Versagensmechanismen eines Modellsystems von Wärmedämmschichten

In der vorliegenden Arbeit werden die Versagensmechanismen von Wärmedämmschichtsystemen untersucht. Diese Schichtsysteme werden auf hochbelasteten Bauteilen in Gasturbinen zum Schutz der Substratmaterialien eingesetzt. Die Versagensmechanismen der Wärmedämmschichtsysteme konnten aufgrund der komplexen Wechselwirkungen unterschiedlicher Phänomene (bspw. Kriechen, Sintern, thermische Differenzdehnungen, Diffusions- und Oxidationsvorgänge) bisher nicht vollständig aufgeklärt werden. Aus diesem Grund wird ein vereinfachtes Modellsystem vorgestellt, das die Möglichkeit bietet, zwei wesentliche Aspekte des Schichtversagens, den Einfluss der Kriecheigenschaften und der Grenzflächenrauigkeiten, zu untersuchen.

In der vorliegenden Arbeit werden Finite-Elemente-Simulationen des Modellsystems auf der Mikro- und Mesoskala entsprechend experimenteller Versuchsreihen variiert. Dabei wird die Rissinitiierung und der Rissfortschritt analysiert, woraus ein Versagensszenario des Modellsystems abgeleitet wird.