Thermogravimetric Analysis (TGA) 

Argon

Micro balance

Counter weight

Computer based data collection

Gas outlet

TGA = M [mg] 

M/A [mg/cm²] 

M²/A4  t [mg²/cm4 s] 

= kp (parabolic rate constant)

Furnace

Argon

Quartz glass tube 

Sample

Quartz glass hanger

l

Gas supply

Diffusion Coating: Powder Pack Cementation

Schematic of a TGA‐apparatus

Gas inlet Gas flow controlling

Diffusion Coating: Powder Pack Cementation

M(s) + AX(s)MX(g) + A(g)

MX(g)

SubstrateTemperature: 600‐1200 CGases: Ar, Ar/H2

Cr‐diffusion on 9%‐chromium ferritic‐martensitic steel

Cr‐diffusion zone

Ni‐platingCr23C6

X(g) + M(s)

Solid state diffusion

Gas diffusion

M: Al, Si, Cr or TiX: F, Cl, Br or IA: NH4, Na or Al

inert filler activator diffusion element

Cr diffusion zone

P92

50 µm

Co‐diffusion of Al and Snon Alloy 600

0 15

0.20

Calculated activities of gaseous Al‐chloridesMixing   +   Sample

Al2O3, SiO2 NH4Cl, CoBr2, AlF3 Al, Mn, Cr, Ti, Sn,…

Co diffusion of Al and Snon Alloy 600

Ni3Sn2

NiAl

700 800 900 1000 1100 12000.00

0.05

0.10

0.15

Activity

Temperature [ C]

AlCl(g)AlCl3(g)

AlCl2(g)

Powder mixture (weight%):

“Out‐of‐Pack”‐Ti‐Al‐diffusion layer on TNM‐B1Filling

Closing

Setup of a powder pack experiment

Powder mixture (weight%):

5% Al, 0.5% NH4Cl, 94.5% Al2O3

Furnace