Welche Aussage über Schutzschichten auf warmfesten Legierungen, die an Luft bei hohen Temperaturen über 1000 °C eingesetzt werden, trifft zu?

Lösung: B. Eine Cr₂O₃-Schicht geht oberhalb von etwa 1000 °C als flüchtiges CrO₃ leicht verloren, daher verwendet man bei höheren Temperaturen Legierungen, die eine Al₂O₃-Schicht bilden

Eine Schutzschicht bei hoher Temperatur muss dicht sein, eine langsame Diffusion aufweisen (kleine parabolische Geschwindigkeitskonstante) und gut am Grundwerkstoff haften; typische Beispiele sind Cr₂O₃, Al₂O₃ und SiO₂. Cr₂O₃ ist bis etwa 1000 °C eine gute Schutzschicht, geht aber bei höheren Temperaturen in oxidierender Atmosphäre in gasförmiges CrO₃ über und verdampft, sodass die Schicht dünner wird. Al₂O₃ wächst noch langsamer und ist bis zu hohen Temperaturen stabil; daher lässt man bei Nickelbasis-Superlegierungen, bei Haftvermittlerschichten von Wärmedämmschichten und bei Fe-Cr-Al-Heizleitern Al₂O₃ entstehen. Geringe Zusätze von Y oder Hf verbessern die Haftung der Schicht (Reaktivelementeffekt). Schnelles und dickes Wachstum einer Schicht bedeutet, dass das Metall schnell verbraucht wird, und ist das Gegenteil guter Schutzwirkung.