Untersuchungen zum Mechanismus des Fluor-Mikrolegierungseffektes bei der Oxidation von TiAl

在固定的燃气轮机和飞机的高强度部件中，一种少量的钛铝合金替代品被用于镍基合金的焊接。在750°C的温度下，氧化作用的机理是最好的，这一点也不友好。一个创新的Weg zu hrer Verbesserung bietet die Nutzung des Halogeneffektes.大北韦尔登卤代菌B。通过离子注入在工件的上表面。Unter bestimmten Bedingungen führt dies zur Bildung einer dünnen schützenden miniumoxidschicht mit langsamer Wachstumskinetik.在DFG-项目SCHU 729/12的修订中，将使用Bedingungen für das Auftreten des“Fluorefektes”erarbeitet。通过离子束分析法测定氧化反应中的卤素分布，并将卤素效应的机理模型转化为最佳和最佳的分析方法，从而实现了卤素分布的定性和定量。第一次研究发现，在氧化过程中，随着氟含量的增加，氟含量增加，相关氟代烃的含量也增加。在设计Fortsetzungsvorhaben sollen nun die Kinetik und der Mechanismus der Halogeneizherung sowie eine spätere gezielte Wiederanreicherung untersucht韦尔登- auch mit Blick auf eine zukünftige technische Anwendung.

Beim Einsatz in hochbelasteten Bauteilen von stationären Gasturbinen und Flugzeugtriebwerken stellen die leichten Titanaluminide eine Alternative zu den bisher verwendeten schwereren Ni-Basislegierungen dar. Im Gegensatz zu den mechanischen Eigenschaften ist die Oxidationsbeständigkeit bei Temperaturen 750°C jedoch noch unbefriedigend. Einen innovativen Weg zu ihrer Verbesserung bietet die Nutzung des Halogeneffektes. Dabei werden Halogene z. B. durch Ionenimplantation in den oberflächennahen Bereich der Werkstoffrandzone eingebracht. Unter bestimmten Bedingungen führt dies zur Bildung einer dünnen schützenden Aluminiumoxidschicht mit langsamer Wachstumskinetik. Im Verlauf des vorangegangenen DFG-Projektes SCHU 729/12 wurden die Bedingungen für das Auftreten des "Fluoreffektes" erarbeitet. Erstmals wurden qualitativ und quantitativ Halogenprofile vor und nach der Oxidation zerstörungsfrei mit Verfahren der Ionenstrahlanalytik bestimmt und das beim Antragsteller entwickelte Mechanismusmodell des Halogeneffektes experimentell bestätigt und erweitert. Erste Untersuchungen der zeitlichen Abhängigkeit des Fluortiefenprofils zeigten nach einem hohen Fluorverlust während der Aufheizphase im weiteren Verlauf der Oxidation eine langsame Abnahme des relevanten F-Gehaltes. Im beantragten Fortsetzungsvorhaben sollen nun die Kinetik und der Mechanismus der Halogenabreicherung sowie eine spätere gezielte Wiederanreicherung untersucht werden - auch mit Blick auf eine zukünftige technische Anwendung.