The Role That Hydrogen and Sulfur Play in Desk Top Failure of Thermal Barrier Coatings

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Zur Erzielung höherer Wirkungsgrade von stationären Gasturbinen und Flugtriebwerken über eine Erhöhung der Eintrittstemperatur werden keramische Wärmedämmschichtsysteme auf Nickelbasis-Superlegierungen eingesetzt. Bei Abkühlung auf Umgebungstemperatur können diese Wärmedämmschichten abplatzen, wobei dieser Abplatzungsvorgang durchaus viele Stunden nach Erreichen der Raumtemperatur anhalten bzw. auch zeitverzögert erst beginnen kann. Dieses Verhalten wird als "Desk Top Failure" bezeichnet. Da die dahinterstehenden Mechanismen weitestgehend unverstanden sind, sollen im Vorhaben diejenigen Parameter im Detail untersucht werden, die in Abhängigkeit von der Zeit bei Raumtemperatur die Haftfestigkeit des Systems herabsetzen (in erster Linie Wasserdampf und Schwefel aus der Umgebung bzw. Schwefelverunreinigungen im Werkstoff). Verwendet werden mechanische Messungen zur Haftfestigkeit begleitet von Schallemissionsmessungen sowie verschiedene, für diese Problematik erstmals eingesetzte Verfahren der Ionenstrahlanalytik und die SNMS zusammen mit einer neuentwickelten Laserpräparationstechnik. Ziel ist ein wesentlicher Beitrag zum Verständnis der Mechanismen des Desk Top Failures.