In heutigen modernen Energieerzeugungsanlagen, wie z. B. Gas- turbinenanlagen, spielt der Wirkungsgrad eine wichtige Rolle, weil dadurch die Kosten für den Betrieb der Gasturbinenanlage reduziert wird. Eine Möglichkeit, den Wirkungsgrad zu erhöhen und damit die Betriebskosten zu reduzieren, besteht darin, die Einlasstemperaturen eines Verbrennungsgases innerhalb einer Gasturbine zu erhöhen.

Aus diesem Grund wurden keramische Wärmedämmschichten ent- wickelt, die auf thermisch belasteten Bauteilen, beispiels- weise aus Superlegierungen, aufgebracht werden, die alleine den hohen Einlasstemperaturen auf Dauer nicht mehr Stand hal- ten können.

Die keramische Wärmedämmschicht bietet den Vorteil einer ho- hen Temperatur/Korrosionsresistenz aufgrund ihrer keramischen Eigenschaften, und das metallische Substrat bietet den Vor- teil der guten mechanischen Eigenschaften in diesem Verbund oder Schichtsystem.

Typischerweise ist zwischen dem Substrat und der keramischen Wärmedämmschicht eine Haftvermittlungs-oder Korrosions- schutzschicht der Zusammensetzung MCrAlY als Hauptbestandteil aufgebracht, wobei M bedeutet, dass ein Metall aus der Gruppe Nickel, Chrom oder Eisen verwendet wird.

Die Zusammensetzung dieser MCrAlY-Schichten kann variieren.

Häufig kommt es dazu, dass die Wärmedämmschicht auf der Kor- rosionsschutzschicht oder MCrAlY-Schicht beim Aufbringen oder während des Betriebs nicht gut haftet und/oder abplatzt und

durch nichtaufschmelzende Beschichtungsverfahren nachge- spritzt werden muss.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, dieses Problem zu über- winden.

Die Aufgabe wird durch ein Schichtsystem gemäss Anspruch 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Schichtsystems sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele des erfindungsge- mässen Schichtsystems dargestellt.

Es zeigen : Figur 1 ein erstes erfindungsgemässes Schichtsystem, Figur 2 ein zweites erfindungsgemässes Schichtsystem mit einem Konzentrationsgradienten, Figur 3 ein weiteres erfindungsgemässes Schichtsystem und Figur 4 ein Anwendungsbeispiel für ein erfindungsgemässes Schichtsystem.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemässes Schichtsystem 1.

Das Schichtsystem 1 weist ein Substrat 4 auf. Das Substrat 4 ist beispielsweise eine Nickel-oder Kobalt-basierte Superle- gierung.

Auf dem Substrat 4 ist zumindest eine Zwischenschicht 7 vor- handen, die als Korrosions-, Oxidations-oder Haftvermitt- lungsschicht dient und aus einem Zwischenschichtmaterial be- steht. Hier wird eine einzige Zwischenschicht 7 verwendet.

Dies ist beispielsweise eine sogenannte MCrAlY-Schicht, wobei M ein Element der Gruppe Eisen, Kobalt oder Nickel ist.

Auf die äusserste Grenzfläche der Zwischenschicht 7 ist eine Wärmedämmschicht 10 aufgebracht.

Die Wärmedämmschicht 10 ist beispielsweise keramisch und be- steht bspw. aus teil-oder vollstabilisiertem Zirkonoxid mit bis zu 8% Yttriumoxid oder anderen Seitenerdoxiden.

Die Wärmdämmschicht 10 enthält insgesamt 5-60 vol% des Materials der Zwischenschicht 7, wodurch eine gute Anhaftung der Wärmedämmschicht 10 an die Zwischenschicht 7 gewährleis- tet ist. Die Wärmedämmschicht 10 beginnt an der Grenzfläche, an der das Material der Wärmedämmschicht 10 die Matrix bil- det.

Die Schichten 7,10 können durch verschiedene Arten des Plas- maspritzens, insbesondere durch atmosphärisches Plasmasprit- zen (APS), oder durch Kaltgasspritzen aufgebracht werden.

Beim Kaltgasspritzen weisen die Partikel des aufzubringenden Materials der Schichten 7,10 ebenso wie das Substrat 4 wäh- rend der Herstellung eine geringe Temperatur auf, d. h. sie bilden kein Plasma.

Um eine Verschweissung bzw. eine Verankerung der Teilchen miteinander zu erreichen, werden die aufgetragenen Partikel mit hohen Geschwindigkeiten bis zu 1000m/s auf das Substrat 4 aufgebracht, wodurch sie sich miteinander verbinden.

Um eine Verschweissung zu erreichen ist die Zugabe eines metallischen Bestandteils notwendig.

Diese so hergestellte Grünkörperschicht kann noch gesintert oder wärmebehandelt werden, um eine verbesserte Beständigkeit gegenüber einer äusseren mechanischen Belastung zu ermögli- chen.

Anstatt des Zirkonoxids können auch andere keramische Mate- rialien verwendet werden.

Figur 2 zeigt ein weiteres erfindungsgemässes Schichtsystem 1, bei dem die Konzentration des Zwischenschichtmaterials 7 in der Wärmedämmschicht 10 beginnend von einer Grenzfläche 8 zwischen der Zwischenschicht 7 und der Wärmedämmschicht 10 bis hin zu einer äusseren Oberfläche 11 der Wärmedämmschicht 10 bspw. kontinuierlich abnimmt. In einem Bereich 12 unter-

halb-der äusseren Oberfläche 11 innerhalb einer gewissen Schichtdicke kann der Anteil des Zwischenschichtmaterials 7 auch konstant bei Ovol% liegen.

Die Wärmedämmschicht 10 beginnt an der Grenzfläche, an der das Material der Wärmedämmschicht 10 die Matrix bildet.

Der Gradient der Materialzusammensetzung in der Wärmedämm- schicht kann auf verschiedene Art und Weise erzeugt werden.

Beim Plasmaspritzen wird in den Plasmastrahl, der die Parti- kel auf das Substrat 4 lenkt, von einer Anfangsmischung der verschiedenen Materialien der Schichten 7,10 kontinuierlich mehr und mehr Material der Wärmedämmschicht 10 hinzugefügt und/oder kontinuierlich oder diskontinuierlich weniger Mate- rial der Zwischenschicht 7 hinzugefügt.

Ebenso ist es möglich zwei Brenner, also zwei separate Plas- mastrahlen oder ein Plasmastrahl und einen Kaltgasstrahl für die beiden unterschiedlichen Materialien zu verwenden.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemässen Schichtsystems 1.

Das erfindungsgemässe Schichtsystem 1 ist beispielsweise ge- mäss Figur 1 oder 2 aufgebaut, wobei eine erste Teilschicht 13 der Wärmedämmschicht 10 durch Kaltgasspritzen aufgebracht worden ist.

Auf diese kaltgasgespritzte Teilschicht 13 der Wärmedämm- schicht 10 wird noch eine zweite Teilschicht 16 der Wärme- dämmschicht 10 des gleichen Materials oder mit veränderter Zusammensetzung mittels atmosphärischem Plasmaspritzen oder mittels anderer Plasmaspritzarten (im Vakuum,..) aufgebracht.

Es ist bspw. auch möglich, wenn die Konzentration des metal- lischen Materials nach aussen hin in der Wärmedämmschicht 10 abnehmen soll, während der Aufbringung mit der zunehmenden Beschichtungszeit, die Temperatur des Teilchenstrahls konti- nuierlich zu erhöhen bis bspw. ein Plasma erzeugt wird.

Durch die Anordnung von Zwischenschichtmaterial 7 in der Wär- medämmschicht 10 werden die Ausdehnungkoeffizienten der Schichten 7, 10 aneinander angeglichen, so dass es bei Erwär- mung gar nicht oder kaum zu thermischen Spannungen zwischen den Schichten 7,10 kommt, wodurch ein Abplatzen verhindert wird.

Dies gilt insbesondere dann, wenn ein gradierter oder konti- nuierlicher Übergang der Schichten 7,10 vorliegt.

Insbesondere werden auch noch poröse Schichten 7,10 herge- stellt, um eine Dehnungstoleranz zu erreichen, weil eine Porosität ab 5vol% den Ausdehungskoeffizienten und den E-Mo- dul beeinflussen kann.

Figur 4 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel als Beispiel für ein Schichtsystem 1, die sich entlang einer Längsachse 19 erstreckt.

Die Laufschaufel 1 weist entlang der Längsachse 19 aufeinan- derfolgend einen Befestigungsbereich 22, eine daran angren- zende Schaufelplattform 25 sowie einen Schaufelblattbereich 28 auf.

Im Befestigungsbereich 9 ist ein Schaufelfuss 31 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufel 1 an einer Welle einer ebenfalls nicht dargestellten Strömungsmaschine dient.

Die Turbinenschaufel 1 ist mit ihrem Schaufelblattbereich 28 innerhalb einer Gasturbine hohen Temperaturen ausgesetzt und ist daher gegen Oxidation und Wärme durch ein erfindungsge- mässes Schichtsystem 1 geschützt.