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Entwicklung von Schutzschichtsystemen für Hochtemperaturanwendungen

Fröhlich, Maik und Braun, Reinhold und Leyens, Christoph und Peters, Manfred (2005) Entwicklung von Schutzschichtsystemen für Hochtemperaturanwendungen. [sonstige Veröffentlichung]

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Kurzfassung

Im Bereich der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie und im Zweig der Energieerzeugung werden Werkstoffe verwendet, die extremen mechanischen und thermischen Bedingungen ausgesetzt sind. Der Einsatz von Materialien bei Temperaturen oberhalb von 700 °C stellt dabei stets einen Kompromiss zwischen optimalen mechanischen Eigenschaften hochbelasteter Bauteile und dem Oxidationsverhalten der verwendeten Legierungen dar. So erfolgen ständig Weiterentwicklungen dieser Werkstoffe. Neben thermischen und mechanischen Eigenschaften spielt auch die Wirtschaftlichkeit eine große Rolle. Deshalb werden u.a. neue Materialsysteme wie Titan-Aluminid-Legierungen entwickelt. Da sie in etwa die Hälfte der Dichte von normalerweise verwendeten Nickel-Superlegierungen besitzen, sind TiAl-Legierungen aufgrund der potentiellen Gewichtsersparnis sehr attraktiv. Ihr Einsatz ist lediglich durch die Oxidationsbeständigkeit bis zu Temperaturen von 750°C begrenzt. Um mit TiAl in den Hochtemperatur-anwendungsbereich, z.B. als Turbinenschaufeln, von bis zu 1000°C vorzustoßen, werden Oxidationsschutzschichten erforscht und eingesetzt. Eine Neuentwicklung ist das zusätzliche Aufbringen einer keramischen Wärmedämmschicht, was bei einer gleichzeitigen Bauteilkühlung eine um 150°C erhöhte Einsatztemperatur ermöglicht. Im Vortrag wird das Anwendungspotential mittels Magnetronsputtern aufgebrachter intermetallischer und nitridischer Oxidationsschutzschichten vorgestellt und deren Verhalten auf TiAl bei Temperaturen von 900°C und 950°C diskutiert. Zusätzlich wird auf die Wechselwirkung zwischen Wärmedämmschicht, abgeschieden mittels Elektronstrahl-verdampfen, und Oxidationsschutzschicht eingegangen.

Dokumentart:sonstige Veröffentlichung
Titel:Entwicklung von Schutzschichtsystemen für Hochtemperaturanwendungen
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Fröhlich, MaikNICHT SPEZIFIZIERT
Braun, ReinholdNICHT SPEZIFIZIERT
Leyens, ChristophBrandenburgische Technische Universität Cottbus, Lehrstuhl Metallkunde und Werkstofftechnik, 03046 Cottbus
Peters, ManfredNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 November 2005
Erschienen in:Seminarvortrag an der E.-M-A.-Universität Greifswald
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Schutzschicht, TiAl, Hochtemperaturschutz
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung (alt)
HGF - Programmthema:E VG - Verbrennungs- und Gasturbinentechnik (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E VG - Verbrennungs- und Gasturbinentechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Gasturbine (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Hochtemperatur-und Funktionsschutzschichten
Hinterlegt von: Maik Fröhlich
Hinterlegt am:19 Dez 2005
Letzte Änderung:27 Apr 2009 04:45

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