Die Erfindung betrifft die Strukturierung einer Oberfläche eines CMCs und ein CMC-Bauteil.

CMC-Bauteile (Ceramic Matrix Composits) weisen keramische Faser-Verbunde (Gewebe) auf, die in einer keramischen Matrix eingebettet sind.

Ein CMC-Bauteil besteht aus mehreren Lagen (Plies) , die zu- sammengepresst werden.

Trotz der Keramik und ihrer Eigenschaften ist es sinnvoll, diese mit einer keramischen Beschichtung zu versehen.

Daher muss eine gewisse Anhaftung der keramischen Schicht auf dem keramischen Bauteil gegeben sein.

Dies setzt eine gewisse Rauheit voraus.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, o.g. Problem zu lösen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 und ein CMC-Bauteil gemäß Anspruch 1.

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

Es zeigen:

Figur 1 ein erfindungsgemäßes CMC-Bauteil,

Figur 2 eine erfindungsgemäße Vorgehensweise,

Figur 3 ein CMC-Bauteil im Querschnitt,

Figuren 4 - 11 strukturierte Oberflächen.

Die Beschreibung und die Figuren stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Figur 1 zeigt ein CMC-Bauteil 1.

Das CMC 1 weist mehrere Lagen (13 13 ^{λ λ} , ...) auf. Auf die äußere Oberfläche 11 der äußersten Lage 13 ^λ soll eine kerami ^¬ sche Beschichtung 20 (Fig. 3) aufgebracht werden.

Das Material der Lagen 13 13 ^{λ λ} , ... kann vorzugsweise Sili ^¬ ziumkarbid-Fasern in einer siliziumkarbidhaltigen Matrix aufweisen oder auch Oxid-Fasern in einer Oxidkeramik, wie z.B. Aluminiumoxid-Fasern, Mullite-Fasern und/oder Al20 _s /Mullite Fasern in einer Oxidkeramikmatrix wie z.B. eine Aluminiumoxid-Matrix .

Die keramische Schicht 20 (Fig. 3) kann eine Anbindungs- schicht auf der Basis Aluminiumoxid und/oder direkt eine keramische Beschichtung - bekannt aus dem Stand der Technik - auf der Basis Zirkonoxid, einer teilstabilisierten, voll-sta- bilisierten mit oder ohne Segmentierung, darstellen.

Um die Haftung der keramischen Schicht 20 auf dem CMC 1 zu verbessern, wird mittels eines Energiestrahls, insbesondere eines Lasers, eine Strukturierung, vorzugsweise ein Rechteck ^¬ muster auf der zu beschichtenden Oberfläche 11 erzeugt. D.h., entlang der Linien 7 und den dazu senkrechten Linien 10 wird vorzugsweise ein Laser verfahren, der entsprechend dort Mate- rial abträgt.

Die Linien 7, 10 müssen sich nur schneiden und können auch gebogen, geschlängelt und/oder gerade verlaufen. Der Materialabtrag erfolgt vorzugsweise nur in dem Matrix ^¬ material der äußersten Lage 13 ^λ .

In Figur 2 ist eine andere Vorgehensweise im Vorfeld darge- stellt.

Es ist dargestellt ein grünes CMC 1 ^λ mit Lagen 23 ^λ , 23 ^{λ λ} . Je ^¬ doch wurde dort vor dem Sintern das keramische Matrix-Mate ^¬ rial, das die Fasern oder das Fasergewebe umhüllt, zumindest teilweise entfernt oder abgewischt, so dass die Fasern oder Fasergewebe an der Oberfläche 15 erscheinen.

Dies war in der obersten Lage 13 ^λ gemäß Figur 1 nicht der Fall, dort sind die Fasern vor der Strukturierung mittels des Lasers oder einer Energieeintragung vollständig bedeckt von dem Keramikmaterial.

Dann erfolgt die Sinterung und danach wird ein gleiches Mus- ter auf die Oberfläche 15 der äußeren Lage 14 des CMC 1 ^λ ein ^¬ gebracht, in der gleichen Art und Weise und Muster wie in Figur 1 beschrieben. Jedoch ist diese Strukturierung dann auch in den Fasern 30, 33 (Fig. 4) oder Fasergeweben vorhanden .

Figur 4 zeigt eine strukturierte Oberfläche 11 ^λ eines CMC bei dem das Matrix-Material vor der Erzeugung der strukturierten Oberfläche entfernt wurde.

Zu erkennen sind die Fasern 30, 33 die hier vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufen und miteinander verwebt sind.

Zwischen den Flächen der Fasern 30, 33 die den Teil der Oberfläche 4 bilden, ist Matrix-Material 36 vorhanden. In diesem Matrix-Material ist die Strukturierung auch vorhanden, nicht nur auf den Fasern 30, 33. Die Strukturierung ist in der Figur 4 durch Punkte dargestellt und kann jede Form aufweisen (Fig. 5 ff . ) .

Figur 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Anordnung einer strukturierten Oberfläche 11 ^{λ λ} (für Fig. 1 oder Fig. 4) .

Hier werden keine rasterförmige Vertiefungen erzeugt, sondern gestufte Vertiefungen, so dass die Erhebungen 40 40 ^{λ λ} pyra- midenförmig ausgebildet sind. Je nach Verfahrweise des Lasers oder des Energiestrahls können sie auch rund im Oberflächenschnitt ausgebildet sein und eine stumpfe Spitze aufweisen. Figur 6 zeigt eine strukturierte Oberfläche 11 ^{λ λ λ} mit einem rasterförmigen Muster von quaderförmigen Erhebungen 50, 50 ^λ .

Figur 7 zeigt eine rasterförmige Anordnung 11 ^IV von Kegeln 53, 53 ^λ auf der Oberfläche.

Figur 8 zeigt eine weitere Anordnung von Erhebungen 50, 50 ^{λ λ} , die nicht rasterförmig angeordnet sind, sondern bei dem die Erhebungen 50, 50 ^{λ λ} versetzt angeordnet sind, wie es mit einer ersten Reihe und einer zweiten Reihe von Erhebungen 50, 50 ^{λ λ} dargestellt ist.

Vergleichbares gilt für die Figur 9, bei dem die Erhebungen 53, 53 ^λ oder Löcher ähnlich wie in Figur 8 angeordnet sind, aber im Querschnitt nicht rechteckig, quadratisch oder drei eckförmig, sondern kreisförmig bzw. oval sind.

Ebenso ist es möglich, verschiedene Arten von Erhebungen auf der Oberfläche zu verwenden, die im Querschnitt verschiedene geometrische Formen aufweisen, wie eckig 50, 50 rund 53 so ^¬ wie dreieckförmig 56, so wie in Figur 10 dargestellt.

Ebenso kann bei einer rasterförmigen Anordnung der Querschnitt der Erhebungen variiert werden, wie es in Figur 11 mit der einen Reihe und in der zweiten Reihe mit verschiede ^¬ nen Geometrien im Querschnitt Erhebungen erfolgen kann.

Für die Figuren 8 bis 11 gilt, dass dies quaderförmige, kegelförmige oder pyramidenförmige Erhebungen sein können, die ebenfalls im Fall der Pyramiden oder Kegel als stumpfe Versionen ausgebildet sein können. Ebenso können Löcher in die Oberfläche eingebracht werden und/oder mit Erhebungen kombiniert werden.