Los revestimientos de barrera térmica (TBC, TBC) son un tipo de revestimiento que se utiliza para aislar componentes, en particular, piezas de motores de turbina de gas que funcionan a temperaturas elevadas. Las aplicaciones típicas de los recubrimientos son álabes de turbinas, cámaras de combustión, sistemas de tuberías y álabes guía de boquillas. TBP permitió aumentar la temperatura de funcionamiento de las turbinas de gas y, en consecuencia, aumentar su eficiencia.
TBP se caracteriza por una conductividad térmica muy baja, es un recubrimiento que mantiene un gran gradiente de temperatura cuando se expone al flujo de calor. El material más utilizado para TBP es la zirconia estabilizada con itrio ( YSZ ), que presenta resistencia al choque térmico y a la fatiga térmica hasta 1150 °C. YSZ se aplica principalmente mediante pulverización de plasma y deposición física de vapor por haz de electrones ( EBPVD ). También se puede utilizar el rociado por llama de alta velocidad HVOF , en particular, las propiedades de resistencia al desgaste de este material también se utilizan para evitar el desgaste de las cuchillas [1] .
La tecnología estándar consiste en aluminizar y recubrir previamente el material base (generalmente aleaciones de alta temperatura a base de níquel o cobalto) con un recubrimiento aglutinante MCrAlY . La capa intermedia es necesaria para compensar las tensiones residuales que de otro modo podrían desarrollarse en el sistema de recubrimiento debido a la diferencia en los coeficientes de expansión térmica del sustrato metálico y el TBC cerámico.
Los recubrimientos de barrera térmica se pueden clasificar según la naturaleza del trabajo de la pieza: a) cargas térmicas cíclicas (por ejemplo, álabes de turbinas de motores de aviones) b) recubrimientos térmicos simples (cartuchos de armas).
El principal problema del uso de recubrimientos de barrera térmica es la diferencia en los coeficientes de expansión térmica de los materiales de la pieza y el recubrimiento. Con una gran diferencia en el coeficiente en el rango de temperatura de trabajo de la pieza, se produce el agrietamiento del recubrimiento, después de lo cual la pieza pierde gradualmente sus propiedades de barrera térmica. Este problema se resuelve mediante una selección más cuidadosa de los materiales.