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Rapid In-situ Synthesis of high Entropy oxides for next-generation thermal barrier coatings

Projektbeschreibung

Integrierte Herstellung und Abscheidung von Hochentropie-Oxid-Wärmedämmschichten

Hochentropie-Oxide (HEO) sind Oxide mit mehreren Hauptbestandteilen (meist fünf oder mehr Kationen in annähernd gleichen Mengen), die eine verbesserte Hochtemperaturstabilität sowie einstellbare mechanische und chemische Eigenschaften aufweisen können. Sie sind vielversprechende Kandidaten für Wärmedämmschichten, insbesondere für Anwendungen in Gasturbinen, aber es gibt noch Probleme bei ihrer skalierbaren Verarbeitung und der Steuerung der Zusammensetzung. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen zielt das Team des Projekts RISE auf die Entwicklung einer vereinfachten, einstufigen Produktions- und Abscheidungsroute unter Einsatz der Lösungsvorläufer-Plasmaspritztechnologie ab. Dieser Ansatz ermöglicht die direkte Umwandlung von flüssigen Vorläuferlösungen in Beschichtungen, wobei komplexe Zwischenschritte vermieden werden. Mit der Arbeit von RISE wird versucht, die derzeitigen Einschränkungen in Bezug auf Reinheit, Kompositionstreue und Skalierbarkeit des Prozesses durch die gemeinsame Forschung von Institutionen in Schweden, Tschechien und Österreich zu überwinden.

Ziel

This project aims to develop a streamlined, one-step method for producing and applying high entropy oxide (HEO) coatings using solution precursor plasma spray (SPPS) technology. This approach will bridge the gap between HEOs' remarkable laboratory properties and their practical applications, such as thermal barrier coatings (TBCs) for gas turbine engines. HEOs are a new class of ceramics where multiple metals, in equiatomic proportions, are randomly arranged on cationic sites within an oxygen anion lattice. The high configurational entropy of these multi-cation systems ensures excellent phase stability and advantageous thermo-physical properties.

Research on processing HEOs via thermal spray for TBCs is currently limited due to difficulties in synthesizing high-quality HEO particles in sufficient quantities. Traditional methods produce nanoparticles that require further processing, which can be labor-intensive and may introduce impurities that affect the HEO properties. The SPPS method overcomes these challenges by using metal salt solutions as feedstock, which react in situ within the plasma to form and subsequently deposit metal oxides directly onto the substrate. This method simplifies the process and allows for greater control over the coating's microstructure, enhancing its properties.

The project will take place at University West, Sweden, where SPPS expertise and infrastructure are available. A secondment at the Institute of Plasma Physics, Czech Republic, will provide advanced deposition and characterization facilities. Additionally, a non-academic placement at Treibacher Industries, Austria, will offer industry experience and resources for commercializing the project. The researcher will gain hands-on experience with cutting-edge equipment, engage in interdisciplinary collaboration, and acquire insights into both academic and industrial applications, significantly benefiting their future career prospects.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

HOGSKOLAN VAST
Netto-EU-Beitrag
€ 315 225,00
Adresse
HOGSKOLAN VAST
461 86 TROLLHATTAN
Schweden
Region
Östra Sverige Stockholm Stockholms län
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

Partner (2)