Description: Das Projekt "MEO-TBCs - Multikomponentige äquiatomare Oxide als Hochleistungsmaterialien für zukünftige Wärmedämmschichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Anorganische und Analytische Chemie durchgeführt. Im Hinblick auf Ressourcenschonung muss die Effizienz von stationären Gasturbinen und Flugturbinen erhöht werden, um damit den Verbrauch fossiler Brennstoffe und den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid zu minimieren. Dies kann unter anderem durch die Erhöhung der Betriebstemperatur der Turbine erreicht werden, wobei gleichzeitig die aktive Kühlung von Turbinenkomponenten reduziert werden soll, um die Effizienz zu maximieren. Um diese Prozessanforderungen zu erfüllen, werden neue Materialien benötigt, die bei hohen Temperaturen in aggressiven Atmosphären über lange Zeit stabil sind. Bisher schützt eine keramische Wärmedämmschicht (WDS, engl. thermal barrier coating TBC) aus Yttriumoxid-teilstabilisiertem Zirkoniumdioxid (YSZ) die darunterliegenden metallischen Bauteile (meist aus Nickel-basis Legierungen) in den heißesten Zonen der Gasturbine. Allerdings weist YSZ oberhalb von 1200 °C nur eine begrenzte Temperaturbeständigkeit im Langzeiteinsatz auf. Eine neue vielversprechende Materialklasse für den Einsatz als WDS bei Temperaturen größer als 1200 °C sind multikomponentige äquiatomare Oxide (engl. multicomponent equiatomic oxides, MEOs), die aus mindestens 4 - 5 verschiedenen Kationen in äquiatomarer Konzentration bestehen und einphasig in einer einfachen Kristallstruktur vorliegen. Diese Materialklasse wird erst seit 2015 in der Literatur erwähnt und verspricht, ähnlich wie bei den metallischen multikomponentigen äquiatomaren Legierungen (oder auch Hoch-Entropie Legierungen), erfolgsversprechende Eigenschaften, vor allem hinsichtlich einer geringen Wärmeleitfähigkeit, guter mechanischer Eigenschaften und Hochtemperaturstabilität. Im Rahmen dieses Projektes soll das Potential dieser neuen Materialklasse hinsichtlich der Anwendung als Hochleistungsmaterialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit für zukünftige Wärmedämmschichten untersucht werden. Dabei wird die, für eine neue Materialklasse nötige Grundlagenforschung.
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Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Fossiler Brennstoff ? Gießen ? CO2-Emission ? Zirkoniumdioxid ? Oxid ? Wärmedämmung ? Analytische Chemie ? Gasturbine ? Kationen ? Wärmeleitfähigkeit ? Temperaturbeständigkeit ? Atmosphäre ? Kühlung ? Ressourcenschonung ? Legierung ?
Region: Hessen
Bounding boxes: 9° .. 9° x 50.55° .. 50.55°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2022-11-01 - 2026-01-31
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