2024-06-20 |
Dr. Christoph Grimme vom DECHEMA-Forschungsinstitut hat am 17.06.2024 seine Dissertationsschrift mit dem Titel
„Yttriumoxid-Nanopartikel-modifizierte Diffusionsschichten und deren Oxidations-, Korrosions- und Verschleißverhalten“
erfolgreich verteidigt.
Die Arbeit wurde im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts durchgeführt und leistet einen wichtigen Beitrag zum Schutz von Nickelbasis-Werkstoffen, wie sie z. B. in stationären Gasturbinen eingesetzt werden. Solche Werkstoffe zeichnen sich zwar durch exzellente Hochtemperatureigenschaften aus, stoßen jedoch bei der Verbrennung von Schweröl an ihre Grenzen, da aggressive Beläge aus Vanadiumpentoxid (V₂O₅) entstehen.
Das Forschungsprojekt zielte darauf ab, die Stillstandzeiten solcher Turbinen zu reduzieren, indem korrosive, V₂O₅-haltige Aschen direkt auf der Werkstoffoberfläche inhibiert werden. Hierzu wurden Yttriumoxid Y₂O₃-Nanopartikel in metallische Beschichtungen eingebracht – mittels galvanischer Co-Abscheidung und anschließender Packzementierung. Die entwickelten Schichten zeigten verbesserte Oxidationsbeständigkeit, reduzierten Stofftransport schädlicher Spezies sowie eine deutliche Erhöhung der Korrosionsresistenz im Vergleich zu unmodifizierten Referenzsystemen.
Besonders vielversprechend erwies sich die galvanische Co-Abscheidung von Y₂O₃-Nanopartikeln mit Nickel, die eine gezielte Kornfeinung sowie ein erhöhtes Al-Reservoir durch die anschließende Packzementierung ermöglichte. Dies verlängerte die Stabilität der schützenden β-NiAl-Phase unter Hochtemperaturbedingungen signifikant.
