TU Delft leidt onderzoek naar zelfherstellende hittebestendige motorcoatings

Onderzoekers van de TU Delft leiden een groot Europees onderzoek naar zelfherstellende thermal barrier coatings (TBCs). Deze keramische coatings beschermen kritieke onderdelen in gasturbine motoren tegen de hitte van de verbranding van de brandstof.

Hoe hoger de temperatuur, hoe efficiënter de verbranding en hoe minder CO₂-uitstoot. Dankzij zelfherstellende keramische coatings worden scheurtjes in de coating gerepareerd. Hiermee moet de levensduur van de coatings met 20-25% worden verlengd en worden de kosten door onderhoud en reparaties sterk verminderd.

Minder brandstofverbruik

Keramische TBCs worden aangebracht op de meest kritieke onderdelen van motoren. De coating beschermt de onderdelen van de motor en dankzij de coating kan de temperatuur in de motor zelfs hoger worden dan de smelttemperatuur van het materiaal van de motor zelf. Keramische TBCs worden niet alleen gebruikt in vliegtuigmotoren, maar ook voor gasturbines in schepen, onderzeeërs en elektriciteitscentrales.

Zelfherstellend

In het SAMBA-project ontwikkelen de TU Delft en haar partners een unieke, zelfherstellende thermal barrier coating die de levensduur van de coating, en daarmee van de motoren, moet verlengen. De nieuwe keramische coatings bestaan uit yttria-gestabiliseerd zirkoniumoxide met een toevoeging van kleine deeltjes bestaande uit molybdeen en silicium.

Deze toevoeging zorgt ervoor dat de coating zichzelf kan repareren. Zodra er een scheur in de coating ontstaat, vult deze zich met siliciumoxide door oxidatie van de deeltjes. Vervolgens reageert het siliciumoxide met de keramische coating en vormt een stabiele ‘vulling' van de scheur.

Samenwerkingsverband

In het project voor zelfherstellende thermal barrier coatings (SAMBA) werken instituten en bedrijven samen. Onderzoekers van de afdeling Materiaalkunde van de TU Delft zijn de coördinator van het project en verzorgen samen met onderzoekers van de faculteit Lucht- en Ruimtevaarttechniek een groot deel van het onderzoek.

De TU Delft werkt verder samen met het Forschungszentrum Jülich, University of Manchester, Institut National Polytechnique de Toulouse, Research Center RSE in Milaan, Flame Spray Technologies in Duiven, Alstom Switserland en GKN Aerospace uit Zweden. Het SAMBA-project wordt gesubsidieerd door de Europese Unie en maakt deel uit van het 7de Kaderprogramma (KP7). De totale subsidie bedraagt 3,2 miljoen euro.

bron: TU Delft