Synthese und Charakterisierung von adaptiven, schadenstoleranten Keramikoberflächen auf der Basis von MAX-Phasen-Nanolaminaten

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MAX-Phasen stellen eine Klasse von Werkstoffen dar, die aufgrund ihres strukturellen Aufbaus ein Eigenschaftsprofil besitzen, bei dem die Vorteile metallischer und keramischer Werkstoffe genutzt werden können. Wurden in der Vergangenheit überwiegend die mechanischen Eigenschaften von Bulk-Materialien charakterisiert, so zielt der vorliegende Antrag auf die Erforschung von MAX-Phasen-Oberflächen in Form von Dünnschichten. Ziel des Vorhabens in der 1. Phase (Jahre I-III) war die systematische wissenschaftliche Ergründung der Zusammenhänge von Dünnschichtsynthese, chemischer Zusammensetzung, Struktur, elastischen Eigenschaften, sowie Oxidations- und Hochtemperaturstabilität von Cr2AlC-X-Schichten (X=Y, Hf, Pt, Pd und Rh). In der nun folgenden 2. Phase (Jahre IV-VI) werden Strategien und Methoden entwickelt, die den dauerhaften Erhalt der Funktionalitäten der Schichten besonders beim Hochtemperatureinsatz sicher stellen. Diese werden auf Cr2AlC-X Dünnschichten angewendet, um den dauerhaften Einsatz als Schleifer- und Kollektorsysteme für Elektromotoren und Generatoren, in der Abgassensorik und in der ersten Verdichterstufe von Gasturbinen zu ermöglichen. Dabei wird neben grundlagenorientierter Forschungsarbeit im Labormaßstab in der zweiten Antragsphase ein neuer Schwerpunkt auf die Herstellung und Charakterisierung von Bauteilen und bauteilähnlichen Probekörpern in anwendungsnaher Größe und Geometrie gelegt.