Entwicklung neuer oxidischer Wärme - Forschungszentrum Jülich

116 8.5 ZyklierbarkeitVergleich mit industriell gefertigten Schichten:Bisher wurden nur Zyklierergebnisse von keramischen Wärmedämmschichten auf dem StandardNiCoCrAl-Bondcoat mit IN738 als Substrat vorgestellt. Im Rahmen des europäischen COST522-Projekts wurden CM186DS-Platten von Alstom, UK, zur Verfügung gestellt, aus denenThermozyklierproben gefertigt wurden und die von Sulzer Metco mit einer CoNiCrAlY-Haftvermittlerschichtaus Amdry 997 versehen wurden [154]. Einige dieser Zyklierproben wurden außerdem vonSulzer Metco zusätzlich mit YSZ beschichtet, so dass die neuen Systeme auch mit industriellhergestellten Systemen verglichen werden konnten. In Abbildung 86 ist eine optischeMikrostrukturaufnahme des industriell gefertigten YSZ-basierten Systems zu sehen sowie zumVergleich das im IWV1 hergestellte Doppellagen-System La 2 Zr 2 O 7 /YSZ. Offensichtlich weist dieindustrielle YSZ-Schicht ein recht hohe Porosität auf.In Abbildung 87 sind die Zyklenzahlen für die Proben mit industriell hergestelltem Bondcoat undCM186 Substrat abgebildet. In der linken Abbildung sind die Ergebnisse als Funktion der inversenBondcoat-Temperatur wiedergegeben. Vergleicht man die Ergebnisse mit der ebenfallseingezeichneten Geraden, die die Mittelwerte aus Abbildung 79 charakterisiert, stellt man fest, dassdie Zyklenzahlen besonders bei niedrigen Temperaturen deutlich über denen des Standard-Systemsliegen. Eine Erklärung dafür ist das deutlich langsamere TGO-Wachstum in dem CoNiCrAlY-Bondcoatim Vergleich zum Standard-Bondcoat. Betrachtet man die TGO-Dicke in Tabelle 21, wie sie im Falleder geringen Bondcoat-Temperatur beim Versagen vorliegt (Probe 172), ist diese auch deutlichgeringer als die in Tabelle 20 beim Versagen angegebenen Werte. Da die Zyklenzahlen bis zumVersagen länger sind, muss das TGO-Wachstum für das Bondcoat aus Amdry 997 deutlichgegenüber dem Standard-Bondcoat reduziert sein.Abbildung 86 Optische Mikrostrukturaufnahmen des industriell gefertigten YSZ basiertenWärmedämmschichtsystems (links) sowie des vom IWV1 hergestellten Doppellagen-Systems ausLa 2 Zr 2 O 7 /YSZ (rechts, ohne Bondcoat).In Tabelle 21 zeigt sich, dass besonders die YSZ-Systeme mit den höchsten Oberflächentemperaturen(173 und 186) besonders geringe Dicken der TGO sowie der Verarmungszoneaufweisen. Dies sind auch die beiden Proben (Vierecke), die in Abbildung 87 links unter dereingezeichneten Geraden liegen und damit geringe Zyklenzahlen aufweisen. Diese Proben zeigeneine starke Schädigung in der Keramik (s. Abbildung 88) und sind ein Beleg für die mangelndeTemperaturstabilität des YSZ. Die Probe 171, die mit einer Oberflächentemperatur von 1339°C