Uma nova liga de múltiplos elementos principais para camadas de ligação, desenvolvida conjuntamente pelo Instituto de Pesquisa de Metais da Academia Chinesa de Ciências, Universidade de Pequim e Universidade de Tecnologia de Shenyang, pode melhorar substancialmente a resistência à oxidação das barreiras térmicas a altas temperaturas de 1200°C. O resultado foi publicado na revista *Advanced Science* em 6 de fevereiro.
Com a temperatura de entrada da turbina do motor a jato prevista para exceder 1900°C, muito acima do ponto de fusão das superligas, as barreiras térmicas tornaram-se uma camada de isolamento indispensável para as pás da turbina. A camada de ligação, localizada entre a camada cerâmica superficial e a base da liga, precisa formar uma camada de óxido termicamente crescido de crescimento lento e forte aderência em altas temperaturas para proteger o substrato. Desde a década de 1970, as ligas da série NiCoCrAlY têm sido o material padrão para camadas de ligação, mas sua taxa de oxidação aumenta drasticamente acima de 1100°C, limitando há muito tempo o aumento da temperatura dos componentes da seção quente do motor.
A equipe de pesquisa adotou uma estratégia dupla para superar essa limitação. Na fase inicial de oxidação, uma liga com microestrutura laminar fina foi projetada otimizando o conteúdo de alumínio eutético, melhorando o fornecimento contínuo de alumínio durante o processo de oxidação inicial e promovendo a rápida formação de uma camada de óxido protetora contínua de α-Al₂O₃. Na fase de oxidação em estado estacionário, as proporções de cobalto, cromo e níquel foram ajustadas para aumentar a entropia configuracional, produzindo uma liga de múltiplos elementos principais. A zona de depleção de alumínio formada abaixo da camada de óxido termicamente crescido nesta liga apresenta severa distorção da rede cristalina, aumento da energia de formação de vacâncias e aumento da barreira de energia para difusão do alumínio, efetivamente inibindo o processo de oxidação em alta temperatura.
Dados experimentais mostram que a nova liga de múltiplos elementos principais NiCoCrAlYHf, após 500 horas de oxidação isotérmica a 1200°C, tem uma constante de taxa de oxidação de 1,28×10⁻¹² g²·cm⁻⁴·s⁻¹, aproximadamente 59% menor do que a das ligas MCrAlY tradicionais. Em testes de oxidação cíclica, a liga tradicional apresentou descamação da escama de óxido após apenas 70 horas, com perda de área superficial superior a 40% após 500 horas; a nova liga teve uma taxa de descamação inferior a 2% no mesmo período, com aderência da escama de óxido e resistência à descamação significativamente melhoradas.
Esta pesquisa fornece um novo sistema de material e uma nova abordagem de projeto para camadas de ligação de barreiras térmicas em motores a jato operando em ambientes extremos.
Mais informações: Autores: Xinyu Zhang et al., Título: "Novel Multi-Principal Element Alloy Achieves Superior 1200°C Oxidation Resistance via Lattice Distortion-Induced Diffusion Suppression", Publicado em: *Advanced Science* (2026). Informações do periódico: Advanced Science
