Des matériaux avancés pour des revêtements à haute température
Les barrières thermiques sont des matériaux multicouches affichant des caractéristiques thermiques et chimiques. En raison de leur capacité à empêcher la dégradation du superalliage structurel sous-jacent, les TBC sont à même de limiter considérablement la fatigue thermomécanique et l'oxydation. De ce fait, les TBC pourraient être exploités plus avant dans le cadre de la technologie de turbine à gaz. Les partenaires du projet ont concentré leurs efforts sur de nouveaux TBC à base de zirconates de terre rare et de zircones co-dopées en guise de matériaux alternatifs à la zircone stabilisée à l'oxyde d'yttrium (YSZ, yttria-stabilised zirconia). Contrairement aux matériaux standards à base de YSZ, les zirconates de terre rare peuvent combiner, de façon appropriée, une faible conductivité thermique et une stabilité morphologique supérieure. Avant le début du projet HIPERCOAT, on pensait que les compositions à base de zirconate de terre rare étaient tout à fait incompatibles avec l'alumine d'un point de vue thermochimique. Des études expérimentales ont toutefois mis en évidence la formation d'interphases en cas de contact entre des zirconates de terre rare et de l'alumine à haute température. Fait intéressant, il est apparu que la couche d'aluminate formée était le résultat du développement de pores à l'interface entre le zirconate de gadolinium et l'alumine, ce qui pourrait provoquer une dégradation de l'adhérence et mettre en péril l'intégrité du revêtement. Cet effet est toutefois limité à des températures inférieures (1 100 °C), ce qui signifie que la formation d'interphases pourrait être évitée tout au long de la durée de vie requise du système de revêtement. Les chercheurs ont par ailleurs découvert que la teneur réelle en gadolinium du zirconate a un impact sur la cinétique. Dans la mesure où la conductivité thermique est quasiment constante pour la même plage de composition, l'utilisation de phases de zirconate sous-stœchiométrique semble donc préférable si l'on veut réduire le risque d'interactions entre les interfaces. Pour plus d'informations, visitez le site: http://www.materials.ucsb.edu/~nsf/(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
