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Three-Dimensional Characterization of Cracks in a Columnar Thermal Barrier Coating System for Gas Turbine Applications

Dennstedt, Anne und Gaslain, Fabrice und Bartsch, Marion und Guipont, Vincent und Maurel, Vincent (2019) Three-Dimensional Characterization of Cracks in a Columnar Thermal Barrier Coating System for Gas Turbine Applications. Integrating Materials and Manufacturing Innovation, 8 (3), Seiten 400-412. Springer. doi: 10.1007/s40192-019-00150-7. ISSN 2193-9764.

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Kurzfassung

Thermal barrier coatings (TBC) are multilayered systems comprising a metallic oxidation protection layer or so-called bond coat, a ceramic topcoat, and a thermally grown aluminum oxide developing at the interface. The coating systems fail typically by delamination cracking near this interface, which has a complex three-dimensional morphology influencing the crack path. This study combines laser shock adhesion test to introduce an artificial interfacial crack, known in size and location, and focused ion beam coupled with scanning electron microscopy 3D serial sectioning tomography. Methods for proper segmentation of cracks and adjacent materials and quantitative evaluation of the complex crack system are proposed and applied for analyzing the crack tip region. Finally, derived from the three-dimensional segmentation, a finite element model has been achieved and used for thermal analysis highlighting the crucial role of local damage on thermal conductivity of the TBC.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/128756/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Three-Dimensional Characterization of Cracks in a Columnar Thermal Barrier Coating System for Gas Turbine Applications
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dennstedt, AnneAnne.Dennstedt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gaslain, FabriceCentre des Materiaux, Mines Paris Tech, CNRS UMR 7633, PSL Research UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bartsch, MarionMarion.Bartsch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3952-2928NICHT SPEZIFIZIERT
Guipont, VincentCentre des Materiaux, Mines Paris Tech, CNRS UMR 7633, PSL Research UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maurel, VincentCentre des Materiaux, Mines Paris Tech, CNRS UMR 7633, PSL Research UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:7 August 2019
Erschienen in:Integrating Materials and Manufacturing Innovation
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.1007/s40192-019-00150-7
Seitenbereich:Seiten 400-412
Verlag:Springer
ISSN:2193-9764
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermal barrier coating (TBC), Laser shock adhesion test (LASAT), Focus ion beam (FIB), 3D imaging
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebssysteme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Engine Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk und Validierungsmethoden (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Experimentelle und numerische Methoden
Hinterlegt von: Dennstedt, Dr. Anne
Hinterlegt am:22 Okt 2019 14:46
Letzte Änderung:14 Okt 2020 04:17

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