In-situ-Röntgenbeugungsuntersuchungen von Oxidschichten auf Hochtemperaturwerkstoffen

Hochtemperaturwerkstoffe beispielsweise für den Gasturbinenbau müssen neben der mechanischen Festigkeit auch über eine ausreichende Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit verfügen, was durch eine schützende Oxid-schicht erreicht wird. Zusammensetzung und Aufbau der Oxidschicht entscheiden über deren Schutzwirkung. Me-chanische Spannungen in der Oxidschicht können zu Rißbildung oder zum Abplatzen führen, wodurch die Schutzwirkung verloren geht. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Untersuchung des Hochtemperaturoxidationsverhaltens von DS CM247 LC, CMSX4 und PM 2000. In der a-Al2O3-Schicht auf PM 2000 wurden mechanische Eigenspannungen bei Oxidation-stemperatur, beim Abkühlen und bei Raumtemperatur bestimmt. Als in-situ-Verfahren wurde Hochtemperatur-röntgenbeugung verwendet, was die Beobachtung von ex-situ nicht zugänglichen Abläufen wie beispielsweise Spinelbildungsprozessen ermöglichte. Parallelstrahlgeometrie mittels eines Göbelspiegels ermöglichte präzise Spannungsmessungen auch be i Variationen der Probenhöhe durch Heizbandverbiegungen. Ergänzt wurde die Röntgenbeugung durch Mikroskopie und Elektronenmikrosonde.