Análisis de la adhesión de recubrimientos del sistema Y2O3-Al2O3-SiO2 sobre sustratos de interés para la industria aeroespacial

ResumenEn la industria aeroespacial se necesitan materiales ligeros que tengan unas altas prestaciones mecánicas combinadas con una baja densidad. El carburo de silicio, el carbono reforzado con fibra de carbono y el carburo de silicio reforzado con fibra de carbono son materiales que cumplen con estos requisitos, pero a altas temperaturas presentan problemas de oxidación. Una de las formas más efectivas de prevenir este fenómeno es la utilización de recubrimientos cerámicos, cuya correcta adhesión sobre los distintos sustratos es fundamental para garantizar su funcionamiento. En el caso del presente trabajo, se analiza la adhesión de recubrimientos vítreos del sistema Y2O3-Al2O3-SiO2 obtenidos mediante proyección térmica por llama oxiacetilénica. Para ello, se realizan ensayos de rayado a carga creciente analizando el tipo y la carga de fallo y su relación con las propiedades elásticas y mecánicas de los recubrimientos. Los resultados indican que la adhesión sobre los sustratos carburo de silicio y carburo de silicio reforzado con fibra de carbono es buena, mientras que el carbono reforzado con fibra de carbono no es un material adecuado para recubrir.

High performance lightweight materials are required in the aerospace industry. Silicon carbide, carbon fiber reinforced carbon and slicon carbide composites comply with those requirements but they suffer from oxidation at the high temperature of the service conditions. One of the more effective approaches to prevent this problem is the use of protecting ceramic coatings, where the good adhesion between substrates and coatings are paramount to guarantee the optimal protection performance. In the present work, the adhesion between those substrates and glass coatings of the Y2O3-Al2O3-SiO2 system processed by oxyacetylene flame spraying is analyzed. Increasing load scratch tests are employed for determining the failure type, maximum load and their relation with the elastic and mechanical properties of the coatings. The results points to the good adhesion of the coatings to silicon carbide and carbon fibre reinforced silicon carbide while the carbon fiber reinforced carbon is not a suitable material to be coated.