Schädigung von Wärmedämmschichten durch Thermozyklierung

Für den praktischen Einsatz von Wärmedämmschichten stellt deren Beständigkeit gegen thermozyklische Belastungen ein wichtiges Kriterium dar. Um ablaufende Schädigungsprozesse systematisch untersuchen zu können, wurde eine Versuchsapparatur entwickelt, die es gestattet, Schichtbereiche definiert mittels Leistungslaser zu erwärmen. Durch geeignete Kombination von Probenform und Bestrahlungsgeometrie ist es möglich wahlweise Zug- oder Druckspannungen in den Schichten zu erzeugen. In einer Versuchsserie wurden plasmagespritzte (APS-) Wärmedämmschichten thermozyklisch belastet und anschließend die auf der Schichtoberfläche festgestellte Schädigung (Rißbildung) bewertet. Die Darstellung dieser Befunde in Abhängigkeit von den Beanspruchungsbedingungen (Zyklenzahl und Oberflächentemperatur während der Zyklierung) liefert ein Schädigungsdiagramm. Das Abplatzen von Schichtbereichen, das gleichbedeutend mit dem funktionellen Versagen der Schicht ist, wurde nur unter Wirkung von lateralem Druck in der Schicht beobachtet.