PVD MAX-Phasen Beschichtungen zum Oxidations- und Verschleißschutz von Leichtbauwerkstoffen für Hochtemperaturanwendungen (PVDMAX-HT)

In einer Richtlinie der europäischen Union aus dem Jahr 2011 (Flightpath 2050) sind neue Zielvorgaben für die Luftfahrtindustrie festgelegt worden, die unter anderem eine Reduzierung der CO₂-Emmisssionen um 75% vorsehen. Um die Zielvorgaben zu erreichten ist eine Optimierung der verwendeten Flugzeugturbinen unerlässlich. Ein grundsätzlicher Ansatz zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Flugzeugturbinen besteht in der Gewichtsreduktion durch Verwendung von Leichtbaumaterialien. In diesem Zusammenhang werden Titanaluminide bereits verwendet, um herkömmliche Ni-Legierungen in den Niederdruckbereichen von Turbinen zu ersetzen. Jedoch sind die Einsatzmöglichkeiten der Titanaluminide aufgrund ihrer niedrigen Oxidationsresistenz oberhalb von 700°C und ihrer Anfälligkeit für verschiedene Verschleißmechanismen stark eingeschränkt. Der Anwendungsbereich von Titanaluminiden könnte durch die Abscheidung von schützenden MAX-Phasen-Beschichtungen erheblich erweitert werden. Diese Beschichtungen kombinieren metallische und keramische Eigenschaften und weisen einen hohen Schmelzpunkt, Oxidationsbeständigkeit sowie Verschleißfestigkeit auf. Dies würde einen Einsatz der leichten Titanaluminide in weiteren Stufen der Flugzeugturbine ermöglichen und zu erheblichen Gewichtseinsparungen führen. Zusätzlich sollen die entwickelten Beschichtungen auch auf den neuartigen SiC/SiC CMCs aufgebracht werden. Dadurch wird ein völlig neuer Beschichtungsansatz für diese Werkstoffklasse beschritten.

Das IGF-Vorhaben Nr. 22355 N wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.