Risswachstum in intermetallischen TiAl unter besonderer Berücksichtigung der Rissausbreitung in Tiefenrichtung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Thomas Baumert; Professorin Dr. Angelika Brückner-Foit
• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 88594207

Es sollen Untersuchungen an ermüdeten Proben aus intermetallischem Titanaluminid durchgeführt werden. Dabei geht es um ein Verständnis der verschiedenen Stadien der Schädigungsentwicklung in TiAl und darum, wie die Femtosekunden Laser-induced Breakdown Spectroscopy (fs-LIBS) weiterentwickelt werden muss, um erfolgreich zur Rissinitiierung, -entdeckung und -rekonstruktion eingesetzt zu werden. Die Initiierung und das Wachstum von Mikrorissen hängen sehr stark vom Gefüge des Titanaluminids ab, das charakteristische Lamellenkolonien enthält. Bisher wurde festgestellt, dass es charakteristische Schwellenwerte für die an der Oberfläche beobachtbare Schädigung gibt, und dass die dabei entstehenden Risse im Prinzip mittels fs-LIBS entdeckt werden können. Im vorliegenden Antrag sollen die Schwellenwerte für Rissinitiierung und -ausbreitung in intermetallischem TiAl in Abhängigkeit vom Gefüge bestimmt werden. Dazu muss auch die Rissausbreitung in Tiefenrichtung berücksichtigt werden. Die geringe Breite dieser Risse stellt hohe Anforderungen an das Auflösungs-vermögen bei der Rissdetektion. Dazu soll die spektrochemische Sensitivität des Rasterabbildungsverfahrens erhöht, sowie der Loch-Überlapp und Schichtabstand beim Materialabtrag durch den fs-Laser optimiert werden. Der Einsatz von Tracersubstanzen und die Rissöffnung unter Last helfen zusätzlich bei der Rissrekonstruktion. Die in der ersten Antragsperiode erarbeitete Vorreiterrolle bei der Entwicklung dieses in-situ Rasterabbildungsverfahrens hoher räumlicher Auflösung und spektrochemischer Sensitivität wird damit weiter ausgebaut werden. Zudem versprechen die Ansätze zur Erhöhung der spektrochemischen Empfindlichkeit die Primärdynamik bei der fs-Ablation mit anschließender Plasmaemission besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen