DEPOSIZIONE AL PLASMA IN PRESSIONE DI GAS INERTE DI RIVESTIMENTI DI ZrB2

La deposizione al plasma di rivestimenti di diboruro di zirconio, un materiale ceramico caratterizzato da un elevato punto di fusione e dotato di buone proprietà meccaniche e di resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, rappresenta ancora, per le potenze necessarie, un punto di frontiera nell'impiego della termospruzzatura. La possibilità di fabbricare rivestimenti spessi e componenti self-standing in ZrB2 è stata analizzata sulla base di un duplice approccio: un iniziale approfondimento degli aspetti teorici del processo, volto ad una modellizzazione dei fenomeni di scambio di calore ed energia cinetica fra il plasma ed il materiale da depositare in forma di polvere, ed una successiva campagna di sperimentazione. Le proprietà della sorgente termica (lunghezza del dardo plasma e proprietà termodinamiche e di trasporto del plasma all'uscita della torcia) sono state correlate ai parametri operativi di deposizione, così da ottenere indicazioni preliminari sulla reale capacità di una determinata sorgente termica di portare a fusione e proiettare efficacemente sul substrato una polvere di una certa distribuzione granulometrica, costituita da un materiale di proprietà note. La campagna sperimentale di spruzzatura, eseguita al fine di convalidare i risultati delle indagini teoriche preliminari, si è articolata nelle fasi seguenti: (i) spruzzatura delle polveri in acqua in diverse condizioni di pressione, al fine di valutare l'influenza della pressione di deposizione sulla modificazione della morfologia delle polveri durante il volo; (ii) spruzzatura di singole splat su substrati lucidati a specchio, al fine di indagare la morfologia delle singole lamelle depositate in diverse condizioni di pressione; (iii) deposizione di rivestimenti spessi e loro caratterizzazione microstrutturale e meccanica-tribologica