Un nouveau revêtement biomimétique en teck promet une meilleure protection des moteurs d'avion

Des chercheurs de l'Université de Shandong ont mis au point un revêtement barrière environnemental innovant à base de teck biomimétique destiné à améliorer la durabilité des moteurs d'avion. Leur nouvelle méthode de dépôt reproduit la structure en couches du teck, promettant des améliorations significatives des performances mécaniques et de la résistance à la corrosion.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’Université du Shandong et de l’Académie des sciences du Guangdong ont mis au point un revêtement barrière environnemental innovant (EBC) inspiré de la structure naturelle du teck. Cette approche biomimétique devrait améliorer considérablement les performances mécaniques et la résistance à la corrosion des revêtements utilisés dans les environnements à haute température, notamment les moteurs d’avion.

L'équipe interdisciplinaire a exploité une méthode unique de dépôt en phase vapeur/liquide alternée pour reproduire la structure multicouche et hautement stable du teck dans leur EBC.

Cette technologie intègre des composites nano Yb2Si2O7 et Yb2SiO5 utilisant des méthodes de pulvérisation plasma-dépôt physique en phase vapeur (PS-PVD).

« Les recherches biomimétiques sur les revêtements de barrière environnementale sont relativement rares, principalement parce qu'il existe des défis importants pour contrôler avec précision la composition et la structure des revêtements pendant le processus de pulvérisation à haute température », a déclaré l'auteur correspondant Guifang Han, professeur à l'École des sciences et de l'ingénierie des matériaux de l'Université du Shandong, dans un article. communiqué de presse« Nous avons choisi le teck, connu pour ses excellentes propriétés mécaniques et sa durabilité environnementale, comme sujet biomimétique. »

La nouvelle méthode de l’équipe contrôle l’évaporation et le dépôt de SiO2 grâce à des ajustements de courant d’arc.

Une réaction in situ facilitée par un traitement thermique transforme le SiO2, déposé en couches, en une structure multicouche robuste qui imite le bois de teck. Cela promet des performances et une durabilité améliorées pour les applications dans les moteurs à turbine à gaz, qui fonctionnent dans des conditions très exigeantes.

« D’un point de vue thermodynamique, nous avons mené une analyse approfondie du mécanisme de dépôt du gaz SiO2 volatilisé au cours du processus de pulvérisation. Nous avons ingénieusement appliqué une technologie de traitement thermique pour faciliter une réaction in situ entre le SiO2 déposé en phase gazeuse et Yb2SiO5, qui est produit à partir de la décomposition de Yb2Si2O7 poudre, pour reformer Yb2Si2O7« , a ajouté Han. « Cette approche nous permet de réguler simultanément la composition, la structure et les dimensions nanométriques du revêtement, obtenant ainsi une structure fonctionnelle qui imite de manière biologique le bois de teck. »

Les chercheurs ont identifié le mécanisme de dépôt pendant le processus de pulvérisation et ont formulé des moyens pour optimiser la composition et les dimensions au niveau nanométrique du revêtement.

Les résultats de l’étude, récemment publié dans le Journal of Advanced Ceramics, indiquent des avancées prometteuses dans les technologies de revêtement destinées aux applications à haute température.

Malgré ces avancées, Han a souligné que des recherches supplémentaires étaient nécessaires. Les recherches futures se concentreront sur l'évaluation systématique de la résistance à la corrosion et des propriétés mécaniques de ces revêtements, en les comparant à la littérature existante pour valider leur faisabilité.

Avec pour objectif de commercialiser cette technologie innovante, l’équipe vise à améliorer l’efficacité des applications de protection à haute température, révolutionnant potentiellement l’industrie aérospatiale et au-delà.