Barriere termiche per isolare componenti critici dei motori avio

In ambito aereonautico vengono ampiamente utilizzate barriere termiche in zirconia stabilizzata con ossidi ceramici (Thermal Barrier Coatings, prodotte utilizzando tecniche quali air plasma spray e low pressure plasma spray) per proteggere e isolare termicamente alcune componenti critiche dei motori aeronautici, permettendo così una temperatura di lavoro e rendimenti superiori, oltre a una migliore affidabilità in fase di esercizio. Indagini condotte dall'Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati del CNR hanno per la prima volta messo in luce che la composizione chimica di tali barriere può variare in funzione dei parametri e delle tecniche di deposizione, influenzando le proprietà termo-meccaniche dei rivestimenti (resistenza allo shock termico, fatica) così da determinarne il ciclo di vita e la sicurezza. I fenomeni di superficie che possono modificare la natura chimica delle barriere termiche riguardano ad esempio la diminuzione degli ossidi stabilizzanti, o variazioni di stato chimico tali da generare piccolissime destabilizzazioni strutturali (a livello micro o addirittura nano) e segregazioni di impurità su superfici esterne ed interne (bordo grano), con la pericolosissima conseguenza di rendere il materiale suscettibile di fratture. Le informazioni ottenute forniscono quindi indicazioni estremamente utili per la definizione della natura composizionale-morfologica dei materiali utilizzati e delle tecniche di deposizione più idonee, in modo da progettare barriere termiche più durevoli ed efficienti, con l'obiettivo di dare un significativo contributo al miglioramento della sicurezza di uno dei mezzi di trasporto più utilizzati, la cui affidabilità è un fondamentale fattore di fiducia per lo sviluppo economico.

Authors: G. M. Ingo e T. de Caro

Title: Chemical Aspects of Plasma Spraying of Zirconia-based Thermal Barrier Coatings

Journal: Acta Materialia

Year: 2008

References: 2008 (56), pp. 5177-5187