Assessment of stresses and strains accompanying the degradation of the surface layer composition of a coated cylindrical part under operating conditions

Der Artikel geht der kritischen Frage nach, wie die Lebensdauer von Bauteilen durch den Einsatz von Schutzschichten verlängert werden kann. Sie konzentriert sich auf thermische Barrierebeschichtungen, die für Hochtemperaturumgebungen unverzichtbar sind, und untersucht das komplexe Zusammenspiel zwischen Materialeigenschaften, Beschichtungsstrukturen und Betriebsspannungen. Die Autoren stellen ein neuartiges Modell vor, das die Evolution der Beschichtungszusammensetzung unter thermischen Einflüssen unter Einbeziehung endlicher Entspannungszeiten für Wärme- und Massenflüsse untersucht. Dieses Modell geht über frühere Studien hinaus, indem es chemische Reaktionen und ihre Auswirkungen auf die Stress- und Belastungsverteilung berücksichtigt. Die Forschung unterstreicht die Bedeutung des Verständnisses des gekoppelten Thermodiffusionsproblems und des mechanischen Gleichgewichts in beschichteten Hohlzylindern und bietet wertvolle Einblicke in das Verhalten von Beschichtungen unter extremen Betriebsbedingungen. Die Ergebnisse haben praktische Auswirkungen auf die Optimierung von Beschichtungskonzepten und die Leistungssteigerung von Strukturbauteilen in verschiedenen Branchen.