Zerstörungsfreie Messung von Beschichtungseigenschaften
Der Schwerpunkt des HIPERCOAT-Projektes lag auf Konstruktion, Leistung und Haltbarkeit von Wärmedämmschichten. Aufgrund ihrer chemischen und thermischen Eigenschaften sind Wärmedämmkomponenten äußerst wichtige Werkstoffe für die Gasturbinenindustrie. Ihr wichtigster Vorteil ist der Schutz vor thermo-mechanischer Ermüdung und Oxidation. Diese Fähigkeit begrenzt den Abbau und schützt die darunter liegende Superlegierung. Im Rahmen dieses Projektes wurde eine innovative Messtechnik (Phase der Wärmeemissionsspektroskopie) umgesetzt, um die thermischen Eigenschaften von Wärmedämmschichten zu bestimmen. Die Technik arbeitet auf Grundlage zerstörungsfreier Infrarot-Thermografie und verwendet Laser-Erregung für eine harmonische Erwärmung der Beschichtung. Die Wärmeemissionen des Beschichtungswerkstoffes stehen in Zusammenhang mit dem sich ergebenden Temperaturfeld. Die neuartige Technik ermöglicht die Bestimmung mehrerer Größen der Beschichtung. Diese Größen sind unter anderem thermische Parameter der Beschichtung wie Temperaturleitzahl und Unterschiede des Wärmeeindringkoeffizienten zwischen Beschichtung und Substrat. Die Größen werden anschließend für die Berechnung der Wärmeleitfähigkeit und der molaren Wärmekapazität der Beschichtung verwendet. Weiterhin kann die neue Messtechnik für die Bestimmung der Eigenschaften des Beschichtungswerkstoffes verwendet werden. Die Phase der Wärmeemissionsspektroskopie ist reagiert empfindlich auf den Wärmeübergang an den Grenzflächen, auf Alterung und Defekte der Struktur sowie auf die Verdünnung der Beschichtung. Folglich kann diese Technik zur Bestimmung von Defekten wie Ablösungen an den Grenzflächen ohne Zerstörung der Beschichtung verwendet werden. Zudem können mit der Methode Schätzungen der relativen Tiefe eines Beschichtungsdefekts durchgeführt werden. Weitere Informationen sind abrufbar unter: http://www.materials.ucsb.edu/~nsf/(öffnet in neuem Fenster)
