Crecimiento y Caracterización de Recubrimientos Cerámicos con Aplicaciones como Barreras Térmicas

Abstract

La espectroscopía de impedancia electroquímica resulta ser una técnica de ensayo no destructiva prometedora para evaluar el estado y control de calidad de las barreras térmicas. Este trabajo muestra la variación de las propiedades eléctricas de barreras, depositadas por proyección térmica, medidas por espectroscopía de impedancia electroquímica en función de la oxidación isotérmica al aire con diferentes tiempos de exposición. Finalmente se relacionan los resultados de la espectroscopia de impedancia con la microestructura, estudiada mediante microscopía electrónica de barrido ambiental y microanálisis de rayos X. Palabras clave: Barreras térmicas, Espectroscopía de impedancia electroquímica, Microscopía electrónica de barrido ambiental Processing and characterization of ceramic coatings for thermal barrier applicationsElectrochemical impedance spectroscopy is being developed as a non-destructive evaluation technique for life-remain assessment and quality control of thermal barrier coatings. In this investigation, changes in electric properties of coatings deposited by thermal spray were measured by electrochemical impedance spectroscopy as a function of the isothermal oxidation in air at different times. Finally, the results obtained by electrochemical impedance spectroscopy were related to the coating's microstructure studied by environmental scanning electronic microscopy and energy-dispersive X-ray microanalysis. Keywords: Thermal barrier coatings, Electrochemical impedance spectroscopy, Environmental scanning electron microscopy INTRODUCCIÓNLos recubrimientos de barreras térmicas se usan desde los años 70 y tienen su principal aplicación como protección frente a elevadas temperaturas de trabajo, a los ambientes agresivos y al desgaste. Se usan como escudo térmico en componentes que tengan que soportar altas temperaturas para alcanzar mayores eficiencias de trabajo (1-3). Además de las ventajas económicas, al generar la misma cantidad de contaminación, se reduce la proporción de contaminantes frente a la energía generada, como requiere el Protocolo de Kioto (4).La proyección térmica es un método rápido, barato y universal que permite crecer un depósito sobre un substrato por solidificación del material de aporte (5). Mediante esta técnica se inyectan partículas, en una llama formada por la combustión de un gas como el acetileno y oxígeno, que se funden total o parcialmente y se aceleran hacia el substrato, donde impactan y se aplastan unas sobre otras, creando el recubrimiento. Para lograr una buena unión entre el substrato y el recubrimiento proyectado se debe asegurar la limpieza adecuada del substrato y un cierto nivel de rugosidad, que faciliten la adhesión del depósito.Los recubrimientos con aplicaciones en barreras térmicas se pueden considerar como un sistema complejo, en el que se deposita un anclaje metálico sobre un substrato metálico y sobre él, una capa cerámica. Como aislante térmico suele emplearse ZrO 2 estabilizada debido a su reducida conductividad térmica (0,8-1,5 W/m·K) (6). Sin embargo, n...

Degradación de barreras térmicas por sales fundidas

“…La variación de la impedancia del sistema puede relacionarse con factores que controlan su degradación como son el desarrollo de la capa de óxidos, la reducción de las capas de anclaje y recubrimiento cerámico, su agrietamiento o la formación de óxidos alrededor de las granos laminares que forman el anclaje (18,19).…”

Modificación superficial con láser de diodo de alta energía (HPDL) de barreras térmicas de CaZrO₃ depositadas por proyección térmica

“…Se utilizó un recubrimiento metálico de Ni-6Al-5Mo (% en peso) como capa de anclaje. En la Tabla I se recogen las condiciones de proyección de los recubrimientos, pudiendo consultarse el proceso más en detalle en un trabajo previo (14):…”

Determination of residual stresses in thermal barrier coating due to the amount of CMAS infiltration

“…This layer provides protection against oxidation [2,5] and hot corrosion [5]. Thermal spray methods are normally used to make TBC due to fast and inexpensive procedure [6]. Some researchers [7][8][9] have shown that during deposition of thermal barrier coatings (TBC), residual stresses are generated.…”