Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

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c/a cúbica monoclínica 1,045 1,040 1,035 1,030 1,025 1,020 1,015 1,010 c/a=1,021+0,001(NbO 2,5 -YO 1,5 ) R=0,776 soluções sólidas instáveis estáveis -10 -5 0 5 10 15 NbO 2,5 - YO 1,5 (% mol) FIGURA 4.34 - Influência da quantidade de nióbia e ítria na tetragonalidade de depósitos de zircônias co-dopadas, temperatura do substrato: aproximadamente de 960 o C (composição química dada pelas massas dos pós para confecção dos alvos). Pelo gráfico da Figura 4.34 e levando-se em consideração que as soluções sólidas de t-ZrO2 começam a ficar instáveis quando a relação c/a ultrapassa 1,020 [64, 66, 67, 68], torna-se possível estimar a quantidade máxima de nióbia que pode ser adicionada ao revestimento sem que ocorra perda das propriedades mecânicas. Por exemplo, um revestimento à base de zircônia estabilizada com 8 % em peso de ítria (8,7% em mol de YO1,5) poderá ser co-dopado com até 10,8 % em peso de nióbia (~10% em mol de NbO2,5). 4.5.2.2 Massa Específica Pela Figura 4.35, verifica-se que, à medida que se aumenta a quantidade de nióbia, há uma tendência de redução no valor da massa específica teórica dos revestimentos cerâmicos, calculada pela Equação 3.4 (R=-0,514), apesar da massa atômica da nióbia ser maior que da ítria e da zircônia. Para compensar a influência da variação da quantidade de ítria (entre 8 e 10% em peso) nas diversas amostras, a abscissa do gráfico da Figura 4.35 traz a diferença entre as frações molares de nióbia e ítria. 144
ρ (g/cm 3 ) 6,10 6,08 6,06 6,04 6,02 6,00 5,98 5,96 5,94 5,92 5,90 ρ = 6,024 - 0,004x(NbO 2,5 -YO 1,5 ) R = -0,514 -10 -5 0 5 10 NbO 2,5 - YO 1,5 (% mol) FIGURA 4.35 - Correlação entre fração molar de nióbia (subtraindo-se fração molar de ítria) e massa específica teórica dos depósitos de cerâmicas à base de zircônia, temperatura do substrato: aproximadamente de 960 o C (composição química dada pelas massas dos pós para confecção dos alvos). As medições de massa específica aparente realizadas em diversos depósitos evidenciam que existe uma região de mínimo em torno de 5 a 10 % de nióbia (Figura 4.36). A redução da massa específica aparente provavelmente está associada a uma fração volumétrica maior de porosidade. A variação da porosidade com a quantidade de nióbia é influenciada pela cinética dos mecanismos de difusão superficial durante o crescimento das colunas dos revestimentos cerâmicos. 145
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