Dokument 1.pdf - RWTH Aachen University

Oxidschichtdicke und Oxidationskinetik
Tabelle 12: Werte von k´, n und R 2
(Gleichung 19)
für die dem Kurvenfitting zugrunde gelegte Funktion
NiCoCrAlY
Temperatur
925 °C 975 °C 1025 °C 1075 °C
a) EB-PVD-TBC n = 0,391
k' 0,52 0,84 1,77 1,28
R 2 0,69 0,96 0,93 0,87
b) APS-TBC n = 0,333
k' 1,41 1,57 1,84 1,88
R 2 0,98 0,87 0,88 0,91
Durch die raue Oberfläche, insbesondere bei den APS-TBC-Systemen, und der inneren
Oxidation ist hier die Messung der Oxidschichtdicke erschwert worden, was sich zum einen
in einer höheren Standardabweichung für die einzelnen Messwerte und zum anderen in
schlechtere Fehlerwerte R 2 für das Kurvenfitting niederschlägt (Tab. 12). Für das EB-PVD-
TBC-System kommt noch erschwerend hinzu, dass bei den beiden Auslagerungstemperaturen
(1025 °C und 1075 °C), aufgrund zu frühen Versagens, weniger Messwerte zur
Auswertung zur Verfügung standen, welches das Kurvenfitting für diese beiden
Temperaturen erheblich erschwert hat. Betrachtet man den Kurvenverlauf der APS-TBC-
Systeme, zeigt sich, dass die Wachstumsrate der TGO für alle untersuchten Temperaturen
ähnlich ist, besonders deutlich ist diese Entwicklung für das APS-TBC-System zu sehen.
Dort liegen die Wachstumskurven der Temperaturen 1025 und 1075 °C sowie 925 und
975 °C fast über einander (Abbildung 77b). Alle Kurven können ausreichend gut mit dem
subparabolischen Wachstumsmechanismus beschrieben werden. Betrachtet man die
erreichten Schichtdicken der Auslagerungstemperaturen über 1000 °C von NiCoCrAlY mit
APS-TBC so liegen die maximalen TGO-Schichtdicken nach 100 % der Versuchszeit
tendenziell unter denen von alitiertem CoNiCrAlY. Die geringere Schichtdickenzunahme bei
TBC-Systemen mit dem Bondcoat NiCoCrAlY kann durch das Vorhandensein der reaktiven
Elemente Yttrium und Hafnium versursacht werden, da hier neben der Bildung der TGO
noch eine innere Oxidation stattfindet.
Für das EB-PVD-TBC-System kann, wegen der fehlenden Messwerte, für die Temperaturen
über 1000 °C keine Aussage zum Wachstumsverhalten getroffen werden, denn das EB-
PVD-TBC-System mit dem Bondcoat NiCoCrAlY (NNG) hat gerade bei den hohen
Auslagerungstemperaturen (1025 °C und 1075 °C) eine sehr kurze Lebensdauer. Die
Proben haben dort bereits nach