Desarrollo de recubrimientos autolubricantes para mecanismos espaciales

Abstract

El desarrollo de la industria aeroespacial ha llevado a la búsqueda de soluciones innovadoras para garantizar el éxito y la fiabilidad de misiones cada vez más exigentes. Uno de los principales desafíos en este ámbito es la durabilidad de los sistemas tribológicos, ya que la fricción y el desgaste de los componentes mecánicos pueden comprometer el rendimiento de los mecanismos en el espacio. Los recubrimientos Diamon-like carbon (DLC) han surgido como una alternativa prometedora para la autolubricación en condiciones de vacío, reduciendo la fricción y prolongando la vida útil de los sistemas de transmisión en entornos espaciales. Este trabajo se centra en el desarrollo y caracterización de recubrimientos autolubricantes DLC aplicados sobre sustratos de acero 100Cr6, con el objetivo de mejorar su desempeño tribológico en condiciones similares a las del espacio. Para ello, se ha seguido una metodología estructurada en varias fases, que incluyen la caracterización de los recubrimientos mediante espectroscopía Raman, ensayos de dureza y adhesión, y la evaluación de su rendimiento tribológico mediante pruebas ball on disc en un tribómetro de vacío. Los resultados obtenidos permiten establecer correlaciones entre la composición química, la microestructura y el comportamiento tribológico de los recubrimientos, identificando aquellos parámetros clave que favorecen la formación de tribofilms autolubricantes. Se ha observado que la presencia de hidrógeno en la matriz DLC influye directamente en sus propiedades mecánicas y tribológicas. En particular, los recubrimientos con un contenido de hidrógeno cercano al 40% muestran una mayor capacidad autolubricante y un mejor rendimiento en aplicaciones espaciales. En contraste, aquellos con menor contenido de hidrógeno presentan una respuesta menos favorable, con un incremento en la fricción y una menor resistencia al desgaste en vacío. A partir de los resultados obtenidos, se abre la posibilidad de continuar con estudios a nivel de componente, con el fin de evaluar su viabilidad en sistemas reales y avanzar hacia su implementación en futuras misiones espaciales.