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Erosion behavior of CMAS/VA infiltrated EB-PVD Gd2Zr2O7 TBCs: Special emphasis on the effect of mechanical properties of the reaction products

Steinberg, Lars und Mikulla, Christoph und Naraparaju, Ravisankar und Pavlov, Paul und Löffler, Markus und Schulz, Uwe und Leyens, Christoph (2022) Erosion behavior of CMAS/VA infiltrated EB-PVD Gd2Zr2O7 TBCs: Special emphasis on the effect of mechanical properties of the reaction products. WEAR, 506. Elsevier. doi: 10.1016/j.wear.2022.204450. ISSN 0043-1648.

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Kurzfassung

Aero-engines operating in sand-laden (CMAS/CaO-MgO-Al2O3-SiO2) environments often encounter severe problems with thermal barrier coatings (TBCs) due to CMAS infiltration and erosion damage. This study focuses on a deeper understanding of the erosion behavior of CMAS-infiltrated EB-PVD Gd2Zr2O7 TBCs. The study includes isothermal infiltration of different CMAS and subsequent erosion tests at room temperature. In addition to the erosion behavior of the entire coating, the influence of different reaction products within the reaction layer on erosion failure was investigated by measuring the hardness and Young’s modulus of the individual phases using in-situ REM-Nanoindentation. It was found that a garnet layer above the reaction layer and spinel inclusions within a thick apatite/fluorite reaction layer, can improve the erosion resistance of this reaction layer by 30-40%. Furthermore, a correlation between the erosion behavior and the hardness vs. Young’s modulus relation, obtained from nanoindentation over the entire coating, was observed for a consistent microstructure.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191222/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Erosion behavior of CMAS/VA infiltrated EB-PVD Gd2Zr2O7 TBCs: Special emphasis on the effect of mechanical properties of the reaction products
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Steinberg, LarsTU dresdenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mikulla, ChristophChristoph.Mikulla (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9367-8301NICHT SPEZIFIZIERT
Naraparaju, RavisankarRavisankar.Naraparaju (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3944-1132NICHT SPEZIFIZIERT
Pavlov, PaulAnton Paar Germany GMBHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Löffler, MarkusIWS FraunhoferNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulz, UweUwe.Schulz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0362-8103NICHT SPEZIFIZIERT
Leyens, ChristophTU Dresden, Fraunhofer-Institut für Werkstoff und Strahltechnik IWSNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Juli 2022
Erschienen in:WEAR
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:506
DOI:10.1016/j.wear.2022.204450
Verlag:Elsevier
ISSN:0043-1648
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Gd2Zr2O7; CMAS; TBC, Erosion, EB-PVD
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Werkstoffe und Herstellverfahren
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Hochtemperatur-und Funktionsschutzschichten
Hinterlegt von: Naraparaju, Dr Ravisankar
Hinterlegt am:30 Nov 2022 09:05
Letzte Änderung:30 Nov 2022 09:05

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