperaturmesspraxis mit Widerstandsthermometern und Thermoelementen

– das System Aluminiumoxid (Al2O3) aufgrund seiner relativ hohen Härte, der chemischen Inertheit, der Biokompatibilität und der ausgezeichneten elektrischen Isolationseigenschaften,
– das System Siliciumkarbid (SiC) mit einer sehr hohen Härte, Abrasionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und hohen Warmfestigkeit bis 1300 °C,
– das System Tetraborkarbid (B4C) mit seiner hohen Warmhärte bis 1200 °C, hohen Chemikalienbeständigkeit, biologischen Unbedenklichkeit und hohen Festigkeit,
– das System Titaniumkarbid (TiC) mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit
– das System Siliciumnitrid (Si3N4) mit sehr hoher Heißbiegefestigkeit, geringer linearer Wärmedehnung, hoher Thermoschockfestigkeit, Bruchzähigkeit und Oxidationsbeständigkeit,
– das System Bornitrid (BN) in der kubischen Modifikation mit hoher Härte, Wärmeleitfähigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Stabilität gegen aggressive Metall-, Glas- und Salzschmelzen,
– das System Titaniumnitrid (TiN) mit sehr hoher Abrasionsfestigkeit, hoher Härte und Biokompatibilität,
– das System Tialit (TiAI2O5) mit sehr hoher Temperaturwechselbeständigkeit und sehr geringer linearer Wärmedehnung sowie
– das System Chromtrioxid (Cr2O3) mit hoher Abrasionsfestigkeit und Härte sowie guter Substrathaftung.

Diese Keramikwerkstoffe sind für den Thermometerbau von grundsätzlicher Bedeutung. In Schichtform auf metallischen Schutzrohren für Anwendungen in Industrieanlagen sichern sie bei abrasiver Belastung wesentliche Erhöhungen der Standzeiten. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ergibt sich für Temperaturmessungen in korrosiven Medien bzw. in oxidierender Atmosphäre. Aufgrund der atoxischen Eigenschaften sind Keramikschichten auch für die Temperaturmesstechnik der Lebensmittel- und Getränkeindustrie von Interesse. Keramik-Verbund-Werkstoffe stellen in der Regel die betriebswirtschaftlich günstigste Lösung für Thermoelementschutzrohre im Vergleich zur monolithischen Keramik dar.

Die wichtigsten Verfahren zur Beschichtung von metallischen Thermometerschutzrohren stellen heute

– die Plasmaspritztechnik für die Herstellung dicker Keramikschichten,
– das Hochratesputtern zur Erzeugung dünner Schichten,
– das Gasnitrieren und
– der chemische Gasphasentransport (CVD) anorganischer Werkstoffe dar.

Die Verfahren sind den neuen physikalischen Technologien zuzuordnen und führen während des Beschichtungsvorganges zu einer thermischen Belastung der Substrate (in der Regel metallische Trägerrohre).