Artículo 1

SEMINARIO 2 DEIBY MAYA RODRÍGUEZ Maestría en Ingeniería- Materiales y Procesos Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín, Facultad de Minas Artículo 1 Septiembre 11 de 2008 Mechanisms governing the high temperature erosion of thermal barrier coatings. X. Chen, M.Y.He, I.Spitsberg, N.A. Fleck, J.W. Hutchinson, A.G. Evans

________________________________________________________________________________ Los sistemas de barrera térmica usados en turbinas a gas consisten de una capa triple (La capa más superior es típicamente Itrio estabilizado con Zirconia (YSZ), un TGO (Óxido Crecido Térmicamente) entre el YSZ y la aleación Ni(Al) que es la capa inferior). Debido a que éstos están sometidos a altas exigencias de tipo mecánico, térmico y estructural, es factible encontrar múltiples tipos de falla en ellos. Para llevar a cabo el análisis del fenómeno de erosión a alta temperatura que se presenta cuando partículas duras colisionan con los recubrimientos de barrera térmica, tres dominios diferentes son considerados, cada uno de ellos diferenciado por el tamaño de las partículas, velocidad, temperatura y composición TBC (Recubrimientos de Barrera Térmica). Dominio I: Ocurre cuando proyectiles grandes con alta cantidad de movimiento penetran profundamente creando zonas densificadas y con alta deformación plástica. En intervalos de tiempo inferiores a 1ms, los efectos elásticos son poco importantes. Incompatibilidades en la deformación de las capas nuclea delaminación: que después de ello se extiende en la TBC justo encima de la interface con la TGO (Óxido Crecido Térmicamente). Se ha definido un índice que cuantifica el material removido, el cual depende de la dureza, módulo de Young y límite elástico del TBC. Dominio II: Aplica cuando partículas de tamaño intermedio con bajo cantidad de movimiento causan poca deformación plástica sin llegar a alcanzar el umbral para generar delaminación. Las interacciones ocurren en cortos intervalos de tiempo (10-50 ns), causando grandes esfuerzos entre la capa más superior que sufrió deformación plástica y las subsiguientes. Estos esfuerzos pueden llegar a ser lo suficientemente grandes para formar grietas que remuevan la zona densificada. En este caso, el índice es función de la dureza, módulo de Young y límite elástico del TBC, pero adicionalmente del diámetro de la columna de las capas. Dominio III: Se presenta para condiciones de impacto en las que el TBC exhibe una respuesta enteramente elástica. El dominio aplica para bajas

temperaturas, y tamaño y momentúm de las partículas bajo. En este caso una capa densa no se forma y los recubrimientos permanecen separados. Aquí el índice no es función del límite elástico.