Untersuchungen zum Mechanismus des Fluor-Mikrolegierungseffektes bei der Oxidation von TiAl

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Schütze
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5289062

Aus der Literatur und aus eigenen Untersuchungen ist bekannt, dass geringste Mengen an Chlor in der Randzone von TiAl-Legierungen zu einer dramatischen Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit dieser Werkstoffgruppe führen. Wie erste Vorversuche am KWI zeigen, scheint ein vergleichbarer Effekt für Fluor zu existieren, der jedoch schon bei sehr viel geringeren Fluorgehalten im Werkstoff wirksam zu werden scheint und bisher noch nicht untersucht worden ist. Ziele des Vorhabens sind daher die Untersuchung und die Aufklärung der Mechanismen des FluorMikrolegierungseffektes für die Oxidationsbeständigkeit von TiAl-Legierungen sowie deren Modellierung. Hierzu wird Fluor entweder über Ionenimplantation oder über Tauchdotierung in HF-Lösung in den oberflächennahen Bereich der Werkstoffrandzone eingebracht. Die anschließende Oxidation der Proben erfolgt bei Temperaturen von 700 bis 1000°C für Oxidationszeiten zwischen 1 min (Anfangsoxidation) und 1000 h (Langzeitverhalten) an Luft bzw. Sauerstoff. Für die Nachuntersuchungen werden neben der Metallographie und der Rasterelektronenmikroskopie vor allem auch die Ionenstrahlanalytik und die Rasterkraftmikroskopie eingesetzt. Durch thermodynamische Berechnungen wird ein für andere Halogene bestehendes Modell zum Wirkungsmechanismus der Mikrolegierungszusätze für den Fluoreffekt überprüft und gegebenenfalls modifiziert. Die Ziele des Vorhabens sollen durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen einer Arbeitsgruppe mit langjähriger Erfahrung auf dem

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen