Uma equipe de pesquisa desenvolveu um revestimento compósito de liga de alta entropia que fornece simultaneamente lubrificação, resistência ao desgaste e proteção contra erosão por cavitação em querosene de aviação de baixa viscosidade. O trabalho, publicado na Tribology Advances, aborda um desafio persistente em bombas de combustível de motores aeronáuticos, onde rolamentos axiais operam sob condições de escassez de óleo que causam desgaste e danos por cavitação.
O revestimento, designado Al10Cr28Co28Ni34/Ag, foi fabricado por aspersão térmica de alta velocidade (HVOF). Seu projeto explora a estrutura cúbica de face centrada (CFC) compartilhada tanto pela liga de alta entropia (LAE) Al10Cr28Co28Ni34 quanto pela prata. Como ambas as fases têm a mesma estrutura cristalina, elas se deformam de maneira semelhante sob atrito e impacto, reduzindo concentrações de tensão nos contornos de fase que tipicamente levam à fissuração e perda de material em revestimentos convencionais.
Resultados de testes em querosene de aviação mostraram um coeficiente de atrito abaixo de 0,1, uma taxa de desgaste próxima de zero e uma taxa de perda de massa por erosão por cavitação inferior a 0,1 mg por hora. Os pesquisadores atribuem esse desempenho à formação de partículas esféricas na interface de atrito, que rolam entre as superfícies e contribuem para um mecanismo de rolamento-deslizamento. A LAE fornece capacidade de suporte de carga e endurecimento por trabalho, enquanto a prata atua como lubrificante sólido de baixo cisalhamento.
As descobertas, detalhadas no estudo disponível em https://doi.org/10.3724/trad-20260019, oferecem uma nova estratégia para proteger pares de atrito de bombas de combustível. Revestimentos lubrificantes sólidos ligados existentes podem reduzir o desgaste sob condições de escassez de óleo, mas frequentemente falham sob cavitação porque suas matrizes de resina orgânica têm resistência e resistência térmica insuficientes. O novo design totalmente metálico CFC/CFC do revestimento evita essas limitações.
Para a indústria da aviação, as implicações são significativas. As bombas de combustível são críticas para a confiabilidade do motor, e o desgaste ou a erosão por cavitação podem reduzir a eficiência de entrega de combustível e comprometer a segurança de voo. Um revestimento que resiste a ambos os modos de dano pode estender a vida útil dos componentes, reduzir a manutenção e melhorar a prontidão operacional. A pesquisa foi apoiada pelo Projeto Nacional de Ciência e Tecnologia, pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, pela Academia Chinesa de Ciências e outros programas.
Além da aviação, o conceito de compatibilidade CFC/CFC pode ser adaptado a outros sistemas tribológicos onde lubrificantes de baixa viscosidade e cavitação estão presentes, como em bombas marítimas ou industriais. O estudo destaca como a correspondência estrutural entre as fases do revestimento pode desbloquear propriedades combinadas que são difíceis de alcançar com projetos de materiais convencionais.
