EP1937863A2 - Mehrlagige wärmedämmschichtsysteme und verfahren zur herstellung - Google Patents

Mehrlagige wärmedämmschichtsysteme und verfahren zur herstellung

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Publication number
EP1937863A2
EP1937863A2 EP06818021A EP06818021A EP1937863A2 EP 1937863 A2 EP1937863 A2 EP 1937863A2 EP 06818021 A EP06818021 A EP 06818021A EP 06818021 A EP06818021 A EP 06818021A EP 1937863 A2 EP1937863 A2 EP 1937863A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
glass
gas
component
tight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06818021A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Emil Mack
Sonja-Michaela Gross
Robert Vassen
Detlev STÖVER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Forschungszentrum Juelich GmbH
Original Assignee
Forschungszentrum Juelich GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Forschungszentrum Juelich GmbH filed Critical Forschungszentrum Juelich GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]

Definitions

  • Multi-layer thermal barrier coating systems and methods of manufacture are Multi-layer thermal barrier coating systems and methods of manufacture.
  • the invention relates to multilayer thermal barrier coating systems and a process for their preparation.
  • thermal barrier coatings which usually consist of yttrium-stabilized zirconium oxide (YSZ).
  • porous ceramics are permeable to oxygen.
  • An MCrAlY alloy adhesion promoter layer using iron, cobalt or nickel as metal M or an aluminide protects the substrate from oxidation while improving the adhesion of the ceramic layer.
  • surface temperatures of the components up to 1200 0 C can be realized today.
  • Thermal barrier coating systems often fail near the primer layer, where stresses are locally enhanced by particular geometric conditions due to boundary layer roughness. This effect is intensified if an oxide layer with a plasticity and a drastically reduced plasticity is formed between the bonding agent layer and the thermal barrier coating. When the critical oxide layer thickness is reached, this leads to the ceramic thermal insulation layer flaking off.
  • thermal barrier coatings are essential.
  • these composites are much more thermally conductive than about YSZ, so that to achieve a corresponding thermal insulation, a significantly larger layer thickness is required.
  • a thermal barrier coating which consists of a composite of YSZ or a glass-metal composite layer of 50-100 ⁇ m thickness and an overlying further layer with significantly lower thermal conductivity and higher temperature stability.
  • the disadvantage is the liability within this network insufficient.
  • the layers fail first at the interface between the composite layer and the overlying layer. However, they can also fail within the composite layer.
  • the object of the invention is to provide a method with which thermal barrier coatings can be produced with a better service life at high operating temperatures than in the prior art.
  • the object of the invention is also to provide a component with a temperature and aging resistant thermal barrier coating available.
  • an improved method for producing a thermal barrier coating on a component has been developed.
  • a gas-tight first layer is applied to the component.
  • the material for the gas-tight layer in particular, a glass-metal composite is suitable, wherein the gas-tightness is mainly caused by the glass.
  • the gas-tight layer is removed in an oxidizing atmosphere. Thereafter, a portion of the gas-tight layer is removed.
  • a second, porous layer is applied to the gas-tight layer.
  • a material for the porous layer in particular a ceramic, for example yttrium-stabilized zirconium oxide, is suitable. Such ceramics have a particularly low thermal conductivity, so that the second layer as actual thermal barrier coating must have only a small thickness.
  • thermal barrier coatings which combine the advantages of a glass-metal composite material and a ceramic.
  • the gas-tight composite protects the substrate from oxidation.
  • the porous ceramic has a significantly lower thermal conductivity than the composite material and requires a much smaller layer thickness than a thermal composite consisting of pure composite material. Due to the porous ceramic, the underlying composite material is additionally protected against corrosion and aging under conditions of use by reducing the temperature within the substrate-cooled layer system. This applies in particular when operating in oxidising atmospheres and at temperatures above 1000 ° C.
  • an alkali silicate glass is suitable and here in particular a glass of the composition: R 2 O - 5-30 wt .-%, TO - 5-30 wt .-%, Al 2 O 3 - 0-20
  • R represents one or more elements from the series Li, Na, K, Rb, Cs and T for one or more elements from the series Mg, Ca, Sr, Ba.
  • Such glasses have a particularly low thermal conductivity.
  • the thermal expansion coefficient of the lower region can be set in a wide range of 11-10 " 6K " 1 to 13 -10 " 6K " 1 .
  • thermal stresses between the lower region and the component, or between the lower and upper regions of the thermal barrier coating can be reduced. Such stresses could cause the entire thermal barrier coating to flake off the component, or cause the upper portion of the thermal barrier coating to flake off its lower portion. In places with a small radius of curvature, the voltage responsible for the chipping can be reduced.
  • alkali-free base glass in particular base glasses with 25-55 wt .-% SiO 2 , 0-25 wt -.% CaO and / or MgO, 0-15 wt .-% Al 2 O 3 , 0-50 wt .-% BaO and in total 0-15 wt .-% admixtures of, for example, B 2 O 3 , La 2 O 3 and MnO, are suitable as glass.
  • the use of alkali-free base glasses is suitable for increasing the risk of formation of critical corrosion of the metallic layers in combination with sulfur-containing hot gas minimize.
  • a glass-metal composite material containing an alloy of the composition MCrAlY with iron, cobalt or nickel as metal M is selected as the material for the gas-tight layer.
  • This composite material adheres particularly well to superalloys, from which, for example, turbine components are produced.
  • the aging takes place at temperatures above
  • the swapping follows at lower temperatures of less than 1000 0 C, preferably below 850 0 C. This may be necessary, for example when made with the thermal barrier coating is to be provided components of a non-highly heat-resistant material. Examples of such components are components of steam turbines, internal combustion engines and steel pipes, which are intended for the passage of hot gases.
  • the material composition should in this case be chosen so that the corroded layer to be removed forms as quickly as possible despite the reduced aging temperature.
  • the gas-tight layer must at least be removed so far that their corroded part is completely removed.
  • the depth at which the gas-tight layer corrodes during the removal depends on its exact composition as well as on the process parameters of the removal process.
  • the authoritative expert can estimate the depth of the corrosion or determine it with suitable measuring methods, for example by microscopic observation of a cross section. However, it can also determine the required depth to which the gas-tight layer must be removed in a reasonable number of tests. As a rule, it is to be expected that the gas-tight layer will corrode at least to a depth of 30 ⁇ m; Therefore, at least 30 ⁇ m of the gas-tight layer should be removed.
  • the removal can be done for example by mechanical processing.
  • proven techniques that can also be used in mass production are available.
  • the removal takes place by irradiation of the surface with particles.
  • a roughness of 4 .mu.m or more is introduced into the surface of the gas-tight layer prior to the application of the porous layer.
  • the adhesion between the gas-tight layer and the porous layer is further increased. This is particularly important if the porous layer is to be applied by means of a thermal spraying process.
  • Spray processes require a minimum of roughness on the surface to be coated.
  • an adhesion promoter layer may optionally be applied to the component prior to the production of the thermal barrier coating. This reduces the risk that the thermal barrier coating will generally flake off the component.
  • an aluminum-containing adhesion promoter layer and here in particular a layer of the composition MCrAlY with iron, cobalt or nickel as metal M, or else an aluminide layer are suitable. Such layers adhere particularly well to metals, in particular to the superalloys, from which turbine components and similar high temperature loaded components are produced.
  • an aluminum-impermeable barrier layer is introduced between the adhesion promoter layer and the gas-tight layer.
  • Such aluminum depletion has the consequence that the adhesion promoter layer is irreversibly weakened and is therefore to be kept as small as possible.
  • a barrier layer of alumina is selected.
  • a barrier layer can be produced particularly easily, since the adhesion promoter layer already contains the starting material aluminum.
  • the barrier layer can be produced by outsourcing the adhesion promoter layer in an oxidizing atmosphere. This type of production is particularly suitable since, in addition to the already existing air, no further reagents are needed.
  • the retrieval of the adhesive layer is preferably carried out at temperatures above 1000 0 C.
  • thermal barrier coating on the surface of a component with novel structural features has a better service life at high operating temperatures than thermal barrier coatings according to the prior art.
  • a thermal barrier coating which can be produced, for example, by the aforementioned method, comprises a lower and an upper region, the lower region being located between the component and the upper region.
  • the lower area consists entirely or predominantly of a composite material, which consists of glass with metal or glass ceramic with metal.
  • the glass is in particular a silicate glass or a alkali-free base glass, as a glass ceramic, in particular a glass ceramic based on the components BaO, CaO,
  • the upper part consists of a material that has a lower thermal conductivity than the material in the lower part.
  • the upper area can be designed by choosing a suitable material so that it acts as the actual thermal barrier coating.
  • the upper porous region can in particular also be configured as a graded layer or as a multilayered layer.
  • the adhesion between the lower region and the upper region can be significantly improved by the near-surface volume of the lower region facing the upper region (Limiting volume) is configured at least partially crystalline.
  • the amorphous portion of the lower portion should be between 5 and 60 volume percent.
  • the upper region can then advantageously consist of a porous ceramic, which would tend to adhere only very poorly on the lower region.
  • the ceramic may be in particular yttrium-stabilized zirconium oxide.
  • the partial crystallization reduces the aging of the glass / glass-ceramic-metal layer and thus improves the adhesion of the upper region to the lower region.
  • the at least semicrystalline boundary volume makes it possible to combine the advantages of the composite material and the ceramic in the thermal barrier coating.
  • the gas-tight composite material protects the substrate from oxidation.
  • the porous ceramic has a significantly lower thermal conductivity than the composite material. It requires a considerably smaller layer thickness than a thermal composite layer consisting of pure composite material and also protects the composite material against aging and temperature-assisted corrosion under conditions of use by reducing the temperature in the lower region of the substrate-side cooled component. This applies in particular when operating in oxidizing atmospheres and at surface temperatures above 1000 ° C.
  • the composite material contains an alloy of the composition MCrAlY with iron, cobalt or nickel as metal M.
  • the interface between the lower and the upper region has a roughness greater than 4 microns.
  • the adhesion between the upper and lower regions is further increased, in particular if the upper region is applied by means of a thermal spraying process.
  • Such spraying methods require a minimum of roughness on the surface to be coated.
  • the roughness can be introduced, for example, by mechanical processing or by irradiation of the interface with particles in the interface. Alternatively, even in the production of the lower region, the roughness can be adjusted, for example by using a thermal spraying process to produce this region. When applying layers by means of thermal spray processes, the resulting roughness can be controlled particularly well via the process parameters.
  • the composite material in the lower region may contain an alkali silicate glass and here in particular a glass of the composition: R 2 O - 5-30 wt .-%, TO - 5-30 wt .-%, Al 2 O 3 - 0-20
  • R represents one or more elements from the series Li, Na, K, Rb, Cs and T for one or more elements from the series Mg, Ca, Sr, Ba.
  • Silicate glasses, in particular in the aforementioned composition have a particularly low thermal conductivity.
  • the coefficient of thermal expansion of the lower region can be varied over a wide range 11-10 "6 K " 1 to 13-10 “6 K “ 1 can be set.
  • thermal stresses between the lower region and the component or between the lower and upper region which could cause the heat insulation layer to flake off, can be reduced in regions with a small radius of curvature.
  • the composite material can also be a glass ceramic, in particular based on the components BaO, CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 , or an alkali-free base glass, in particular a base glass with 25-55 wt .-% SiO 2 , 0-25 wt .-% CaO, 0-15% by weight Al 2 O 3 , 0-50% by weight BaO and in total 0-15% by weight admixtures of, for example, B 2 O 3 , La 2 O 3 and MnO. Additions of ZnO, PbO and V 2 O 5 are also useful in the glass ceramic since they crystallize out and are therefore immobile. You can, for example, influence the crystallization properties of the glass ceramic.
  • the base glass or the glass ceramic contains 1% by weight Al 2 O 3 or less, in particular 0.5% by weight Al 2 O 3 or less.
  • crystallizing glasses have the advantage that they form a partially crystalline boundary volume particularly quickly, so that, under favorable circumstances, no corroded area arises which would have to be removed.
  • the thermal barrier coating may be on a primer layer which reduces the risk of the thermal barrier coating from flaking off the substrate.
  • the primer layer is advantageously aluminum-containing; In particular, it may be a layer of the composition MCrAlY with iron, cobalt or nickel as the metal M. such Layers have the advantage that they adhere particularly well to those alloys from which turbine components are made.
  • an aluminum-impermeable barrier layer is located between the adhesion promoter layer and the thermal barrier coating. This prevents aluminum from migrating from the primer layer into the composite material. Preventing this aluminum depletion prevents the primer layer from being further weakened over time by the mere presence of the composite material, especially at high operating temperatures.
  • the barrier layer is advantageously aluminum oxide, which is particularly easy to produce, for example by suitable aging of the bonding agent layer in air.
  • Method manufacturable thermal barrier coating has further advantages. It is also inexpensive to produce in quantities required for mass production with reproducible quality. There are also more materials and process parameters
  • the substrate consists of a superalloy IN738. Then a 50-200 micron thick MCrAlY alloy is applied as a bonding agent layer (bond coat).
  • metal M the elements cobalt and nickel were chosen here.
  • the alloy of the adhesion promoter layer consists of 33% by weight of cobalt, 27% by weight of chromium, 31% by weight of nickel, 8% by weight of aluminum, 0.5% by weight of yttrium and an admixture of 0.5% by weight of silicon.
  • the metal used is the alloy used in the adhesion promoter layer.
  • the glass is an alkali-lime-silica glass of 70 wt .-% SiO 2, 17 wt .-% Na 2 O, 8 wt .-% CaO, 2 wt .-% MgO and 3 wt .-% Al 2 O 3.
  • the gas-tight layer is first produced with a thickness of about 150-300 microns. Subsequently, the component is aged for 24-48 hours at 950 0 C in air.
  • Example 1 the procedure is as in Example 1. Subsequently, as a gas-tight layer with a metal-glass-ceramic composite layer
  • the metal used is again the alloy of the adhesion promoter layer.
  • the glass ceramic is an alkali-free base glass with 47 wt .-% SiO 2 , 16 wt .-% CaO, 37 wt .-% BaO and 0.5 wt .-% Al 2 O 3 .
  • the ceramic layer of YSZ is applied directly to the partially crystallized composite layer in a thickness of 250-350 ⁇ m without a corroded layer portion being removed beforehand.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, mit dem Wärmedämmschichten hergestellt werden können, die auch bei hohen und häufig wechselnden Temperaturen besser auf Bauteilen haften. Eine gasdichte Glas -Metall-Kompositschicht wird auf das Bauteil aufgetragen und ausgelagert. Der korrodierte Teil der gasdichten Schicht wird anschließend abgetragen, und es wird eine zweite, poröse Schicht aufgetragen. Diese kann aus einer Keramik, insbesondere Yttrium stabilisiertem Zirkoniumoxid bestehen. Es wird eine Wärmedämmschicht zur Verfügung gestellt, die ein Verbund aus einer gasdichten Glas-Metall -Komposit Schicht und einer darüber liegenden weiteren porösen Schicht ist . Indem das Grenzvolumen der Kompositschicht zu der weiteren Schicht teil- kristallin ausgestaltet ist, wird die Haftung innerhalb des Verbundes gegenüber dem Stand der Technik entscheidend verbessert. Damit wird es insbesondere möglich, einen Verbund aus Silikatglas -Metall -Komposit schichten und Yttrium stabilisiertem Zirkoniumoxid herzustellen, die über lange Zeit temperaturstabil sind. Ein derartiger Verbund ist für den Einsatz als Wärmedämmschicht besonders vorteilhaft, da er einen guten Oxidations- schutz mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit und Alterungsanfälligkeit vereint.

Description

B e s c hr e i bung
Mehrlagige WärmedämmschichtSysteme und Verfahren zur Herstellung
Die Erfindung betrifft mehrlagige Wärmedämmschicht- Systeme und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Stand der Technik
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades stationärer und fliegender Gasturbinen werden immer höhere Gastemperaturen in diesen Maschinen angestrebt . Hierzu werden Bauteile der Turbinen mit Wärmedämmschichten versehen, die in der Regel aus Yttrium stabilisiertem Zirkoniumoxid (YSZ) bestehen.
Nachteilig sind derartige poröse Keramiken für Sauerstoff durchlässig. Eine Haftvermittlerschicht aus einer MCrAlY-Legierung, wobei Eisen, Kobalt oder Nickel als Metall M eingesetzt wird oder einem Aluminid, schützt das Substrat vor Oxidation und verbessert zugleich die Haftung der Keramikschicht . Im Dauerbetrieb können heute Oberflächentemperaturen der Bauelemente bis zu 1200 0C realisiert werden.
Bei schnellem und häufigem Aufheizen und Abkühlen der Schichten entstehen durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten nachteilig Spannungen, die zur Schädigung und zum Versagen des Gefüges führen können.
Häufig versagen WärmedämmschichtSysteme nahe der Haft- vermittlerschicht, wo die Spannungen durch besondere geometrische Verhältnisse infolge der Grenzschichtrauhigkeit lokal verstärkt werden. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn sich zwischen Haft- vermittlerschicht und Wärmedämmschicht eine Oxidschicht mit gegenüber der Haftvermittlerschicht drastisch ver- ringerter Plastizität und kleinerem Ausdehnungskoeffizienten ausbildet. Dies führt bei Erreichen einer kritischen Oxidschichtdicke zum Abplatzen der keramischen Wärmedämmschicht .
Aus DE 198 52 285 Cl ist eine Wärmedämmschicht aus einem Glas-Metall/Keramik-Kompositen bekannt, die gasdicht ist und somit auch die Bildung einer Oxidschicht verhindern kann. Die Korrosions- und Alterungsanfälligkeit des Kompositen in oxidierenden Atmosphären bei Temperaturen oberhalb von etwa 1000 0C schränkt den
Einsatz dieser Komposite als Wärmedämmschichten jedoch wesentlich ein. Darüber hinaus sind diese Kompositen wesentlich wärmeleitfähiger als etwa YSZ, so dass zur Erzielung einer entsprechenden Wärmedämmung eine deut- lieh größere Schichtdicke erforderlich ist.
Aus DE 100 08 861 Al ist eine Wärmedämmschicht bekannt, die aus einem Verbund aus YSZ beziehungsweise einer Glas-Metall-Kompositschicht von 50-100 μm Dicke und ei- ner darüber liegenden weiteren Schicht mit wesentlich geringerer Wärmeleitfähigkeit und höherer Temperaturstabilität besteht. Nachteilig ist die Haftung innerhalb dieses Verbundes unzureichend. In der Regel versagen die Schichten zuerst an der Grenzfläche zwischen der Kompositschicht und der darüber liegenden Schicht. Sie können jedoch auch innerhalb der Kompositschicht versagen. Aufgabe und Lösung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem Wärmedämmschichten mit einer besseren Lebensdauer bei hohen Betriebstemperaturen als nach dem Stand der Technik hergestellt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist außerdem, ein Bauteil mit einer temperatur- und alterungsbeständigen Wärmedämmschicht zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Hauptanspruch sowie durch ein Bauteil gemäß Nebenansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweils darauf rückbezogenen Unteransprüchen.
Gegenstand der Erfindung
Im Rahmen der Erfindung wurde ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Wärmedämmschicht auf einem Bauteil entwickelt. Eine gasdichte erste Schicht wird auf das Bauteil aufgetragen. Als Material für die gasdichte Schicht ist insbesondere ein Glas-Metall-Kompo- sit geeignet, wobei die Gasdichtigkeit hauptsächlich durch das Glas bewirkt wird. Die gasdichte Schicht wird in oxidierender Atmosphäre ausgelagert. Danach wird ein Teil der gasdichten Schicht abgetragen.
Schließlich wird eine zweite, poröse Schicht auf die gasdichte Schicht aufgetragen. Als Material für die po- rose Schicht ist insbesondere eine Keramik, beispielsweise Yttrium stabilisiertes Zirkoniumoxid, geeignet. Derartige Keramiken weisen eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass die zweite Schicht als eigentliche Wärmedämmschicht nur eine geringe Dicke haben muss .
Es wurde erkannt, dass das Abtragen eines Teils der gasdichten Schicht die Haftungseigenschaften zwischen der gasdichten und der porösen Schicht entscheidend verbessert . Bei Auslagerung an Luft kommt es insbesondere bei gasdichten Glas-Metall-Kompositschiσhten bei Temperaturen oberhalb 800 0C zu einer massiven Korrosi- on des Kompositwerkstoffs bis zu einer Tiefe von ca.
70 μm von der Oberfläche aus. Unabhängig davon kommt es gleichzeitig zu einer teilweisen Kristallisation der tieferen Kompositschichten. Auf der korrodierten gasdichten Schicht ist regelmäßig keine ausreichende Haf- tung für die poröse Schicht gegeben. Das erfindungsgemäße Abtragen des korrodierten Teils der gasdichten Schicht ermöglicht also, Wärmedämmschichten als einen Verbund aus einer gasdichten Schicht und einer porösen Schicht herzustellen, der nach dem Stand der Technik nicht in ausreichender Qualität realisierbar ist.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesondere Wärmedämmschichten herstellbar, die die Vorteile eines Glas-Metall-Kompositwerkstoffs und einer Keramik kombinieren. Der gasdichte Kompositwerkstoff schützt das Substrat vor Oxidation. Die poröse Keramik hat eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit als der Komposit- werkstoff und erfordert eine wesentlich geringere Schichtdicke als eine aus reinem Kompositwerkstoff bestehende Wärmedämmschicht . Durch die poröse Keramik wird der darunter liegende Kompositwerkstoff unter Anwendungsbedingungen durch Reduktion der Temperatur innerhalb des substratseitig gekühlten Schichtsystems zusätzlich vor Korrosion und Alterung geschützt. Dies gilt insbesondere beim Betrieb in oxidierenden Atmosphären und bei Temperaturen über 1000 0C.
Als Glas für die gasdichte Schicht ist ein Alkali- Silikatglas geeignet und hier insbesondere ein Glas der Zusammensetzung: R2O - 5-30 Gew.-%, TO - 5-30 Gew.-%, Al2O3 - 0-20 Gew.-%, Si - Rest. Hierin stehen R für ein oder mehrere Elemente aus der Reihe Li, Na, K, Rb, Cs und T für ein oder mehrere Elemente aus der Reihe Mg, Ca, Sr, Ba. Derartige Gläser weisen eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Zudem kann durch Variation der Zusammensetzung der thermische Ausdehnungskoeffizient des unteren Bereichs in einem weiten Bereich von 11-10"6 K"1 bis 13 -10"6 K"1 eingestellt werden. Somit können thermische Spannungen zwischen dem unteren Bereich und dem Bauteil, beziehungsweise zwischen dem unteren und oberen Bereich der Wärmedämmschicht, vermindert werden. Derartige Spannungen könnten ein Abplatzen der kompletten Wärmedämmschicht vom Bauteil, beziehungsweise ein Abplatzen des oberen Bereichs der Wärmedämmschicht von ihrem unteren Bereich zur Folge haben. An Stellen mit kleinem Krümmungsradius kann die für das Abplatzen verantwortliche Spannung reduziert werden.
Auch ein alkalifreies Grundglas, insbesondere Grundgläser mit 25-55 Gew.-% SiO2, 0-25 Gew. -% CaO und/oder MgO, 0-15 Gew.-% Al2O3, 0-50 Gew.-% BaO und in Summe 0-15 Gew.-% Beimengungen von beispielsweise B2O3, La2O3 und MnO, sind als Glas geeignet. Die Verwendung alkalifreier Grundgläser ist geeignet, die Gefahr der Ausbildung einer kritischen Korrosion der metallischen Schichten in Verbindung mit schwefelhaltigem Heißgas zu minimieren.
Vorteilhaft wird als Material für die gasdichte Schicht ein Glas-Metall-Kompositwerkstoff gewählt, der eine Legierung der Zusammensetzung MCrAlY mit Eisen, Kobalt oder Nickel als Metall M enthält. Dieser Kompositwerkstoff haftet besonders gut auf Superlegierungen, aus denen zum Beispiel Turbinenbauteile hergestellt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung er- folgt das Auslagern bei Temperaturen oberhalb von
800 0C. Dies gewährleistet, dass sich die anschließend abzutragende korrodierte Schicht innerhalb einer für die Massenfertigung akzeptablen Zeit bildet. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung er- folgt das Auslagern dagegen bei tieferen Temperaturen unterhalb von 1000 0C, vorzugsweise unterhalb von 850 0C. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn das mit der Wärmedämmschicht zu versehende Bauteil aus einem nicht hochwärmefesten Material besteht. Bei- spiele für derartige Bauteile sind Bauteile von Dampfturbinen, Verbrennungsmotoren und Stahlrohre, die zur Durchleitung heißer Gase bestimmt sind. Die Materialzusammensetzung sollte in diesem Fall so gewählt werden, dass sich die abzutragende korrodierte Schicht trotz der verringerten Auslagerungstemperatur möglichst schnell bildet.
Die gasdichte Schicht muss zumindest soweit abgetragen werden, dass ihr korrodierter Teil komplett entfernt wird. Wie tief die gasdichte Schicht beim Auslagern durchkorrodiert, hängt wiederum von ihrer genauen Zusammensetzung sowie von den Prozessparametern des Auslagerungsprozesses ab. Der maßgebliche Fachmann kann die Tiefe der Korrosion abschätzen oder mit geeigneten Messmethoden, beispielsweise durch mikroskopische Betrachtung eines Querschliffs, ermitteln. Er kann aber auch in einer zumutbaren Anzahl Versuche die erforder- liehe Tiefe, bis zu der die gasdichte Schicht abgetragen werden muss, ermitteln. Im Regelfall ist damit zu rechnen, dass die gasdichte Schicht mindestens bis zu einer Tiefe von 30 μm durchkorrodiert; daher sollten mindestens 30 μm der gasdichten Schicht abgetragen wer- den.
Das Abtragen kann beispielsweise durch mechanische Bearbeitung erfolgen. Hierfür stehen bewährte, auch in der Massenfertigung einsetzbare Techniken zur Verfü- gung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Abtragen durch Bestrahlung der Oberfläche mit Partikeln. Bei dieser Bearbeitungsmethode sind sowohl die Abtragrate als auch die entstehende Oberflächenrau- igkeit besonders gut kontrollierbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Aufbringen der porösen Schicht ei- ne Rauigkeit von 4 μm oder mehr in die Oberfläche der gasdichten Schicht eingebracht. Dadurch wird die Haftung zwischen gasdichter Schicht und poröser Schicht nochmals gesteigert. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die poröse Schicht mittels eines thermischen Spritzverfahrens aufgebracht werden soll. Derartige
Spritzverfahren setzen auf der zu beschichtenden Oberfläche ein Mindestmaß an Rauigkeit voraus . o
Um die Haltbarkeit der Wärmedämmschicht zu verbessern, kann optional auf dem Bauteil vor der Herstellung der Wärmedämmschicht eine Haftvermittlerschicht aufgebracht werden. Dadurch wird das Risiko verringert, dass die Wärmedämmschicht insgesamt vom Bauteil abplatzt. Hierfür ist eine aluminiumhaltige Haftvermittlerschicht und hier insbesondere eine Schicht der Zusammensetzung MCrAlY mit Eisen, Kobalt oder Nickel als Metall M, oder auch eine Aluminidschicht , geeignet. Derartige Schich- ten haften besonders gut auf Metallen, insbesondere auf den Superlegierungen, aus denen Turbinenbauteile und ähnliche hoch Temperatur belastete Bauteile hergestellt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zwischen Haftvermittlerschicht und gasdichter Schicht eine aluminiumundurchlässige Sperrschicht eingebracht. Diese verhindert insbesondere bei gasdichten Schichten, die einen Glas-Metall-Kompositen enthalten, dass Aluminium aus der Haftvermittlerschicht fortgesetzt in die gasdichte Schicht wandert. Eine derartige Aluminiumverarmung hat zur Folge, dass die Haft- vermittlerschicht irreversibel geschwächt wird und ist deshalb so gering wie möglich zu halten.
Vorzugsweise wird eine Sperrschicht aus Aluminiumoxid gewählt. Eine derartige Sperrschicht lässt sich besonders einfach herstellen, da die Haftvermittlerschicht bereits das Ausgangsmaterial Aluminium enthält. Insbe- sondere lässt sich die Sperrschicht durch Auslagern der Haftvermittlerschicht in oxidierender Atmosphäre herstellen. Diese Art der Herstellung ist besonders geeignet, da außer der ohnehin vorhandenen Luft keine weite- ren Reagenzien benötigt werden. Im Interesse einer möglichst schnellen Bildung der Sperrschicht erfolgt das Auslagern der Haftvermittlerschicht vorzugsweise bei Temperaturen oberhalb 1000 0C.
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass eine auf der Oberfläche eines Bauteils befindliche Wärmedämmschicht mit neuartigen strukturellen Merkmalen eine bessere Lebensdauer bei hohen Betriebstemperaturen auf- weist als Wärmedämmschichten nach dem Stand der Technik. Eine derartige Wärmedämmschicht, die beispielsweise nach dem vorgenannten Verfahren herstellbar ist, um- fasst einen unteren und einen oberen Bereich, wobei der untere Bereich sich zwischen dem Bauteil und dem oberen Bereich befindet . Der untere Bereich besteht ganz oder überwiegend aus einem Kompositwerkstoff, der aus Glas mit Metall oder Glaskeramik mit Metall besteht. Hierin ist als Glas insbesondere ein Silikatglas oder ein alkalifreies Grundglas, als Glaskeramik insbesondere eine Glaskeramik auf der Basis der Komponenten BaO, CaO,
Al2O3 und SiO2, geeignet. Der obere Bereich besteht aus einem Material, das eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das Material im unteren Bereich. Insbesondere kann der obere Bereich durch Wahl eines geeigneten Materials so ausgestaltet werden, dass dieser als die eigentliche Wärmedämmschicht wirkt. Der obere poröse Bereich kann insbesondere auch als gradierte Schicht oder als mehrlagige Schicht ausgestaltet sein.
Es wurde erkannt, dass sich die Haftung zwischen dem unteren Bereich und dem oberen Bereich entscheidend verbessern lässt, indem das dem oberen Bereich zugewandte oberflächennahe Volumen des unteren Bereichs (Grenzvolumen) zumindest teilkristallin ausgestaltet wird. Der amorphe Anteil des unteren Bereichs sollte zwischen 5 und 60 Volumenprozent betragen. Der obere Bereich kann dann vorteilhaft aus einer porösen Keramik bestehen, die üblicherweise tendenziell nur sehr schlecht auf dem unteren Bereich haften würde. Bei der Keramik kann es sich insbesondere um Yttrium stabilisiertes Zirkoniumoxid handeln. Die teilweise Kristallisation verringert die Alterung der Glas/Glaskeramik- Metall -Schicht und verbessert so die Haftung des oberen Bereichs auf dem unteren Bereich.
Somit wird es durch das zumindest teilkristalline Grenzvolumen möglich, in der Wärmedämmschicht die Vor- teile des Kompositwerkstoffs und der Keramik zu kombinieren: Der gasdichte Kompositwerkstoff schützt das Substrat vor Oxidation. Die poröse Keramik hat eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit als der Kompositwerkstoff. Sie erfordert eine wesentlich geringere Schichtdicke als eine aus reinem Kompositwerkstoff bestehende Wärmedämmschicht und schützt unter Anwendungsbedingungen durch Reduktion der Temperatur im unteren Bereich des substratseitig gekühlten Bauteils zudem den Kompositwerkstoff vor Alterung und Temperatur unter- stützter Korrosion. Dies gilt insbesondere beim Betrieb in oxidierenden Atmosphären und bei Oberflächentemperaturen über 1000 0C.
Vorteilhaft enthält der Kompositwerkstoff eine Legie- rung der Zusammensetzung MCrAlY mit Eisen, Kobalt oder Nickel als Metall M. Dadurch haftet er besonders gut auf Metallen, insbesondere auf Superlegierungen, aus denen Turbinenbauteile gefertigt werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besitzt die Grenzfläche zwischen dem unteren und dem oberen Bereich eine Rauigkeit größer 4 μm. Da- durch wird die Haftung zwischen oberem und unterem Bereich nochmals gesteigert, insbesondere wenn der obere Bereich mittels eines thermischen Spritzverfahrens aufgebracht wird. Derartige Spritzverfahren setzen auf der zu beschichtenden Oberfläche ein Mindestmaß an Rauig- keit voraus.
Die Rauigkeit kann beispielsweise durch mechanische Bearbeitung oder auch durch Bestrahlung der Grenzfläche mit Partikeln in die Grenzfläche eingebracht werden. Alternativ kann auch schon bei der Herstellung des unteren Bereichs die Rauigkeit eingestellt werden, beispielsweise indem zur Herstellung dieses Bereichs ein thermisches Spritzverfahren verwendet wird. Beim Auftragen von Schichten mittels thermischer Spritzverfah- ren ist die entstehende Rauigkeit über die Prozessparameter besonders gut kontrollierbar.
Der Kompositwerkstoff im unteren Bereich kann ein Alkali-Silikatglas 'enthalten und hier insbesondere ein Glas der Zusammensetzung: R2O - 5-30 Gew.-%, TO - 5-30 Gew.- %, Al2O3 - 0-20 Gew.-%, Si - Rest. Hierin stehen R für ein oder mehrere Elemente aus der Reihe Li, Na, K, Rb, Cs und T für ein oder mehrere Elemente aus der Reihe Mg, Ca, Sr, Ba. Silikatgläser, insbesondere in der ge- nannten Zusammensetzung, weisen eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Zudem kann durch Variation der Zusammensetzung der thermische Ausdehnungskoeffizient des unteren Bereichs in einem weiten Bereich von 11-10"6 K"1 bis 13-10"6 K"1 eingestellt werden. Somit können thermische Spannungen zwischen dem unteren Bereich und dem Bauteil beziehungsweise zwischen dem unteren und oberen Bereich, die ein Abplatzen der Wärme- dämmschicht zur Folge haben könnten, in Bereichen mit geringem Krümmungsradius vermindert werden.
Der Kompositwerkstoff kann auch eine Glaskeramik, insbesondere auf der Basis der Komponenten BaO, CaO, AI2O3 und SiO2, oder ein alkalifreies Grundglas, insbesondere ein Grundglas mit 25-55 Gew.-% SiO2, 0-25 Gew.-% CaO, 0-15 Gew.-% Al2O3, 0-50 Gew.-% BaO und in Summe 0-15 Gew.-% Beimengungen von beispielsweise B2O3, La2O3 und MnO, enthalten. In der Glaskeramik sind auch Beimengun- gen von ZnO, PbO und V2O5 sinnvoll, da sie auskristallisiert und damit immobil sind. Sie können beispielsweise die Kristallisationseigenschaften der Glaskeramik beeinflussen. Vorteilhaft enthält das Grundglas beziehungsweise die Glaskeramik 1 Gew.-% Al2O3 oder weniger, insbesondere 0,5 Gew.-% Al2O3 oder weniger.
Diese und andere kristallisierende Gläser bieten den Vorteil, dass sie besonders schnell ein teilkristallines Grenzvolumen bilden, so dass unter günstigen Um- ständen kein korrodierter Bereich entsteht, der abzutragen wäre .
Zur Verbesserung ihrer Haltbarkeit kann sich die Wärmedämmschicht auf einer Haftvermittlerschicht befinden, die die Gefahr eines Abplatzens der Wärmedämmschicht vom Substrat vermindert. Die Haftvermittlerschicht ist vorteilhaft aluminiumhaltig; insbesondere kann es sich um eine Schicht der Zusammensetzung MCrAlY mit Eisen, Kobalt oder Nickel als Metall M handeln. Derartige Schichten haben den Vorteil, dass sie besonders gut auf denjenigen Legierungen haften, aus denen Turbinenbauteile hergestellt werden.
Vorteilhaft befindet sich zwischen der Haftvermittlerschicht und der Wärmedämmschicht eine aluminiumundurchlässige Sperrschicht. Dadurch wird verhindert, dass Aluminium von der Haftvermittlerschicht in den Kompositwerkstoff wandert . Das Unterbinden dieser Aluminium- Verarmung verhindert, dass die Haftvermittlerschicht durch das bloße Vorhandensein des Kompositwerkstoffs mit der Zeit fortgesetzt geschwächt wird, insbesondere bei hohen Betriebstemperaturen.
Bei der Sperrschicht handelt es sich vorteilhaft um Aluminiumoxid, das besonders einfach herstellbar ist, etwa durch geeignetes Auslagern der Haftvermittlerschicht an Luft .
Es wurde erkannt, dass eine durch das erfindungsgemäße
Verfahren herstellbare Wärmedämmschicht weitere Vorteile aufweist. Sie ist auch in für die Massenfertigung erforderlichen Mengen mit reproduzierbarer Qualität kostengünstig herstellbar. Bei den verwendeten Materia- lien und Prozessparametern gibt es darüber hinaus
Spielräume, im Rahmen derer die Schicht auf die jeweilige Anwendung maßgeschneidert werden kann. Insbesondere können thermische Ausdehnungskoeffizienten variiert werden, so dass die Gefahr eines Abplatzens der Schicht unter wechselnder thermischer Beanspruchung vermindert wird. Spezieller Beschreibungsteil
Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne dass der Gegenstand der Erfindung dadurch beschränkt wird.
Beispiel 1:
Das Substrat besteht aus einer Superlegierung IN738. Hierauf ist eine 50-200 μm dicke MCrAlY-Legierung als Haftvermittlerschicht (Bondcoat) aufgebracht. Als Metall M wurden hier die Elemente Kobalt und Nickel gewählt . Im Einzelnen besteht die Legierung der Haftvermittlerschicht aus 33 Gew.-% Kobalt, 27 Gew.-% Chrom, 31 Gew.-% Nickel, 8 Gew.-% Aluminium, 0,5 Gew.-% Yttri- um und einer Beimengung von 0,5 Gew.-% Silizium. Durch Auslagerung für 18 Stunden bei 1050 0C an Luft wird eine oberflächliche, dichte Aluminiumoxid-Sperrschicht von etwa 2 μm Dicke auf der MCrAlY-Schicht erzeugt.
Auf die Aluminiumoxidschicht wird als gasdichte Schicht eine Metall-Glas-Kompositschicht mit 63 Gew.-% Metall und 37 Gew.-% Glas aufgebracht. Als Metall wird die in der Haftvermittlerschicht verwendete Legierung eingesetzt. Das Glas ist ein Alkali-Kalk-Silikatglas 70 Gew.-% SiO2, 17 Gew.-% Na2O, 8 Gew.-% CaO, 2 Gew.-% MgO und 3 Gew.-% Al2O3. Die gasdichte Schicht wird zunächst mit einer Dicke von ca. 150-300 μm hergestellt. Anschließend wird das Bauteil für 24-48 Stunden bei 950 0C an Luft ausgelagert. Hierbei kommt es zu einer Korrosion des Kompositen bis zu einer Tiefe von etwa 70 μm von der Oberfläche aus. Gleichzeitig kristallisieren die tieferen Kompositschichten teilweise. Die Korrosionsschicht des Metall-Glas-Kompositen wird mit Partikelstrahlen entfernt. Dadurch wird zugleich die Oberfläche aufgeraut . Anschließend wird auf die verbleibende, teilkristalline KompositSchicht von ca. 50-250 μm Dicke eine porδse keramische Schicht von ca. 250-350 μm Dicke aus YSZ aufgetragen, die den Hauptbeitrag zur Dämmwirkung der gesamten Wärmedämmschicht liefert. Durch das Aufrauen wird die Haftung der keramischen Schicht auf dem Metall-Glas-Kompositen verbes- sert.
Beispiel 2 :
Bis zur Erzeugung der Sperrschicht wird wie unter Beispiel 1 verfahren. Anschließend wird als gasdichte Schicht eine Metall-Glaskeramik-Kompositschicht mit
53 Gew.-% Metall und 47 Gew.-% Glaskeramik aufgebracht, Als Metall wird wiederum die Legierung der Haftvermittlerschicht verwendet. Die Glaskeramik ist ein alkalifreies Grundglas mit 47 Gew.-% SiO2, 16 Gew.-% CaO, 37 Gew.-% BaO und 0,5 Gew.-% Al2O3. Die gasdichte
Schicht wird mit einer Dicke von etwa 50-250 μm aufgebracht und das Bauteil bei einer Temperatur von 950 0C für 10h (unter Sauerstoffausschluss) derart ausgelagert, dass die Glaskeramik-Komponente des Kompositen weitgehend kristallisiert. Auf die teilkristallisierte Kompositschicht wird direkt die keramische Schicht aus YSZ in einer Dicke von 250-350 μm aufgebracht, ohne dass zuvor ein korrodierter Schichtanteil abgetragen wird.

Claims

P a t e nt an sp rü c he
1. Verfahren zur Herstellung eines Wärmedämmsσhicht- systems auf einem Bauteil mit den Schritten:
- auf dem Bauteil wird eine dichte Aluminiumoxidsperrschicht erzeugt, - auf die dichte Aluminiumoxidsperrschicht wird eine erste gasdichte Zwischenschicht aus einem Glas-Metall-Komposit aufgebracht;
- das Bauteil mit der ersten gasdichten Schicht wird in oxidierender Atmosphäre ausgelagert ; - auf die erste gasdichte Schicht wird wenigstens eine zweite, poröse Schicht aufgetragen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die erste gasdichte Schicht ein Alkali-Silikatglas gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Alkali-Silikatglas der Zusammensetzung 5-30 Gew.-% R2O, 5-30 Gew.-% TO, 0-20 Gew.-% Al2O3 und Rest Si gewählt wird, worin R für ein oder mehrere Elemente aus der Reihe Li, Na, K, Rb, Cs und T für ein oder mehrere Elemente aus der Reihe Mg, Ca, Sr, Ba stehen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der zweiten porösen Schicht, der korrodierte Teil der ersten gasdichten Schicht abgetragen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 30 μm der gasdichten Schicht abgetragen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragen durch mechanische Bearbeitung erfolgt .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragen durch Bestrahlung mit Partikeln erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die erste gasdichte Schicht ein alkalifreies Grundglas gewählt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundglas mit 25-55 Gew.-% SiO2, 0-25 Gew.-% CaO, 0-15 Gew.-% Al2O3, 0-50 Gew.-% BaO und in Summe 0-15 Gew.-% Beimengungen von beispielsweise B2O3, La2O3 und MnO gewählt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glas-Metall-Kompositwerkstoff gewählt wird, der eine Legierung der Zusammensetzung MCrAlY mit Eisen, Kobalt oder Nickel als Metall M enthält.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Keramik als Material für die poröse Schicht gewählt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Yttrium stabilisiertes Zirkoniumoxid als Kera- mik gewählt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslagern der ersten gasdichten Schicht bei Temperaturen oberhalb 800 0C erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, dass das Auslagern der ersten gasdichten Schicht bei Temperaturen unterhalb 1000 0C erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslagern der ersten gasdichten Schicht bei Temperaturen unterhalb 850 0C erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der porösen Schicht eine Rauigkeit von 4 μm oder mehr in der Oberfläche der gasdichten Schicht eingestellt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Aluminiumoxidsperrschicht eine Aluminium aufweisende Haftvermittlerschicht auf das Bauteil aufgebracht wird, und diese bei Temperaturen oberhalb 1000 0C ausgelagert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftvermittlerschicht eine Schicht der Zusammensetzung MCrAlY mit Eisen, Kobalt oder Nickel als Metall M gewählt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftvermittlerschicht eine Aluminidschicht gewählt wird.
20. Bauteil mit einer Wärmedämmschicht auf seiner Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass - zwischen Bauteil und Wärmedämmschicht eine Aluminiumoxidsperrschicht angeordnet ist,
- die Wärmedämmschicht einen unteren und einen oberen Bereich umfasst, - der untere Bereich sich zwischen dem Bauteil und dem oberen Bereich befindet,
- der untere Bereich ganz oder überwiegend aus einem Glas-Metall-Kompositwerkstoff besteht und gasdicht ausgestaltet ist, - der obere Bereich aus einem porösen Material besteht,
- das dem oberen Bereich zugewandte oberflächennahe Volumen des unteren Bereichs (Grenzvolumen) zumindest teilkristallin ausgestaltet ist.
21. Bauteil nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch ein Material für den oberen Bereich, das eine geringere thermische Leitfähigkeit aufweist als das Material im unteren Bereich.
22. Bauteil nach einem der Ansprüche 20 bis 21, gekenn- zeichnet durch eine Legierung der Zusammensetzung
MCrAlY mit Eisen, Kobalt oder Nickel als Metall M im Glas-Metall-Kompositwerkstoff .
23. Bauteil nach einem der Ansprüche 20 bis 22, gekennzeichnet durch ein Alkali-Silikatglas als Glas im Glas-Metall-Kompositwerkstoff .
24. Bauteil nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch ein Alkali-Silikatglas der Zusammensetzung 5-30 Gew.-% R2O, 5-30 Gew.-% TO, 0-20 Gew.-% Al2O3 und Rest Si, worin R für ein oder mehrere Elemente aus der Reihe Li, Na, K, Rb, Cs und T für ein oder mehrere EIe- mente aus der Reihe Mg, Ca, Sr, Ba stehen.
25. Bauteil nach Anspruch 22 bis 24, gekennzeichnet durch eine mechanisch bearbeitete Grenzfläche.
26. Bauteil nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine mit Partikeln bestrahlte Grenzfläche.
27. Bauteil nach einem der Ansprüche 20 bis 22, gekennzeichnet durch eine Glaskeramik auf der Basis der Komponenten BaO, CaO, Al2O3 und SiO2 als Glas im Glas-Metall-Kompositwerkstoff.
28. Bauteil nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch ein alkalifreies Grundglas als Glaskeramik.
29. Bauteil nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch ein Grundglas mit 25-55 Gew.-% SiO2, 0-25 Gew.-% CaO und/oder MgO, 0-15 Gew.-% Al2O3, 0-50 Gew.-% BaO und in Summe 0-15 Gew.-% Beimengungen von beispielsweise B2O3, La2O3 und MnO.
30. Bauteil nach einem der Ansprüche 27 bis 29, gekennzeichnet durch 1 Gew.-% oder weniger Al2O3.
31. Bauteil nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch 0,5 Gew.-% oder weniger Al2O3.
32. Bauteil nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haftvermittlerschicht zwischen Bauteil und Wärmedämmschicht angeordnet ist.
33. Bauteil nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch eine aluminiumhaltige Haftvermittlerschicht .
34. Bauteil nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch eine Haftvermittlerschicht der Zusammensetzung MCrAlY mit Eisen, Kobalt oder Nickel als Metall M.
35. Bauteil nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch eine Aluminidschicht als Haftvermittlerschicht.
36. Bauteil nach Anspruch 20 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Bereich ganz oder überwiegend aus einer porösen Keramik besteht .
37. Bauteil nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch Yttrium stabilisiertes Zirkoniumoxid als poröse Kera- mik.
38. Bauteil nach einem der Ansprüche 20 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zwischen dem unteren Bereich und dem oberen Bereich eine Rauig- keit größer 4 μm aufweist.
39. Bauteil nach einem der Ansprüche 20 bis 38, mit einer Wärmedämmschicht, die für hohe Temperaturen, insbesondere für Temperaturen oberhalb von 800 0C ausgelegt ist.
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