Schichtherstellung und Simulation

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Die Anwendung von keramischen Wärmedämmschichten in Gasturbinen wird trotz 20-jähriger Forschungsarbeiten nach wie vor dadurch limitiert, dass die Lebensdauern dieser Schichten nicht mit hinreichender Genauigkeit vorhergesagt werden können. Dies liegt an den komplexen Belastungen, die während des Betriebs au reten und die zum Versagen der Schicht führen. Dabei spielen eine Vielzahl von Parametern eine Rolle.Zwei Aspekte dieser Versagensprozesse werden in diesem Projekt untersucht: der Einfluss der Grenzflächenrauigkeit am Übergang zwischen Metall und Keramik und der Einfluss der zeitabhängigen plastischenVerformung (Kriechen).Hierzuwird ein vereinfachtes Modellsystem betrachtet, das in seinenwesentlichen Schädigungsmechanismen einem realen Wärmedämmschichtsystem entspricht. In diesem weniger komplexen System werden die Rauigkeit und die Kriechfestigkeit variiert, um den Schädigungsprozess zu verstehen. Die Erkenntnisse zu den Schädigungsmechanismen, die in der ersten Projektphase gewonnen wurden, sollen vertieft und für die Optimierung des Modellsystems verwendet werden. Die optimierten Geometriekennwerte und Materialien sollen als letzter Schritt auf ein reales Wärmedämmschichtsystem übertragen werden. Das vorliegende Teilprojekt umfasst die Herstellung der Schichten, die Ermittlung der Kriecheigenschaften der beteiligten Materialien und dieModellierung der Schädigungsentwicklung mit Hilfe von Computersimulationen.