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Optimiertes Reinigen von Gasturbinenschaufeln vor der EB-PVD-Keramikbeschichtung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000032422D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 12 (2004-12-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Dec-25
Document File: 1 page(s) / 18K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Mittels EB-PVD (Electron Beam Physical Vapor Deposition) aufgebrachte keramische Waermedaemmbeschichtungen (Thermal Barrier Coating, TBC) erhalten ihre Bindungsstabilitaet zum Substrat durch die chemische Verbindung eines auf dem Substrat gezielt aufgewachsenem Oxides mit der oxidischen Keramik des Waermedaemmschichtmaterials. Das aufgewachsene Oxid soll dabei moeglichst homogen und das Dickenwachstum der Oxidschicht waehrend des Betriebes der Gasturbinen moeglichst gleichmaessig sein, um die Lebensdauer und Haftung der Keramikschicht zu optimieren. Bei dem herkoemmlichen Verfahren wird zunaechst eine Haftvermittlerschicht (Bondcoat, zumeist MCrAlY) auf das Substrat aufgebracht und durch Schleifen geglaettet. Diese wird dann gereinigt (Ultraschallbad) und anschliessen durch eine Bestrahlung mit Edelkorund aktiviert. Hierbei geht jedoch die vorher erzielte Glattheit des Bondcoat teilweise verloren, was die Homogenitaet der Oxidschicht beeintraechtigt.

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S

Optimiertes Reinigen von Gasturbinenschaufeln vor der EB-PVD- Keramikbeschichtung

Idee: Dr. Werner Stamm, DE-Muelheim; Knut Halberstadt, DE-Muelheim

Mittels EB-PVD (Electron Beam Physical Vapor Deposition) aufgebrachte keramische Waermedaemmbeschichtungen (Thermal Barrier Coating, TBC) erhalten ihre Bindungsstabilitaet zum Substrat durch die chemische Verbindung eines auf dem Substrat gezielt aufgewachsenem Oxides mit der oxidischen Keramik des Waermedaemmschichtmaterials. Das aufgewachsene Oxid soll dabei moeglichst homogen und das Dickenwachstum der Oxidschicht waehrend des Betriebes der Gasturbinen moeglichst gleichmaessig sein, um die Lebensdauer und Haftung der Keramikschicht zu optimieren.

Bei dem herkoemmlichen Verfahren wird zunaechst eine Haftvermittlerschicht (Bondcoat, zumeist MCrAlY) auf das Substrat aufgebracht und durch Schleifen geglaettet. Diese wird dann gereinigt (Ultraschallbad) und anschliessen durch eine Bestrahlung mit Edelkorund aktiviert. Hierbei geht jedoch die vorher erzielte Glattheit des Bondcoat teilweise verloren, was die Homogenitaet der Oxidschicht beeintraechtigt.

Deswegen wird vorgeschlagen, die Haftvermittlerschicht direkt vor der Oxidation in der EB-PVD- Anlage mit einer so genannte "Sputtereinrichtung" zu aktivieren, wie sie auch bei der Vakuum- Plasmabeschichtung Einsatz findet. Das Oxidwachstum kann dann sehr gleichmaessig erfolgen und die abschliessend aufgedampfte Keramikschicht optimal haften. Bei diesem Verfahren kann...