Die Erfindung betrifft ein keramisches Wärmedämmschichtsystem für CMC Bauteile, bei dem MAX-Phasen als Haftvermittlerschicht verwendet werden.

Keramische Matrixkomposite (CMC) , oxidbasiert oder auch nicht-oxidbasierte SIC/SIC, weisen eine höhere Temperatur ^¬ stabilität als Superlegierungen auf sowie einen höheren Oxi- dationswiderstand . Deshalb sind diese Materialien interessant bei dem Einsatz bei hohen Temperaturen wie bei Turbinen.

Die Schadenstoleranz und die geringe Bruchzähigkeit der kera mischen Materialien werden wesentlich verstärkt durch Fasern Jedoch wird die mechanische Festigkeit begrenzt durch Korn ^¬ wachstum und Reaktionsprozesse der Matrix mit der Umgebung bei Temperaturen höher 1473K. Daher ist die Verwendung von keramischen Wärmedämmschichtsystemen TBC wie sie bei nickelbasierten Superlegierungsschichtsystemen bekannt sind auch notwendig .

Das Problem besteht darin, eine geeignete Anbindungsschicht und Oxidationsschutzschicht für die CMC zu finden.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Wärmedämmschichtsystem gemäß Anspruch 1.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden kön nen, um weitere Vorteile zu erzielen.

Die Idee besteht darin, aluminium- oder siliziumbasierte MAX- Phasen als Haftvermittlerschicht zur äußeren keramischen Wär- medämmschicht zu verwenden.

Eine gute Anbindung besteht durch die chemische Verbindung zwischen einem Substrat aus CMC und einer keramischen Wärme- dämmschicht durch die Diffusion von Aluminium der MAX-Max- Phase mit dem CMC und die Bildung einer Aluminiumoxidgrenzschicht zur äußeren TBC hin sowie durch die Reduzierung des Unterschieds der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwi- sehen CMC und TBC durch den Ausdehnungskoeffizienten des Bondcoats in Form der MAX-Phasen.

Das Aufbringen der MAX-Phase auf die CMC erhöht zudem die Ge ^¬ samtbeständigkeit der CMC, insbesondere bezüglich Rissen und Erosion .

Ebenso können hier kostengünstige thermische Spritzverfahren verwendet werden, um die Haftvermittlerschicht und die Wärme ^¬ dämmschicht aufzubringen. Als keramische Wärmedämmschicht können zirkonoxidbasierte, pyrochlorbasierte Keramiken als Einfach- oder Zweifachschichtsystem verwendet werden.

Die Figur zeigt ein Wärmedämmschichtsystem 1.

Die Figur und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.

Ein vorteilhaft verwendetes CMC-Substrat 4 weist von Keramik umhüllte Keramikfasern auf, insbesondere Fasern aus Mullite oder Aluminiumoxid und/oder Mullite/Aluminiumoxid.

Das Matrixmaterial des CMC-Substrats 4 ist vorzugsweise Alu- miniumoxid und/oder Mullite.

Eine Anwendung bei SiC/SiC CMC ist auch von Vorteil.

MAX-Phasen weisen hexagonale Karbide oder Nitride auf mit der allgemeinen Formel M _m+ iA _n , wobei n zwischen 1 und 3 sein kann. M ist ein frühes Übergangsmetall wie Scandium, Titan, Vana ^¬ dium, Chrom, Zirkon, Niob, Molybdän, Hafnium und/oder Tantal. A ist ein A-Gruppen-Metall , also größtenteils lila und IVa oder Gruppe 13 und 14 Elemente, wie zum Beispiel Aluminium, Silizium, Phosphor, Schwefel, Gallium, Germanium, Arsen, Kadmium, Indium, Zinn, Tellur, Blei und X ist Kohlenstoff oder Stickstoff .

Beispiele für MAX-Phasen sind:

- Cr ₂ AlC

- Mo ₂ AlC

- Zr ₂ AlC

- Nb ₂ AlC

- Ti ₃ SiC ₂

- T13AIC2

- Ti ₂ AlC. Auf dem Substrat 4 ist eine Haftvermittlerschicht 7 aufge ^¬ bracht, die vorzugsweise nur aus MAX-Phasen besteht, insbe ^¬ sondere nur eine MAX-Phase aufweist.

Als äußere Schicht ist eine keramische Schicht 10 vorhanden, vorzugsweise als äußerste Schicht. Diese wird durch ein

Spritzverfahren aufgebracht.

Die keramische Wärmedämmschicht 10 weist vorzugsweise

teilstabilisertes Zirkonoxid auf: 8-YSZ.

Die keramische Wärmedämmschicht 10 ist vorzugsweise auch zweillagig ausgebildet, insbesondere kann die keramische Wär ^¬ medämmschicht 10 vollstabilisertes Zirkonoxid aufweisen, die insbesondere auf einer teilstabilisierten Zirkonoxidschicht aufgebracht ist.