Herstellung und Charakterisierung mehrlagiger EB-PVD-Wärmedämmschichten auf Basis von Seltenerdoxiden

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Kirsten Bobzin
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 202652088

Das zentrale Ziel des Forschungsprojekts ist es, herauszufinden, wie sich ein Mehrlagenaufbau der Schichtarchitektur bestehend aus 7YSZ (7 Gew.-% Y2O3 stabilisiertes ZrO2) und entweder Gd2Zr2O7 oder La2Zr2O7 auf die Eigenschaften als Wärmedämmschicht (WDS) auswirkt. Deshalb sollen unterschiedliche Kombinationen aus 7YSZ und Gd2Zr2O7 und aus 7YSZ und La2Zr2O7 hinsichtlich der Eigenschaften Wärmeleitfähigkeit λ, Wärmekapazität cp, Wärmeausdehnung αth, Mikrostruktur, Phasenstabilität und thermozyklisches Haftungsverhalten, die für eine WDS ausschlaggebend sind, untersucht werden. Es soll herausgefunden werden, wie sich die Eigenschaften in Abhängigkeit der Lagenanzahl und der Mikrostruktur verändern. Insgesamt soll erforscht werden, ob die Mehrlagenstruktur die Nachteile von Gd2Zr2O7 und La2Zr2O7 hinsichtlich ihrer thermischen Ausdehnung kompensiert und wie die verantwortlichen Mechanismen sind. Somit kann nachgewiesen werden, ob eine solche Mehrlagenarchitektur eine höhere Lebensdauer im Vergleich zu einer einlagigen 7YSZ-WDS erreicht. Durch das erarbeitete Verständnis für die Funktionsweise wäre es möglich, Mehrlagen-WDS gezielt für eine hohe Lebensdauer beim Einsatz in Gasturbinen auszulegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen