Aufklärung von Nanostrukturen und Sintermechanismen in keramischen EB-PVD Zirkonoxid Wärmedämmschichten zur Optimierung der Morphologie

澄清陶瓷 EB-PVD 氧化锆隔热层中的纳米结构和烧结机制以优化形貌

• 批准号: 33402781
• 负责人: Professor Dr. John Banhart
• 金额: --
• 依托单位: Fachgebiet Struktur und Eigenschaften von Materialien
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2008-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/33402781?language=en
• 关键词: Aufkl; rung; von; Nanostrukturen; und

Ziel der Untersuchungen ist die Aufklärung des Alterungsverhaltens von nanostrukturierten Keramikschichten bei hohen Temperaturen, die durch Elektronenstrahlaufdampfen (EB-PVD - ¿Electron Beam Physical Vapor Deposition ) hergestellt werden. EB-PVD hergestellte keramische Wärmedämmschichten (WDS) basieren auf teilweise Yttrium stabilisiertem Zirkonoxid (PYSZ - Partial Yttria Stabilized Zirconia ) und bieten wegen ihrer kolumnaren Morphologie eine vorteilhafte Resistenz gegen Thermoschock. Die Einsatzgrenze für Standard EB-PVD PYSZ (1200°C) wird durch die Phasenstabilität und Sinteraffinität zwischen den Kolumnen bestimmt und kann durch Änderung der Struktur und Population von Poren innerhalb der Kolumnen beeinflusst werden. Die genaue Kinetik dieser Veränderungen ist bisher nicht genauer erforscht. Die thermisch bedingten Änderungen der Größe und Form der Nanoporen sollen durch Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS) und Ultra- Kleinwinkelstreuung mit Neutronen (USANS) sowie durch Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM) und FIB unterstützten Elektronen-Tomographie bestimmt und mit der Änderung der thermischen Leitfähigkeit von EB-PVD-Schichten korreliert werden. Die relevanten Sintermechanismen (Volumendiffusion, Oberflächendiffusion oder Verdampfung/Kondensation) an Nano-Strukturen und -poren und die Sinterkinetik sollen als Funktion von Temperatur und Zeit an EB-PVD-Schichten unterschiedlicher Morphologie (5 morphologische Varianten aus gleicher chemischer Zusammensetzung) aufgeklärt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse zu den Sinter- und Porendiffusionsmechanismen sollen optimierte Morphologien für den Einsatz mit stabilen thermischen Eigenschaften ermöglichen.

通过电子束物理气相沉积（EB-PVD -Electron Beam Physical Vapor Deposition，简称EB-PVD）技术，可以在高温下实现纳米结构陶瓷的热处理。EB-PVD技术是一种基于钇稳定氧化锆（PYSZ -部分氧化钇稳定氧化锆）的陶瓷材料（WDS），它具有良好的热稳定性。标准EB-PVD PYSZ（1200°C）的安装将通过对Kolumnen的相稳定性和烧结性进行评估，并可通过对Kolumnen内部孔隙的结构和密度进行韦尔登。一般的动力学是不可能的。通过透射电子显微镜（TEM）和FIB对电子层析成像进行了测量，并利用EB-PVD-Schichten韦尔登的热辐射测量了纳米孔的生长和形成。相关的烧结机制（体积扩散、上flächendiffusion或Verdampfung/Kondensation）、纳米结构和孔隙以及烧结动力学解决了EB-PVD-Schichten非周期性形态学（5种形态变体，来自快速化学反应）的温度和时间函数。Die gewonnenen Erkenntnisse zu den Sinter- und Porendiffusionsmechanismen sollen optimierte Morphologien für den Einerstabilen thermischen Eigenschaften ermöglichen.