BUSATO, MARCO
Caratterizzazione di rivestimenti in MAX phases depositati con tecnologia cold spraying [Tesi di dottorato]
Modena & Reggio Emilia University, 2020-04-05

In quanto tecnica di deposizione a stato solido capace di evitare ossidazione, il cold spraying è in grado di mantenere le proprietà del materiale di partenza nel rispettivo coating, tipicamente fallendo nella formazione di coating per materiali fragili. Le MAX phases, come eccezione, sono un materiale ceramico che presenta un parziale comportamento metallico che ne permette l’utilizzo per creare rivestimenti tramite cold spraying. Vista la loro elevata temperatura di fusione e la capacità di formare uno strato di ossido protettivo in superficie, diverse MAX phases sono ottimi candidati come rivestimento protettivo in applicazioni ad elevata temperatura. Purtroppo, i meccanismi di deformazione delle MAX phases, necessari per la formazione di un rivestimento tramite cold spraying, non sono ancora chiari. La riuscita di un coating di MAX phases non dipende solamente dai parametri di processo utilizzati ma anche dalle loro diverse proprietà meccaniche. In questo lavoro di tesi magistrale sono stati depositati rivestimenti con le polveri di Ti3SiC2, Ti2AlC e Cr2AlC con tecnologia cold spraying. Realizzando fino a 10 passate con le polveri di Ti2AlC e Cr2AlC si è riusciti ad ottenere rivestimenti di 100 – 400 µm, mentre con Ti3SiC2 si ottiene solamente un monolayer, principalmente dovuto a frattura fragile. La porosità dei rivestimenti risulta piuttosto bassa, ma è possibile trovare anche fessure o delaminazioni tra i diversi strati di spruzzatura. La formazione di più di uno strato di rivestimento può essere attribuita alla locale deformazione di MAX phases particolarmente anisotrope e che riescano ad evitare cricche interne. In ogni caso la struttura cristallografica originale delle MAX phases è stata mantenuta nei rivestimenti. L’analisi dell’interfaccia tra rivestimento e substrato e le morfologie di singole particelle impattate possono rivelare la differenza nei comportamenti di deformazione delle diverse MAX phases. Il legame tra particella e substrato è da attribuire alla deformazione e instabilità a taglio che avviene all’interfaccia. Tuttavia, si nota che la deformazione del substrato è più severa per la MAX phase che non è in grado di formare un coating spesso. Rispetto alla polvere di partenza, le particelle che riescono a formare un rivestimento tendono a deformarsi all’impatto. Ti3SiC2 mostra minore deformazione rispetto a Ti2AlC e Cr2AlC. L’approccio sistematico porta ad una selezione di MAX phases idonee per la tecnologia di spruzzatura “cold spray” e determinarne i parametri ottimali di processo.

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LUSVARGHI LUCA
BRUERA ALESSIA
GAERTNER FRANK


Tesi di dottorato. | Lingua: it. | Paese: | BID: TD20025204