13/09/2013 - Wärmeschrankbeschichtungen zur Erhöhung der Lebensdauer von Motoren

Menéame

Forscher der Technische Universität Delft (Niederlande) Wärmebarrierebeschichtungen hergestellt (TBC) selbst reparierbar, um die Leistungsfähigkeit von Gasturbinenmotoren zu verbessern. Diese TBC wurden in Motoren für die Luftfahrt getestet, könnten aber grundsätzlich auf Schiffen, U-Booten und sogar in der Stromerzeugung eingesetzt werden.

Forscher, die sich mit der SAMBA-Projekt (HervorhebungSelf-Healing Thermal Barrier Coatings for Prolonged Lifetime Houten) wurde vorgeschlagen, ein neues TBC-Keramik-Beschichtungssystem für die wichtigsten Motorenteile zu schaffen. Auf diese Weise wäre es möglich, die Motoren über den Schmelzpunkt ihrer strukturellen Komponenten hinaus zu zwingen. Durch diese Erhöhung der Betriebstemperatur durch keramische Beschichtungen kann der Brennstoff eingespart und die CO2-Emissionen gesenkt werden.

Der Betrieb der Motoren hängt von der Zuverlässigkeit mehrerer wesentlicher Komponenten ab, die mit einem TBC beschichtet sind. Der Bruch dieses TBC kann zu einem schnelleren Abbau solcher Komponenten wie der Löcher führen und somit zum Ausschalten führen.

TBC Keramik haben die Fähigkeit, kleine Risse zu reparieren und damit die Lebensdauer der Beschichtungen um 20 bis 25 Prozent zu verlängern und damit die Wartungskosten erheblich zu senken. Sie würden auch eine Verringerung der Anzahl der Ersatzteile bedeuten, die während der Betriebsdauer einer Turbine durchgeführt werden müssen.

An den Arbeiten zur Entwicklung und Verbesserung der TBC, die vom Projekt durchgeführt wurden, nahmen Industrie- und Hochschuleinrichtungen teil. Die neuen keramischen Beschichtungen verfügen über eine Schicht Zirkoniumdioxid, die mit kleinen Partikeln aus Molybdän und Silizium angereichert ist und die Beschichtung mit einer Selbstreparaturkapazität ausgestattet ist. Silizium wird zu dem Zeitpunkt oxidiert, zu dem ein Riss entsteht, der mit Siliziumoxid bedeckt wird. Dieses Rost reagiert mit der keramischen Beschichtungsschicht und erzeugt ein stabiles Butyl-Relleno.

Die heutige Generation von TBC verfügt nicht über Selbstheilungsfähigkeit, was bedeutet, dass die neuen selbstheilbaren TBC, die durch das SAMBA-Projekt entwickelt wurden, eine Revolution in der Behandlung der Turbomotoren mit sich bringen könnten. Die TBCs könnten auch für alle Bereiche gelten, in denen die Temperaturregelung verbessert und die Motoreffizienz im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch verbessert werden muss.

Im Rahmen des Siebten Rahmenprogramms der Europäischen Union (RP7) wurden 3,2 Mio. EUR für das Projekt bereitgestellt.

Weitere Informationen:

SAMBA-Projekt

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