Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

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4 4 q σ . A.( T −T ). ε = , (3.1) 1 2 em que: σ: constante de Stefan-Boltzmann (σ = 5,669.10 -8 w/m 2 K 2 ); T1: temperatura da amostra (T1 = 1273 K); T2: temperatura do ambiente (T2 = 273 K); A: área do porta-amostras (A = 0,08m x 0,05m = 0,004m 2 ) e ε: emissividade das amostras (ε = 0,6). Conclui-se que a potência necessária para manutenção da temperatura do substrato em 1000 o C é de 350 W. Adotando-se um coeficiente de segurança de 25% comumente empregado em equipamentos de vácuo [109], tem-se uma potência de operação necessária de 440 W. Para fornecer essa potência, utilizou-se um Variac de 3kW, com variação de 0 a 130V e para a construção de uma resistência que dissipasse essa potência utilizou-se um filamento de tungstênio de 0,3 mm de diâmetro sendo o comprimento calculado pela Equação 3.2 [110]: V = , (3.2) r l φ. σ W I r em que: Vr: tensão na resistência (V=55V); Ir: corrente na resistência (I=8A); σW: condutividade térmica do tungstênio a 2000 o C (σW=1,42.10 6 .Ω -1 .m -1 ) e φ: diâmetro (0,3mm). Pela equação 3.2, deve-se utilizar uma resistência com aproximadamente 70 cm de comprimento. É bom ressaltar que outros materiais foram utilizados na tentativa de se construir a resistência (Kantal A1, Cuni 45, etc.); no entanto, o material que melhor suportou as temperaturas necessárias foi o filamento de tungstênio e, por limitações geométricas, o diâmetro mais indicado deve estar entre 0,3 e 0,5 mm. Definida a resistência, foi necessário desenvolver um suporte para ela. A solução encontrada, tanto para reduzir as perdas térmicas quanto para evitar curtos-circuitos, foi a utilização de miçangas de alumina de alta massa específica para o encapsulamento do filamento. Uma caixa de alumina sinterizada foi construída na Divisão de Materiais do IAE/CTA para suporte do conjunto (Figura 3.3). 100
FIGURA 3.3 - Desenho do sistema de aquecimento do substrato (unidades em mm). 3.1.4 Manutenção Preventiva A manutenção preventiva consistiu das seguintes etapas: - limpeza geral para remoção de poeira e resíduos graxos, preparando o forno para os outros serviços; - revisão mecânica das tubulações de óleo e partes motrizes; lubrificação e verificação das válvulas de controle; - reorganização do cabeamento elétrico, reaperto das conexões e troca de componentes danificados e - análise das propriedades elétricas e físico-químicas do óleo de refrigeração do transformador. 3.2 Materiais 3.2.1 Substrato Os materiais mais indicados para a fabricação de palhetas de turbina de alto desempenho são as superligas monocristalinas à base de níquel. No entanto, além de apresentarem elevado custo, não existe disponibilidade de tais materiais no mercado 101
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