Investigadores de la Universidad de Shandong han desarrollado una innovadora tecnología en el campo de los recubrimientos ambientales, inspirada en la estructura del teca, conocida por sus excepcionales propiedades mecánicas y estabilidad ambiental. Este avance, publicado en el Journal of Advanced Ceramics, se centra en un recubrimiento compuesto de Yb2Si2O7-Yb2SiO5, que imita la estructura laminar del teca mediante un método novedoso de deposición por fase vapor/líquido alternante, utilizado en la proyección térmica y deposición de vapor físico (PS-PVD).
Durante este proceso, el dióxido de silicio (SiO2) volatilizado del Yb2Si2O7 es recapturado y depositado, generando una reacción in situ con el Yb2SiO5 a través de un tratamiento térmico. Esto conduce a la formación de Yb2Si2O7 y la creación de una estructura nanométrica multicapa ordenada. Este diseño de recubrimiento se espera que mejore significativamente su rendimiento mecánico y resistencia a la corrosión, ofreciendo protección a largo plazo para motores de aeronaves en entornos de alta temperatura.
Innovación y Control en la Deposición
El equipo de investigación ha realizado un análisis exhaustivo de los complejos mecanismos de deposición involucrados en este proceso. La nueva estructura biomimética tipo teca está diseñada para optimizar la composición, estructura y dimensiones a escala nanométrica del recubrimiento, creando así una estrategia de protección innovadora para aplicaciones de alta temperatura en motores de turbinas de gas.
Según Dr. Guifang Han, autor principal del estudio y profesor en la Escuela de Ciencia y Tecnología de Materiales de la Universidad de Shandong, “la investigación biomimética sobre recubrimientos ambientales es relativamente escasa, principalmente debido a los importantes desafíos para controlar con precisión la composición y estructura durante el proceso de proyección a alta temperatura. Hemos elegido el teca, conocido por su excelente resistencia mecánica y durabilidad ambiental, como modelo biomimético.”
El Dr. Han también destacó que, a partir de un enfoque termodinámico, se ha llevado a cabo un análisis profundo de los mecanismos de deposición del SiO2 volatilizado durante el proceso de proyección. La combinación de tecnología de tratamiento térmico ha permitido facilitar una reacción in situ entre el SiO2 en fase gaseosa y el Yb2SiO5, resultando en la reformación de Yb2Si2O7.
A pesar de los avances conseguidos, el campo de los recubrimientos ambientales biomiméticos tipo teca todavía presenta un amplio margen de exploración. Han enfatiza que la clave de futuras investigaciones será la evaluación sistemática de la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas de estos recubrimientos, comparándolas con hallazgos de la literatura existente para verificar su efectividad en aplicaciones prácticas.
El objetivo final de esta investigación es la comercialización de estas tecnologías de recubrimiento, con el fin de mejorar la eficiencia de protección en aplicaciones de alta temperatura, como los motores de turbinas de gas.
