Riassunto analitico
In ambito aeronautico i rivestimenti diffusivi sono utilizzati per fornire una protezione dall’ossidazione ad alta temperatura e dalla hot corrosion (fenomeno che si innesca in presenza di sali fusi sulla superficie del componente) ai componenti presenti in turbina. In particolare lo strato superficiale della superlega è arricchito con elementi in grado di formare ossidi a lenta crescita, densi e protettivi come alluminio e cromo. L’arricchimento superficiale di cromo e/o alluminio modifica la microstruttura della superlega, con la formazione di una fase ricca dell’elemento promotore di ossido circondata dalla matrice della superlega. Il cromo o alluminio diffonderanno in superficie per formare l’ossido stabile in presenza di ossigeno ed alta temperatura (es.: alluminizzazione di una superlega di nichel => intermetallico NiAl => Al diffonderà per formare una scaglia protettiva a base allumina). E’ stato dimostrato che la diffusione di metalli nobili, come il platino, nei rivestimenti diffusivi a base alluminio migliora la resistenza dei componenti sottoposti a fenomeni degradativi ad alta temperatura. Attualmente, questi rivestimenti sono utilizzati per la protezione di palette delle turbine a gas in campo aeronautico. I rivestimenti diffusivi platino-alluminio sono generalmente realizzati depositando sul componente un sottile strato di platino (dai 2 ai 10 µm) per via galvanica, seguito da un trattamento termico in vuoto o in atmosfera inerte tra 850-1050 °C per poche ore, al fine di incrementare l’adesione del film di platino al substrato. Successivamente il componente viene alluminizzato attraverso processi quali pack cementation, above-the-pack o chemical vapour deposition (CVD), seguiti poi da un ulteriore trattamento termico a 1100 °C per ottimizzare fasi e microstruttura.
Questo lavoro di tesi è stato svolto in collaborazione con l’azienda Lincotek Surface Solutions con l’obiettivo di approfondire la conoscenza dei processi citati ed impiegati nella realizzazione di rivestimenti platino-alluminio. A tale scopo il riporto è stato realizzato su dei provini cilindrici in Hastelloy X. Sono state valutate due tecniche differenti per quanto riguarda il processo di alluminizzazione (pack cementation e above-the-pack), mentre per l’elettrodeposizione galvanica del platino sono stati studiati differenti tempi di deposizione. Inoltre i campioni hanno seguito diversi percorsi in termini di trattamenti termici. La valutazione delle prestazioni è stata fatta eseguendo sui campioni un test di ossidazione. La microscopia elettronica a scansione (FEG-SEM) e la diffrazione di raggi X (XRD) sono state le tecniche analitiche impiegate per la caratterizzazione dei campioni sia pre- che post-ossidazione.
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