Feuchtigkeitsinduzierte Schädigung von Oxidschichten

Bei vielen Hochtemperaturanwendungen ist Wasserdampf ein unausweichlicher Bestandteil der Arbeitsatmosphäre. Der Einfluss des Wassers auf das Wachstum der schützenden Oxidschichten wurde schon vielfach untersucht, allerdings wurden die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften nur von wenigen Wissenschaftlern dokumentiert. Neueste Erkenntnisse belegen jedoch eine schädigende Wirkung von Wasser z. B. auf die Haftung von Aluminiumoxidschichten [1,2] sowie von Wärmedämmschichten [3,4].

Ziel des Forschungsprojektes ist es daher, den Einfluss von Wasserdampf, aber auch von flüssigem Wasser auf die Spannungsentwicklung und Schädigung von Oxidschichten (Moisture Induced Damage in Oxide Scales, MIDOS) eingehend zu untersuchen. Um ein fundamentales Verständnis der Zusammenhänge zu erarbeiten, sollen Metalle in möglichst reiner Form zur Untersuchung herangezogen werden, auf denen reine Oxidschichten durch Hochtemperaturauslagerung aufwachsen. Während der Auslagerung (in feuchter und trockener Atmosphäre) soll die Rissbildung und entstehende Eigenspannungen untersucht werden. Zusätzlich sollen die mechanischen Eigenschaften nach Auslagerung und Abkühlen auf Raumtemperatur durch 4-Punkt Biegeversuche ermittelt werden. Dabei sollen auch Biegeversuche an nassen Proben durchgeführt werden. Ebenfalls nach der Auslagerung soll durch Eintauchen in Wasser mit angeschlossener Schallemissionsanalyse die feuchtigkeitsinduzierte Rissbildung bei Raumtemperatur dokumentiert werden.