Gradierte plasmaanodisierte Oxidschichten zum Verschleiß- und Oxidationsschutz von Titanaluminiden

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Lampke; Professor Dr.-Ing. Bernhard Wielage
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 253127141

Titanaluminide besitzen das Potenzial, Ni-Basis-Legierungen für Temperaturen bis 800 °C zu ersetzen. Ihre sichere Anwendung im stofflichen Leichtbau wird bislang durch ihre geringe Duktilität bei Raumtemperatur, einen geringen Verschleißwiderstand sowie geringen Widerstand gegen Hochtemperaturoxidation - z.B. in Flugzeugturbinen - verhindert. Schutzschichten müssen folglich den Verschleiß- und Oxidationswiderstand verbessern. Im beantragten Forschungsvorhaben wird dafür die Plasmaelektrolytische Anodische Oxidation (PAO) erforscht, da sie bereits für Titanlegierungen Stand der Technik und erfolgreich etabliert ist. Ziel ist es, einen Prozess bereitzustellen, der auf Titanaluminiden gradierte keramische Schutzschichten erzeugt, die in der oberen Lage einen hohen Anteil an Aluminiumoxid aufweisen. Dies soll über zwei unterschiedliche Forschungsansätze erreicht werden. Einerseits werden in einem zweistufigen Verfahren Titanaluminide vor dem PAO-Prozess mit einer Aluminium-Spenderschicht versehen und danach vollständig plasmaelektrolytisch oxidiert, wodurch eine fest haftende Aluminiumoxid-Schutzschicht entsteht. Andererseits wird durch die Entwicklung und Erforschung aluminathaltiger Elektrolyte ein einstufiger Prozess zur Herstellung gradierter aluminiumoxidreicher PAO-Schichten auf Titanaluminiden verfolgt. Beide Forschungsansätze werden zu einem grundlegenden Verständnis bezüglich Bildung, Aufbau und Verhalten von PAO-Schichten auf Titanaluminiden führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen