Hochtemperaturkorrosionsverhalten von mehrlagigen,suspensionsplasmagespritzten Gd2Zr2O7/YSZWärmedämmschichten

In dieser Arbeit wird die Korrosionsbeständigkeit von zweilagigen Gd2Zr2O7/YSZ-, dreilagigen Gd2Zr2O7/ Gd2Zr2O7/YSZ- und einer einlagigen YSZ-Referenzbeschichtung, mit Schichtdicken der gesamten Deckschicht von 300 bis 320 μm untersucht. Alle Beschichtungen wurden mittels Suspensionsplasmaspritzen (SPS) hergestellt, was in einer säulenartigen (kolumnaren) Schichtstruktur resultierte. Die Korrosionsversuche wurden bei 900°C für 8 h durchgeführt, wobei Vanadiumpentoxid und Natriumsulfat als korrosive Salze bei einer Konzentration von 4 mg/cm2 verwendet wurden. REMUntersuchungen zeigen, dass Gd2Zr2O7-Beschichtungen eine niedrigere Korrosionsbeständigkeit aufweisen als der Referenzwerkstoff YSZ. Die Reaktion zwischen den korrosiven Salzen und dem Gd2Zr2O7 führt zur Bildung von Gadoliniumvanadat (GdVO4) entlang der Oberfläche und zwischen den Säulen. Während die durch die Phasenumwandlung von Zirkoniumoxid entstandenen Spannungen durch Neuausrichtung der Säulen in der Deckschicht zu einem gewissen Grad abgebaut werden können, wird angenommen, dass die Bildung von GdVO4 zwischen den Säulen, zusammen mit der niedrigen Bruchzähigkeit von Gd2Zr2O7 zu einer geringeren Korrosionsbeständigkeit führen. Darüber hinaus verbesserte die relativ dichte Gd2Zr2O7-Schicht auf der Oberseite, als Schutzschicht gegen das Eindringen von Salz, nicht die Korrosionsbeständigkeit.