Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

RESUMO
Palhetas de turbinas de aeronaves e de termoelétricas operam em atmosferas
agressivas e em elevadas temperaturas e pressões. Uma técnica para aumentar sua vida
útil ou mesmo a temperatura de trabalho é o uso de revestimentos cerâmicos especiais
sobre um substrato metálico, aplicados por deposição física de vapores por feixe de
elétrons. Os materiais mais utilizados para essa finalidade são as cerâmicas de zircônia
dopadas com ítria. A adição de nióbia como co-dopante nessas cerâmicas pode reduzir a
condutividade térmica e melhorar as propriedades mecânicas dos revestimentos. O
objetivo desse trabalho foi desenvolver e otimizar revestimentos de zircônia-ítria-nióbia
obtidos por EB-PVD em um forno de fusão por feixe de elétrons, especialmente
adaptado. Essa nova formulação poderá, no futuro, tornar-se uma alternativa à
composição atualmente empregada pelo setor aeroespacial nos TBC por EB-PVD. A
influência da adição da nióbia na microestrutura dos TBC foi analisada por meio de
técnicas de difração de raios X, microscopias óptica e eletrônica de varredura (MEV),
microdureza e perfilometria. Para a avaliação das propriedades térmicas dos
revestimentos foi utilizado um difusímetro a pulso laser. As análises indicam que os
revestimentos cerâmicos estudados apresentam uma estrutura colunar e apenas a fase
tetragonal da zircônia está presente. É observada uma correlação entre tetragonalidade
(relação c/a do reticulado cristalino) e a quantidade de dopantes À medida que a
diferença (NbO2,5 – YO1,5) % em mol aumenta a relação c/a aumenta. Considerando que
soluções sólidas de zircônia começam a ficar instáveis quando a relação c/a ultrapassa
1,020, é possível determinar o conteúdo máximo de nióbia que pode ser adicionado ao
revestimento. Observa-se, finalmente, uma significativa redução da condutividade
térmica em revestimento de zircônia co-dopada com ítria e nióbia quando comparado
com revestimento de zircônia dopada apenas com ítria.