Verfahren zum Reparieren von Wärmedämmschichten mit lokalen BeschädigungenMethod of repairing thermal barrier coatings with local damage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reparieren von Wärmedämmschichten mit lokalen Beschädigungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.The invention relates to a method for repairing thermal barrier coatings with local damage according to the preamble of claim 1.
Ein bekanntes Verfahren zur Reparieren von Wärmedämmschichten mit auf der Oberfläche der Wärmedämmschicht vorhandenen lokalen Beschädigungen wird in EP 1 197 585 A2 beschrieben. Auf ein Bauteil mit einer Wärmedämmschicht, welche lokale Beschädigungen aufweist, wird eine keramische Paste aufgetragen, wobei die keramische Paste dabei insbesondere in die lokalen Beschädigungen eingebracht wird. Die keramische Paste ist ein Gemisch aus keramischen Pulver, einem keramischen Bindemittel und einem Lösemittel. Mittels Aufheizen der keramischen Paste bildet sich eine sogenannte keramische Repairschicht, wobei das keramische Bindemittel eine Matrix bildet, in welcher die Partikel des keramischen Pulvers eingelagert sind.A known method for repairing thermal barrier coatings with local damage present on the surface of the thermal barrier coating is described in EP 1 197 585 A2. On a component with a thermal barrier coating, which has local damage, a ceramic paste is applied, the ceramic paste is thereby introduced in particular in the local damage. The ceramic paste is a mixture of ceramic powder, a ceramic binder and a solvent. By means of heating the ceramic paste, a so-called ceramic repair layer is formed, wherein the ceramic binder forms a matrix in which the particles of the ceramic powder are embedded.
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Verbindungsstellen der keramischen Repairschicht mit der ursprünglichen W rmedämmschicht eine ungenügende Standfestigkeit aufweist.A disadvantage of this method is that the joints of the ceramic repair layer with the original W irmmedschicht has insufficient stability.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung ein neues Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, lokale Beschädigungen auf der Oberfläche einer Wärmedämmschicht mit hoher Standfestigkeit zu reparieren.It is therefore an object of the invention to provide a new method with which it is possible to repair local damage on the surface of a thermal barrier coating with high stability.
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführung der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved by the method according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Gemäß der Erfindung werden die lokalen Beschädigungen auf der Oberfläche des Warmedammschicht mittels elektrophoretischer Abscheidung von Wärmedämmschichtmaterial aufgefüllt.According to the invention, the local damage on the surface of the thermal insulation layer is filled by means of electrophoretic deposition of thermal barrier coating material.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die beschädigte Stelle, welche auch als Kaviation bezeichnet wird, in der Wärmedämmschicht vorteilhaft zunächst einem elektrochemischen Prozeß unterzogen. Vorteilhaft wird hierbei die Oberfläche der Wärmedämmschicht mittels Elektrolyse, wobei das mit der Wärmedämmschicht beschichtete Substrat auf positives Po-
tential gelegt wird, mit reaktiven Sauerstoff, auch als nascierender Sauerstoff bezeichnet, konditioniert.In the method according to the invention, the damaged area, which is also referred to as cavitation, is advantageously first subjected to an electrochemical process in the thermal barrier coating. In this case, the surface of the thermal barrier coating is advantageous by means of electrolysis, wherein the substrate coated with the thermal barrier coating has a positive polarity. is conditioned with reactive oxygen, also referred to as nascent oxygen conditioned.
Anschließend wird umgepolt, d.h. das mit der Wärmedämmschicht beschichtete Substrat wird auf negatives Potential gelegt. Mittels elektrophoretischer Abscheidung von Wärmedammschichtmaterial wird anschließend die mittels des elektrochemischen Prozesses vorbehandelten Kavitation mit Wärmedammschichtmaterial aufgefüllt. Aufgrund des Feldverlaufs des anliegenden elektrischen Feldes wird ausschließlich die Kavitation mit einer hohen Gründichte aufgefüllt.Subsequently, the polarity is reversed, i. The coated with the thermal barrier coating substrate is placed on negative potential. By means of electrophoretic deposition of thermal insulation layer material, the cavitation pretreated by means of the electrochemical process is then filled up with thermal insulation layer material. Due to the field profile of the applied electric field only the cavitation is filled with a high green density.
Vorteilhaft liegt für die Elektrophorese das Wärmedammschichtmaterial als Pulversuspension vor, wobei es vorteilhaft nanoskalige Partikel enthält. Als Wärmedammschichtmaterial kann z.B. Yttrium teilstabilisiertes Zirkonoxid (YSZ), Lanthan-Magnesium-Hexaaluminat oder ein Gemisch daraus verwendet werden.Advantageously, the thermal barrier coating material is present as a powder suspension for electrophoresis, wherein it advantageously contains nanoscale particles. As the thermal barrier coating material, e.g. Yttrium partially stabilized zirconia (YSZ), lanthanum magnesium hexaaluminate, or a mixture thereof.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass mit der Elektrophorese in der Kavitation eine mit der unbeschädigten Wärmedämmschicht vergleichbare Struktur aufgebaut wird. Dadurch wird die Standfestigkeit des reparierten Bauteils erhöht.An advantage of the method according to the invention is that the electrophoresis in cavitation builds up a structure comparable to the undamaged thermal barrier coating. This increases the stability of the repaired component.
Ein weiterer Vorteil ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der abschließende Sinterprozeß bei niedrigen Temperaturen unterhalb 1000°C stattfinden kann.
Another advantage is that with the method according to the invention, the final sintering process can take place at low temperatures below 1000 ° C.