Ceramización autocatalítica en revestimientos orgánicos de silicio y boro resistentes a la ablación para protección...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Tecnología de recubrimientos
• Ingeniería de protección contra incendios

Sus antecedentes:

• La preservación de los artefactos culturales requiere recubrimientos avanzados con alta transparencia, resistencia mecánica y resistencia a la ablación.
• Equilibrar estas métricas críticas de rendimiento en recubrimientos protectores presenta un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva estructura de doble red de organosilicio y boro para la ceramización autocatalítica sinérgica.
• Para crear recubrimientos de alta transparencia, resistentes a la ablación y ignífugos para la preservación de artefactos.

Principales métodos:

• Procesamiento de sol-gel utilizando borato de trietilo y trimetoxisilano para sintetizar recubrimientos de boro de silicona.
• Caracterización de las propiedades mecánicas (dureza 9H, diámetro de flexión ≤2 mm), transmisibilidad de la luz (hasta el 99,9%), adherencia y resistencia al fuego (UL-94V-0, LOI 35,5%).

Principales resultados:

• Los recubrimientos desarrollados presentan una excelente transparencia (99,9%), dureza (9H), flexibilidad (diámetro de flexión ≤ 2 mm) y adherencia al vidrio y la cerámica.
• Se ha conseguido una protección contra incendios superior con una clasificación UL-94V-0 y un índice de oxígeno límite (LOI) del 35,5%.
• Se ha demostrado la formación rápida de una capa de barrera cerámica compacta tras la exposición a la llama, lo que garantiza la resistencia a la ablación.

Conclusiones:

• La estructura de red de doble enlace mejora tanto la dureza como la flexibilidad.
• Los efectos catalíticos sinérgicos del boro y el fósforo (Si/B/P) promueven la formación de redes cerámicas, bloqueando el calor y la llama.
• Este enfoque ofrece una estrategia versátil para diseñar recubrimientos de protección contra incendios transparentes y resistentes a la ablación.