Le barriere termiche innovative per parti calde di turbine a gas rappresentano l’unica soluzione attuabile nel breve e medio periodo per poter innalzare la temperatura dei gas d’ingresso in turbina e quindi migliorare il rendimento della macchina stessa senza dover modificare significativamente le caratteristiche dei materiali con i quali vengono realizzati i componenti sui quali esse vengono depositate. In quest’ottica, nella prima parte del 2000 è stata svolta un’indagine sulle barriere termiche per parti calde di turbine a gas per uso terreste [1]. Nel corso del secondo semestre del 2000, le attività si sono articolate in tre filoni. Come naturale proseguimento delle attività di aggiornamento nello stato dell’arte sulle TBC è stato avviato un programma sperimentale volto alla valutazione comparativa delle prestazioni di alcune tipologie innovative di TBC. In particolare gli aspetti individuati come essenziali sono: – Studio della cinetica di crescita della scaglia d’ossido all’interfaccia bonbcoat/TBC – Studio della cinetica di sinterizzazione delle TBC – Resistenza allo shock termico – Resistenza a fenomeni di corrosione a caldo. – Resistenza a fenomeni erosivi ad alta temperatura. Il primo passo in quest’ambito è consistito nell’approvvigionamento dei campioni per lo svolgimento dell’attività sperimentale. A questo proposito si sottolinea che proprio a causa del carattere innovativo “non standard” delle TBC acquistate, i tempi di consegna sono risultati troppo lunghi per poter consentire l’avviamento delle attività sperimentale di caratterizzazione nel 2000. L’attività, svolta su campioni già in possesso di CESI, ha riguardato quindi la messa a punto di metodologie di preparazione dei campioni di TBC per le misure termofisiche con particolare riferimento alla determinazione della diffusività termica anche in funzione della temperatura. Inoltre è stata sviluppata una tecnica termografica per la determinazione della diffusività termica applicabile in principio anche su componenti di grosse. Essa si basa sull’analisi dell’evoluzione temporale della distribuzione spaziale della temperatura a seguito di un riscaldamento localizzato del campione. Nell’ambito del progetto Brite PROTECT finalizzato allo sviluppo di una metodologia CVD di deposizione di TBC, CESI è incaricato di svolgere attività di caratterizzazione delle barriere termiche prodotte. Nel corso del 2000, dopo aver realizzato il sistema di deposizione, l’Università di Braunsweig (IOPW) ha fornito a CESI e JRC-IAM i primi campioni prodotti affinché venissero caratterizzati dal punto di vista microstrutturale (CESI) e delle fasi cristalline (JRC) al fine di identificare ed ottimizzare i parametri di processo. Al termine dell’anno, i risultati ottenuti indicano che sono stati individuati e parzialmente ottimizzati i principali parametri di processo, infatti gli ultimi rivestimenti analizzati hanno il corretto rapporto stechiometrico tra zirconia

e stabilizzante (conseguentemente anche la fase cristallina è quella desiderata) ed inoltre la struttura dei grani è di tipo colonnare e lo spessore della barriera termica risulta uniforme su tutto il campione. Il terzo filone d’attività si inserisce e completa gli argomenti affrontati nell’ambito del primo sfruttando la partecipazione CESI al programma COST 522 Ultra Efficient Low Emission Power Plant in the 21 st Century ” (con particolare riferimento al Gas Turbine Working Group – Work Package 2: Protective Systems). Infatti, a seguito dell’accettazione della proposta di partecipazione CESI e della riunione semestrale del WP, CESI ha provveduto ad inviare ai partner un programma dettagliato delle attività sperimentali cercando anche di integrare le proprie specifiche esigenze con le capabilities messe a disposizione dagli altri partecipanti in termini di campioni e materiali e sistemi per la caratterizzazione. In particolare sono già stati avviati dei contatti per svolgere attività di comune interesse su TBC realizzate con materiali diversi da quello comunemente impiegato con l’Università di Tampere.