Investigations on the Deposition and the Efficiency of a Multilayer High Temperature Coating System for Gas Turbine Blades
✍ Scribed by U. Eritt; G. von Hayn; E. Lugscheider; D. Neuschütz; J. Müller
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 2002
- Tongue
- English
- Weight
- 519 KB
- Volume
- 33
- Category
- Article
- ISSN
- 0933-5137
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✦ Synopsis
The content of this work is the development and investigation of a high temperature coating system for gas turbine blades. On a single crystal CMSX4 substrate a thin CVD layer of a-alumina is deposited as diffusion barrier coating. As a protection against hightemperature corrosion it is covered with a PVD NiCoCrAlY layer, which also performs as a bond-coating for the following thermal barrier coating deposited by Atmospheric Plasma Spraying. The surface preparation techniques and coating parameters for the multilayer coating were optimized with respect to the bonding mechanisms of the different deposition techniques. The samples were annealed at 1100 8C for 100 h under neutral atmosphere. Furthermore thermocycle experiments were carried out to investigate thermocycle behaviour. The coating system proved its efficiency: No cracks were observed except vertical segmentation cracks in the TBC, all layers showed good adhesion and the diffusion barrier remained intact suppressing any noticeable diffusion of Al, Cr, Ta, Re, W and Ti. Die hier vorgestellte Arbeit umfaût die Entwicklung und erste Untersuchungen eines Hochtemperaturschichtverbundes fu Èr Turbinenschaufeln. Zuna Èchst wurde auf einkristallinen CMSX4-Substraten mittels CVD eine du Ènne a-Al 2 O 3 -Schicht als Diffusionsbarriere abgeschieden. Als Schutz gegen Heiûgaskorrosion wurde eine PVD NiCoCrAlY-Schicht verwendet, die gleichzeitig als Haftschicht fu Èr die nachfolgende plasmagespritzte Wa Èrmeda Èmmschicht dient. Die Oberfla Èchenpra Èparation und Beschichtungsparameter der Mehrlagenschicht wurden im Hinblick auf die unterschiedlichen Bindungsmechanismen der verschiedenen Beschichtungsverfahren optimiert. Die Proben wurden fu Èr einen Zeitraum von bis zu 100 h bei einer Temperatur von 1100 8C unter einer inerten Atmospha Ère geglu Èht. Thermozyklusversuche wurden ebenfalls durchgefu Èhrt. Die Tauglichkeit des Mehrlagensystems fu Èr hohe Temperaturen konnte gezeigt werden. Es traten, abgesehen von Segmentationsrissen in der Wa Èrmeda Èmmschicht, keine Risse im Schichtverbund auf, da alle drei Schichten eine gute Haftung aufwiesen. Insbesondere die Diffusionsbarriere wies keine Scha Èden auf und konnte die Interdiffusion von Al, Cr, Ta, W und Ti wirkungsvoll unterbinden.