Aplicación de la termografía activa para la caracterización de la porosidad de recubrimientos de YSZ aplicados por APS
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Resumen
Este trabajo evalúa el uso de la termografía pulsada como técnica no destructiva para la caracterización de la porosidad en recubrimientos de barrera térmica (TBC) de YSZ aplicados por proyección de plasma atmosférico (APS). Se analizaron cinco muestras con porosidades en el rango de 8.1% a 28.9%, procesando los datos termográficos mediante Reconstrucción de Señal Térmica (TSR) y Termografía de Componentes Principales (PCT). Los resultados de TSR muestran una tendencia inversa entre porosidad y difusividad térmica efectiva para cuatro de las cinco muestras, con valores en el rango de 1.87x10^-7 m^2/s a 2.63x10^-7 m^2/s, consistentes con los reportados en la literatura para recubrimientos YSZ-APS. La muestra de mayor porosidad con menor espesor presentó una difusividad aparente anómalamente alta, evidenciando que la variabilidad del espesor entre muestras puede enmascarar el efecto de la porosidad en la estimación de este parámetro. Los resultados de PCT indican que el número de componentes principales necesarias para representar la señal termográfica aumenta con la porosidad, lo que es consistente con una mayor heterogeneidad en la distribución espacial del calor en recubrimientos más porosos. En conjunto, los resultados confirman que la termografía pulsada es sensible a las variaciones de porosidad estudiadas, aunque la caracterización cuantitativa precisa requiere control estricto del espesor y de las condiciones ambientales de adquisición. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
This work evaluates the use of pulsed thermography as a non-destructive technique for porosity characterization in yttria-stabilized zirconia (YSZ) thermal barrier coatings (TBCs) deposited by atmospheric plasma spraying (APS). Five samples with porosities ranging from 8.1 % to 28.9 % were analyzed by processing thermographic data using Thermal Signal Reconstruction (TSR) and Principal Component Thermography (PCT). TSR results show an inverse trend between porosity and effective thermal diffusivity for four of the five samples, with values in the range of 1.87×10−7 m2/s to 2.63×10−7 m2/s, consistent with values reported in the literature for APS-applied YSZ coatings. The sample combining high porosity with the smallest coating thickness exhibited an anomalously high apparent diffusivity, demonstrating that thickness variability among samples can obscure the influence of porosity on diffusivity estimates. PCT results indicate that the number of principal components required to represent the thermographic signal increases with porosity, consistent with greater spatial heterogeneity in heat distribution within more porous coatings. Taken together, the results confirm that pulsed thermography is sensitive to the porosity variations studied, although accurate quantitative characterization requires strict control of coating thickness and environmental acquisition conditions
Descripción
ilustraciones
Palabras clave propuestas
Porosidad; Recubrimientos de barrera térmica; Termografía activa; Difusividad térmica; Termografía pulsada; Reconstrucción de señal térmica; TSR; TBC; Termografía de componentes principales; PCT; Análisis no destructivo; Porosity; Thermal barrier coatings; Active thermography; Thermal diffusivity; Pulsed thermography; Thermal signal reconstruction; Principal component thermography; Nondestructive analysis