Projektbeschreibung
Neue keramische Werkstoffe mit winzigen Strukturen bieten eine stärkere Alternative
Wärmedämmschichten schützen wichtige Komponenten in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Energiebranche vor extremer Hitze und Korrosion. Sie weisen jedoch Schwierigkeiten auf, Festigkeit und Zähigkeit bei hohen Temperaturen in Einklang zu bringen. Ziel des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts TWINCER ist die Entwicklung fortgeschrittener Wärmedämmschichten unter Verwendung innovativer Keramiken mit nanoskaligen Zwillingen ab. Das Team wird neuartige keramische TYaO4-Werkstoffe mit hierarchischen Strukturen herstellen, ihre mechanischen Eigenschaften bei Temperaturen von bis zu 2 000 K testen und Simulationsmodelle erstellen, um ihr makroskopisches Verhalten vorherzusagen. Durch die Kombination von Experimenten, Simulationen und Theorie verknüpft TWINCER Werkstoffkunde, Mechanik und Berechnung und fördert gleichzeitig die Zusammenarbeit zwischen Europa und China im Bereich der Technologie zur Wärmedämmung.
Ziel
Thermal barrier coatings (TBCs) have been widely used to protect the substrate of hot components against the hot and corrosive environment, which have extensive applications in power sectors, aerospace engineering and chemical industrials. They are, however, facing the paradox of conflicting competition between the strength and toughness, especially under high temperature. Aiming to develop high temperature TBCs with simultaneously improved strength and toughness, this project proposes an innovative strategy of engineering nano-twinned ceramics and examines their mechanical properties under high temperature with improved mechanistic understanding, which include: i) developing novel nano-twinned TYaO4 ceramic materials via hierarchical structures; ii) examining the mechanical properties of formed TBC materials via a unique high temperature nano-indentation system up to 2000 K; 3) establishing a multi-scale simulation framework to predict the macroscopic mechanical properties; and iv) developing a twin boundary affected hardening and crack growth model to reveal the influence of nanoscale structures. Four work programs are proposed ranging from experiments, simulations to theories to realize such an ambitious plan, intervened with a careful balanced training program, dissemination and management skill development. Properly implemented, the project shall reveal for the first time the effect of hierarchical nanoscale structures on the improved mechanical properties of TYaO4 ceramics up to 2000 K, which are much needed for the development of next generations of TBCs. The project exhibits strong interdisciplinary coupling among materials science and engineering, solid mechanics, and multiscale computation engineering. Not only bearing with significant scientific potentials, the mutual benefits from this program will booster the career of the researcher significantly and promote long term knowledge exchange and collaboration between Europe and China.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- Technik und TechnologieWerkstofftechnikBeschichtung
- Technik und TechnologieWerkstofftechnikKeramik
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenklassische MechanikFestkörpermechanik
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Koordinator
80333 Muenchen
Deutschland