M.Sc. Mustafa Yazlak

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Arbeitsgebiet:

„Entwicklung und Charakterisierung von eutektischen V-Si-B-Legierungen mit verbesserten spezifischen mechanischen Eigenschaften für Hochtemperaturanwendungen“

Hochtemperaturwerkstoffe stellen ein großes Forschungsgebiet im Bereich der Energietechnik und Mobilität dar. Von ihrer Leistungsfähigkeit ist meist der Gesamtwirkungsgrad der Systeme, in denen sie verwendet werden, abhängig. Dies gilt insbesondere in der Entwicklung von Flugzeuggasturbinen. Hierbei müssen die Werkstoffe bei Temperaturen von über 1000 °C hohen mechanischen und korrosiven Beanspruchungen standhalten. Im Turbinenbau wird gleichzeitig eine geringe Dichte der Werkstoffe verlangt, da die Belastung im Werkstoff bei rotierenden Teilen von der eigenen Masse abhängt. Bedingt durch die immer weiter steigenden Anforderungen, rücken Legierungen auf Basis von Refraktärmetallen immer mehr in den Fokus der Forschung und Wissenschaft. Besonders durch ihre hohen Schmelzpunkte, aber auch durch ihre Kriechbeständigkeit, sind diese Metalle vorteilhaft für Hochtemperaturanwendungen. Den genannten Vorteilen steht allerdings eine schwache Oxidationsresistenz bei hohen Temperaturen gegen. Ebenso ist zu erwähnen, dass die Dichte der meisten Refraktärmetalle wesentlich höher ist als die Dichte der etablierten Nickelbasislegierungen. Eine der Ausnahmen bildet das Element Vanadium, da es eine geringe Dichte im Vergleich zu anderen Refraktärmetallen besitzt und somit eine attraktive Alternative darstellt. Es ergeben sich bedingt durch die Dichte ebenfalls hervorragende spezifische mechanische Eigenschaften für Vanadium-Systeme. Von besonderem Interesse ist hier das System Vanadium-Silizium-Bor (V-Si-B), welches in seiner Mikrostruktur dem bereits ergiebig erforschtem System Mo-Si-B ähnelt.

Das Ziel des Projektes ist es, in Kooperation mit dem Institut für Werkstoff- & Fügetechnik der Universität Magdeburg und dem Forschungszentrum Jülich, die Entwicklung von V-Si-B Legierungen zu untersuchen. Zur erfolgreichen Umsetzung dieses Vorhabens wurde bereits eine thermodynamische Datenbank am Lehrstuhl für Materialkunde und Werkstoffprüfung erstellt. Diese dient als Grundlage zur Berechnung wichtiger thermodynamischer Größen. Im weiteren Verlauf des Projektes soll ein umfassendes Verständnis des Systems gewonnen werden. Dies beinhaltet die Phasenentstehung und –umwandlung während der Erstarrung, sowie die Phasenstabilität und Umwandlungen im Gleichgewicht.