Modellierung und Experimente zur bruchmechanischen Charakterisierung von Gradientenwerkstoffen

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Zyklische Oberflächenerwärmung mittels Laserbestrahlung ermöglicht eine Schädigungscharakterisierung gradierter Wärmedämmschichten (WDS). Die Schädigung entwickelt sich mit wachsender Zyklenzahl in verschiedenen Schädigungsstufen: Vertikalrißbildung-Delamination-lokales Abplatzen. Ziel im lezten Jahr des Schwerpunktprogramms "Gradientenwerkstoffe" ist ein bruchmechanisches Schädigungsmodell für gradierte WDS-Systeme, das die bisherigen theoretischen und experimentellen Untersuchungen zusammenführt. Damit sollen die mit wachsender Zyklenzahl beobachteten Schädigungsstufen erklärt und quantitativ analysiert werden. Die bisher an EB-PVD-WDS erprobten experimentellen Methoden sind auf Grund der Besonderheiten der mittels PLD hergestellten sehr dünnen ZrO2-Schichten nicht unmittelbar anwendbar. So erfordert die hohe Wärmeleitfähigkeit der PLD-Schichten die Verwendung eines cw-Lasers für die Thermoschocktests. Ziel ist es, die bewährten Untersuchungsmethoden für die Anwendung auf dünne ZrO2-Schichten zu modifizieren und damit ein Schädigungsdiagramm für PLD-Schichten zu erstellen.