Die Erfindung betrifft ein Schichtsystem mit einer zweilagi- gen keramischen Schicht zur Wärmedämmung, die Vertiefungen aufweist.

Hochtemperaturbauteile wie Turbinenschaufeln werden mit

Schutzbeschichtungen versehen, um die gegen Korrosion, Oxida- tion und Wärme zu schützen. Dabei werden verschiedene metal- lische Legierungen wie MCrAlY und verschiedene keramische Systeme auf der Basis Zirkonoxid verwendet.

Um den Einsatz bei noch höheren Temperaturen zu ermöglichen, müssen verbesserte Wärmedämmschichten gefunden werden, die ein geringes Ablöseverhalten aufweisen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Schichtsystem aufzuzeigen, das oben genanntes Problem löst. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Schichtsystem gemäß Anspruch 1.

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

Die Figuren 1 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung . Die Figuren und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.

Ein Schichtsystem 1 weist ein metallisches Substrat 4, insbesondere aus einer nickel- oder kobaltbasierten Superlegierung auf (Fig. 1 - 4) . Auf dem Substrat 4 ist eine metallische Haftvermittlerschicht 7 ^λ , 7 ^{λ λ} , 7 ^{λ λ λ} , (Fig. 1-4) aufgebracht, insbesondere auf der Basis NiCoCrAlY. Auf dieser Haftvermittlerschicht Ί Ί Ί 7 ^{λ λ λ λ} bildet sich bei der weiteren Beschichtung, im Betrieb oder durch be- wusste Oxidation eine Oxidschicht aus, die sogenannte TGO (nicht dargestellt) . Auf der Haftvermittlerschicht 1 7 ^{λ λ} , 7 ^{λ λ λ} , ist eine keramische Anbindungsschicht 10 (Fig. 1-4) , insbesondere Zirkonoxidschicht aufgebracht, die als Anbindungsschicht äußerer keramischer Schichten 22 (Fig. 4) , 13 (Fig. 1-3) dient. Die Zirkonoxidschicht 10 als keramische Anbindungsschicht ist zumindest teilstabilisiert, insbesondere durch Yttrium teilstabilisiert, ganz insbesondere mit einem Anteil von 8Gew.-% (Fig. 1 - 4) . Die äußere keramische Schicht 13 (Fig. 1-4) weist ein

Pyrochlormaterial auf, insbesondere auf der Basis

Gadoliniumzirkonat , ganz insbesondere weist sie zumindest 90% Gadoliniumzirkonat auf. Außerdem weisen die keramischen Schichten 10, 22, 13 (Fig. 1 - 4) Vertiefungen 16 auf, die sich durch die Schichten 10, 22, 13 erstrecken, vorzugsweise aber nicht die Haftvermittlerschicht 7 ^λ , 7 ^{λ λ} , 7 ^{λ λ λ} , erreichen. Diese Vertiefungen 16 können „Dense Vertical Cracked" sein (DVC) , also längliche Mikro- oder Makrorisse aufweisen oder können durch entsprechende Abtragungsverfahren

(„engravings") , wie insbesondere durch einen Laser, nachträglich angebracht worden sein. In Figur 2 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Schichtsystem 1' gezeigt, bei dem ausgehend von Figur 1 die Haftvermittlerschicht 7' strukturiert ist, also Erhöhungen 19 aufweist. Diese Erhöhungen 19 bzw. Vertiefungen (engineered surface) dazwischen können beim Beschichten durch entsprechende Ab- schattungsvorrichtungen erzeugt worden sein oder durch eine nachträgliche Bearbeitung z. B. durch eine Bestrahlung, insbesondere mit einem Laserstrahl oder einem Wasserstrahl .

Die Erhöhungen 19 sind nicht durch die Rauheit der Haftvermittlerschicht 7 ^{λ λ} , 7 ^{λ λ λ} , 7 ^{λ λ λ λ} gegeben oder erzeugt.

Die Erhöhungen 19 sind vorzugsweise nur lokal vorhanden (Fig. 2-4) .

Die Vertiefungen 16 erreichen vorzugsweise nicht die metallische Haftvermittlerschicht 1 7 ^{λ λ λ} , 7 (Fig. 1 - 4) .

Figur 4 zeigt ausgehend von Figur 2 eine keramische Zwischenschicht 22 zwischen keramischer Anbindungsschicht 10 und äußerer keramischer Schicht 13. Die Vertiefungen 16 können sich auch durch die Zwischenschicht 22 erstrecken.

Die keramische Zwischenschicht 22 weist eine Mischung aus Zirkonoxid, insbesondere aus einem teilstabilisiertem

Zirkonoxid und einem Pyrochlormaterial auf, welches vorzugsweise Gadoliniumzirkonat darstellt.

Die Zwischenschicht 22 kann auch ausgehend von Figur 1 vorhanden sein.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das angewendet werden kann auf die Figur 1, 2 und 4 und hier nur exemplarisch ausgehend von Figur 2 gezeigt ist. Die Oberfläche der äußereren keramischen Schicht 13 und/oder die Vertiefungen 16 werden hier mit einem weiteren Schutzmaterial 25 versehen oder gefüllt, das vorzugsweise auch in die Vertiefungen 16 eindringt.

Dieses Schutzmaterial 25 enthält zumindest Aluminium (AI) , kann jedoch weitere metallische Zusätze wie Zirkon (Zr) , Magnesium (Mg) , Tantal (Ta) , Titan (Ti) , Hafnium (Hf) und/oder Niob (Nb) sowie Zusätze von Silizium (Si) , Germanium (Ge) , Gallium (Ga) und/oder Bor (B) oder weitere keramische Zusätze aufweisen.

Diese Schicht aus dem Material 25 wird vorzugsweise in einem metallischen Schlicker aufgebracht und dann vorzugsweise be- wusst voroxidiert, bevor das Schichtsystem 1 ^{λ λ λ} zum Einsatz gelangt.