Powłoki ochronne dla lekkich elementów metalowych
Obniżenie masy elementów metalowych przy jednoczesnym zwiększeniu ich właściwości fizycznych, chemicznych i mechanicznych zapewnia ogromne korzyści w takich branżach, jak sektor motoryzacyjny i lotniczy. Takie cechy prowadzą do redukcji zużycia energii i zwiększonej żywotność komponentów w obliczu presji na środowisko, ogólnego zużycia i zmęczenia materiałów. Aluminium i tytan to dwa metale o niskiej gęstości, co oznacza niewielki stosunek ciężaru do objętości. Są one także odporne na korozję oraz stosunkowo wysokie temperatury. Aluminidek tytanu (TiAl) jest stopem powstałym przez połączenie tych dwóch metali. Wśród trzech związków głównych, jakie on tworzy, TiAl gamma zwrócił na siebie największą uwagę, w szczególności w przemyśle lotniczym. Jednak pomimo ekscytującego potencjału i postępów w przetwarzaniu i inżynierii, powszechne jego stosowanie zostało ograniczone częściowo z powodu niewystarczającej wydajności w ciężkich warunkach środowiskowych i temperaturach przekraczających 800 stopni Celsjusza, a także ze względu na kruchość lub ograniczoną ciągliwość. Europejscy naukowcy zainicjowali projekt Innovatial, aby opracować powłoki ochronne dla materiałów TiAl gamma oraz zaspokoić rosnące zapotrzebowanie rynku. Opracowano cztery różne rodzaje ultrawydajnych nanostrukturalnych cienkowarstwowych powłok: nanopowłoki wielowarstwowe, nanokompozyty, powłoki międzymetaliczne oraz powłoki termiczne (TBC). Oprócz opracowania nowych powłok konsorcjum Innovatial wykorzystało nowy proces ich nakładania, a mianowicie impulsowe rozpylanie magnetronowe dużej mocy (HIPIMS) – metodę fizycznego osadzania z fazy parowej (PVD) cienkich warstw. Zaletą HIPIMS jest możliwość produkcji warstw o większej gęstości i podwyższonej wytrzymałości, co jest szczególnie ważne dla zwiększania atrakcyjności TiAl gamma. Powłoki opracowane w ramach projektu Innovatial wykazały większą wydajność w zakresie długotrwałej ochrony komponentów TiAl gamma. Komercjalizacja wykazuje potencjał wsparcia TiAl gamma w zaspokojeniu rosnącego zapotrzebowania ze strony przemysłu lotniczego, motoryzacyjnego i energetycznego na lekkie, wysokowydajne materiały poddawane długotrwałemu działaniu wysokiej temperatury.
