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Evaluation of the Rockwell indentation test for interfacial fracture toughness measurement of Thermal Barrier Coating systems

Bartsch, Marion und Mircea, Iulian und Baufeld, Bernd und Leist, Thorsten und Yan, Jin und Karlsson, Anette M. (2006) Evaluation of the Rockwell indentation test for interfacial fracture toughness measurement of Thermal Barrier Coating systems. In: 30th annual international conference on composites, advanced ceramic materials and structures. 30th international conference on advanced ceramics and composites, 2006-01-22 - 2006-01-27, Cocoa Beach, FL, USA.

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Kurzfassung

A critical measure of the adherence of a Thermal Barrier Coating (TBC) to the substrate is its interfacial fracture toughness. Indentation testing has been proposed by several authors as a method for estimating the interfacial fracture toughness of TBC systems: indentation perpendicular to the surface generates local coating debonding, which size can be used for calculating the interfacial fracture toughness. This test has several striking advantages: it is easy to perform, small quantity of material is necessary, elaborate sample preparation is not required, and the test can be applied on components. The drawback is the difficult interpretation of the test results, which are sometimes misleading. In this study, instrumented Rockwell indentation tests have systematically been performed on TBC systems with the ceramic top coat deposited by electron beam physical vapor deposition. Specimens in “as coated” condition and after different heat treatments, which impair the interfacial fracture toughness, have been investigated. The damages induced in the TBC system during the indentation process have been analyzed by microscopic investigation of cross sections after testing with different maximum loads. It was found that crushing and compaction of the brittle TBC, crack initiation within the TBC, and deformation of the substrate are controlling the formation of debonding cracks. The experimental results are discussed in terms of energy consumption for the observed damage processes and driving force for the evolution of debonding cracks.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/45991/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Evaluation of the Rockwell indentation test for interfacial fracture toughness measurement of Thermal Barrier Coating systems
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bartsch, MarionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mircea, IulianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baufeld, BerndKatholieke Universiteit Leuven, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leist, ThorstenTechnische Universität DarmstadtNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yan, JinUniversity of Delaware, DE, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Karlsson, Anette M.University of Delaware, DE, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 Januar 2006
Erschienen in:30th annual international conference on composites, advanced ceramic materials and structures
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermal Barrier Coating, Interfacial Fracture Toughness
Veranstaltungstitel:30th international conference on advanced ceramics and composites
Veranstaltungsort:Cocoa Beach, FL, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:22 Januar 2006
Veranstaltungsende:27 Januar 2006
Veranstalter :The American Ceramic Society
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebe (alt)
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Antriebsforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk und Validierungsmethoden (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung
Hinterlegt von: Bartsch, Dr.-Ing. Marion
Hinterlegt am:08 Dez 2006
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:08

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