Nachweis von Elementen mit nachteiliger Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit von Turbinenschaufeln
Das Ziel des ORDICO-Projekts war klar definiert: Es sollten der Oxidationsschutz und der Schutz vor Materialermüdung der Diffusionsschichten auf Oberflächen von Komponenten aus metallischen Superlegierungen verbessert werden. Hierzu wurde Aluminium, auf dessen Oberfläche eine Platin-Aluminium-Diffusionsschicht erzeugt wurde, modifiziert, ebenso wie Zusätze, die verwendet werden, um die Korrosion und die Oxidation zu verlangsamen. Die Leistungsfähigkeit dieser so hergestellten Schichten wurde unter genau definierten thermischen und mechanischen Belastungen im Labor untersucht. Wissenschaftler der Technische Universität Braunschweig haben mit der ORDICO-Projektgemeinschaft zusammengearbeitet, um ein genaueres Verständnis darüber zu erhalten, in welchem Umfang die Schichtzusammensetzung zu einer besseren Qualität der Schichten beiträgt. Die Zusammensetzung der Beschichtung in bestimmten Tiefen wurde durch eine Analyse des Profils von Schichtwerkstoffen, die mithilfe der Glimmentladungsspektroskopie (GD-OES, Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy) durchgeführt wurde, bestimmt. Das Verfahren der Glimmentladungsspektroskopie ist relativ kostengünstig. Dabei werden Lichtemissionen bestimmter Wellenlängen beim Sputtern der Probenoberfläche mit ionisierten Argonatomen nachgewiesen. Im Vergleich mit anderen Standardmethoden zum Nachweis von Spurenelementen in Oberflächenbeschichtungen stellt die GD-OES ein nützliches und verlässliches Verfahren dar. Eine genaue Kalibrierung ist jedoch unerlässlich, um exakte Messergebnisse bei extrem geringen Konzentrationen von Schwefel und anderen Spurenelementen, die eine nachteilige Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit von Diffusionsschichten besitzen, zu garantieren. Mehrere europäische Laboratorien haben an diesem gemeinschaftlichen Unternehmen zur Etablierung von gemeinsamen Standards bei der Analyse von mehrphasigen Diffusionsschichten teilgenommen. Die Partner des ORDICO-Projekts hoffen darauf, dass die momentan verwendeten Verfahren zur Materialanalyse zukünftig durch das GD-OES-Verfahren ersetzt werden. Möglichkeiten für eine internationale Normung dieses Verfahrens werden daher sondiert.
