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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. 2021, 41(1): 3-20

EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE BARRERAS TÉRMICAS MEDIANTE TÉCNICAS DE EMISIÓN ACÚSTICA

Carlos Bloem, David Buquets, Amparo Borrell, Mª Dolores Salvador

Online: 13-01-2021

GA-1046

Abstract


Para desarrollar turbinas más eficientes se requiere aumentar la temperatura de entrada y/o disminuir las pérdidas de temperatura dentro de esta, por eso, es necesario desarrollar materiales resistentes a mayores temperaturas y con coeficientes de transferencia de calor más bajos. Una solución tecnológica a este inconveniente es la implementación y mejoras de las barreras térmicas (TBC). La ZrO2 estabilizada con Y2O3 (Y-TZP), es una de las cerámicas que se emplea como TBCs. Sin embargo, la fatiga termomecánica a la que están sometidas estas barreras hace que se deterioren formando grietas y/o delaminaciones.
El Carburo de Silicio (SiC) se ha empleado como agente autosellante, gracias a su reactividad a altas temperaturas que conduce al sellado de estos daños por oxidación, alargando la vida útil de los componentes de la turbina.
Este trabajo se centra en el estudio mediante emisión acústica, EA del comportamiento mecánico de las TBCs por la adición del SiC en la suspensión de Y-TZP/Al2O3. De igual manera se ha realizado un análisis microestructural y un simulación por elementos finítos de con el fin de cotejar resultados.
Los recubrimientos se realizaron por proyección térmica de suspensiones (SPS) sobre planchas metalicas de 70x10x2 mm, en éstas, se depositó un intermetálico a modo de anclaje y finalmente un recubrimiento de Y-TZP/Al2O3 con y sin 15% wt SiC. Se realizaron ensayos a flexión a tres puntos con la finalidad evaluar la generación de grietas por EA.
La EA resultó ser una herramienta fundamental en el estudio del comportamiento mecánico de las barreras térmicas. El uso de las transformadas de wavelet agiliza el estudio y análisis de los espectros de sonido registrados. Se comprobó que la generación de grietas sucede a niveles muy bajos de esfuerzo y se identificaron patrones de frecuencia asociados a los modos de fractura.


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