Latinoamérica. Investigadores de la Universidad Politécnica de Tomsk (TPU), en Rusia, desarrollaron nuevos recubrimientos cerámicos de alta entropía con propiedades mejoradas para soportar temperaturas extremas y atmósferas altamente oxidantes.
Según la institución, los materiales sintetizados presentan una resistencia a la oxidación a 1.100 °C notablemente superior a la de los compuestos basados únicamente en carburos de hafnio y circonio, lo que abre posibilidades de aplicación en componentes aeronáuticos y aeroespaciales. Los resultados fueron publicados en Ceramics International y forman parte de un proyecto financiado por la Fundación Rusa para la Ciencia.
Los investigadores destacan que “los materiales de carburo” desarrollados en la TPU lograron aumentar su resistencia a la oxidación a 1.100 °C, lo que en el futuro permitirá su integración en sistemas para la aviación y la industria aeroespacial. El equipo trabaja actualmente en recubrimientos multicapa capaces de ampliar el rango operativo de estructuras expuestas a temperaturas extremas. En fases previas, habían sintetizado recubrimientos a partir de óxidos de hafnio, circonio, cerio e itrio mediante pulverización catódica por magnetrón. El avance más reciente se centró en materiales de alta entropía basados en carburos, diseñados para mejorar la estabilidad estructural en ambientes agresivos.
Los carburos de hafnio y circonio poseen alta estabilidad termoquímica, pero experimentan oxidación acelerada por encima de 500 °C, lo que ocasiona fisuras y desprendimientos. Para superar estas limitaciones, el proyecto apostó por la estabilización entrópica en aleaciones multicomponente. Este enfoque, según la universidad, permite combinar las ventajas individuales de cada elemento, disminuir defectos a altas temperaturas y optimizar propiedades funcionales como la conductividad térmica y la resistencia a la ablación. TPU afirma que el uso de aleaciones de alta entropía incrementa la estabilidad frente a la oxidación y preserva la integridad estructural en un amplio rango térmico.
Los recubrimientos se diseñaron como capas intermedias entre barreras térmicas basadas en dióxido de circonio estabilizado con óxido de itrio y sustratos de aleaciones de níquel y cromo, configuración que aporta mayor resistencia frente a desprendimientos durante ciclos térmicos intensivos.
El investigador Sergey Zenkin, uno de los autores del estudio, recordó que el equipo había trabajado previamente con aleaciones que incluían tantalio, niobio y titanio. Sin embargo, señaló que el potencial del aluminio y el cromo en estos sistemas seguía poco explorado. Para esta etapa, el equipo sintetizó una aleación de alta entropía con matriz de hafnio y circonio, combinada con aditivos oxidantes de aluminio, cromo y tantalio, lo que permitió superar incompatibilidades estructurales y reducir fenómenos de segregación de fases. Los recubrimientos fueron depositados mediante pulverización catódica por magnetrón y sometidos a pruebas de oxidación a 1.100 °C.
Los resultados muestran que las muestras alcanzaron una resistencia a la oxidación hasta veinte veces superior a la de los carburos no aleados y hasta siete veces superior a la de materiales aleados únicamente con aluminio o cromo. TPU explica que actualmente se evalúan sistemas de doble óxido–carburo de alta entropía para estudiar su rendimiento térmico y mecánico bajo condiciones aún más exigentes.
Esta línea de investigación es especialmente relevante para la industria de los recubrimientos y la pintura, ya que el desarrollo de cerámicos avanzados con mayor estabilidad a altas temperaturas repercute directamente en la evolución de barreras térmicas, recubrimientos protectores para aleaciones metálicas y tratamientos superficiales utilizados en sectores como la aeronáutica, la energía o la fabricación de componentes sometidos a cargas térmicas extremas.
