Lutte contre l'érosion des revêtements de barrières thermiques
Les systèmes à barrières thermiques constituent les principaux matériaux utilisés dans les turbines à gaz en raison de leurs excellentes propriétés chimiques et thermiques. Le projet HIPERCOAT s'est efforcé de fournir une meilleure compréhension des aspects scientifiques complexes de la conception, de l'utilisation et de la conservation des barrières thermiques. Les revêtements de barrières thermiques par dépôt physique en phase vapeur de faisceau électronique (EB-PVD) couramment utilisés dans les turbines à gaz sont souvent sources de problèmes de fonctionnement. Ces problèmes sont essentiellement liés à une série de mécanismes extrêmement complexes et comprennent notamment des dommages liés à l'érosion ou à l'influence de corps étrangers sur les céramiques EB-PVD à colonnes. À partir de ce mécanisme complexe, les chercheurs du projet HIPERCOAT ont étudié de façon approfondie le rôle des processus chimiques et de la microstructure sur les mécanismes complexes des lésions de surface. L'érosion liée aux impacts de petites particules entraîne des craquelures au niveau des colonnes individuelles à proximité immédiate de la surface de la barrière thermique. À l'impact, des vagues d'efforts élastiques se propagent dans les colonnes, interagissent avec les imperfections du matériau de revêtement au sein de chaque colonne et entraînent des détériorations. Parmi les principaux facteurs de ce processus de détérioration figurent le diamètre et l'inclinaison des colonnes, les paramètres physiques des impacts (taille, vitesse, angle d'impact des particules), la température et la composition des céramiques. Les impacts de corps étrangers génèrent d'importants dégâts et des pertes de matériaux jusqu'à l'interface du revêtement céramique, d'où une éventuelle diminution des capacités de protection thermique du matériau. Ces phénomènes se sont révélés plus intenses dans le cas des grosses particules (supérieures à 200 micromètres) heurtant le revêtement à grande vitesse (plus de 100 m/s). Le niveau de température influe également sur le type de détériorations, à savoir soit de simples craquelures, soit le gondolage des colonnes. Pour de plus amples informations, consulter: http://www.materials.ucsb.edu/~nsf/(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
