Nei due articoli precedenti abbiamo esaminato i progressi della ricerca sulle tecnologie di protezione e corrosione per gli ambienti marini. Questa puntata si concentra su un'altra categoria di condizioni difficili-ambienti estremamente freddi e ad alta-altitudine-e sulle corrispondenti sfide di corrosione e protezione.
Rispetto alle condizioni climatiche comuni, le regioni estremamente fredde e ad alta-altitudine presentano ambienti molto più ostili. Le aree ad alta-altitudine sono caratterizzate da variazioni estreme di temperatura ed elevati livelli di radiazioni. Anche le basse temperature e i forti venti caratterizzano i climi polari. Ad esempio, le temperature nell’Artico possono scendere fino a –60 gradi, con velocità del vento che raggiungono i 50 m/s. Inoltre, gli ambienti polari spesso coinvolgono detriti di ghiaccio e particelle di ghiaccio abrasive, che aggravano ulteriormente il degrado del materiale.
I rivestimenti anticorrosione organici-utilizzati in regioni estremamente fredde e ad alta-altitudine includono rivestimenti epossidici tradizionali, rivestimenti alchidici e rivestimenti poliuretanici. I topcoat in resina acrilica mostrano inoltre una buona resistenza agli agenti atmosferici e un mantenimento della brillantezza superiore rispetto ai rivestimenti epossidici e alchidici, rendendoli adatti per applicazioni a basse-temperature. Sebbene questi ambienti siano generalmente freddi e secchi, elevate concentrazioni di ozono e forti radiazioni ultraviolette accelerano l'invecchiamento del rivestimento, portando a ridotta adesione, scolorimento, sfarinamento e perdita di brillantezza.
Uno dei principali obiettivi della ricerca in ambienti estremamente freddi è la tecnologia anti-ghiaccio, che mira a ridurre l'adesione del ghiaccio sulle superfici del rivestimento. I rivestimenti anti-ghiaccio sono generalmente classificati in tre categorie: rivestimenti sacrificali, rivestimenti antighiaccio e rivestimenti superidrofobici. Gli studi hanno dimostrato che i rivestimenti antigelo a rilascio lento-derivati da sol-gel-possono ridurre significativamente la forza di adesione del ghiaccio. Anche i rivestimenti a base di silicone- hanno dimostrato efficaci prestazioni antighiaccio e sono tra le poche soluzioni antighiaccio commercialmente valide. La maggior parte dei rivestimenti anti{10}}ghiaccio, tuttavia, si basa su superfici superidrofobiche. Ad esempio, è stato dimostrato che i rivestimenti in fluorocarburi su scala nanometrica ritardano efficacemente la formazione di ghiaccio.
La fessurazione da tensocorrosione di apparecchiature e componenti metallici è un'altra sfida critica nella protezione dalla corrosione polare e ad alta-altitudine. La tensocorrosione si verifica tipicamente in condizioni di stress relativamente basso e con mezzi leggermente corrosivi, ma il guasto può essere improvviso e altamente distruttivo. Nelle strutture degli aeromobili, componenti come i telai delle porte, i longheroni delle ali e i mozzi delle eliche sono particolarmente vulnerabili alla tensocorrosione, che può provocare gravi danni strutturali.
Negli ambienti desertici ad alta-altitudine, l'erosione della sabbia e della polvere pone seri problemi di usura per attrezzature, sistemi e dispositivi militari. La sabbia e la ghiaia trascinate nel flusso d'aria turbolento generato dai rotori degli elicotteri possono erodere i componenti mobili, le superfici metalliche e i rivestimenti protettivi. Le particelle di polvere fine possono facilmente penetrare negli interni degli aerei, danneggiando strutture metalliche di precisione e sistemi elettronici. Per proteggere i rivestimenti in lega di alluminio e altre strutture metalliche esposte all'erosione della sabbia, i sistemi di rivestimento compositi con finiture poliuretaniche elastiche si sono dimostrati efficaci contro l'usura abrasiva. Inoltre, i rivestimenti in lega a base di rame-e nichel-rivestiti con laser, noti per la loro elevata durezza e l'eccellente resistenza all'usura, vengono utilizzati per ritardare i guasti legati all'usura in componenti come gli anelli dei meccanismi di rinculo dell'artiglieria.
