Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Dec 2001)
Evaluación de la resistencia al choque térmico de recubrimientos de estructura gradual obtenidos mediante proyección plasma
Abstract
Power increasing demand in aeronautical engines promoted the development of thermal barrier coatings (TBCs) obtained by Atmospheric Plasma Spray (APS). The spectacular growth in their applications leads to the demand of a very specific TBC. One of the specific roles that must achieve some TBCs is to withstand severe thermal shocks. Functionally Graded Coatings (FGC) can improve their lives due to the lack of interfaces between two layers with very different thermal expansion coefficient (TEC) (for example a metallic layer and a ceramic layer). Differences in TEC increase the internal stresses during the cooling of the parts. In this work thermal spray conditions have been improved in order to obtain Functionally Graded Coatings. Thermal Shock Resistance of these coatings has been compared with conventional' s one. Thermal Spray conditions have been used in order to spray two different powders with very different melting point. In that way it is possible to build up Functionally Graded Coatings with a unique spray gun. Thermal Shock Resistance of Coatings is improved due to the lack of interfaces between layers with different Thermal Expansion Coefficients unlike the conventional coatings where two layers of different materials are put together.<br><br>La creciente demanda de mayores temperaturas de trabajo y potencia en el sector de la aviación promovió el desarrollo de las barreras térmicas (TBCs) obtenidas por la técnica de proyección térmica plasma (APS). Éstas se componen de una capa de anclaje y una capa cerámica aislante. El espectacular aumento en el uso de las TBCs hace que se requieran recubrimientos cada vez más específicos en función de cada aplicación. Para mejorar la vida de los recubrimientos frente a los choques térmicos se han desarrollado los recubrimientos graduales. Éstos constan de una capa con variación gradual de los componentes, eliminando las intercaras entre partes con diferentes coeficientes de expansión térmica y minimizando las tensiones que se producen durante los cambios bruscos de temperatura. En el presente trabajo se han optimizado las condiciones de proyección para la obtención de capas graduales y se ha comparado su resistencia al choque térmico con recubrimientos bicapa convencionales. Las condiciones de proyección se determinan de forma que sea posible la proyección conjunta de dos materiales con temperaturas de fusión muy diferentes, como son el NiCr y la ZrO2. De esta forma es posible obtener recubrimientos de estructura gradual utilizando únicamente una pistola. La resistencia al choque térmico de los recubrimientos graduales ha sido comparada con recubrimientos bicapa convencionales, obteniéndose una mejora de la vida media al eliminarse de forma gradual las superficies de contacto, a diferencia de los recubrimientos bicapa, donde se encuentran en contacto dos recubrimientos con Coeficientes de Expansión Térmica muy diferentes.
