Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Apr 2008)
Degradación de barreras térmicas por sales fundidas
Abstract
Thermal barrier coatings (TBC) are frequently used to provide thermal insulation to metallic components. The material used in this investigation comprises a ceramic top layer, ZrO2 8Y2O3 (Y-PSZ), and an overlay coating, Ni22Cr10Al1Y, air plasma sprayed on to a nickel base alloy Inconel 600 substrate. Yttria stabilizes the cubic phase zirconia, but it can react with S, V and Na contaminants contained in many low-quality industrial fuels. A decrease in the yttria content promotes the transformation to monoclinic ZrO2. The materials were subjected to an isothermal air furnace test under 40% Na2SO4 - 60% V2O5 mixtures at 800 ºC for 48 and 144h. The degradation of the coating was analyzed by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The microstructure was characterized by enviromental scanning electron microscopy (ESEM), X-ray microanalysis (EDX) and x ray diffracction (XRD).<br><br>Las barreras térmicas son sistemas multicapa que se aplican a sustratos metálicos para mejorar su resistencia a la temperatura. El material utilizado en el trabajo es un sustrato base níquel (Inconel 600) con recubrimiento multicapa de NiCrAlY y ZrO2 parcialmente estabilizada con Y2O3 (Y-PSZ) depositado por plasma atmosférico. La presencia de contaminantes, como S, V o Na presentes en combustibles de baja calidad, puede dar lugar a reacciones con este óxido estabilizador de la circona (Y2O3), originando una desestabilización estructural de la circona por disminución del contenido en itria. En esta comunicación se ha realizado un estudio sistemático de la degradación del material frente a determinados agentes corrosivos a elevada temperatura. Sobre la superficie de las muestras se añadieron mezclas de 40% Na2SO4-60% V2O5 y se trataron isotérmicamente a 800 ºC durante 48 y 144 horas. Finalmente, se evaluó la modificación de las propiedades por efecto de los agentes agresivos. Mediante la técnica de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) se estimó la degradación de la barrera térmica. El estudio de la evolución microestructural se realizó mediante técnicas de microscopía óptica (MO), electrónica de barrido ambiental (ESEM) y difracción de rayos X (DRX).
