Entwicklung neuer oxidischer Wärme - Forschungszentrum Jülich

5 Neue Wärmedämmschichtsysteme 41Phasengleichgewichten nach der Beschichtung, stellen aufwändige und damit teure Beschichtungstechnikendar. Sie sind nur zu rechtfertigen, wenn die einfache, kostengünstigere Lösung nicht zumZiel führt oder die teurere Lösung eine deutliche Verbesserung der Performance verbunden mithöheren Wirkungsgraden und/oder einer längeren Lebensdauer, d.h. niedrigeren Kosten, verspricht.Zusätzlich ist bei neuen, aufwändigen Beschichtungstechniken zu berücksichtigen, dass dieMöglichkeit der Prozesskontrolle erschwert sein kann. Da jedoch ein hoher Grad anReproduzierbarkeit unerlässlich ist, können erhöhte Kosten durch größere Aufwendungen zurQualitätssicherung anfallen. Sicher wäre es dementsprechend günstig, wenn die neuen WDS-Materialien mit etablierten Techniken wie dem EB-PVD oder dem APS-Verfahren herstellbar wären.Nr. Kriterium Entwicklungsziel(in Klammern Richtwerte)Ranking(1 -5)1 Oxidationsbeständigkeit gut 52 Phasenstabilität gut 43 Schmelzpunkt hoch4(T m > 2000°C)4 Sinterneigung niedrig5( ε& ≤ 0.2% 100h bei 1200°C )5 Wärmeleitfähigkeit niedrig4(< 2 W/K/m)6 thermischerhoch3Ausdehnungskoeffizient(>9 10 -6 / K)7 Elastizitätsmodul niedrig1-2(< 200 GPa)8 Bruchzähigkeit mittel – hoch3(>1 -2 MPam 1/2 )9 Thermozyklierverhaltenerste und optimierteguthervorragend24Schichten10 chemische Beständigkeit,gut 2 -4Korrosionsverhalten11 Erosionsverhalten gut 2 -312 thermomechanischesgut 3 -4Verhalten13 Materialkosten niedrig 314 Herstellbarkeit einfach 3Tabelle 6 Anforderungsprofil an neue Wärmedämmschichtmaterialien