Einfluss der chemischen Zusammensetzung auf die mechanischen Eigenschaften von Oxidationsschutzschichten und Nickel-Aluminium

The influence of chemical composition on the mechanical properties of oxidation protection coatings and nickel-aluminium

  • In dieser Arbeit wurden Hochtemperaturschutzschichten für Ni-Basis-Superlegierungen untersucht. Mit Oxidationsversuchen wurden verschiedene Alterungszustände der Schichten eingestellt, die dann mittels Nanoindentierung, rasterelektronenmikroskopischen Methoden und erstmals Mikrobiegebalkenversuchen charakterisiert wurden. Ziel war es den Einfluss der chemischen Zusammensetzung auf die mechanischen Eigenschaften wie Härte, Elastizitätsmodul und Bruchzähigkeit der Hauptphase der Schichten β-NiAl zu ermitteln. Die Mikrobiegebalken wurden mit der FIB-Technik direkt in den homogenen Bereichen der Schichten hergestellt und so dieses neue Verfahren an technischen Bauteilen angewandt. Neben den OxidIn dieser Arbeit wurden Hochtemperaturschutzschichten für Ni-Basis-Superlegierungen untersucht. Mit Oxidationsversuchen wurden verschiedene Alterungszustände der Schichten eingestellt, die dann mittels Nanoindentierung, rasterelektronenmikroskopischen Methoden und erstmals Mikrobiegebalkenversuchen charakterisiert wurden. Ziel war es den Einfluss der chemischen Zusammensetzung auf die mechanischen Eigenschaften wie Härte, Elastizitätsmodul und Bruchzähigkeit der Hauptphase der Schichten β-NiAl zu ermitteln. Die Mikrobiegebalken wurden mit der FIB-Technik direkt in den homogenen Bereichen der Schichten hergestellt und so dieses neue Verfahren an technischen Bauteilen angewandt. Neben den Oxidationsschutzschichten wurden auch einkristalline NiAl-Proben mit unterschiedlicher Stöchiometrie denselben Versuchen unterzogen. Zur Überprüfung der Vergleichbarkeit mit makroskopischen Versuchen wurden 4-Punkt-Biegeversuche an den NiAl-Einkristallen durchgeführt.show moreshow less
  • In this work, new high-temperature protective coatings for Ni-base superalloys were studied, which were produced under the project WING – Efficient coating. With isothermal and cyclic oxidation tests various aging conditions of the coatings were adjusted, which were characterized by means of nanoindentation, scanning electron microscopy and microcantilever tests. Above all, the influence of the chemical composition on the mechanical properties hardness, Young’s modulus and fracture toughness of the main phase of the coatings β-NiAl has been tested. The cantilevers were produced directly in the homogeneous regions of the layers using the FIB technique and so this new method was applied on teIn this work, new high-temperature protective coatings for Ni-base superalloys were studied, which were produced under the project WING – Efficient coating. With isothermal and cyclic oxidation tests various aging conditions of the coatings were adjusted, which were characterized by means of nanoindentation, scanning electron microscopy and microcantilever tests. Above all, the influence of the chemical composition on the mechanical properties hardness, Young’s modulus and fracture toughness of the main phase of the coatings β-NiAl has been tested. The cantilevers were produced directly in the homogeneous regions of the layers using the FIB technique and so this new method was applied on technical components. In addition to the oxidation protection coatings, single crystalline NiAl samples with different stoichiometry were subjected to the same experiments. The issue of comparability was verified with macroscopic tests 4-point bending tests on single crystal NiAl samples. show moreshow less

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Metadaten
Author:Ralf Uwe Webler
URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus4-67430
ISBN:978-3-944057-39-2
Series (Volume number):FAU Studien Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (6)
Publisher:FAU University Press
Place of publication:Erlangen
Advisor:Mathias Göken, Uwe Glatzel
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2015
Embargo Date:2015/11/23
Publishing Institution:FAU University Press
Granting Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Date of final exam:2015/06/26
Release Date:2015/11/25
Tag:Nanoindentierung; NiAl; Oxidationsschutzschichten; in-situ REM-Biegeversuche
bond coats; fracture toughness; in-situ SEM bending experiments; mechanical properties; nanoindentation; turbine blades
SWD-Keyword:Bruchzähigkeit; Mechanische Eigenschaft ; Turbinenschaufel
Pagenumber:II, 159 S.
Note:
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press
Institutes:Technische Fakultät / Department Werkstoffwissenschaften
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Technik / Technik, Technologie
open_access (DINI-Set):open_access
Collections:Universität Erlangen-Nürnberg / FAU University Press
Licence (German):Creative Commons - Namensnennung-NichtKommerziell-KeineBearbeitung

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