Sviluppo di coating protettivi per strutture aerospaziali

Presentazione sul tema: "Sviluppo di coating protettivi per strutture aerospaziali"— Transcript della presentazione:

1 Sviluppo di coating protettivi per strutture aerospaziali
CASTI CNR-INFM Università degli Studi dell’Aquila Dipartimento di Fisica CNR-INFM Sviluppo di coating protettivi per strutture aerospaziali Progetto “CRUA – Innovazione, competitività, governance” - Progetto “IN_CO: Azioni integrate per lo sviluppo di “intermediari della conoscenza tecnologica, organizzativa e gestionale” Dott.ssa Patrizia De Marco

2 I satelliti polari orbitanti nella bassa orbita terrestre ( km di quota) sono sottoposti a importanti problemi di corrosione dei rivestimenti quali leghe metalliche leggere a base di alluminio o polimerici compositi (Kewlar). Cause di corrosione sono: radiazione ultravioletta dal sole; impatto ad alta velocità di ossigeno atomico. La proprietà protettiva dei rivestimenti diminuisce con grandi problemi di corrosione

3 Attualmente Coating di Germanio depositato per sputtering. Svantaggi
grande attenzione nei processi di deposizione e nei successivi trattamenti per evitare danni e contaminazioni; condizioni di stoccaggio controllate per prevenire corrosione indotta dall’umidità; limitata scalabilità a grandi dimensioni per via degli alti costi. Svantaggi

4 Innovazione Tecnica Sol-Gel
Realizzare coatings costituiti di materiali nanostrutturati multifunzionali resistenti all’ossigeno atomico con caratteristiche controllabili a livello atomico o sotto 30 nm. Realizzazione di coatings capaci di drenare la carica elettrostatica che si accumula in superficie. Basso costo di realizzazione. Tecnica Sol-Gel

5 Processo Sol-Gel (I) Vantaggi Proprietà Uniformità Alta purezza
Basse temperature Strutture controllate Bassi costi Durezza Controllo proprietà elettriche Trasparenza ottica Resistenza termica Vantaggi Proprietà

6 Processo Sol-Gel (II) permette di sintetizzare composti di alta purezza e omogeneità di ossidi di metalli ( Al2O3, ZrO2, SiO2, CeO2 etc,.) fosfidi (CoP, MoP, NiP, WP etc,.) calcogenidi (NiS, Ag2S, Bi2S3 ,CdSe etc,.) alogenati (AgBr, CsBr, AuI-4, CsI etc,.) M = Si, Ti, Zr, Al, etc., R = CH3, C2H5, C3H7 O = Oxygen Sol-gel solution Chelating agent Stabilising agent DI.H2O Solvent (Liquid) C2H5OH Solute (Solid / Liquid) (M-O-R) M-O-R + H-O-H …(idrolisi)…M-O-H + R-O-H M-O-H + M-O-H ...(condensazione d’acqua)…M-O-M + H-O-H M-O-R + M-O-H …(condensazione dell’alcool)…M-O-M + R-O-H Example: SiO2

7 La protezione da ossigeno atomico e radiazione ultravioletta è realizzata fabbricando un multistato:
Layer 1: Strato conduttivo (con sheet resistance < 103W/ spessore: 1 2 mm) Layer 2: Strato resistente alla corrosione, basato su ossido di silicio (spessore: 1 2 mm; diametro nanosfere di silicio: 200 nm) Layer 3: Strato protettivo impermeabile, basato su silano o su materiali polimerici (spessore: 0,5 mm) Top view Lateral view

8 Caratterizzazione dei campioni
Misure I-V con la tecnica delle quattro punte; Indagine SEM; Indagine AFM; Misure XRD; Misure di angolo di contatto; Misure di corrosione da ATOX e UV (Università La Sapienza, Roma).

9 Grazie