O materials atua como biomimético para a madeira de teca, criando uma barreira ambiental

Os pesquisadores desenvolveram uma tecnologia inovadora em deposição física de vapor por pulverização de plasma, conhecida como deposição alternada de fase vapor/líquida. Ao ajustar a corrente do arco, os pesquisadores podem controlar com precisão a evaporação e a deposição de SiO₂e, por meio de um processo de tratamento térmico, obter reações in-situ que otimizam a composição, a estrutura e as dimensões em nanoescala do revestimento, criando dentro dele uma estrutura biomimética semelhante a teca, organizada de forma ordenada e com múltiplas camadas.

Eles conduziram uma análise aprofundada dos complexos mecanismos de deposição envolvidos neste processo. Espera-se que este novo revestimento de estrutura biomimética semelhante à teca melhore significativamente as suas propriedades mecânicas e resistência à corrosãofornecendo uma estratégia inovadora de proteção de revestimento para aplicações de alta temperatura na área de motores de turbina a gás.

A equipe publicado seu trabalho no Jornal de Cerâmica Avançada.

“A pesquisa biomimética em revestimentos de barreira ambiental é relativamente rara, principalmente porque existem desafios significativos no controle preciso da composição e estrutura dos revestimentos durante o processo de pulverização em alta temperatura. Escolhemos a teca, conhecida por suas excelentes propriedades mecânicas e durabilidade ambiental, como tema biomimético”, disse o Dr. Guifang Han, autor correspondente do artigo, professor da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Shandong.

“Ao empregar o método de deposição por intervalo de fase vapor-líquido e common os parâmetros durante o processo de pulverização, como a corrente do arco, conseguimos a evaporação e deposição de SiO₂construindo assim uma estrutura multicamadas disposta regularmente dentro do revestimento. Este mecanismo de deposição exclusivo nos permite imitar a estrutura pure em camadas da teca, o que é essential para melhorar as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão do revestimento”, continuou o Dr. Han.

“Do ponto de vista termodinâmico, conduzimos uma análise aprofundada do mecanismo de deposição de SiO volatilizado₂ gás durante o processo de pulverização. Aplicamos engenhosamente a tecnologia de tratamento térmico para facilitar uma reação in-situ entre o SiO depositado em fase gasosa₂ e Yb₂SiO₅que é produzido a partir da decomposição de Yb₂Si₂Ó₇ pó, para reformar Yb₂Si₂Ó₇. Esta abordagem nos permite common simultaneamente a composição, a estrutura e as dimensões em nanoescala do revestimento, alcançando com sucesso uma estrutura funcional que biomimiza a madeira de teca”, disse o Dr. Han.

Apesar dos progressos alcançados, ainda há muito a explorar no campo dos revestimentos biomiméticos de barreira ambiental para estruturas de teca. A este respeito, Han também enfatizou que a chave para futuras pesquisas será a avaliação sistemática da resistência à corrosão e das propriedades mecânicas destes revestimentos, e compará-las com os resultados da literatura existente para verificar a sua eficácia em aplicações práticas.

A visão remaining da pesquisa é comercializar essas tecnologias de revestimento, aumentando assim a eficiência da proteção de aplicações de alta temperatura, como motores de turbina a gás.