Reduzierung des Wärmetransports in EB-PVD-Wärmedämmschichten

• Antragsteller: Professor Dr. Uwe Schulz
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5219384

Der Wärmetransport in elektronenstrahlgedampften (EB-PVD), kolumnaren keramischen Wärmedämmschichten für Turbinenkomponenten kommt durch ein komplexes, weitgehend unverstandenes Zusammenwirken von Wärmeleitung und Strahlungstransport in der semitransparenten ZrO2-Keramik zustande.Ziel dieses Antrages ist es, durch ein neuartiges Wärmedämmschichtsystem den Wärmefluß in EB-PVD-Schichten zu verringern. Hierzu müssen zunächst die Mechanismen der Wärmeausbreitung in ihrer Wechselwirkung mit der Gitter- und Mikrostruktur untersucht werden. Dies beinhaltet die Ermittlung der Kristall-, Mikro- und Phasenstruktur sowie Messungen der Wärmeleitfähigkeit und der strahlungsphysikalischen Größen (Transmission, Reflexion, Emission). Aufbauend auf diesen Untersuchungen und Ansätzen aus der Literatur werden drei neuartige Wärmedämmschichtsysteme entwickelt: Schichten mit nanokristalliner Mikrostruktur, alternierende Multilayer unterschiedlicher Phasen und Schichten mit definiert wechselnden Texturen. Der reduzierte Wärmeeintrag soll aufgrund verminderter Wärmeleitfähigkeit bzw. optimierter Strahlungseigenschaften mittels der gezielten Erzeugung von zusätzlichen inneren Korn- und Phasengrenzflächen bewirkt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Wolfgang A. Kaysser; Dr.-Ing. Manfred Peters