Entwicklung eines Siliziumnitrid-Werkstoffes für Rotoren in Mikrogasturbinen

Mit dem Einsatz von strukturkeramischen Bauteilen soll der Wirkungsgrad von Gasturbinen erhöht und die Schadstoffemissionen gesenkt werden. Das bedingt jedoch konkrete Kenntnisse der thermischen und mechanischen Belastungszustände sowie eine gut abgestimmte Werkstoff- und Bauteiloptimierung. Rotierende oder mechanisch stark belastete Bauteile müssen auch nach Langzeitbelastung ausreichend Betriebssicherheit garantieren. In diesem Beitrag wird die Entwicklung und Bewertung eines Siliziumnitrid- Werkstoffes für eine Mikrogasturbine vorgestellt.

The application of structural ceramic parts in gas turbines is supposed to increase efficiency and to decrease emissions. That requires defined knowledge of thermal and mechanical loads as well as a good combination of material and design optimization. Rotating or high-loaded parts have to guarantee reliability even after long-term operation. In this paper the development and assessment of a silicon nitride material for a micro gas turbine will be presented.