Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung von selbstheilendenWärmedämmschichten mittels atmosphärischen Plasmaspritzens für den Einsatz inHochtemperaturprozessen mit Temperaturwechselbeanspruchung. So kommt es zum Beispielwährend des Betriebs einer Gasturbine in der Wärmedämmschicht, die zum Schutz vor hohenTemperaturen auf die Turbinenschaufeln aufgebracht wird, zu Spannungen, die zu Rissen in derSchicht führen. Nach einer gewissen Zeit wachsen diese Risse so weit, dass es zu einemAbplatzen der Schicht kommt. Dadurch ist der Schutz der Turbinenschaufel nicht mehrgewährleistet. Durch die Integration eines selbstheilenden Prozesses könnten dieWartungsintervalle der Gasturbinen erhöht und Kosten reduziert werden. Der grundlegendeAnsatz für die Entwicklung einer selbstheilenden Beschichtung bestand in der Integration vonMoSi2 als selbstheilende Partikel, da durch die Oxidation von MoSi2 SiO2 gebildet wird. SiO2infiltriert die Risse, wodurch diese verschlossen werden. Somit kann ein Abplatzen der Schichtverhindert werden. Die Arbeiten wurden innerhalb eines von der Europäischen Uniongeförderten Projektes namens SAMBA (self-healing thermal barrier coatings) durchgeführt.Im ersten Schritt wurde die Herstellung einer Schicht mit integrierten MoSi2-Partikeln untersucht,wobei Yttriumoxid-teilstabilisiertes Zirkonoxid als Schichtmaterial gewählt wurde, da es das inder Industrie standardmäßig verwendete Material darstellt. Durch eine Zersetzung des MoSi2während des Spritzens bei Beschichtungsbedingungen, die für die Abscheidung von YSZnotwendig sind, war die direkte Verwendung eines Pulvergemischs der beiden Materialien zurSchichtherstellung nicht möglich. Erst durch die Injektion des MoSi2 in einem Abstand vomBrennerausgang konnte MoSi2 unter den für YSZ notwendigen Beschichtungsparametern ohneeine Zersetzung verarbeitet werden. Diese Mischschicht aus YSZ und reinem MoSi2 ist alsselbstheilende Schicht nicht geeignet, da die Oxidation des MoSi2 nicht kontrolliert abläuft unddurch die Volumenexpansion des entstehenden SiO2 Spannungen induziert werden, die zumVersagen führen.Im zweiten Schritt wurde die Ummantelung von MoSi2 mit Al2O3 untersucht, welche einen Schutzvor einer verfrühten Oxidation des MoSi2 gewährleisten soll. Da durch den Spritzprozess dieMoSi2-Partikel bei der Schichtherstellung deformiert werden, ist eine Ummantelung mit Al erst inder entstandenen Schicht möglich. Dazu wurden YSZ-Schichten, in die mit Al dotiertes MoSi2integriert wurde, wärmebehandelt. Mehrere Arten der Wärmebehandlung und die Zyklierung vonwärmebehandelten und nicht wärmebehandelten Schichten wurden untersucht. Durch dieseUntersuchungen konnten verschiedene Bedingungen detektiert werden, die erfüllt sein müssen,um die Selbstheilung einer Schicht zu ermöglichen. Schichten, die mit Beschichtungsparameternhergestellt wurden, bei denen diese Bedingungen erfüllt sind, zeigten eine deutlicheVerbesserung der Lebensdauer im Vergleich zu den standardmäßig verwendetenYSZ-Schichten. Eine genauere Untersuchung und Beurteilung dieser Schichten wird innerhalbdes SAMBA-Projektes weiter durchgeführt und wird zeigen, ob die Produktion einerselbstheilenden Schicht entsprechend der vorliegenden Arbeit erfolgreich realisierbar ist.
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