ISBN 9783843946179

978-3-8439-4617-9, Reihe Werkstoffwissenschaften

Sven Giese
Mechanische Eigenschaften von Oxidations- und Wärmedämmschichtmaterialien – Mikrozugkriech- und Mikrobiegeversuche

154 Seiten, Dissertation Universität Erlangen-Nürnberg (2020), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Der Fokus der Arbeit bestand in der mikromechanischen Analyse der lokalen mechanischen Eigenschaften von metallischen und keramischen Werkstoffen. Es wurden die Kriecheigenschaften freistehender Oxidationsschutzschichten sowie der Einfluss einer Wärmebehandlung unter sauerstoff-, wasserdampf- sowie wasserstoffhaltiger Atmosphäre analysiert. Zugkriechversuche wurden mit miniaturisierten Rundzugproben in einem thermomechanischen Analysator durchgeführt. Die mikrostrukturelle Charakterisierung erfolgte mithilfe von rasterelektronenmikroskopischen Methoden und Atomsondentomographie. Anhand von Mikrobiegeversuchen erfolgte ein Vergleich der Bruchzähigkeit von NiAl-Cr(Mo) Kompositwerkstoffen, die konventionell gerichtet erstarrt sowie nachträglich mittels eines Elektronenstrahls umgeschmolzen wurden. Die Erweiterung der Mikrobiegemethode auf keramische Werkstoffe war ebenfalls Gegenstand dieser Arbeit. Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid, das sowohl als thermische Wärmedämmschicht für Hochtemperanwendungen in Turbinen sowie als Strukturwerkstoff im biomedizinischen Bereich Verwendung findet, wurde auf seine bruchmechanischen Eigenschaften hin analysiert. Der bruchzähigkeitssteigernde Einfluss der spannungsinduzierten Phasenumwandlung in Abhängigkeit variierender Sintertemperaturen konnte durch Ramanspektroskopie die Ergebnisse der in- und ex-situ Mikrobiegeversuche bestätigen.