Riassunto analitico
Le barriere termiche (Thermal barrier coatings, TBCs) sono rivestimenti protettivi utilizzati nei componenti più caldi delle turbine a gas industriali (IGT). L’utilizzo di questi rivestimenti permette di operare in turbina a temperature più elevate, in quanto il loro scopo principale è ridurre la temperatura superficiale dei componenti in lega e rallentarne l’ossidazione. La zirconia stabilizzata con 8 wt% di ittria (8-YSZ) rappresenta lo stato dell’arte. Tuttavia, i rivestimenti standard presentano alcune limitazioni, la principale delle quali è la scarsa resistenza a corrosione da detriti silicei denominati CMAS (acronimo relativo ai vari ossidi costituenti: CaO, MgO, Al2O3,SiO2 ), presenti in aree vulcaniche o desertiche. Questi ossidi alle temperature di lavoro fondono sulla superficie del componente e a contatto con il rivestimento sono in grado di danneggiarlo a causa dell’azione meccanica e chimica che vi esercitano. In questo lavoro di tesi sono stati testati possibili materiali alternativi allo standard 8-YSZ ovvero ZrO2 drogata con Gd/Yb/Y , Gd2ZrO7, ZrO2-55 wt.%Y2O3 e diverse microstrutture, porose e dense, ottenute tramite processo di deposizione Atmospheric Plasma Spraying (APS) combinate in rivestimenti mono e multistrato. L’interazione chimica tra CMAS e le differenti barriere termiche è stata valutata tramite analisi al microscopio a scansione elettronica (FEG-SEM) e spettroscopia Raman. Inoltre sono stati effettuati test a ciclaggio termico (Thermal Cycle Fatigue, TCF) con il fine di simulare il comportamento dei rivestimenti nelle condizioni reali di esercizio. Risultati soddisfacenti sono stati ottenuti dai sistemi multistrato e con top coat con microstruttura dense vertically cracked (DVC) di ZrO2 drogata con Gd, Yb e Y, o di Gd2Zr2O7.
|
