Proprietà termomeccaniche di rivestimenti protettivi ottenuti per termospruzzatura

L.Baiamonte - Proprietà termomeccaniche di rivestimenti protettivi ottenuti per termospruzzatura 4 Introduzione La necessità di prestazioni elevate nelle applicazioni aerospaziali spinge la ricerca verso lo studio e lo sviluppo di materiali che offrano proprietà di resistenza meccanica e termica sempre migliori. Nell’ambito della progettazione di un motore aeronautico grande attenzione va riservata alla turbina ed in particolare alla palettatura dei primi stadi, soggetta a forti sollecitazioni meccaniche e termiche: ad essa infatti è destinato il compito di accogliere i gas caldi che escono dalla camera di combustione, e di espanderli in modo da convertire l’energia termica in energia meccanica. Inoltre il rendimento di un propulsore è direttamente legato alla temperatura dei gas combusti, dunque da qui nasce la necessità di aumentare tale temperatura al fine di ottenere un miglioramento dal punto di vista dell’efficienza del motore. Per questo motivo, è necessario proteggere le palette di turbina mediante opportuni rivestimenti. Stesso discorso si può estendere ai velivoli preposti al rientro in atmosfera, soggetti ad elevatissimi stress termomeccanici a causa dei forti gradienti termici cui vanno incontro nell'attraversamento dell'atmosfera. A tale scopo, la soluzione adottata negli ultimi anni è stata quella di utilizzare un rivestimento multistrato detto Thermal Barrier Coating (TBC), composto da una barriera termica - realizzata prevalentemente in materiale ceramico – che provveda ad abbattere la temperatura del substrato; e da uno strato intermedio, denominato bond coat, metallico, deputato all'accoppiamento tra la suddetta barriera ed il substrato. La presente sperimentazione, inserita nell'ambito di una ricerca basata su un approccio multistrato dei sistemi di protezione termica per applicazioni aerospaziali, si prefigge l’obiettivo di studiare le proprietà termomeccaniche ad alta temperatura del molibdeno termospruzzato in previsione di un suo eventuale utilizzo in qualità di bond coat, ed il comportamento in temperatura di una barriera termica, anch'essa termospruzzata, costituita da zirconia parzialmente stabilizzata. In particolare per il molibdeno, verranno elencate ed analizzate tutte le problematiche ad esso associate, e verranno prese in esame tutte le eventuali soluzioni atte a risolvere tali problemi, mentre per quanto riguarda la zirconia verranno messe a confronto le proprietà di campioni microstrutturati e nanostrutturati.