Recubrimientos protectores fiables para diferentes entornos
Los sistemas de protección térmica basados en revestimientos de óxido se usan de forma generalizada en los motores de turbinas de gases para la propulsión de los aviones y la generación de energía térmica. Las ventajas de estos recubrimientos residen en su capacidad para evitar la degradación del material de superaleación estructural subyacente al establecer un gradiente térmico. Para satisfacer la demanda emergente de reducciones en la emisión de dióxido de carbono (CO2), la aplicación de revestimientos resistentes a la temperatura en los componentes internamente refrigerados ha mejorado los resultados térmicos de las turbinas de gases. Un equipo universitario de California se asoció con homólogos europeos en el proyecto HIPERCOAT para estudiar los mecanismos que rigen la estabilidad y la fiabilidad de los revestimientos de barreras térmicas (TBC, por sus siglas en inglés). Estos sistemas son metaestables inherentemente, y su durabilidad está limitada debido a su susceptibilidad a la erosión causada por los impactos secuenciales de pequeñas partículas. La resistencia a la deformación del plástico fue analizada mediante una nueva sonda de impresión diseñada para los TBC con microestructuras en forma de columna creadas a través de técnicas de deposición física de vapor por haz de electrones. Para probar el dentado esférico, el revestimiento de muestra se depositó en un sustrato de aluminio rígido y se insertó en un sistema de carga servo-hidráulica a una temperatura elevada. La utilidad de la información experimental dependía de un procedimiento numérico para deconvolucionar la respuesta de tensión a las mediciones de los desplazamientos de la carga. El método de modelado determina el grado de deformación del plástico y la densificación, así como la distorsión de las columnas causada por la impresión. Incorporando destacadas propiedades en los elementos, como la fricción al contacto y entre las columnas, proporciona además las herramientas fundamentales para calcular las heterogeneidades de la deformación observadas en los experimentos. Aunque los primeros esfuerzos se centraron en los revestimientos de barrera térmica, los resultados podrían aplicarse a una amplia variedad de sistemas para los que es necesario sostener una integridad estructural en condiciones medioambientales duras.
