DE112009004855T5 - Beständige Wärmebarrierenbeschichtungszusammensetzungen, beschichtete Komponenten und Beschichtungsverfahren - Google Patents

Beständige Wärmebarrierenbeschichtungszusammensetzungen, beschichtete Komponenten und Beschichtungsverfahren Download PDF

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Brett Boutwell
Curtis Alan Johnson
Venkat S. Venkataramani
Tobias A. Schaedler
Ming Fu
Don M. Lipkin
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Abstract

Eine Zusammensetzung, die vorteilhaft als eine Wärmebarrierenbeschichtung auf einem Superlegierungssubstrat genutzt werden kann, das für den Einsatz in aggressiven thermischen Umgebungen bestimmt ist. Die Beschichtung basiert auf Zirkonerde, die in einer vorwiegend tetragonalen Phase stabilisiert ist. Die Zusammensetzung enthält eine keramische Komponente, die im Wesentlichen Zirkonerde (ZrO2) oder eine Kombination von Zirkonerde und Hafniumoxid (HfO2) enthält, und eine Stabilisatorkomponente, zu der in Kombination gehören: ein erster Co-Stabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus YbO1.5, HoO1.5, ErO1.5, TmO1.5, LuO1.5 und Kombinationen davon besteht; und ein zweiter Co-Stabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus TiO2, PdO2, VO2, GeO2 und Kombinationen davon besteht. Optional enthält die Stabilisatorkomponente Y2O3. Die Stabilisatorkomponente ist mit einem Anteil vorhanden, der ausreicht, um die vorwiegend tetragonale Phase in der Beschichtung zu erreichen.

Description

  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft allgemein Zusammensetzungen, die als Wärmebarrierenbeschichtungen nützlich sind, und spezieller Zusammensetzungen für beständige Wärmebarrierenbeschichtungen, beschichtete Komponenten und Beschichtungsverfahren.
  • Wärmebarrierenbeschichtungen (TBC) werden auf gekühlte Komponenten, z. B. auf Blätter, Leitschaufeln, Mantel und Brennkammern aufgebracht, die in Hochtemperaturumgebungen in Gasturbinen verwendet werden. Da Wärmebarrierenbeschichtungen das zugrundeliegende Metall vor übermäßigen Temperaturen schützen, ist deren Beständigkeit ein Hauptanliegen. Ein zunehmend an Bedeutung gewinnender Faktor, der die Lebensdauer von Wärmebarrierenbeschichtungen beschränkt, ist der Verschleiß durch Aufschlag und Erosion. Partikel, die in das Triebwerk aufgenommen werden oder sich in dem Triebwerk ablösen, prallen während im Betrieb auf die Beschichtung auf und können einen beträchtlichen Verschleiß der Beschichtung hervorrufen, was wiederum die Lebensdauer der Komponente verkürzt.
  • Eine übliche aus dem Stand der Technik genutzte TBC basiert auf einer über der Bindeschicht und dem Superlegierungssubstrat aufgebrachten einzigen Keramiklage, die aus etwa 7 Gew.-% mit Yttriumoxid stabilisierter Zirkonerde (7YSZ) besteht. Es wird fortlaufend nach Verbesserungen der Erosions- und Schlagfestigkeit und einer Verringerung der Wärmeleitfähigkeit von Wärmebarrierenbeschichtungen geforscht, um deren Lebensdauer zu verlängern, und/oder um höhere Betriebstemperaturen zu ermöglichen.
  • Dementsprechend wäre es von Vorteil, Zusammensetzungen für Wärmebarrierenbeschichtungen zu erzeugen, die beständiger als herkömmliches 7YSZ sind, und die möglicherweise eine reduzierte Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Den oben erwähnten Bedarfen kann durch Ausführungsbeispiele begegnet werden, die ein Keramikmaterial hervorbringen, das sich für den Einsatz als Beschichtung, insbesondere als Wärmebarrierenbeschichtung (TBC) auf einer Komponente eignet, die für den Einsatz in einer aggressiven thermischen Umgebung bestimmt ist, z. B. auf den auf Superlegierungen basierenden Turbinen-, Brennkammer- und Augmentorkomponenten einer Gasturbine. Das Beschichtungsmaterial ist eine auf Zirkonerde oder Zirkonerde/Hafniumoxid basierende Keramik, die eine Kristallstruktur in einer vorwiegend tetragonalen Phase aufweist und die in der Lage ist, sowohl geringere Wärmeleitfähigkeit als auch verbesserte Schlagfestigkeit im Vergleich zu herkömmlichem 6–8% YSZ aufzuweisen.
  • Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele beinhalten eine aufgedampfte Zusammensetzung, zu der gehören: eine keramische Komponente, die im Wesentlichen Zirkonerde (ZrO2) oder eine Kombination von Zirkonerde und Hafniumoxid (HfO2) enthält; und eine Stabilisatorkomponente, zu der in Kombination gehören: ein erster Co-Stabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus YbO1.5, HoO1.5, ErO1.5, TmO1.5, LuO1.5 und Kombinationen davon besteht; und ein zweiter Co-Stabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Titandioxid (TiO2), Palladiumdioxid (PdO2), Vanadiumdioxid (VO2), Germaniumdioxid (GeO2), Kombinationen davon und optional Y2O3 besteht, wobei die Stabilisatorkomponente mit einem Anteil vorhanden ist, der ausreicht, um in der Beschichtung die vorwiegend tetragonale Phase zu erreichen, wobei zufällige Verunreinigungen die Differenz zu 100% bilden.
  • Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele beinhalten einen thermisch geschützten Industrieartikel, der auf einem Superlegierungssubstrat, einer Bindeschicht und einer Wärmebarrierenbeschichtung basiert.
  • Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele beinhalten ein Verfahren, um eine thermisch geschützte Komponente zu schaffen. Exemplarische Verfahren beinhalten die Schritte: Erzeugen eines Superlegierungssubstrats; Erzeugen einer Bindeschicht auf dem Substrat; Erzeugen einer Wärmebarrierenbeschichtung auf der Bindeschicht, wobei die Wärmebarrierenbeschichtung eine aufgedampfte Zusammensetzung beinhaltet, die auf einer keramischen Komponente, die im Wesentlichen Zirkonerde (ZrO2) oder eine Kombination von Zirkonerde und Hafniumoxid (HfO2) enthält, und einer Stabilisatorkomponente basiert, zu der in Kombination gehören: ein erster Co-Stabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus YbO1.5, HoO1.5, ErO1.5, TmO1.5, LuO1.5 und Kombinationen davon besteht; und ein zweiter Co-Stabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Titandioxid (TiO2), Palladiumdioxid (PdO2), Vanadiumdioxid (VO2), Germaniumdioxid (GeO2), Kombinationen davon und optional Y2O3 besteht, wobei die Stabilisatorkomponente mit einem Anteil vorhanden ist, der ausreicht, um in der Beschichtung eine vorwiegend tetragonale Phase zu erreichen, wobei zufällige Verunreinigungen die Differenz zu 100% bilden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Der als die Erfindung angesehene behandelte Gegenstand ist speziell erläutert und in dem abschließenden Abschnitt der Beschreibung in den Ansprüchen unabhängig aufgeführt. Die Erfindung wird jedoch am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen verständlich:
  • 1 zeigt eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht einer Hochdruckturbinenlaufschaufel, auf der eine Wärmebarrierenbeschichtung aufgebracht ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele beinhalten Zusammensetzungen, die als Wärmebarrierenbeschichtungen nützlich sind. Die vorliegende Erfindung lässt sich allgemein in Zusammenhang mit Komponenten, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, und insbesondere in Zusammenhang mit Komponenten wie Hoch- und Niederdruckturbinenleitapparaten sowie Schaufeln, Mänteln, Brennkammerwänden und Augmentormetallteilen von Gasturbinen verwenden. Ein Beispiel einer Hochdruckturbinenlaufschaufel 10 ist in 1 gezeigt. Die Schaufel 10 basiert allgemein auf einem Blatt 12, auf das während des Betriebs der Gasturbine heiße Verbrennungsgase gelenkt werden, und dessen Oberfläche daher heißen Verbrennungsgasen sowie Angriffen durch Oxidation, Korrosion und Erosion ausgesetzt ist. Das Blatt 12 ist gegen die aggressive Betriebsumgebung durch ein Wärmebarrierenbeschichtungs-(TBC)-System geschützt. Das Blatt 12 ist an einer (nicht gezeigten) Turbinenscheibe mittels eines Schwalbenschwanzes 14 verankert, der an einem Fußpunktabschnitt 16 der Schaufel 10 ausgebildet ist. In dem Blatt 12 sind Kühlkanäle 18 vorhanden, durch die Zapfluft gedrückt wird, um Wärme von der Schaufel 10 abzuführen. Während die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele mit Blick auf Hochdruckturbinenlaufschaufeln der Bauart beschrieben sind, wie sie in 1 gezeigt ist, lassen sich die offenbarten Grundzüge allgemein auf beliebige Komponenten anwenden, auf denen eine Wärmebarrierenbeschichtung genutzt werden kann, um die Komponente vor einer aggressiven thermischen Umgebung zu schützen.
  • Das Wärmebarrierenbeschichtungssystem basiert auf einer Wärmebarrierenbeschichtung 20 und auf einer Bindeschicht 22, die die Oberfläche eines Substrats 24 überdeckt, wobei das Letztere gewöhnlich eine Superlegierung und das Basismaterial der Schaufel 10 ist. Wie im Falle von TBC-Systemen für Komponenten von Gasturbinen typisch, basiert die Bindeschicht 22 vorzugsweise auf einer einen hohen Aluminiumanteil aufweisenden Zusammensetzung, z. B. einer Deckschicht aus einer MCrAlX-Legierung oder auf einer Diffusionsbeschichtung, beispielsweise einem Diffusionsaluminid oder einem Diffusionsplatinaluminid einer aus dem Stand der Technik bekannten Art. Bindeschichten mit hohem Aluminiumanteil dieses Typs bilden eine Aluminiumoxid-(Tonerde)-Schicht, die durch Oxidation der Bindeschicht 22 wächst. Die Aluminiumoxidhaut bindet eine aus einem wärmeisolierenden Material gebildete Wärmebarrierenbeschichtung 20 chemisch an die Bindeschicht 22 und an das Substrat 24. Die TBC 20 kann eine poröse, belastungstolerante Mikrostruktur säulenartiger Körner beinhalten. Derartige säulenartige Mikrostrukturen lassen sich, wie aus dem Stand der Technik bekannt, durch Abscheidung der Beschichtung 20 mittels einer physikalischen Dampfabscheidungstechnik, z. B. EBPVD, erzielen. Weiter wird angenommen, dass die hierin beschriebenen Beschichtungen auf nicht säulenartigen Wärmebarrierenbeschichtungen aufgebracht werden können, die durch Verfahren wie thermisches Sprühen, beispielsweise Luftplasmaspritzen (APS, Air Plasma Spraying), abgeschieden werden. Eine TBC dieser Art basiert auf geschmolzenen ”Spritzern”, die eine Mikrostruktur ergeben, die durch unregelmäßige abgeflachte Körner und einen Grad von Inhomogenität und Porosität gekennzeichnet ist. Wie im Falle von TBCs aus dem Stand der Technik ist beabsichtigt, die Beschichtung 20 bis zu einer Dicke abzuscheiden, die ausreicht, um für das zugrundeliegende Substrat 24 und für die Schaufel 10 den erforderlichen thermischen Schutz vorzusehen. Allgemein kann die Beschichtungsstärke im Falle von durch EB-PVD abgeschiedenen Beschichtungen in der Größenordnung von etwa 75 bis ungefähr 300 μm betragen, und kann im Falle von Beschichtungen, die mittels thermischer Sprühtechnik 300 aufgebracht sind, bis ungefähr 1200 μm betragen.
  • Hierin beschriebene exemplarische Zusammensetzungen beziehen sich allgemein auf ein in dem ZrO2-HfO2-VbO1.5-TiO2-System gefundenes Zusammensetzungsfenster. In der folgenden Erörterung wird davon ausgegangen, dass hierin beschriebene exemplarische aufgedampfte Beschichtungszusammensetzungen eine keramische Komponente und eine Stabilisatorkomponente aufweisen.
  • Es wird angenommen, dass die Beständigkeit einer TBC in Beziehung zu dem Grad einer (als das Verhältnis der Abmessungen c/a einer tetragonalen Einheitszelle definierten) Tetragonalität der Kristallstruktur steht. Die Beständigkeit einer TBC wird durch ihre Bruchfestigkeit oder ihre Beständigkeit gegen Partikelaufschlag/Erosion quantifiziert. In der Stabilisatorkomponente kann VbO1.5 gegenüber VO1.5 Vorteile aufweisen, dadurch dass es eine höhere Phasenstabilität im Vergleich zu Zirkonerde bereitstellt, die mit vergleichbaren Anteilen von VO1.5 stabilisiert ist.
  • Darüber hinaus kann die tetragonale Phase bei den maßgebenden Temperaturen (0–1400°C) durch die Nutzung von Yb2O3 als Stabilisator in einem ZrO2-Yb2O3-System relativ zu einem vergleichbaren ZrO2-Y2O3-System über einen größeren Zusammensetzungsraum hinweg aufrecht erhalten werden. Somit können höhere Stabilisatorkonzentrationen hinzugefügt werden, um die Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung zu verringern, während diese mit Blick auf die Festigkeit in der tetragonalen Phase bleibt. Der erweiterte Zusammensetzungsraum ermöglicht außerdem eine größere Toleranz für verfahrensbedingte Variationen von Zusammensetzungen.
  • Darüber hinaus hat Ytterbium (Yb) ein größeres Atomgewicht als Yttrium (Y). Es wird auf der Grundlage einer Massenfehlordnungstheorie angenommen, dass hierin beschriebene Ausführungsbeispiele, die Yb als einen Stabilisator enthalten, eine Verringerung der Wärmeleitfähigkeit bewirken.
  • Ebenfalls auf der Grundlage einer Massenfehlordnungstheorie enthalten hierin beschriebene Ausführungsbeispiele Hafniumoxid, das in der keramischen Komponente gegen bis etwa 50 Mol% Zirkonerde substituiert ist, um die Wärmeleitfähigkeit zu reduzieren.
  • Hierin beschriebene exemplarische Zusammensetzungen enthalten ferner Titanoxid (TiO2) als einen Co-Stabilisator, um die Tetragonalität (das c/a-Verhältnis) zu steigern. Es wird angenommen, dass Hinzufügungen von Titanoxid zu Zirkonerde/Hafnium, das mit YbO1.5 stabilisiert ist, die Tetragonalität (c/a) der Kristallstruktur erhöht. Es wird vorweggenommen, dass die höhere Tetragonalität ein größere Festigkeit, d. h. eine verbesserte Erosions- und Schlagfestigkeit, der Beschichtung ergibt.
  • Die im Vorausgehenden unterbreiteten exemplarischen Zusammensetzungen können unter Verwendung der oben erörterten Prinzipien modifiziert werden. Beispielsweise können hier beschriebene Ausführungsbeispiele Substitutionen von Ho2O3, Er2O3, Tm2O3, Lu2O3 oder Kombinationen davon, (unter Bereitstellung dreiwertiger Kationen) für sämtliches oder einen Teil des Ytterbium(III)-Oxids als ein erster Co-Stabilisator aufweisen. Diese Oxide können gegen das gesamte oder einen Teil des Ytterbium(III)-Oxids substituiert werden. Darüber hinaus können andere kleine MO2-Verbindungen, wobei M auf Pd, V, Ge oder Kombinationen davon basiert, (unter Bereitstellung kleinerer vierwertiger Kationen) als ein zweiter Co-Stabilisator gegen TiO2 substituiert werden. Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele können optional Yttriumoxid in der Stabilisatorkomponente enthalten.
  • Eine exemplarische aufgedampfte Zusammensetzung kann (bis zu 20 Mol%) ZrO2-YbO1.5(6–10 Mol%)-TiO2 aufweisen. Ein weiteres exemplarisches aufgedampftes Ausführungsbeispiel enthält ZrO2-HfO2 (2–50 Mol%) (wie es gegen ZrO2 in der keramischen Komponente substituiert ist)-YbO1.5(6–10 Mol%)-TiO2 (bis zu 20 Mol%). In den exemplarischen Zusammensetzungen ist die Stabilisatorkomponente, d. h. YbO1.5 oder dessen Substitutionen, und TiO2 oder dessen Substitutionen, in einer Menge vorhanden, um die gewünschte tetragonale Phase in der Beschichtung zu erzeugen. Somit kann der erste Co-Stabilisator mit einem beliebigen Anteil von etwa 6 bis ungefähr 10 Mol% vorhanden sein, und der zweite Co-Stabilisator kann mit einem beliebigen Anteil bis etwa 20 Mol% vorhanden sein.
  • Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele können mittels physikalischer Dampfabscheidungstechniken (z. B. EB-PVD), thermischen Sprühens (z. B. APS) oder einer sonstigen geeigneten Technik auf ein Superlegierungssubstrat aufgebracht werden. Physikalische Dampfabscheidungstechniken können säulenartige Mikrostrukturen in der Beschichtung hervorbringen. Thermische Sprühtechniken können poröse Mikrostrukturen oder dichte vertikale Mikroriss-(DVM)-Mikrostrukturen erzeugen. Auf jeden Fall kann die Mikrostruktur der Beschichtung die verwendete Technik kennzeichnen.
  • Somit schaffen hierin beschriebene Ausführungsbeispiele Zusammensetzungen, die sich als Wärmebarrierenbeschichtungen auf Superlegierungssubstraten eigenen. Die Zusammensetzungen enthalten eine keramische Komponente, die Zirkonerde oder eine Kombination von Zirkonerde und etwa 2 bis ungefähr 50 Mol% Hafniumoxid aufweist, und eine Stabilisatorkomponente, die einen ersten Co-Stabilisator, z. B. Yb2O3, und einen zweiten Co-Stabilisator, z. B. TiO2, aufweist. Der erste und zweite Co-Stabilisator sind in Kombination in entsprechenden Mengen vorhanden, um über den erwarteten Bereich von Temperaturen hinweg, denen die TBC bei der Abscheidung auf einer Gasturbinenkomponente in der Regel ausgesetzt ist, eine vorwiegend tetragonale Phase in der Beschichtung zu erreichen. Der erste Co-Stabilisator kann eine vollständige oder partielle Substitution des Yb2O3 gegen Y2O3, Ho2O3, Er2O3, Tm2O3 oder Lu2O3 aufweisen. Der zweite Co-Stabilisator kann eine vollständige oder partielle Substitution von TiO2 gegen andere MO2-Oxide aufweisen, wobei M4+ einen ionischen Radius aufweist, der kleiner ist als derjenige von Zr4+ (z. B. PdO2, VO2, GeO2). Es wird angenommen, dass die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele eine geringere Wärmeleitfähigkeit und eine größere Schlagfestigkeit (Zähigkeit) aufweisen als vergleichbares 6–8% YSZ.
  • Die vorliegende Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich des besten Modus zu beschreiben, und um außerdem jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu nutzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche enthalten.

Claims (20)

  1. Zusammensetzung, die vorteilhaft als eine Wärmebarrierenbeschichtung auf einem Superlegierungssubstrat verwendet werden kann, wobei die Beschichtung Zirkonerde aufweist, die in einer vorwiegend tetragonalen Phase stabilisiert ist, wobei die Zusammensetzung in aufgedampfter Form basiert auf: einer keramischen Komponente, die im Wesentlichen Zirkonerde (ZrO2) oder eine Kombination von Zirkonerde und Hafniumoxid (HfO2) enthält; einer Stabilisatorkomponente, zu der in Kombination gehören: ein erster Co-Stabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus YbO1.5, HoO1.5, ErO1.5, TmO1.5, LuO1.5 und Kombinationen davon besteht; und ein zweiter Co-Stabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Titandioxid (TiO2), Palladiumdioxid (PdO2), Vanadiumdioxid (VO2), Germaniumdioxid (GeO2), Kombinationen davon und optional YO1.5 besteht, wobei die Stabilisatorkomponente mit einem Anteil vorhanden ist, der ausreicht, um die vorwiegend tetragonale Phase in der Beschichtung zu erreichen; und wobei zufällige Verunreinigungen die Differenz zu 100% bilden.
  2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die keramische Komponente in Bezug auf die Beschichtungszusammensetzung von 2 bis etwa 50 Mol% Hafnium enthält.
  3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der erste Co-Stabilisator in Bezug auf die Beschichtungszusammensetzung von etwa 6 bis ungefähr 10 Mol% YbO1.5 enthält.
  4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der zweite Co-Stabilisator in Bezug auf die Beschichtungszusammensetzung bis etwa 20 Mol% Titanoxid enthält.
  5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die ZrO2-HfO2-YbO1.5-TiO2 aufweist, wobei HfO2 von 2 bis 50 Mol% der Zusammensetzung bildet, YbO1.5 von 6 bis 10 Mol% der Zusammensetzung bildet und TiO2 bis etwa 20 Mol% der Zusammensetzung bildet.
  6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei ein Teil des YbO1.5 durch VO1.5 substituiert ist.
  7. Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei wenigstens ein Teil des TiO2 durch wenigstens eine Komponente der Gruppe substituiert ist, die aus Palladiumdioxid (PdO2), Vanadiumdioxid (VO2), Germaniumdioxid (GeO2) und Kombinationen davon besteht.
  8. Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei wenigstens ein Teil des YbO1.5 durch HoO1.5, ErO1.5, TmO1.5, LuO1.5 und Kombinationen davon substituiert ist.
  9. thermisch geschützter Industrieartikel, der auf einem Superlegierungssubstrat, einer Bindeschicht und einer Wärmebarrierenbeschichtung basiert, wobei die Wärmebarrierenbeschichtung eine aufgedampfte Zusammensetzung nach Anspruch 1 aufweist.
  10. Industrieartikel nach Anspruch 9, wobei die aufgedampfte Zusammensetzung ZrO2-HfO2-YbO1.5-TiO2 aufweist, wobei HfO2 von 2 bis 50 Mol% der Zusammensetzung bildet, YbO1.5 von 6 bis 10 Mol% der Zusammensetzung bildet, und TiO2 bis etwa 20 Mol% der Zusammensetzung bildet.
  11. Industrieartikel nach Anspruch 9, wobei der Industrieartikel eine Komponente für eine Gasturbine beinhaltet.
  12. Industrieartikel nach Anspruch 9, wobei die Beschichtung eine aufgedampfte Beschichtungsstärke aufweist, wobei die Beschichtung bei einer vorbestimmten Temperatur eine größere Schlagfestigkeit und eine reduzierte Wärmeleitfähigkeit relativ zu einer vergleichbaren Beschichtung besitzt, die im Wesentlichen Zirkonerde enthält, die mit etwa 7 Gewichtsprozent Yttriumoxid (7YSZ) stabilisiert ist und eine vergleichbare aufgedampfte Beschichtungsstärke aufweist.
  13. Industrieartikel nach Anspruch 9, wobei die aufgedampfte Beschichtung eine säulenartige Mikrostruktur aufweist, die eine Abscheidung durch eine physikalische Dampfabscheidungstechnik kennzeichnet.
  14. Industrieartikel nach Anspruch 9, wobei die aufgedampfte Beschichtung eine Mikrostruktur aufweist, die ein Aufbringen durch eine thermische Sprühtechnik kennzeichnet.
  15. Industrieartikel nach Anspruch 10, zu dem mindestens eines der folgenden Merkmale gehört: a) Substitution eines ersten Teils des YbO1.5 mit VO1.5; b) Substitution wenigstens eines zweiten Teils des YbO1.5 gegen wenigstens eine Komponente der Gruppe, die aus HoO1.5, ErO1.5, TmO1.5, LuO1.5 und Kombinationen davon besteht; und c) Substitution wenigstens eines Teils des TiO2 gegen wenigstens eine Komponente der Gruppe, die aus Palladiumdioxid (PdO2), Vanadiumdioxid (VO2), Germaniumdioxid (GeO2) und Kombinationen davon besteht.
  16. Industrieartikel nach Anspruch 10, der ferner eine Bindeschicht auf einer Oberfläche des Substrats aufweist, und bei dem die Wärmebarrierenbeschichtung eine äußerste Schicht der Komponente beinhaltet.
  17. Verfahren zum Erzeugen eines thermisch geschützten Industrieartikels, mit den Schritten: Erzeugen eines Superlegierungssubstrats; Erzeugen einer Bindeschicht auf dem Substrat; Erzeugen einer Wärmebarrierenbeschichtung auf der Bindeschicht, wobei die Beschichtung in der aufgedampften Form eine Zusammensetzung beinhaltet, die aufweist: eine keramischen Komponente, die im Wesentlichen Zirkonerde (ZrO2) oder eine Kombination von Zirkonerde und Hafniumoxid (HfO2) enthält; eine Stabilisatorkomponente, zu der in Kombination gehören: ein erster Co-Stabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus YbO1.5, HoO1.5, ErO1.5, TmO1.5, LuO1.5 und Kombinationen davon besteht; und ein zweiter Co-Stabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Titandioxid (TiO2), Palladiumdioxid (PdO2), Vanadiumdioxid (VO2), Germaniumdioxid (GeO2), Kombinationen davon und optional VO1.5 besteht, wobei die Stabilisatorkomponente mit einem Anteil vorhanden ist, der ausreicht, um eine vorwiegend tetragonale Phase in der Beschichtung zu erreichen; und wobei zufällige Verunreinigungen die Differenz zu 100% bilden.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die aufgedampfte Zusammensetzung ZrO2-HfO2-YbO1.5-TiO2 aufweist, wobei HfO2 von 2 bis 50 Mol% der Zusammensetzung bildet, YbO1.5 von 6 bis 10 Mol% der Zusammensetzung bildet, und TiO2 bis etwa 20 Mol% der Zusammensetzung bildet.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Erzeugen der Wärmebarrierenbeschichtung ein Abscheiden der Zusammensetzung mittels einer physikalischen Dampfabscheidungstechnik beinhaltet.
  20. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Erzeugen der Wärmebarrierenbeschichtung ein Aufbringen unter Verwendung einer thermischen Sprühtechnik beinhaltet.
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