DE10357535A1 - Keramisches Material und Verfahren zum Reparieren von Wärmedämmschichten mit lokalen Beschädigungen - Google Patents

Keramisches Material und Verfahren zum Reparieren von Wärmedämmschichten mit lokalen Beschädigungen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein keramisches Material und ein Verfahren zum Reparieren von Wärmedämmschichten, welche auf der Oberfläche lokalen Beschädigungen aufweisen, wobei das keramische Material mit einem Binder angereichert ist und in die lokale Beschädigung eingebracht und anschließend thermisch behandelt wird. Gemäß der Erfindung ist das keramische Material ein keramischer Schlicker, umfassend ein nanoskaliges Pulver aus dem Wärmedämmschichtmaterial der zu reparierenden Wärmedämmschicht und die thermische Behandlung zur Bildung einer Repairschicht erfolgt mittels gepulster Energieeinkopplung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein keramisches Material und ein Verfahren zum Reparieren von Wärmedämmschichten mit lokalen Beschädigungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und 4.
  • Aus EP 1 197 585 A2 ist ein keramisches Material zum Reparieren von Wärmedämmschichten mit lokalen Beschädigungen bekannt. Das in Form einer keramischen Paste vorliegende keramische Material ist ein Gemisch aus keramischem Pulver, einem keramischen Bindemittel und einem Lösemittel. Das keramische Pulver ist insbesondere eine Mischung aus hitzebeständigen Oxiden, insbesondere Oxiden von Aluminium, Zirkonium, Hanfium, Magnesium und Silizium. Das keramische Bindemittel ist eine Verbindung auf Silikon- oder Phosphatbasis. Als Lösemittel werden insbesondere Alkohole verwendet.
  • Die keramische Paste wird in die zuvor gereinigte lokale Beschädigung der Oberfläche der Wärmedämmschicht, z.B. einer Heissgasturbine eingebracht. Mittels thermischer Behandlung der keramischen Paste bildet sich eine sogenannte keramische Repairschicht, welche eine Matrix aufweist, in der die Partikel des keramischen Pulvers eingelagert sind.
  • Ein Nachteil der keramischen Paste aus EP 1 197 585 A2 ist, dass an den Verbindungssstellen der keramischen Repairschicht mit der umgebenden ursprünglichen Wärmedämmschicht keine für die Anwendung ausreichende Temperaturstabilität vorhanden ist. Ein weiterer Nachteil ist die zeitintensive Temperaturbehandung, welche zur Bildung der keramischen Repairschicht nötig ist.
    •
  • Es ist somit Aufgabe der Erfindung ein keramisches Material zu schaffen, welches als keramische Repairschicht eine hohe Temperaturbeständigkeit mit der Wärmedämmschicht aufweist. Eine weitere Aufgabe besteht in der Angabe eines Verfahrens, mit welchem die keramische Repairschicht schnell gebildet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird mit dem keramischen Material gemäß Patentanspruch 1 und dem Verfahren gemäß Patentanspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausführung der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist das keramische Material ein keramischer Schlicker umfassend ein nanoskaliges Pulver aus dem Wärmedämmschichtmaterial der zu reparierenden Wärmedämmschicht. Vorteilhaft ist das nanoskalige Pulver Yttrium teilstabilisiertes Zirkonoxid, Lanthan-Magnesium-Hexaaluminat oder ein Gemisch daraus.
  • Mit dem erfindungsgemäßen keramischen Material ist es somit möglich, in der lokalen Beschädigung eine keramische Repairschicht zu erzeugen, welche die gleiche Struktur (Matrix) und Schichtzusammensetzung aufweist wie die ursprüngliche Wärmedämmschicht. Dadurch kommt es insbesondere an den Verbindungsstellen der Repairschicht mit der umgebenden ursprünglichen Wärmedämmschicht zu einer hohen Temperaturstabilität und Festigkeit, dass die Repairschicht und ursprüngliche Wärmedämmschicht gleiche physikalische Eigenschaften aufweisen.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist dem keramischen Schlicker ein bei einer thermischen Behandlung, z.B. Sinterung porenbildendes Material, z.B. Kunststoff, zugegeben. Damit ist es möglich, in der keramischen Repairschicht die Porosität der ursprünglichen Wärmedämmschicht nachzubilden. Ein Vorteil hierbei ist, dass aufgrund der thermischen Behandlung der Porenbildner rückstandfrei entfernt werden kann.
  • Die thermische Behandlung mittels der aus dem erfindungsgemäßen keramischen Material eine keramische Repairschicht gebildet wird, wird erfindungsgemäß mittels gepulster Energieeinkopplung in das keramische Material durchgeführt. Vorteilhaft können gepulste Laser-, Elektronenstrahl- oder Mikrowellenverfahren verwendet werden.
  • Ein Vorteil hierbei ist, dass in das keramische Material lokal hohe Energien eingekoppelt werden können, wodurch lokal hohe Temperaturen erzeugt werden können. Dadurch wird lokal eine gute Sinterung gewährleistet. Die Temperatur der gesamten Wärmedämmschicht bleibt bei diesem Verfahren allerdings weit unterhalb der Schmelztemperatur des Grundwerkstoffs, z.B. Substrat auf Ni-Basis, auf das die Wärmedämmschicht aufgebracht ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist somit eine zeitsparende thermische Behandlung des in die lokalen Beschädigungen eingebrachten keramischen Materials zur Bildung einer Repairschicht möglich.
    •

Claims (5)

  1. Keramisches Material zum Reparieren von Wärmedämmschichten, welche auf der Oberfläche lokalen Beschädigungen aufweisen, wobei das keramische Material mit einem Binder angereichert ist und in die lokale Beschädigung eingebracht und anschließend thermisch behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material ein keramischer Schlicker umfassend ein nanoskaliges Pulver aus dem Wärmedämmschichtmaterial der zu reparierenden Wärmedämmschicht ist.
  2. Keramisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem keramischen Schlicker ein bei einer thermischen Behandlung porenbildendes Material, insbesondere Kunststoff zugegeben ist.
  3. Keramisches Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nanoskalige Pulver Yttrium teilstabilisiertes Zirkonoxid, Lanthan-Magnesium-Hexaaluminat oder ein Gemisch daraus ist.
  4. Verfahren zur Bildung einer keramischen Repairschicht mittels thermischer Behandlung eines keramischen Materials nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das keramische Material Energie gepulst eingekoppelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur gepulsten Energieeinkopplung gepulste Laser-, Elektronenstrahl- oder Mikrowellenverfahren eingesetzt werden.
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