Structure and thickness of Y2O3 coatings deposited by plasma spray physical vapour deposition (PS-PvD) method on graphite

Estructura y espesor de recubrimientos de Y2O3 depositados por el método de deposición física de vapor por pulverización de plasma (PS-PvD) sobre grafito

El grafito es uno de los materiales utilizados en aplicaciones metalúrgicas; sin embargo, se caracteriza por su baja resistencia a la oxidación. En el artículo, se depositó un recubrimiento de óxido de itrio mediante el método de deposición de vapor físico por pulverización de plasma (PS-PVD) sobre grafito. A continuación, se analizó la influencia de determinados parámetros del proceso (corriente de potencia, velocidad de alimentación del polvo o composición de los gases del plasma) en el espesor y la estructura del recubrimiento. Los recubrimientos obtenidos se caracterizaron por una estructura híbrida con columnas parcialmente formadas. Se observó una relación lineal entre la corriente de alimentación y el espesor del revestimiento. No se observó ninguna influencia significativa de otros parámetros del proceso de análisis en el espesor o la microestructura del revestimiento.

INTRODUCCIÓN

Se han desarrollado diferentes tipos de recubrimientos para la protección del grafito, tales como óxidos (Al₂O₃), basados en SiC, SiO₂, Si-Hf-Cr, Si-Zr-Cr, Si-Ti, o ZrB₂-SiC-Si graduado [1]. El método de pulverización de plasma atmosférico podría utilizarse para la producción de revestimientos protectores para el grafito. Cho y Choe investigaron el tungsteno pulverizado con plasma al vacío sobre grafito con bond coats de Ti y SiC [2]. La pulverización de plasma de óxidos de circonio y alúmina fue investigada por Mestrati et al. [3]. La aplicación de Y₂O₃ por pulverización de plasma sobre grafito ultradenso con capa de adherencia de SiC fue desarrollada por Madhura et al. [4]. También se consideró el uso de diferentes óxidos pulverizados por plasma Y₂O₃, ZrO₂ (Y₂O3 ) y CaZrO₃ [5]. También se roció con plasma sobre grafito una combinación de óxidos de alúmina y titania [6]. El óxido de itria puro sobre grafito fue desarrollado por Rao et al. [7]. Otro método de formación de SiC como capa de adherencia para el recubrimiento por pulverización de plasma de Y2 O3 fue investigado por Vertivendan et al. [8]. El otro concepto de capa de adherencia es SiC-ZrB2 [9]. La zirconia convencional parcialmente estabilizada, normalmente usada en aplicaciones TBCs, es también pulverizada por plasma sobre grafito [10]. Entre otros materiales pulverizados con APS se encuentra el carburo de tántalo [11]. La deposición física de vapor por pulverización de plasma (PS-PVD) es una tecnología prometedora para la producción de recubrimientos cerámicos para aplicaciones aeroespaciales [12], médicas [13] y de la industria del vidrio [14]. Permite la formación tanto de estructuras columnares como densas de recubrimientos cerámicos [15]. Los distintos tipos de materiales cerámicos son YSZ [16], Gd₂Zr₂O₇ [17], La₂Ce₂ZrO₇ [18] e YbSi₂O₅ [19]. En nuestra investigación anterior desarrollamos la formación de recubrimientos de YSZ sobre grafito [20]. El presente artículo analiza el recubrimiento de Y₂O₃ sobre la superficie de grafito utilizando el método PS-PVD, desarrollado por nosotros mismos.